"Элементарные частицы". Контрольная работа. 11 класс
учебно-методический материал по физике (11 класс) на тему
Работа состоит из двух вариантов одинаковой сложности.Каждый вариант содержит 15 заданий. Из них: 13 заданий - требующие знания фактического материала и предусматривают краткий ответ. Две задачи расчётные, требующие применения законов сохранения импульса и энергии. На все задачи даны возможные ответы.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 176.76 КБ |
Предварительный просмотр:
Апрельская В.И.
Элементарные частицы. Контрольная работа. 11класс.
1 вариант
- Элементарная частица пи-нуль-мезон π0 распадается на два γ - кванта. Найдите частоту γ- излучения, если масса покоя этой частицы равна 264,3 массам электрона.
- Какие частицы называются элементарными?
- Какие частицы состоят из кварков?
- Какие частицы называются истинно нейтральными?
- Как определить заряд частицы в камере Вильсона?
- Каков главный факт существования элементарных частиц?
- Перечислите все стабильные элементарные частицы.
- Что является переносчиком гравитационного взаимодействия?
- За счёт чего осуществляется взаимодействие между протонами и нейтронами при сильном взаимодействии?
- Что такое кварки?
- Какие частицы называются частицами-резонансами?
- Записать реакцию бета-распада радиоактивных ядер, обусловленную слабым взаимодействием.
- Что понимают под антивеществом?
- При аннигиляции медленно движущихся электрона и позитрона образовались два
γ-квантa. Под каким углом друг от друга они разлетелись? Какая частота γ-квантов, возникающих при указанных условиях?
- Лептоны – это….
2 вариант
- Найдите частоту γ - излучения, образующегося при термоядерной реакции:
1H1 +1H3→2He4 + γ, если α - частица приобретает энергию19,7 МэВ.
- Перечислите частицы, которые в настоящее время считаются истинно элементарными.
- Чем отличаются мезоны от барионов
- Скорость α- частицы в среднем в 15 раз меньше скорости β- частицы. Почему
α - частица слабее отклоняется магнитным полем?
- Чем отличается частица от античастицы?
- При аннигиляции электрона и позитрона образовались два γ- кванта. Найти длину волны, пренебрегая кинетической энергией частиц до реакции
- Все ли элементарные частицы имеют античастицу?
- Какие типы фундаментальных взаимодействий вы знаете?
- Посредством чего осуществляется электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами и что является переносчиком взаимодействия?
- За счёт чего происходит обмен между кварками при сильном взаимодействии?
- Фундаментальные частицы- это…
- Что является переносчиком слабого взаимодействия?
- Электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлением единого…
- При аннигиляции медленно движущихся электрона и позитрона образовались два γ-кванта. Под каким углом друг к другу они разлетятся? Какова длина волны γ-кванта?
- На какие классы делятся все элементарные частицы?
Ответы, подсказки, решения
1вариант
- Ответ: ν = 2,9 ⋅1023 Гц
Решение:
- Ответ: частицы (микрообъекты), не расщепляемые на составные части,
- Ответ: адроны,
- Ответ: частицы, совпадающие со своей античастицей, например, фотон,
- Ответ: q/m = υ/RB
По искривлённой магнитным полем траектории заряженной частицы в камере Вильсона определяют радиус траектории, скорость частицы, и, зная индукцию В магнитного поля, определяют удельный заряд частицы: q/m = υ/RB
- Ответ: Все элементарные частицы превращаются друг в друга, и эти взаимные превращения — главный факт их существования.
- Ответ: стабильные частицы — это электрон, протон, фотон и нейтрино.
- Ответ: гравитонами — гипотетические частицы, переносящие гравитационное взаимодействие
- Ответ: взаимодействие кварков осуществляется посредством восьми безмассовых векторных (глюонных) полей, слабые возбуждения которых (отдельные их кванты) называются глюонами.
- Ответ: Фундаментальные частицы, электрически заряженные частицы (дробный заряд),
с полуцелым спином (фермионы)
- Ответ: резонансами называются элементарные частицы, распадающиеся за счёт сильных взаимодействий. Их характерные времена жизни 10-23- 10-24 сек.
- Ответ: при распаде нейтрон распадается на электрон, протон и антинейтрино 0n1→1p1 + e- + ν˜
- Ответ: антивещество – вещество, построенное из антинуклонов и позитронов
- Ответ: ν = 1,2⋅ 1020 Гц
Решение.
В рассматриваемом процессе
01p + 0−1e → 2γ
выполняются законы сохранения импульса и энергии. Поскольку начальные скорости частиц малы, по закону сохранения импульса получим
0 = hν1/c − hv2/c,
т. е. ν1 = ν2.
При этом очевидно, что угол разлета равен 180°, ибо только в этом случае суммарный импульс частиц после взаимодействия может быть равным нулю.
Теперь запишем закон сохранения энергии:
2moc2 = hν1 + hν2,
откуда, учитывая, что ν1 = ν2 = ν, найдем ν = moc2/h, ν = 1,2⋅ 1020 Гц
- Ответ: лептоны – это фермионы, которые имеют вид точечных частиц (т. е. не состоящих ни из каких либо других) вплоть до масштабов порядка 10−18 м. Не участвуют в сильных взаимодействиях. Участие в электромагнитных взаимодействиях экспериментально наблюдалось только для заряженных лептонов (электроны, мюоны, тау-лептоны) и не наблюдалось для нейтрино. Известны 6 типов лептонов.
2 вариант
- Ответ:ν= 7,3 ⋅10 19 Гц
Подсказки:
Энергию γ - кванта определим из условия: Е γ = Δ Е - Еα, где Δ Е = Δm931МэВ = 20 МэВ
Е γ = 20 МэВ – 19,7 МэВ = 0,3 МэВ.
Частота: v = Е γ / h = 7,3 ⋅10 19 Гц
- Ответ: в настоящее время истинно элементарные (на данном этапе неразложимые) частицы: кварки и лептоны (эти разновидности относятся к частицам вещества), кванты полей (фотоны, векторные бозоны, глюоны, гравитино и гравитоны), а также частицы Хиггса.
- Ответ: мезоны – бозоны со спином, равным 0, ħ, участвующие в сильном взаимодействии; барионы – фермионы со спином, равным ħ/2; 3ħ/2, участвующие в сильном взаимодействии
- Ответ: т.к. R = m υ / qB, то R пропорционален m/q.
Т.к. масса α-частицы в 4 раза больше, чем у протона, а заряд в 2 раза больше, то α-частица отклоняется магнитным полем слабее, чем протон
- Ответ: заряды противоположны
- Ответ: λ = 2,4 ⋅10-12м.
Решение:
Пренебрегаем кинетической энергией частиц до аннигиляции, тогда из закона сохранения энергии, имеем 2mec2 = 2hc/λ . Отсюда выражаем длину: λ = h/ me c. Вычисления дают результат λ = 2,4 ⋅10-12м.
- Ответ: все элементарные частицы имеют античастицы
- Ответ: фундаментальные взаимодействия представляются следующим образом: гравитационное взаимодействие; слабое взаимодействие; электромагнитное взаимодействие; сильное взаимодействие
- Ответ: фотоны осуществляют электромагнитное взаимодействие
- Ответ: глюоны (их всего восемь) — переносчики сильного взаимодействия между кварками. Последние, благодаря глюонам, связываются парами или тройками. Кроме того, глюоны – переносчики этого взаимодействия, сами обладают его зарядом и поэтому могут взаимодействовать между собой.
- Ответ: кварки и лептоны (фермионы), всего 48 фундаментальных частиц;
- Ответ: переносчиками слабого взаимодействия являются три частицы — W± и Z° -бозоны
- Ответ: электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлением единого электрослабого взаимодействия.
- Ответ: угол разлета равен 180°, λ = 2,5⋅10-12м
Решение.
В рассматриваемом процессе
01p + 0−1e → 2γ
выполняются законы сохранения импульса и энергии. Поскольку начальные скорости частиц малы, то по закону сохранения импульса получим
0 = hν1/c − hv2/c, т. е. ν1 = ν2! Т.к. 2moc2 = hν1 + hν2, то ν = moc2/h, λ= с/ ν= 2,5⋅10-12м
При этом очевидно, что угол разлета равен 180°, ибо только в этом случае суммарный
импульс частиц после взаимодействия может быть равным нулю.
- Ответ: элементарные частицы делятся на 2 класса: бозоны — частицы с целым спином (например, фотон, глюон, мезоны) и фермионы — частицы с полуцелым спином (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино).
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Открытый урок в 11 классе по теме "Регистрация элементарных частиц" (учебник Мякишева)
В материале даны: презентация урока, краткий план проведения и самоанализ....
![](/sites/default/files/pictures/2012/01/23/picture-51052.jpg)
Контрольная работа класс № 6 , 4 класс.
Контроль знаний лексики, грамматического материала (сложные существительные, личные местоимения в Д.п.)...
![](/sites/default/files/pictures/2015/01/24/picture-571783-1422092746.jpg)
Контрольная работа по русскому языку по теме "Наречие" 7 класс, контрольная работа по русскому языку по теме "Частицы" 7 класс
Контрольная работа по теме "Наречие", контрольная работа по теме "Частицы"...
![](/sites/default/files/pictures/2023/09/29/picture-75496-1695990899.jpg)
Входная контрольная работа класс по предмету «изо» 10/03/18
Входная контрольная работа 6 класс по предмету «изо»...
![](/sites/default/files/pictures/2023/09/29/picture-75496-1695990899.jpg)
Входная контрольная работа класс по предмету «изо» 10/08/16
Входная контрольная работа 9 класс по предмету «изо»...
![](/sites/default/files/pictures/2018/12/03/picture-1088902-1543825258.jpg)
Презентация "Элементарны ли элементарные частицы"
Презентация к уроку естествознания в 11 классе по теме "Элементарны ли элементарные частицы?" Является дополнением к учебному материалу урока. Содержит видеофрагмент....
![](/sites/default/files/pictures/2020/09/13/picture-1263584-1600012113.jpg)
Контрольная работа "Класс Земноводные", Контрольная работа: "Пищеварение"
Контрольные работы, которые я хочу предоставить вашему вниманию, позволяют проверить качество усвоения заявленных тем. Представляют собой комбинированный тест с разными типами заданий. Наличие четырех...