2
.docx
ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации) В результате туннельного эффекта вероятность прохождения частицей потенциального барьера уменьшается с …
|
увеличением ширины барьера |
||
|
|
уменьшением массы частицы |
|
|
|
увеличением энергии частицы |
|
|
|
уменьшением высоты барьера |
Решение: Вероятность прохождения частицей потенциального барьера или коэффициент прозрачности определяется формулой: где постоянный коэффициент, близкий к единице, ширина барьера, масса частицы, высота барьера, энергия частицы. Следовательно, вероятность прохождения уменьшается с увеличением ширины барьера.
ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект На рисунке представлены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Если Е – освещенность фотокатода, а – длина волны падающего на него света, то справедливо следующее утверждение …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Приведенные на рисунке вольтамперные характеристики отличаются друг от друга величиной задерживающего напряжения () и величиной тока насыщения (). Величина задерживающего напряжения определяется максимальной скоростью фотоэлектронов: . С учетом этого уравнение Эйнштейна можно представить в виде . Отсюда, поскольку , . При этом учтено, что остается неизменной. На величину фототока насыщения влияет освещенность фотокатода: согласно закону Столетова, фототок насыщения пропорционален энергетической освещенности фотокатода. Поэтому .
ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Интерференция и дифракция света При дифракции на дифракционной решетке наблюдается зависимость интенсивности излучения с длиной волны от синуса угла дифракции, представленная на рисунке (изображены только главные максимумы). Количество штрихов на длины решетки равно …
|
500 |
ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление На зеркальную поверхность площадью по нормали к ней ежесекундно падает фотонов. Если при этом световое давление равно , то длина волны (в нм) падающего света равна …
|
663 | |
Решение: Давление, производимое светом при нормальном падении, определяется по формуле: , где энергетическая освещенность поверхности, равная энергии, падающей на единицу площади поверхности в единицу времени; скорость света; коэффициент отражения. Энергетическая освещенность поверхности , где – число фотонов, падающих на поверхность площадью в единицу времени. Тогда Отсюда Здесь учтено, что для зеркальной поверхности .
ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Поляризация и дисперсия света Кривая дисперсии для некоторого вещества в области одной из полос поглощения имеет вид, показанный на рисунке: Групповая скорость света в веществе больше фазовой скорости для области частот …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Средняя энергия молекул Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре зависит от их конфигурации и структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле и самой молекулы. При условии, что имеет место поступательное, вращательное движение молекулы как целого и колебательное движение атомов в молекуле, отношение средней кинетической энергии колебательного движения к полной кинетической энергии молекулы азота () равно …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная , а на каждую колебательную степень – Средняя кинетическая энергия молекулы равна: . Здесь – сумма числа поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы: , где – число степеней свободы поступательного движения, равное 3; – число степеней свободы вращательного движения, которое может быть равно 0, 2, 3; – число степеней свободы колебательного движения, минимальное количество которых равно 1. Для молекулярного азота (двухатомной молекулы) , и . Следовательно, Полная средняя кинетическая энергия молекулы азота () равна: , энергия колебательного движения , тогда отношение .
ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Уменьшение энтропии имеет место на участке …
|
3–4 |
||
|
|
1–2 |
|
|
|
2–3 |
|
|
|
4–1 |
Решение: Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (изотермического расширения 1–2, адиабатного расширения 2–3, изотермического сжатия 3–4 и адиабатного сжатия 4–1). Энтропия определяется соотношением , где – количество теплоты, сообщаемое системе. В адиабатном процессе энтропия не изменяется, так как адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Для изотермического процесса согласно первому началу термодинамики . При сжатии работа газа отрицательна. Следовательно, при изотермическом сжатии рабочее тело отдает теплоту. Поэтому при изотермическом сжатии , то есть уменьшение энтропии имеет место на участке 3–4.
ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах Двум молям водорода сообщили теплоты при постоянном давлении. При этом его температура повысилась на ______ К. (Считать связь атомов в молекуле жесткой. ) Ответ округлите до целого числа.
|
10 | |
Решение: Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, получаемое газом, равно , где – изменение внутренней энергии, – работа газа. Количество теплоты, сообщаемое газу при постоянном давлении можно представить в виде Здесь – число степеней свободы молекул двухатомного газа с жесткой связью атомов в молекуле. Отсюда
ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Распределения Максвелла и Больцмана Зависимости давления идеального газа во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты для двух разных температур представлены на рисунке. Для этих функций верными являются утверждения, что …
|
температура ниже температуры |
||
|
зависимость давления идеального газа от высоты определяется не только температурой газа, но и массой молекул |
||
|
|
температура выше температуры |
|
|
|
давление газа на высоте равно давлению на «нулевом уровне» , если температура газа стремится к абсолютному нулю |
Решение: Зависимость давления идеального газа от высоты для некоторой температуры определяется барометрической формулой: , гдедавление на высоте , масса молекулы, ускорение свободного падения, постоянная Больцмана. Из формулы следует, что при постоянной температуре давление газа уменьшается с высотой по экспоненциальному закону тем медленнее, чем больше температура . Давление определяется весом всего газа и не меняется при изменении температуры.
ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Динамика поступательного движения На рисунке приведен график зависимости скорости тела от времени t. Если масса тела равна 2 кг, то изменение импульса тела (в единицах СИ) за 2 с равно …
|
2 | |
Решение: Изменение импульса равно: кг·м/с. Изменение скорости найдено из графика.
ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Динамика вращательного движения Диск начинает вращаться под действием момента сил, график временной зависимости которого представлен на рисунке: Правильно отражает зависимость момента импульса диска от времени график …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Скорость изменения величины момента импульса относительно неподвижной оси равна величине суммарного момента внешних сил относительно этой оси. где – величина момента импульса, – величина момента силы. Тогда величина момента импульса равна . Вычислив интеграл от функции, характеризующей зависимость величины момента силы от времени, получим зависимость величины момента импульса от времени.
ЗАДАНИЕ N 29 сообщить об ошибке Тема: Работа. Энергия Для того чтобы раскрутить стержень массы и длины (см. рисунок) вокруг вертикальной оси, проходящей перпендикулярно стержню через его середину, до угловой скорости , необходимо совершить работу . Для того чтобы раскрутить до той же угловой скорости стержень массы и длины , необходимо совершить работу в _____ раз(-а) бόльшую, чем .
|
8 |
ЗАДАНИЕ N 30 сообщить об ошибке Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения Диск равномерно вращается вокруг вертикальной оси в направлении, указанном на рисунке белой стрелкой. В некоторый момент времени к ободу диска была приложена сила, направленная по касательной. При этом правильно изображает направление углового ускорения диска вектор …
|
4 |
||
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
ЗАДАНИЕ N 31 сообщить об ошибке Тема: Элементы специальной теории относительности Нестабильная частица движется со скоростью 0,6 с (с – скорость света в вакууме). Тогда время ее жизни в системе отсчета, относительно которой частица движется ______%.
|
увеличится на 20 |
||
|
|
уменьшится на 20 |
|
|
|
уменьшится на 40 |
|
|
|
увеличится на 40 |
Решение: Из преобразований Лоренца следует, что в движущейся инерциальной системе отсчета со скоростью, сравнимой со скоростью света, наблюдается эффект замедления хода времени. Относительное изменение времени жизни частицы составит: где – скорость частицы, – скорость света, время жизни частицы в системе отсчета, относительно которой частица неподвижна, время жизни частицы в системе отсчета, относительно которой частица движется. Следовательно, время жизни частицы увеличится на 20%.
ЗАДАНИЕ N 32 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в механике Сплошной цилиндр и шар, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания с одинаковыми скоростями на горку. Если трением и сопротивлением воздуха можно пренебречь, то отношение высот , на которые смогут подняться эти тела, равно …