2

  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 …