Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Помощник по физике

.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
587.07 Кб
Скачать

71

светлой. Минимальная толщина d2 пленки скипидара (n2 = 1,48), которая в

тех же условиях будет казаться темной (мкм):

 

 

1)

3,25;

2)

4,21;

3)

0,81;

4)

1,05;

5)

1,625.

17.4 На пути от точечного источника S света с длиной волны = 600 нм на расcтоянии а = 0,8 м от S расположена диафрагма с круглым отверстием радиусом r = 1,2 мм. Если отверстие диафрагмы для точки наблюдения дифракции на экране открывает m = 5 зон Френеля, то расстояние b от экрана до диафрагмы (м):

1) 1,2; 2) 1,44; 3) 0,12; 4) 12; 5) 14,4.

17.5 Дифракционный максимум первого порядка для кристаллов каменной соли наблюдается при падении рентгеновских лучей с длиной волны= 0,147 нм под углом 15,120 к поверхности кристалла. Величина расстояния d между атомными плоскостями в кристалле каменной соли (нм):

1) 0,564; 2) 5,64; 3) 56,4; 4) 0,282; 5) 2,82.

17.6 Устойчивая интерференционная картина на экране, освещенном двумя обычными электрическими лампочками:

1) возможна, если лампы одинаковы; 2) невозможна; 3) недостаточно данных для ответа; 4) возможна в темноте; 5) возможна, если расстояние между лампами мало.

17.7 Дифракционная решетка имеет ряд параллельных щелей шириной а каждая, щели разделены непрозрачными промежутками шириной b. Угол к нормали, под которым наблюдается второй дифракционный максимум определяется условием:

1)

a sin = ;

2) b sin = ;

3) (a+b) sin = ;

4) a sin = 2 ;

5)

(a+b) sin = 2 .

 

 

 

17.8 В опыте Юнга расстояние d между двумя щелями 0,5 мм, расстояние от щелей до экрана 1 м. При этих условиях расстояние х между интерференционными полосами (максимумами или минимумами), для излучения с длиной волны = 0,55 мкм (мм):

1)

11;

2)

0,11;

3)

1,1;

4)

0,09;

5)

9,09.

17.9 На дифракционную решетку, содержащую 500

штрихов на 1 мм длины

решетки,

падает

нормально

монохроматический

свет с длиной волны

= 0,5 мкм. Если взять решетку с 225 штрихами на 1 мм, то изменение угла отклонения лучей второго дифракционного максимума составит (град):

1) 16; 2) 8; 3) 17; 4) 30; 5) 47.

72

17.10 Отношение давления света, производимого на идеально белую поверхность, к давлению, производимому на идеально черную поверхность равно:

1) 0; 2) 0,5; 3) 1; 4) 2; 4) 8.

17.11 Пучок параллельных лучей света падает нормально на зеркальную по-

верхность площадью 2 м2. Энергетическая

освещенность

поверхности

0,6 Вт/м2. Сила давления, испытываемая поверхностью (10-9 Н):

 

1)

7,5;

2)

9,0;

3)

5,8;

4)

6,4;

5)

8,0.

 

17.12 На зеркальную поверхность площадью 1 см2 ежесекундно падает 5·1016 фотонов. Длина волны света 6,63·10-7м. Световое давление, испытываемое поверхностью (10-6 Па):

1)

2,2;

2)

1,0;

3)

2,8;

4)

0,6;

5)

1,6.

17.13 Давление монохроматического света

с длиной волны 500 нм на зачер-

нённую поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излуче-

нию, равно 0,15 мкПа. Число фотонов, падающих на поверхность площадью

40 см2 в 1 с (1017):

1) 3,96; 2) 4,88; 3) 4,52; 4) 5,32; 5) 3,56.

17.14 Появление радужной окраски на поверхности воды, покрытой тонкой пленкой нефти, объясняет:

1)

дисперсия;

2) дифракция;

3) интерференция; 4) поляризация;

5)

преломление.

 

 

17.15 К явлению дисперсии света не относится утверждение:

1) показатель преломления не зависит от длины световой волны; 2) показатель преломления зависит от скорости распространения световой волны; 3) дисперсия объясняется квантовыми свойствами света; 4) дисперсия объясняется волновыми свойствами света; 5) показатель преломления при нормальной дисперсии растет с увеличением частоты.

18Отражение и преломление света. Поляризация света

18.1На стеклянную пластинку с плоскопараллельными гранями из ва-

куума (n1 = 1) падает под углом i1 луч света. Толщина пластинки d = 1,5 см, показатель преломления n2 = 1,5. При угле падения луча, равном 300, выходящий из пластинки луч сместится относительно входящего луча на расстоя-

ние , равное (мм):

1)

29;

2)

2,9;

3)

0,29;

4)

34;

5)

3,4.

73

18.2 Предмет расположен на расстоянии d от двояковыпуклой линзы с фокусным расстоянием f. Расстояние a , при котором расстояние от предмета до его действительного изображения будет минимальным (в единицах f):

1) 0,5; 2) 2; 3) 3; 4) 0,33; 5) 5.

18.3 Для того чтобы свет, отраженный от поверхности воды, был максималь-

но поляризован,

солнце должно находиться к горизонту под

углом (град):

1)

17;

2)

27;

3)

37;

4)

47;

5)

57.

 

18.4 На горизонтальной поверхности на глубине воды h = 2 м

лежит плоское

зеркало. Если луч света входит из воздуха (n1 = 1) в воду (n2 = 1,34) под углом i1 = 470, то расстояние от места вхождения луча в воду до места выхода луча на поверхность воды после отражения от зеркала (м):

1) 1,3; 2) 13; 3) 26; 4) 2,6; 5) 0,13.

18.5 Показатель преломления стекла, если при отражении света от этого

стекла

отраженный свет будет полностью поляризован при угле преломле-

ния 300:

 

 

 

 

 

 

 

1)

1,53;

2)

1,33;

3)

1,73;

4)

1,43;

5)

1,63.

18.6 Интенсивность естественного света, прошедшего через поляризатор из-

менится в

(кратное число раз):

 

 

1)

1;

2)

0;

3)

0,5;

4)

2;

5)

0,25.

18.7 Из трех приведенных ниже утверждений:

1)векторы B и E в волне колеблются во взаимно перпендикулярных плос-

костях;

2) векторы

 

 

B и E перпендикулярны вектору с скорости волны;

3) векторы

 

 

E волн колеблются в одной плоскости,

справедливы только для плоско поляризованных электромагнитных волн: 1) только 2; 2) 1 и 2; 3) только 3; 4) только 1; 5) 1, 2, 3.

18.8 Раствор глюкозы с массовой концентрацией С1 = 0,21 г/см3, находящийся в стеклянной трубке, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света, прошедшего через раствор, на угол 1 = 240. Если раствор глюкозы с другой массовой концентрацией С2 в трубке такой же длины по-

ворачивает плоскость

поляризации

света

на

угол 2 = 180 то концентра-

ция С2

(г/см3):

 

 

 

 

 

 

1)

0,28;

2)

0,157;

3)

0,016;

4)

0,028;

5)

0,14.

74

18.9 Предельный угол полного внутреннего отражения для пучка на границе кристалла каменной соли с воздухом равен 40,50. В случае падения света из воздуха на поверхность этого кристалла, угол Брюстера iБ составит (град):

1) 33; 2) 37,2; 3) 57; 4) 52.7; 5) 67.

18.10 Угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора 300.

Если угол увеличить до

600 , то интенсивность света, выходящего из анали-

затора, уменьшится в

(кратное число раз):

 

 

1)

1,3;

2)

0,3;

3)

1,0;

4)

2,0;

5)

3,0.

18.11 Если - угол падения электромагнитной волны, - угол ее преломления, 1 - скорость электромагнитной волны в первой среде, 2 - ее скорость во второй среде, то из отношений: 1) sin /sin и 2) 1/ 2 выберите то, которое оделяет относительный коэффициент преломления второй среды относительно первой:

1) только 1:

2) только 2;

3) 1 и 2;

4) ни 1, ни 2;

5) не хватает дан-

ных для ответа.

 

 

 

 

 

18.12 Оптически активным называется вещество:

 

 

1) с анизотропными оптическими свойствами;

2) вызывающее вращение

плоскости поляризации проходящего через него плоско поляризованного

света;

3) поглощающее проходящий через него свет; 4) с изотропными

оптическими свойствами;

5) вызывающее рассеивание света.

19 Тепловое излучение. Фотоэлектрический эффект. Эффект Комптона

19.1 На зачерненную поверхность нормально падает монохроматический свет с длиной волны 0,64 мкм, производя давление 5·10-6 Па. Концентрация

фотонов вблизи поверхности

(1013 м-3):

 

1)

2,2;

2)

1,6;

3)

2,6;

4)

3,2;

5) 1,2.

19.2 Фотон с импульсом 5,44·10-22 кг·м/с в результате эффекта Комптона был

рассеян

на

свободном

электроне

на угол 300. Импульс рассеянного

фотона (10-22кг·м/с):

 

 

 

 

 

 

1)

3,6;

2)

3,9;

3)

4,3;

4)

5,2;

5)

4,8.

19.3 В

результате

Комптоновского эффекта электрон приобрел энергию

0,5 МэВ. Если длина волны рассеянного фотона

2,5·10-12 м, то энергия по-

дающего фотона (МэВ):

 

 

 

 

 

1)

2,1;

2)

1,0;

3)

1,5;

4)

1,8;

5)

0,6.

75

19.4 Максимум энергии излучения абсолютно черного тела приходится на длину волны 450 нм. Энергетическая светимость тела (107 Вт/м2):

1) 10,2; 2) 8,8; 3) 9,0; 4) 9,6; 5) 8,4.

19.5 Фотоны с энергией 6 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода 4,52 эВ. Максимальный импульс, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона (10-25кг·м/с):

1) 6,24; 2) 6,57; 3) 6,83; 4) 5,96; 5) 7,28.

19.6 Интенсивность солнечного излучения вблизи Земли 459 Вт/м2. Если предположить, что Земля, как абсолютно черное тело, излучает столько же энергии, сколько получает от Солнца, а также, что температура поверхности Земли постоянна, то величина этой температуры (0С):

1) 17; 2) 27; 3) 37; 4) 47; 5) 57.

19.7 Абсолютно черное тело имеет температуру 3000 К. При остывании тела длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности энерге-

тической светимости,

изменилась на 8 мкм. При этом тело охладилось до

температуры

(К):

 

 

 

 

 

 

1)

312;

2)

323;

3)

350;

4)

335;

5)

298.

19.8 Длинноволновая

или

красная граница фотоэффекта для натрия состав-

ляет 5,3 10-7 м. Минимальное значение импульса фотонов, при котором возможно возникновение фотоэффекта для натрия (кг м/с):

1) 0,8 10-27; 2) 3,75 10-19; 3) 0,57 1015; 4) 35,1 10-41; 5) 1,25 10-27.

19.9 Калий (работа выхода 2,2 эВ) освещается монохроматическим светом с длиной волны 400 нм. Наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекращается, составляет (В):

1) 0,88; 2) 0,91; 3) 0,95; 4) 0,84; 5) 0,98.

19.10 Красная граница фотоэффекта для металла 3·1014 Гц. Кинетическая

энергия фотоэлектронов,

если на металл падает свет

частоты 5·1014 Гц

(постоянная Планка 6,6·10-34 Дж·с) (Дж):

4) 1,3·10-19 ;

 

1) 2,2·10-19 ;

2) 2,5·10-5 ;

3) 1,3·10-19 ;

5) нет верного.

20 Корпускулярно-волновая двойственность свойств частиц. Волны де Бройля. Линейчатые спектры

20.1 Пусть скорость протона (mP = 6,7.10-27 кг), движущегося вдоль оси X, может быть измерена с погрешностью 10-6 м/с. Постоянная Планка h/2

 

 

 

 

 

 

76

 

 

 

=1,05.10-34 Дж.с. Величина ошибки определения его местоположения на оси X

наиболее близка к (м):

 

 

 

 

 

 

1)

3,2;

2)

0,0032;

3)

0,032;

4)

0,32;

5)

0.

20.2 Импульс фотона р в прозрачной среде с абсолютным показателем преломления n может быть вычислен по формуле (ν, λ – частота и длина волны фотона в среде):

1)

;

2) nhν; 3)

;

4)

nhν

;

5)

nhν

.

 

nc

 

n

 

c2

 

 

c

20.3 Энергия фотона равна 6,40 10-19 Дж. Частота колебаний для этого излучения и его масса ( Гц, кг ):

1)

9,7 1014 ,

0;

2) 9,7 1013 ,

2,1 10-27;

3) 0,97 1053 ,

7,1 10-36;

4)

60,9 1014 ,

7,1 10-36;

5) 9,7 1014 , 7,1 10-36.

 

 

20.4 Фотон с энергией 0,24 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Если длина волны рассеянного фотона изменилась на 20%, то кинетическая энергия электрона отдачи составляет (кэВ):

1)

36;

2)

42;

3)

44;

4)

38;

5)

40.

20.5 Длина

волны

де Бройля

электрона, движущегося со скоростью 0,75 с

(с – скорость света в вакууме) (10-12 м):

 

 

1)

2,32;

2)

2,58;

3)

2,46;

4)

2,14;

5)

1,92.

20.6 Кинетическая энергия протона, для которого длина волны де Бройля равна 0,06 нм, составляет (эВ):

1) 0,23; 2) 0,26; 3) 0,18; 4) 0,20; 5) 0,28.

20.7

Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов 52 В. Длина волны

де Бройля такого электрона (10-10 м):

 

 

 

1)

2,1;

2)

1,9;

3)

1,4;

4)

1,7;

5)

2,3.

20.8

Соотношение энергий квантов красных и фиолетовых лучей:

1)

К Ф ;

 

2) К Ф ;

3) К Ф ;

4)

не хватает данных.

20.9 Вещество может испускать линейчатый спектр излучения в перечисленных ниже случаях:

1)Твердое состояние при высокой температуре.

2)Жидкое состояние при высокой температуре.

3)Газообразное состояние при высокой температуре.

4)Газообразное состояние при низкой температуре.

 

 

77

 

 

1) только 1;

2) только 2;

3) только 3;

4) только 4;

5) в любом со-

стоянии.

 

 

 

 

20.10 Наибольшей длиной волны де Бройля обладают частицы, если они все

движутся с одинаковой

скоростью:

1)

протон;

2) длина

волны

у

всех перечисленных частиц одинакова;

3)

позитрон;

4) нейтрон;

5)

альфа – частица.

20.11 Длина волны спектральной линии, соответствующая переходу электрона в атоме водорода с шестой орбиты на вторую (10-7 м):

1) 4,1; 2) 4,4; 3) 3,8; 4) 3,5; 5) 4,7.

20.12 Атом водорода испустил фотон с длиной волны 4,96·10-7 м. Энергия электрона в атоме изменилась на (эВ):

1) 2,8; 2) 3,2; 3) 1,5; 4) 2,8; 5) 2,5.

ФИЗИКААТОМНОГОЯДРА

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ

1

Радиус ядра:

R R0A1/3 ,

2

где R0 1,4 10 15 м;

А – массовое число (число нуклонов в ядре).

Энергия связи нуклонов в ядре:

 

ECB Zmp (A Z)mn mя c2 ZmH A Z mn m c2 ,

 

где mp, mn, mя – соответственно массы протона, нейтрона и ядра; Z –

 

зарядовое число ядра (число протонов в ядре); А – массовое число;

3

mH = mp + me - масса атома водорода (1Н1); m – масса атома.

Дефект массы ядра:

 

 

 

 

m Zmp (A Z)mn mя ZmH (A Z)mn m .

4

Удельная энергия связи (энергия связи, отнесенная к одному нуклону):

 

 

ECB

ECB

.

 

 

 

5

 

 

A

Число ядер, распавшихся в среднем за промежуток времени от t до t + dt :

 

 

dN Ndt ,

 

где N – число нераспавшихся ядер к моменту времени t; - постоянная

6

радиоактивного распада.

Закон радиоактивного распада:

 

 

N N0e t ,

где N – число нераспавшихся ядер в момент времени t; N0 – начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени t = 0); - постоянная радиоактивного распада.

78

7 Число ядер, распавшихся за время t:

N N0 N N0 1 e t .

8 Связь периода полураспада Т1/2

и постоянной радиоактивного распада :

 

T

 

ln 2

.

 

 

9 Связь среднего времени жизни

1/ 2

 

 

 

радиоактивного ядра и постоянной

радиоактивного распада:

 

 

 

 

1 .

10 Активность нуклида:

A dN N . dt

11 Правила смещения: для -распада

 

 

 

 

 

A X A 4 Y

4 He;

 

для --распада

 

 

 

Z

Z 2

2

 

 

 

 

A X

A Y 0 e;

 

 

 

 

 

 

 

для +-распада

 

 

 

Z

 

Z 1

1

 

 

 

 

A X

A Y 0 e.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

Z 1

1

 

12 Символическая запись ядерной реакции:

 

 

 

 

 

 

/

/ Y b,

 

или

 

/

 

 

 

A X a A

 

A X a,b A /Y ,

 

 

 

Z

Z

 

 

 

Z

Z

где A X и

A

/

 

 

 

 

 

 

 

/Y - исходное и конечное ядра соответственно с зарядовы-

Z

Z

 

и массовыми числами А и А/;

 

ми числами Z и Z/

а и b – соответствен-

но бомбардирующая и испускаемая (или испускаемые) в ядерной реакции частицы.

21Строение и важнейшие свойства ядер

21.1КПД двигателей атомного ледокола, если мощность их Р1 = 3,2 104 кВт, а атомный реактор расходует m = 200 г урана 235 в сутки (при делении одного ядра атома урана выделяется энергия Е0 = 200 МэВ) (%):

1)

17;

2)

0,004;

3)

1,7;

4)

20;

5)

100.

 

21.2 Частица Х образуется в ядерной реакции

13 Al27 12

Mg26 X вызы-

ваемой столкновением с ядром алюминия гамма-кванта. Отношение заряда частицы к заряду электрона равно:

1) 2; 2) 0,5; 3) 1; 4) 1,2; 5) 0.

79

21.3 Если массы протона, нейтрона и ядра атома ртути

200 Hg соответствен-

 

80

но равны (1 а.е.м. = 1,66 · 10-27 кг) mp = 1,00783 а. е. м., mn = 1,00867 а. е. м.,

mя

=

199,968

а. е.

м.,

то

удельная

энергия

связи ядра атома ртути

(МэВ/нуклон):

 

 

 

 

 

 

 

1)

7,9;

2)

7,4;

3)

7,6;

4)

8,2;

5)

6,9.

21.4 Активность некоторого изотопа уменьшилась за 5 суток в 2,2 раза. Период полураспада изотопа (сутки):

1) 4,4; 2) 3,6; 3) 4,8; 4) 5,2; 5) 3,9.

21.5 Отношение числа нейтронов к числу протонов в ядре серебра 47Ag101 равно:

1)

101/47;

 

2)

54/47;

 

3)

47/101;

4)

47/54;

5)

1.

21.6 Радиоактивный изотоп урана

238 U претерпевает три -распада и два -

 

 

 

 

 

 

 

 

92

 

 

 

 

 

распада. Зарядовое число конечного ядра:

 

 

 

 

1)

86;

2)

88;

3)

96;

 

4)

94;

5)

90.

 

 

21.7 В ядерной реакции

 

2713 Al(n;24 He)Χ буквой обозначен изотоп ядра:

1)

1224 Mg ;

2)

1124 Na ;

3)

178O;

4)

147 N ;

5)

2311Na .

 

21.8 При делении одного ядра изотопа урана-235 освобождается 200 МэВ энергии. При делении всех ядер 0,2 кг урана-235 выделится энергия (1013Дж):

1)

1,58;

2)

1,63;

3)

1,75;

4)

1,82;

5)

1,94.

 

21.9 Вылетающая из ядра альфа-частица уносит

единиц

Z элементарного

заряда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

0;

2)

1;

3)

2;

4)

4;

5)

6.

 

21.10 Дефект массы ядра элемента

1224 Mg (1

а.е.м. = 1,66 · 10-27 кг, mp =

1,00783 а. е. м., mn = 1,00867 а. е. м., mя = 199,968 а. е. м.)

(10-28 кг):

1)

2,8;

2)

3,1;

3)

3,3;

4)

3,9;

5)

4,2.

 

21.11 Если за год распалось 60 % некоторого исходного радиоактивного элемента, то период полураспада этого элемента (лет):

1) 0,72; 2) 0,84; 3) 0,76; 4) 0,69; 5) 0,82.

80

21.12 Первоначальная масса радиоактивного изотопа натрия 25 Na (период

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

полураспада 62 с)

равна

0,3 мг. Начальная

активность изотопа составля-

ет (1016Бк):

 

 

 

 

 

 

 

1)

8,62;

2)

8,78;

3)

8,10;

4)

8,84;

5)

8,92.

21.13 Имеется 109 атомов изотопа цезия 55

137Cs, период его полураспада 26

лет. За 52 года радиоактивный распад испытает примерно количество ядер изотопа:

1) 5 108;

2) 109;

3) 2,5 108;

4) 7,5 108;

5)

9,7 109.

21.14 Первоначальная масса радиоактивного изотопа

13153I

(период полурас-

пада 8 суток) равна 1 г. Его активность через 3 суток составит

(1015Бк):

1) 3,08;

2) 4,12;

3). 2,73

4). 3,55

5). 3,94

 

 

21.15 В

результате захвата нейтрона

ядром

 

изотопа

147 N

образуется

-частица и элемент:

 

 

 

 

 

 

 

 

1) 178O;

2) 105 B;

3) 168O;

4) 115 B;

5) 49 Be .

 

 

21.16 После шести - распадов и трех β-распадов изотоп

238 U превращает-

ся в элемент:

 

 

 

 

 

 

92

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) 22687 Fr ; 2) 20983 Bi ;

3) 22688 Ra ;

4) 21082 Pb ;

5)

21483Bi .

 

21.17 Ядро, состоящее из 92 протонов и 143 нейтронов, выбросило - частицу. При этом образовалось ядро:

1) 232 Th ;

2) 226 Ra ; 3) 231Th ; 4)

238 U ; 5)

239 Pu .

 

90

88

90

92

94

 

21.18 Термоядерной называется реакция:

 

 

1) деления ядра 92U235;

2) под действием -частиц;

3) синтеза легких

ядер; 4)

под действием -лучей;

5) деления любых ядер.

21.19 При

осуществлении

ядерной

реакции

деления

ядер урана около

165 МэВ освобождается в форме кинетической энергии движения осколков ядра. Силы, сообщающие ускорение осколкам ядра, увеличивая их кинетическую энергию:

1)

кулоновские

силы;

2) гравитационные силы;

3) ядерные силы;

4)

силы слабого

взаимодействия;

5) силы сильного взаимодействия.

21.20 Массовое число ядра при α – распаде уменьшается на: