Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Обучающие тесты по физике. Часть 3. Молекулярная Физика. Основы квантовой механики. Атомная физика. Физика твердого тела. Ядерная физика. Практикум дл
.pdf
2р
3р
4р
р
6V
3V
V
р, Па
V, м3
24. На рисунке задан график цикли-
ческого процесса в координатах рV.
Определить КПД процесса.
Варианты ответа:
1) 10%; 2) 17,5%; 3) 20%;
4) 34,5%; 5) 50%
25. Количество теплоты, получаемое тепловой машиной от нагревателя, равно 1
кДж. При этом объем газа увеличивается от 1 л до 2 л, а давление линейно убывает в зависимости от объема от 1000 кПа до 400 кПа. Изменение внутренней
энергии газа равно ……(дописать числовой ответ в СИ).
26. На адиабатическое сжатие в цикле Карно моля двухатомного газа затрачена
работа А. Температура нагревателя равна Т. КПД цикла равен:
Варианты ответа:
1)
RT
А
5
2
2)
TRA3
2
3)
RT
A25
4)
AkT5
3
5)
RA
T72
27. Водород совершает цикл Карно. При адиабатическом расширении объем газа увеличивается в 2 раза. КПД цикла...
Варианты ответа:
1) 0,15; 2) 0,24; 3) 0,33 4) 0,4; 5) 0.46
28. Водород совершает цикл Карно. При адиабатическом расширении давление
уменьшается в 2 раза. КПД цикла ...
Варианты ответа:
1) 0,10; 2) 0,12; 3) 0,18 4) 0.26; 5) 0.31
29. Тепловая машина за цикл получает от нагревателя 400 Дж теплоты, а отдает
холодильнику 240 Дж. КПД тепловой машины равен…..(дополните ответ числовым значением). Ответ дать в %.
30. Температура нагревателя равна 1770 С, температура холодильника 270 С.
Максимальное значение КПД, которое может иметь тепловая машина, равно…..(дополните числовым ответом в %)
– 21 –
31. На рисунке (см. рисунок) в координатах рV изображен циклический процесс для идеального газа.
Процессы, составляющие цикл, сопровождаются выделением или поглощением тепла. В таблице укажите верные ответы. Варианты отве-
тов:
1) ΔQ > 0; 2) ΔQ < 0; 3) ΔQ = 0.
Процесс
1–2
2–3
3–4
4–1
ΔQ
32. Тепловая машина за один цикл отдает холодильнику 300 Дж тепла. КПД
машины равен 40%. Работа, совершаемая машиной за один цикл, равна……..(допишите числовой ответ).
33. Вещество массой m нагрели на ΔТ градусов, сообщив ему теплоту Q. Выразить через заданные в условии величины удельную теплоемкость вещества.
Варианты ответа:
1)
Q
Tmс
2)
TmQс
1
3)
Tm
Q
с
4)
TmQс
34. Молярная теплоемкость твердых тел при низких температурах зависит от
температуры по закону:
Варианты ответа:
1) Т
3
2) Т
2 3)
Т 4) Т 5)
Т
1
35. На рисунке изображены графики
изменения температуры двух тел в зависимость от подводимого количества
теплоты. Масса каждого из них равна 2
кг. Отношение удельных теплоёмко-
стей тел равно
......
с
с
1
2
(поставьте
числовой ответ).
р, Па
4
2
3
2V
3V
V
3р
2р
р
V, м3
Т, К
380
340
300
1
2
Q,
кДж
80
– 22 –
36. Два тела из меди и железа имеют массы
2
Cu
Fe
m
m
и получают одинаковое
количество теплоты. Железо нагрелось на
Fe
t
градусов, а медь на
Cu
t
. Граду-
сов. Отношение их удельных теплоемкостей
Cu
Fe
с
с
равно…. (допишите выраже-
ние).
37. На графике представлена зависимость температуры вещества от времени t. В
начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии.
Опишите процессы, происходящие с веществом. Укажите процессы, в каких
происходит подвод тела, а в каких – отвод тепла.
38. На графике представлена зависимость температуры вещества от времени t
(см. график предыдущего теста). В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует началу процесса отвердевания?
39. Лед массой m = 1 кг находится при температуре t = – 2000 С. Ему сообщают
тепло, доведя до таяния. Лёд превращается в воду, которую нагревают и превращают в пар. Теплоемкость льда Сл = 2100 Дж/(кгК), теплоемкость воды
С
в
= 4190 Дж/(кгК), удельная теплота плавления
кг
кДж
334
, удельная тепло-
та парообразования воды r = 2,3ּ106 Дж/кг. Количество тепла всего надо сообщить для превращения льда в пар равно…… (допишите числовой ответ).
40. Вещество в процессе нагревания из
твердого вещества (точка 1) переходит
в жидкое, а затем в газообразное состояние. На рисунке представлен график
зависимости температуры вещества от
времени при условии постоянной мощности теплопередачи. Опишите процессы, соответствующие каждому участку
графика.
2 3 4 5 6
7
t, с
T, K
t, c
T, K
6
2 3 4 5
– 23 –
41. На рисунке изображена зависимость температуры твердого тела
массой 1 кг от переданной ему теплоты. Величина теплоемкости твердого тела, рассчитанная по графику,
равна…… (допишите числовой ответ).
42. Приведите в соответствие состояние
вещества с его характеристиками
Состояние вещества:
а) газообразное;
б) твердое;
в) жидкое
Поведение характеристик:
1) форма сохраняется, объём меняется;
2) форма меняется, объём сохраняется;
3) объём сохраняется;
4) форма и объём сохраняются;
5) форма и объём меняются.
43. Свинцовая пуля, летящая со скоростью
1
, пробивает стену и вылетает со
скоростью
2
, при этом пуля нагревается на ΔТ. Запишите формулу для удель-
ной теплоемкости свинца, используя заданные в условии величины. Считать,
что все выделившееся при прохождении стены тепло идет на нагревание пули.
ОТВЕТЫ ПО ТЕМЕ «ТЕРМОДИНАМИКА. АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ
ВЕЩЕСТВА»
Номер
теста
Ответ
Номер
теста
Ответ
1
Ответ 4
26
Ответ 1, т.к.
0
2
5
A
ТTR
AUQ
нх
(адиабатическое сжатие), отсюда
КПД
RT
А
T
ТТ
н
хн
5
2
2
Ответ 3
27
Ответ 2, КПД
х
н
T
Т
1
, газ двух-
атомный
41
5
7
,
, уравнение
2
3
5 3 2
253
233
273
Т, К
Qּ105, Дж
1.2.2. ОТВЕТЫ НА ТЕСТЫ ПО ТЕМЕ «ТЕРМОДИНАМИКА.
АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА»
– 24 –
адиабаты
constVT
1
1
, тогда
76050
2
1
40
40
1
2
1
,,
V
V
T
Т
,
,
н
х
,
240,
3
Ответ 1
28
Ответ 3
Уравнение адиабаты
11
21 хн
TpTp
, отсюда
8202
40
1
2
1
,
p
p
T
Т
,
н
х
и
180,
4
Ответ 2
29
Ответ
%40
5
Ответ 3, т.к.
0
силвнешних
AUQ
30
Ответ
%33
6
Ответ 2, процесс изохорический, т.е.
VpUQ
, а
0Vp
31
Ответ
Процесс
С
1–
–2
2–
–3 3––4
4–
–1
ΔQ
1 1 2
2
7
Ответ 1, процесс изотермический, т.к.
VpUQ
, а
0U
32
Ответ: 200 Дж
8
Ответ 2, т.к.
Дж
AUQ
силвнешних
53025
33
Ответ 3
9
Ответ 1: политропический
34
Ответ 1
10
Ответ 3
35
Ответ:
Ккг
Дж
с
250
1
;
Ккг
Дж
с
500
2
,
2
1
2
с
с
11
Ответ 1
36
Ответ
Fe
Cu
Cu
Fe
t
t
с
с
2
12
Ответ 2
37
Ответ
1-2 – нагрев кристалли-ческого
вещества (подвод Q)
– 25 –
2-3 – плавление (подвод Q)
3-4 – нагрев жидкости (подвод Q)
4-5 – охлаждение жидкости
(отвод Q)
5-6 – отвердевание (отвод Q)
6-7 – охлаждение твердого
вещества (отвод Q)
13
Ответ 2
38
Ответ: точка 5
14
Ответ 4
39
Дж,Q
6
104763
15
Ответ 1, неравновесных
40
Ответ
1-2 – нагрев твердого тела
(подвод Q)
2-3 – плавление (подвод Q)
3-4 – нагрев жидкости (подвод Q)
4-5 – кипение жидкости
(подвод Q)
5-6 –нагрев пара (подвод Q)
16
Ответ 3. Используйте уравнение Клапейрона в виде
Q
T
pT
(v2 – v1), где v1 и v2 –
удельные объёмы льда и воды,
v1 =
1
1
, v2=
2
1
. По опреде-
лению
T
QS
, а
rmrQ
,
r
– теплота плавления, тогда
S
r
T
. Окончательно
12
11
S
rp
T
41
Ответ:
Ккг
Дж
,с
3
1052
17
Ответы: (4 + а) . (1 + б)
(3 + в) (2 + г)
42
Ответы: (а + 5), (б + 4),
(в + 2)
18
Ответ: 0,4 Дж
43
Тс
2
2
2
2
1
19
Ответ 3
20
Ответ 4
21
Ответ 4
– 26 –
22
Ответ 1
23
Ответ 2
24
Ответ 2
25
Ответ:
ДжU 300
– 27 –
РАЗДЕЛ 2. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
1. Неопределенность скорости электрона в атоме водорода при размере атома
0,1 нм, равна
..... км/с (допишите ответ).
Постоянная Планка
сДж
34
10
2. Неопределенность скорости электрона в атоме водорода
с
км
1000
. Раз-
мер атома равен ...... нм (допишите ответ).
Постоянная Планка
сДж
34
10
3. Электрон находится внутри атома диаметром 0,3 нм неопределенность его
энергии
.......W
.эВ (допишите ответ). Постоянная Планка
сДж
34
10
4. Соотношение неопределенностей для энергии и времени имеет
вид…….(возможны несколько вариантов ответа).
Варианты ответа:
1)
tЕ
2)
2
h
tЕ
3)
tЕ
4)
2
h
tЕ
5)
tЕ
5. Определить естественную ширину спектральной линии излучения атома
при переходе из возбужденного состояния в основное. Время жизни атома в
возбужденном состоянии 10 нс, длина волны излучения равна 600 нм.
Варианты ответа:
1) 1,910
—14
м 2) 31,8 нм 3) 1,10510
—19
м 4) 210
—15
м 5) 0,0318 нм.
6. Частота излучения, испускаемого при переходе атома из возбужденного состояния с энергией W1 в основное с энергией W0, равна ... (запишите фо
рмулу).
7. Волновая функция частицы в одномерной потенциальной яме имеет вид
а
x
sinA
2
и определена только в области 0xа, а – ширина ямы. Опре-
делить постоянную А, исходя из условия нормировки.
2.1. НАБОР ТЕСТОВ ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ»
– 28 –
8. Первому возбужденному состоянию частицы в бесконечной потенциальной яме шириной L соответствует
рисунок
Варианты ответа:
1) (1); 2) (2); 3) (3); 4) (4); 5) (5).
9. Нулевая энергия гармонического осциллятора равна ……(дополните выражение).
Варианты ответа:
1)
2
0
h
; 2) kT; 3)
0
h
; 4)
2
0
h
n
; 5)
22
2
2
md
n
10. Вероятность обнаружить электрон на участке (а, b) одномерной потенциальной ямы с бесконечно высокими стенками равна……. (допишите числовой
ответ). Квадрат модуля волновой функции имеет вид, представленный на рисунке (1) к тесту 8, L – ширина ямы.
Варианты ответа:
1) 1/3 2) 1/2 3) 2/3 4) 5/6
11. Вероятность обнаружить электрон на участке (от
6
L
a
до
6
5L
b
) одно-
мерной потенциальной ямы с бесконечно высокими стенками равна……. (допишите числовой ответ). Квадрат модуля волновой функции имеет вид, представленный на рисунке к тесту 8 под номером (2), т.е. электрон находится на
третьем уровне, L – ширина ямы.
Варианты ответа:
1) 1/3 2) 1/2 3) 2/3 4) 5/6
12. Физический смысл волновой функции:
1) определяет частоту колебаний частицы в потенциальной яме.
2) ее модуль равен вероятности нахождения частицы в данной точке.
3) это уравнение движения частицы в пространстве.
4) квадрат ее модуля равен плотности вероятности нахождения частицы
в данной точке.
5) квадрат ее модуля равен координате частицы в пространстве.
х
х
2
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
a b
– 29 –
13. Стационарное уравнение Шредингера для частицы, находящейся внутри
одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме, имеет вид:
Варианты ответа:
1)
0
2
2
UW
m
2)
0
2
2
2
r
ке
W
m
3)
0
2
22
2
W
m
dx
d
4)
0
2
22
2
U
m
dx
d
5)
U
mt
i
2
2
6)
0
2
2
2
22
2
kx
W
m
dx
d
14. Стационарное уравнение Шредингера для одномерного гармонического
осциллятора имеет вид:
Варианты ответа:
1)
0
2
2
UW
m
2)
0
2
2
2
r
ке
W
m
3)
0
2
22
2
W
m
dx
d
4)
0
2
22
2
U
m
dx
d
5)
U
mt
i
2
2
6)
0
2
2
2
22
2
kx
W
m
dx
d
15. Стационарное уравнение Шредингера для атома водорода имеет вид:
Варианты ответа:
1)
0
2
2
UW
m
2)
0
2
2
2
r
ке
W
m
3)
0
2
22
2
W
m
dx
d
4)
0
2
22
2
U
m
dx
d
5)
U
mt
i
2
2
6)
0
2
2
2
22
2
kx
W
m
dx
d
16. Нестационарное трёхмерное уравнение Шредингера имеет вид:
Варианты ответа:
1)
0
2
2
UW
m
2)
0
2
2
2
r
ке
W
m
3)
0
2
22
2
W
m
dx
d
4)
0
2
22
2
U
m
dx
d
5)
U
mt
i
2
2
6)
0
2
2
2
22
2
kx
W
m
dx
d
17. Электрон находится в прямоугольном одномерном потенциальном ящике с
непроницаемыми стенками. Ширина ящика L =0,2 нм, энергия электрона в
ящике равна 33,8 эВ. Определить модуль волнового вектора.
Варианты ответа:
1) 1,2510
19м–1
2) 3,141011 м–1 3) 2,4104 м–1 4) 3,1410
5м–1
5) 1,16109 м–1
18. Электрон находится в прямоугольном одномерном потенциальном ящике с
непроницаемыми стенками. Ширина ящика 0,2 нм, энергия электрона в ящике
равна 33,8 эВ. Определить номер энергетического уровня.
Варианты ответа:
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5)
– 30 –
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]