Fizika_3_chast_otvety
.pdfМинистерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» ФАКУЛЬТЕТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УФИМСКИЙ ИНСТИТУТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра общеобразовательных и профессиональных дисциплин
С.А. Шатохин, Л.Н. Бром
ФИЗИКА
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Часть III
Оптика. Атомная и ядерная физика
Учебное пособие
Самара
2011
1
УДК 535 ББК 22.3
Ш 28
Рецензенты:
доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики УГАТУ,
Г.П. Михайлов;
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры ОиПД Факультета ВПО УфИПС – филиала СамГУПС,
Н.Т. Ахтямов
|
Шатохин С.А. |
Ш 28 |
ФИЗИКА. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ. Часть III. Оптика. Атомная и |
|
ядерная физика: учебное пособие / С.А.Шатохин, Л.Н.Бром. – Самара : |
|
СамГУПС, 2011. - 80 с. |
Учебное пособие соответствует содержанию дисциплины «Физика», входящей в блок естественно-научных дисциплин федерального компонента ГОС. Содержит тестовые задания открытого типа и на соответствие по основным темам большинства разделов дисциплины «Физика».
Пособие предназначено для аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы студентов всех инженерно-технических специальностей очной и заочной форм обучения.
УДК 535 ББК 22.3
Утверждено на заседании кафедры ОиПД 1.06.2011 г., протокол № 12. Печатается по решению редакционно-издательского совета университета
© СамГУПС, 2011
План 2011 г.
Учебное издание
Шатохин Сергей Алексеевич Бром Лариса Николаевна
ФИЗИКА
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Часть III. Оптика. Атомная и ядерная физика
Учебное пособие
Подписано в печать 20.09.2011. Формат 60х84 1/16. Усл. печ. л. 4,7. Тираж 200 экз. Заказ № 227.
2
|
Оглавление |
|
Тестовые задания................................................................................................. |
4 |
|
1. |
Волновая оптика .......................................................................................... |
4 |
|
1.1. Световые волны. Интерференция света.............................................. |
4 |
|
1.2. Дифракция света.................................................................................. |
12 |
|
1.3. Поляризация и дисперсия света......................................................... |
20 |
2. |
Квантовая оптика ....................................................................................... |
27 |
|
2.1. Тепловое излучение ............................................................................ |
27 |
|
2.2 Фотоны. Давление света. Фотоэффект. Эффект Комптона ............. |
34 |
3. |
Теория Бора и атомные спектры .............................................................. |
48 |
4. |
Волновая механика .................................................................................... |
53 |
|
4.1. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей ................. |
53 |
|
4.2. Элементы квантовой механики.......................................................... |
57 |
5. |
Ядерная физика .......................................................................................... |
64 |
Ответы ................................................................................................................ |
77 |
|
1. |
Волновая оптика ........................................................................................ |
77 |
|
1.1. Световые волны. Интерференция света............................................ |
77 |
|
1.2. Дифракция света.................................................................................. |
77 |
|
1.3. Поляризация и дисперсия света......................................................... |
77 |
2. |
Квантовая оптика ....................................................................................... |
78 |
|
2.1. Тепловое излучение ............................................................................ |
78 |
|
2.2 Фотоны. Давление света. Фотоэффект. Эффект Комптона ............. |
78 |
3. |
Теория Бора и атомные спектры .............................................................. |
78 |
4. |
Волновая механика .................................................................................... |
79 |
|
4.1. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей ................. |
79 |
|
4.2. Элементы квантовой механики.......................................................... |
79 |
5. |
Ядерная физика .......................................................................................... |
79 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ............................................................. |
80 |
|
3
Тестовые задания
1.Волновая оптика
1.1.Световые волны. Интерференция света
1.Наибольшую частоту имеет 1) радиоизлучение 2) рентгеновское излучение
3) ультрафиолетовое излучение
4) инфракрасное излучение
5) видимый свет
2.Из приведенных ответов видимой для глаза человека является свет
сдлиной волны
1) 5·10-3 |
м |
2) |
5·10-5 м |
3) 5·10-7 м |
4) 5·10-9 |
м |
5) |
5·1014 м |
|
3.В каком из указанных устройств используется электромагнитное излучение с наименьшей длиной волны?
1) радиолокатор
2) дозиметр гамма – излучения
3) рентгеновский аппарат
4) рубиновый лазер
5) оптический телескоп
4.При увеличении в 2 раза амплитуды колебаний векторов напряженности электрического и магнитного полей плотность потока энергии…
1) |
увеличится в 2 раза |
2) увеличится в 4 раза |
3) |
останется неизменной |
|
5. На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического (E) и магнитного (H) полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован
внаправлении…
1)3
2)4
3)1
4)2
z 3
4
2
H y
x E
1
4
6. На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического (E) и магнитного (H) полей в электромагнитной волне. Поток энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
1)4
2)1
3)2
4)3
|
z |
|
H |
3 |
E 4 |
y
x |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
7. На |
рисунке |
представлена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|||||||||||||||
мгновенная фотография электрической |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
составляющей |
|
электромагнитной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
волны, переходящей из среды 1 в среду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 перпендикулярно |
границе раздела |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
АВ. Если среда 2 – вакуум, то скорость |
0,5 |
|
|
0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,5 x, мкм |
||||||||||||||||
света в среде 2 равна… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
1) 2,4·108 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) 2.8·108 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
||||||||||||
3)1,5·108 м/с
4)2,0·108 м/с
8. На |
рисунке |
представлена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
||||||||||
мгновенная фотография электрической |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||
составляющей |
электромагнитной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
волны, переходящей из среды 1 в среду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 перпендикулярно границе |
раздела |
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
E |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
сред АВ. Отношение скорости света в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,5 |
|
|
0,25 |
|
|
|
|
0,25 |
0,5 x, мкм |
||||||||||
среде 2 к его скорости в |
среде 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
равно… |
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) 1,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2)0,84
3)0,67
4)1,75
9. Какое оптическое явление объясняет появление радужных пятен на поверхности воды, покрытой тонкой бензиновой пленкой?
1)дисперсия света
2)фотоэффект
3) дифракция света
4)интерференция света
5)поляризация света
5
10. Когерентными называются волны, которые имеют:
1) одинаковую плоскость поляризации и постоянную разность фаз
2) разные длины волн, но одинаковые фазы
3) одинаковые интенсивности
4) одинаковые амплитуды и фазы
11. Одинаково поляризованные световые волны с указанными периодами будут когерентными в случае
1) Т1 |
= 2 с, Т2 |
= 4 с, |
1 |
2 |
const |
|
|
|
|
||
2) Т1 |
= 2 с, Т2 |
= 2 с, |
1 |
2 |
const |
|
|
|
|
||
3) Т1 |
= 2 с, Т2 |
= 4 с, |
1 |
2 |
const |
|
|
|
|
||
4) Т1 |
= 2 с, Т2 |
= 2 с, |
1 |
2 |
const |
|
|
|
|
5) во всех указанных случаях
12. Оптическая разность хода двух волн монохроматического света
0,3 λ. Разность фаз этих волн равна
1) 0,3π |
2) 0,6π |
3) 0,7π |
4) 0,15π |
5) 0,35π |
13. Две когерентные воны с длиной волны 600 нм интерферируют. Минимальная разность хода, при которой эти волны полностью ослабляют друг друга, равна (в нм)
1) 200 |
2) 300 |
3) 400 |
4) 500 |
5) 600 |
14. Когерентные волны с начальными фазами φ1 и φ2 при наложении максимально усиливаются, если (k = 0, 1, 2…)
1) |
1 |
2 |
2 k |
2) |
|
k |
|
3) |
(2 k 1) |
|
|
2 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4) |
1 |
2 |
k |
5) |
1 |
|
2 |
(2 k 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15. Если в установке Юнга одну из щелей закрыть красным фильтром, а другую – синим, то интерференционная картина будет представлять собой чередование полос
1)красных, синих, черных
2)синих, красных, фиолетовых
3)белых, черных
4)красных, синих
5. интерференционной картины не будет
6
16. Интерференционный минимум второго порядка в схеме Юнга для фиолетовых лучей (400 нм) возникает при разности хода (нм)
1) 800 |
2) 1000 |
3) 1200 |
4) 400 |
5) 500 |
17.Оптическая разности хода двух когерентных лучей равна 1,8 мкм.
Вдиапазоне от 0,76 до 0,38 мкм максимально усиливаются при интерференции, лучи следующих длин волн (мкм)
1) 0,72; 0,51 |
2) |
0,72; 0,40 |
3) 0,6; 0,45 |
4) 0,72; 0,64 |
5) |
0,6; 0,55 |
|
18.Оптическая разности хода двух когерентных лучей равна 1,8 мкм.
Вдиапазоне от 0,76 до 0,38 мкм максимально ослабляются при интерференции, лучи следующих длин волн (мкм)
1) 0,72; 0,51; 0,4 |
2) |
0,6; 0,44; 0,38 |
3) 0,68; 0,42; 0,30 |
4) 0,6; 0,38; 0,76 |
5) |
0,76; 0,45; 0,38 |
|
19. В опыте Юнга одна из щелей закрыта плоскопараллельной стеклянной (n = 1,5) пластиной толщиной 10 мкм. Если установку освещать светом с длиной волны 500 нм, то на месте максимума нулевого порядка окажется максимум следующего порядка
1) |
десятого |
2) |
пятого |
3) второго |
4) |
восьмого |
5) |
шестого |
|
20. Расстояние между двумя когерентными источниками света уменьшается в 2 раза, расстояние от них до экрана увеличивается в 2 раза. При этом расстояние между двумя темными полосами на экране
1)увеличивается в 4 раза
2)уменьшается в 4 раза
3)остается без изменений
4)увеличивается в 2 раза
5)уменьшается в 2 раза
21. На экране наблюдается интерференционная картина от двух когерентных источников света (λ = 0,8 мкм). Когда на пути одного из лучей перпендикулярно ему поместили тонкую стеклянную пластинку (n = 1,5), интерференционная картина изменилась на противоположную (максимумы сместились на минимумы). Минимальная толщина пластины
равна (мкм) |
|
|
|
|
1) 1,6 |
2) 1,2 |
3) 0,8 |
4) 0,4 |
5) 0,2 |
7
22. Если |
в |
опыте Юнга систему двух щелей, освещаемых |
||||||||||||
монохроматическим светом, опустить в воду, то интерференционная |
||||||||||||||
картина изменяется следующим образом: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
1) |
увеличивается расстояние между полосами |
|
|
|
||||||||||
2) |
уменьшается расстояние между полосами |
|
|
|
|
|||||||||
3) |
появляется радужная окраска полос |
|
|
|
|
|
||||||||
4) |
все полосы исчезают, кроме нулевого максимума |
|
|
|||||||||||
5) |
остается без изменения |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
23. В опыте Юнга расстояние между щелями 1 мм, расстояние от |
||||||||||||||
щелей до экрана 3 м. Ширина интерференционных полос на экране 1,5 мм. |
||||||||||||||
Длина волны, испускаемой источником света, равна (нм) |
|
|
||||||||||||
1) |
850 |
|
2) 700 |
|
3) 650 |
|
4) 500 |
5) 450 |
|
|||||
24. Точечный |
источник монохроматического света находится на |
|||||||||||||
расстоянии |
d |
от большого |
плоского |
|
|
|
|
X |
||||||
зеркала и на расстоянии L от экрана, |
|
|
|
Э |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
S * |
|
|
|
|||||||||||
расположенного |
|
перпендикулярно |
|
|
х |
|||||||||
зеркалу. |
|
Максимум |
интерференционной |
d |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
О |
||||||||||
картины |
|
наблюдается |
на |
экране |
на |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
L |
|
|
|||||||||
расстоянии х от точки О, равном |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1) |
k |
L |
|
|
2) |
k |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
2 d |
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
(2k 1) |
|
|
4) |
(2k 1) |
L |
|
5) |
(k 1) |
|
|
|
||
|
|
2d |
|
|
|
|
4d |
|
|
|
2d |
|
|
|
25. Оптические |
разности |
хода |
лучей |
для |
соседних |
темных |
||||||||
интерференционных полос… |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1)отличается на λ/2
2)отличается на λ
3)отличается на λ/4
4)отличается на 2λ
26. При интерференции двух когерентных волн с длиной волны 2 мкм интерференционный минимум наблюдается при разности хода,
равной… |
|
|
|
1) 0 мкм |
2) 2 мкм |
3) 4 мкм |
4) 1 мкм |
8
27. |
Разность фаз интерферирующих лучей равна π/2. Минимальная |
|||||
разность хода этих лучей составляет |
|
|
|
|||
1) λ |
2) λ/2 |
3) λ/4 |
4) 3λ/4 |
5) 3λ/2 |
|
|
28. |
Разность |
хода |
двух |
интерферирующих |
лучей |
|
монохроматического света равна λ/4 (λ – длина волны). При этом разность
фаз колебаний равна… |
|
|
|
|
1) π/2 |
2) π/4 |
3) 2π |
4) π |
5) π/6 |
29. Если минимальная разность хода, при которой две когерентные световые волны ослабляют друг друга при интерференции, равна 250 нм,
то эти световые волны имеют длину волны, равную (в нм) |
|
|||
1) 125 |
2) 300 |
3) 400 |
4) 500 |
5) 600 |
30. Постоянно меняющаяся радужная окраска мыльных пузырей объясняется…
1)поляризацией света
2)интерференцией света
3)дисперсией света
4)дифракцией света
31. Свет с длиной волны 600 нм падает нормально на пластинку (n1 = 1,5), на которую нанесен слой жидкости (n2 = 1,6) толщиной 1 мкм. Разность хода отраженных интерферирующих лучей равна (мкм)
1) 2,5 2) 3,2 3) 1,6 4) 3,5 5) 5,2
32. На толстую стеклянную пластинку с показателем преломления n1 налит тонкий слой жидкости толщиной d2 и показателем преломления n2, причем n1 > n2. На жидкость нормально падает свет с длиной волны λ. Оптическая разность хода отраженных интерферирующих лучей равна
1) |
2 d1 n1 |
|
2) 2 d2 n2 |
|
|
3) |
2d1 n1 |
2 |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
4) 2 d2 n2 |
|
5) 2d1 (n1 |
n2 ) |
|
|
||
33. На тонкую глицериновую пленку (n = 1,46) толщиной 1 мкм нормально падает белый свет. В интервале длин волн (0,7 – 0,5) мкм будут максимально ослаблены в результате интерференции отраженные лучи с длиной волны (мкм)
1) 0,700 |
2) 0,653 |
3) 0,612 |
4) 0,584 |
5) 0,510 |
9
34.Тонкая пленка, освещенная белым светом, вследствие явления интерференции в отраженном свете имеет зеленый цвет. При уменьшении толщины пленки ее цвет…
1) не изменится
2) станет синим
3) станет красным
35.Тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления n и толщиной d помещена между двумя средами с показателями преломления
n1 и n2 причем n1>n<n2. На пластинку нормально падает свет с длиной волны λ. Разность хода интерферирующих отраженных лучей равна…
1) |
2dn |
|
n1 |
|
|
|||
λ |
|
|
||||||
2) |
2dn2+λ/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n |
|
|
|
|
|
|||
|
|
d |
|
|
||||
3) |
2dn1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
n2 |
|
|
|
|
|
|||
4) |
2dn+λ/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36. На объектив (n1 = 1,5) нанесена тонкая пленка (n2 = 1,3) толщиной d (просветляющая пленка). Разность хода проходящих интерферирующих
волн равна |
|
|
1) 2dn1 + λ/2 |
2) 2dn2 + λ/2 |
3) 2dn1 |
4) 2dn2 |
5) dn1 + dn2 |
|
37. Свет падает нормально на поверхность тонкой мыльной пленки |
||
(n = 1,33). Интерференционный максимум |
некоторого порядка при |
|
отражении наблюдается при длине волны 630 нм, а ближайший к нему минимум – при длине волны 525 нм. Толщина пленки равна (нм)
1) 630 2) 590 3) 525 4) 450 5) 400
38.Две плоскопараллельные стеклянные пластины приложены одна
кдругой так, что между ними образовался воздушный клин с углом α. На одну из пластин падает нормально свет с длиной волны λ. Первая светлая полоса в отраженном свете наблюдается от линии соприкосновения на расстоянии, равном
1) |
3 |
2) |
|
3) |
3 |
4) |
|
5) |
5 |
|
|
|
|
|
|||||
|
4 |
4 |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
39. Установка по наблюдению колец Ньютона освещается светом с длиной волны 0,6 мкм. Третье темное кольцо Ньютона в отраженном свете соответствует толщине слоя воздуха (мкм)
1) 5,25 |
2) 2,1 |
3) 1,05 |
4) 0,95 |
5) 0,9 |
10