Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Питання до іспиту з фізики.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
19.12.2018
Размер:
128.51 Кб
Скачать

Основи молекулярної фізики і термодинаміки. Теплові явища та фізичні властивості речовин

1. Тиск повітря усередині щільно закупореної пляшки при температурі 7 C дорівнювався 100 кПа. При нагріванні пляшки пробка вилетіла. Знайти до якої температури нагріли пляшку, якщо відомо, що пробка вилетіла при тиску повітря в пляшці 130 кПа.

2. Який об’єм займають 10 г кисню при тиску 105 Па. і температурі 20С.

3. Який повинний бути вага оболонки дитячої повітряної кульки діаметром 25 см, наповненого воднем, щоб результуюча піднімальна сила кульки дорівнювала нулеві, тобто щоб кулька знаходилася в зваженому стані? Повітря і водень знаходяться при нормальних умовах. Тиск усередині кульки дорівнює зовнішньому тискові.

4. Який може бути найменший об’єм балона, що вміщає 6,4 кг кисню, якщо його стінки при температурі 20C витримують тиск 15,7МПа?

5. У скільки разів середня квадратична швидкість порошини зваженої в повітрі, менше середньої квадратичної швидкості молекул повітря ? Маса порошини 108 г. Повітря вважати однорідним газом, молярна маса якого дорівнює 0029 кгмоль.

6. Знайти кількість руху молекули водню при температурі 20С. Швидкість молекули вважати рівною середній квадратичній швидкості.

7. Середня квадратична швидкість молекул деякого газу дорівнює 450м/с. Тиск газу дорівнює 50кПа.Знайти щільність газу при цих умовах.

8. Чому дорівнює енергія теплового руху 20 г кисню при температурі 10°С? Яка частина цієї енергії приходиться на частку поступального руху і яка частина на частку обертального?

9. Знайти кінетичну енергію теплового руху молекул, що знаходяться в 1г повітря при температурі 15°С. Повітря вважати однорідним газом, молярна маса якого дорівнює 0,029 кг/моль.

Електростатика. Постійний електричний струм. Електричні явища

1. Різниця потенціалів між пластинами плоского конденсатора дорівнює 90В. Площа кожної пластини 60 см2 і заряд 109 Кл. На якій відстані одна від одної знаходяться пластини?

2. Електрон, пройшовши в плоскому конденсаторі шлях від однієї пластини до іншої, здобуває швидкість 108 см/с. Відстань між пластинами 5,3 мм. Знайти: 1) різницю потенціалів між пластинами, 2) напруженість електричного поля усередині конденсатора, 3) поверхневу густина заряду на пластинах.

3. Два точкових заряди, знаходячись у повітрі (ε=1) на відстані 20 см один від одного, взаємодіють з деякою силою. На якій відстані потрібно помістити ці заряди в олії, щоб одержати ту ж силу взаємодії?

4. У скількох разів сила ньютонівського притяжіння між двома протонами менше сили їх кулонівського відштовхування? Заряд протона чисельно дорівнює зарядові електрона.

5. Відстань між двома точковими зарядами q1 = 22,5 СГСq і q2 =  44,0 СГСq дорівнює 5 см. Знайти напруженість електричного поля в точці, що знаходиться на відстані 3 см від позитивного заряду і 4 см від негативного заряду.

6. Кулька масою 40 мг, заряджена позитивним зарядом 10 9 Кл, рухається зі швидкістю 10 см/с. На яку відстань може наблизитися кулька до позитивного точкового заряду, рівному 4 СГСq?

7. Кулька масою 1 г і зарядом 10 8 Кл переміщається з точки А, потенціал якої дорівнює 600 В, у точку В, потенціал якої дорівнює нулю. Чому дорівнювала його швидкість у точці А, якщо в точці В вона стала рівної 20 м/с?

8. Обмотка котушки з мідного дроту при температурі 14°С має опір 10 Ом. Після пропущення струму опір обмотки став дорівнювати 12,2 Ом. До якої температури нагрілася обмотка? Температурний коефіцієнт опору міді дорівнює 4,15103 0С-1.

9. Сила струму I у провіднику змінюється згодом t по рівнянню I=4+2t, де I виражене в амперах і t — у секундах. 1) Яка кількість електрики проходить через поперечний переріз провідника за час від t1=2 з до t2—6 з? 2) При якій силі постійного струму через поперечний переріз провідника за цей же час проходить така ж кількість електрики?

10. Знайти падіння потенціалу на мідному проводі довжиною 500 м і діаметром 2 мм, якщо сила струму в ньому 2А

Магнітне поле та електромагнітна індукція. Магнітні явища

1. Між полюсами електромагніта створюється однорідне магнітне поле, індукція якого 1000 Гс. По проводу довжиною 70 см, розміщеному перпендикулярно силовим лініям, тече струм силою 70 А. Знайти силу, що діє на провід.

2. Два прямолінійних довгих рівнобіжних провідники знаходяться на відстані 10 см один від одного. По провідникам тече струм в одному напрямку І1 = 20 А и І2 = 30 А. Яку роботу треба зробити (на одиницю довжини провідників), щоб розсунути ці провідники до відстань 20 см?

3. Два прямолінійних довгих рівнобіжних провідники знаходяться на деякій відстані один від одного. По провідникам течуть струми, рівні по величині і по напрямку. Знайти силу струму, що тече по кожному з провідників, якщо відомо, що для того, щоб розсунути ці - провідники на вдвічі більшу відстань, довелося зробити роботу (на одиницю довжини провідників) 5,5 ерг/см.

4. Із дроту довжиною 20 см зроблені контури: 1) квадратний і 2) круговий. Знайти обертаючий момент сил, що діє на кожен контур, поміщений в однорідне магнітне поле, індукція якого 1000 Гс. У контурах тече струм силою 2 А. Площина кожного контуру складає кут 45° з напрямком магнітного поля.

5. Алюмінієвий провід, площа поперечного переріза якого 1 мм2, підвішений у горизонтальній площині перпендикулярно магнітному меридіанові, і по ньому тече струм (із заходу на схід) силою 1,6 А. 1) Яку частку від сили ваги проводу складає сила, що діє на нього з боку земного магнітного поля? 2) На скільки зменшиться сила ваги 1 м проводу внаслідок цієї сили? Горизонтальна складового земного магнітного поля 0,2 Е.

6. Струм I = 20 А, протікаючи по кільцю з мідного дроту перетином S = 1,0мм2, створює в центрі кільця напруженість магнітного поля H=2,24 Е. Яка різниця потенціалів прикладена до кінців дроту, що утворює кільце?

7. Знайти напруженість магнітного поля на осі кругового контуру на відстані 3 см від його площини. Радіус контуру 4 см, сила струму в контурі 2 А.

8. Два кругових витки радіусом 4 см кожний розташовані в рівнобіжних площинах на відстані 5 см один від одного. У витках течуть струми I1 = I2 = 4 А. Знайти напруженість магнітного поля в центрі одного з витків. Задачу вирішити для випадків: 1) струми у витках течуть в одному напрямку, 2) струми течуть у протилежних напрямках.

Коливання та хвилі

1. Амплітуда гармонійних коливань 50 мм, період 4 с і початкова фаза π/4. 1) Написати рівняння цього коливання. 2) Знайти зсув точки, що коливається, від положення рівноваги при t = 0 і t = 1,5с. 3) Накреслити графік цього руху.

2. Рівняння коливань матеріальної точки масою 10 кг має вигляд см. Знайти максимальну силу, що діє на точку і повну енергію коливної точки.

3. Початкова фаза гармонійного коливання дорівнює 0. Через яку частку періоду швидкість точки буде дорівнює половині її максимальної швидкості?

4. Через який час від початку руху точка, що робить коливальний рух по рівнянню 0,5 πt, проходить шлях від положення рівноваги до максимального зсуву?

5. Початкова фаза гармонійного коливання дорівнює нулю. При зсуві точки від положення рівноваги 2,4 см, швидкість точки дорівнює 3 см/с, а при зсуві на 2,8 см швидкість дорівнює 2 см/с. Знайти амплітуду і період цього коливання?

6. Написати рівняння результуючого коливання, що виходить у результаті додавання двох взаємно перпендикулярних коливань с однаковою частотою ν12=5Гц і с однаковою фазою φ12=60°.Амплітуда одного коливання A1=0,10 м, амплітуда іншого A2=0,05 м.

7. Знайти довжину хвилі коливання, період якого 10-14 с. Швидкість розповсюдження коливань 3·108 м/с.

8. Поперечна хвиля поширюється уздовж пружного шнура зі швидкістю 10 м/с. Період коливань крапок шнура 1 з, амплітуда 1,5 см. Визначити довжину хвилі, швидкість і прискорення точки, що відстоїть від джерела коливанні на відстані 20 см, у момент часу 5 с.

9. Визначити енергію, що переносить за 0,5хв плоска електромагнітна хвиля, що поширюється в повітрі, крізь площадку 10,0 см2, розташовану перпендикулярно напрямкові поширення. Амплітуда індукції магнітного поля хвилі 3,33 пТл. Період хвилі T << t.

10. Визначити швидкість поширення хвиль у пружному середовищі, якщо різниця фаз коливань двох крапок середовища, що відстоять друг від друга на відстань 20 см, дорівнює /3. Частота коливань 50 Гц.

11. Хвилі в пружному середовищі поширюються зі швидкістю 15 м/с. Чому дорівнює зсув точки, що знаходиться на відстані 3 м від джерела коливань, через 4 с від початку коливань? Період коливанні 3с, амплітуда коливань 2 см.

Геометрична та хвильова оптика. Квантові властивості світла

1. Маса електрона, що рухається, удвічі більше його маси спокою. Знайти кінетичну енергію електрона.

2. Знайти зміну енергії, що відповідає зміні маси на величину маси спокою електрона.

3. Промінь світла падає під кутом 30° на плоскопаралельну скляну пластинку і виходить з неї паралельно первісному променеві. Показник заломлення скла 1,5. Яка товщина d пластинки, якщо відстань між променями дорівнює 1,94 см?

4. Промінь світла падає під кутом i на тіло з показником переломлення n .Як повинні бути зв'язані між собою i і n, щоб відбитий промінь був перпендикулярний переломленому?

5. У якому напрямку плавець, що пірнув у воду, бачить Сонце що заходить?

6. На склянку, наповнену водою, покладена скляна пластинка. Під яким кутом повинний падати на пластинку промінь світла, щоб від поверхні розділу води зі склом відбулося повне внутрішнє відображення? Показник переломлення скла 1,5.

7. На мильну плівку (n=1,33) падає біле світло під кутом 45°. При якій найменшій товщині плівки відбиті промені будуть пофарбовані в жовтий колір ( = 600 нм)?

8. Установка для одержання кілець Ньютона висвітлюється монохроматичним світлом. Спостереження ведеться у відбитому світлі. Радіуси двох сусідніх темних кілець рівні відповідно 4,0 і 4,38 мм. Радіус кривизни лінзи дорівнює 6,4 м. Знайти порядкові номери кілець і довжину хвилі падаючого світла.

9. На щілину шириною 20 мкм падає нормально рівнобіжний пучок монохроматичного світла з довжиною хвилі λ = 500 нм. Знайти ширину зображення щілини на екрані, вилученому від щілини на l = 1 м. Шириною зображення вважати відстань між першими дифракційними мінімумами, розташованими з обох сторін від головного максимуму освітленості.

10. Скільки штрихів на 1 мм довжини мають дифракційні ґрати, якщо зелена лінія ртуті (λ = 546,1 нм) у спектрі першого порядку спостерігається під кутом 19°8'?

11. На дифракційні ґрати нормально падає пучок світла. Кут дифракції для натрієвої лінії (λ = 589 нм) у спектрі першого порядку був знайдений рівним 17°8'. Деяка лінія дає в спектрі другого порядку кут дифракції 24°12'. Знайти довжину хвилі цієї лінії і число штрихів на 1 мм ґрати.

12. На дифракційні ґрати нормально падає пучок монохроматичного світла. Максимум третього порядку спостерігається під кутом 36°48' до нормалі. Знайти постійну ґрати, виражену в довжинах хвиль падаючого світла.

13. Визначити кут повної поляризації при відображенні світла від скла, показник переломлення якого дорівнює 1,57.

14. Чому дорівнює кут між головними площинами поляризатора й аналізатора, якщо інтенсивність природного світла, що пройшло через поляризатор і аналізатор, зменшується в чотири рази? Поглинанням світла зневажити.

15. Яку кількість енергії випромінює 1см2 затвердіваючого свинцю за 1с? Відношення енергетичних світимостей поверхні свинцю й абсолютно чорного тіла, для цієї температури вважати рівним 0,6.

16. Потужність випромінювання абсолютно чорного тіла дорівнює 34 кВт. Знайти температуру цього тіла, якщо відомо, що поверхня його дорівнює 0,6.

17. Знайти, яку кількість енергії з 1 см2 поверхні за 1с випромінює абсолютно чорне тіло, якщо відомо, що максимальна спектральна щільність його енергетичної світності приходиться на довжину хвилі 484 нм.

18. При нагріванні абсолютно чорного тіла довжина хвилі, на яку приходиться максимум спектральної щільності енергетичної світності, змінилася від 690 до 500 нм. У скільки разів збільшилася при цьому енергетична світність тіла

19. На яку довжину хвилі приходиться максимум спектральної щільності енергетичної світності абсолютно чорного тіла, що має температуру, рівну температурі людського тіла, тобто t = 37°C.

20. Визначити енергію, масу й імпульс фотона, якщо відповідна йому довжина хвилі дорівнює 1,6 нм.

21. Червона границя фотоефекта для деякого металу 275 нм. Чому дорівнює мінімальне значення енергії фотона, що викликає фотоефект? Знайти: 1) роботу виходу електрона з металу, 2) максимальну швидкість електронів, що вириваються з металу світлом з довжиною хвилі 180 нм, 3) максимальну кінетичну енергію електронів.

22. Знайти затримуючий потенціал для фотоелектронів, що випускаються при висвітленні калію світлом з довжиною хвилі 330 нм.

23. При фотоефекті з платинової поверхні затримуючий потенціал виявився рівним 0,8В. Знайти: 1) довжину хвилі опромінення яке застосовується, 2) максимальну довжину хвилі, при якій ще можливий фотоефект.

24. Рентгенівські промені з довжиною хвилі λ0 = 70,8 нм зазнають комптонівське розсіювання на парафіні. Знайти довжину хвилі рентгенівських променів, розсіяних у напрямках: 1) π/2, 2) π.

25. Яка була довжина, хвилі рентгенівського випромінювання, якщо при комптонівському розсіюванні цього випромінювання графітом під кутом 60° довжина хвилі розсіяного випромінювання виявилася рівної 25,4 нм?

Елементи атомної та ядерної фізики

1. Знайти довжину хвилі де Бройля для: 1) електрона, що летить зі швидкістю 108 см/с; 2) атома водню, що рухається із середньою квадратичною швидкістю при температурі 300 К 3) кульки масою 1 г яка рухається зі швидкістю 1 см/с.

2. Знайти довжину хвилі де Бройля для електрона, кінетична енергія якого дорівнює: 1)10 КэВ, 2) 1 МэВ.

3. Заряджена частка, прискорена різницею потенціалів 330 В, має довжину хвилі де Бройля 2,02 нм. Знайти масу частки, якщо відомо, що заряд її чисельно дорівнює зарядові електрона.

4.Скласти таблицю значень довжин хвиль де Бройля для електрона в залежності від швидкості v для наступних швидкостей:1)2·108 м/с.2)2,2·108 м/с.3)2,4·108 м/с.4)2,6·108 м/с.5)2,8·108 м/с.

5. Знайти: 1) радіуси перших трьох боровських електронних орбіт в атомі водню, 2) швидкості електрона на них.

6. Обчислити кінетичну енергію електрона, що знаходиться на n-й орбіті атома водню, для n = 1, 2, 3 і ∞

7. Знайти найменшу і найбільшу довжини хвиль спектральних ліній водню у видимій області спектра.

8. Визначити потенціал іонізації атома водню.

9. У яких межах повинна лежати енергія бомбардуючих електронів, щоб при порушенні атомів водню ударами цих електронів спектр водню мав тільки одну спектральну лінію.

10. У скільки разів змінилася кінетична енергія електрона в атомі водню при випромінюванні атомом фотона з довжиною хвилі  = 486 нм.

11. Скільки атомів полонію розпадається за 1 сутки з 106 атомів?

12. Знайти число розпадів за 1 с у 1 г радію.

13. Знайти постійну розпаду радону, якщо відомо, що число атомів радону зменшується за 1 добу на 18,2%.

14. Деякий радіоактивний ізотоп має постійну розпаду =1,44·10-3 ч1.Через який час розпадеться 75% первісної маси атомів?

15. Оскільки свинець, що знаходиться в урановій руді, є кінцевим продуктом розпаду уранового ряду, то з відношення маси урану в руді до маси свинцю в ній можна визначити вік руди. Визначити вік уранової руди, якщо відомо, що на 1 кг урану 92U238 у цій руді приходиться 320 г свинцю 82Pb206.

16. Знайти енергію зв'язку ядра ізотопу літію 3Li7.

17. Знайти енергію W0 зв'язку, що приходиться на один нуклон у ядрі атома кисню 8О16.

18. Знайти енергію, що звільняється при ядерній реакції

3Li7+1H12He4+2He4.