Тема: Интерференция и дифракция света

Начало формы

Конец формы

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 |

Решение: Условие главных максимумов для дифракционной решетки имеет вид , где  – период решетки,  – угол дифракции,  – порядок максимума,  – длина световой волны. Отсюда .Число штрихов решетки на единице ее длины . Из приведенной зависимости  при . Тогда .

  ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление

Начало формы

Конец формы

Максимальное изменение длины волны при комптоновском рассеянии имеет место при угле (в градусах) рассеяния фотонов, равном …

180 |

Решение: Увеличение длины волны фотона при его рассеянии на свободном электроне равно , где  комптоновская длина волны для электрона. Максимальное изменение длины волны будет при условии . Отсюда .

  ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке Тема: Поляризация и дисперсия света

Начало формы

Конец формы

Кривая дисперсии в области одной из полос поглощения имеет вид, показанный на рисунке. Соотношение между фазовой  и групповой  скоростями для участка bc имеет вид …

Решение: Групповая скорость  связана с фазовой скоростью  света в среде соотношением . Поскольку , получим: . Здесь учтено, что . Из приведенного на рисунке графика зависимости  для участка bc , поэтому для указанного участка .

 ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

Начало формы

Конец формы

По мере нагревания тела его свечение изменяется следующим образом. При комнатной температуре свечение в видимой области спектра не наблюдается. По мере повышения температуры тело начинает светиться малиновым цветом, переходящим в красный цвет («красное каление»), а затем в белый («белое каление»). Закономерности изменения цвета свечения тела при его нагревании объясняются …

			законом смещения Вина
			законом Стефана-Больцмана
			законами смещения Вина и Стефана-Больцмана
			законом Кирхгофа

 ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Начало формы

Конец формы

Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью, проекция которой изменяется со временем, как показано на графике: Через 11 с тело окажется повернутым относительно начального положения на угол _______ 

			0
			12
			24
			4

 ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке Тема: Элементы специальной теории относительности

Начало формы

Конец формы

-мезон, двигавшийся со скоростью  (с – скорость света в вакууме) в лабораторной системе отсчета, распадается на два фотона: ₁ и ₂. В системе отсчета мезона фотон ₁ был испущен вперед, а фотон ₂ – назад относительно направления полета мезона. Скорость фотона ₁ в лабораторной системе отсчета равна …

  ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке Тема: Динамика вращательного движения

Начало формы

Конец формы

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 8 сообщить об ошибке Тема: Работа. Энергия

Начало формы

Конец формы

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 |

Решение: Совершенная работа равна кинетической энергии вращательного движения стержня , где момент инерции стержня пропорционален массе и квадрату длины,   (момент инерции стержня массы  и длины  относительно оси, проходящей перпендикулярно ему через середину стержня, равен   ). Следовательно, работа по раскручиванию до такой же угловой скорости  стержня вдвое бόльшей массы и в два раза длиннее будет в 8 раз больше: .

 ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке Тема: Динамика поступательного движения

Начало формы

Конец формы

Механическая система состоит из трех частиц, массы которых , , . Первая частица находится в точке с координатами (2, 3, 0), вторая – в точке (2, 0, 1), третья – в точке (1, 1, 0) (координаты даны в сантиметрах). Тогда – координата центра масс (в см) – равна …

1

  ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в механике

Начало формы

Конец формы

Человек, стоящий в центре вращающейся скамьи Жуковского, держит в руках длинный шест. Если он повернет шест из вертикального положения в горизонтальное, то …

			угловая скорость скамьи и кинетическая энергия уменьшатся
			угловая скорость скамьи уменьшится, кинетическая энергия увеличится
			угловая скорость скамьи увеличится, кинетическая энергия уменьшится
			угловая скорость скамьи и кинетическая энергия увеличатся

Решение: Согласно закону сохранения момента импульса . Здесь J – момент инерции человека с шестом и скамьи относительно оси вращения,  – угловая скорость его вращения вокруг этой оси. Тогда . Поскольку при повороте шеста из вертикального положения в горизонтальное момент инерции системы увеличивается, то угловая скорость вращения уменьшается. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, равна: . Тогда . Таким образом, кинетическая энергия системы уменьшится.

 ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции

Начало формы

Конец формы

Проводящий плоский контур площадью 75 см² расположен в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по закону  мТл, то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени  (в мВ), равна …

			0,18
			180
			1,8
			18

  ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме

Начало формы

Конец формы

Электростатическое поле образовано двумя параллельными бесконечными плоскостями, заряженными разноименными зарядами с одинаковой по величине поверхностной плотностью заряда. Расстояние между плоскостями равно d. Распределение напряженности Е такого поля вдоль оси х, перпендикулярной плоскостям, правильно показано на рисунке …

3 |

Решение: Электростатическое поле, образованное двумя параллельными бесконечными плоскостями, заряженными разноименными зарядами с одинаковой по величине поверхностной плотностью заряда, сосредоточено между плоскостями и является однородным. Напряженность поля между плоскостями постоянна и не зависит от х, а вне – равна нулю. Таким образом, график зависимости  для заряженных плоскостей показан на рисунке 3.

  ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

Начало формы

Конец формы

Парамагнетиком является вещество с магнитной проницаемостью …

			=1,00036
			=0,999864
			2600
			1

Решение: Все вещества можно разделить на слабомагнитные (парамагнетики и диамагнетики) и сильномагнитные (ферромагнетики). У парамагнетиков магнитная проницаемость >1, у диамагнетиков <1, причем как у тех, так и у других  мало отличается от единицы, то есть магнитные свойства этих магнетиков выражены очень слабо. Поэтому парамагнетиком среди перечисленных веществ является вещество с магнитной проницаемостью =1,00036.

  ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока

Начало формы

Конец формы

Через лампу, подключенную к источнику тока с ЭДС 8 В и внутренним сопротивлением 1 Ом протекает ток 2 А. Зависимость тока от приложенного к лампе напряжения показана на графике …

			3
			4
			1
			2

Решение: Согласно закону Ома для замкнутой цепи, сила тока, который протекает по проводнику, рассчитывается по формуле , где  – ЭДС источника тока,  – сопротивление проводника (в данном случае лампы),  – внутреннее сопротивление источника тока. Сопротивление лампы . Из рисунка следует, что сопротивление лампы  соответствует графику 3.

  ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке Тема: Магнитостатика

Начало формы

Конец формы

Рамка с током с магнитным дипольным моментом , направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле: Момент сил, действующих на магнитный диполь, направлен …

			перпендикулярно плоскости рисунка к нам
			перпендикулярно плоскости рисунка от нас
			по направлению вектора магнитной индукции
			противоположно вектору магнитной индукции

Решение: На контур с током в однородном магнитном поле действует вращающий момент сил , стремящийся расположить контур таким образом, чтобы вектор его магнитного момента  был сонаправлен с вектором магнитной индукции  поля. Используя определение векторного произведения, находим, что момент сил направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам.

  ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла

Начало формы

Конец формы

Утверждение «Переменное электрическое поле, наряду с электрическим током, является источником магнитного поля» раскрывает физический смысл уравнения …

			0.

Решение: Из уравнения  следует, что источником вихревого магнитного поля являются токи проводимости и переменное электрическое поле, для которого .

  ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

Начало формы

Конец формы

Один моль идеального одноатомного газа в ходе некоторого процесса получил  теплоты. При этом его температура понизилась на . Работа ( ), совершенная газом, равна …

5000 |

Решение: Согласно первому началу термодинамики, , где  – количество теплоты, полученное газом,  – приращение его внутренней энергии,  – работа, совершенная газом. Отсюда . Приращение внутренней энергии в данном случае , так как температура газа в ходе процесса понизилась. . Тогда работа, совершенная газом, равна

  ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Распределения Максвелла и Больцмана

Начало формы

Конец формы

На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где  – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от  до  в расчете на единицу этого интервала: Для этой функции верными являются утверждения …

			с увеличением температуры максимум кривой смещается вправо
			площадь заштрихованной полоски равна доле молекул со скоростями в интервале от  до
			с ростом температуры значение максимума функции увеличивается
			с ростом температуры площадь под кривой увеличивается

Решение: Из определения функции распределения Максвелла следует, что выражение  определяет долю молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от  до  (на графике – площадь заштрихованной полоски). Тогда площадь под кривой равна  и не изменяется при изменении температуры. Из формулы наиболее вероятной скорости  (при которой функция  максимальна) следует, что при повышении температуры максимум функции сместится вправо, следовательно, высота максимума уменьшится.

 ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия

Начало формы

Конец формы

На рисунке изображен цикл Карно в координатах (T, S), где S – энтропия. Изотермическое расширение происходит на этапе …

			1 – 2
			4 – 1
			2 – 3
			3 – 4

  ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Средняя энергия молекул

Начало формы

Конец формы

В соответствии с законом равномерного распределения энергии по степеням свободы средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре T равна: . Здесь , где ,  и  – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы соответственно. Для водорода ( ) число i равно …

			7
			5
			3
			6

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 водорода ( ) (двухатомной молекулы) ,  и . Следовательно,

  ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Свободные и вынужденные колебания

Начало формы

Конец формы

В колебательном контуре за один период колебаний в тепло переходит 4,0 % энергии. Добротность контура равна …

157 |

Решение: По определению добротность равна  где  и  – энергия контура в некоторый момент времени и спустя период соответственно. Следовательно,

 ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Волны. Уравнение волны

Начало формы

Конец формы

На рисунке представлена мгновенная фотография электрической составляющей электромагнитной волны, переходящей из среды 1 в среду 2 перпендикулярно границе раздела сред АВ. Отношение скорости света в среде 2 к его скорости в среде 1 равно …

			1,5
			0,67
			1,7
			0,59

 ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной

Начало формы

Конец формы

Плотность потока энергии, переносимой волной в упругой среде плотностью , увеличилась в 16 раз при неизменной скорости и частоте волны. При этом амплитуда волны возросла в _____ раз(а).

4

  ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Сложение гармонических колебаний

Начало формы

Конец формы

Сопротивление, катушка индуктивности и конденсатор соединены последовательно и включены в цепь переменного тока, изменяющегося по закону (А). На рисунке схематически представлена фазовая диаграмма падений напряжения на указанных элементах. Амплитудные значения напряжений соответственно равны: на сопротивлении ; на катушке индуктивности ; на конденсаторе Установите соответствие между сопротивлением и его численным значением. 1. Полное сопротивление 2. Активное сопротивление 3. Реактивное сопротивление

1
2
3

Решение: Для решения используется  метод векторных диаграмм. Длина вектора равна амплитудному значению напряжения, а угол, который вектор составляет с осью ОХ, равен разности фаз колебаний напряжения на соответствующем элементе и силы тока в цепи. Амплитудное значение полного напряжения равно . Величина  Полное сопротивление цепи связано с амплитудными значениями тока и напряжения законом Ома: . Амплитудное значение силы тока, как это следует из закона его изменения, равно . Тогда  Активное сопротивление  Полное сопротивление цепи равно: , где  реактивное сопротивление;  индуктивное и емкостное сопротивления соответственно. Отсюда

 ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства)

Начало формы

Конец формы

Стационарное уравнение Шредингера  описывает электрон в водородоподобном атоме, если потенциальная энергия  имеет вид …

  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Начало формы

Конец формы

В опыте Дэвиссона и Джермера исследовалась дифракция прошедших ускоряющее напряжение электронов на монокристалле никеля. Если ускоряющее напряжение увеличить в 8 раз, то длина волны де Бройля электрона _____ раз(-а).

			уменьшится в
			увеличится в 8
			уменьшится в 4
			увеличится в

Решение: Длина волны де Бройля , где  – постоянная Планка,  – импульс частицы. При прохождении электроном ускоряющего напряжения увеличивается его кинетическая энергия. Если считать начальную скорость электрона равной нулю, то , где  и  – масса и заряд электрона,  – ускоряющее напряжение,  – приобретенная электроном скорость. После преобразований получим , или . Следовательно, , и при увеличении ускоряющего напряжения  в 8 раз длина волны де Бройля электрона  уменьшится в  раз.

  ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)

Начало формы

Конец формы

Момент импульса электрона в атоме и его пространственные ориентации могут быть условно изображены векторной схемой, на которой длина вектора пропорциональна модулю орбитального момента импульса  электрона. На рисунке приведены возможные ориентации вектора : Величина орбитального момента импульса (в единицах ) для указанного состояния равна …

			2
			5

Решение: Магнитное квантовое число m определяет проекцию вектора  орбитального момента импульса на направление внешнего магнитного поля , где (всего 2l + 1 значений). Поэтому для указанного состояния . Величина момента импульса электрона определяется по формуле  Тогда  (в единицах ).

  ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора

Начало формы

Конец формы

На рисунке схематически изображены стационарные орбиты электрона в атоме водорода согласно модели Бора, а также показаны переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена. Наибольшей длине волны кванта в серии Лаймана (для переходов, представленных на рисунке) соответствует переход …

Решение: Серию Лаймана дают переходы на первый энергетический уровень; при этом энергия испускаемого кванта, а, следовательно, и его частота зависят от разности энергий электрона в начальном и конечном состояниях. Длина волны излучения связана с его частотой соотношением . Поэтому наибольшей длине волны (а следовательно, наименьшей частоте) кванта в серии Лаймана соответствует переход .

  ЗАДАНИЕ N 29 сообщить об ошибке Тема: Фундаментальные взаимодействия

Начало формы

Конец формы

Установите соответствие между переносчиками фундаментальных взаимодействий и видами этих взаимодействий. 1. Глюоны 2. Гравитоны 3. Фотоны

1			сильное
2			гравитационное
3			электромагнитное
			слабое

Решение: Все фундаментальные взаимодействия имеют обменный характер. В качестве элементарных актов каждого взаимодействия выступают процессы испускания и поглощения данной частицей  некоторой частицы  как раз и определяющей тип данного взаимодействия. Сама частица  может остаться неизменной, а может превратиться в некоторую другую частицу :  Расположенная поблизости частица  также способна поглощать и испускать частицу :  Если испустит , а  поглотит  или наоборот, то промежуточная частица исчезнет, а между , и ,  возникнет взаимодействие, которое приведет к превращению  Частица является переносчиком данного взаимодействия. Переносчики электромагнитного взаимодействия − фотоны. Переносчики сильного взаимодействия – глюоны, осуществляющие связь между кварками, из которых состоят протоны и нейтроны. Переносчиками слабого взаимодействия являются промежуточные бозоны. Переносчики гравитационного взаимодействия – гравитоны (экспериментально пока не обнаружены).

 ЗАДАНИЕ N 30 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в ядерных реакциях

Начало формы

Конец формы

Взаимодействие протона с нейтроном по схеме не может идти из-за нарушения закона сохранения …

			барионного заряда
			электрического заряда
			спина
			лептонного заряда

  ЗАДАНИЕ N 31 сообщить об ошибке Тема: Ядро. Элементарные частицы

Начало формы

Конец формы

Кварковый состав характерен для …

			нейтронов
			электронов
			мюонов
			нейтрино

Решение: Согласно современным представлениям, единый ранее уровень элементарных частиц делится на два уровня. На одном из них – адронном – расположены составные частицы, в том числе протон  и нейтрон . Самый нижний уровень – это уровень истинно элементарных частиц, часто называемых фундаментальными частицами. Именно на нем находятся электрон  (и вообще все лептоны) фотон  (и все переносчики взаимодействий), а также кварки. Мюон и нейтрино относятся к классу лептонов. Практически доказано, что все адроны состоят из кварков – необычных по своим свойствам фундаментальных частиц, у которых имеются и античастицы.

 ЗАДАНИЕ N 32 сообщить об ошибке Тема: Ядерные реакции

Начало формы

Конец формы

Произошло столкновение -частицы с ядром бериллия . В результате образовался нейтрон и изотоп …

18