Тема: Интерференция и дифракция света
Начало формы
Конец формы
Плосковыпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке (установка для наблюдения колец Ньютона). Если на плоскую поверхность линзы свет с длиной волны 0,6 мкм падает нормально, то толщина воздушного зазора (в нм) в том месте, где в отраженном свете видно первое светлое кольцо, равна …
|
150 | |
Решение: Кольца Ньютона в отраженном свете образуются при интерференции света, отраженного от верхней и нижней границы воздушного зазора между выпуклой поверхностью линзы и стеклянной пластинкой. Оптическая разность хода интерферирующих лучей равна: , где – толщина воздушного зазора. Добавочная разность хода обусловлена изменением колебаний на при отражении от оптически более плотной среды (в данном случае при отражении от нижней границы воздушного зазора). Светлые кольца наблюдаются в том случае, когда оптическая разность хода равна целому числу длин волн: . Для первого светлого кольца . Тогда . Отсюда
ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект
Начало формы
Конец формы
На рисунке представлены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Если – освещенность фотокатода, а – длина волны падающего на него света, то справедливо утверждение …
|
|
|
; |
|
|
|
; |
|
|
|
; |
|
|
|
; |
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: Нормальная дисперсия имеет место в области частот …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Дисперсия света называется нормальной, если с ростом частоты показатель преломления растет дисперсия света называется аномальной, если с ростом частоты показатель преломления убывает Аномальная дисперсия наблюдается в областях частот, соответствующих полосам интенсивного поглощения.
ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление
Начало формы
Конец формы
При наблюдении эффекта Комптона угол рассеяния фотона на покоящемся свободном электроне равен 90°, направление движения электрона отдачи составляет 30° с направлением падающего фотона (см. рис.): Если импульс рассеянного фотона (МэВ·с)/м, то импульс падающего фотона (в тех же единицах) равен …
|
6 | |
Решение: При рассеянии фотона на свободном электроне выполняются законы сохранения импульса и энергии. По закону сохранения импульса, = , где – импульс падающего фотона, – импульс рассеянного фотона, – импульс электрона отдачи: Из векторной диаграммы импульсов следует, что .
ЗАДАНИЕ N 5 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 …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Стационарное уравнение Шредингера в общем случае имеет вид Здесь – потенциальная энергия микрочастицы. Выражение представляет собой потенциальную энергию электрона в водородоподобном атоме. В этом случае приведенное уравнение Шредингера описывает электрон в водородоподобном атоме.
ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора
Начало формы
Конец формы
Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (рис.) запрещенным переходом является …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга
Начало формы
Конец формы
Ширина следа электрона на фотографии, полученной с использованием камеры Вильсона, составляет Учитывая, что постоянная Планка , а масса электрона неопределенность в определении скорости электрона будет не менее …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)
Начало формы
Конец формы
В результате туннельного эффекта вероятность прохождения частицей потенциального барьера уменьшается с …
|
|
|
увеличением ширины барьера |
|
|
|
уменьшением массы частицы |
|
|
|
увеличением энергии частицы |
|
|
|
уменьшением высоты барьера |
ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
Начало формы
Конец формы
При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе обратимого процесса для приращения энтропии верным будет соотношение …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
Начало формы
Конец формы
Двум молям водорода сообщили теплоты при постоянном давлении. При этом его температура повысилась на ______ К. (Считать связь атомов в молекуле жесткой. ) Ответ округлите до целого числа.
|
10 | |
Решение:
Согласно
первому началу термодинамики, количество
теплоты, получаемое газом, равно
,
где
–
изменение внутренней энергии,
–
работа газа. Количество теплоты,
сообщаемое газу при постоянном давлении
можно представить в виде
Здесь
–
число степеней свободы молекул
двухатомного газа с жесткой связью
атомов в молекуле. Отсюда
ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке Тема: Средняя энергия молекул
Начало формы
Конец формы
При комнатной температуре отношение молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно для …
|
|
|
кислорода |
|
|
|
водяного пара |
|
|
|
углекислого газа |
|
|
|
гелия |
ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
Начало формы
Конец формы
Зависимости давления идеального газа во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты для двух разных температур представлены на рисунке. Для этих функций верными являются утверждения, что …
|
|
|
температура ниже температуры |
|
|
|
зависимость давления идеального газа от высоты определяется не только температурой газа, но и массой молекул |
|
|
|
температура выше температуры |
|
|
|
давление газа на высоте равно давлению на «нулевом уровне» , если температура газа стремится к абсолютному нулю |
Решение: Зависимость давления идеального газа от высоты для некоторой температуры определяется барометрической формулой: , где давление на высоте , масса молекулы, ускорение свободного падения, постоянная Больцмана. Из формулы следует, что при постоянной температуре давление газа уменьшается с высотой по экспоненциальному закону тем медленнее, чем больше температура . Давление определяется весом всего газа и не меняется при изменении температуры.
ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке Тема: Динамика поступательного движения
Начало формы
Конец формы
Импульс тела изменился под действием кратковременного удара и стал равным , как показано на рисунке: В момент удара сила действовала в направлении …
|
2 | |
Решение:
Согласно
второму закону Ньютона,
.
Следовательно, вектор силы направлен
так же, как разность импульсов 
,
то есть в направлении 2.
ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке Тема: Элементы специальной теории относительности
Начало формы
Конец формы
Релятивистское сокращение длины ракеты составляет 20%. При этом скорость ракеты равна …
|
|
|
0,6 с |
|
|
|
0,8 с |
|
|
|
0,2 с |
|
|
|
0,4 с |
Решение:
Движение
макроскопических тел со скоростями,
соизмеримыми со скоростью света в
вакууме, изучается релятивистской
механикой. Одним из следствий преобразований
Лоренца является так называемое Лоренцево
сокращение длины, состоящее в том, что
линейные размеры тела сокращаются в
направлении движения:
.
Здесь
–
длина тела в системе отсчета, относительно
которой тело неподвижно;
–
длина тела в системе отсчета, относительно
которой тело движется со скоростью
.
При этом поперечные размеры тела не
изменяются. По условию релятивистское
сокращение длины ракеты
.
.
Отсюда скорость ракеты
.
ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке Тема: Динамика вращательного движения
Начало формы
Конец формы
Диск вращается вокруг вертикальной оси в направлении, указанном на рисунке белой стрелкой. К ободу колеса приложена сила , направленная по касательной. Правильно изображает направление момента силы вектор …
|
|
|
4 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
Решение:
Момент
силы
определяется
соотношением
,
где
–
радиус-вектор точки приложения силы.
Направление вектора момента силы можно
определить по правилу векторного
произведения или по правилу правого
винта (буравчика). Таким образом, момент
силы
правильно
изображает вектор 4.
ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Работа. Энергия
Начало формы
Конец формы
Потенциальная энергия частицы задается функцией . -компонента (в Н) вектора силы, действующей на частицу в точке А (3, 1, 2), равна … (Функция и координаты точки А заданы в единицах СИ.)
|
36 | |
Решение: Связь между потенциальной энергией частицы и соответствующей ей потенциальной силой имеет вид , или , , . Таким образом,
ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в механике
Начало формы
Конец формы
Сплошной цилиндр и шар, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания с одинаковыми скоростями на горку. Если трением и сопротивлением воздуха можно пренебречь, то отношение высот , на которые смогут подняться эти тела, равно …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Решение:
В
рассматриваемой системе «тело – Земля»
действуют только консервативные силы,
поэтому в ней выполняется закон сохранения
механической энергии, согласно которому
,
или
,
где J
– момент инерции тела относительно
оси, проходящей через центр масс,
–
угловая скорость вращения вокруг этой
оси, h
– высота, на которую сможет подняться
тело. Отсюда с учетом того, что
,
получаем:
.
Моменты инерции сплошного цилиндра и
шара равны соответственно
и
.
Тогда искомое отношение высот
.
ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения
Начало формы
Конец формы
Диск равномерно вращается вокруг вертикальной оси в направлении, указанном на рисунке белой стрелкой. В некоторый момент времени к ободу диска была приложена сила, направленная по касательной. До остановки диска правильно изображает направление угловой скорости вектор …
|
|
|
4 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
Решение: Направление вектора угловой скорости связано с направлением вращения тела правилом правого винта. В данном случае вектор ориентирован в направлении 4. После приложения силы движение становится замедленным.
ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока
Начало формы
Конец формы
На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Наименьший заряд протечет через поперечное сечение проводника в промежутке времени ________ с.
|
|
|
15–20 |
|
|
|
0–5 |
|
|
|
5–10 |
|
|
|
10–15 |
ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла
Начало формы
Конец формы
Физический смысл уравнения Максвелла заключается в следующем …
|
|
|
источником вихревого магнитного поля помимо токов проводимости является изменяющееся со временем электрическое поле |
|
|
|
изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле |
|
|
|
«магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты |
|
|
|
источником электрического поля являются свободные электрические заряды |
Решение: Из уравнения Максвелла следует, что переменное электрическое поле, наряду с токами проводимости, является источником вихревого магнитного поля.
ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Магнитостатика
Начало формы
Конец формы
Поле создано прямолинейным длинным проводником с током I1. Если отрезок проводника с током I2 расположен в одной плоскости с длинным проводником так, как показано на рисунке, то сила Ампера …
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена влево |
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена вправо |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «от нас» |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «к нам» |
Решение: На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. В данном случае магнитное поле создается прямолинейным длинным проводником с током I1. В соответствии с правилом правого винта (буравчика) вектор магнитной индукции в месте расположения отрезка проводника с током I2 направлен перпендикулярно плоскости чертежа «от нас». В случае прямолинейного отрезка проводника с током в перпендикулярном проводнику магнитном поле для нахождения направления силы Ампера удобно воспользоваться правилом левой руки, согласно которому сила Ампера лежит в плоскости чертежа и направлена влево.
ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества
Начало формы
Конец формы
Диамагнетиком является вещество с магнитной проницаемостью …
|
|
|
=0,999864 |
|
|
|
=1,00036 |
|
|
|
=2600 |
|
|
|
=1 |
ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции
Начало формы
Конец формы
На рисунке показана зависимость силы тока от времени в электрической цепи с индуктивностью 1 мГн: Модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале от 0 до 5 с (в мкВ) равен …
|
|
|
6 |
|
|
|
30 |
|
|
|
0 |
|
|
|
15 |
Решение:
В
соответствии с законом Фарадея модуль
среднего значения электродвижущей силы
самоиндукции равен:
.
Изменение тока
в
интервале от 0 до 5 с
находится из графика.
ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме
Начало формы
Конец формы
Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10-4 Кл/м2. Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна ______ . (Ответ округлите до целых.)
|
1 | |
Решение: Работа сил поля по перемещению заряда определяется по формуле , где q – перемещаемый заряд, и – потенциалы начальной и конечной точек соответственно. В случае заряженного шара потенциал на бесконечности . . Тогда
ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Ядро. Элементарные частицы
Начало формы
Конец формы
Для ядерных сил не справедливым является утверждение, что они …
|
|
|
зависят от типа взаимодействующих нуклонов, то есть ядерные силы между протонами отличаются от сил между нейтронами и от сил между протоном и нейтроном |
|
|
|
являются силами притяжения |
|
|
|
являются короткодействующими |
|
|
|
не являются центральными |
Решение:
В
ядрах существуют особые ядерные силы,
не сводящиеся ни к одному из типов сил,
рассматриваемых в классической физике
(гравитационных и электромагнитных).
Ядерные силы являются силами притяжения.
Им свойственна зарядовая независимость:
притяжение между двумя нуклонами
одинаково независимо от типа нуклона
(
или
).
Ядерные силы не являются центральными:
их нельзя представить действующими по
прямой, соединяющей нуклоны. Ядерные
силы являются короткодействующими. Они
проявляются на расстояниях между
нуклонами в ядре порядка
м.
ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Ядерные реакции
Начало формы
Конец формы
Чтобы
актиний
превратился
в стабильный изотоп свинца
,
должно произойти …
|
|
|
5
-распадов
и 3
|
|
|
|
4 -распада и 4 -распада |
|
|
|
6 -распадов и 3 -распада |
|
|
|
5 -распадов и 5 -распадов |
-распада
Решение: -частица – это ядро атома гелия с массовым числом 4 и зарядовым числом +2. -частица – это электрон с массовым числом 0 и зарядовым числом –1. При радиоактивном распаде выполняются законы сохранения массового числа и зарядового числа. В результате превращения актиния в свинец массовое число изменяется на 20; следовательно, произойдет 5 -распадов. Зарядовое число изменяется на 7. В результате 5 -распадов зарядовое число уменьшится на 10. Чтобы зарядовое число увеличить на 3 единицы, должны произойти 3 -распада.
ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в ядерных реакциях
Начало формы
Конец формы
Законом сохранения электрического заряда разрешена реакция …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение:
При
взаимодействии элементарных частиц и
их превращениях возможны только такие
процессы, в которых выполняются законы
сохранения, в частности закон сохранения
электрического заряда: суммарный
электрический заряд частиц, вступающих
в реакцию, равен суммарному электрическому
заряду частиц, полученных в результате
реакции. Электрический заряд
в
единицах элементарного заряда равен:
у нейтрона (
)
;
протона (
)
;
электрона (
)
;
позитрона (
)
;
электронного нейтрино и антинейтрино
(
,
)
;
антипротона (
)
;
мюонного нейтрино (
)
;
мюона (
)
.
Закон сохранения электрического заряда
выполняется в реакции
ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Фундаментальные взаимодействия
Начало формы
Конец формы
Установите соответствие между видом фундаментального взаимодействия и характерным для него временем взаимодействия. 1. Электромагнитное 2. Сильное 3. Слабое
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Характерным временем взаимодействия можно назвать минимальное время жизни частиц, подверженных распадам в результате данного взаимодействия. Время сильного взаимодействия составляет , электромагнитного – и слабого – .
ЗАДАНИЕ N 29 сообщить об ошибке Тема: Свободные и вынужденные колебания
Начало формы
Конец формы
Шарик, прикрепленный к пружине (пружинный маятник) и насаженный на горизонтальную направляющую, совершает гармонические колебания. На графике представлена зависимость проекции силы упругости пружины на положительное направление оси Х от координаты шарика. В положении О энергия пружинного маятника (в мДж) равна …
|
40 | |
Решение:
В
положении О пружинный маятник обладает
кинетической энергией, потенциальная
энергия равна нулю. По закону сохранения
энергии кинетическая энергия в положении
О равна потенциальной энергии в положении
В. Потенциальную энергию можно найти
по формуле
,
где
коэффициент
жесткости пружины,
растяжение
(сжатие) пружины. Жесткость пружины
можно определить, используя график:
;
.
Величину растяжения пружины в положении
В
также можно определить из графика:
.
Следовательно,
кинетическая энергия в положении О
равна:
ЗАДАНИЕ N 30 сообщить об ошибке Тема: Сложение гармонических колебаний
Начало формы
Конец формы
Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами . Установите соответствие между амплитудой результирующего колебания и разностью фаз складываемых колебаний. 1. 2. 3.
1 |
|
|
0 |
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Амплитуда результирующего колебания, полученного при сложении двух гармонических колебаний одного направления с одинаковыми частотами, определяется по формуле , где и – амплитуды, ( ) – разность фаз складываемых колебаний. Если амплитуда результирующего колебания , то . Тогда и разность фаз будет равна Если , то . Тогда ; следовательно, Если , то . Тогда ; следовательно,
ЗАДАНИЕ N 31 сообщить об ошибке Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной
Начало формы
Конец формы
Если частоту упругой волны увеличить в 2 раза, не изменяя ее скорости, то интенсивность волны увеличится в ___ раз(-а).
|
4 |
ЗАДАНИЕ N 32 сообщить об ошибке Тема: Волны. Уравнение волны
Начало формы
Конец формы
На рисунке представлен профиль поперечной упругой бегущей волны, распространяющейся со скоростью . Циклическая частота волны равна …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Волновое число , где – длина волны, величину которой можно найти из графика: . Следовательно, .
20