Санкт-Петербургский колледж

Информационных технологий

Рассмотрено предметной Утверждаю

(цикловой) комиссией Зам.директора

«__»___________2011 г.

________/С.П.Кузнецов

Председатель комиссии

___________Захарова Е..Н.

Экзаменационные материалы

по предмету «Физика»

Задачи к билетам с решениями

Группа № 103

Преподаватель: Степанникова С.В.

Санкт-Петербург

2010-2011

Билет № 1

При равномерном увеличении тока от 0 до 6 А за 0,5 с в катушке возникает ЭДС самоиндукции, равная по модулю 12 В. Чему равна индуктивность катушки?

L - ?

 I = 6А

 t = 0,5 с

_is = 12 В

_is = L  I / t ; L = _is t /  I

L =12 В0,5 с/6А = 1 Гн

Билет № 2

Работа выхода электронов из цинка равна 6,40 ∙ 10 ^-19 Дж.

Определить красную границу фотоэффекта для цинка.

Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из цинка при освещении лучами с длиной волны 300 нм.

Найти максимальную скорость фотоэлектронов.

ν _кр - ? W _k - ? υ - ? СИ

А = 6,40 ∙10 ^-19 Дж 1. А = h ν _кр

λ = 300 нм 3 ∙ 10 ^-7 м ν _кр = А / h

с = 3 ∙10 ⁸ м/с ν _кр ≈ 9,65 ∙ 10 ¹⁴ Гц

h = 6,63 ∙ 10 ^-34 Дж∙с

m = 9,1 ∙10^-31 кг 2. h ν = А + W _k

W _k = h ν – А

W _k = h с / λ – А

W _k = 6,63 ∙ 10 ^-19 Дж – 6,4 ∙ 10 ^-19 Дж =

=2,3 ∙ 10 ^-20 Дж.

3. W _k = m υ² /2

υ = √ 2 W _k / m

υ ≈ 5 ∙ 10 ⁴ м/с

[υ] = [ √ Дж / кг] = [ √ кг∙ м² / (с² ∙кг) ] = [ м/с]

Билет № 3

Определите массу водорода, находящегося в баллоне емкостью 20 л при давлении 830 кПа, если температура газа равна 17⁰С.

Какова плотность водорода при данных условиях?

Какое давление установится, если газ нагреть на 290 К?

m - ?  - ? р₂ - ? СИ

M = 0,002 кг/моль 1. pV = (m/M)RT

V = 20 л 0,02 м³ m = pVM/(RT)

p = 830 кПа 8,310⁵Па

t = 17⁰C T = 290K

 T = 290 K

R = 8,31 Дж/ моль К

m = (8,310⁵Па0,02 м³0,002 кг/моль) /(8,31 Дж/ моль К  290К)  1,3810^-7+5 = 1,3810^-2кг

m =  Па м³кг моль К/ (моль Дж К) =  Па м³кг / Дж =  Н м³кг /( м² Н м) = кг

2.  = m / V

 = 1,3810^-2кг/ 0,02 м³ = 6910^-2 кг/м³ = 0,69 кг/м³

3. p  T, поэтому, если T увеличится в 2 раза, то и p увеличится в 2 раза, то есть р₂ = 16,610⁵ Па=1,66106 Па

Билет № 4

В изотермическом процессе газу передано 150 Дж теплоты.

Как изменилась его внутренняя энергия?

Какую работу совершил газ в этом процессе?

Как изменилось его давление, если объем увеличился в 2 раза?

∆U - ? А ^/ - ? р₂ / р₁ - ?

Т = const 1. Т = const, следовательно ∆T = 0.

Q = 150 Дж ∆U = 3 m R ∆T / (2 M), значит, ∆U= 0.

V₂ / V₁ = 2

2. Q = ∆U + А ^/

∆U= 0, следовательно, А ^/ = Q.

Значит, А ^/ = - 150 Дж.

3. Т = const,

р₁ V₁ = р₂ V₂

р₂/ р₁ = V₁ / V₂ = 1/2 , то есть, давление уменьшится в 2 раза.

Билет № 5

Ядро атома ₉₂²³⁵U может самопроизвольно делиться на два осколка. Один из осколков – барий ₅₆¹⁴³Ва, другой – криптон ₃₆⁹⁰Kr. Сколько нейтронов вылетает при делении? Напишите уравнение реакции.

₉₂²³⁵U ₅₆¹⁴³Ва +₃₆⁹⁰Kr + 2 ₀¹n

Билет № 6

Необходимо изготовить колебательный контур, собственная частота которого должна быть 15 кГц.

Конденсатор какой емкости требуется подобрать, если имеется катушка индуктивностью 1 мГн?

Как надо изменить емкость конденсатора, чтобы частота колебаний увеличилась в 2 раза?

Какой длины электромагнитные волны в вакууме создает этот контур, когда в нем происходят колебания с собственной частотой?

С - ?  - ? СИ

 = 15 кГц 1,510⁴ Гц 1.  = 1/ (2  LC)

L = 1 мГн 10^-3 Гн  = 1/ (4²LC)

c = 3  10⁸ м/с C = 1/ (4² ²L)

C = 1/(4102,2510⁸10^-3)  0,1110^-6 = 0,11 мкФ

С = 1/Гц² Гн = с² А/ Вт = с² А/ В с = с А/ В = Кл/ В = Ф

2.  = 1/ (2  LC) , т.е.   1/  C  если  увеличится в 2 раза, то С уменьшится в 4 раза.

3.  = С/ 

= 3  10⁸ м/с / 1,510⁴ Гц = 210⁴ м

 = м/ (с Гц) = м с/ с = м

Билет № 7

Два неупругих шара, массы которых 2 и 6 кг соответственно, движутся навстречу друг другу со скоростями 2 м/с каждое.

Определить графически импульс системы после взаимодействия.

Определить модуль и направление скорости каждого из этих шаров после взаимодействия.

р₁ р₂

р -? υ₁ ^/-? υ₂ ^/-?

m ₁ = 2 кг х

m₂ = 6 кг р

υ₁ = υ₂ = 2 м/с 4 кг ∙ м/с

υ ₁^/ = υ₂^/

Импульсы шаров: р₁ = m₁∙ υ₁; р₂ = m₂∙ υ₂

р₁ =4 кг ∙ м/с; р₂ = 12 кг ∙ м/с

1. р = р₁ + р₂; р = 8 кг ∙ м/с

2. Удар неупругий, поэтому р = (m₁ + m₂) υ₁ ^/; υ₁ ^/ = р/ (m₁ + m₂)

υ₁^/ = υ₂^/ = 1 м/с