|
Томский политехнический университет (ТПУ)
|
|
| Massimo | Дата: Пятница, 29.11.2013, 17:37 | Сообщение # 1 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Решаем задания с задачника по физике Томский политехнический университет (ТПУ)
Стоимость: 40 рублей за 1 задачу. (Оплата Webmoney, Yandex, Банковская карта (VISA/Mastercard), Сбербанк Онлайн)
Срок решения 3-4 дня, зависит от количества заданий (Заказы принимаются по почте PMaxim2006@mail.ru или ICQ 624177127)
Примерное решение и оформление заданий вы можете посмотреть на странице Примеры решений
Найти готовые задания вы можете попробовать в Интернет-магазине. Справа есть форма поиска называется "Поиск в магазине"
База готовых решений в магазине постоянно пополняется.
Скачать методичку по физике Механика, Молекулярная физика, термодинамика
Скачать методичку по физике Электростатика
Скачать методичку по физике Электромагнетизм, Колебания и волны
Скачать методичку по физике Оптика, Элементы атомной и квантовой физики
Механика, Молекулярная физика, термодинамика
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1
Вариант 1-1
1. Движение материальной точки задано уравнением X=At+Bt2, где А=4м/с; В=- 0,05м/с2. Определить момент времени, в который скорость V точки равна нулю. Найти координату и ускорение в этот момент. Построить графики зависимости координаты, пути, скорости и ускорения этого движения от времени. Ответ: 40с; 80м; -0.1м/с2.
2. По дуге окружности радиусом R=10м движется точка. В некоторый момент времени нормальное ускорение точки aп=4.9м/c2. B этот момент векторы полного и нормального ускорений образуют угол ф=60. Найти скорость и тангенциальное ускорение точки. Ответ: 7м/с; 8.5 м/с2.
3. К пружинным весам подвешен блок. Через блок перекинут шнур, к концам которого привязали грузы массами m1 = 1.5 кг и m2 = 3 кг. Каково будет показание весов во время движения грузов? Массой блока и шнура пренебречь. Ответ: P=4*g*m1*m2/(m1+m2)=39.2 H.
4. Тело массой 8 кг начинает скользить с вершины наклонной плоскости высотой 9.4 м с углом наклона 60°. У основания плоскости стоит тележка с песком массой 90 кг. С какой скоростью начнет двигаться тележка, когда тело упадет на нее? Коэффициент трения 0.1. Ответ: V=0.39 м/с.
5. Определить момент инерции проволочного равностороннего треугольника со стороной а=10 см относительно оси, лежащей в плоскости треугольника и проходящей через его вершину параллельно стороне, противоположной этой вершине. Ответ: J = 5/12ma2 = 5·105 кг·м2.
6. 12 г азота занимают объем 4 л при температуре 7°С. При нагревании газа при постоянном давлении его плотность стала равной 6 ,10-4 г/см3. До какой температуры нагрели газ? Ответ: 1400 К.
7. Смесь газов состоит из хлора и криптона, взятых при одинаковых условиях и в равных объемах. Определить удельную теплоемкость смеси Ср. Ответ: Ср= 417 Дж/кг·К.
8. Какая часть молекул кислорода при 00С обладает скоростью от 100 м/с до 110 м/с Ответ: 0,4%.
9. При нагревании некоторой массы газа на ΔТ=1К давление газа на стенки сосуда изменилось на 1/340 часть первоначального давления, объем газа оставался неизменным. Найдите начальную температуру газа. Ответ: 340К.
10.Водород массой m=100 г был изобарически нагрет так, что объем его увеличился в n=3 раза, затем водород был изохорически охлажден так, что давление его уменьшилось в 3 раза. Найти изменение ΔS энтропии в ходе указанных процессов. Ответ: ΔS = mRlmn/m = 457 Дж/К.
Вариант 1-2
1. Точка движется по прямой согласно уравнению X=At+Bt3, где А=6м/с; В=-0.121м/с3. Определить среднюю путевую скорость <V> точки в интервале времени от t1=2 с до t2=6 c. Ответ: 3 м/с.
2. Диск радиусом r=10 см, находившийся в состоянии покоя, начал вращаться с постоянным угловым ускорением ε=0.5 рад/с2. Найти тангенциальное, нормальное и полное ускорения точек на окружности диска в конце второй секунды после начала вращения. Ответ: аτ=5 см/с2, аn=10 см/с2, а=11 см/с2.
3. Самолет описывает петлю Нестерова радиусом R=200м. Во сколько раз сила F, с которой летчик давит на сиденье в нижней точке, больше силы тяжести Р летчика, если скорость самолета V=100 м/с? Ответ: в 6.1 раза.
4. Два неупругих шара массами m1=2кг и m2=3кг движутся со скоростью соответственно V1=8 м/c и V2=4 м/с. Определить увеличение внутренней энергии шаров при их столкновении в двух случаях: 1.Меньший шар нагоняет большой; 2.Шары движутся навстречу друг другу. Ответ: ΔU=m1m2(V1-V2); 1) 9.6 Дж; 2) 86.4 Дж.
5. Диаметр диска d=20 cм, масса m=800г. Определить момент инерции диска относительно оси, проходящей через середину одного из радиусов перпендикулярно плоскости диска. Ответ: I = 3(mR3)/4 = 6·10-3 кг·м2.
6. В сосуде вместимостью V=2.24 л при нормальных условиях находится кислород. Определить количество молей и массу кислорода, а также концентрацию его молекул в сосуде. Ответ: 0.1 моль; 2.3 г; 2.68·1025 м-3.
7. Вычислить удельные теплоемкости Cv и Ср смеси неона и водорода. Массовые доли газов соответственно равны 0.8 и 0.2. Значения удельных теплоемкостей неона и водорода соответственно равны Сv1=624 Дж/кг·К; Ср1=1.04 кДж/кг·К; Сv2=10.4 кДж/кг·К; Ср2=14.6 кДж/кг·К. Ответ: Сv=2.58 кДж/кг·К; Ср=3.73 кДж/кг·К.
8. Определить относительное число молекул идеального газа, скорости которых заключены в пределах от 0 до 0.01 Vв (до 0.01 наиболее возможной скорости). Ответ: 7.52·10-7.
9. Водяной пар расширяется при постоянном давлении. Определить работу расширения, если пару передано количество теплоты Q=4 кДж. Ответ: 1 кДж.
10.Водород массой m=100 г был изобарически нагрет так, что объем его увеличился в n=3 раза, затем водород был изохорически охлажден так, что давление его уменьшилось в 3 раза. Найти изменение ΔS энтропии в ходе указанных процессов. Ответ: ΔS = mRlmn/m = 457 Дж/К.
Вариант 1-3
1. Зависимость пройденного телом пути S от времени t дается уравнением S=A-Bt+Ct2, где А=6м; В=3м/с; С=2м/с2. Найти среднюю скорость и среднее ускорение тела в интервале времени от 1с до 4с. Построить графики пути, скорости и ускорения для 0 ≤ t ≥ 5 c через 1с. Ответ: <V> = 7 м/с; <а>=4 м/с2.
2. Камень брошен горизонтально со скоростью 15м/с. Найти нормальное и тангенциальное ускорение камня через 1с после начала движения. Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ: aτ=5.4м/c2; an=8.2м/c2.
3. Диск радиусом R=40см вращается вокруг вертикальной оси. На краю диска лежит кубик. Принимая коэффициент трения f=0.4, найти частоту n вращения, при которой кубик соскользнет с диска. Ответ: 0.5 с-1.
4. Два груза массами m1=10кг и m2=15кг подвешены на нитях длиной l=2м так, что грузы соприкасаются между собой. Меньший груз был отклонен на угол ф=60° и выпущен. Определить высоту h, на которую поднимутся оба груза после удара. Удар грузов считать неупругим. Ответ: h=l(1-cos ф)(m1/(m1+m2))=16 cм.
5. Вал массой m=100кг и радиусом R=5см вращался с частотой n=8с-1. К цилиндрической поверхности вала прижали тормозную колодку с силой F=40H, под действием которой вал остановился через t=10c. Определить коэффициент трения f . Ответ: f = 4πmRn/Ft = 0.31.
6. Какое число молекул двухатомного газа занимают объем 10см3 при давлении 40 мм рт.ст. и температуре 27°С? Какой энергией теплового движения обладают эти молекулы? Ответ: 1,3·1019; 0.133 Дж.
7. В сосуде объемом 0.11м3 содержится смесь газов: 7г азота и 1г водорода при температуре 380°К. Определить давление смеси. Ответ: 175кПа
8. Температура водорода 300К. Определите, какую часть от общего числа молекул составляют молекулы, модуль скорости которых отличаются от наиболее вероятной не больше чем на 5м/с. Ответ: ΔN/N=0.53 %
9. Углекислый газ (СО2), начальная температура которого 360К, адиабатически сжимается до 1/20 своего первоначального объема. Определите изменение внутренней энергии и совершенную при этом работу, если масса газа 20г. Ответ: |А|=|ΔU|=7.05 Дж.
10.Кислород массой m=2кг увеличил свой объем в 5 раз сначала изотермически, затем – адиабатически. Найти изменения энтропии в каждом из указанных процессов. Ответ: ΔS1=836 Дж/К; ΔS2=0.
Вариант 1-4
1. Зависимость пройденного телом пути S=A+Bt+Ct2, где А=3м; В=2м/с; С=1м/с2. Найти среднюю скорость и среднее ускорение за первую, вторую и третью секунды его движения. Ответ: <v1>=3 м/c; <v2>=5 м/с; <v3>=7 м/с. <а1>=<а2>=<а3>=2 м/с2.
2. Колесо, вращаясь равнозамедленно, при торможении уменьшило свою скорость за 1 минуту с 300 об/мин до 180 об/мин. Найти угловое ускорение колеса и число оборотов, сделанных им за это время. Ответ: ε=-0.21 рад/с2; N=240 об.
3. Тело массой m=0.2кг соскальзывает без трения по желобу высотой h=2м. Начальная скорость V0 шарика равна 0. Найти изменения импульса шарика и импульс, полученный желобом при движении тела. Ответ: Δр=1.25 н·с; р=-1.25 н·с.
4. Тело весом р1=2кг движется навстречу второму телу, вес которого р2= 1.5кг, и неупруго сталкивается с ним. Скорость тела непосредственно перед столкновением была равна соответственно V1=l м/c и V2=2 м/с. Сколько времени будут двигаться эти тела после столкновения, если коэффициент трения равен К=0.05? Ответ: Δt=0.58 с.
5. Найти момент инерции тонкого однородного кольца радиусом R=20cм и массой m=100г относительно оси, лежащей в плоскости кольца и проходящей через его центр. Ответ: I=l/2mR2.
6. 10г кислорода находится под давлением 3атм. при температуре 10°С. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объем 10л. Найти температуру и плотность газа после расширения. Ответ: 1170К; 1кг/м3.
7. Найти плотность газовой смеси водорода и кислорода, если массовые доли их равны соответственно 1/9 и 8/9. Смесь находится при давлении 100кПа и температуре 300К. Ответ: 0.402 кг/м3.
8. В сосуде под поршнем находится гремучий газ, занимающий при нормальных условиях объем 10-4м3. При быстром сжатии газ воспламенятся. Найти температуру воспламенения гремучего газа, если известно, что работа сжатия равна 4.73кГм. Ответ: Т=780К.
9. В баллоне находится 2.5 г кислорода. Найти число молекул кислорода, скорости которых превышают значение средней квадратичной скорости. Ответ: ΔN=1.9·1022.
10. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в 4 раза выше температуры охладителя. Какую долю от количества теплоты, получаемого за один цикл от нагревателя, газ отдает охладителю? Ответ: 1/4.
Вариант 1-5
1. Колесо радиусом R=10 см вращается так, что зависимость линейной скорости точек, лежащих на ободе колеса, от времени движения дается уравнением V=At+Bt2, где А=3см/с; В=1м/с2. Найти угол, составляемый вектором полного ускорения с радиусом колеса в момент времени t=0.3 и 5с после начала движения. Ответ: α=90°; 15° 32'; 4° 38'.
2. С какой высоты упало тело, если последний метр своего пути оно прошло за время t=0.1с? Ответ: 5.61м.
3. Найти силу тяги, развиваемую мотором автомобиля, движущегося в гору с ускорением 1м/с2. Уклон горы равен 1м на каждые 25м пути. Вес автомобиля 9.8·103H. Коэффициент трения равен 0.1. Ответ: F=2370 H.
4. Снаряд весом 980Н, летящий горизонтально вдоль железнодорожного пути со скоростью 500м/с, попадает в вагон с песком весом 10т и застревает в нем. Какую скорость получит вагон, если: вагон стоял неподвижно; вагон двигался со скоростью 36км/ч в том же направление, что и снаряд. Ответ: 17.8 км/ч; 53.5 км/ч.
5. Две гири разного веса соединены нитью и перекинуты через блок, момент инерции которого I=50 кг·м2, и радиус R=20см. Блок вращается с трением и момент сил равен Мтр=98.1 н·м. Найти разность натяжений нити T1-T2 по обе стороны блока, если известно, что блок вращается с постоянным угловым ускорением ε=2.36 рад/с2. Ответ: Т1-Т2 = (Iε-Мтр)/R = 1080 Н.
6. В сосуде, объем которого 3л, находится кислород при температуре 17°С. Давление газа 10-3 мм.рт.ст. Определите: сколько молекул кислорода имеется в сосуде; среднюю внутреннюю энергию газа. Ответ: 1017; 6.25·1015 Эв.
7. В замкнутом сосуде находится смесь водорода и азота при температуре 27°С и давлении 105 Па. Как изменится давление смеси, если температуру повысить до 150°С? Ответ: 1.415·105 Па.
8. Показания барометра на вершине горы составляют 43% от показания барометра у подножия горы. Определите высоту этой вершины, если температура воздуха 10°С. Ответ: h=6900м.
9. В цилиндре под поршнем находится в замкнутом пространстве воздух. Какая работа должна быть произведена, чтобы поднять поршень на h1=10см, если начальная высота столба воздуха h0=15см и наружное давление р0=105 Па? Площадь поршня S=10 cм2. Весом поршня можно пренебречь. Температура газа в цилиндре остается неизменной. Ответ: -2.33 Дж.
10. В результате нагревания 22г азота его абсолютная температура увеличилась в 1.2 раза, а энтропия увеличилась на 4.19 Дж/град. При каких условиях производилось нагревание (при постоянном объеме или при постоянном давлении)? Ответ: при постоянном давлении.
Вариант 1-6
1. Тело, бросили вертикально вверх с начальной скоростью V0=5 м/с. Через 2с мячик упал на землю. Определить высоту балкона над землей и скорость мячика в момент удара о землю. Ответ: 9.62м; -14.6м/с.
2. Найти, во сколько раз нормальное ускорение точки, лежащей на ободе вращающегося колеса, больше ее тангенциального ускорения для того момента, когда вектор полного ускорения этой точки составляет угол 30o с вектором ее линейной скорости. Ответ: 0.58.
3. Ракета, масса которой M=6 т, поднимается вертикально вверх. Двигатель ракеты развивает силу тяги F=500 кН. Определить ускорение ракеты и силу натяжения троса, свободно свисающего с ракеты, на расстоянии, равном 1/4 его длины от точки прикрепления троса. Масса троса равна m=10кг. Силой сопротивления воздуха пренебречь. Ответ: a=F/(M+m)-g=73.5 м/с2.
4. Струя воды сечением S=6 см2 ударяется о стенку под углом α=60o к нормали и упруго отталкивает от стенки без потери скорости. Найти силу, действующую на стенку, если известно, что скорость течения воды в струе V= 12м/с. Ответ: F=86H.
5. Вычислить момент инерции проволочного прямоугольника со сторонами а=12см и b=16см относительно оси, лежащей в плоскости прямоугольника и проходящей через середины малых сторон. Масса равномерно распределена по длине проволоки с линейной плотностью τ=0.1кг/м. Ответ: I = 1/2τa2(b+1/3a) = 44·10-4 кг·м2.
6. Какое количество киломолей газа находится в баллоне объемом 10м3 при давлении 720мм.рт.ст. и температуре 17oС? Ответ: 0.4 кмоля.
7. В 1кг сухого воздуха содержится 232г кислорода и 768г азота (массами других газов пренебречь). Определить относительную молярную массу воздуха. Ответ: 28.8.
8. Какая часть молекул кислорода при 0oС обладает скоростью от 100м/с до 110 м/с. Ответ: 0.004 = 0.4 %.
9. Какое количество тепла надо сообщить 10г азота, находящимся в закрытом сосуде при температуре 7oС, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул вдвое? Ответ: Q = 6.25 кДж.
10.Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу, равную 3.7·104 Дж. При этом она берет тепло от тела с температурой -10°С и передает тепло телу с температурой +17°С. Найти: а) К.П.Д. цикла; б) количество тепла, отнятого у холодного тела за один цикл. Ответ: η = 1.05; Q1=38.8·103 Дж.
Вариант 1-7
1. С одной и той же позиции два стрелка стреляют из винтовки по брошенной вверх тарелке, находящейся от них на расстоянии S=100м. Начальная скорость пули первого стрелка V1=310 м/c; второго – V2=325 м/с, причем второй стрелок стреляет позже на Δt=0.01c. Какой из стрелков первым поразил мишень? Ответ: Второй.
2. Нормальное ускорение точки, движущейся по окружности радиусом r=4м, изменяется по закону an=a+bt+ct2. Найти тангенциальное ускорение точки, если а=1м/с2; b=3м/с2; с=2.25м/с2. Ответ: аτ=3м/с.
3. Сани массой 200кг движутся ускоренно в горизонтальном направлении. Действующая сила в 1000Н приложена под углом α=30o к горизонту. Коэффициент трения R=0.05. Определить ускорение. Ответ: а=4 м/с2.
4. Вагон массой 40т, движущийся со скоростью 2м/с, в конце запасного пути ударяется о пружинный амортизатор. Насколько он сожмет пружину, если коэффициент упругости ее 2.25·105 н/м? Ответ: 0.84 м.
5. На вал массой m1=20кг намотана нить, к концу которой привязали груз массой m2=1кг. Определить ускорение груза, опускающегося под действием силы тяжести. Трением пренебречь. Ответ: а=0.89 м/с2.
6. Газ массой 10кг, молекулы которого состоят из атомов водорода и углерода, содержит 3.76·1026 молекул. Определить массу атомов углерода и водорода, входящих в молекулу этого газа. Ответ: mc ≈ 2·10-26 кг; mн ≈ 6.67·10-27 кг.
7. Определить удельные теплоемкости Cv и Ср смеси аргона и азота, если их массовые доли одинаковы и равны 0.5. Ответ: 526 Дж/кг·К.
8. Метеорологический шар с водородом перед запуском имеет объем 0.04м3. Определить объем шара на высоте 3000м над местом запуска. Среднюю температуру воздуха по высоте считать равной 7°С. Ответ: 0.041 м3.
9. В цилиндре диаметром d=20cм и высотой b=42см с подвижным поршнем находится газ под давлением 12·105 Па при температуре 300°С. Определить работу, совершаемую газом при снижении температуры до 10°С при постоянном давлении. Ответ: -8000 Дж.
10.Изменение энтропии в тепловой машине, работающей по циклу Карно, за один цикл равно 104 Дж·К. Определить полезную работу, если температура нагревателя 320°С, холодильника 20°С. Ответ: A=3·106 Дж.
Вариант 1-8
1. Путь, пройденный по окружности радиусом R=2м, выражен уравнением S=at2+bt. Найти нормальное, тангенциальное и полное ускорение точки через t=0.5с после начала движения, если а=3м/с2; b=1м/с. Ответ: аn=8 м/с2; аτ=6м/с2; а=10м/с2.
2. Молоток массой m=1кг, движущийся со скоростью 6м/с, ударяет по гвоздю и заколачивает его на 1.5 см в кусок дерева. Предполагая, что молоток движется равнозамедленно, определить время, которое требуется, чтобы молоток остановился после удара, и силу, действующую на гвоздь. Ответ: t=0.005c; F=1200H.
3. Для погрузки угля в вагон применяется ленточный транспортер, который перемещает уголь вверх по наклону на высоту 5м. В минуту погрузчик доставляет 12т угля. Какую работу совершает транспортер за 5 мин. Ответ: 29.4·105 Дж.
4. Вычислите момент инерции тонкого обода радиусом R=0.5м и массой 3кг относительно оси, проходящей через конец диаметра перпендикулярной плоскости обода. Ответ: I = 2mR2 = 1.5 кг.
5. Маховик, момент инерции которого равен I=63.6кг·м2, вращается с постоянной угловой скоростью ω=31.4paд/c. Найти тормозящий момент под действием которого маховик останавливается через 20с. Ответ: М=100 н·м.
6. В колбе объемом 2дм3 содержится газ под давлением 0.66·105Па. Сколько молекул газа в колбе, если температура в колбе t=17°C? Ответ: 3.3·1022 молекул.
7. В сосуде при температуре t=100°C и давлении Р=4·105 Па находится 2м3 смеси кислорода О2 и сернистого газа SO2. Определить парциальное давление компонентов, если масса сернистого газа 8кг. Ответ: Po2≈2.1·105Пa; Pso2≈1.9·105Пa.
8. Какая часть молекул сернистого ангидрида (S02) при температуре 200°С обладает скоростями в пределах 420÷430 м/с? Ответ: 2.2 %.
9. При изобарическом сжатии азота была совершена работа, равная 12кДж. Определить затраченное количество теплоты и изменение внутренней энергии газа. Ответ: Q=-42 кДж; ΔU=-30 кДж.
10.Oт идеальной теплосиловой установки, работающей по циклу Карно, отводится ежечасно с помощью холодильника 2.7·108 Дж теплоты при температуре 9°С. Определить мощность установки, если количество подводимой теплоты равно 9·108 Дж/ч. Ответ: 175 кВт.
Вариант 1-9
1. Уравнение движения материальной точки имеет вид: X=1+4t-t2. За какое время точка пройдет путь, равный 8м? Чему будет равно перемещение точки за это время? Ответ: 4с; 0.
2. Небольшое тело начинает движение по окружности радиусом 30м с постоянным по модулю тангенциальным ускорением 5м/с2. Найти полное ускорение тела через 3с после начала движения. Ответ: 9м/с2.
3. Тело скользит по наклонной плоскости с углом наклона 30°. Скорость тела в точке 1 -0.14м/с; а в точке 2, находящейся ниже точки 1, -2.57м/с. Коэффициент трения между телом и поверхностью R=0.1. Найти время движения тела из точки 1 в точку 2. Ответ: 0.59с.
4. В ящик с песком массой М=5кг, подвешенный на нити длиной l=3м, попадает пуля массой m==0.005кг и отклоняет его на угол α=10°. Определить скорость пули. Ответ: 943 м/с.
5. Тело из состояния покоя приводится во вращение вокруг горизонтальной оси с помощью падающего груза, соединенного со шнуром, предварительно намотанного на ось. Определить момент инерции тела, если груз массой m=2кг в течение t=12c опускается на расстояние h=1м. Радиус оси r=8мм. Силой трения пренебречь. Ответ: 0.092 кг·м2.
6. Резиновый шар соединяет 2·10-3 м3 воздуха при температуре 27°С. Какой объем займет воздух, если шар опустить в воду на глубину 10м, где температура воды 17°С? Атмосферное давление нормальное. Ответ: 9.8·10-4 м3.
7. Смешано m1=40г водорода (H2) с m2=32г кислорода (O2). Удельные теплоемкости этих газов соответственно равны: р(Н2)=14.2·103Дж/кг·К и Ср(О2)=912Дж/кг·К. Определить потерю тепла при охлаждении смеси на Δt=30°C при постоянном объеме; удельную теплоемкость смеси Сv. Ответ: Q=-1.27·104 Дж; Сv=5.88·103 Дж/кг·К.
8. Определите вес цилиндрического столба воздуха, основание которого равно 1м2, а высота 530м. Считайте, что температура воздуха 300К, давление у поверхности земли 760мм.рт.ст. Ответ: 6000Н.
9. При нагревании некоторой массы газа на ΔТ=1К давление газа на стенки сосуда изменилось на 1/340 часть первоначального давления, объем газа оставался неизменным. Найдите начальную температуру газа. Ответ: 340К.
10.Водород массой 0.8кг (i=5) совершает цикл Карно. Максимальное давление P1=106Пa, минимальное P3=105Па. Минимальный объем V1=2м3, минимальный V3=12м3. Определить температуры состояния газа в точках пересечения изотерм и адиабат, а также P2 и V3. Ответ: Т1=T2=601К ; Т3=Т4=361К; P2=6.13·105Пa; V2=3.262м3.
Вариант 1-10
1. Точка движется по прямой согласно уравнению X=At+Bt3, где А=6м/с; В=-0.121м/с3. Определить среднюю путевую скорость <V> точки в интервале времени от t1=2c до t2=6c. Ответ: 3 м/с.
2. Диск радиусом r=10см, находившийся в состоянии покоя, начал вращаться с постоянным угловым ускорением ε=0.5рад/с2. Найти тангенциальное, нормальное и полное ускорения точек на окружности диска в конце второй секунды после начала вращения. Ответ: аτ=5см/с2, аn=10см/с2, а=11см/с2.
3. Самолет описывает петлю Нестерова радиусом R=200м. Во сколько раз сила F, с которой летчик давит на сиденье в нижней точке, больше силы тяжести Р летчика, если скорость самолета V= 100м/с? Ответ: в 6.1 раза.
4. Два неупругих шара массами m1=2кг и m2=3кг движутся со скоростью соответственно V1=8м/c и V2=4м/с. Определить увеличение внутренней энергии шаров при их столкновении в двух случаях: 1. Меньший шар нагоняет большой; 2. Шары движутся навстречу друг другу. Ответ: ΔU=m1m2(V1-V2)2 / (m1+m2); 1)9.6Дж; 2)86.4Дж.
5. Диаметр диска d=20cм, масса m=800г. Определить момент инерции диска относительно оси, проходящей через середину одного из радиусов перпендикулярно плоскости диска. Ответ: I = 3(mR2)/4 = 6·10-3 кг·м2.
6. В сосуде вместимостью V=2.24л при нормальных условиях находится кислород. Определить количество молей и массу кислорода, а также концентрацию его молекул в сосуде. Ответ: 0.1 моль; 2.3г; 2.68·1025 м-3.
7. Вычислить удельные теплоемкости Cv и Ср смеси неона и водорода. Массовые доли газов соответственно равны 0.8 и 0.2. Значения удельных теплоемкостей неона и водорода соответственно равны Сv1=624Дж/кг·К; Ср1=1.04кДж/кг·К; Сv2==10.4кДж/кг·К; Ср2=14.6кДж.кг·К. Ответ: Сv=2.58 кДж/кг·К; Ср=3.73 кДж/кг·К.
8. Определить относительное число молекул идеального газа, скорости которых заключены в пределах от 0 до 0.01 Vв (до 0.01 наиболее возможной скорости). Ответ: 7.52·10-7.
9. Водяной пар расширяется при постоянном давлении. Определить работу расширения, если пару передано количество теплоты Q=4кДж. Ответ: 1 кДж.
10.Водород массой m=100г был изобарически нагрет так, что объем его увеличился в n=3раза, затем водород был изохорически охлажден так, что давление его уменьшилось в 3 раза. Найти изменение ΔS энтропии в ходе указанных процессов. Ответ: ΔS = mRlmn/m = 457 Дж/К.
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Пятница, 29.11.2013, 17:37 | Сообщение # 2 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Электростатика, Постоянный ток
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №2
Вариант 2-1
1. Расстояние между двумя точечными зарядами Q1=1мкКл и Q2=-Q1 равно 10см. Определить силу F. действующую на точечный заряд Q=0.1мкКл. удаленный на r1=6см. от первого и на г2=8см. от второго зарядов. Ответ: F=287мН
2. Очень длинная прямая тонкая проволока несет заряд, равномерно распределенный по всей длине. Вычислить линейную плотность τ заряда, если напряженность Е поля на расстоянии а=0.5м от проволоки против ее середины равна 200В/м. Ответ: τ =5,55нКл/м
3. Точечный заряд Q=1мкКл находится вблизи большой равномерно заряженной пластины против ее середины. Вычислить поверхностную плотность δ заряда пластины, если на точечный заряд действует сила F=60мН . Ответ: δ=2ε0F/Q=1,06 мкКл/м2
4. Заряды Q1=1мкКл и Q2=-1мкКл находятся на расстоянии d=10см. Определить напряженность Е и потенциал φ поля в точке, удаленной на расстояние r=10см от первого заряда и лежащей на линии, проходящей через первый заряд перпендикулярно направлению от Q1 к Q2 Ответ: Е=664кВ/м.
5. Какая совершается работа при перенесении точечного заряда в 2 10-8Кл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 1см от поверхности шара радиусом 1см с поверхностной плотностью заряда δ=10-9Кл/см2? Ответ: А=1,13-10-4Дж.
6. Разность потенциалов U между катодом и анодом электронной лампы равна 90В, расстояние r=1мм. С каким ускорением а движется электрон от катода к аноду? Какова скорость υ электрона в момент удара об анод? За какое время t электрон пролетает расстояние от катоду к аноду? Поле считать однородным. Ответ: а=1,58 1016м/с2,υ=5,63Мм/с, t=0,356нс.
7. В плоский конденсатор вдвинули плитку парафина толщиной d=1см, которая вплотную прилегает к его пластинам. На сколько нужно увеличить расстояние между пластинами, чтобы получить прежнюю емкость? Диэлектрическая проницаемость парафина ε=2. Ответ: Δd=0,5см.
8. Сила F притяжения между пластинами плоского вакуумного конденсатора равна 50мН. Площадь каждой пластины равна 200см2. Найти плотность энергии ω конденсатора. Ответ: ω=2,5Дж/м3.
9. Два элемента (ε1=1,2В, r1=0,1 Oм; ε2=0,9В, r2=0,30м) соединены одноименными полюсами. Сопротивление R соединительных проводов равно 0,20м. Определить силу тока J в цепи. Ответ: J=0,5А.
10. Какой наименьшей скоростью υmin должен обладать электрон, чтобы ионизовать атом азота, если потенциал ионизации Ui азота равен 14,5В? Ответ: υmin=2,3 106 м/с.
Вариант 2-2
1. На двух одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону, причем гида электрического отталкивания уравновешивает силу их взаимного тяготения. Каковы радиусы капелек? Ответ: r=0,076мм.
2. Тонкое кольцо радиусом R=8см несет заряд равномерно распределенный с линейной плотностью τ=10НКл/м. Какова напряженность электрического ноля Е в точке, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние г=10см? Ответ: Е=2,71кВ/м.
3. Две параллельные бесконечно длинные прямые нити несут заряд, равномерно распределенный по длине с линейными плотностями τ1=0.1мкКл/м и τ2 =0.2мкКл/м. Определить силу F взаимодействия. приходящуюся на отрезок нити длиной 1м. Расстояние г между нитями равно 10см. Ответ: F/l=3,6мН/м.
4. На отрезке тонкого прямого проводника равномерно распределен заряд с линейной плотностью τ=10нКл/м. Вычислить потенциал φ, создаваемый этим зарядом в точке, расположенной на оси проводника и удаленной от ближайшего конца отрезка на расстоянии, равной длине этого отрезка. Ответ: φ=62,4В.
5. Шарик массой в 40мг. заряженный положительным зарядом в 10-9Кл. движется со скоростью 10см/с. На какое расстояние может приблизится шарик к положительному точечному заряду, равному 4СГСq? Ответ: г=6 10-2м.
6. Протон, начальная скорость υ которого равна 100км/с влетел в однородное электрическое ноле (Е = 30В/см) так, что вектор скорости совпал с направлением линий напряженности. Какой путь l должен пройти протон в направлении линий поля, чтобы его скорость удвоилась? Ответ: l=5,19мм.
7. Электроемкость С плоского конденсатора равна 1,омкФ. Расстояние d между пластинами равно 5мм. Какова будет электроемкость C1 конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной d1=Змм ? Ответ: C1=2,5мкФ.
8. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом г=10см каждая. Расстояние d1 между пластинами равно 1см. Конденсатор заряжен до разности потенциалов I=1,2кВ и отключен от источника тока. Какую работу нужно совершить, чтобы, удаляя пластины друг от друга, увеличить расстояние между ними до d2=3,5см? Ответ: А=50мкДж.
9. Три батареи с ЭДС ε1=12В, ε2=5В, ε=10В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r, равными 10м, соединены между собой одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов J, идущих через каждую батарею. Ответ: J1=3А; J2=4А; J=1А.
10. Сила тока J в цепи. состоящей из термопары с сопротивлением R1=40м и гальванометра с сопротивлением R2=80Ом, равна 26мкА при разности температур спаев, равной 50°С. Определить постоянную k термопары. Ответ: k=4.4•10-5B/K.
Вариант 2-3
1. Два шарика массой m=1г подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити l=10см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол а=60° ? Ответ: Q=79нКл.
2. Тонкий стержень длиной l=10см заряжен с линейной плотностью τ=400нКл/м. Найти напряженность Е электрического поля в точке, расположенной на перпендикуляре к стержню, проведенном через один из его концов, на расстоянии г=8см от этого конца. Ответ: Е=35,6кВ/м.
3. Большая металлическая пластина несет равномерно распределенный по поверхности заряд (δ=10нКл/м2). На малом расстоянии от пластины находится точечный заряд Q=100нКл. Найти силу F, действующую на заряд. Ответ: F=56,5мкН.
4. Вычислить потенциальную энергию П системы двух точечных зарядов Q1=100нКл и Q2=100нКл, находящихся на расстоянии d=10см друг от друга. Ответ: П=90мкДж
5. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0,01м2, расстояние между ними 5мм. Какая разность потенциалов U была приложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разряде конденсатора выделилось Q=4,19мДж. Ответ: U=21,7кВ
6. Заряженная частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=600кВ, приобрела скорость υ=5,4Мм/с. Определить удельный заряд частицы (отношение заряда к массе). Ответ: q/m=24.3нКл/кг
7. Шар. радиусом R1=6см заряжен до потенциала φ1=300В, а шар радиусом R2=4см до потенциала φ2=500В. Определить потенциал φ шаров после того, как их соединили металлическим проводником. Емкостью соединительного проводника пренебречь. Ответ: φ=380В.
8. Расстояние d между пластинами плоского конденсатора равно 2 см. разность потенциалов U=6кВ. Заряд Q каждой пластины равен 10 нКл. Вычислить энергию W поля конденсатора и силу взаимного притяжения пластин. Ответ: W=30мкДж; F=15мН.
9. Имеется предназначенный для измерения разности потенциалов до 30 В вольтметр сопротивлением 2000 Ом, шкала которого разделена на 150 делений. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим вольтметром можно было измерять разности потенциалов до 75В? Чему станет равным цена деления вольтметра n? Ответ: R=30000м; n=0,5В/дел.
10. Термопара медь-константан, с сопротивлением R1=0,5Oм присоединена к гальванометру. Сопротивление R2 которого равно 100 Ом. Один спай термопары помещен в тающий лед, другой - в горячую жидкость. Сила тока J в цепи равна 37мкА. Постоянная термопары k=43мкВ/К. Определить температуру t жидкости. Ответ: t=20°С.
Вариант 2-4
1. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q=0,ЗнКл каждый. Какой отрицательный заряд Q1 нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда? Ответ: Q1=-0,287нКл.
2. Тонкий стержень длиной l=12см заряжен с линейной плотностью τ=200нКл/м. Найти напряженность Е электрического поля в точке, находящейся на расстоянии г=5см от стержня против его середины. Ответ: Е=55,7кВ/м 3.
3. С какой силой на единицу площади отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда в 3·10-8Кл/см2? Ответ: F/S=5,1 103Н/м2.
4. Напряженность Е однородного электрического поля равна 120В/М. Определить разность потенциалов U между этой точкой и другой, лежащей на той же силовой линии и отстоящей от первой на Δr=1мм. Ответ: U=0.12В
5. Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечной нитью с линейной плотностью заряда в 2 10-9Кл/см. Какую скорость получит электрон под действием поля, приблизившись к нити с расстояния в 1 см до расстояния 0,5 см от нити? Ответ: υ=2,97 107м/с.
6. Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися на расстоянии 2 см друг от друга. Разность потенциалов между ними 120В. Какую скорость получит электрон под действием поля, пройдя по силовой линии расстояние в 3 мм? Ответ: υ=2,53 106м/с.
7. Площадь каждой пластины плоского воздушного конденсатора 1м2. расстояние между пластинами 1,5 мм. Конденсатор заряжен до потенциала 300В. Найти поверхностную плотность заряда на его пластинах. Ответ: δ=1,77 10-6Кл/м2.
8. Найти объемную плотность энергии в точке, находящейся: 1) на расстоянии x=2см от поверхности заряженного шара радиусом R=1см. 2) вблизи бесконечно протяженной заряженной плоскости. 3) на расстоянии x=2см от бесконечно длинной заряженной нити. Поверхностная плотность заряда на шаре и плоскости равна 1,67 10-5Кл/м2 и линейная плотность заряда на нити равна 1,67 10-7Кл/м2. Для всех трех случаев взять ε=2. Ответ: 1)ω= 9,710-2Дж/м3; 2)ω = 1,97Дж/м3; 3) ω=0,05Дж/м3
9. Имеется предназначенный для измерения токов до 10 А амперметр сопротивлением в 0,18 Ом. шкала которого разделена на 100 делений. 1) Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим амперметром можно было измерять силу тока до 100А? 2) Чему станет равна при этом цена деления амперметра n? Ответ: R=0,02Oм; n=l A/дел.
10. При какой температуре атомы ртути имеют среднюю кинетическую энергию поступательного движения, достаточную для ионизации? Потенциал ионизации атома ртути 10,4 В. Ответ: T=80000°K.
Вариант 2-5
1. Расстояние между двумя точечными зарядами q1=18СГСЕq и q2=-2СГСЕq равно 8см. Где и на каком расстоянии от первого заряда нужно поместить третий qз=ЗСГСЕq, чтобы он был в равновесии? Ответ: х=12см.
2. Электрическое ноле создано двумя бесконечными параллельными пластинами, несущими равномерно распределенный по площади заряд с поверхностной плотностью δ1=1нКл/м2 и δ2=З нКл/м2. Определить напряженность Е поля: 1) между пластинами. 2) вне пластин. Построить график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной пластинам. Ответ: E1=113В/м; E2=226В/М.
3. Тонкая нить несет равномерно распределенный по длине заряд с линейной плотностью τ=2мкКл/м. Вблизи средней части нити на расстоянии r=1см, малом по сравнению с ее длиной, находится точечный заряд Q=0,1мкКл. Определить силу F, действующую на заряд. Ответ: F=0,36н.
4. Какова потенциальная энергия П системы одинаковых точечных зарядов Q=10нКл, расположенных в вершинах квадрата со стороной длиной а=10см? Ответ: П=48,8мкДж.
5. На какое расстояние могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу с относительной скоростью, равной 108м/с? Ответ: г=5,1 10-10М.
6. Электрон находиться в однородном электрическом поле напряженностью Е=200кВ/м. Какой путь пройдет электрон за время t=1нс, если его начальная скорость была равна нулю? Какой скоростью будет обладать электрон в конце этого интервала времени? Ответ:S=1,76см; υ=35,2Мм/с.
7. Между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов U=600В, находятся два слоя диэлектриков: cтекла толщиной d1=7мм и эбонита d2=3мм. Площадь S каждой пластины конденсатора равна 200см2. Найти: 1) электроемкость С конденсатора, 2) смещение D, напряженность Е ноля и падение потенциала Δφ в каждом слое. Ответ: С=88,5кФ, D1=D2=2,66мкКл/м2, E1=42,8кВ/м: E2=100кВ/м;Δφ1=Δφ2=300В.
8. Заряженный шар А радиусом 5 см приводится в соприкосновение с другим незаряженным шаром В, радиус которого 3 см. После того. как шары разъединили, энергия шара В оказалась равной 0,4 Дж. Какой заряд был на шаре А до их соприкосновения? Ответ: g=2,7 10-6Kл.
9. Амперметр, сопротивление которого 0,16 Ом, зашунтирован сопротивлением в 0,04Ом. Амперметр показывает 8А. Чему равна сила тока в магистрали? Ответ: J=40А.
10. Какой наименьшей скоростью должен обладать элеrтрон, чтобы ионизовать атом водорода? Потенциал ионизации атома водорода 13,5В. Ответ: υ=2,2 106м/c.
Вариант 2-6
1. Расстояние между свободными зарядами Q1=180нКл и Q2=720нКл равно 60 см. Определить точку на прямой, проходящей через заряды в которую нужно поместить третий заряд Q3 так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить величину и знак заряда. Ответ: l1=20см от заряда Q1;Q3=-8 10-8Кл.
2. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными пластинами, несущими равномерно распределенный по площади заряд с поверхностными плоскостями δ1=2нКл/м2 и δ2=-5нКл/м2. Определить напряженность Е поля: 1) между пластинами 2) вне пластин. Построить график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной пластинам. Ответ: E1=396В/М; Е2=170В/м.
3. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе заряженная капелька ртути находится в равновесии при напряженности электрического поля Е=600В/см. Заряд капли равен 2,4 10-9СГCq. Плотность ртути ς=13600кг/м3. Найти радиус капли. Ответ: г=4,4 10-7м.
4. Определить потенциал точки поля, находящейся на расстоянии 10 см от центра заряженного шара радиусом в 1 см. Задачу решить при следующих условиях: 1) задана поверхностная плотность заряда на шаре, равная 10- 11Kл/cм2, 2) задан потенциал шара. равный 300 В. Ответ: φ=11,3В;φ=ЗОВ.
5. При радиоактивном распаде из ядра атома полония вылетает а-частица со скоростью 1,6·109см/с. Найти кинетическую энергию этой а-частицы и разность потенциалов поля, в котором можно разогнать покоящуюся а- частицу до такой же скорости. Ответ: W=8,510-13Дж; U=2,66·106В.
6. В однородное электрическое поле напряженностью Е=1кВ/м влетает по силовой линии электрон со скоростью υ=1Мм/с. Определить расстояние l. пройденное электроном до точки, в которой его скорость υ1 будет равна половине начальной. Ответ: l=2,13мм
7. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 100см2 и расстояние между ними 5 мм. Найти, какая разность потенциалов была приложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разряде конденсатора выделилось 4,19 10-3 Дж тепла. Ответ: U=21,7кВ.
8. Уединенная металлическая севера электроемкостью С=10 пФ заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию W поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы. Ответ: W=З мкДж.
9. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС каждого элемента равно 1,2 В, внутреннее сопротивление R=0,2Oм. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление В=1,50м. Найти силу тока J во внешней цепи. Ответ: J=2А.
10. Сила тока J в цепи. состоящей из термопары с сопротивлением R1=4 Oм и гальванометра с сопротивлением R2=80 Oм, равна 26 мкА при разности температур Δt спаев, равной 50°С. Определить постоянную k термопары. Ответ: k=4,4 10-5B/К.
Вариант 2-7
1. Расстояние между зарядами Q1=100нКл и Q2=-50нКл равно d=10см. Найти силу F, действующую на заряд Q3= 1мкКл, отстоящий на r1=12см от заряда Q1 и на r2=10см от заряда Q2 Ответ: F=51мН.
2. Расстояние d между двумя длинными тонкими проволоками, расположенными параллельно друг другу, равно 16 см. Проволоки равномерно запряжены разноименными зарядами с линейной плотностью │τ│=150мкКл/м. Какова напряженность Е поля в точке, удаленной на r=10см как от первой, так от второй проволоки? Ответ: Е=43,2МВ/м.
3. Медный шар радиусом г=0,5см. помещен в масло. Плотность масла ς1=800кг/м3. Чему равен заряд шара, если в однородном электрическом ноле шар оказался взвешенным в масле? Электрическое поле направлено вертикально вверх и его напряженность Е=36000В/см. Плотность меди ς2=8600кг/м3. Ответ: q=1,1·10-8Кл.
4. По тонкому кольцу радиусом R=10см равномерно распределен заряд с линейной плотностью τ=10нКл/м. Определить потенциал φ в точке, лежащей на осп кольца, на расстоянии а=5см от центра. Ответ: φ=505В.
5. Около заряженной бесконечно протяженной плоскости находится точечный заряд q=2СГСq. Под действием поля заряд перемещается по силовой линии на расстояние 2 см: при этом совершается работа А=510-6Дж. Найти поверхностную плотность заряда на плоскости. Ответ: 10-6Kл/м2.
6. Протон и а-частица, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения а-частицы ? Ответ: отклонение будет одинаковым.
7. Требуется изготовить конденсатор емкостью в 2,5 10-4мкФ. Для этого на парафинированную бумагу толщиной в 0,05 мм наклеивают с обеих сторон кружки станиоля. Каков должен быть диаметр этих кружков? Диэлектрическая проницаемость парафина ε=2 Ответ: d=0,03м.
8. Шар радиусом в 1 м заряжен до потенциала 30000 В. Найти энергию заряженного шара. Ответ: W=0,05Дж.
9. Какое количество теплоты Q выделится при разряде плоского конденсатора, если разность потенциалов U между пластинами равна 15 кВ. расстояние d=1мм. диэлектрик слюда и площадь S каждой пластины 300см2? ε слюды равна 7. Ответ: Q=0,209Дж.
10. Площадь каждого электрода ионизационной камеры 100см2 и расстояние между ними 6,2 см. Найти ток насыщения в такой камере, если известно, что ионизатор образует в 1см3 ежесекундно 109 ионов каждого знака. Ионы считать одновалентными. Ответ: Jн=10-7А.
Вариант 2-8
1. Плоский стержень длиной l=20см несет равномерно распределенный заряд. На продолжении оси стержня на расстоянии а=10см от ближайшего конца находится точечный заряд Q1= 40н/Кл. который взаимодействует со стержнем с силой F=6мкН. Определить линейную плотность заряда τ на стержне. Ответ: τ=2,0нКл/м.
2. Найти напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине между точечными зарядами q1=8 10-9Кл и q2=-6 10-9Кл. Расстояние между зарядами равно г=10см; ε=1. Ответ: Е=5,04·104В/м.
3. Две длинные одноименно заряженные нити расположены на расстоянии а=10см друг от друга. Линейная плотность зарядов на нитях τ1=τ2=10- 7Кл/см. Найти величину и направление напряженности результирующего электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 10 см от каждой нити. Ответ: Е=3,12·106В/м.
4. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора равна 90 В. Площадь каждой пластины 60см2 и заряд 10-9Кл. На каком расстоянии друг от друга находятся пластины? Ответ: d=4,8·10-3м.
5. Около заряженной бесконечно протяженной плоскости находится точечный заряд q=0,66нКл. Заряд перемещается по линии напряженности поля на расстояние Δг=2см. при этом совершается работа А=5 10-6Дж. Найти поверхностную плотность заряда ς на плоскости. Ответ: ς=6,66·10-6Кл/м2.
6. Какая ускоряющая разность потенциалов U требуется для того, чтобы сообщить скорость г=30Мм/с: 1) электрону, 2) протону? Ответ: U1=2,55кВ; U2=4,69MB.
7. Конденсатор состоит из двух концентрических сфер. Радиус R1 внутренней сферы равен 10 см, внешней R2=10,2см. Промежуток между сферами заполнен парафином. Внутренней сфере сообщен заряд Q=5мкКл. Определить разность потенциалов U между сферами. ε парафина равен 2. Ответ: U=4.41кB.
8. Плоский воздушный конденсатор электроемкостью С=1,11нФ заряжен до разности потенциалов U=300В. После отключения от источника тока расстояние между пластинами было увеличено, в пять раз. Определить: 1) разность потенциалов U на обкладках конденсатора после их раздвижения: 2) работу А внешних сил но раздвижению пластин. Ответ: U=1500В; А=0,2мДж.
9. Элемент, реостат и амперметр включены последовательно. Элемент имеет ЭДС 2 В и внутреннее сопротивление 0,4 Ом. Амперметр показывает силу тока 1 А. С каким к.п.д. работает амперметр? Ответ: η=80%.
10. Определить количество вещества v и число атомов N двухвалентного металла, отложившегося на катоде электролитической ванны. если через раствор в течение t=5мин. шел ток силой J=2А. Ответ: v = 3,12ммоль; N=1,87·1021.
Вариант 2-9
1. Найти силу, действующую на точечный заряд q=5СГСЕq, расположенный в центре полукольца радиуса r=5см, со стороны этого полукольца, по которому равномерно распределен заряд Q=3 10-7Кл. Ответ: F=1,14 10-3.
2. Два точечных заряда Q1=2Q и Q2=-Q находятся на расстоянии d друг от друга. Найти положение точки на прямой, проходящей через эти заряды, напряженность Е поля в которой равна нулю. Ответ: за отрицательным зарядом на расстоянии d1=d2(√2+1).
3. Между пластинами плоского конденсатора находится точечный заряд Q=30нКл. Поле конденсатора действует на заряд силой F=10мН. Определить силу F2 взаимного притяжения пластин, если площадь S каждой пластины равна 100см2. Ответ: F2=4,92мН.
4. Два шарика с зарядами q1=20СГСq и q2=40СГСq находятся на расстоянии r1=40см. Какую надо совершить работу, чтобы сблизить их до расстоянии г2=25см. Ответ: А=1,2·10-6Дж.
5. Точечные заряды Q1=1мкКл и Q2=0,1мкКл находятся на расстоянии r1=10см друг от друга. Какую работу А совершат силы поля, если второй заряд, отталкиваясь от первого, удалится от него на расстояние 1)г2=10м; 2)г3=∞. Ответ: А=8,91мДж
6. Электрон движется вдоль силовой линии однородного электрического поля. В некоторой точке поля с потенциалом φ1=100В электрон имел скорость υ=6Мм/с. Определить потенциал φ2 точки поля, в которой скорость υ2 электрона будет равна 0,5υ1. Ответ: φ2=23,3В.
7. Между пластинами плоского конденсатора находится плотно прилегающая стеклянная пластинка. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U1=100В. Какова будет разность потенциалов U2 если вытащить стеклянную пластинку из конденсатора? Ответ: U2=700В.
8. Найти W уединенной сферы радиусом R=4см, заряженной до потенциала φ=500В. Ответ: W=0,55мкДж.
9. ЭДС батареи аккумуляторов ε=12В, сила тока J короткого замыкания равна 5Л. Какую наибольшую мощность Рmах можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей? Ответ: Рmax=15Вт.
10. Воздух между плоскими электродами ионизационной камеры ионизируется рентгеновским излучением. Сила тока J, текущего через камеру, равна 1,2мкЛ. Площадь S каждого электрода равна 300см2, расстояние между ними d=2см, разность потенциалов U=100В. Найти концентрацию n пар ионов между пластинами, если ток далек от насыщения. Подвижность положительных ионов в+=1,4см2/(Вс) и отрицательных в-=1,9см2/(Bс). Заряд каждого иона равен элементарному заряду. Ответ: n=1,52·10-14м-3.
Вариант 2-10
1. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью τ=1,5нКл/см. На продолжении оси стержня на расстоянии d=12см от его конца находится точечный заряд Q=0,2мкКл. Определить силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда. Ответ: F=2,25мН.
2. Расстояние d между двумя точечными зарядами Q1=+8нКл и Q2=-5,ЗнКл равно 40см. Вычислить напряженность Е поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд будет положительным? Ответ: Е=2,99кВ/м; Е=607В/М.
3. С какой силой (на единицу длины) отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно длинные нити с одинаковой линейной плотностью заряда в 3 10-8Кл/см, находящиеся па расстоянии 2 см друг от друга? Какую работу (на единицу длины) надо совершить, чтобы сдвинуть эти нити до расстояния в 1 см ? Ответ: F/l=8,1Н/м; А/l=0,112Дж/м.
4. Определить потенциальную энергию П системы четырех точечных зарядов, расположенных в вершинах квадрата со стороной длиной а=10см. Заряды одинаковы по модулю Q=10нКл, но два из них отрицательны. Рассмотреть два возможных случая расположения зарядов. Ответ: П=-12,7мкДж; П=12,7мкДж.
5. Шарик массой 1 г и зарядом 10-8Кл перемещается из точки A, потенциал которой равен 600 В, в точку, потенциал которой равен 0. Чему была равна его скорость в точке A, если в точке В она стала равной 20 см/с? Ответ: υ=16,7·100-2м/с.
6. Пылинка массой m=1нг. несущая на себе 5 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов U=ЗМВ. Какова кинетическая энергия Т пылинки? Какую скорость υ приобрела пылинка? Ответ: Т=15МэВ; υ=2,19м/с.
7. Два металлических шара радиусами R1=2см и R2=6см соединены проводником, емкостью которого можно пренебречь. Шарам сообщен заряд Q=1н/Кл. Найти поверхностную плотность σ зарядов на шарах. Ответ: σ1=49,8нКл/м2; σ2=16,6нКл/м2.
8. Вычислить энергию W электростатического поля металлического шара, которому сообщен заряд Q=100нКл, если диаметр шара d=20см. Ответ: W=450мкДж.
9. Сила тока в проводнике сопротивлением r=100 Oм равномерно нарастает от J0=0 до Jmax=10A. течение времени τ=30с. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике. Ответ: Q=100кДж.
10. Определить среднюю скорость < υ > упорядоченного движения электронов в медном проводнике при силе тока J=10А и сечении S проводника, равном 1мм2. Принять, что на каждый атом меди приходится два электрона проводимости. Ответ: < υ >=3,7мкм/с.
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Пятница, 29.11.2013, 17:38 | Сообщение # 3 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Электромагнетизм, Колебания и волны
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №3
Вариант 3-1
1. Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией В=0,1Тл. По проводу длиною l=70см, помещенному перпендикулярно силовым линиям, течет ток силой I=70А. Найти силу F действующую на провод. Ответ: F=4,9Н.
2. По двум длинным параллельным проводам, находящимся на расстоянии d=5см друг от друга, текут токи I1=I2=10А в противоположных направлениях. Найти напряженность магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии r1=2см от одного провода и r2=3см от другого провода. Ответ: 132,7А/м.
3. Два круговых витка расположены в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях так, что центры этих витков совпадают. Радиус каждого витка r=2см и токи, текущие по виткам, I1=I2=5А. Найти напряженность магнитного поля в центре этих витков. Ответ: 177А/М.
4. Круговой контур помещен в однородное магнитное поле так, что плоскость контура перпендикулярна силовым линиям поля. По контуру идет ток I=2А, радиус r=2см. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть контур на 90° вокруг оси, совпадающей с диаметром контура? Ответ: 5·10-4Дж.
5. Протон влетел в магнитное поле с индукцией В=1Тл перпендикулярно линиям индукции и описал дугу радиусом R=10см. Найти скорость протона. Ответ: 9,57·106м/с.
6. Найти разность потенциалов на концах оси автомобиля, возникающую при движении его со скоростью υ=120км/час, если длина оси l=1,5м, а вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли В=5·10-5Тл. Ответ: 2,5мВ.
7. Определить силу тока I в цепи через t=0,01с после ее размыкания. Сопротивление цепи R=200м и индуктивность L=0,1Гн. Сила тока I0 до размыкания цепи равна 50А. Ответ: 6,75А.
8. Найти максимальные скоростьυ и ускорение а-частицы воздуха в ультразвуковой волне с частотой ν=50000Гц и амплитудой смещения частицы А=10-5см. Ответ: 3,14см/с; 9,87см/с2.
9. Начальная амплитуда A0 колебания маятника равна 3см. Через t1=10с она стала равной A2=1см. Через сколько времени t2 амплитуда колебаний будет равна A=105см? Ответ: ≈21с.
10. Колебательный контур радиоприемника состоит из катушки с индуктивностью L=10-3Гн. и конденсатора, емкость С которого может меняться в пределах от 9,7пФ до 92пФ. В каком диапазоне длин волн может принимать радиостанции этот приемник ? Ответ: От 186м до 570м.
Вариант 3-2
1. Напряженность магнитного поля Н=100Л/м. Вычислить магнитную индукцию В этого поля в вакууме. Ответ: 126мкТл.
2. Длинный прямой соленоид из проволоки диаметром d=0,5мм намотан так, что витки плотно прилегают друг к другу. Найти напряженность Н магнитного поля внутри соленоида при силе тока I=4А. Толщиной изоляции проволоки пренебречь. Ответ: 8кЛ/м.
3. По тонкому проводу в виде кольца радиусом R=20см идет ток I=100Л. Перпендикулярно плоскости кольца возбуждено однородное магнитное поле с индукцией В=20мТл. Найти силу F растягивающую кольцо. Ответ: 0,4Н.
4. Рамка с током I=5А содержит N=20 витков тонкого провода. Определить магнитный момент рm рамки с током, если ее площадь S=10см2. Ответ: 0,1Ам2.
5. Электрон в однородном магнитном поле движется по винтовой линии радиусом R=5см и шагом h=20см. Определить скорость электрона, если магнитная индукция S=0,1мТл. Ответ: 1,04 106м/с.
6. Рамка площадью S=50см2, содержащая N=100 витков, равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией В=40мТл. Определить максимальную эдc индукции, если ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции, а рамка вращается с частотой ν=660об/мин. Ответ: 2,01В.
7. Источник тока замкнули на катушку с сопротивлением R=100м и индуктивностью L=1Гн. Через какое время сила тока замыкания достигнет 0,9 предельного значения ? Ответ: 0,23с.
8. Уравнение движения точки дано в виде x 2sin см . Найти период T колебаний, максимальную скорость νmax точки, ее максимальное ускорение amax Ответ: 4с; 3,14 ·10-2м/с; 4,93 ·10-2м/с2.
9. Материальная точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых x cos t см = π t 2y 2cos смπ= . Найти траекторию движения точки.Ответ: y2=2+2х при − 1см ≤ x ≤ 1см и − 2см ≤ y ≤ 2см.
10. Катушка индуктивностью L=1мГн и воздушный конденсатор, состоящий из двух круглых пластин диаметром D=20см каждая, соединены параллельно. Расстояние d между пластинами равно 1см. Определить период T колебаний. Ответ: 33,2нс.
Вариант 3-3
1. По двум длинным параллельным проводам текут в одинаковом направлении токи I1=10А и I2=15Л. Расстояние между проводами равно d=10см. Определить напряженность Н магнитного поля в точке, удаленной от первого провода на r1=8см и от второго на r2=6см. Ответ: 44,5Л/м.
2. По контуру в виде квадрата идет ток I=50Л. Длина стороны квадрата а=20см. Определить магнитную индукцию В в точке пересечения диагоналей квадрата. Ответ: 282мкТл.
3. Прямой провод, по которому течет ток I=1кЛ, расположен в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции. С какой силой F действует поле на отрезок провода длиной l=1м, если магнитная индукция В=1Тл ? Ответ: 1кН.
4. По кольцу радиусом R течет ток. На оси кольца на расстоянии d=1м от его плоскости магнитная индукция В=10нТл. Определить магнитный момент рм кольца с током. Считать R много меньше d. Ответ: 50мAм2.
5. Найти кинетическую энергию протона, движущегося по дуге окружности радиусом R=60см в магнитном поле с индукцией В=1Тл. Ответ: 17,ЗМэВ.
6. В магнитном поле с индукцией B=0,05Тл, вращается стержень длиною l=1м с постоянной угловой скоростью ω=20рад/с. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна линиям индукции магнитного поля. Найти разность потенциалов, возникающую на концах стержня. Ответ: 0,5В.
7. Соленоид индуктивностью L=4мГн содержит N=600 витков. Определить магнитный поток Ф, если сила тока I протекающего по обмотке, равна 12A. Ответ: 80мкВб.
8. Через сколько времени t от начала движения точка, совершающая колебательное движение по уравнению x = 7sin0,5πt проходит путь от положения равновесия до максимального смещения ? Ответ: 1с.
9. Затухающее колебание происходит по закону x 10e 0,2t cos8 t см = − π Найти амплитуду А по истечении N=10 полных колебаний. Ответ: ≈6 см.
10. Колебательный контур, состоящий из воздушного конденсатора с двумя пластинами площадью S=100см2 каждая и катушки с индуктивностью L=1мкГн, резонирует на волну длиной А=10м. Найти расстояние d между пластинами конденсатора. Ответ: 3,14 мм.
Вариант 3-4
1. По двум длинным параллельным проводам текут в противоположных направлениях токи I1=10А и I2=15А. Расстояние между проводами d равно 10см. Определить напряженность магнитного поля Н в точке, удаленной от первого провода на 8см и от второго на 6см. Ответ: 17,4A/м.
2. Прямой провод длиной l=10см, по которому течет ток I=20А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В=0,01Тл. Найти угол а между направлением вектора В и направлением тока, если на провод действует сила F=10мН. Ответ: 30°.
3. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток I=40А. Длина стороны треугольника а=30см. Найти магнитную индукцию В в точке пересечения высот треугольника. Ответ: 240мкТл.
4. Найти магнитный поток Ф, создаваемый соленоидом с сечением S=10см2, если он имеет п=10 витков на каждый сантиметр его длины при силе тока I=20Л. Ответ: 25,2мкВб.
5. В однородном магнитном поле с индукцией В=2Тл движется протон. Траектория его движения представляет собою винтовую линию с радиусом К=10см и шагом Н=60см. Определить кинетическую энергию протона. Ответ: 5,8·10-13Дж.
6. Проводник длиной l=1м скользит по горизонтальным рельсам в вертикальном магнитном поле с индукцией В=0,1Тл. Концы рельсов замкнуты на конденсатор емкостью С=1мкФ. Определить заряд q на конденсаторе, если скорость υ проводника равна 100м/с. Ответ: 10-5Кл.
7. С помощью реостата равномерно увеличивают силу тока в катушке на ΔI=0,1А в 1с. Индуктивность L катушки равна 0,01Гн. Найти среднее значение эдс самоиндукции. Ответ: 1мВ.
8. Уравнение движения точки дано в виде t 6 x sin π = Найти моменты времени, в которые достигаются максимальная скорость υmax и максимальное ускорение amax. Ответ: υ=υmax при t=0,6,12…(с), а=amах при t=3,9,15...(с).
9. Амплитуда затухающих колебаний маятника за время t1=5мин уменьшилась в два раза. За какое время t2 считая от начального момента, амплитуда уменьшится в восемь раз? Ответ: 15мин.
10. На какую длину волны A будет резонировать контура состоящий из катушки с индуктивностью L=4мкГн и конденсатора с емкостью
С=1,11пФ? Ответ: 126м.
Вариант 3-5
1. По контуру в виде правильного шестиугольника со стороной а=10см идет ток I=20А Найти магнитную индукцию В в центре шестиугольника. Ответ: 138мкТл
2. По прямому бесконечно длинному проводнику течет ток I=50А. Определить магнитную индукцию В в точке, удаленной на расстояние r=5см от проводника. Ответ: 200мкТл.
3. По двум тонким проводам, изогнутым в виде колец радиусом Н=10см, текут одинаковые токи I1=I2=10A. Найти силу F взаимодействия этих колец, если плоскости колец параллельны, а расстояние d между центрами колец равно 1мм. Ответ: 12,6мН.
4. При двукратном обводе магнитного полюса вокруг проводника с током I=100А была совершена работа А=1мДж. Найти магнитный поток Ф, создаваемый полюсом. Ответ: 5мкВб.
5. Ион, несущий один элементарный заряд, движется в однородном магнитном поле с индукцией В=0,015Тл по окружности радиусом R=10см. Найти импульс р иона. Ответ; 2,4·10-22кг м/с.
6. Медный диск, поставленный перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, вращается, делая п=9000оборот/мин, вокруг оси, проходящей через центр диска и направленной перпендикулярно его плоскости. Индукция поля В=0,1Тл, радиус диска R=20см. Найти разность потенциалов, возникшую между центром диска и его краем. Ответ: 1,88В.
7. Индуктивность L соленоида длиной l=1м, намотанного в один слой на немагнитный каркас, равна 1,6мГн. Площадь сечения соленоида S=20см2. Определить число п витков на каждом сантиметре длины соленоида. Ответ: 8 витков на 1 см.
8. Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых x sin t см π = ⎟⎠ y 2sin t см . Найти траекторию движения точки. Ответ: Эллипс.
9. Амплитуда колебаний маятника длиной l=1м за время t=10мин уменьшилась в два раза. Найти логарифмический декремент в затухания. Ответ: 2,31 10-3.
10. Колебательный контур имеет индуктивность L=1,6мГн, электроемкость С=0,04мкФ и максимальное напряжение на зажимах Umax=200В. Сопротивление контура ничтожно мало. Найти максимальную силу тока Imax контуре. Ответ: 1А.
Вариант 3-6
1. Обмотка соленоида содержит два слоя плотно прилегающих друг к другу витков провода диаметром d=0,2мм. Найти магнитную индукцию В на оси соленоида, если по проводу идет ток I=0,5Л. Ответ: 6,28мкТл.
2. По двум очень длинным прямым параллельным проводам текут токи I1=50A и I2=100А в противоположных направлениях. Расстояние между проводами d=20см. Определить магнитную индукцию В в точке, удаленной на r1=25см от первого провода и на r2=40см от второго. Ответ: 21,2мкТл.
3. По двум параллельным проводам длиной I=1м каждый текут одинаковые токи. Расстояние между проводами d=1см. Токи взаимодействуют с силой F=1мН. Найти силу тока I в проводах. Ответ: 7А.
4. В центре кругового витка напряженность Н магнитного поля равна 200А/м. Магнитный момент витка рm=1 Aм2. Найти силу тока I в витке и радиус R витка. Ответ: 37А, 9,27см.
5. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U=600В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией В=0,3Тл и начал двигаться по окружности. Определить радиус R окружности. Ответ: 12мм.
6. Между полюсами двухполюсного генератора магнитная индукция В=0,8Тл. Ротор имеет N=100 витков площадью S=400см2. Найти частоту п вращения якоря, если максимальное значение эдс индукции ε=∈’’B Ответ: 600мин-1.
7. По катушке индуктивностью L=0,03мГн течет ток I=0,6A. При размыкании цепи сила тока изменяется практически до нуля за время Δt=1,2 10-4с. Определить среднее значение эдс самоиндукции, возникающей в контуре. Ответ: 0,15B.
8. Материальная точка массой m=10г колеблется по уравнению x 5 sin см Найти максимальную силу Рmах ,действующую на точку, и полную энергию E колеблющейся точки. Ответ: 19,7·10-5H, 4,93·10-6Дж.
9. Логарифмический декремент колебаний маятника Θ=0,003. Определить число N полных колебаний, которые должен сделать маятник, чтобы амплитуда колебаний уменьшилась в два раза. Ответ: 231.
10. Индуктивность колебательного контура L=0,5мГн. Какова должна быть электроемкость С контура, чтобы он резонировал на длину волны λ=300м? Ответ: 51пФ.
Вариант 3-7
1. При какой силе тока I, текущего по тонкому проводящему кольцу радиусом R=0,2м, магнитная индукция В в точке, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние г=0,3м, станет равной 20мкТл? Ответ: 21,5Л.
2. По тонкому проводу в виде прямоугольника течет ток I=60А. Длины сторон прямоугольника равны а=30см и b=40см. Найти магнитную индукцию В в точке пересечения диагоналей прямоугольника. Ответ: 200мкТл.
3. По двум длинным параллельным прямым проводам, находящимся на расстоянии d=4мм друг от друга, текут одинаковые токи I1=I2=50A. Найти силу взаимодействия токов, приходящуюся на единицу длины провода. Ответ: 0,125Н/М.
4. В однородном магнитном поле с индукцией B=0,01Тл находится прямой провод длиной l=8см, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции. По проводу течет ток I=2А. Под действием сил поля провод переместился на расстояние s=5см. Найти работу А сил поля. Ответ: 80мкДж.
5. Заряженная частица с энергией W=1кэВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом R=1мм. Найти силу F, действующую на частицу со стороны поля. Ответ: 3,2·10-13Н.
6. В однородном магнитном поле с индукцией В=0,4Тл в плоскости, перпендикулярной линиям индукции поля, вращается стержень длиной l=10см. Ось вращения проходит через один из концов стержня. Частота вращения п=16с-1. Определить разность потенциалов на концах стержня. Ответ; 201мВ.
7. На картонный каркас длиной l=50см и площадью сечения S=4см2 намотан в один слой провод диаметром d=0,2мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Толщиной изоляции пренебречь. Найти индуктивность L получившегося соленоида. Ответ: 6,28мГн.
8. Точка совершает колебания по уравнению x = Acosωt , где А=5см, ω=2с-1. Найти ускорение а точки в момент времени, когда скорость υ точки равна 8см/с. Ответ: 12см/с2.
9. Каков логарифмический декремент Θ затухания математического маятника длиной l=0,8м, если его начальная амплитуда A0=5°, а через t=5мин амплитуда А стала равной 0,5°? Ответ: 0,014.
10. В контуре с индуктивностью L и емкостью С совершаются свободные незатухающие колебания. Зная, что максимальное напряжение на конденсаторе равно Umax найти максимальный ток Imax в контуре. Ответ: Imax=Umax L C
Вариант 3-8
1. По длинному проводу, согнутому под прямым углом, идет ток I=20A. Определить напряженность H магнитного поля в точке, лежащей на продолжении одной из сторон угла на расстоянии r=2см от середины. Ответ: ≈80А/м.
2. Найти магнитную индукцию В в центре тонкого кольца, по которому идет ток I=10А. Радиус кольца R=5см. Ответ: 126мкТл.
3. Контур в виде прямоугольника со сторонами а=10см и b=15см расположен в плоскости, в которой находится очень длинный прямой провод. По контуру и по проводу текут одинаковые токи I1=I2=12А. Найти силу F с которой прямой провод с током действует на контура если расстояние r от провода до ближайшей стороны b прямоугольника равно 2см. Ответ: 18 10-5H.
4. Проволочный виток радиусом R=5см находится в однородном магнитном поле. Напряженность поля Н=2кА/м. Плоскость витка образует угол а=60° с направлением поля. По витку течет ток I=4A. Найти механический момент М, действующий на виток. Ответ: 39,5мкНм.
5. Электрон движется в магнитном поле с индукцией В=0,02Тл по окружности радиусом R=1см. Найти кинетическую энергию электрона. Ответ: 3,52кэВ.
6. Скорость самолета с реактивным двигателем υ=950км/час. Найти разность потенциалов, возникающую на концах крыльев самолета, если вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли Н=39,8A/м. Размах l крыльев самолета равен 12,5м. Ответ: 165мВ.
7. Определить эдс самоиндукции в проводнике с индуктивностью L=0,5Гн, если ток в нем равномерно изменился за время Δt=0,05с от I1=30A до I2=15А. Ответ: 150В.
8. Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых x 2sin t см = ω y 2cos t см = ω . Найти траекторию движения точки. Ответ: Окружность.
9. Определить период Т затухающих колебаний, если период Т0 собственных колебаний системы равен 1с и логарифмический декремент колебаний Θ=0,628. Ответ: 1,005с.
10. Конденсатор емкостью С=500пФ соединен параллельно с катушкой длиной l=40см и площадью сечения S=5см2. Катушка содержит N=1000 витков. Сердечник немагнитный. Найти период Т колебаний. Ответ: 5,57мкс.
Вариант 3-9
1. В центр витка помещена магнитная стрелка, причем стрелка расположена в плоскости витка. Радиус витка r=10см. Если по витку пропустить ток I=2A, то стрелка отклонится на угол а=32°. Найти горизонтальную составляющую Hз напряженности магнитного поля Земли. Ответ: 15,9A/м.
2. По двум длинным параллельным проводам, находящимся на расстоянии d=5см друг от друга, текут токи I1=I2=10A в противоположных направлениях. Найти напряженность Н магнитного поля в точке, отстоящей на расстояние r=5см от обоих проводов. Ответ: 31,84A/м.
3. Шины генератора представляют собой две параллельные медные полосы длиной l=2м каждая, отстоящие друг от друга на расстоянии d=20см. Определить силу F взаимного отталкивания шин в случае короткого замыкания, когда по ним текут токи I1=I2=10кA. Ответ: 200Н.
4. По витку радиусом R=10см течет ток I=50A. Виток помещен в однородное магнитное поле с индукцией B=0,2Тл. Определить момент сил М, действующий на виток, если плоскость витка составляет угол а=60° с линиями индукции. Ответ: 0,157Нм.
5. Определить частоту v обращения электрона по круговой орбите в магнитном поле с индукцией B=1Тл. Ответ: 2,8 1010с-1.
6. Прямой провод длиной l=40см движется в однородном магнитном поле со скоростью υ=5м/с перпендикулярно линиям индукции. Разность потенциалов U между концами провода равна 0,6В. Найти индукцию В магнитного поля. Ответ: 0,3Тл.
7. Участок цепи состоит из сопротивления R=0,2Ом и индуктивности L=0,02Гн. Ток, идущий по участку цепи, изменяется со временем t по закону I=3t. Найти, как меняется разность потенциалов U между концами участка цепи в зависимости от времени t. Ответ: U= (0,06+0,6t)B.
8. Уравнение колебаний точки имеет вид x = Acosω(t + π) где ω=πc-1 и τ=0,2с. Определить период T колебаний. Ответ: 2с.
9. За время t=8мин амплитуда затухающих колебаний маятника уменьшилась в три раза. Определить коэффициент затухания β. Ответ: 0,0023с-1.
10. Колебательный контур содержит конденсатор электроемкостью С=8пФ и катушку, индуктивность которой L=0,5мГн. Каково максимальное напряжение Umax на обкладках конденсатора, если максимальная сила токаIma x=40мA? Ответ: 317B.
Вариант 3-10
1. Из куска проволоки сделан круглый виток радиуса R и подключен к источнику с постоянной эдс. Как изменится напряженность Н магнитного поля в центре круга, если из того же куска проволоки сделать два витка радиусом R/2? Ответ: Увеличится в два раза.
2. По проводу, согнутому в виде равностороннего треугольника со стороной а=50см, проходит постоянный электрический ток I=3,14А. Чему равна напряженность Н магнитного поля в центре треугольника? Ответ: 9А/м.
3. Тонкий провод в виде дуги, составляющей треть кольца радиусом R=15см, находится в однородном магнитном поле с индукцией 20мТл. По проводу течет ток I=30A. Плоскость, в которой лежит дуга, перпендикулярна линиям магнитной индукции. Подводящие провода находятся вне поля. Найти силу F действующую на провод. Ответ: 0,156Н.
4. Плоский контур с площадью S=25см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией B=0,04Тл. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий контур, если плоскость контура составляет угол а=30° с линиями индукции. Ответ: 50мкВб.
5. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле напряженностью Н=10кА/м. Вычислить период T вращения электрона. Ответ: 2,84нс.
6. Проводник длиной l=1м движется со скоростью υ=9м/с перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Определить магнитную индукцию В, если на концах проводника возникает разность потенциалов U=0,02В. Ответ: 4мТл.
7. По обмотке соленоида индуктивностью L=0,2Гн течет ток I=10A. Найти энергию W магнитного поля соленоида. Ответ: 10Дж.
8. Точка совершает гармонические колебания. Наибольшее смещение xmaxточки равно 10см, наибольшая скорость υmax=20см/с. Найти угловую частоту ω колебаний и максимальное ускорение amax точки. Ответ: 2с-1; 40см/с2.
9. Чему равен логарифмический декремент Θ затухания математического маятника, если за t=1мин амплитуда колебаний уменьшилась в два раза? Длина маятника l=1м. Ответ: 0,023.
10. Колебательный контур состоит из параллельно соединенных конденсатора электроемкостью С=1мкФ и катушки индуктивностью L=1мГн. Сопротивление контура ничтожно мало. Найти частоту V колебаний. Ответ: 5,05кГц.
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Пятница, 29.11.2013, 17:38 | Сообщение # 4 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Оптика, Элементы атомной и квантовой физики
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №4
Вариант 4-1
1. Расстояние между щелями в опыте Юнга l=0.5 мм и λ=550Нм. Каково расстояние от щелей до экрана, если расстояние между соседними темными полосами на нем равно 1мм? Ответ: 91см.
2. Какое наименьшее число штрихов должна содержать дифракционная решетка, чтобы в спектре первого порядка можно было видеть раздельно две желтые линии натрия с длинами волн 5890 0A и 5896 0 A . Ответ: 983.
3. Чему равен угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света, прошедшего через поляризатор, уменьшается в 4 раза? Поглощением света пренебречь. Ответ: 60°.
4. Найти скорость, при которой кинетическая энергия частицы равна ее энергии покоя. Ответ: 2,6 ⋅ 108 м / c .
5. Имеются два а.ч. тела. Температура одного из них 2500К. Найти температуру другого тела, если длина волна, отвечающая максимуму его излучательной способности на 0,50 мкм больше длины волны, соответствующей максимуму излучательной способности первого тела. Ответ: 1,7 ⋅ 103K
6. При освещении поверхности цезия излучением с длиной волны 3600 0A задерживающий потенциал равен 1,47В. Определить красную границу фотоэффекта для цезия. Ответ: 6300 0 A .
7. Электрон, движущийся со скоростью 5000 км/с попадает в однородное ускоряющее поле напряженностью 10 В/см. Какое расстояние должен пройти электрон в поле, чтобы длина де бройлевской волны стала равной 1 0 A ? Ответ: 7,9см.
8. Атом водорода в основном состоянии поглотил квант света с длиной волны 1=1215 0 A . Определить радиус электронной орбиты возбужденного атома водорода. Ответ:2,12. 0A .
9. Какого размера должен быть потенциальный ящик с бесконечными стенками для того, чтобы локализованный в нем электрон имел на самом глубоком уровне энергию 0.1эВ. Ответ: 19 0A .
10. Сколько атомов распадается за 1 год в 1г урана. Период полураспада урана 4.5⋅109 лет. Ответ: 3,9 ⋅ 1011
Вариант 4-2
1. На мыльную пленку ( n =1,33) падает белый свет под углом 45°. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый свет (λ = 6 ⋅10−7 ). Ответ: 0,13мкм.
2. На щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны λ. Ширина щели равна 6λ. Под каким углом будет наблюдаться третий дифракционный минимум света. Ответ: 30°.
3. Каков угол между главными плоскостями никелей, если световой поток, выходящий из анализатора, составляет 50% от светового потока, прошедшего через поляризатор? Путь лучей ограничен только сечением первого никеля. Ответ: 45°.
4. Какую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его собственное время стало в 10 раз меньше лабораторного? Ответ: 4,61Мв.
5. Найти температуру печи, если известно, что из отверстия в ней размером 6,1см излучается в 1с 8,28 Кал. Излучение считать близким к излучению абс. черного тела. Ответ: 1000К.
6. Красная граница фотоэффекта для цинка лежит при длине волны 2900 0 A . Какая часть энергии фотона, вызывающего фотоэффект, расходуется на работу выхода, если максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности металла, составляет 108см/с? Ответ: 60%.
7. Вычислить первый потенциал возбуждения и длину волны резонансной линии иона лития Li++. Ответ: 92В: 136 0 A .
8. Вычислить кинетическую энергию частицы, радиус которой 0,1мкм и плотность 2г / см3 . Длина волны, соответствующая частице 1 0A . Ответ: 1.7⋅10 –11эв.
9. Предполагая, что неопределенность координаты движущейся частицы равна де бройлевской длине волны, определить относительную неточность Δp / p импульса этой частицы. Ответ: 16%.
10. Найти энергию, выделяющуюся при реакции: Li H Be 1n 0 84 2 1 7 3 + → + . Ответ: 15Мэв.
Вариант 4-3
1. Во сколько раз изменится радиус колец Ньютона, если пространство между плосковыпуклой линзой и плоскопараллельной пластинкой заполнить сероуглеродом с показателем преломления 1,6? Ответ:1,26.
2. На узкую щель нормально падает пучок параллельных лучей (0A λ = 4900 ). Дифракционная картина, даваемая щелью, наблюдается на экране с помощью линзы с фокусным расстоянием 40см. Определить ширину щели, если расстояние между серединами полос спектров первого и второго порядка на экране равно 7мм. Ответ: ~ 30мкм .
3. Угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора равен 45°. Во сколько раз уменьшатся интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол увеличить до 60°? Ответ: в 2 раза.
4. Вычислить массу, количество движения и энергию фотона для излучения с длиной волны 4000 0 A . Ответ: 5,5 ⋅ 10−33 г ; 1,65 ⋅ 10−2 гсм / с ; 3,09эв.
5. Определить температуру абс. черного тела, если оно излучает с 1 см2 в минуту 530кал. Ответ: 1600К.
6. Красная граница фотоэффекта для рубидия равна 5400 0A . Определить работу выхода и максимальную скорость электронов при освещении поверхности металла светом с длиной волны 4000 0 A . Ответ: 2,29эв; 5,4 ⋅ 10−7 cм / с .
7. Определить квантовое число n возбужденного состояния атома водорода, если известно, что при переходе в основное состояние атом излучил фотон с длиной волны λ=97,25 Нм. Ответ: 4.
8. Определить комптоновское изменение длины волны при рассеянии рентгеновского излучения на протонах под углом 120° к первоначальному направлению. Ответ: 0 2⋅10−5 A
9. Волновая функция электрона, находящегося в одномерной потенциальной яме с бесконечными стенками имеет вид: ⎟⎠ 2 sin n x n π ψ , где l - ширина ямы, n - квантовое число. Найти вероятность нахождения электрона на первом энергетическом уровне в средней трети ящика. Ответ: 0,61.
10. Определить энергию связи, приходящуюся на нуклон для изотопа гелия 2Не3, если масса атома 3,0160а.е.м. Ответ: 2,57Мэв.
Вариант 4-4
1. Вычислить радиус шестой зоны Френеля для плоской монохроматической волны ( 0A λ = 5460 ), если точка наблюдения находится на расстоянии b =4,4 м от фронта волны. При решении можно пренебречь членами, содержащими λ2, так как λ мало по сравнению с b . Ответ: 3,8 мм.
2. Монохроматическое излучение с длиной волны 0,6 мкм падает параллельным пучком нормально на плоскость со щелью, шириной 10 мкм. Определить угол, на который отклонится пучок лучей, дающий дифракционный максимум первого порядка. Ответ: 4°55'.
3. На стеклянную пластинку с показателем преломления 1,54 падает естественный луч света. Определить угол между падающим и отраженным лучами, если отраженный луч максимально поляризован. Ответ: 114°.
4. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы его продольные размеры стали меньше в 2 раза? Ответ: 510кВ.
5. Максимум излучения абс. черного тела приходится на длину волны 250нм. На какую длину волны придется максимум излучения, если температуру тела повысить на 50°С? Ответ: 239,6нм.
6. Найти работу выхода с поверхности некоторого металла, если при поочередном освещении его электромагнитным излучением с длинами волн 0,35 1 λ = мкм и 0,54 2 λ = мкм максимальные скорости фотоэлектронов отличаются в 2 раза. Ответ: 1.9эв.
7. Чему равна длина волны электрона с кинетической энергией 5 эВ? Ответ: 5,5 0 A .
8. Вычислить полную энергию электрона в атоме водорода для первой, второй, третьей и четвертой орбит. Ответ:-13,6эВ; -3,4эв; -1.5эв; 0,8эв.
9. Определить период полураспада радона, если за 24 часа распалось 1,75 ⋅ 105 атомов из 106 атомов. Ответ: 9,5ч.
10.Дописать ядерную реакцию и рассчитать, поглощается или излучается энергия: He He 7Li 3 4 2 4 2 + → +?
Вариант 4-5.
1. Расстояние между десятым и пятнадцатым темными кольцами Ньютона при наблюдении в отраженном свете равно 2,34 мм. Вычислить радиус кривизны линзы, лежащей на плоской пластинке, если длина волны падающего света 5460 0 A . Ответ: 20м.
2. Определить наибольший порядок дифракционного спектра для спектральной линии с длиной волны 4047 0A при наблюдении с помощью решетки, имеющей 500 штрихов на 1мм. Ответ: 4-й.
3. Луч света падает на поверхность воды, показатель преломления которой равен 1.33. На какой угловой высоте над горизонтом должно находится солнце, чтобы поляризация солнечного света, отраженного от поверхности воды, была максимальной? Ответ: 37°.
4. Какую скорость должно иметь движущееся тело, чтобы его продольные размеры уменьшились в два раза? Ответ: 2,6 ⋅ 108 м / с .
5. Максимум излучения полного излучателя приходится на длину волны 0,58мкм. Определить лучистый поток, испускаемый излучателем, если площадь его поверхности равна 4см2. Ответ: 1,42 ⋅ 104 Вт .
6. Энергия фотона равна кинетической энергии электрона, имевшего начальную скорость 106 м/ c ; и ускоренного разностью потенциалов 4 В. Найти длину волны, массу и импульс фотона. Ответ: 2,6 ⋅ 107 м ; 3 ⋅ 10−27 кгм/ с ; 1 ⋅ 10−35 кг .
7. При переходе электрона в атоме водорода с 4-й стационарной орбиты на 2-ю излучается зеленая линия водородного спектра. Определить длину волны этой линии, если при излучении атом теряет энергию 2,53эв. Ответ: 490нм.
8. Частица находится в потенциальном ящике шириной а. Волновая функция электрона имеет вид: Определить отношение вероятностей пребывания электрона в середине ящика для первого энергетического уровня. Ответ: 2.
9. Изотоп урана - 238 массой 1г излучает 1,24 ⋅ 104 альфа частиц в 1с. Определить постоянную распада и период полураспада. Ответ: 4,5 ⋅ 109 лет ; 5 ⋅10−18 с−1 .
10. Дополнить ядерную реакцию и рассчитать сопровождается она поглощением или излучением энергии: Be+ He→10B + 5 2 1 94 ?
Вариант 4-6
1. Плоская пластинка и линза применяются для наблюдения колец Ньютона. Определить толщину воздушного промежутка между линзой и пластинкой в том месте, где наблюдается пятое темное кольцо. Картина колец наблюдается в отраженном свете. Длина световой волны 6560 0 A . Ответ: 1,64мкм.
2. Нормально к плоскости щели падает параллельный пучок монохроматического света с длиной волны 0,546мкм. Вычислить ширину щели, если первая светлая полоса, считая от центральной светлой области дифракционной картины, наблюдается под углом 2° к первоначальному направлению лучей. Ответ: 22,4 мкм.
3. Главные плоскости двух николей составляют угол 30°. Как изменится яркость света проходящего через два николя, если поставить главные плоскости под углом 60°? Ответ: в 3 раза.
4. Две частицы летят в противоположные стороны с относительной скоростью, равной 0,5с (где с - скорость света). Одна из них испускает фотон в направлении своего движения. Вычислить скорость фотона по отношению ко второй частице. Ответ: с.
5. Температура абсолютно черного тела 3000К.. Определить максимальную спектральную энергетическую светимость. Ответ: 315Вт ⋅ см−2 ⋅ мкм−1 .
6. Определить наименьший задерживающий потенциал, необходимый для прекращения эмиссии с фотокатода, если поверхность его освещается излучением с длиной волны 0.4 мкм и красная граница фотоэффекта для катодов данного типа лежит при 0,67 мкм. Ответ:1,25В.
7. Определить длину волны в спектре ионизированного гелия, соответствующую переходу электрона с третьей орбиты на вторую. Ответ: 1640 0 A .
8. В результате комптоновского рассеяния длина волны фотона с энергией 0,3Мэв изменилась на 20%. Определить энергию электрона отдачи. Ответ: 0,05Мэв
9. Период полураспада плутония 239 94Pu равен 24100 лет. Определить, какая доля атомов препарата распадется за 10 лет. Ответ: 0,29 %
10.Определить наименьшую кинетическую энергию альфа частицы, при которой возможна реакция 1 0 4 2 4 2 9 4 Be + H →3 H + n . Масса атома бериллия 9,01218а.е.м, масса атома гелия 4,0026а.е.м. Ответ: 1,59Мэв.
Вариант 4-7
1. Оптическая сила плосковыпуклой линзы (n=1,5) равна 0,5 диоптрий. Линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить радиус седьмого темного кольца Ньютона в проходящем свете (λ=0,5мкм.) Ответ: 0,181см.
2. На плоскую дифракционную решетку с постоянной равной 5 ⋅10−3 мм , нормально падает пучок монохроматического света. Угол между направлениями лучей, дающих максимум первого порядка справа и слева от центральной полосы дифракционной картины, равен 13°48’ . Определить длину волны падающего света. Ответ: 6000 0 A .
3. Угол преломления луча в жидкости равен 36°. Определить показатель преломления этой жидкости, если отраженный от ее поверхности луч при этом угле падения максимально поляризован. Ответ: 1,38.
4. Найти скорость космической частицы, если ее полная энергия в 5 раз больше энергии покоя. Ответ: 2,94 ⋅ 108 м / с .
5. Насколько надо повысить температуру полного излучателя для того, чтобы интегральная энергетическая светимость его поверхности увеличилась в 200 раз? Температура полного излучателя 527°С. Ответ: на 2200°С.
6. Определить работу выхода электронов из натрия, если красная граница фотоэффекта λкр=500нм. Ответ: 2,49эв.
7. На атом водорода падает фотон и выбивает из атома электрон с кинетической энергией 4 эВ. Вычислить энергию падающего фотона, если атом водорода находился в возбужденном состоянии с квантовым числом 2. Ответ: 7,39эв.
8. Найти кинетическую энергию, при которой дебройлевская длина волны электрона равна его комптоновской длине волны. Ответ: 0,21Мэв.
9. Какая доля первоначального количества ядер Sr90 останется через 10 лет? Ответ: 0,78.
10. Какую энергию надо затратить, чтобы разделить ядро 7 3 Li на протоны и нейтроны? Ответ: 18 ⋅10−12 Дж .
Вариант 4-8
1. В опыте Юнга вначале берется свет с длиной волны λ1=600 нм, а затем λ2 Какова длина волны во втором случае, если 7-я светлая полоса в первом случае совпадает с 10-й темной во втором? Ответ: 440нм.
2. Под углом φ =30° наблюдается 4-й максимум для красной линии кадмия (λ=644нм.) Определить период дифракционной решетки d и ее ширину, если известно наименьшее разрешаемое отклонение δλ=0,322нм. Ответ: 5,15 ⋅ 10−3 ; 2,58мм.
3. Никотин (чистая жидкость), содержащийся в стеклянной трубке длиной l=8см, поворачивает плоскость поляризации желтого света натрия на угол φ=137°. Плотность никотина р=1,01 ⋅ 103 кг / м3 . Определить удельное вращение никотина. Ответ: 169 град. см3/дм г.
4. Сгеклянный стержень длиной l=50см. движется со скоростью V=30м/с. Свет проходит через него в направлении движения и в противоположном направлении. Определить разность во времени распространения света (n=1,5). Ответ: 4,7 ⋅ 10−16 .
5.Какую температуру должно иметь тело, чтобы оно при температуре окружающей среды to=17°C излучало в 100 раз больше энергии, чем поглощало? Ответ: 916К.
6. Определить частоту света излучаемого водородоподобным атомом при переходе электрона на уровень с главным квантовым числом n, если радиус орбиты изменился в k раз. Ответа (1 k) n Rcz 2 2 ν = − .
7. Определить энергию, импульс и массу фотона, длина волны которого соответствует видимой части спектра (λ=5000 0 A ) Ответ: 2,48эв; 1,325 ⋅ 10−17 дж ⋅ с / м; ≈ 0,44 ⋅ 10−35 кг.
8. Какова ширина l одномерной потенциальной ямы с бесконечно высокими стенками, если при переходе электрона со второго квантового уровня на первый излучается энергия 1эВ.? Ответ: 1,62 ⋅ 10−9 м .
9. Вычислить число атомов радона, распавшихся в течение первых суток, если первоначальная масса радона то=1г. Вычислить постоянную распада радона. Ответ: 35 ⋅1020 ; 2,1⋅10−6 c−1 .
10. Найти удельную энергию связи в ядрах 42 He . Ответ: 5,61Мэв.
Вариант 4-9
1. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом длиной волны λ=6⋅10−5 см., расстояние между отверстиями 1 мм и расстояние от отверстий до экрана 3 м. Найти положение трех первых светлых полос. Ответ: у1=1,8 мм; у2=3,6 мм; уз=5,4 мм.
2. Чему равна постоянная дифракционной решетки, если для того чтобы увидеть красную линию (λ=7 ⋅10−7 м ) в спектре второго порядка, зрительную трубу пришлось установить под углом 30° к оси коллиматора? Какое число штрихов нанесено на 1см. длины этой решетки? Свет падает на решетку нормально. Ответ: 2,8 ⋅ 10−6 м; 3570 cм−1 .
3. Концентрация раствора сахара, налитого в стеклянную трубку, равна 0,3 г ⋅ см−3 . Этот раствор вращает плоскость поляризации монохроматического света на 25°. Определить концентрацию раствора сахара в другой такой же трубке, если он вращает плоскость поляризации на 20°. Ответ: 0,24 г ⋅ см−3
4. Во сколько раз увеличится продолжительность существования нестабильной частицы (по часам неподвижного наблюдателя) если она начнет двигаться со скоростью, составляющей 99% скорости света? Ответ: в 7,1 раза.
5. Мощность излучения абс. черного тела равна 10 квт. Найти величину излучающей поверхности тела, если известно, что длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности его энергетической светимости, равна 0,3 ⋅ 10−5 cм . Ответ: 6 см2.
6. В явлении Комптона энергия падающего фотона распределяется поровну между рассеянным фотоном и электроном отдачи. Угол рассеяния равен π/2. Найти энергию рассеянного фотона. Ответ: 2,6 ⋅ 105 эв .
7. Найти период обращения электрона на первой боровской орбите в атоме водорода. Ответ: 1,43 10-16с.
8. Какого размера должен быть потенциальный одномерный ящик с бесконечными стенками для того, чтобы локализованный в нем электрон имел на самом глубоком уровне энергию 0,1эв? Ответ: 19 0 A .
9. В ампулу помещен радон, активность которого равна 400мккюри. Через сколько времени после наполнения ампулы радон будет давать 2,22.9 расп/с? Ответ: через 10, 4 суток.
10.Найти энергию, выделяющуюся при ядерной реакции: 4 2 4 2 2 1 6 3 Li + H ⇒He + He Ответ: 22,4Мэв.
Вариант 4-10
1. Ha сколько изменится оптическая разность хода, если два точечных когерентных источника света, находящиеся на расстоянии 1,5 см. друг от друга в воздухе, поместить в сероуглерод (n=1,63)? Задачу решить для точки, лежащей на расстоянии 30 см от одного из источников, по направлению нормали к прямой, соединяющей источники. Ответ: 0,0236 см.
2. Найти показатель преломления жидкости, заполняющей пространство между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой, если при наблюдении в отраженном свете (λ =0,6мкм) радиус десятого темного кольца Ньютона оказался равным 2,1 мм. Радиус кривизны линзы 1м. Ответ: 1,36.
3. Угол полной поляризации при отражении света от поверхности некоторого вещества равен 56° 20’. Определить скорость распространения света в этом веществе. Вещество изотропно. Ответ: 2⋅1010 cм/ с .
4. Атом водорода летит со скоростью 2 км/с. Вычислить на сколько процентов изменится скорость атома вследствие отдачи при излучении фотона в направлении движения атома. Длина волны излучения 0,10 мкм. Ответ: на 0,2 %.
5. Вследствие повышения температуры максимум спектральной энергетической светимости абс. черного тела переместился с 2 мкм до 1 мкм. Во сколько раз изменилась интегральная энергетическая светимость? Ответ: в 16 раз.
6. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта λ0=307нм и максимальная кинетическая энергия равна 1эв? Ответ: 0,8.
7. Атом водорода в основном состоянии поглотил квант света с длиной волны λ=121,5 нм. Определить радиус электронной орбиты возбужденного атома водорода. Ответ: 212нм.
8. Электрон, начальной скоростью которого можно пренебречь, прошел ускоряющую разность потенциалов U=51 В. Найти длину волны де Бройля. Ответ: 172пм.
9. За время t=1 сутки активность изотопа уменьшилась от А1=118гБк до А2=7,4гБк. Определить период полураспада T1/2 этого нуклида. Ответ: 6 час. 10. Определить энергию Q ядерной реакции: 1 0 10 5 4 2 7 Li3 + He ⇒B = n . Освобождается или поглощается энергия в этой реакции? Ответ: 2,8Мэв.
|
| |
| |
