КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 1
1. К пружине подвешена чашка весов с гирями. При этом период вертикальных колебаний Т1 = 0,5 с. После того как на чашку весов положили еще добавочные гири, период вертикальных колебаний стал равным Т2 = 0,6 с. На сколько удлинилась пружина от прибавления этого добавочного груза?
2. Катушка индуктивностью L = 1 мГн и воздушный конденсатор, состоящий из двух круглых пластин диаметром D = 20 см каждая, соединены параллельно. Расстояние между пластинами равно 1 см. Определить период Т колебаний.
3. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны l = 500 нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой (n = 1,33). Найти толщину h слоя воды между линзой и пластинкой в том месте, где наблюдается третье светлое кольцо в проходящем свете.
4. Под каким углом j к горизонту должно находится Солнце, чтобы его лучи, отраженные от поверхности озера, были наиболее полно поляризованы?
5. Мощность излучения раскаленной металлической поверхности N¢ = 0,67 кВт. Температура поверхности Т = 2500 К, ее площадь S = = 10 см2. Какую мощность излучения N имела бы эта поверхность, если бы она была абсолютно черной? Найти отношение k излучательностей этой поверхности RТ и абсолютно черного тела RТ АЧТ при данной температуре.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 2.
1. Через какое время от начала движения точка, совершающая гармоническое колебание x(t) = Acos(wt + p/8), сместится от положения равновесия на половину амплитуды? Период колебаний Т = 24 с.
2. Конденсатор электроемкостью С =500 пФ соединен параллельно с катушкой длиной l = 40 см и площадью поперечного сечения S = 5 см2. Катушка содержит N = 1000 витков. Сердечник не магнитный. Найти период Т колебаний.
3. На плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления n = 1,73 и толщиной d = 1 см из воздуха падает луч света под углом i1 = 60°. Часть света отражается (луч 1), а часть, преломляясь, проходит в стекло, отражается от нижней поверхности пластинки и, преломляясь вторично, выходит в воздух (луч 2) параллельно лучу 1. Найти расстояние l между лучами 1 и 2.
4. Найти показатель преломления n2 стекла, если при отражении от него света, падающего из воздуха, отраженный луч будет полностью поляризован при угле преломления i2 = 30°.
5. Температура вольфрамовой спирали в 25-ваттной электрической лампочке Т = 2450 К. Отношение ее излучательности RT к излучательности абсолютно черного тела RT АЧТ при данной температуре k = 0,3. Найти площадь S излучающей поверхности спирали.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 3.
1. Тело совершает гармоническое колебание x(t) = Acos(wt + p/2). Период колебаний Т = 2 с, амплитуда А = 50 мм. Найти скорость V тела в момент времени, когда его смещение от положения равновесия х =20 мм.
2. Колебательный контур имеет индуктивность L = 1,6 мГн, электроемкость С = 0,04 мкФ. Максимальное напряжение Umax на обкладках конденсатора равно 200 В. Определить максимальную силу тока Imax в контуре. Сопротивление контура пренебрежимо мало.
3. Под каким углом j к горизонту пловец, нырнувший в воду, видит заходящее Солнце? Показатель преломления воды nв = 1,33.
4. Луч света проходит через жидкость, налитую в стеклянный (n1 = = 1,5) сосуд, и отражается от дна. Отраженный луч полностью поляризован при падении его на дно сосуда под углом iБр = 42,67°. Найти показатель преломления n2 жидкости. Под каким углом i1Кр должен падать на дно сосуда луч света, идущий в этой жидкости, чтобы наступило полное внутреннее отражение?
5. При нагревании абсолютно черного тела длина волны l, на которую приходится максимум спектральной плотности излучательности, изменилась от 690 до 500 нм. Во сколько раз при этом изменилась излучательность тела RT АЧТ?
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 4.
1. Через какое время от начала движения точка, совершающая гармоническое колебание x(t) = Acos(wt + j), сместится от положения равновесия на одну четверть амплитуды? Период колебаний Т = 4 с, начальная фаза j = p/3.
2. Колебательный контур содержит катушку индуктивности L = = 0,5 мГн и конденсатор электроемкостью С = 8 пФ. Каково максимальное напряжение Umax на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока Imax в контуре равна 40 мА. Сопротивление контура пренебрежимо мало.
3. На дно сосуда, наполненного водой до высоты h = 10 см, помещен точечный источник света. На поверхности воды плавает круглая прозрачная пластинка так, что ее центр находится над источником света. Какой наименьший радиус r должна иметь пластинка, чтобы ни один луч не мог выйти через поверхность воды?
4. Естественный свет проходит через два поляризатора, поставленные так, что угол между их главными плоскостями равен j. Каждый поляризатор поглощает и отражают 10% падающего на них света. Оказалось, что интенсивность луча, вышедшего из анализатора, равна 9% интенсивности естественного света, падающего на первый поляризатор. Найти угол j.
5. Температура Т абсолютно черного тела изменилась при нагревании от 1000 до 2500 К. Во сколько раз увеличилась при этом его излучательность RT АЧТ? На сколько изменилась длина волны l, на которую приходится максимум спектральной плотности излучательности? Во сколько раз увеличилась его максимальная спектральная плотность излучательности rl(max), T?
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 5.
1. Начальная фаза гармонического колебания x(t) = Acos(wt + j) равна нулю. Через какую долю периода скорость точки будет равна половине ее максимальной скорости Vmах?
2. Уравнение изменения со временем разности потенциалов на обкладках конденсатора имеет вид U(t) = 50cos(104t), В. Емкость конденсатора С = 0,1 мкФ. Найти период Т колебаний, индуктивность L контура и закон изменения со временем силы тока I(t) в контуре.
3. Луч света падает под углом i1 = 1 из воздуха (n1 » 1) на тело с показателем преломления n2. Как должны быть связаны между собой величины i1 и n2, чтобы отраженный луч был перпендикулярен к падающему?
4. Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества i]Кр = 45°. Найти для этого вещества угол iБр полной поляризации.
5. Длина волны света, соответствующая “красной границе” фотоэффекта l 0 = 275 нм. Найти работу выхода АВых электрона из металла, максимальную скорость Vmax электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны l = 180 нм, и максимальную кинетическую энергию Тmax электронов
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 6.
1. Тело совершает механическое гармоническое колебание по закону x(t) = Acos(wt + j). Найти отношение кинетической энергии WК тела к его потенциальной энергии WП для моментов, когда смещение тела от положения равновесия составляет: а) х = А/4; б) х=А/3; в) х = = А/2; х = А, где А – амплитуда колебаний.
2. Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С = 25 нФ и катушки индуктивности L = 1,015 Гн. На обкладки конденсатора поместили заряды q0 = |–q0| = 2,5 мкКл. Найти уравнение (с числовыми значениями коэффициентов) изменения со временем разности потенциалов U(t) на обкладках конденсатора, приняв начальную фазу колебаний j =0, а также разность потенциалов на обкладках конденсатора в моменты времени Т/8, Т/4 и Т/2. Построить график зависимости U(t) в пределах одного периода.
3. Луч света выходит из скипидара в воздух. Предельный угол полного внутреннего отражения для этого луча i1пр = 42°23¢. Найти скорость распространения света в скипидаре.
4. На щель шириной а = 2 мкм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (l = 589 нм). Под какими углами jm будут наблюдаться дифракционные минимумы света?
5. C какой скоростью V должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны l = 520 нм?
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 7.
1. Полная энергия тела, совершающего гармоническое колебательное движение, W = 30 мкДж; максимальная сила, действующая на тело, Fmax=1,5 мН. Написать уравнение движения этого тела, если период колебаний Т = 2 с, a начальная фаза j = p.
2. Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С = 100 нФ и катушки индуктивности L = 0,15 Гн. На обкладки конденсатора поместили заряды q0 = |–q0| = 10 мкКл. Найти уравнение (с числовыми значениями коэффициентов) изменения со временем силы тока I(t) в колебательном контуре, приняв начальную фазу колебаний j =p/4, а также силу тока в контуре в моменты времени Т/8, Т/4 и Т/2. Построить график зависимости I(t) в пределах одного периода.
3. На поверхность стеклянного объектива (n1 =1,5) нанесена тонкая пленка, показатель преломления которой n2 = 1,2 («просветляющая» пленка). При какой наименьшей толщине d этой пленки произойдет максимальное ослабление отраженного монохроматического счета с длиной волны l= 550 нм?
4. На щель шириной а = 20 мкм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (l = 500 нм). Найти ширину b изображения щели на экране, который параллелен щели и удален от нее на расстояние L = 1 м. Шириной изображения считать расстояние между первыми дифракционными минимумами, расположенными по обе стороны от главного максимума освещенности.
5. При фотоэффекте с платиновой поверхности (AВых Рt = 5,3 эВ) электроны полностью задерживаются разностью потенциалов Uзад = 0,8 В. Найти длину волны l применяемого облучения и предельную длину волны l0, при которой еще возможен фотоэффект.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 8.
1. Уравнение колебания тела массой m = 10 г имеет вид х(t) = = 0,2 sin(2pt/3 + p), м. Построить график зависимости от времени t (в пределах одного периода) силы F, действующей на тело. Найти максимальную величину силы Fmах
2. Уравнение изменения со временем тока в идеальном колебательном контуре имеет вид I = – 0,02sin(400pt), A. Индуктивность контура L = 1 Гн. Найти период Т колебаний, емкость С конденсатора, а также максимальную энергию Wm магнитного поля в катушке индуктивности.
3. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. После того как пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнили жидкостью, радиусы светлых колец в отраженном свете уменьшились в 1,3 раза. Найти показатель преломления n жидкости.
4. На диафрагму с диаметром отверстия D = 1, 96 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (l = 600 нм). При каком наибольшем расстоянии l между диафрагмой и экраном в центре дифракционной картины будет наблюдаться темное пятно? Плоскость экрана параллельна плоскости диафрагмы.
5. Давление р монохроматического света (l = 600 нм) на черную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,1 мкПа. Определить число N фотонов, падающих за время t1 = 1 с на поверхность площадью S = 1 cм2.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 9.
1. Медный шарик, подвешенный к пружине, совершает вертикальные колебания. Как изменится период колебаний, если к пружине подвесить вместо медного железный шарик такого же радиуса?
2. Уравнение изменения заряда на обкладках конденсатора идеального колебательного контура имеет вид q = 16sin(400pt), мкКл. Емкость конденсатора С = 0,633 мкФ. Найти период Т колебаний, индуктивность L контура, а также максимальную энергию Wе электрического поля в конденсаторе.
3. Пучок белого света падает из воздуха (n1 » 1,6) по нормали к поверхности стеклянной пластинки толщиной d = 0,6 мкм. Показатель преломления стекла n2 = 1,6. Какие длины волн li лежащие в пределах видимого спектра (от 400 до 700 нм), усиливаются в отраженном свете?
4. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки. Какова должна быть постоянная d дифракционной решетки, чтобы в направлении j = 41° совпадали максимумы линий l1 = 656,3 нм и l2 = 410,2 нм?
5. Монохроматический пучок света (l = 490 нм), падая по нормали к поверхности, производит на нее давление р = 4,9 мкПа. Какое число фотонов N падает в единицу времени на единицу площади этой поверхности? Коэффициент отражения света поверхностью – r = 0,25.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 по физике
для студентов заочников ф-та ПТ
Вариант № 0.
1. Уравнение движения тела дано в виде х = 5sin(pt/4 + p/3), см. Найти период колебаний Т, максимальную скорость Vmax и максимальное ускорение аmах тела.
2. Заряд на обкладках конденсатора идеального колебательного контура изменяется по закону: q = q0cos(wt). Найти отношение энергии магнитного поля Wm, контура к энергии его электрического поля Wе для моментов времени T/8, T/6, T/4 и Т/3.
3. Пучок монохроматического света (l = 440 нм) падает перпендикулярно к поверхности стеклянного клина. Угол клина g = 15". Какое число n0 темных интерференционных полос приходился на единицу длины клина? Показатель преломления стекла n = 1,5.
4. На дифракционную решетку, содержащую n = 400 штрихов на 1 мм, нормально падает монохроматический свет ((l = 600 нм). Найти общее число N дифракционных максимумов, которые дает эта решетка. Определить угол j дифракции, соответствующий последнему максимуму.
5. . Определить длину волны l и частоту n фотона, масса которого равна массе покоя: а) электрона; б) протона.
