Контрольная работа № 2
Волны. Элементы квантовой физики. Атомные спектры. Основы термодинамики
Вариант 1
1. Уравнение плоской бегущей волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, имеет вид 
. Определите скорость распространения волны (в м/с) и отношение длины волны к амплитуде смещения.
2. Волна распространяется в упругой среде со скоростью 1500 м/с. Определите частоту колебаний, если минимальное расстояние между точками среды, фазы колебаний которых противоположны, равно 0,75 м.
3. Ружейная пуля летит со скоростью 200 м/с. Во сколько раз изменится частота тона свиста пули для неподвижного наблюдателя, мимо которого пролетает пуля? Скорость распространения звука в воздухе 333 м/с.
4. Скорость распространения электромагнитных волн в среде составляет 250 Мм/с. Определите длину волны электромагнитных волн в этой среде, если их частота в вакууме 1 МГц.
5. Два когерентных источника посылают волны в одинаковых фазах. Периоды колебаний Т=2 с. Скорость распространения волн в среде 80 м/с. Определите при каких значениях разности хода в случае наложения волн будет наблюдаться ослабление колебаний.
6. Труба, длина которой 1 м, заполнена воздухом и открыта с одного конца. Принимая скорость звука равной 340 м/c, определите, при какой наименьшей частоте в трубе будет возникать стоячая звуковая волна.
7. Наибольший порядок спектра, получаемый с помощью дифракционной решетки равен 5. Определите постоянную дифракционной решетки, если монохроматический свет длиной 0,5мкм падает на нее нормально
8. Определите работу выхода электрона из металла при фотоэффекте, если задерживающая разность потенциалов для излучения с некоторой длиной волны равна 0,5 В, а для длины волны в 3 раза меньшей равна 7,5 В.
9. Позитрон, протон, нейтрон и α-частица имеют одинаковую длину волны де Бройля. Какая из этих частиц будет обладать наименьшей скоростью?
10. Определите наибольшую длину волны в серии Лаймана.
11. В резиновую камеру колеса автомобиля накачали воздух до давления 2,5 • 105 Па при температуре t1 = - 3 оС. Затем колесо закатили в теплый гараж, где температура воздуха составила t2 = + 24 °С. Каким стало давление в камере после установления теплового равновесия?
12. Определите теплоемкость двигателя, если при ежеминутном выделении в нем энергии 600 кДж он прогревается от температуры 290 К до температуры 330 К за время 300 с. Считать, что все выделяющееся тепло идет на нагревание двигателя
Вариант 2
1. Поперечная волна распространяется вдоль упругого шнура со скоростью 10 м/с. Амплитуда колебаний точек шнура А=5 см, а период колебаний Т=1 с. Записать уравнение волны и определить длину волны, фазу колебаний, смещение, скорость и ускорение точки, расположенной на расстоянии х = 9 м от источника колебаний в момент времени 2,5 с.
2. Определите частоту волны, распространяющейся в упругой среде, если разность фаз двух точек, расположенных на расстоянии 15 см друг от друга равна p/2. Скорость распространения волны равна 1500 м/с.
3. Определите показатель преломления парафина, если его диэлектрическая проницаемость равна 2 и магнитная проницаемость равна 1.
4. Движущийся по реке теплоход издает свисток частотой 400 Гц. Наблюдатель, стоящий на берегу, воспринимает звук свистка частотой 395 Гц. Принимая скорость звука равной 340 м/c, определите скорость движения теплохода, удаляющегося от наблюдателя.
5. Стержень с закрепленными концами имеет длину 70 см. При трении стержень издает звук, основная частота которого 1 кГц. Определите скорость звука в стержне.
6. Какова должна быть толщина защитного покрытия самолета –
невидимки на длине волны радара 3 см, если эффективный показатель преломления электромагнитных волн в покрытии 2
7. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на миллиметр. На решетку падает нормально монохроматический свет (λ=0,6 мкм). Найдите наибольший порядок спектра для этой решетки.
8. Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложении задерживающего напряжения 3,7 В.
9. Определите длину волны де Бройля для электрона, находящегося в атоме водорода на третьей боровской орбите.
10. Определите наибольшую длину волны в серии Бальмера.
11. В металлическом баллоне находится газ под давлением 1,5 • 105 Па при температуре t1 = - 8 °С. Баллон занесли в помещение с температурой воздуха t2 = + 18,5 °С. Каким стало давление в баллоне после установления теплового равновесия?
12. Найдите КПД дизельного двигателя, если для совершения полезной работы 49 МДж он потребляет 20 кг топлива. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 8,75*106 Дж/кг.
Вариант 3
1. Звуковые колебания с частотой ν = 450 Гц и амплитудой А = 0,3 мм распространяются в упругой среде. Длина волны равна 80 см. Запишите уравнение волны. Определите скорость распространения волн; максимальную скорость частиц среды.
2. Определите скорость распространения звука в воде, если расстояние между точками среды, колеблющимися в одинаковой фазе равна 2 м, а частота колебаний источника 725 Гц.
3. Закон изменения силы тока в колебательном контуре задан в виде I=-0.02sin(400πt) А. Индуктивность контура 1 Гн. Найдите длину волны излучения контура.
4. Для нахождения скорости автомобиля используется радар, излучающий волны длины lо = 3 см. Приемник радара, регистрирует частоту биений между частотой сигнала, посылаемого передатчиком и частотой сигнала, отраженной от автомобиля, движущегося со скорость. 54 км/ч. Определите частоту биений.
5. Какова толщина просветляющего слоя на объективе фотоаппарата с показателем преломления 1,2 для длины волны 0,6 мкм.
6. Стержень с закрепленными концами имеет длину 35 см. Скорость звука в стержне равна 1400 м/с. Определите основную частоту звука, издаваемого стержнем при трении.
7. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от газоразрядной трубки, наполненной гелием. На какую линию λ2 в спектре третьего порядка накладывается красная линия гелия (λ1=670 нм) спектра второго порядка?
8. Найти «красную границу» фотоэффекта для металла, если задерживающая разность потенциалов для излучения с некоторой длиной волны равна U1=6 В, а для длины волны в два раза большей U2=1 В.
9. Протон движется в однородном магнитном поле с индукцией 15 мТл по окружности радиусом 1,4 м. Определите длину волны де Бройля для протона.
10. Определите наибольшую длину волны в серии Пашена..
11. В металлический баллон накачали воздух до давления, равного 2,4 • 105 Па при температуре t1 = + 22,2 °С. Затем баллон выкатили на улицу с температурой воздуха t2 = - 27 °С. На сколько уменьшилось давление в баллоне по сравнению с начальным давлением после установления теплового равновесия?
12. Движущийся равномерно автомобиль развивает силу тяги 1000 Н. Определите расход топлива (в кг) на горизонтальном пути 3 км, если КПД двигателя 30%. Удельная теплота сгорания топлива 5*107 Дж/кг.
Вариант 4
1. Напишите уравнение плоской волны смещения частиц среды в воздухе, если скорость распространения волны равна 340 м/с, ее амплитуда А = 5 мм, а частота 1000 Гц
2. Две точки лежат на луче и находятся от источника колебаний на расстояниях 2 м и 5 м. Период колебаний Т=20 мс, скорость распространения волны равна 340 м/с. Определите длину волны и разность фаз колебаний этих точек.
3. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью 0,5 нФ и катушку индуктивность 0,4 Гн. Определите длину волны излучения, генерируемого контуром.
4. Приемник радиолокатора регистрирует частоту биений между частотой сигнала, посылаемого передатчиком и частотой сигнала, отраженной от ракеты, приближающейся к локатору, со скоростью 6 км/с. Радиолокатор работает на частоте 800 МГц. Определите частоту биений.
5. Два когерентных источника излучают волны с одинаковыми начальными фазами. Период колебаний 0,2 с, скорость распространения волн 300 м/с. Чему должна быть равна разность хода волн от источников в точках, для которых будет наблюдаться максимум интерференции?
6. Стержень с закрепленными концами имеет длину L м. При трении стержень издает звук, основная частота которого 1 кГц. Определите, какие обертоны может иметь звук, издаваемый стержнем.
7. На дифракционную решетку длиной 1,5 см, содержащую 3000 штрихов, падает нормально монохроматический свет с длиной волны 550 нм. Определите число максимумов, наблюдаемых в спектре этой решетки.
8. Какова максимальная кинетическая энергия электрона (в эВ), испущенного кристаллом с работой выхода 2,48 эВ при освещении его белым светом (длины волн от 400 нм до 700 нм)?
9. Длина волны де Бройля нейтрона равна 1,47*10-10м. Определите его скорость.
10. Определите максимальную энергию фотона (в эВ) в ультрафиолетовой серии спектра водорода (серии Лаймана).
11. При изобарном нагревании водорода массой 2 г, находившегося в начале процесса под давлением 83,1 кПа, его температура возросла от 200 К до 500 К. Молярная масса водорода 0,002 кг/моль. На сколько при этом увеличился его объём?
12. Движущийся равномерно автомобиль развивает силу тяги 1000 Н. Определите КПД двигателя, если на горизонтальном пути 3 км расход топлива составляет 200 г. Удельная теплота сгорания топлива 5*107 Дж/кг
Вариант 5
1. Поперечная волна распространяется вдоль упругого шнура со скоростью 10 м/с. Амплитуда колебаний точек шнура А=6 см, а частота колебаний 1 Гц. Запишите уравнение волны и определить длину волны, фазу колебаний, смещение, скорость и ускорение точки, расположенной на расстоянии Х=10 м от источника колебаний в момент времени t = 2,5 с.
2. Волна распространяется в упругой среде со скоростью 1500 м/с. Определите частоту колебаний, если минимальное расстояние между точками среды, фазы которых противоположны, равно 0,75 м.
3. Определите длину бегущей волны, если расстояние между первым и четвертым узлами стоячей волны равно 30 см.
4. При какой минимальной толщине пленки на объективе фотоаппарата с показателем преломления 1,3 будет максимально пропущен свет длиной волны 0,68 мкм?
5. Приемник радиолокатора регистрирует частоту биений равную 4 кГц между частотой сигнала, посылаемого передатчиком и частотой сигнала, отраженной от ракеты, приближающейся к локатору, со скоростью 6 км/с. Определите на какой частоте работает радиолокатор.
6. Определите число штрихов на 1 мм дифракционной решетки, если углу α = 300 соответствует максимум четвертого порядка для монохроматического света с длиной волны λ = 0,5 мкм.
7. Чему равен абсолютный показатель преломления среды, в которой свет с энергией фотона 4,4 10-19 Дж имеет длину волны 3 10-7 м?
8. Найдите (в электрон-вольтах) работу выхода для металла, если «красная граница» фотоэффекта λ кр = 4,5*10-7 м.
9. Протон движется в однородном магнитном поле с индукцией 15 мТл по окружности радиусом 1,4 м. Определите длину волны де Бройля для протона.
10. Определите длину волны испускаемую при переходе электрона в атоме водорода с четвертого энергетического уровня на второй.
11. В резиновую камеру колеса автомобиля накачали воздух до давления 2,4 • 105 Па при температуре t1 = + 24 °С. Затем колесо выкатили из теплого гаража на улицу, где температура воздуха t2 = - 25,5 °С. Каким стало давление в камере после установления теплового равновесия?
12. КПД дизельного двигателя 28%. Определите полезную работу двигателя при потреблении 20 кг топлива. Удельная теплота сгорания дизельного топлива 8,75*106 Дж/кг
Вариант 6
1. Напишите уравнение плоской волны смещения частиц среды в воздухе, если скорость распространения волны равна 340 м/с, ее амплитуда А = 15 мм, а частота 3000 Гц. В начальный момент времени смещение равно 0.
2. Найдите разность фаз колебаний двух частиц, находящихся на расстоянии соответственно 10 и 16 м от источника плоской волны. Период колебаний 0,04 с, скорость волны 300 м/с.
3. Радиолокатор обнаружил в море подводную лодку, отраженный сигнал от которой дошел до него за 36 мкс. Учитывая, что диэлектрическая проницаемость воды ε=81, определите расстояние от локатора до подводной лодки.
4. Приемник радиолокатора регистрирует частоту биений между частотой сигнала, посылаемого передатчиком и частотой сигнала, отраженной от движущегося объекта. Определить скорость ракеты, приближающейся к локатору, если тот работает на частоте 600 МГц, а частота биений равна 8 кГц.
5. На плоскопараллельную пленку с показателем преломления n = 1,33 падает нормально параллельный пучок белого света. Определите, при какой наименьше й толщине пленки зеркально отраженный свет наиболее сильно окрасится в желтый цвет (λ=0,6 мкм).
6. Скорость распространения волны по струне с закрепленными концами равна 2 м/с. Расстояние между узлами стоячих волн 0,03 м. Какова частота колебаний струны?
7. Дифракционная решетка расположена параллельно экрану на расстоянии 0,7 м от него. При нормальном падении на решетку светового пучка с длиной волны 430 нм первый дифракционный максимум на экране находится на расстоянии 3 см от центральной светлой полосы. Определите количество штрихов на 1 мм для дифракционной решетки. Считать sinα » tgα
8. Минимальная частота света, вырывающего электроны с поверхности металлического катода, равна 6*1014 Гц. При каких частотах падающего света вылетевшие электроны полностью задерживаются напряжением 3 В?
9. α-частица движется по окружности радиусом 0,5 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 мТл. Найдите длину волны де Бройля для этой частицы.
10. Определите минимальную энергию фотона (в эВ) в ультрафиолетовой серии спектра водорода (серии Лаймана).
11. В резиновую камеру колеса автомобиля в теплом гараже, где температура воздуха составила t2 = + 24 °С накачали воздух до давления 2,75 • 105 Па. Затем колесо выкатили на улицу, где температура воздуха составила t1 = - 3 оС. Каким стало давление в камере после установления теплового равновесия?
12. Расход топлива на горизонтальном пути 3 км составляет 0,2 кг. КПД двигателя 30%. Удельная теплота сгорания топлива 4,5*107 Дж/кг. Определите какую силу тяги развивает равномерно движущийся автомобиль.
Вариант 7
1. Плоская гармоническая волна распространяется вдоль прямой, совпадающей с положительным направлением оси Х со скоростью 10 м/с. Две точки, находящиеся на этой прямой на расстояниях 8 м и 10 м от источника колебаний, колеблются с разностью фаз 2π/5. Амплитуда волны 5 см. Напишите уравнение волны. Определите длину волны.
2. Определите скорость распространения волн в упругой среде, если разность фаз колебаний двух точек среды, отстоящих друг от друга на 100 см, равна π/3. Частота колебаний источника 25 Гц.
3. Для нахождения скорости автомобиля используется радар, излучающий волны длины lо = 3 см. Приемник радара регистрирует частоту биений между частотой сигнала, посылаемого передатчиком и частотой сигнала, отраженной от движущегося автомобиля равную 1400 Гц. Определите скорость
автомобиля.
4. Какова длина электромагнитной волны, на которую настроен колебательный контур емкостью С = 5*10-7 Ф и индуктивностью L = 4,5*10-10 Гн?
5. На мыльную пленку (n=1,3), находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине пленки отраженный свет с длиной волны λ=0,55 мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции?
6. Труба, длина которой 2 м, заполнена воздухом и открыта с одного конца. Принимая скорость звука равной 340 м/c, определите, при какой наименьшей частоте в трубе будет возникать стоячая звуковая волна.
7. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. Определите угол дифракции для линии 0,55 мкм в четвертом порядке, если угол дифракции для линии 0,6 мкм в третьем порядке составляет 300.
8. Кинетическая энергия классической частицы увеличилась в 2 раза. Как изменилась длина волны де Бройля этой частицы?
9. Натрий освещается монохроматическим светом с длиной волны 40 нм. Определите наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекращается. Красная граница фотоэффекта для натрия 584 нм.
10. Определите длину волны в спектре атома водорода, соответствующую переходу с третьего уровня на первый ( серия Лаймана).
11. В металлический баллон накачали воздух до давления, равного 2,4 • 105 Па при температуре t1 = + 24 °С. Затем баллон выкатили на улицу с температурой воздуха t2 = - 25,5
°С. На сколько уменьшилось давление в баллоне по сравнению с начальным давлением после установления теплового равновесия?
12. Движущийся равномерно автомобиль развивает силу тяги 1000 Н. Определите путь, на котором расход топлива составляет 0,5 кг. Удельная теплота сгорания топлива 5*107 Дж/кг. КПД двигателя 30%.
Вариант 8
1. Напишите уравнение плоской волны смещения частиц среды в
воздухе, если скорость распространения волны равна 340 м/с, ее амплитуда А = 20 мм, а частота 4000 Гц.
1. Плоская волна распространяется со скоростью 350 м/с. Две частицы, находятся на одной прямой на расстоянии 5 м и 15 м от источника колебаний. Определите длину волны и разность фаз колебаний этих частиц, если период колебаний равен 50 мс.
2. На какую длину волны нужно настроить радиоприёмник, чтобы слушать радиостанцию «Европа+», которая вещает на частоте 106,2 МГц?
3. Приемник радиолокатора регистрирует частоту биений между частотой сигнала, посылаемого передатчиком и частотой сигнала, отраженной от движущегося объекта. Определить скорость ракеты, приближающейся к локатору, если тот работает на частоте 800 МГц, а частота биений равна 4 кГц.
4. Какова должна быть толщина защитного покрытия самолета – невидимки на длине волны радара 4 см, если эффективный показатель преломления электромагнитных волн в покрытии n = 2,5
5. Радиолокатор обнаружил в море подводную лодку, отраженный сигнал от которой дошел до него за 36 мкс. Учитывая, что диэлектрическая проницаемость воды ε=81, определите расстояние от локатора до подводной лодки.
6. Определите число штрихов на 1 мм дифракционной решетки, если углу α = 300 соответствует максимум четвертого порядка для монохроматического света с длиной волны λ = 0,5 мкм.
7. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определите минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект.
8. Пучок электронов, пройдя через узкую щель, дал на фотопластинке такую же дифракционную картину, как монохроматическое излучение с длиной волны 55 нм. Чему равна скорость электронов?
9. Определите длину волны в спектре атома водорода, соответствующую переходу с четвертого уровня на первый
( серия Лаймана).
10. В металлическом баллоне находится газ под давлением 1,5 • 105 Па при температуре t1 = - 8 °С. Баллон занесли в помещение с температурой воздуха t2 = + 18,5 °С. На сколько изменилось давление в баллоне после установления теплового равновесия?
11. Тепловая машина с КПД, равным 60 %, за некоторое время получает от нагревателя количество теплоты, равное 50 Дж. Какое количество теплоты машина отдаёт за это время окружающей среде?
Вариант 9
1. Напишите уравнение плоской волны смещения частиц среды в
воздухе, если скорость распространения волны равна 340 м/с, ее амплитуда А = 20 мм, а частота 4000 Гц.
2. Звук «ля» самой низкой октавы органа имеет частоту 27,5 Гц. Сколько длин волн этого звука уложится между органистом и слушателем если расстояние между ними 1,8 м, а скорость звука 330 м/с.
3. На какую длину волны нужно настроить радиоприёмник, чтобы слушать радиостанцию «Наше радио», которая вещает на частоте 101,7 МГц?
4. Электропоезд проходит со скоростью 72 км/ч мимо неподвижного приемника и дает гудок, частота которого 300 Гц. Принимая скорость звука равной 340 м/с, определите частоту, воспринимаемую приемником.
5. На поверхность стеклянной призмы с показателем преломления 1,65 нанесена плёнка толщиной110 нм, с показателем преломления 1,55. Для какой длины волны видимого света пленка будет «просветляющей»? Ответ выразите в нанометрах (нм)
6. В трубе длиной 1,2 м находится воздух при температуре 300 К. Определите минимальную частоту возможных колебаний воздушного столба в случае, когда труба закрыта.
7. На дифракционную решетку, имеющую 500 штрихов на мм, перпендикулярно ей падает плоская монохроматическая волна. Какова длина падающей волны, если спектр четвертого порядка наблюдается в направлении, перпендикулярном падающим лучам? Ответ дайте в нанометрах.
8. Определить «красную границу» фотоэффекта для металла, если при облучении его электромагнитной волной длиной 3∙10-7 м максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов равна 3,3·10-19 Дж.
9. Определить длину волны де Бройля тела массой 1 кг, которое свободно упало с высоты 1 м.
10. Определите длину волны в спектре атома водорода, соответствующую переходу с четвертого уровня на второй
( серия Бальмера).
11. В резиновую камеру колеса автомобиля в теплом гараже, где температура воздуха составила t2 = + 24 °С накачали воздух до давления 2,75 • 105 Па. Затем колесо выкатили на улицу, где температура воздуха составила t1 = - 3 оС. На сколько изменилось давление в камере после установления теплового равновесия?
12. До какой температуры прогреется двигатель от температуры 290 К за 210 с, если ежеминутно на его нагревание идет количество теплоты 1,2 МДж. Теплоемкость двигаДж/К.
Вариант 10
1. Напишите уравнение плоской волны смещения частиц среды в
воздухе, если скорость распространения волны равна 340 м/с, ее амплитуда А = 15 мм, а частота 3000 Гц
2. На какую длину волны нужно настроить радиоприёмник, чтобы слушать радиостанцию «Открытое радио», которая вещает на частоте 102,5 МГц?
3. Определить максимальное и минимальное значения длины звуковых волн, воспринимаемых человеческим ухом, соответствующие граничным частотам ν1 = 16 Гц и ν2 = 20 кГц.
4. Сигнал неподвижного ультразвукового локатора на частоте 50 кГц направлен к приближающейся подводной лодке. Определите ее скорость, если частота биений 250 Гц. Скорость распространения звука в воде 1500 м/с
5. На какой частоте самолет – невидимка будет действительно невидим для радиолокаторов, если толщина его покрытия 5 мм, а его диэлектрическая проницаемость 9.
6. Какова длина электромагнитной волны, на которую настроен колебательный контур, состоящий из емкости С = 5*10-7 Ф и индуктивности L = 4,5*10-10 Гн?
7. Первая резонансная частота открытой с обеих сторон органной трубы равна 300 Гц. Чему равна первая резонансная частота такой же трубы, закрытой с обоих концов?
8. На дифракционную решетку падает нормально пучок света. Для того, чтобы увидеть красную линию (λ=700 нм) в спектре второго порядка, зрительную трубу пришлось установить под углом 300 к оси коллиматора. Найти период решетки и количество штрихов на 1 мм длины.
9. Найдите (в электрон-вольтах) работу выхода для металла, если «красная граница» фотоэффекта λ кр = 4,5*10-7 м.
10. Определите длину волны в спектре атома водорода, соответствующую переходу с пятого уровня на первый (серия Лаймана).
11. В резиновую камеру колеса автомобиля накачали воздух до давления 2,5 • 105 Па при температуре t1 = - 3 оС. Затем колесо закатили в теплый гараж, где температура воздуха составила t2 = + 24 °С. На сколько изменилось давление в камере после установления теплового равновесия?
12. Определите, за какое время прогреется двигатель от температуры 290 К до температуры 330 К при ежеминутном выделении в нем энергии 600 кДж. Считать, что все выделяющееся тепло идет на нагревание двигателя. Теплоемкость двигаДж/К
Основные порталы (построено редакторами)