Колебания, волны и оптика

Контрольная работа «Колебания, волны и оптика» 

4. Период колебаний  математического маятника 10 с. Длина  этого маятника равна сумме  длин двух других математических  маятников, один из которых  имеет частоту колебаний 1/6 Гц. Чему равен период колебаний  второго из этих маятников? 

Дано: Решение:

Т=10 с 

        Формула для периода математического маятника:

g=10м/с²

              

                                     

                                      

                                    

                                    =

                                    

                                   

                                        

Ответ: 8 с. 

14. В вакууме  распространяется плоская электромагнитная  волна. Амплитуда напряженности  электрического поля волны 100 В/м. какую энергию переносит  эта волна через площадку 50 см², расположенную перпендикулярно направлению распространения волны, за время t=1 мин.

Период волны  Т<<t. 
 

Дано:               СИ                                   Решение:

                                 - формула связи магнитной и электрической         

                                           напряженностей.

                                   

Е=100 В/м                            Н=0,27

S=50 cм²       50 м       

t=30  мин         180  с                  

W

                              Ответ:24,5 Дж 
 
 
 
 
 

24. На пленку из глицерина толщиной 0,25 мкм падает белый свет. Каким  будет казаться цвет пленки  в отраженном свете, если угол падения лучей равен 60⁰?

Дано:                 СИ                   Решение:             

d=0,25 мкм    0,25                 

i=60⁰ 

n=1,4729

 

Ответ:  
 

34. На узкую  щель нормально падает плоская  монохроматическая световая волна  ( =0,7мкм). Чему равна ширина щели, если первый дифракционный максимум наблюдается под углом, равным 1⁰?

Дано:                                                 Решение:

   

                      d=

                                               d=40

d=? 

Ответ: d=40  

44. Естественный  свет подает на поверхность  диэлектрика под углом полной  поляризации. Коэффициент пропускания света равен 0,92. Найти степень поляризации преломленного луча. 

 

Дано:        Решение: 
      

              

 P=?             

                     

                      

                     

Ответ:    

54. Какой кинетической энергией должны обладать протоны, чтобы при их движении в сероуглероде наблюдалось черенковское свечение.

Дано:                            Решение:

 m=1,6 кг     E_k=

c=  

              

E_k  =?                                   E_k=7,2 Дж=4,5 эВ

             

      Ответ:      E_k=4,5 эВ

         

64. Считая, что  Солнце излучает как черное  тело, вычислить насколько уменьшается масса Солнца за год вследствие излучения и сколько это составляет процентов. Температура поверхности Солнца принять равной 5780 К.

                    

   Дано:                                                   Решение:

m_с=1,99 кг                                 

  Т=5780 К                                           

   R=6,96                                   с=3 м/с

=?                                            m=1,3 кг  

                                              =0,65           

Ответ: =65 %

74. Красной границе фотоэффекта соответствует длина волны 0,332 мкм. Найти длину монохроматической световой волны, падающей на электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов, равной 0,4 В.

   

   Дано:                  С.И.                      Решение:   

             еU=

U=0,4В                                         e=1,6 Кл

                                                        с=3 м/с

                                               h=6,62 Дж с

                                                      

                                                        м

Ответ: м.

                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа «Основы механики. Молекулярная физика» 

4. Найти закон  движения тела массой 1 кг под действием постоянной силы 2Н, ести в момент t=0 имеет x₀=1и v₀=2м/с.

Дано: Решение:

m=1 кг  - второй закон Ньютона.            

t=0с                       х(t)=x₀+v₀t+

x₀=1м                     

 v₀=2м/с                   a=2м/с² 

                                х(t)=1+2t+ = 1+2t+  

х(t)=?                     

Ответ: х(t)= 1+2t+  
 
 
 
 

14. Найти собственное  время жизни нестабильной частицы - мезона, движущегося со скоростью 0,99 с, если расстояние, пролетаемое им до распада, равно 0,1км.

Дано:                 СИ                        Решение:

  0,99c                             

s=0,1км 100 м              

c=                          t=0,9

   

? 

Ответ: 0,9c 

24. Маховик, имеющий форму диска массой 10кг и радиусом 0,1м, был раскручен до частоты 120 мин^-1. Под действием силы трения диск остановился через 10 с.  Найти момент сил трения, считая его постоянным. 

Дано:                    СИ               Решение:

m=10 кг                              M=

R=0,1 м                               M=226,08 Н м

мин^-1      7200с^-1

t=10с 

М=? 

Ответ: M=226,08 Н м 

34. Протон прошел ускоряющую разность  потенциалов в 200 МВ. Во сколько  раз его релятивистская масса больше массы покоя? Чему равна скорость протона?

Дано:                СИ                  Решение:

U=200МВ        200      Е=еU

e=1,6 Кл

m_п=1,6                          E=320 Дж

                                              

                                   Е_к= ;      c=

v=?                                          v²=   v= =20 м/с

                                            m=2,1 кг

   

Ответ: v=20 м/с,

44. Средняя кинетическая  энергия поступательного движения  молекул газа равна 15 Дж. Концентрация молекул равна 9 см^-3. Определить давление газа.

  Дано:                      СИ                            Решение:                                  

Е_к=15 Дж                                  p=nkT=

n=9 см^-3          9                 р=90 Па

p=?

 Ответ: р=90 Па 

54. Определить  коэффициент диффузии гелия при  давлении 1 Па и температуре 27⁰С.

Дано:                           Решение:

р=1 Па               

T=27⁰C=300K                    Дж/

                                                                               кг/м³

D=?

                                                                                 R=8,31Дж/(моль К)     М=4 кг моль^-1 

                                          N_a=6,022 моль^-1   

D=35,7 м/с² 

Ответ: D=35,7 м/с² 

64. Найти работу и изменение  внутренней энергии при адиабатном расширении 28 г азота, если его объем увеличился в два раза. Начальная температура азота 27⁰С.

Дано:                       СИ      Решение:

m=28г                     0,028кг   А=р V=р(V₂- V₁)

V₂=2V                                     

V₁=V                                       А=     N_a=6,022 моль^-1  R=8,31Дж/(моль К)

T=27⁰C=300K

М=14                                      А=5000Дж

A=?                                          U=-А=5000Дж

U=?

Ответ: А=5000Дж, U=-А=5000Дж.

74. Тепловая машина  работает по циклу Карно, к.п.д.  которого 0,4. Каков будет к.п.д.  этой машины, если она будет  совершать тот же цикл в  обратном направлении?

 

Дано:                          Решение:

                 Прямой цикл совершает положительную  работу, обратный цикл – совершает     

                             отрицательную работу, так как  к.п.д. в прямой зависимости от работы, к.п.д.

                             прямого цикла будет равно  0,4 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа «Основы электродинамика»

4. Пространство  между двумя параллельными бесконечными  плоскостями с поверхностной плотностью зарядов +5 и -9 Кл/м² заполнено стеклом. Определить напряженность поля: а) между плоскостями; б) вне плоскостей.

Дано:                               Решение:

5 Кл/м²        Е=    

9 Кл/м²          Е₁=0,56 Кл/м²  Е₂=1,01 Кл/м²

                                      Е=Е₁+Е₂      Е=1,57 Кл/м²

Е=?

    

Ответ: а) Е=1,57 Кл/м², б) Е=0 Кл/м² 
 

14. Поверхностная  плотность заряда  бесконечной  равномерно заряженной плоскости  равна 30нКл/м². Определить поток вектора напряженности через поверхность сферы диаметром 15 см, рассекаемой этой плоскостью пополам.

Дано:                                                  Решение:      

R=0,15м                            

Кл/м  0,24 =240 Кл м²/Ф

?

                                     Ответ: 0,24 =240 Кл м²/Ф  
 
 

24. Конденсатор  емкостью 6мкФ последовательно соединен с конденсатором неизвестной емкости и они подключены к источнику постоянного напряжения 12 В. Определить емкость второго конденсатора и напряжения на каждом конденсаторе, если заряд батареи 24 мкКл.

Дано:                  CИ                    Решение:

С₁=6 Ф                        

U=12B                                 Q=CU=

Q=24мкКл  =   24                        

                                               C=   C=2

U-? С=   С₂=3

С₂-?                               U₁=4В  U₂=8В

                                   Ответ: С₂=3 U₁=4В  U₂=8В  

34. Температура  вольфрамовой нити электролампы 2000⁰С, диаметр 0,02 мм, сила тока в ней 4А. Определить напряженность поля в нити.

Дано:                                         Решение:

Т=2000⁰С=2273К           Е=          

D=0,2мм=0,2        Е=40,2 Кл/м²

I=4A

Е=?                                   

  Ответ: Е=40,2 Кл/м² 

44. По двум  бесконечно длинным прямолинейным  параллельным проводникам текут  токи 5 и 10 А в одном направлении.  Геометрическое место точек, в котором индукция магнитного поля равна нулю, находится на расстоянии 10 см от проводника с меньшим током. Определить расстояние между проводниками. 

Дано:                     Решение:

I₁=5A                    F=

I₂=10A

B=0 

l=10см=0,1м

r=?                           r= 12cм 

Ответ:12см 

54.Какое ускорение приобретает  проводник массой 0,1 г и длиной 8см в однородном магнитном  поле напряженностью 10 кА/м, если сила тока в нем 1А, а направления тока и индукции взаимно перпендикулярны?

Дано:                 СИ                           Решение:

m=0,1г             0,0001кг               

l=8см               0,08 м

H=10кА/м       10000А/м             

I=1A а=10м/с²

a=?

                             Ответ: а=10м/с² 
 
 
 

64. В плоскости,  перпендикулярной однородному магнитному  полю напряженностью 2 А/м вращается стержень длиной 0,4м относительно оси, проходящей через его середину. В стержне индуцируется электродвижущая сила, равная 0,2В. Определить угловую скорость стержня.

Дано:                                Решение:

Н=2 10⁵ А/м       

L=0,4м               

=0,2В                =8с^-1

=? 

Ответ: =8с^-1 
 
 
 

74. Квадратная рамка  со стороной 1 см содержит 100 витков и помещена в однородное магнитное поле напряженностью 100 А/м.  Направление поля составляет угол 30⁰ Определить работу при повороте рамки на 30⁰, в одну и другую сторону, если по ней течет ток 1А?

Дано:                         Решение:

а=1см=0,01м          А=I =

n=100 

Н=100А/м 

I=1A                           A=10,6 Дж

                            

А                          

 Ответ: A=10,6 Дж