Министерство транспорта российской федерации федеральное агентство железнодорожного транспорта
 Скачать 75.32 Kb.
|
|
3143 МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» Кафедра «Физика и экологическая теплофизика» ФИЗИКА Задания к выполнению контрольных работ для студентов специальностей 190109.65 - Наземные транспортно-технологические средства, 271501.65 - Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей заочной формы обучения Составители: Д.Б. Волов Н.Ю. Хохлова В.В. Савичев Самара 2012 УДК 537 Физика : задания к выполнению контрольных работ для студентов специальностей 190109.65 - Наземные транспортно-технологические средства, 271501.65 - Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей заочной формы обучения / составители : Д.Б. Волов, Н.Ю. Хохлова, В.В. Савичев. - Самара : СамГУПС, 2012.-24 с. Издание предназначено для выполнения контрольных работ по дисциплине «Физика» для студентов заочной формы обучения специальностей 190109.65 - Наземные транспортно-технологические средства, 271501.65 - Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей. Утверждены на заседании кафедры 3 сентября 2012 г., протокол № 1. Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета. Составители: Д.Б. Волов Н.Ю. Хохлова В.В. Савичев Рецензенты: к.ф-м.н., доцент кафедры «ФТТ и неравновесных систем» СамГУ С.В. Цаплин; к.ф-м.н., доцент, заведующий кафедрой «Высшая математика» СамГУПС В.П.Кузнецов Под общей редакцией профессора В.Т. Волова Компьютерная верстка: Е.А. Самсонова Подписано в печать 27.12.2012. Формат 60*90 1/16. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 150 экз. Заказ 319. © Самарский государственный университет путей сообщения, 2012 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ При изучении курса по дисциплине «Физика», студент должен выполнить четыре контрольных работы. Номер варианта выбирается первой букве фамилии, имени, отчества. Перед решением задачи студент должен проработать соответствующий раздел курса физики. При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие условия: 1. Контрольные работы нужно выполнять в школьной тетради, на обложке которой привести сведения по следующему образцу: Студент заочного факультета СамГУПС Киселев А. В. Шифр 257320 Адрес: г. Каргополь Архангельской обл., ул. Сергеева, д. 2, кв. 5 Контрольная работа №1(2,3,4) по физике Работу следует писать от руки на одной стороне листа. Это необходимо для рецензирования и исправлений. Страницы должны быть пронумерованы. 2. Условия задач в контрольной работе надо переписать полностью без сокращений. 3. Решение задач вести поэтапно, с пояснением каждого хода решения, в тех случаях, когда это возможно, дать чертеж, выполненный с помощью чертежных принадлежностей. 4. Перед вычислением искомых величин следует вначале написать расчетную формулу в буквенном выражении, затем подставить численные значения всех входящих в нее параметров и привести окончательный ответ. 5. В приводимых расчетных формулах поясняются все входящие в них параметры. 6. После получения расчетной формулы для проверки ее правильности следует подставить в правую часть формулы вместо символов величин обозначения единиц измерения этих величин, произвести с ними необходимые действия и убедиться в том, что полученная при этом единица измерения соответствует искомой величине. Если такого соответствия нет, то это означает, что задача решена неверно. 7. У всех размерных величин должна быть поставлена размерность. Размерность всех величин должна быть выражена в Международной системе единиц СИ. 8. При подстановке в расчетную формулу, а также при записи ответа числовые значения величин следует записывать как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на соответствующую степень десяти. Например, вместо 3520 надо записать 3,52*103, вместо 0,00129 записать 1,29*103 и т. п. 9. В конце контрольной работы указать, каким учебником или учебным пособием студент пользовался при изучении физики (название учебника, автор, год издания). Это делается для того, чтобы рецензент в случае необходимости мог указать, что следует студенту изучить для завершения контрольной работы. 10. Все отмеченные рецензентом ошибки должны быть исправлены, а сделанные указания должны быть выполнены. Исправлять ошибки следует отдельно по каждой задаче на чистой стороне листа. Работа может быть зачтена только в том случае, если она не содержит принципиальных и грубых арифметических ошибок. Арифметические ошибки, вызванные несоблюдением единства размерностей или какой-либо небрежностью при расчете, будут оценены наравне с принципиальными ошибками методического характера. Если контрольная работа при рецензировании не допущена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторную работу необходимо представить вместе с недопущенной. К зачету или экзамену по дисциплине студента допускают только после получения им зачета как по контрольной работе, так и по лабораторным работам, которые он должен выполнить и защитить в лаборатории кафедры. ВНИМАНИЕ! Категорически запрещается в настоящих методических указаниях, делать какие-либо пометки в тексте или па рисунках. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 Таблица вариантов к контрольной работе №1
Например, студент Сидоров Николай Иванович должен решить следующие задачи: но первой букве фамилии С - (103, 118), по первой букве имени Н - (127, 134) и по первой букве отчества И - (141, 160). ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ. ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ 101. Мотоциклист за первые 5 мин проехал 3 км, за последующие 8 мин - 9,6 км и за последние 6 мин - 5,4 км. Определить скорость движения мотоциклиста на каждом из трех участков пути; среднюю скорость за все время движения. 102. Товарный поезд длиной L1= 630 м и экспресс длиной L2 = 120 м идут по двум параллельным путям в одном направлении со скоростями v1= 48,6 км/ч и v2 = 102,6 км/ч соответственно. В течение какого времени экспресс будет обгонять товарный поезд? 103. С аэростата, находящегося на высоте 300 м, упал камень. Через какое время камень достигнет земли, если аэростат опускается со скоростью 5 м/с? Если аэростат поднимается со скоростью 5 м/с? 104. Мальчик бросил горизонтально мяч из окна, находящегося на высоте 20 м. Сколько времени летел мяч до поверхности земли, и с какой скоростью он был брошен, если он упал на расстоянии 6,0 м от основания дома? 105. Какую начальную скорость надо сообщить камню при бросании его вертикально вниз с моста высотой 20 м, чтобы он достиг поверхности воды через 1 с? На сколько дольше длилось бы падение камня с этой же высоты при отсутствии начальной скорости? 106. Зависимость пройденного телом пути от времени задается уравнением: S = А + Bt + Ct2, где А = 3 м, В = 2 м/с, С = 1 м/с2. Найти среднюю скорость и среднее ускорение за первую и вторую секунды его движения. 107. Точка движется по окружности радиусом 2 см. Зависимость пути от времени: S = Ct3, где С = 0,1 см/с3. Найти нормальное и тангенциальное ускорения точки в момент, когда линейная скорость станет равной 0,3 м/с. 108. Два поезда идут навстречу друг другу со скоростями v1 = 36 км/ч и v2 = 54 км/ч. Пассажир в первом поезде замечает, что второй поезд проходит мимо него в течение времени t = 6 с. Какова длина второго поезда? 109. Колесо, вращаясь равнозамедленно, при торможении уменьшило свою частоту за 1 мин с 300 до 180 об/мин. Найти угловое ускорение колеса и число оборотов, сделанное им за это время. 110. Точка движется по окружности радиусом 20 см с постоянным тангенциальным ускорением 5 м/с2. Через какое время после начала движения нормальное ускорение точки будет равно тангенциальному? 111. Летчик, масса которого равна 80 кг, выполняет мертвую петлю радиусом 25 м. При этом скорость самолета равна 540 км/ч. С какой силой давит летчик на сиденье кресла в нижней точке петли? 112. Автомат выпускает 600 пуль в минуту. Масса каждой пули 4 г, ее начальная скорость 500 м/с. Найти среднюю силу отдачи при стрельбе. 113. Диск массой 1 кг и диаметром 60 см вращается вокруг оси, проходящей через центр перпендикулярно его плоскости, делая 20 об/с. Какую работу надо совершить, чтобы остановить диск? 114. Горизонтально расположенный диск проигрывателя вращается с частотой 78 об/мин. На него поместили небольшой предмет. Предельное расстояние от предмета до оси вращения, при котором предмет удерживается на диске, равно 7 см. Каков коэффициент трения между предметом и диском? 115. На наклонной плоскости длиной 13 м и высотой 5 м лежит груз массой 26 кг. Коэффициент трения равен 0,5. Какую силу надо приложить к грузу вдоль этой плоскости, чтобы втащить груз? Чтобы стащить груз с этой плоскости? 116. Мальчик массой 50 кг, скатившись па санках с горки, проехал по горизонтальной дороге до остановки путь 20 м за 10 с. Найти силу трения и коэффициент трения. 117. Брусок массой 400 г, прицепленный к динамометру, двигают равномерно по горизонтальной поверхности. Динамометр показывает при этом 1 Н. В другом случае, брусок двигали по той же поверхности с ускорением. При этом динамометр уже показывал 2 Н. Каким было ускорение? 118. Поезд массой 500 т движется равнозамедленно при торможении, при этом его скорость уменьшается в течение 1 мин от 40 до 28 км/ч. Найти силу торможения. 119. Масса пассажира с лифтом 800 кг. С каким ускорением и в каком направлении движется лифт, если известно, что сила натяжения троса, поддерживающего лифт, Т = 12 кН. 120. Тело скользит по наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол 45°. Пройдя расстояние 36,4 см, тело приобретет скорость 2 м/с. Чему равен коэффициент трения тела о плоскость? 121. При вертикальном подъеме груза массой 2 кг на высоту 1 м постоянной силой была совершена работа 78,5 Дж. С каким ускорением поднимается груз? 122. Конькобежец, стоя на льду, бросил вперед пятикилограммовую гирю со скоростью 6 м/сек. При этом он откатился назад со скоростью 0,5 м/сек. Определить массу конькобежца. 123. При ударе двух шаров скорость одного уменьшилась на 2 м/сек, а скорость другого увеличилась на 0,5 м/сек. Каково отношение масс этих шаров? 124. Из орудия массой 5 т вылетает снаряд массой 100 кг. Кинетическая энергия снаряда при вылете 7,5 кДж. Какую кинетическую энергию получает орудие вследствие отдачи? 125. Камень массой 2 кг упал с некоторой высоты. Падение продолжалось 1,43 с. Найти кинетическую и потенциальную энергию камня в средней точке пути. Сопротивлением воздуха пренебречь. 126. Молекула массой 4,65*10-26 кг, летящая нормально к стенке сосуда со скоростью 600 м/с, ударяется о стенку упруго и отскакивает от него без потерь. Найти импульс силы F*Δt, полученный стенкой за время удара. 127. Человек массой m1 = 70 кг, бегущий со скоростью v1 = 9 км/ч, догоняет тележку массой m2 = 190 кг, движущуюся со скоростью v2 = 3,6 км/ч, и вскакивает на нес. С какой скоростью станет двигаться тележка с человеком? C какой скоростью будет двигаться тележка с человеком, если человек до прыжка бежал навстречу тележке? 128. Орудие, жестко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел вдоль полотна железной дороги под углом α = 30° к линии горизонта. Определить скорость u2 отката платформы, если снаряд вылетает со скоростью u1 = 480 м/с. Масса платформы с орудием и снарядами m2 = 18 т, масса снаряда m1 = 60 кг. 129. В деревянный шар массой m1 = 8 кг, подвешенный на нити длиной L= 1,8 м, попадает горизонтально летящая пуля массой m2 = 4 г. С какой скоростью летела пуля, если нить с шаром и застрявшей в нем пулей отклонилась от вертикали на угол α = 3°? Размером шара пренебречь. Удар пули считать прямым, центральным. 130. Шар массой m1 = 3 кг движется со скоростью v1 = 2 м/с и сталкивается с покоящимся шаром массой m2 = 5 кг. Какая работа будет совершена при деформации шаров? Удар считать абсолютно неупругим, прямым, центральным. 131. На барабан радиусом 0,5 м намотан шнур, к концу которого привязан груз массой 10 кг. Найти момент инерции барабана, если известно, что груз опускается с ускорением 2,04 м/с2. 132. Обруч и диск одинаковой массы катятся без скольжения с одинаковой линейной скоростью. Кинетическая энергия обруча 4 Дж. Найти кинетическую энергию диска. 133. Найти линейную скорость движения центра масс обруча, скатывающегося без скольжения с наклонной плоскости. Начальная скорость равна нулю. Угол наклона плоскости 30°. 134. Маховик, момент инерции которого 63,6 кг*м2, вращается с постоянной угловой скоростью 31,4 рад/с. Найти тормозящий момент, под действием которого маховик останавливается через 20 с. 135. На обод маховика диаметром D = 60 см намотан шнур, к концу которого привязан груз массой m = 2 кг. Определить момент инерции маховика, если он, вращаясь равноускоренно под действием силы тяжести груза, за время t = 3 с приобрел угловую скорость ω = 9 рад/с. 136. Стержень вращается вокруг оси, проходящей через его середину, согласно уравнению ϕ= At + Bt3, где А = 2 рад/с, В = 0,2 рад/с3. Определить вращающий момент М, действующий на стержень через время t = 2 с после начала вращения, если момент инерции стержня J = 0,048 кг*м2. 137. Блок, имеющий форму диска массой m = 0,4 кг, вращается под действием силы натяжения нити, к концам которой подвешены грузы массами m1 = 0,3 кг и m2 = 0,7 кг. Определить силы натяжения нити Т1 и Т2 по обе стороны блока. 138. На скамье Жуковского сидит человек и держит на вытянутых руках гири массой m = 5 кг каждая. Расстояние от каждой гири до оси скамьи l = 70 см. Скамья вращается с частотой ω = 1 с-1. Как изменится частота вращения скамьи, и какую работу произведет человек, если он сожмет руки так, что расстояние от каждой гири до оси уменьшится до l = 20 см? Момент инерции человека и скамьи (вместе) относительно оси J = 2,5 кг*м2. 139. На краю платформы в виде диска, вращающейся по инерции вокруг вертикальной оси с частотой ω = 8 мин-1 стоит человек массой m1 = 70 кг. Когда человек перешел в центр платформы, она стала вращаться с частотой n2 = 10 мин-1 . Определить массу m2 платформы. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки. 140. Определить момент силы М, который необходимо приложить к блоку, вращающемуся с частотой n = 12 м-1,чтобы он остановился в течение времени Δt = 8 с. Диаметр блока D = 30 см. Массу блока m = 6 кг считать равномерно распределенной по ободу. 141. К пружине подвешен груз массой 10 кг. Зная, что пружина под влиянием силы 9.8 Н растягивается на 1,5 см, определить период вертикальных колебаний груза. 142. Амплитуда гармонического колебания 5 см, период 4 с. Найти максимальную скорость колеблющейся точки и ее максимальное ускорение. 143. Найти разность фаз колебаний двух точек, лежащих на луче и отстоящих на расстоянии 2 м друг от друга, если длина волны 1 м. 144. Смещение от положения равновесия точки, находящейся на расстоянии 4 см от источника колебаний в момент t = Т/6 с равно половине амплитуды. Найти длину бегущей волны. 145. Найти длину волны колебания, период которого 10-14 с. Скорость распространения колебаний 3*108 м/с. 146. Начальная фаза гармонического колебания равна нулю. Через какую долю периода скорость точки будет равна половине ее максимальной скорости? 147. Точка совершает гармонические колебания х = A sin ωt, где А = 5 см, ω = 2 с-1. В момент времени, когда точка обладала потенциальной энергией 0,7 мДж, на нее действовала возвращающая сила в 5 мН. Найти этот момент времени. 148. Определить период колебаний математического маятника, если модуль его максимального перемещения 18 см и максимальная скорость 16 см/с. 149. Материальная точка совершает гармонические колебания так, что в начальный момент времени смещение хо = 4 см, скорость v0 = 10 см/с. Определить амплитуду и начальную фазу колебаний, если их период Т = 2 с. 150. Шарик массой 60 г колеблется с периодом 2 с. В начальный момент его смещение 4 см и он обладает энергией 0,002 Дж. Записать уравнение простого гармонического колебания шарика и закон изменения возвращающей силы с течением времени. 151. Найти скорость течения по трубе углекислого газа, если известно, что за полчаса через поперечное сечение трубы диаметром 2 см протекает 0,51 кг газа с плотностью 7,5 кг/м3. 152. В сосуд льется вода, причем за 1 с наливается 0,2 л. Каков должен быть диаметр отверстия в дне сосуда, чтобы вода в нем держалась на постоянном уровне, равном 8,3 см? 153. В чан равномерной струей наливается вода. Приток воды 150 см3/с. В дне чана имеется отверстие площадью 0,5 см2. Какого уровня может достигнуть вода в чане? 154. Шарик всплывает с постоянной скоростью в жидкости, плотность которой в 4 раза больше плотности материала шарика. Во сколько раз сила трения, действующая на всплывающий шарик, больше веса этого шарика? 155. Какой наибольшей скорости может достичь дождевая капля диаметром 0,3 мм, если динамическая вязкость воздуха равна 1,2*10-4 г/см*с? 156. Стальной шарик диаметром 1 мм падает с постоянной скоростью 0,185 см/с в большом сосуде, наполненном касторовым маслом. Найти динамическую вязкость касторового масла. 157. Смесь свинцовых дробинок диаметром 3 мм и 1 мм опустили в бак с глицерином глубиной 1 м. Насколько позже упадут на дно дробинки меньшего диаметра по сравнению с дробинками большего диаметра? Динамическая вязкость при температуре опыта 14,7 г/см*с. 158. В дне цилиндрического сосуда имеется круглое отверстие диаметром 1 см. Диаметр сосуда 0,5 м. Найти зависимость скорости понижения уровня воды в сосуде от высоты этого уровня. Найти численное значение этой скорости для высоты 0,2 м. 159. На столе стоит сосуд с водой, в боковой поверхности которого имеется малое отверстие, расположенное на расстоянии 25 см от дна сосуда и на расстоянии 16 см от уровня воды. Уровень воды в сосуде поддерживается постоянным. На каком расстоянии от отверстия (по горизонтали) струя воды падает на стол? 160. В восходящем потоке воздуха, скорость которого 2 см/с, находится пылинка, имеющая форму шарика диаметром 0,01 мм. Опускается или поднимается пылинка, если ее плотность на 2,3 г/см3 больше плотности воздуха? Принять, что движение воздуха при обтекании пылинки является ламинарным. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 Таблица вариантов к контрольной работе № 2
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 201. Какое число молекул содержится в 1 г водяного пара? 202. Молекула азота летит со скоростью 430 м/с. Найти количество движения этой молекулы. 203. Баллон вместимостью V = 20 л заполнен азотом при температуре Т = 400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δр = 200 кПа. Определить массу m израсходованного газа. Процесс считать изотермическим. 204. В сосуде находится 14 г азота и 9 г водорода при температуре 10 °С и давлении 1 МПа. Найти молярную массу смеси. 205. 12 г газа занимают объем 4*10-3 м3 при температуре 7 °С. После нагревания газа, при постоянном давлении, его плотность стала равна 6*10-4 г/см3. До какой температуры нагрели газ? 206. Во сколько раз плотность воздуха, заполняющего помещение зимой (7 °С) больше его плотности летом (30 °С)? Давление одинаково. 207. Газ нагревается от 27 °С до 127 °С. На сколько изменится при этом средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа? 208. Найти отношение средних квадратичных скоростей молекул гелия и азота при одинаковых температурах. 209. Какой объем занимают 10 г кислорода при давлении 750 мм рт.ст. температуре 20 °С? 210. Чему равна энергия вращательного движения молекул, содержащихся в 1 азота при температуре 7 °С? 211. Какое количество теплоты надо сообщить 12 г кислорода, чтобы нагреть его на 50 °С при постоянном давлении? 212. 7 г углекислого газа было нагрето на 10 °С в условиях свободного расширения. Найти работу расширения газа и изменение его внутренней энергии. 213. При адиабатическом сжатии 1 кмоль двухатомного газа была совершена работа 146 кДж. На сколько увеличилась температура газа при сжатии? 214. Открытая стеклянная колба вместимостью 250 см3 нагрета до 127 °С. После этого ее горлышко опущено в воду, температура которой 7 °С. Давление постоянное. Какой объем займет воздух в колбе после охлаждения? Сколько воды войдет в колбу? 215. 2 кмоль углекислого газа нагревают при постоянном давлении на 50 °С. Найти изменение его внутренней энергии и количество теплоты, сообщенное газу. 216. При адиабатном сжатии давление воздуха было увеличено от p1 = 50 кПа до р2 = 0,5 МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление р3 газа в конце процесса. 217. Газ, занимающий объем 22 дм3 под давлением 105 н/м2, был изобарически нагрет от 20 до 100 °С. Определить работу расширения газа. 218. Объем водорода при изотермическом расширении при температуре Т = 300 К увеличился в n = 3 раза. Определить работу А, совершенную газом, и теплоту Q, полученную при этом. Масса m водорода равна 200 г. 219. Определить работу А, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q = 21 кДж. Найти также изменение ΔU внутренней энергии газа. 220. Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V = 50 л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на Δр = 0,5 МПа. 221. Бутылка, наполненная газом, плотно закрыта пробкой площадью сечения 2 см2. Сила трения, удерживающая пробку, равна 8 Н. Давление газа в бутылке и наружное давление равны 100 кПа, начальная температура 270 К. Какое дополнительное давление надо создать, чтобы преодолеть силу трения? Какое давление надо создать изнутри, чтобы пробка вылетела из бутылки? До какой температуры надо для этого нагреть газ? 222. Некоторая масса сухого воздуха поднимается в атмосфере в широком потоке такого же воздуха; теплообмен этой массы с внешними телами отсутствует. Каково изменение температуры воздуха при подъеме на высоту 500 м? 223. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Определить КПД цикла, если известно, что за один цикл была произведена работа 2,94 кДж, и холодильнику было передано 13,4 кДж. 224. Определить изменение энтропии при нагревании 30 см3 железа от 20 до 100 °С. 225. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q1 = 84 кДж. Определить работу А газа, если температура T1 теплоотдатчика в три раза выше температуры Т2 теплоприемника. 226. 2 кг воды нагреваются от 10 до 100 °С и при этой температуре обращаются в пар. Определите изменение энтропии. 227. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от T1 = 380 К до Т1' = 560 К? Температура теплоприемника Т2 = 280 К. 228. Воздушный пузырек диаметром 2,2 мкм находится в воде у самой ее поверхности. Определить плотность воздуха в пузырьке, если воздух над поверхностью воды находится при нормальных условиях. 229. Какая энергия выделится при слиянии двух капель ртути диаметром 0,8 мм и 7,2 мм в одну? 230. Определить давление р внутри воздушного пузырька диаметром d = 4 мм, находящегося в воде на глубине 2 м. Считать атмосферное давление нормальным. 231. В вертикально направленном однородном электрическом поле находится пылинка массой 10-9 г и зарядом 3,2*10-17 Кл. Найти напряженность электрического поля, если сила тяжести пылинки уравновешена силой электрического поля. 232. Постоянные потенциалы двух проводников относительно земли соответственно равны 24 В и -8 В. Какую работу нужно совершить, чтобы перенести заряд 8 *10-7 Кл со второго проводника на первый? 233. С какой скоростью достигают анода электронной лампы электроны, испускаемые катодом, если напряжение между анодом и катодом равно 200 В? Начальной скоростью электронов пренебречь. 234. Определить напряженность поля в точке, лежащей посредине между зарядами q1 = 2*10-7 Кл и q2= -4*10-7 Кл, находящихся в скипидаре на расстоянии 10 см друг от друга. Диэлектрическая проницаемость скипидара 2,2. 235. Площадь пластины слюдяного конденсатора 36 см2, толщина слоя диэлектрика 0,14 см. Вычислить емкость, заряд и энергию конденсатора, если разность потенциалов на его обкладках 300 В, εСЛЮДЫ = 2,1. 236. На сколько изменится потенциал земного шара, если сообщить ему заряд 7 Кл? Радиус земного шара 6400 км. 237. Три одинаковых точечных заряда Q1= Q2 = Q3 = 2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со сторонами а = 10 см. Определить модуль и направление силы F, действующей на один из зарядов со стороны двух других. 238. Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол а. Шарики погружают в масло. Какова плотность ρ масла, если угол расхождения нитей при погружении в масло остается неизменным? Плотность материала шариков ρ = 7,5*103 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла ε = 2,2. 239. Четыре одинаковых заряда Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = 40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Найти силу, действующую на один их этих зарядов со стороны трех остальных. 240. Два положительных заряда Q и 9Q закреплены на расстоянии 100 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения зарядов возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряды. 241. Четыре лампы, рассчитанные на напряжение 3 В и силу тока 0,3 А, надо подключить параллельно и питать от источника напряжения 5,4 В. Резистор какого сопротивления надо включить последовательно лампам? 242. К источнику тока, внутреннее сопротивление которого 2 Ом, параллельно подключены две лампочки сопротивлением по 8 Ом каждая. Амперметр в неразветвленной части цепи показывает 2 А. Что покажет амперметр, если одна из ламп перегорит? 243. Какой длины нужно взять кусок стальной проволоки сечением 0,2 мм2, чтобы присоединив его к полюсам элемента с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 7,2 Ом, получить в цепи ток 250 мА? Удельное сопротивление стали 0,12 *10-6Ом*м. 244. Генератор с ЭДС 150 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом питает 200 ламп сопротивлением по 320 Ом каждая, включенных параллельно. Каково напряжение на зажимах генератора? Сопротивлением проводящих проводов пренебречь. 245. Амперметр имеет сопротивление 0,02 Ом. Его шкала рассчитана на 1,2 А. Шунт какого сопротивления надо поставить к амперметру, чтобы можно было измерять токи силой до 6 А? 246. ЭДС батареи 6 В, ее внутреннее сопротивление 0,5 Ом, сопротивление внешней цепи 11,5 Ом. Найти силу тока в цепи, напряжение на зажимах батареи и падение напряжения внутри батареи. 247. К полюсам источника тока присоединили поочередно резисторы сопротивлением 4,5 и 10 Ом. При этом сила тока в цепи оказалась равной 0,2 и 0,7 А соответственно. Найти ЭДС источника и его внутреннее сопротивление. 248. Медная и железная проволоки одинаковой длины включены параллельно в цепь, причем железная проволока имеет вдвое больший диаметр. По медной проволоке протекает ток 60 мА. Какова сила тока в железной проволоке? 249. К источнику тока с электродвижущей силой 7,5 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом подключили внешнее сопротивление 7 Ом. Определить падение напряжения на внешнем сопротивлении. 250. К полюсам источника с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом присоединили кусок никелиновой проволоки длиной 2,7 м и сечением 0,21 мм2. Каково напряжение на зажимах источника? 251. Сколько времени потребуется лифту, чтобы подняться на высоту 50 м, если масса его кабины 1,2 т, сила тока в двигателе 8 А, а напряжение на нем 380 В? Считайте КПД превращения электроэнергии в полезную работу равным 80 %. 252. Чему равна сила тока в двигателе насоса, если при КПД 85 % насос ежеминутно подает 200 л воды на высоту 40 м? Напряжение питания двигателя 220 В. 253. Верно ли, что кипятильник с сопротивлением 97 Ом должен работать 15 минут, чтобы выделить 900 кДж теплоты? 254. В спирали электроплитки мощностью 500 Вт выделилось 690 кДж теплоты. Сколько времени была включена плитка? 255. За 2 часа работы электрокамина через его спирали прошел заряд 33 кКл. Какое количество теплоты камин передал комнате, если сопротивление его спирали составляет 50 Ом? 256. Сопротивление спирали электроплитки составляет 70 Ом. За полтора часа ее работы по ней прошел заряд 17 кКл. Какое количество теплоты плитка передала окружающим телам? 257. В электрочайнике (11 кВт, КПД 75 %) закипела вода. Какая масса воды выкипит, если еще 2,5 минуты не выключать чайник? 258. Определите мощность электрического чайника, если в нем за 20 мин 1,4 кг воды нагревается от 20 до 100 °С при КПД 60 %. 259. Определить КПД нагревателя, который, обладая мощностью 3,4 кВт, нагревает 2 кг воды от 10 °С до кипения за 5 мин. 260. Сколько времени потребуется для нагревания 2 кг воды от 20 до 100 °С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если его КПД 80 %? КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3 Таблица вариантов к контрольной работе №3
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ 301. На проводник длиной 50 см с током 2 А однородное магнитное поле с магнитной индукцией 0,7 Тл действует с силой 0,05 Н. Определить угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. 302. На провод обмотки электродвигателя при силе тока 20 А действует сила 1 Н. Определите магнитную индукцию в месте расположения провода, если его длина 20 см. 303. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 г течет ток 10 А. Найдите индукцию (модуль и направление) магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера. 304. На провод обмотки якоря электродвигателя при силе тока 20 А действует сила 7 Н. Определите магнитную индукцию поля в месте расположения провода, если длина провода 0,2 м. 305. С какой силой действует магнитное поле с индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1 м? Поле и ток взаимно перпендикулярны. 306. Однородное магнитное поле с индукцией 200 мТл действует на помещенный в него проводник длиной 50 см с силой 0,7 мН. Определите силу тока в проводнике, если угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 45°. 307. Проводник длиной 0,15 м с током 8 А перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного поля, модуль которого 0,4 Тл. Определить работу поля по перемещению проводника на 2,5 мм. 308. С какой средней силой действовало магнитное поле с индукцией 0,2 Тл на проводник длиной 0,3 м, если в проводнике ток равномерно возрастал от нуля до 10 А? 309. По круговому витку радиусом 10 см циркулирует ток 4 А. Определить напряженность и индукцию магнитного поля в центре витка. 310. Квадратная рамка помещена в однородное магнитное поле. Нормаль к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол 60°. Сторона рамки 19 см. Определите индукцию магнитного поля, если известно, что среднее значение ЭДС индукции, возникающей в рамке при выключении поля в течение 0,01 с, равно 50 мВ. 311. Проволочный виток диаметром 5 см и сопротивлением 0,02 Ом находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,3 Тл. Плоскость витка составляет угол 40° с линиями индукции. Какой заряд протечет по витку при равномерном уменьшении магнитного поля до нуля? 312. Кольцо из проволоки сопротивлением 10-3 Ом находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. Определить заряд, который потечет по кольцу, если его выдернуть из поля. Площадь кольца 10 см2, а плоскость составляет угол 90° с линиями магнитной индукции. 313. Проволочный виток радиусом 4 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл. Плоскость витка составляет с линиями индукции угол 30°. Определить поток магнитной индукции, пронизывающий виток. 314. При равномерном изменении магнитного потока, пронизывающего контур проводника на 6,6 Вб, ЭДС индукции в контуре была равна 7,2 В. Найти время изменения магнитного потока. 315. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м под углом 60° к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции в 7 В? Индукция магнитного поля 0,2 Тл. 316. Самолет, имеющий размах крыльев 31,7 м, летит горизонтально со скоростью 400 км/ч. Определить разность потенциалов на концах крыльев, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли 5*10-5 Тл. 317. Магнитный поток, пронизывающий замкнутый проволочный контур с сопротивлением 0,5 Ом, равномерно увеличился с 0,2 мВб до 7 мВб. Какой заряд прошел за это время через поперечное сечение проводника при равномерном изменении потока. Сила тока, ЭДС - постоянны. 318. Горизонтальный стержень длиной 1 м вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов. Ось вращения параллельна магнитному полю с индукцией 50 мкТл. При какой частоте вращения стержня разность потенциалов на его концах U = 7 мВ? 319. Автомобиль движется со скоростью 120 км/ч. Определить разность потенциалов на концах передней оси машины, если длина оси 180 см, а вертикальная составляющая вектора индукции магнитного поля земли равна 5*10-5 Тл. 320. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 5*10-3 Тл со скоростью 107 м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Найти силу, действующую на электрон в магнитном поле, и радиус окружности, по которой он движется. 321. Найдите кинетическую энергию протона, движущегося в магнитном поле по окружности радиусом 50 см. Индукция поля 100 мТл. 322. В направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 107 м/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см. 323. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом в 30°. Найти радиус винтовой линии, если В = 1,3 Тл. 324. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 10 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом в 60°. Найти шаг винтовой линии, если В = 1,3 Тл. 325. Магнитное поле с В = 5 Тл направлено перпендикулярно электрическому полю напряженностью Е = 10 В/см. Пучок электронов летит с некоторой скоростью V, в пространство, где расположены эти поля, их скорость перпендикулярна плоскости, в которой лежат Е и В. Найти скорость электронов, если при одновременном действии обоих полей пучок электронов не испытывает отклонения. 326. Циклотрон предназначен для ускорения протонов до энергии 5 МэВ. Определить наибольший радиус орбиты, по которой движется протон, если индукция магнитного поля циклотрона 1 Тл. 327. Сравнить отношение q/m для протона и электрона, если они, влетая со скоростью 106 м/с в однородное магнитное поле напряженностью 3 А/м, движутся по окружности радиуса 9 см. 328. Магнитное поле с В = 3 Тл направлено перпендикулярно электрическому с напряженностью Е = 6 В/см. Пучок электронов влетает с некоторой скоростью v, в пространство, где расположены эти поля. Скорость электронов перпендикулярна плоскости, в которой лежат Е и В. Найти радиус кривизны траектории электронов, если включено только магнитное поле. 329. Найти отношение q/m для заряженной частицы, если она, влетая со скоростью 108 м/с в однородное магнитное поле напряженностью 2,5 А/м, движется по окружности радиуса 8,3 см. 330. Поток магнитной индукции сквозь соленоид равен 5 *10-6 Вб. Найти магнитный момент этого соленоида, если его длина 25 см. 331. Сколько ампер-витков потребуется для того, чтобы внутри соленоида малого диаметра и длиною 30 см объемная плотность энергии магнитного поля стала равна 7,75 Дж/м3. 332. В обмотке трансформатора с индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Определите энергию магнитного поля, запасенную обмоткой. Как изменится энергия магнитного поля, если сила тока в обмотке уменьшится в 2 раза? 333. Сколько витков имеет катушка индуктивностью 10-3 Гн, если при силе тока 1 А магнитный поток через поперечное сечение равен 2*10-6 Вб? Чему равна энергия магнитного поля катушки? 334. Катушка с железным сердечником сечением 20 см2 имеет индуктивность 2*10-2 Гн. Какова должна быть сила тока, чтобы индукция поля в сердечнике была 10-3 Тл, число витков равно 1000? 335. Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А в течение 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ. 336. Какой магнитный поток пронизывал каждый виток катушки, имеющей 1000 витков, если при равномерном исчезновении магнитного поля за время t = 7 мс в катушке индуцируется ЭДС 100 В? 337. По катушке с индуктивностью 8 мкГн течет ток силой 6 А. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, если сила тока изменяется практически до нуля за время t = 5 мс. 338. Соленоид имеет индуктивность 2*10-7 Гн. При какой силе тока энергия магнитного поля внутри соленоида равна 10-3 Дж? 339. В катушку с площадью поперечного сечения S = 20 см2 и числом витков N = 500 вставлен сердечник. Индуктивность катушки с сердечником 0,28 Гн при I = 5 А. Найти магнитную проницаемость сердечника. 340. Эффективная сила тока равна 7 А. Какова средняя сила тока? 341. При каком эффективном значении напряжения по обмотке катушки, имеющей омическое сопротивление 35 Ом и индуктивность 0,1 Гн, пойдет ток 3 А? Частота тока 50 Гц. 342. Какой электроемкости надо взять конденсатор, чтобы его сопротивление было таким же, как у реостата сопротивлением 500 Ом, если частота тока равна 50 Гц? 343. В катушке с омическим сопротивлением 10 Ом при частоте 50 Гц получается сдвиг фазы между напряжением и током, равный 60°. Определите индуктивность катушки. 344. На картонный цилиндр длиной 50. см и диаметром 5 см навиты 500 витков медного провода диаметром 0,5 мм. При какой частоте полное сопротивление такой катушки в 2 раза больше ее омического сопротивления? 345. К сети переменного тока (120 В; 50 Гц) присоединены параллельно конденсатор (20 мкФ) и катушка (100 Ом; 0,5 Гн). Определите силы тока в конденсаторе, катушке и общую силу тока. 346. Измерительные приборы на щитке у генератора переменного тока показывают силу тока 540 А, напряжение 235 В и мощность 108 кВт. Каков сдвиг фазы? 347. Определите потери мощности в проводке от магистрали к потребителю при следующих данных: передаваемая мощность 100 кВт; напряжение на станции 220 В; сопротивление проводки 0,01 Ом, сдвиг фазы 37°. 348. Параллельно соединенные реостат (60 Ом) и катушка (20 Ом; 0,05 Гн) присоединены к сети переменного тока (50 Гц). По катушке идет ток 4 А. Какой ток идет по реостату и чему равен полный ток, идущий от источника? 349. Мгновенное значение ЭДС синусоидального тока для фазы 30° равно 120 В. Каково амплитудное и эффективное значение ЭДС? 350. В цепь включены конденсатор емкостью 2 мкФ и катушка индуктивностью 0,05 Гн. При какой частоте тока в этой цепи будет резонанс? 351. Напряжение на концах участка цепи изменяется по закону u= U0 sin ( ωt + π/6 ) В. В момент времени t = Т/12 с мгновенное значение напряжения 10 В. Определить амплитудное значение напряжения и циклическую частоту колебаний, если период колебаний 0,01 с. 352. Напряжение на обкладках конденсатора изменяется с течением времени по закону u = 100 sin(104 πt) В. Емкость конденсатора 10-8 Ф. Найти период колебаний и индуктивность контура. 353. Каков диапазон частот собственных колебаний контура, если его индуктивность 0,1 мкГн, а емкость изменяется от 50 до 5000 пФ? 354. Какую индуктивность надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости в 2 мкФ получить звуковую частоту 1000 Гц? Сопротивлением контура пренебречь. 355. Колебательный контур состоит из индуктивности в 10-2 Гн, емкости 0,405 мкФ и сопротивления 2 Ом. Во сколько раз уменьшится разность потенциалов на обкладках за один период? 356. Чему равно отношение энергии магнитного поля колебательного контура к энергии его электрического поля для момента времени t = Т/8 с? 357. На какой диапазон волн можно настроить контур, если его индуктивность 2 мГн, а емкость меняется от 6 пФ до 4,8 пФ? 358. Батарея, состоящая из двух конденсаторов электроемкостью по 2 мкФ каждый, разряжается через катушку индуктивностью 1 мГн и сопротивлением 50 Ом. Возникнут ли при этом колебания, если конденсаторы соединены: а) параллельно; б) последовательно? 359. Максимальное напряжение в колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивностью 5 мкГн и конденсатора емкостью 0,013 мкФ, равно 1,2 В. Определить эффективную силу тока в контуре, максимальное значение магнитного потока, если число витков равно 28. 360. Каков диапазон частот собственных колебаний контура, если его индуктивность 0,1 мкГн, а емкость изменяется от 50 до 5000 пФ? КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4 Таблица вариантов к контрольной работе № 4
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ, ДИФРАКЦИЯ И ПОЛЯРИЗАЦИЯ ВОЛН. АТОМНАЯ ФИЗИКА И КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ В РЕЛЯТИВИСТСКОЙ МЕХАНИКЕ 401. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет с длиной волны λ = 500 нм. Отраженный от нее свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину dmin пленки, если показатель преломления материала пленки n = 1,4. 402. На тонкий стеклянный клин падает нормально свет с длиной волны 0,6 мкм. Расстояние между соседними интерференционными полосами в отраженном свете равно 0,5 мм. Показатель преломления стекла 1,5. Определить угол между поверхностями клина. 403. На тонкий стеклянный клин падает нормально монохроматический свет. Наименьшая толщина клина, с которой видны интерференционные полосы в отраженном свете, равна 0,1 мкм. Расстояние между полосами 2 мм. Найти угол между поверхностями клина. Показатель преломления стекла 1,5. 404. В опыте Юнга одна из щелей перекрывалась прозрачной пластинкой толщиной 10 мкм, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое восьмой светлой полосой. Найти показатель преломления пластинки, если длина волны света 0,6 мкм. 405. Расстояние L от щелей до экрана в опыте Юнга равно 1 м. Определить расстояние между щелями, если на отрезке длиной l = 1 см укладывается N = 10 темных интерференционных полос. Длина волны λ = 0,7 мкм. 406. Расстояние между двумя когерентными источниками 1,1 мм, а расстояние от источников до экрана 2,5 м. Источники испускают монохроматический свет с длиной волны 0,55 мкм. Определить число интерференционных полос, приходящихся на 1 см длины экрана. 407. На щель шириной 0,2 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны 0,6 мкм. Найти расстояние между первыми дифракционными минимумами на экране, удаленном от щели на 0,5 м. 408. На пленку из глицерина толщиной 0,3 мкм падает белый свет. Каким будет казаться цвет пленки в отраженном свете, если угол падения лучей 45°? 409. При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный луч полностью поляризован. Угол преломления равен 30°. Чему равен показатель преломления диэлектрика? 410. На мыльную пленку падает белый свет под углом 60°. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в красный цвет (λ = 0,65 мкм)? Показатель преломления мыльной воды 1,33. 411. Какую разность длин волн может разрешить дифракционная решетка шириной 2 см и периодом 5 мкм в области красных лучей (λ = 0,7 мкм) в спектре второго порядка? 412. На грань кристалла каменной соли падает узкий пучок рентгеновских лучей (λ = 0,15 нм). Под каким углом к поверхности кристалла должны падать лучи, чтобы наблюдался дифракционный максимум первого порядка? Расстояние между атомными плоскостями кристалла равно 0,285 нм. 413. Расстояние между атомными плоскостями кристалла кальцита равно 0,3 нм. Определить, при какой длине волны рентгеновского излучения второй дифракционный максимум будет наблюдаться при отражении лучей под углом 30° к поверхности кристалла. 414. Чему должна быть равна ширина дифракционной решетки с периодом 20 мкм, чтобы в спектре первого порядка был разрешен дублет λ = 404,4 нм и λ = 404,7 нм? 415. На дифракционную решетку с периодом 4,8 мкм падает нормально свет. Какие спектральные линии, соответствующие длинам волн, лежащим в пределах видимого спектра, будут совпадать в направлении (ϕ = 30°)? 416. Постоянная дифракционной решетки равна 2,5 мкм. Определить наибольший порядок спектра, общее число главных максимумов в дифракционной картине и угол дифракции в спектре третьего порядка при нормальном падении монохроматического света с длиной волны 0,59 мкм. 417. На узкую щель нормально падает плоская монохроматическая световая волна (λ = 628 нм). Чему равна ширина щели, если второй дифракционный максимум наблюдается под углом 1° 30' ? 418. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии 1 м от точечного источника монохроматического света (λ= 0,5 мкм). Посередине между экраном и источником света помещена диафрагма с круглым отверстием. При каком наименьшем радиусе отверстия центр дифракционной картины будет темным? 419. Свет от монохроматического источника (λ = 0,6 мкм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием диаметром 1,2 мм. Темным или светлым будет центр дифракционной картины на экране, находящемся на расстоянии 0,3 м от диафрагмы? 420. На поверхность дифракционной решетки нормально к ее поверхности падает монохроматический свет. Постоянная дифракционной решетки в n = 4,6 раза больше длины световой волны. Найти общее число М дифракционных максимумов, которые теоретически можно наблюдать в данном случае. 421. Естественный свет падает на поверхность диэлектрика под углом полной поляризации. Степень поляризации преломленного луча составляет 0,105. Найти коэффициент отражения света. 422. Естественный свет падает на поверхность диэлектрика под углом полной поляризации. Коэффициент пропускания света равен 0,915. Найти степень поляризации преломленного луча. 423. Под каким углом к горизонту должно находиться Солнце, чтобы свет, отраженный от поверхности воды, был максимально поляризован? 424. Естественный свет падает на кристалл алмаза под углом полной поляризации. Найти угол преломления света. 425. Естественный свет падает на поверхность диэлектрика под углом полной поляризации. Коэффициент отражения света равен 0,095. Найти степень поляризации преломленного луча. 426. Естественный свет проходит через два поляризатора, угол между главными плоскостями которых равен 45°. Во сколько раз уменьшится интенсивность света после прохождения этой системы? Считать, что каждый поляризатор отражает и поглощает 10 % падающего на них света. 427. Естественный свет проходит через два поляризатора, угол между главными плоскостями которых 60°. Во сколько раз изменится интенсивность света, прошедшего эту систему, если угол между плоскостями поляризаторов уменьшить в два раза? 428. Чему равен угол между главными плоскостями двух поляризаторов, если интенсивность естественного света, прошедшего через них, уменьшилась в 5,4 раза? Считать, что каждый поляризатор отражает и поглощает 14 % падающего на них света. 429. Параллельный пучок света переходит из глицерина в стекло так, что пучок, отраженный от границы раздела этих сред, оказывается максимально поляризованным. Определить угол у между падающим и преломленным пучками. 430. Угол падения ε1 луча на поверхность, стекла равен 60°. При этом отраженный пучок света оказался максимально поляризованным. Определить угол ε2 преломления луча. 431. Давление света с длиной волны 0,6 мкм, падающего нормально на черную поверхность, равно 2 мкПа. Определить число фотонов, падающих за секунду на 1 см2 этой поверхности. 432. Красной границе фотоэффекта для алюминия соответствует длина волны 0,332 мкм. Найти длину волны монохроматической световой волны, падающей на алюминиевый электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1 В. 433. Гамма-фотон с энергией 0,51 МэВ испытал комптоновское рассеяние на свободном электроне строго назад. Определить кинетическую энергию электрона отдачи. До столкновения электрон покоился. 434. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из вольфрамового электрода, освещаемого ультрафиолетовым светом с длиной волны 0,2 мкм. 435. Первоначально покоившийся свободный электрон в результате комптоновского рассеяния на нем гамма-фотона с энергией 0,51 МэВ приобрел кинетическую энергию, равную 0,17 МэВ. Чему равен угол рассеяния фотона? 436. Давление света, нормально падающего на поверхность, 3 мкПа. Определить концентрацию фотонов вблизи поверхности, если длина волны света 0,45 мкм, а коэффициент отражения 0,36. 437. Катод вакуумного фотоэлемента освещается светом с длиной волны 0,405 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1,2 В. Найти работу выхода электронов из катода. 438. Определить давление солнечных лучей, нормально падающих на зеркальную поверхность. Интенсивность солнечного излучения 1,37 кВт/м2. 439. Найти задерживающую разность потенциалов для фотоэлектронов, испускаемых при освещении цезиевого электрода ультрафиолетовым излучением с длиной волны 0,3 мкм. 440. На цинковую пластинку направлен монохроматический пучок света. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциала 7,5 В. Определить длину волны падающего света. 441. Найти период полураспада радиоактивного изотопа, если его активность за время t = 10 сут уменьшилась на 24 % по сравнению с первоначальной. 442. Определить, какая доля радиоактивного изотопа  распадается в течение времени t = 6 сут.443. Активность А некоторого изотопа за время t = 10 сут уменьшилось на 20 %. Определить период полураспада Т1/2 этого изотопа. 444. Определить массу изотопа  , имеющего активность 37 ГБк.445. Найти среднюю продолжительность жизни τ атома радиоактивного изотопа кобальта  .446. Счетчик α-частиц, установленный вблизи радиоактивного изотопа, при первом измерении регистрировал N1 = 1400 частиц в минуту, а через время t = 4 ч только N2 = 400.Определить период полураспада Т1/2 изотопа. 447. Во сколько раз уменьшится активность изотопа  через время t = 20 сут?448. На сколько процентов уменьшится активность изотопа иридия  за время t = 15 сут?449. Определить число N ядер, распадающихся в течение времени: 1) t1 = 1 мин; 2) t2 = 5 сут, в радиоактивном изотопе фосфора массой m = 1мг.450. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада Т½ изотопа. 451. Мезоны космических лучей достигают поверхности Земли с самыми разнообразными скоростями. Найти релятивистское сокращение размеров мезона, скорость которого равна 95 % скорости света. 452. При какой относительной скорости движения релятивистское сокращение длины движущегося тела составляет 25 %? 453. Два самолета, летящие на одной высоте с одинаковой скоростью, одновременно вылетают из точки, расположенной на экваторе, и облетают Землю по экватору в противоположных направлениях — с востока на запад и с запада на восток. На борту самолетов установлены сверхточные атомные часы. Чему равна разность показаний часов к концу полета? 454. Найдите конечную скорость ракеты, у которой скорость истечения газа из сопла равна с. Начальная масса ракеты с топливом mо , конечная масса m. Начальная скорость ракеты равна нулю. 455. Найти скорость мезона, если его полная энергия в 10 раз больше энергии покоя. 456. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его продольные размеры стали меньше в 2 раза? 457. При какой скорости масса движущегося электрона вдвое больше массы покоя? 458. Электрон и позитрон образуются фотоном с энергией 2,62 Мэв. Какова была в момент возникновения полная кинетическая энергия электрона и позитрона? 459. На сколько увеличится масса α-частицы при ускорении ее от начальной скорости, равной нулю, до скорости, равной 0,9 скорости света? 460. Найти изменение энергии, соответствующее изменению массы на 1 а.е.м. Библиографический список 1. Трофимова Т.И. Курс физики : учеб. пособие для инженерно-технических вузов / Т.И. Трофимова. - 6-е изд. - М.: Высшая школа, 2000. - 542 с. 2. Волькенштейн B.C. Сборник задач по общему курсу физики / B.C. Волькенштейн. - 3-е изд., испр. и доп. - СПб.: Книжный мир, 2004. - 328 с. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||