FAJLOOBMENNIK-Obschaya_baza_v3_1

Если молекула водорода, позитрон, протон и -частица имеют одинаковую длину волны де Бройля, то наибольшей скоростью обладает …  позитрон

Решение: Длина волны  де Бройля определяется формулой , где  – постоянная Планка,  и  – масса и скорость частицы. Отсюда скорость частицы равна . По условию задания , следовательно, . Тогда наибольшей скоростью обладает частица с наименьшей массой. Известно, что . Следовательно, наибольшей скоростью обладает позитрон.

На зеркальную поверхность площадью  по нормали к ней ежесекундно падает  фотонов. Если при этом световое давление равно , то длина волны (в нм) падающего света равна … 663

Решение: Давление, производимое светом при нормальном падении, определяется по формуле: , где  энергетическая освещенность поверхности, равная энергии, падающей на единицу площади поверхности в единицу времени;  скорость света;  коэффициент отражения. Энергетическая освещенность поверхности , где – число фотонов, падающих на поверхность площадью  в единицу времени. Тогда  Отсюда  Здесь учтено, что для зеркальной поверхности .

Уединенный медный шарик освещается ультрафиолетовым излучением с длиной волны . Если работа выхода электрона для меди , то максимальный потенциал, до которого может зарядиться шарик, равен __3,0___ В. ( )

Законом сохранения электрического заряда запрещен процесс, описываемый уравнением …

Решение: При взаимодействии элементарных частиц и их превращениях возможны только такие процессы, в которых выполняются законы сохранения, в частности закон сохранения электрического заряда: суммарный электрический заряд частиц, вступающих в реакцию, равен суммарному электрическому заряду частиц, полученных в результате реакции. Электрический заряд  в единицах элементарного заряда равен: у нейтрона  ; протона  ; электрона  ; позитрона  ; электронного нейтрино и антинейтрино (,) ; антипротона  ; мюонного нейтрино  ; мюона  . Закон сохранения электрического заряда не выполняется в реакции .

Законом сохранения электрического заряда разрешена реакция …

Решение: При взаимодействии элементарных частиц и их превращениях возможны только такие процессы, в которых выполняются законы сохранения, в частности закон сохранения электрического заряда: суммарный электрический заряд частиц, вступающих в реакцию, равен суммарному электрическому заряду частиц, полученных в результате реакции. Электрический заряд  в единицах элементарного заряда равен: у нейтрона () ; протона () ; электрона () ; позитрона () ; электронного нейтрино и антинейтрино (,) ; антипротона () ; мюонного нейтрино () ; мюона () . Закон сохранения электрического заряда выполняется в реакции

Установите соответствие между переносчиками фундаментальных взаимодействий и видами этих взаимодействий.  1. Фотоны 2. Глюоны 3. Бозоны

1	электромагнитное
2	сильное
3	слабое

Решение: Все фундаментальные взаимодействия имеют обменный характер. В качестве элементарных актов каждого взаимодействия выступают процессы испускания и поглощения данной частицей  некоторой частицы  как раз и определяющей тип данного взаимодействия. Сама частица  может остаться неизменной, а может превратиться в некоторую другую частицу :  Расположенная поблизости частица  также способна поглощать и испускать частицу :  Если испустит , а  поглотит  или наоборот, то промежуточная частица исчезнет, а между , и ,  возникнет взаимодействие, которое приведет к превращению  Частица является переносчиком данного взаимодействия. Переносчики электромагнитного взаимодействия − фотоны. Переносчики сильного взаимодействия – глюоны, осуществляющие связь между кварками, из которых состоят протоны и нейтроны. Переносчиками слабого взаимодействия являются промежуточные бозоны. Переносчики гравитационного взаимодействия – гравитоны (экспериментально пока не обнаружены).

Показатель преломления среды, в которой распространяется электромагнитная волна с напряженностями электрического и магнитного полей соответственно  и объемной плотностью энергии , равен …2

Решение: Плотность потока энергии электромагнитной волны (вектор Умова – Пойнтинга) равна: . Также  где  объемная плотность энергии, скорость электромагнитной волны в среде, скорость электромагнитной волны в вакууме, показатель преломления. Следовательно,  и 

На рисунке показана кварковая диаграмма захвата нуклоном -мезона. Эта диаграмма соответствует реакции …

Решение: Кварковый состав соответствует протону  с зарядом +1, полуцелым спином. Протон относится к обычным барионам класса адронов. Кварковый состав соответствует нейтрону  с зарядом  0, полуцелым спином. Нейтрон относится к обычным барионам класса адронов. Протоны и нейтроны называют нуклонами. При захвате протоном -мезона протон превращается в нейтрон и испускается мюонное нейтрино, заряд которого равен 0. При превращении элементарных частиц выполняются законы сохранения, в частности закон сохранения электрического заряда. Этот закон выполняется в реакции  .

-мезон, двигавшийся со скоростью  (с – скорость света в вакууме) в лабораторной системе отсчета, распадается на два фотона: ₁ и ₂. В системе отсчета мезона фотон ₁ был испущен вперед, а фотон ₂ – назад относительно направления полета мезона. Скорость фотона ₁ в лабораторной системе отсчета равна … Решение: Фотон является частицей, которая может существовать, только двигаясь со скоростью с, то есть со скоростью света в вакууме. Кроме того, согласно одному из постулатов специальной теории относительности – принципу постоянства скорости света – скорость света в вакууме не зависит от движения источника света и, следовательно, одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Поэтому скорость фотона ₁ с учетом направления его движения в лабораторной системе отсчета равна .

-распадом является ядерное превращение, происходящее по схеме … Решение: При -распаде в ядре происходит превращение протона в нейтрон с испусканием позитрона и электронного нейтрино: .

Сила тока в проводящем круговом контуре индуктивностью 100 мГн изменяется с течением времени по закону  (в единицах СИ): Абсолютная величина ЭДС самоиндукции в момент времени 2 с равна ____ ; при этом индукционный ток направлен …0,12 В; против часовой стрелки

Решение: ЭДС самоиндукции, возникающая в контуре при изменении в нем силы тока I, определяется по формуле: , где L – индуктивность контура. Знак минус в формуле соответствует правилу Ленца: индукционный ток направлен так, что противодействует изменению тока в цепи: замедляет его возрастание или убывание. Таким образом, ЭДС самоиндукции равна . Абсолютная величина ЭДС самоиндукции равна , индукционный ток направлен против часовой стрелки. При этом учтено направление тока в контуре и его возрастание со временем (что следует из заданного закона изменения силы тока).

Электростатическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью (– поверхностная плотность зарядов). Градиент потенциала поля в точке А ориентирован в направлении …3

Решение: Градиент потенциала в некоторой точке связан с напряженностью поля в этой точке соотношением , поэтому для нахождения направления  в точке А необходимо найти направление вектора напряженности поля в этой точке. Вектор напряженности поля бесконечной равномерно заряженной плоскости направлен перпендикулярно плоскости. Если , вектор  направлен к плоскости, а вектор  – от нее, то есть в направлении 3.

При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе обратимого процесса для приращения энтропии верным будет соотношение … Решение: Отношение  в обратимом процессе есть полный дифференциал функции состояния системы, называемой энтропией системы: . В изолированных системах энтропия не может убывать при любых, происходящих в ней процессах: . Знак равенства относится к обратимым процессам, а знак «больше» – к необратимым процессам. Если в неизолированную систему поступает тепло и происходит необратимый процесс, то энтропия возрастает за счет не только полученного тепла, но и необратимости процесса: .

Два одинаковых источника тока соединены последовательно. Если источники соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания … увеличится в 2 раза

Решение: Сила тока короткого замыкания , где  и  – ЭДС и внутреннее сопротивление батареи, состоящей из двух источников. При последовательном соединении источников , ; здесь  и  – ЭДС и внутреннее сопротивление одного источника. При параллельном соединении , а . Тогда , .

Поле создано прямолинейным длинным проводником с током I₁. Если отрезок проводника с током I₂ расположен в одной плоскости с длинным проводником так, как показано на рисунке, то сила Ампера … лежит в плоскости чертежа и направлена влево

Решение: На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. В данном случае магнитное поле создается прямолинейным длинным проводником с током I₁. В соответствии с правилом правого винта (буравчика) вектор магнитной индукции в месте расположения отрезка проводника с током I₂направлен перпендикулярно плоскости чертежа «от нас». В случае прямолинейного отрезка проводника с током в перпендикулярном проводнику магнитном поле для нахождения направления силы Ампера удобно воспользоваться правилом левой руки, согласно которому сила Ампера лежит в плоскости чертежа и направлена влево.

При комнатной температуре отношение  молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно  для … кислорода

Решение:

Из отношения   найдем , . Так как 3 поступательные и 2 вращательные степени свободы имеют двухатомные газы, следовательно, это кислород.

На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Увеличение энтропии имеет место на участке …1–2

Решение: Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (изотермического расширения 1–2, адиабатного расширения 2–3, изотермического сжатия 3–4 и адиабатного сжатия 4–1). Энтропия  определяется соотношением , где  – количество теплоты, сообщаемое системе. В адиабатном процессе энтропия не изменяется, так как адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Для изотермического процесса, согласно первому началу термодинамики, . При расширении работа газа положительна. Следовательно, изотермическое расширение происходит за счет теплоты, получаемой рабочим телом. Поэтому при изотермическом расширении , то есть увеличение энтропии имеет место на участке .

На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Уменьшение энтропии имеет место на участке …3-4

Решение: Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (изотермического расширения 1–2, адиабатного расширения 2–3, изотермического сжатия 3–4 и адиабатного сжатия 4–1). Энтропия  определяется соотношением , где  – количество теплоты, сообщаемое системе. В адиабатном процессе энтропия не изменяется, так как адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Для изотермического процесса согласно первому началу термодинамики . При сжатии работа газа отрицательна. Следовательно, при изотермическом сжатии рабочее тело отдает теплоту. Поэтому при изотермическом сжатии , то есть уменьшение энтропии имеет место на участке 3–4.

Если КПД цикла Карно равен 60%, то температура нагревателя больше температуры холодильника в ___2,5___ раз(а).

Решение: КПД обратимого цикла Карно равен: , или ; следовательно, ; отсюда и 

Для -распада несправедливым является утверждение, что … вылетающие из ядра -частицы могут иметь любую энергию  Решение: -распадом называется испускание ядрами некоторых химических элементов -частиц, представляющих собой ядра атомов гелия. Уравнение -распада имеет вид: , где – ядро, подверженное распаду, или «родительское» ядро, – ядро, образующееся в результате распада, или «дочернее» ядро. -распад является свойством тяжелых ядер с массовыми числами  и зарядовыми числами . Исследования показали, что у каждого -излучающего ядра имеется несколько групп «моноэнергетических» -частиц, что свидетельствует о дискретности энергетического спектра ядер.

Складываются взаимно перпендикулярные колебания. Установите соответствие между формой траектории и законами колебания точки вдоль осей координат   1. Прямая линия 2. Окружность 3. Фигура Лиссажу

1
2
3

Решение: При одинаковой частоте колебаний вдоль осей  исключив параметр времени, можно получить уравнение траектории: . Если разность фаз колебаний , то уравнение преобразуется к виду , или , что соответствует уравнению прямой: .  Если , то , что является уравнением эллипса, причем если амплитуды равны , то это будет уравнение окружности.  Если складываются колебания с циклическими частотами  и , где и целые числа, точка описывает сложную кривую, которую называют фигурой Лиссажу. Форма кривой зависит от соотношения амплитуд, частот и начальных фаз складываемых колебаний.