Физика зимняя сессия 2014-15

233. Точка совершает простые гармонические колебания, уравнение которых х = А sin t, где А = 5 см, = 2 с-1. В момент времени, когда точка обладала потенциальной энергией П = 0,1 мДж, на нее действовала возвращающая сила F = 5 мН. Найти этот момент времени t.

234. Определить частоту простых гармонических колебаний диска радиусом R = 20 см около горизонтальной оси, проходящей через середину радиуса диска перпендикулярно его плоскости.

235. Определить период Т простых гармонических колебаний диска радиусом R = 40 см около горизонтальной оси, проходящей через образующую диска.

236.К спиральной пружине подвесили грузик, в результате чего пружина растянулась на x = 8 см. Каков будет период колебаний грузика, если его немного поднять вверх и отпустить?

237.Материальная точка совершает простые гармонические колебания так, что в начальный момент времени смещение х0 = 4 см, а скорость

V0 = 10 см/с. Определить амплитуду А и начальную фазу 0 колебаний, если их период Т = 2 с.

238. К пружине подвешен груз. Максимальная кинетическая энергия колебаний груза Тmax = 1,2 Дж. Амплитуда колебаний А = 5 см. Найти коэффициент жесткости К пружины.

239. На гладком горизонтальном столе лежит шар массой M = 200 г, прикрепленный к горизонтально расположенной легкой пружине с жесткостью К = 500 Н/м. В шар попадает пуля массой m = 10 г, летящая со скоростью V = 300 м/с и застрявшая в нем. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить амплитуду А и период Т колебаний шара.

240. Шарик массой m = 60 г колеблется с периодом Т = 2 с. В начальный момент времени смещение шарика х0 = 4,0 см, и он обладает энергией Е = 0,02 Дж. Записать уравнение простого гармонического колебания шарика и закон изменения возрастающей силы с течением времени.

40

241. В опыте Юнга расстояние d между щелями равно 0,6 мм. На каком расстоянии l от щелей следует расположить экран, чтобы ширина b интерференционной полосы оказалась равной 2 мм?

242. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности па-

дает монохроматический свет с длиной волны = 500 нм. Отраженный от нее свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину dmin пленки, если показатель преломления материала пленки n = 1,4.

243. На стеклянную пластину положена выпуклой стороной плосковыпуклая линза. Сверху линза освещена монохроматическим светом дли-

ной волны = 500 нм. Найти радиус R линзы, если радиус четвертого темного кольца Ньютона в отраженном свете r4 = 2 мм.

244. Угол α между плоскостями пропускания поляризатора и анали-

затора равен 30 . Во сколько раз изменится интенсивность света, если угол увеличить до 60?

245. На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный пучок света с длиной волны = 500 нм. Расстояние между соседними темными интерференционными полосами в отраженном свете в = 0,5 мм. Оп-

ределить угол между поверхностями клина. Показатель преломления стекла, из которого изготовлен клин, n = 1,6.

246.На дифракционную решетку, содержащую n = 600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проецируется помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить длину l спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана L = 1,2 м. Границы видимого спектра КР = 780 нм, Ф = 400 нм.

247.Установка для наблюдений колец Ньютона освещается нормально падающим монохроматическим светом ( = 590 нм). Радиус кривизны R линзы равен 5 см. Определить толщину d3 воздушного промежутка в том месте, где в отраженном свете наблюдается третье светлое кольцо.

41

248. В частично поляризованном свете амплитуда светового вектора, соответствующая максимальной интенсивности света в n = 3 раза больше амплитуды, соответствующей минимальной интенсивности. Определить степень поляризации Р света.

249. На дифракционную решетку, содержащую n = 600 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проецируется помещенной вблизи решетки линзой на экран. Определить длину l спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана L = 1,2 м. Границы видимого спектра КР = 780 нм, Ф = 400 нм.

250. Найти показатель преломления n стекла, если при падении на него света отраженный луч будет полностью поляризован при угле пре-

ломления γ =30.

251. При увеличении термодинамической температуры Т черного тела в два раза длина волны m, на которую приходится максимум спек-

тральной излучательной способности, уменьшилась на = 400 нм. Определить начальную Т1 и конечную Т2 температуры тела.

252. Красная граница фотоэффекта для цинка 0 = 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Тmax фотоэлектронов в элек-

трон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны = 200 нм.

253.На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны = 200 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов Umin, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок. Работа выхода электронов из лития А = 2,3 эВ

254.Определить длину волны λ, массу m и импульс р фотона с энергией ε = 1,2 МэВ. Сравнить массу этого фотона с массой покоя электрона.

255.На металлическую пластину направлен пучок ультрафиолетово-

го излучения ( = 0,25 мкм). Фототок прекращается при минимальной задерживающей разности потенциалов Umin = 0,96 В. Определить работу выхода А электронов из металла.

42

256. Монохроматическое излучение с длиной волны λ = 550 нм пада-

ет нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой

F = 1,2 нН. Определить число N фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.

257.Определить длину волны λ фотона, импульс которого равен импульсу электрона, обладающего скоростью v =10 Мм/с.

258.На металлическую пластинку направлен монохроматический пу-

чок света с частотой = 7,3 × 1014 Гц. Красная граница 0 фотоэффекта для данного материала равна 560 нм. Определить максимальную скорость Vmax

фотоэлектронов.

259. Монохроматическое излучение с длиной волны λ = 660 нм пада-

ет нормально на плоскую зачерненную поверхность и давит на нее с силой

F = 0,8 нН. Определить число N фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.

260. Фотоны с энергией ε = 4,8 эВ вырывают электроны из ме-

талла с работой выхода А = 4,5 эВ. Найти максимальный импульс р max,

передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.

261. Протон обладает кинетической энергией Т = 1 кэВ. Определить дополнительную энергию Т, которую необходимо ему сообщить для то-

го, чтобы длина волны де Бройля уменьшилась в три раза.

262. Используя соотношения неопределенностей, оценить ширину l

одномерного потенциального ящика, в котором минимальная энергия электрона Еmin = 10 эВ.

263. Определить длины волн де Бройля протона, прошедшего уско-

ряющую разность потенциалов U = 1 кВ.

264. Электрон находится в бесконечно глубоком одномерном потен-

циальном ящике на втором энергетическом уровне. Какова вероятность w

обнаружения электрона в крайней трети ящика?

43

265. Оценить с помощью соотношения неопределенностей мини-

мальную кинетическую энергию электрона, движущегося внутри сфе-

ры радиусом R = 0,05 нм.

266. Вычислить наиболее вероятную дебройлевскую длину волны молекул азота, содержащихся в воздухе при комнатной температуре.

267. Используя соотношения неопределенностей, оценить ширину l

одномерного потенциального ящика, в котором минимальная энергия электрона Еmin = 10 эВ.

268. В прямоугольной потенциальной яме шириной l с абсолютно непроницаемыми стенками (0 < x < l) находится частица в основном со-

стоянии. Найти вероятность местонахождения этой частицы в области

1/4l < x < 3/4l.

269. Электрон движется по окружности радиуса R = 0,8 см в одно-

родном магнитном поле с индукцией В = 10 мТл. Определить длину волны де Бройля λ для этого электрона.

270. Оценить с помощью соотношения неопределенностей мини-

мальную кинетическую энергию электрона, движущегося внутри сфе-

ры радиусом R = 0,05 нм.

271. Счетчик альфа-частиц, установленный вблизи радиоактивного изотопа, при первом измерении регистрировал N1 = 1400 частиц в минуту,

а через время t = 4 ч – только N2 = 400 мин-1. Определить период полурас-

пада Т1/2 изотопа.

272. Вычислить энергию ядерной реакции 49 Ве 12Н 105В 01n. Осво-

бождается или поглощается энергия?

273. Найти период полураспада Т1/2 радиоактивного изотопа, если его активность за время t = 10 суток уменьшилась на 25 % по сравнению с первоначальной.

44

274. Вычислить энергию ядерной реакции 37 Li 24Не 105В 01n . Ос-

вобождается или поглощается эта энергия?

275. Активность некоторого изотопа за время t =12 суток уменьши-

лась на 20 %. Определить период полураспада Т1/2 этого изотопа.

276. Вычислить энергию ядерной реакции 12 Н 13Н 24Не 01n . Осво-

бождается или поглощается эта энергия?

277. За один час начальное количество радиоактивного изотопа уменьшилось в 2,2 раза. Во сколько раз оно уменьшится за два часа?

278. За время t = 12 суток распалось κ =2/3 начального количества ядер радиоактивного изотопа. Найти период полураспада Т1/2 этого эле-

мента.

279. Определить, во сколько раз начальное количество ядер радиоак-

тивного изотопа уменьшится за три года, если за один год оно уменьши-

лось в 4 раза.

280. Определить количество теплоты Q, выделяющейся при распаде радона активностью А = 3,7 × 1010 Бк за время t = 20 мин. Кинетическая энергия Т вылетающей из радона альфа-частицы равна 5,5 МэВ.

45

Учебное издание

Хомяков Рудольф Владимирович

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ

Учебно-методическое пособие

Подписано в печать 26.04.2013. Печать цифровая. Бумага для офисной техники. Усл. печ. л. 2,99. Тираж 200. Заказ № 990.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Вятский государственный университет».

610000, г. Киров, ул. Московская, 36, тел.: [phone], http://vyatsu.ru

46