Сборник задач и вопросов для тестового контроля Часть 2 Вологда 2004 г

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вологодский государственный технический университет

КАФЕДРА ФИЗИКИ

ФИЗИКА

Сборник задач и вопросов для тестового контроля
Часть 2
Вологда 2004 г.
УДК 530.1

Физика: Сборник задач и вопросов для тестового контроля.- Вологда: ВоГТУ, 2004. - 46 с.

Во второй части сборника представлены 180 закрытых задач по физике, варианты ответов к ним и методические указания. Содержание охватывает следующие разделы курса физики: магнитное поле; колебания и волны; оптика; квантовая природа излучения; квантовая физика атома; физика твердого тела; физика атомного ядра и элементарных частиц и соответствует требованиям общеобразовательного стандарта.

Материалы сборника могут быть использованы студентами для самоконтроля качества знаний по курсу физики, а также преподавателями, применяющими тестовые методы контроля.

Утверждено редакционно-издательским советом ВоГТУ.

Составители: Столяров А.И., канд. техн. наук, доцент,

Кузина Л.А., канд. физ.-мат. наук, доцент.

Рецензенты: Домаков А.И., доктор техн. наук, профессор,

зав. кафедрой прикладной и теоретической физики ВГПУ.
Дрижук А.Г., канд. физ.-мат.наук, доцент,

зам. директора по научно-методической работе

Вологодского многопрофильного лицея.
Введение.

Современные средства контроля качества знаний студентов, наряду с зачетами и экзаменами, предусматривают тестовые методы.

Стандартный тест по университетскому курсу физики имеет продолжительность 180 минут и содержит 40 задач и вопросов. Поэтому для успешного прохождения теста необходимо предварительно выработать навыки безошибочного решения разноплановых задач по всему курсу физики в условиях дефицита времени и информации, что достигается путем самостоятельной работы студента с материалами тестов.

Настоящее пособие предназначено для ознакомления студентов с содержанием тестов, используемых Министерством образования Российской Федерации при аттестации вузов. Во второй части пособия приведены 180 закрытых задач и ответы к ним, систематизированные по следующим темам: 5) магнитное поле; 6) колебания и волны; 7) оптика; 8) квантовая природа излучения; 9) квантовая физика атома; 10) физика твердого тела; 11) физика атомного ядра и элементарных частиц.

Для каждой темы приведен примерный перечень вопросов, представленных в материалах тестового контроля.

Методические указания.

Изучите текст задачи, уясните физическую суть процессов, происходящих в задаче.
Запишите данные, сделайте их перевод в систему единиц СИ.
Сделайте рисунок, особо выделите на нем все векторные величины.
Выделите известные и неизвестные переменные, сформулируйте цель решения.
Сформулируйте план решения. Напишите формулы основных физических законов, используемых при решении.
Составьте математическую модель задачи в форме системы уравнений (одного уравнения).
Приведите систему уравнений к скалярной форме записи и путем преобразований получите решение задачи в общем виде.
Подставьте исходные данные и получите ответ. Проверьте ход решения и результат. Проанализируйте полученный результат, оцените его реальность.
Сравните полученный ответ с ответами, приведенными в тексте задачи. Выберите правильный ответ и внесите его номер в соответствующую позицию контрольной карты теста.

5. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Линии магнитного поля. Индукция, напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость.
Магнитный момент контура с током.
Механический момент, действующий на контур током в магнитном поле.
Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитное поле прямого тока.
Магнитное поле кругового проводника с током.
Закон Ампера.
Взаимодействие параллельных токов.
Сила Лоренца. Формула Лоренца.
Эффект Холла.
Циркуляция вектора магнитного поля.
Индукция магнитного поля соленоида и тороида.
Поток вектора магнитной индукции.
Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции .
Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
Закон электромагнитной индукции Фарадея.
Индуктивность.
Явление самоиндукции.
Взаимная индукция.
Токи при замыкании и размыкании цепи.
Трансформатор.
Энергия магнитного поля.
Орбитальные магнитный и механический моменты электрона. Спин. Гиромагнитные отношения.
Диамагнетизм.
Парамагнетизм.
Намагниченность.
Закон полного тока для магнитного поля в веществе.
Ферромагнетизм.
Ток смещения.
Вихревое электрическое поле.
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.

Литература.

[1], т.2, с. 114-235; [2], с. 204-254; [3], с. 251-306; [4], с. 256-316; [5] с. 226-296.
1. На рисунке изображены два бесконечно длинных проводника, перпендикулярных плоскостям чертежа. Токи текут «от нас», причем I₁=2I₂. В какой из указанных точек индукция магнитного поля равна нулю?

a a I₁ a a a I₂ a

А Б В Г Д

1) В; 2) А; 3) Б; 4) Д; 5) Г.
2. Желательно, чтобы электроны, прошедшие разность потенциалов 350 кВ, двигались в циклотроне по орбите радиусом 1 м. Величина магнитной индукции для этого должна быть наиболее близка к:

1) 10 мТл; 2) 50 мТл; 3) 1 мТл; 4) 20 мТл; 5) 2 мТл.

3. Какие утверждения для диамагнетика справедливы?

А. Магнитный момент молекул диамагнетика в отсутствие внешнего магнитного поля равен нулю.

В. Во внешнем магнитном поле диамагнетик намагничивается в направлении, противоположном направлению внешнего поля.

С. Магнитная проницаемость диамагнетика обратно пропорциональна температуре.

1) Только В; 2) только А; 3) А и В; 4) В и С; 5) А и С.
4. Вблизи длинного прямолинейного проводника с током (на рис. ток направлен от нас) пролетает электрон. Указать направление силы Лоренца, действующей на электрон в точке С.

1) влево; 2) вправо; 3) к нам; 4) от нас; 5) сила равна нулю.

5
Ш

I

v
. Поле создано двумя параллельными длинными проводами с токами I₁=I₂=I. Через точку А пролетает электрон. Как направлена сила, действующая на электрон?

A

) влево; 2) вниз; 3) вправо;

4) от нас; 5) к нам
6. Как изменится намагниченность парамагнетика при увеличении напряженности магнитного поля в 2 раза и одновременном уменьшении его термодинамической температуры вдвое?

1) Увеличится в 4 раза; 2) не изменится; 3) увеличится в 2 раза;

4) уменьшится в 2 раза; 5) уменьшится в 4 раза.

7. В магнитном поле двух бесконечно длинных параллельных проводников с одинаковыми токами I через точку А пролетает электрон. Как направлена сила, действующая на электрон в точке А?

1) влево; 2) от нас; 3) к нам;

4) вправо; 5) вниз.

8. Система уравнений Максвелла имеет вид:

; ; ; .

Для какого случая эта система справедлива?

Электромагнитное поле при наличии только статического распределения свободных зарядов;
только постоянное магнитное поле;
стационарные электрическое и магнитное поля;
электромагнитное поле в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости;
переменное электромагнитное поле.

9. Система уравнений Максвелла имеет вид:

; ; ; .

Для какого случая эта система справедлива?

Электромагнитное поле в отсутствие заряженных тел и токов проводимости;
электромагнитное поле при наличии только постоянных токов проводимости;
переменное электромагнитное поле при наличии заряженных тел и токов проводимости;
электромагнитное поле при наличии только статического распределения свободных зарядов;
стационарные электрическое и магнитное поля.

10. Дана система уравнений Максвелла:

1.; 2. ; 3. ; 4. .

Какие из этих уравнений изменятся при рассмотрении электромагнитного поля в вакууме?

1) 2 и 3; 2) 1 и 3; 3) только 2; 4) 3 и 4; 5) только 3.
11. Укажите верные выражения для плотности тока смещения:

А. ; Б. ; В. ; Г. ;

где и – векторы электрического смещения и поляризованности соответственно.

1) только Б, В и Г; 2) все выражения верны; 3) только А и Б;

4) только А и В; 5) только В и Г.
12. Уравнения Максвелла для некоторого пространства имеют следующий вид: ; ; ; .

В этом пространстве:

А. Отсутствуют токи смещения.

Б. Отсутствует переменное магнитное поле.

В. Имеются электрические заряды.

Г. Существуют независимые друг от друга стационарные электрическое и магнитное поля.

Варианты ответов:

1) только Г; 2) только А и Б; 3) только А; 4) только В; 5) А; Б; В и Г.

13. Дана система уравнений Максвелла:

А.; Б. ; В. ; Г. .

Какое из этих уравнений является обобщением закона Фарадея для электромагнитной индукции?

1) Ни одно из них; 2) В; 3) А; 4) Г; 5) Б.

14. Какие факторы будут влиять на результат вычисления циркуляции вектора напряженности по замкнутому контуру L (I – макроток, i – микроток)?

А. Направление токов.

Б. Направление обхода контура.

В. Величина микротока.

Г. Величина макротока.

Варианты ответов:

1) только Б и В; 2) только А, Б и Г; 3) А, Б, В и Г; 4) только Б, В и Г.
15. Чему равна циркуляция вектора напряженности по замкнутому контуру L (см. рис. к вопросу 14)?

1) 0; 2) I₁–I₂–i; 3) –I₁–I₂+i; 4) –I₁+I₂; 5) I₁–I₂.

16. Чему равна циркуляция вектора по замкнутому контуру L (₀ – магнитная постоянная, I – макроток, i – микроток)?

1) ₀(-I₁-I₂-I₃);

2) ₀(-I₁+I₂+I₃);

3) ₀(I₁-I₂-I₃);

4) ₀(I₁+I₂+I₃);

5) ₀(I₁-I₂+I₃).

17. Чему равна циркуляция вектора магнитной индукции по замкнутому контуру L (_о – магнитная постоянная, i – микроток)?

1) _о(-i₁+i₂+i₃); 2) _о(-i₁-i₂+i₃);

3) _о(i₁-i₃); 4) _о(i₁+i₃); 5) _о(-i₁+i₃).
18.Чему равна циркуляция вектора напряженности по замкнутому контуру L (см. рис. к вопросу 17)?

1) –i₁+i₂+i₃; 2) 0; 3) –i₁-i₂+i₃;

4) –i₁+i₃; 5) i₁-i₃.
19. Источники магнитного поля – это:

А. Постоянные магниты. Б. Неподвижные заряды.

В. Токи в проводящих средах. Г. Движущиеся заряженные тела.

Варианты ответов:

1) только А и Б; 2) только В и Г; 3) только А и В;

4) только А, В и Г; 5) только А и Г.

20. Заряженная частица попадает в область, где имеются постоянные параллельные электрическое и магнитное поля. Если скорость частицы направлена ВДОЛЬ ПОЛЯ, то ее траектория будет:

1) парабола; 2) винтовая линия (спираль); 3) окружность;

4) прямая линия; 5) циклоида.
21. Магнитное поле в веществе создают:

А. Токи проводимости. Б. Молекулярные токи. В. Токи смещения.

Варианты ответов:

1) А, Б и В; 2) только Б; 3) только Б и В;

4) только А; 5) только А и В.
22. Круглая плоская катушка радиусом 20 см содержит 12 витков провода. Магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости катушки, меняется со скоростью 0.02 Тл/с. Возникающая при этом ЭДС наиболее близка к:

1) 0.08 В; 2) 0.30 В; 3) 0.03 В; 4) 0.13 В; 5) 0.01 В.

23. Момент сил, действующий на рамку с током в магнитном поле, зависит от:

А. Силы тока в рамке. Б. Площади рамки.

В. Направления тока в рамке. Г. Ориентации рамки в магнитном поле.

Варианты ответов:

1) от всех этих факторов; 2) от В и Г; 3) от А и В;

4) от А и Б; 5) от А, Б и Г.

24. Отрицательный заряд движется вблизи длинного прямого провода, по которому течет электрический ток. На заряд будет действовать сила, НАПРАВЛЕННАЯ К ПРОВОДУ, если заряд движется в направлении:

1) противоположном току; 2) от провода; 3) к проводу;

4) в том же направлении, что и ток;

5) перпендикулярно плоскости, в которой находятся заряд и провод.

25. Магнитный поток через проводящий контур меняется со временем так, как показано на рисунке. Как меняется со временем величина ЭДС в этом контуре?

1) А;

2) Д;

3) В;

4) Б;

5) Г.

26. Сила Лоренца:

А. Относится к классу гироскопических сил.

Б. Изменяет направление скорости движения заряда.

В. Изменяет величину скорости заряда.

Г. Сообщает заряду нормальное ускорение.

Варианты ответов:

1) только А и Б; 2) только Б и В; 3) только Б; В и Г;

4) только Б и Г; 5) только А; Б и Г.

27. Для ферромагнетиков характерно следующее:

А. Магнитная восприимчивость положительная и имеет очень большие значения.

Б. Магнитная проницаемость значительно больше единицы.

В. Имеет место гистерезис.

Г. Магнитная проницаемость является постоянной и не зависит от напряженности магнитного поля.

Варианты ответов:

1) все эти явления; 2) только А и Б; 3) только В и Г;

4) только Б и Г; 5) только А, Б и В.

28. Какой из следующих графиков наиболее правильно показывает изменение коэффициента самоиндукции катушки, изображенной выше, при введении внутрь катушки сердечника из диамагнитного материала (по оси х отложена длина сердечника, находящегося внутри катушки)?

1) Б;

2) Г;

3) Д;

4) А;

5) В.

29. На расстоянии R₁ около очень длинного прямого провода с током I параллельно ему находится небольшой проводник длиной L. По этому проводнику тоже течет ток I. Если проводник переместить перпендикулярно проводу на расстояние R₂, то при этом будет совершена работа, пропорциональная:

1) I²Lln(R₂/R₁); 2) I²L²/(R₂-R₁);

3) I²(R₂-R₁)²/L; 4) I²L²ln(R₁/R₂);

5) I²L(R₂+R₁)/(R₂-R₁).

30. Магнитная индукция В длинного прямолинейного проводника с током I на расстоянии r пропорциональна:

1) I/r²; 2) Ir²; 3) I/r; 4) Ir; 5) I.

31. Свободная рамка с током находится в ОДНОРОДНОМ магнитном поле, причем вектор ее магнитного момента направлен под углом к линии магнитной индукции. Что будет происходить с рамкой?

1) Рамка повернется так, что вектор ее магнитного момента будет параллелен вектору В;

2) рамка повернется так, что вектор ее магнитного момента будет антипараллелен вектору В;

3) рамка не будет поворачиваться;

4) рамка будет перемещаться вдоль силовых линий в направлении вектора В;

5) рамка будет перемещаться вдоль силовых линий противоположно направлению вектора В.

32. Укажите, что характерно для диамагнетиков:

А. Аномально большие значения магнитной проницаемости

Б. Справедливо следующее соотношение: В = ₀H (₀–магнитная постоянная,  – магнитная проницаемость).

В. Вектор магнитной индукции молекулярных токов В параллелен вектору магнитной индукции намагничивающего поля В₀.

Г. Индукция поля в диамагнетике меньше индукции намагничивающего поля В<�В₀.

Варианты ответов:

1) только А и Б; 2) только Б; В и Г; 3) только Б и Г;

4) А, Б, В и Г; 5) только А и Г.

33. У длинной однослойной катушки убрали 1/3 витков. В результате коэффициент самоиндукции катушки:

1) не изменился; 2) уменьшился в 2.25 раза;

3) увеличился в 1.5 раза; 4) уменьшился в 1.5 раза;

5) увеличился в 2.25 раза.

34. Магнитная индукция В в центре кругового проводника с током I радиусом r пропорциональна:

1) I/r; 2) Ir; 3) I; 4) I/r²; 5) Ir².

35. Силовые линии однородного магнитного поля направлены слева направо в плоскости рисунка. Предположим, электрон влетает в магнитное поле параллельно силовым линиям слева направо. При этом электрон:

1) отклонится вверх; 2) не испытает отклонения;

3) отклонится “от нас”; 4) отклонится вниз;

5) отклонится “к нам”.

36. В катушке соленоида длиной 20 см при силе тока 8 мА создается поле с индукцией 0.2 мТл. Число витков соленоида наиболее близко к:

1) 4000; 2) 1000; 3) 6000; 4) 2000; 5) 8000.

37. На рисунке по горизонтали отложена величина напряженности магнитного поля Н, а по вертикали – величина намагниченности магнетика J. Какой из графиков будет соответствовать намагничиванию парамагнетика?

1) В; 2) Б; 3) Д; 4) Г; 5) А.
38. В одной плоскости с длинным прямым проводником с током I находится протяженная прямоугольная рамка. Стороны рамки равны «а» и «b»; ближайшая к проводнику сторона находится на расстоянии «а». Магнитный поток, пронизывающий рамку, будет пропорционален:

1) 2Iab/(a+b); 2) Iab/(a+b/2); 3) Ia²/(a+b); 4) Ialn((a+b)/a); 5) Ia²ln2/b.

39. Вектор магнитного момента Р_m рамки с током зависит от:

А. силы тока в рамке;

Б. площади рамки;

В. направления тока в рамке;

Г. ориентации рамки в магнитном поле.

Варианты ответов:

1) А, Б и В; 2) А и Б; 3) А, Б и Г; 4) А и В; 5) А, Б, В и Г.
40. Свободная рамка с током находится в НЕОДНОРОДНОМ магнитном поле, причем вектор ее магнитного момента направлен под углом к линии магнитной индукции. Что будет происходить с рамкой?

А. Рамка повернется так, что вектор ее магнитного момента будет параллелен вектору В.

Б. Рамка повернется так, что вектор ее магнитного момента будет антипараллелен вектору В.

В. Рамка не будет ни поворачиваться, ни перемещаться;

Г. Рамка будет втягиваться в область сильного поля.

Д. Рамка будет выталкиваться в область слабого поля.

Варианты ответов:

1) только В; 2) только А и Г; 3) только А;

4) только Б и Д; 5) только Г.
41. К длинной однослойной катушке добавили еще 1/3 витков из того же провода. В результате коэффициент самоиндукции катушки:

1) уменьшился в 1.77 раза; 2) увеличился в 1.77 раза;

3) увеличился в 1.33 раза; 4) не изменился;

5) уменьшился в 1.33 раза.

42. Работа по повороту рамки с током в магнитном поле зависит от:

А. силы тока в рамке; Б. площади рамки;

В. направления тока в рамке; Г. ориентации рамки в магнитном поле.

Варианты ответов:

1) только А и Б; 2) только А, Б и Г; 3) А, Б, В и Г;

4) только А,Б и В; 5) только В и Б.

43. По длинному прямому проводу, лежащему недалеко от Вас в плоскости листа, течет ток в направлении слева направо. Между Вами и проводом в том же направлении движется электрон. Укажите верную комбинацию направлений вектора магнитной индукции в месте нахождения силы, действующей на этот электрон:

Вектор магнитной индукции: Сила:

1) Вниз от плоскости листа; к проводу;

2) вверх от плоскости листа; вдоль провода;

3) вниз от плоскости листа; от провода;

4) вверх от плоскости листа; к проводу;

5) вверх от плоскости листа; от провода.
44. Укажите факторы, влияющие на то, что нить лампы накаливания перегорает при включении напряжения в контуре с индуктивностью.

А. С течением времени из-за испарения вольфрама уменьшается сечение нити.

Б. У холодной нити сопротивление меньше и по ней проходит большой ток.

В. Теплота, выделяющаяся в проводнике при неизменном напряжении, пропорциональна силе тока.

Г. При включении происходит скачок напряжения на нити.

Варианты ответов:

1) Только А и В;

2) только Б;

3) только Б и В;

4) только А, Б и Г;

5) только А.

6. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

1. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота, начальная фаза колебаний.

2. Гармонический осциллятор.

3. Физический, математический, пружинный маятники.

4. Электромагнитные колебания в колебательном контуре.

5. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты.

6. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

7. Свободные затухающие колебания. Собственная частота. Коэффициент затухания. Декремент и логарифмический декремент затухания. Добротность.

8. Вынужденные колебания.

9. Резонанс.

10. Переменный ток. Реактивные сопротивления. RLC - цепь.

11. Резонансы напряжений и токов.

12. Мощность в цепи переменного тока. Коэффициент мощности.

13. Уравнения плоской и сферической волн. Фазовая скорость. Волновое число.

14. Волновое уравнение.

15. Стоячие волны.

16. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны.

17. Энергия электромагнитной волны.

18. Эффект Доплера.

Литература.
[1], т.1, с. 182-217; [2], с. 255-303; [3], с. 255-303; [4], с. 307-384; [5], с. 298-345; [6], с. 298-398.

1. Маятник настенных механических часов представляет собой легкий стержень с грузиком. Для регулировки точности хода часов грузик можно перемещать по стержню. Как изменится частота колебаний маятника, если грузик переместить с конца стержня на середину?

1) увеличится в раз; 2) уменьшится в 2 раза;

3) увеличится в 2 раза; 4) уменьшится в раз;

5) увеличится в 4 раза.
2. В плоской звуковой волне звуковое давление Р и скорость частиц среды v связаны соотношением Р=сv, где  – плотность среды, с – скорость звука в среде. В системе СИ единица измерения звукового давления будет:

1) Н/м; 2) кг/с²; 3) Дж/м²; 4) кг/(мс²); 5) кг/м².

3. Приведенную длину физического маятника увеличили в 2 раза. Как изменилась частота колебаний маятника?

1) увеличилась в раз; 2) увеличилась в 4 раза;

3) уменьшилась в 2 раза; 4) уменьшилась в раз;

5) увеличилась в 2 раза.

4. Для раскачивания качелей человек встает в нижнем положении качелей и приседает в верхнем положении. Укажите причины увеличения амплитуды колебаний.

А. В момент вставания человек совершает работу против силы тяжести и центробежной силы.

Б. В момент приседания совершает работу сила тяжести.

В. Действия человека увеличивают энергию системы.

Г. При приседании и вставании человек толкает качели по направлению движения.

Варианты ответов:

1) Все эти факторы; 2) только Б и В; 3) только Б, В и Г;

4) только В и Г; 5) только А, Б и В.

5. Интенсивность I звуковой волны в данной среде может быть определена как 2²vf²r², где v обозначает скорость, f и r – частоту и смещение колеблющихся частиц, а  – плотность среды. В системе СИ единицы измерения I должны быть:

1) Дж/(мс); 2) Н/(мс)²; 3) кг/(мс)²; 4) кг/с³; 5) кг/(мс).

6. Какое утверждение для гармонических колебаний НЕВЕРНО?

1) При гармонических колебаниях колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса;

2) гармоническими называются колебания, которые происходят по гармоническому закону;

3) гармонические колебания характеризуются некоторой повторяемостью;

4) гармонические колебания являются периодическим процессом;

5) гармонические колебания могут быть затухающими.

7. Уравнение y=Asin2(t/T–x/λ), где А, Т, λ – положительные величины, описывает волну, для которой:

1) скорость равна х/t; 2) амплитуда равна 2А; 3) период равен Т/;

4) скорость распространения волны равна λ/Т;

5) скорость распространения направлена вдоль отрицательной оси х.

8. Крутильный маятник представляет собой вертикальную проволоку, на нижнем конце которой закреплен очень легкий горизонтальный стержень с двумя грузами небольших размеров (рис.1). Во сколько раз изменится период колебаний маятника, если расстояние от оси вращения до грузов увеличить в 2 раза? (рис.2).

1) Уменьшится в 2 раза;

2) увеличится в 2 раза;

3) увеличится в раз;

4) увеличится в 4 раза; R 2R

5) уменьшится в раз.

Рис.1 Рис.2
9. Крутильный маятник представляет собой вертикальную проволоку, на нижнем конце которой закреплен очень легкий горизонтальный стержень с двумя грузами небольших размеров. Во сколько раз изменится частота колебаний маятника, если расстояние от оси вращения до грузов увеличить в два раза (рисунки к вопросу 8)?

1) Уменьшится в 2 раза; 2) увеличится в 4 раза;

3) увеличится в раз; 4) увеличится в 2 раза;

5) уменьшится в раз.

10. Смещение частиц среды в плоской бегущей звуковой волне выражается соотношением: =A₀cos(t–(2/)х), где A₀ –амплитуда смещения,  и  – круговая частота и длина волны, t – время, х – координата в направлении распространения. Скорость частиц среды  в этой волне выражается соотношением:

1) =– A₀sin(t– (2/)х);

2) = (A₀/)cos(t– (2/)х);

3) = (A₀/) sin (t– (2/)х);

4) =–A₀ sin (t– (2/)х);

5) = A₀ cos (t– (2/)х).

11.Смещение частиц среды в плоской бегущей звуковой волне выражается соотношением: =A₀cos(t– (2/)х), где A₀ –амплитуда смещения,  и  – круговая частота и длина волны, t – время, х – координата в направлении распространения. Ускорение частиц среды а в этой волне выражается соотношением:

1) а= – A₀²sin(t– (2/)х);

2) а = (A₀/²)cos(t– (2/)х);

3) а= (A₀/²) sin (t– (2/)х);

4) а= A₀² sin (t– (2/)х);

5) а= –A₀² cos (t– (2/)х).

12. Интенсивность звука в плоской синусоидальной волне равна: , где А – амплитуда звукового давления,  – плотность среды, с – скорость звука в среде. В системе СИ единица измерения интенсивности будет:

1) Н/(м²с); 2) Дж/с; 3) м/с²; 4) кг/м³; 5) кг/с³.

13. Маятник настенных механических часов представляет собой легкий стержень с грузиком. Для регулировки точности хода часов грузик можно перемещать по стержню. Как изменится период колебаний маятника, если грузик переместить с конца стержня на середину?

1) Уменьшится в 2 раза; 2) увеличится в раз;

3) уменьшится в раз; 4) увеличится в 2 раза;

5) увеличится в 4 раза.

14. Источник излучает звук фиксированной частоты. В результате приближения источника к наблюдателю:

1) длина волны не изменилась, частота увеличилась;

2) длина волны уменьшилась, частота увеличилась;

3) длина волны и частота увеличились;

4) длина волны увеличилась, частота уменьшилась;

5) длина волны не изменилась, частота уменьшилась;

15. Уравнение y=Asin2(t/T–x/λ), где А, Т, λ – положительные величины, описывает волну, для которой:

1) скорость распространения направлена вдоль отрицательной оси х;

2) скорость равна х/t; 3) амплитуда равна 2А;

4) скорость распространения волны равна λ/Т; 5) период равен Т/.

16. Частица массы m, движущаяся вдоль оси х, имеет потенциальную энергию U(x)=a+bx², где а и b – положительные константы. Начальная скорость частицы равна ₀ в точке х=0. Частица совершает гармонические колебания с частотой, определяемой значениями:

1) только b, а и m; 2) только b и а; 3) только b;

4) только b и m; 5) b, а, m и ₀;
17. Уравнение волны имеет вид: S=0.01cos(12.610³t–37x). Чему равно значение волнового числа?

1) 0.37; 2) 0.01; 3) 37; 4) 126; 5) 12.610³.

18. Уравнение волны имеет вид: S=0.01cos(12.610³t–37x). Чему равна скорость распространения волны?

1) 12.610³; 2) 0.37; 3) 126; 4) 340; 5) 3700.

19. Частица может колебаться вдоль оси х под действием результирующей силы с амплитудой А и частотой , где k – положительная константа. В момент, когда х=А/2, скорость частицы будет равна:

1) (1/3)А; 2) А; 3) А; 4) А/2; 5) 2А.

20. На рисунках показаны поперечные стоячие волны, которые могут возникать в упругом стержне. Какие стоячие волны могут возникнуть в стержне с одним закрепленным концом?

1) Б и Д; 2) А и Д;

3) Б, Г, и Д; 4) В и Г;

5) А, Б и В.

21. На рисунках (вопрос 20) показаны поперечные стоячие волны, которые могут возникать в упругом стержне. Какие стоячие волны могут возникнуть в стержне с обоими закрепленными концами?

1) А и Д; 2) Б, Г и Д; 3) А, Б и В; 4) В и Г; 5) Б и Д.

22. На рисунке показаны стоячие волны в упругом стержне длиной L. Какая картина соответствует волнам основного тона в стержне, закрепленном с одного конца?

1) В; 2) Б; 3) Д; 4) А; 5) Г.

23. Математический маятник имеет длину l и массу m. Какой станет частота малых колебаний маятника, если массу уменьшить вдвое?

1) увеличится в раз; 2) уменьшится в 2 раза;

3) уменьшится в раз; 4) увеличится в 2 раза;

5) не изменится.

24. На рисунке приведены два маятника, отличающиеся положением грузов на невесомом стержне. Укажите верные утверждения для этих маятников.

А. Момент инерции маятника 1 больше момента инерции маятника 2.

Б. Оба маятника имеют одинаковую частоту колебаний.

В. Период колебаний маятника 1 больше периода колебаний маятника 2.

Варианты ответов:

1) Только В; 2) А и В; 3) А и Б; 4) только А; 5) только Б.

25. Электрическая цепь с индуктивностью подключена к сети переменного тока с частотой 50 Гц. Падение напряжения на индуктивности 20 В при токе 200 мА. Величина индуктивности наиболее близка к

1) 0.6 Гн; 2) 4.0 Гн; 3) 1.2 Гн; 4) 0.3 Гн; 5) 2.4 Гн.

7. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Законы отражения и преломления. Полное внутреннее отражение. Показатель преломления.
Линза. Формула тонкой линзы. Построение изображений для собирающей и рассеивающей линз.
Интерференция света. Условия максимума и минимума.
Интерференция света в тонких пленках. Полосы равного наклона. Полосы равной толщины.
Просветленная оптика.
Дифракция света. Метод зон Френеля.
Дифракция на круглом отверстии.
Дифракция на диске.
Дифракция на одной щели.
Дифракция на дифракционной решетке.
Дифракция на пространственной решетке.
Разрешающая способность оптических приборов.
Дисперсия света.
Поглощение света. Закон Бугера.
Поляризация света. Закон Малюса.
Двойное лучепреломление.
Вращение плоскости поляризации в оптически активных веществах.

Литература.

[1], т.2, с. 316-478; [2], с. 304-366; [3], с. 385-451; [4], с. 317-359; [5] с. 318-398.

1. Диэлектрическая проницаемость прозрачного материала для голубого света равна 2.1, а магнитная проницаемость равна 1.0. Если скорость света в вакууме равна С, то ФАЗОВАЯ скорость света в безграничной среде из этого материала равна:

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) .
2. Заряженная частица, движущаяся с большой скоростью, проходит сквозь тонкий лист стекла с показателем преломления 1.5. Частица излучает свет в стекле (излучение Черенкова). Минимальная скорость частицы равна:

1) 2/3 С; 2) 5/9 С; 3) 4/9 С; 4) С; 5) 1/3 С.

3. Газонаполненная ячейка длиной 5 см помещается в одном из плеч интерферометра Майкельсона, как показано на рисунке. Интерферометр освещается светом с длиной волны 500 нанометров. После того как газ из ячейки откачивается, интерференционная картина смещается на 40 полос. Значение показателя преломления этого газа наиболее близко к:

1) 1.0002;

2) 1.00002;

3) 1.02;

4) 0.98;

5) 1.00.2

4. Укажите условие МИНИМУМОВ для дифракции Фраунгофера на щели при нормальном падении света.

1) dsinφ =(P/N) (Р=1, 2, ... N-1, N+1,...2N-1, 2N+1...);

2) bsinφ =(2m+1)/2 (m=1, 2, ...);

3) sinφ = 1.22 /D;

4) bsinφ =m (m=1, 2, ...);

5) dsinφ =n (n=0, 1, 2, ...).

5. Какую картину наблюдаем мы за анализатором при вращении вокруг направления распространения плоскополяризованного луча?

А. Интенсивность света не меняется.

Б. Изменяется ориентация плоскости колебаний света, выходящего из прибора.

В. Интенсивность света изменяется в пределах от I_min до I_max.

Г. За анализатором I=I_естcos².

Варианты ответов:

1) Б и Г; 2) Б и В; 3) В и Г; 4) А и Г; 5) А и Б.
6. Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями. Какой рисунок соответствует случаю освещения светом НАИБОЛЬШЕЙ частоты (I – интенсивность света,  – угол дифракции)?

1) Г; 2) А; 3) Б; 4) В;

5) для ответа недостаточно данных.
7. Имеются 4 решетки с различными постоянными, освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением. Какой рисунок (вопрос 6) иллюстрирует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой с НАИМЕНЬШЕЙ постоянной d?

1) В; 2) А; 3) Г; 4) для ответа недостаточно информации; 5) Б.

8. На сколько изменится оптическая разность хода интерферирующих лучей при переходе от середины одной светлой интерференционной полосы к середине соседней светлой полосы ( – длина волны)?

1) ; 2) нет верного ответа; 3) /4; 4) 2; 5) /2.

9. Световые волны могут быть поляризованы, а звуковые волны в газе – нет. Укажите наилучшее объяснение этому факту.

1) Световые волны распространяются при более высоких скоростях, чем звуковые;

2) для световых волн наблюдается эффект Доплера, а для звуковых – нет;

3) световые волны имеют более короткую длину волны, чем звуковые;

4) световые волны имеют более высокую частоту, чем звуковые;

5) световые волны поперечные, тогда как звуковые волны в газе – продольные.

10. Сколько зон Френеля для точки Р укладывается на волновой поверхности, вырезанной диафрагмой?

1) 10; 2) 2.5; 3) 5; 4) 20; 5) 15.

11. Какие факторы влияют на величину угла поворота плоскости поляризации света, проходящего через раствор?

А. Концентрация раствора. Б. Длина волны света.

В. Длина пути в растворе. Г. Интенсивность света.

Варианты ответов:

1) Только В и Г; 2) только А, Б и В; 3) только Б и В;

4) только А и Б; 5) только Б и Г.

12. Как изменится интерференционная картина на экране, если источники света S₁ и S₂ будут испускать свет с МЕНЬШЕЙ длиной волны?

1) Уменьшится ширина интерференционных полос;

2) увеличится ширина интерференционных полос;

3) нет верного ответа;

4) уменьшится интенсивность полос;

5) увеличится интенсивность полос.

13. При какой разности хода для фиолетовых лучей с длиной волны 400 нм возникает максимум второго порядка?

1) Нет верного ответа; 2) 800 нм; 3) 1400 нм; 4) 600 нм; 5) 1200 нм.

14. Какие из приведенных соотношений выражают суть явления ДИСПЕРСИИ ( - длина волны, – скорость волн, – частота)?

А. =/. Б. =f(t). В. =f(). Г. n=f().

Варианты ответов:

1) А и В; 2) Б и В; 3) В и Г; 4) А и Г; 5) А и Б.

15. От каких свойств среды зависит скорость света в данной среде?

А. От плотности. Б. От температуры. В. От магнитных свойств.

Г. От давления. Д. От электрических свойств.

Варианты ответов:

1) В и Г; 2) А и Б; 3) В и Д; 4) Е и Д.
16. От чего зависит оптическая разность хода световых волн при интерференции в тонкой пленке?

А. От толщины пленки. Б. От показателя преломления пленки.

В. От амплитуды падающей волны. Г. От угла падения волны на пленку.

Варианты ответов:

1) только от В и Г; 2) только от Б и В; 3) только от А и Б;

4) от А, Б, В и Г; 5) только от А, Б и Г.

17. Необходимо покрыть стеклянную линзу неотражающим слоем. Если выбрать слой материала с показателем преломления, равным среднему геометрическому показателей преломления воздуха и стекла, то наилучшей толщиной будет (здесь -длина волны света в материале покрытия):

1) /2; 2) /; 3) /4; 4) 1.5; 5) .

18. Колебания двух когерентных источников волн приходят в точку наблюдения в одинаковой фазе. Интенсивность волны от каждого источника равна I₀. При этом интенсивность в точке наблюдения оказалась равной:

1) 2I₀; 2) 4I ₀; 3) 3I ₀; 4) I₀; 5) 0.

19. Угловое расстояние между компонентами двойной звезды 8 микрорадиан, а свет от двойной звезды имеет длину волны 5500 ангстрем. Наименьший диаметр зеркала телескопа, который может разрешить компоненты двойной звезды, наиболее близок к:

1) 100 м; 2) 10 см; 3) 1 см; 4) 1 м; 5) 1 мм.

20. Укажите утверждения, которые определяют явление дифракции света.

А. Любое отклонение при распространении света от законов геометрической оптики.

Б. Пространственное перераспределение интенсивности света при наложении двух или нескольких когерентных волн.

В. Огибание волнами препятствий и захождение их в область геометрической тени.

Г. Зависимость фазовой скорости световой волны от ее частоты (длины волны).

Д. Зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины волны) падающего света.

Варианты ответов:

1) Г и Д; 2) А и Г; 3) А и Д; 4) А и Б; 5) А и В.

21. Для получения плоскополяризованного света используются:

А. Оптически активные вещества.

Б. Одноосные кристаллы и приборы на их основе.

В. Электрическое и магнитное поле.

Г. Диэлектрическое зеркало, определённым образом ориентированное к лучу.

Варианты ответов:

1) Б, В и Г; 2) только В и Г; 3) только А и Б;

4) только Б и Г; 5) А, Б, В и Г.

22. Предположим, что ветровые стекла и стекла фар автомобиля сделаны из поляроидов. Как должны быть расположены главные плоскости этих поляроидов, чтобы водитель мог видеть дорогу в свете фар своего автомобиля и не испытывать слепящего действия фар встречных машин?

1) С незначительным отклонением от вертикали;

2) параллельно друг другу у встречных машин;

3) вертикально;

4) горизонтально;

5) под углом 90⁰ у встречных машин.

23. Наибольшая длина волны рентгеновских лучей, которые могут испытывать Брэгговскую дифракцию на семействе кристаллических плоскостей, находящихся на расстоянии d друг от друга, равна:

1) 2d; 2) 4d; 3) d/2; 4) d/4; 5) d.

24. Укажите утверждения, которые определяют явление ДИСПЕРСИИ света.

А. Любое отклонение при распространении света от законов геометрической оптики.

следующая страница >>