Примерный список экзаменационных задач по дисциплине «Физика» (2-ой семестр)

Список экзаменационных вопросов по дисциплине «Физика» (2-ой семестр)

1. Магнитное поле. Линии магнитной индукции и их свойства. Понятие индукции магнитного поля. Напряжённость магнитного поля. Принцип суперпозиции магнитных полей. Относительной магнитной проницаемостью среды.

2. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного потока.

3. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле бесконечно длинного прямолинейного тока, в центре кругового тока, соленоида (без вывода).

4. Закон Ампера (в векторном и скалярном виде). Направление силы Ампера (правило левой руки). Определение индукции магнитного поля.

5. Сила Лоренца. Направление силы Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

6. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца.

7. Индуктивность контура. Самоиндукция. Закон Фарадея для самоиндукции. Токи при размыкании и замыкании цепи.

8. Индуктивность контура. Взаимная индукция.

9. Идеальный колебательный контур. Возникновение свободных незатухающих электромагнитных колебаний.

10. Уравнения гармонических колебаний заряда, напряжения и силы тока в идеальном колебательном контуре. Формула Томсона.

11. Закон сохранения и превращения энергии в идеальном колебательном контуре.

12. Затухающие электромагнитные колебания в реальном колебательном контуре. Коэффициент затухания. Закон убывания амплитуды. Логарифмический декремент затухания и добротность колебательного контура.

13. Вынужденные электромагнитные колебания. Электрический резонанс.

14. Уравнение электромагнитной волны и его характеристики.

15. Интерференция света от двух точечных когерентных источников. Условия наблюдения максимумов и минимумов при интерференции.

16. Интерференция в тонких плоскопараллельных плёнках.

17. Кольца Ньютона.

18. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.

19. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.

20. Естественный и поляризованный свет. Законы Малюса.

21.Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело (АЧТ). Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина.

22. Явление внешнего фотоэффекта. Вольтамперная характеристика вакуумного фотоэлемента и её особенности.

23. Экспериментальные законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта (записать формулу, назвать каждую величину, сформулировать закон). Объяснение законов внешнего фотоэффекта с квантовой точки зрения.

24. Модель атома Томсона. Опыт Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома Резерфорда и её недостатки.

25. Постулаты Бора. Вывод формулы радиуса стационарных орбит электрона в атоме водорода.

26. Постулаты Бора. Вывод формулы полной энергии электрона в атоме водорода (радиусы стационарных орбит электрона в атоме водорода , скорости электрона на стационарных орбитах ). Схема энергетических уровней атома.

27. Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля.

28. Состав атомного ядра: нуклоны, зарядовое и массовое числа. Изотопы. Дефект массы. Энергия связи ядра.

29. Ядерные силы их характеристика. Обменный характер ядерных сил.

30. Радиоактивное излучение и его виды. Закон радиоактивного распада.

31. Период полураспада. Правила смещения при радиоактивных распадах.

32. Капельная модель деления ядра. Цепная реакция деления. Коэффициент размножения нейтронов. Критическая масса.

Примерный список экзаменационных задач по дисциплине «Физика» (2-ой семестр)

В

А

М

I

I

1. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам, находящимся на расстоянии друг от друга в вакууме, текут токи . Определить величину и направление индукции магнитного поля, создаваемого этими токами в точке М. Расстояние , .

В

А

М

I

I

2. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам, находящимся на расстоянии друг от друга в вакууме, текут токи . Определить величину и направление индукции магнитного поля, создаваемого этими токами в точке М. Расстояние , .

3. Бесконечно длинный провод образует круговую петлю, касательную к проводу. Радиус петли равен 8 см. По проводу течет ток силой 5 А. Определить величину и направление индукции магнитного поля в центре петли. Среда – воздух, .

4. В однородном магнитном поле с индукцией подвешен на двух проводящих нитях проводник длиной , причем проводник располагается перпендикулярно линиям вектора индукции, направленным вертикально вниз. При пропускании по проводнику тока проводник отклонился от положения равновесия на угол . Определить массу проводника. Ускорение свободного падения .

5. Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Определить величину и направление индукции магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера. Ускорение свободного падения .

6. В однородное магнитное поле с индукцией перпендикулярно вектору магнитной индукции влетает положительно заряженная частица массой 1мг. Кинетическая энергия частицы , а радиус её траектории . Определить заряд частицы.

7. Электрон () движется по окружности в однородном магнитном поле с индукцией . Найти период обращения электрона.

8. Найти удельный заряд частицы , если она влетает со скоростью в однородное магнитное поле индукцией перпендикулярно вектору магнитной индукции и движется по окружности радиусом .

9. Протон () влетает в однородное магнитное поле под углом к направлению поля со скоростью . Индукция магнитного поля . Найти радиус винтовой траектории протона.

10. Положительно заряженная частица прошла из состояния покоя ускоряющую разность потенциалов 100 В и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое (Е =100 В/м) и магнитное (В =0,1 Тл) поля. Определить отношение заряда частицы к ее массе, если, двигаясь перпендикулярно обоим полям, частица двигалась равномерно и прямолинейно.

11. Магнитное поле с индукцией 100 мкТл направлено перпендикулярно электрическому полю, напряженность которого 10 В/м. Положительный ион, влетая в эти скрещенные поля, движется равномерно и прямолинейно. Определить скорость иона.

12. Проводящий контур диаметром помещён в однородное магнитное поле индукцией . Площадь контура перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определить ЭДС электромагнитной индукции, возникающую в контуре при равномерном уменьшении магнитной индукции до нуля за время . На рисунке указать направление индукционного тока.

13. Катушка площадью поперечного сечения , состоящая из витков проволоки, равномерно вращается с частотой в однородном магнитном поле с индукцией . Найти максимальную ЭДС электромагнитной индукции, возникающую в этой катушке.

14. Кольцо из проволоки сопротивлением 1 мОм расположено перпендикулярно силовым линиям однородного магнитного поля с индукцией 0,4 Тл. Определить заряд, который протечет по кольцу, если его выдернуть из поля. Площадь кольца равна 10 см².

15. Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью и катушки индуктивностью . Обкладкам конденсатора сообщён заряд . Написать уравнения изменения заряда и напряжения на обкладках конденсатора и силы тока в катушке.

16. Уравнение изменения со временем напряжения на обкладках конденсатора в идеальном колебательном контуре имеет вид . Ёмкость конденсатора . Найти закон изменения со временем тока в цепи .

17. Уравнение изменения со временем тока в идеальном колебательном контуре имеет вид . Индуктивность контура . Найти период колебаний, ёмкость конденсатора, максимальную энергию магнитного поля .

18. Через какую долю периода на конденсаторе идеального колебательного контура заряд будет равен половине амплитудного значения? Начальная фаза равна нулю.

19. Через какую долю периода в идеальном колебательном контуре энергия распределится поровну между катушкой и конденсатором? Начальная фаза равна нулю.

20. На мыльную пленку с показателем преломления n =1,3 падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. При какой наименьшей толщине плёнки поверхность плёнки имеет наибольшую яркость. Интерференция наблюдается в отражённых лучах.

22. Найти радиус кривизны линзы, используемой для наблюдения колец Ньютона, если расстояние между четвёртым и девятым тёмными интерференционными кольцами, наблюдаемыми в отражённом свете, равно 0,5 мм. Освещение производится монохроматическим светом с длиной волны l=500 нм. Зазор между линзой и пластиной – воздушный.

23. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой налита жидкость, показатель преломления которой меньше показателя преломления стекла (). Радиус восьмого темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете равен 2 мм. Определить показатель преломления жидкости, если длина волны λ=700 нм, а радиус кривизны линзы R=1м.

24. Дифракционная решетка отклоняет лучи, падающие на нее нормально, на угол j₁=14⁰. Этому углу дифракции соответствует спектр второго порядка (m₁=2). Какому углу дифракции (j₂=?) соответствует спектр третьего порядка (m₂=3), создаваемый этой решеткой?

25. Определить угол между главными плоскостями пропускания поляризатора и анализатора, если интенсивность естественного света при выходе из анализатора уменьшилась в 8 раз.

26. Определите, во сколько раз изменится мощность излучения абсолютно чёрного тела, если длина волны, на которую приходится максимум спектральной излучательной способности тела, сместилась с l_max1 =800 нм до l_max2 =400 нм.

27. Найти температуру печи, если известно, что из отверстия в ней размером 3 см² излучается за 1 секунду энергия в 48 Дж. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела. Постоянная Стефана-Больцмана: .

28. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 5,67 кВт. Найти величину излучающей поверхности тела, если известно, что длина волны, на которую приходится максимум его испускательной способности, равна 700 нм. Постоянная Стефана-Больцмана: , постоянная Вина: .

29. Диаметр вольфрамовой спирали в электрической лампочке равен 0,2 мм, длина спирали 5 см. При включении лампочки в цепь напряжением 220 В через лампочку течет ток 0,31 А. Найти температуру спирали, если все выделяющееся в нити тепло теряется в результате лучеиспускания. Отношение энергетических светимостей вольфрама и абсолютно черного тела считать равным 0,31. Постоянная Стефана-Больцмана: .

29. Найти частоту света, вырывающего с поверхности металла электроны, полностью задерживающиеся потенциалом в 3 В. Фотоэффект для этого металла начинается при частоте падающего света 6×10¹⁴ Гц. Постоянная Планка h= 6,62×10^-34 Дж×с, заряд электрона .

30. Какую максимальную скорость имеют электроны, вырванные из натрия (красная граница фотоэффекта для натрия равна 0,68 мкм) светом с длиной волны 0,5 мкм? Постоянная Планка h= 6,62×10^-34 Дж×с, масса электрона , скорость света в вакууме .

31. При падении света с длиной волны 230 нм на металл ток в цепи с фотоэлементом падает до нуля при задерживающем напряжении 1,64 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Постоянная Планка h= 6,62×10^-34 Дж×с, масса электрона , скорость света в вакууме .

32. Рассчитайте удельную энергию связи ядра .

Масса протона m_p =1,6726·10^-27 кг=1,0075957 а.е.м.;

масса нейтрона m_n =1,675·10^-27 кг=1,008982 а.е.м.;

массы ядра изотопа М =16,99913 а.е.м.

33. Рассчитайте энергию связи ядра .

Масса протона m_p =1,6726·10^-27 кг=1,0075957 а.е.м.;

масса нейтрона m_n =1,675·10^-27 кг=1,008982 а.е.м.;

массы ядра изотопа М =13,00574 а.е.м.

34. Определите, является ли реакция эндотермической или экзотермической?

m ()=14,00307 a.e.м.

m ()=4,0026 a.e.м.

m ()=1,00783 a.e.м.

m ()=16,99913 a.e.м.

35. Ядро урана захватив один нейтрон, разделилось на два осколка, причем освободилось два нейтрона. Одним из осколков оказалось ядро ксенона Определить порядковый номер и массовое число второго осколка.