при какой температуре газа средняя энергия теплового движения частиц будет равна энергии электронов

При какой температуре газа средняя энергия теплового движения частиц будет равна энергии электронов

Варианты задач ЕГЭ
разных лет
(с решениями).

3. Фотокатод облучают светом с длиной волны λ = 300 нм. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ₀ = 450 нм. Какое напряжение U нужно создать между анодом и катодом, чтобы фототок прекратился? (Решение)

4. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ₀ = 450 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,4 В. Определите длину волны λ. (Решение)

5. При облучении катода светом с длиной волны λ = 300 нм фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,4 В. Определите красную границу фотоэффекта λ₀ для вещества фотокатода. (Решение)

10. Фотоны, имеющие энергию 5 эВ, выбивают электроны с поверхности металла. Работа выхода электронов из металла равна 4,7 эВ. Какой импульс приобретает электрон при вылете с поверхности металла? (Решение)

11. Чему равна скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины, если при задерживающем напряжении U = 3 В фотоэффект прекращается? (Решение)

13. При какой температуре газа средняя энергия теплового движения атомов одноатомного газа будет равна энергии электронов, выбиваемых из металлической пластинки с работой выхода А_вых = 2 эВ при облучении монохроматическим светом с длиной волны 300 нм? (Решение)

15. При облучении катода светом с частотой ν = 1,0·10 15 Гц фототок прекращается при приложении между анодом и катодом напряжения U = 1,4 В. Чему равна частотная красная граница фотоэффекта ν₀ для вещества фотокатода? (Решение)

18. При исследовании структуры мономолекулярного слоя вещества пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно исследуемому слою. В результате дифракции на молекулах, образовавших периодическую решетку, часть электронов отклоняется на определенные углы, образуя дифракционные максимумы. Под каким углом к первоначальному направлению распространяются отклонившиеся электроны, образующие первый дифракционный максимум, если кинетическая энергия электрона равна 54 эВ, а период молекулярной решетки составляет 0,215 нм? Ответ: sin α ≈ 0,77; α ≈ 50°.

19. При исследовании структуры мономолекулярного слоя вещества пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно исследуемому слою. В результате дифракции на молекулах, образовавших периодическую решетку, часть электронов отклоняется на определенные углы, образуя дифракционные максимумы. Какую энергию имеют падающие электроны, если первый дифракционный максимум соответствует отклонению электронов на угол α = 50° от первоначального направления, а период молекулярной решетки составляет 0,215 нм? (См. рис. к зад. 25). Ответ: ≈ 55 эВ.

20. При исследовании структуры кристаллической решетки пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно поверхности кристалла вдоль оси Oz, как показано на рисунке. После взаимодействия с кристаллом отраженные от первого слоя электроны движутся в определенных направлениях, образуя дифракционные максимумы. В плоскости Ozx имеется такой максимум первого порядка. С какой скоростью движутся электроны, если первый дифракционный максимум соответствует отклонению электронов на угол α = 50° от первоначального направления, а период молекулярной решетки составляет 0,215 нм? Ответ: ≈ 4,4·10 6 м/c.

22. В вакууме находятся два электрода, к которым подключен конденсатор емкостью 4000 пФ. При длительном освещении одного электрода светом длиной волны 300 нм фототок между электродами, возникший вначале, прекращается, а на пластине конденсатора, подключенной к освещаемому электроду, появляется заряд 5,5 нКл. Какова работа выхода электронов из вещества фотокатода? Емкостью системы электродов пренебречь. Ответ: ≈ 4,4·10-19 Дж.

29. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно λ₁ = 350 нм и λ₂ = 540 нм. Каким было отношение максимальных скоростей v₁/v₂ фотоэлектронов в этих опытах, если работа выхода с поверхности металла А_вых = 1.9 эВ? (Решение)

30. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка, для которой работа выхода с поверхности металла А_вых= 1,9 эВ. облучатась светом с длинами волн соответственно λ₁ и λ₂. Какой была длина волны в первом опыте λ₁, если во втором она составляла λ₂ = 540 нм, а отношение максимальных скоростей фотоэлектронов v₁/v₂ = 2? (Решение)

31. В установке по наблюдению фотоэффекта свет от точечного источника S, пройдя через собирающую линзу, падает на фотокатод параллельным пучком. В схему внесли изменение: на место первоначальной линзы поставили собирающую линзу того же диаметра, но с меньшим фокусным расстоянием. Источник света переместили вдоль главной оптической оси линзы так, что на фотокатод свет снова стал падать параллельным пучком. Как изменился при этом (уменьшился или увеличился) фототок насыщения? Объясните, почему изменяется фототок насыщения, и укажите, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. (Решение)

32. В установке по наблюдению фотоэффекта свет от точечного источника S, пройдя через собирающую линзу, падает на фотокатод параллельным пучком. В схему внесли изменение: на место первоначальной линзы поставили другую того же диаметра, но с большим фокусным расстоянием. Источник света переместили вдоль главной оптической оси линзы так, что на фотокатод свет снова стал падать параллельным пучком. Как изменился при этом (уменьшился или увеличился) фототок насыщения? Объясните, почему изменяется фототок насыщения, и укажите, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. (Решение)

37. При исследовании спектра ртути с помощью дифракционной решётки и гониометра (прибора для точного измерения углов дифракции света) было обнаружено, что в спектре 3-го порядка вблизи двойной жёлтой линии ртути со средней длиной волны λ₁ = 578 нм видна сине-фиолетовая линия 4-го порядка. Оцените её длину волны λ₂. (Решение)

38. При исследовании спектра ртути с помощью дифракционной решётки и гониометра (прибора для точного измерения углов дифракции света) было обнаружено, что в спектре 4-го порядка вблизи сине-фиолетовой линии ртути со средней длиной волны λ₁ = 436 нм двойная жёлтая линия 3-го порядка. Оцените её длину волны λ₂. (Решение)

41. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью E = 5·10 4 В/м. Какой путь пролетел в этом электрическом поле электрон, если он приобрел скорость v = 3·10 6 м/с? Релятивистские эффекты не учитывать. (Решение)

42. При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов ΔU = 5 В. Какова работа выхода A_вых, если максимальная энергия ускоренных электронов Е_е равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла? (Решение)

43. При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов U. Работа выхода электронов из металла A_вых = 2 эВ. Определите ускоряющую разность потенциалов U, если максимальная энергия ускоренных электронов Е_е равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла. (Решение)

44. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ₀ = 290 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,5 В. Определите длину волны λ. (Решение)

45. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ₀ = 290 нм. Фотокатод облучают светом с длиной волны λ= 220 нм. При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается? (Решение)

46. Фотокатод облучают светом с длиной волны 300 нм. Красная граница фотоэффекта фотокатода 450 нм. Вычислите запирающее напряжение U между анодом и катодом. (Решение)

47. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно λ₁ = 350 нм и λ₂ = 540 нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались в v₁/v₂ = 2 раза. Какова работа выхода с поверхности металла? (Решение)

49. Для измерения величины постоянной Планка h в своё время использовался следующий опыт. В вакуумный фотоэлемент помещался катод из какого-либо металла, окружённый металлическим анодом. Катод облучали светом определённой длины волны (и частоты) и измеряли задерживающее напряжение между катодом и анодом, при котором ток в цепи с фотоэлементом прекращался. Оказалось, что при длине волны света, падающего на фотокатод, равной λ₁ = 250 нм, задерживающее напряжение было равно U ₁ = 2,82 В, а при освещении светом с частотой ν = 1,5·10 15 Гц оно равнялось U ₂ = 4,04 В. Найдите по этим данным величину постоянной Планка. (Решение)

50. Металлическая пластина облучается светом частотой ν = 1,6·10 15 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле на-пряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости E направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины? (Решение)

Читайте также: цсн гибдд что это такое

51. Металлическая пластина облучается светом. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м. Вектор напряжённости E поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите частоту падающего на пластину света. (Решение)

52. Металлическая пластина облучается светом частотой ν = 1,6·10 15 Гц. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости Е поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите работу выхода электронов из данного металла. (Решение)

53. Металлическая пластина облучается светом частотой ν = 1,6·10 15 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле, вектор напряжённости Е которого направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Чему равен модуль напряжённости электрического поля? (Решение)

58. Законы фотоэффекта, как выяснилось недавно, не имеют абсолютного характера. В частности, это касается «красной границы фотоэффекта». Когда появились мощные лазерные источники света, оказалось, что за счёт нелинейных эффектов в среде возможно так называемое многофотонное поглощение света, при котором закон сохранения энергии (формула Эйнштейна для фотоэффекта) имеет вид: Какое минимальное число фотонов рубинового лазера с длиной волны λ = 694,3 нм должно поглотиться, чтобы из вольфрама с работой выхода А_вых = 4,5 эВ был выбит один фотоэлектрон? (Решение)

59. Законы фотоэффекта, как выяснилось недавно, не имеют абсолютного характера. В частности, это касается «красной границы фотоэффекта». Когда появились мощные лазерные источники света, оказалось, что за счёт нелинейных эффектов в среде возможно так называемое многофотонное поглощение света, при котором закон сохранения энергии (формула Эйнштейна для фотоэффекта) имеет вид: Какое минимальное число фотонов рубинового лазера с длиной волны λ = 488,3 нм должно поглотиться, чтобы из платины с работой выхода А_вых = 6,3 эВ был выбит один фотоэлектрон? (Решение)

60. Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 600 нм равна P = 2 мВт. Определите число фотонов, излучаемых указкой за 1 с. (Решение)

61. Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 500 нм равна P = 1 мВт. Определите время, за которое лазерная указка излучает N = 5·10 15 фотонов. (Решение)

64. Давление света от Солнца, который падает перпендикулярно на абсолютно чёрную поверхность, на орбите Земли составляет около p = 5·10 –6 Па. Оцените концентрацию n фотонов в солнечном излучении, считая, что все они имеют длину волны λ = 500 нм. (Решение)

68. При какой температуре газа средняя энергии теплового движения атомов одноатомного газа будет равна максимальной кинетической энергии электронов, выбиваемых на металлической пластики с работой выхода А_в = 2 эВ при облучении монохроматическим светом с длиной волны 300 нм?(Решение)

71. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла λ_кр = 497 нм. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из пластины светом с длиной волны λ = 375 нм? (Ответ: 5.3·10 5 м/с)

75. На пластинку, которая отражает 70 % и поглощает 30 % падающего света, каждую секунду перпендикулярно падают N= 3·10 20 одинаковых фотонов, которые оказывают на пластинку действие силой F = 0,675 мкН. Определите длину волны падающего света. (Ответ: 500 нм)

Источник

Контрольная работа Квантовая физика 11 класс

Контрольная работа Квантовая физика 11 класс с ответами. Контрольная работа представлена в 5 вариантах, в каждом варианте по 8 заданий.

Вариант 1

A1. Внешний фотоэффект — это явление

1) почернения фотоэмульсии под действием света
2) вылета электронов с поверхности вещества под действием света
3) свечения некоторых веществ в темноте
4) излучения нагретого твердого тела

А2. Какой заряд имеет свет с частотой 4,5 · 10 15 Гц?

А3. Излучение лазера — это

1) тепловое излучение
2) вынужденное излучение
3) спонтанное (самопроизвольное) излучение
4) люминесценция

А4. Изотоп ксенона 112 ₅₄Хе после спонтанного α-распада превратился в изотоп

А5. Какая из строчек таблицы правильно отражает структуру ядра 48 ₂₀Ca?

p — число протонов	n — число нейтронов
1)	48	68
2)	48	20
3)	20	48
4)	20	28

B1. Сколько квантов содержится в 1 Дж излучения с длиной волны 0,5 мкм?

В2. Ядро атома претерпевает спонтанный α-распад. Как изменяются перечисленные ниже характеристики атомного ядра при таком распаде? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВЕЛИЧИНЫ

А) масса ядра
Б) заряд ядра
В) число протонов в ядре

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается

Вариант 2

A1. В своих опытах Столетов измерял максимальную силу тока (ток насыщения) при освещении электрода ультрафиолетовым светом. Сила тока насыщения при увеличении интенсивности источника света и неизменной его частоте будет

1) увеличиваться
2) уменьшаться
3) неизменной
4) сначала увеличиваться, затем уменьшаться

А2. Де Бройль выдвинул гипотезу, что частицы вещества (например, электрон) обладают волновыми свойствами. Эта гипотеза впоследствии была

1) опровергнута путем теоретических рассуждений
2) опровергнута экспериментально
3) подтверждена в экспериментах по дифракции электронов
4) подтверждена в экспериментах по выбиванию электронов из металлов при освещении

А3. Выберите верное утверждение.

А. Излучение лазера является спонтанным
Б. Излучение лазера является индуцированным

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

А4. Ядро 214 ₈₃Bi испытывает β-распад, при этом образуется элемент Х. Этот элемент можно обозначить как

А5. На рисунке изображены схемы четырёх атомов. Черными точками обозначены электроны. Атому 16 ₈O соответствует схема

B1. Источник света мощностью 100 Вт испускает 5 · 10 20 фотонов за 1 с. Найдите среднюю длину волны излучения.

В2. Ядро атома претерпевает спонтанный β-распад. Как изменяются перечисленные ниже характеристики атомного ядра при таком распаде? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВЕЛИЧИНЫ

А) масса ядра
Б) заряд ядра
В) число протонов в ядре

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается

Вариант 3

A1. При фотоэффекте число электронов, выбиваемых монохроматическим светом из металла за единицу времени, не зависит от

А) частоты падающего света
Б) интенсивности падающего света
В) работы выхода электронов из металла

Какие утверждения правильные?

1) А и В
2) А, Б, В
3) Б и В
4) А и Б

А2. Какой энергией обладает свет с частотой 5 · 10 14 Гц?

А3. В настоящее время широко распространены лазерные указки, авторучки, брелоки. При неосторожном обращении с таким (полупроводниковым) лазером можно

1) вызвать пожар
2) прожечь костюм и повредить тело
3) получить опасное облучение организма
4) повредить сетчатку глаза при прямом попадании лазерного луча в глаз

А4. Как изменится число нуклонов в ядре атома радиоактивного элемента, если ядро испустит γ-квант?

1) увеличится на 2
2) не изменится
3) уменьшится на 2
4) уменьшится на 4

А5. По данным таблицы химических элементов Д.И. Менделеева определите число нуклонов в ядре технеция.

1) 43
2) 56
3) 99
4) 142

В2. Ядро атома претерпевает спонтанный γ-распад. Как изменяются перечисленные ниже характеристики атомного ядра при таком распаде? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВЕЛИЧИНЫ

А) масса ядра
Б) заряд ядра
В) число протонов в ядре

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается

Вариант 4

A1. При исследовании фотоэффекта Столетов выяснил, что

1) энергия фотона прямо пропорциональна частоте света
2) вещество поглощает свет квантами
3) сила фототока прямо пропорциональна частоте падающего света
4) фототок возникает при частотах падающего света, превышающих некоторое значение

А2. Электрон и протон движутся с одинаковыми скоростями. У какой из этих частиц большая длина волны де Бройля?

1) у электрона
2) у протона
3) длины волн этих частиц одинаковы
4) частицы нельзя характеризовать длиной волны

А3. Интерференцию света с помощью лазерной указки показать легче, чем с обычным источником, так как пучок света, даваемый лазером, более

1) мощный
2) когерентный
3) расходящийся
4) яркий

А4. Какой заряд Z и какое массовое число А будет иметь ядро элемента, получившегося из ядра изотопа 238 ₉₂U после одного α-распада и двух β-распадов?

А5. На рисунке изображены схемы четырех атомов. Черными точками обозначены электроны. Атому 12 ₆C соответствует схема

B1. Детектор полностью поглощает падающий на него свет частотой ν = 6 · 10 14 Гц. За время t = 5 с на детектор падает N = 3 · 10 5 фотонов. Какова поглощаемая детектором мощность? (Полученный ответ умножьте на 10 14 и округлите до десятых.)

В2. Ядро атома захватило электрон и испустило протон. Как изменяются перечисленные ниже характеристики атомного ядра при такой ядерной реакции? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВЕЛИЧИНЫ

А) масса ядра
Б) заряд ядра
В) число нейтронов в ядре

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается

Вариант 5

A1. При фотоэффекте работа выхода электрона из металла, зависит от

1) частоты падающего света
2) интенсивности падающего света
3) химической природы металла
4) кинетической энергии вырываемых электронов

А3. Средняя мощность лазерного излучения равна Р, длина волны λ. Число фотонов, ежесекундно излучаемых лазером, в среднем равно

А4. Радиоактивный изотоп урана 238 ₉₂U после двух α-распадов и двух β-распадов превращается в изотоп

А5. По данным таблицы химических элементов Д.И. Менделеева определите число нейтронов в ядре технеция.

1) 43
2) 56
3) 99
4) 142

В2. Ядро атома захватило нейтрон и испустило электрон. Как изменяются перечисленные ниже характеристики атомного ядра при такой реакции? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВЕЛИЧИНЫ

А) масса ядра
Б) заряд ядра
В) число нейтронов в ядре

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается

Источник

Вопросы ф 9 «Якорь»

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

1. Запишите формулы для электрической емкости параллельно соединенных конденсаторов:

C1= С + X, и последовательно соединенных конденсаторов: .

2. Выполните математические преобразования. Должно получиться уравнение: X2-CX-C2=0.

3. Получите расчетную формулу и найдите числовой ответ.

Задача 15. При какой температуре газа средняя энергия теплового движения атомов одноатомного газа будет равна энергии электронов, выбиваемых из металлической пластинки с работой выхода Авых = 2 эВ при облучении монохроматическим светом с длиной волны 300 нм? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите формулу для средней кинетической энергии теплового движения атомов: .

2. Напишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: .

3. Запишите условие равенства кинетических энергий: .

4. Выполните математические преобразования и получите ответ в общем виде:.

5. Найдите числовой ответ. Ответ: Т= 16103 К.

Задача 16. При облучении металлической пластинки фотоэффект имеет место только в том случае, если импульс р падающих на нее фотонов превышает 9·10-28 кг·м/с. С какой скоростью будут покидать пластинку электроны, если облучать ее светом, частота которого вдвое выше? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для первого случая: h1 = Авых.

2. Запишите соотношение между импульсом фотона и частотой соответствующей волны:

3. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для второго случая (2=21): .

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем виде и рассчитайте его. Ответ: = 770 км/с.

Подсказка к решению

1. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: hmin = Авых

2. Запишите формулу, связывающую частоту и длину волны фотона: .

3. Запишите выражение для энергии фотонов: Авых = h = mс2

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем виде и в числовом варианте. Ответ: = 6,6·10-7 м.

Задача 18. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом с длиной волны  = 3  10-7 м, если красная граница фотоэффекта 540 нм? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

2. Запишите формулу, связывающую частоту и длину волны фотона: .

3. Запишите уравнение Эйнштейна для красной границы фотоэффекта: .

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем виде и в числовом варианте.

Ответ: = 800 км/с.

Задача 19. Какова длина волны  кр, соответствующая красной границе фотоэффекта, если при облучении металлической пластинки светом с длиной волны  = 3  10-7 м максимальная скорость выбитых электронов составляет 800 км/с? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: .

2. Запишите формулу, связывающую частоту и длину волны фотона: .

3. Запишите уравнение Эйнштейна для красной границы фотоэффекта:

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем и числовом виде. Ответ: = 540 нм.

Задача 20. Чему равна скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины, если при задерживающем напряжении на ней U = 3 В фотоэффект прекращается? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

2. Запишите выражение для минимальной энергии, которая необходима электрону для преодоления задерживающего электрического поля: W = eU=.

3. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем и числовом виде.

Ответ: = 106 м/с = 1 Мм/с.

Задача 21. Отрицательно заряженная пластина, создающая вертикально направленное однородное электрическое поле напряженностью Е = 104 В/м, укреплена на горизонтальной плоскости. На нее с высоты h = 10 см падает шарик массой m = 20 г, имеющий положительный заряд q=10 –5 Kл. Какой импульс шарик передаст пластине при абсолютно упругом ударе? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите выражения для потенциальной энергии тела в поле тяжести и в электрическом поле: Еп = mgh, Eп = qEh.

2. Запишите закон сохранения энергии: = (mg + qE)h. Выразите из него скорость шарика при ударе.

3. Запишите выражение для импульса, передаваемого шариком пластине при абсолютно упругом ударе:  р=2mv.

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем и числовом виде. Ответ: р = = 0,07 кг·м/с.

Задача 22. Горизонтально расположенная, отрицательно заряженная пластина создает вертикально направленное однородное электрическое поле напряженностью Е = 104 В/м. На нее с высоты h = 10 см падает шарик массой m = 20 г, имеющий положительный заряд q = 10-5 Кл и начальную скорость V0 = 1 м/с, направленную вертикально вниз. Какую энергию шарик передаст пластине при абсолютно неупругом ударе? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите выражение для потенциальной энергии тела в поле тяжести: Eп = mgh.

2. Запишите выражение для потенциальной энергии заряда в электрическом поле: Еп = qEh.

3. Запишите закон сохранения энергии: W =(mg + qE)h +

4. Выполните математические вычисления, получите ответ в числовом виде.

Задача 23. Положительно заряженная пластина, создающая вертикально направленное однородное электрическое поле напряженностью Е = 104 В/м, укреплена на горизонтальной плоскости. На нее с высоты h = 10 см падает шарик массой m = 20 г, имеющий положительный заряд q = 10-5 Кл. Какой импульс передаст шарик пластине при абсолютно неупругом ударе? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите выражение для потенциальной энергии тела в поле тяжести: Eп = mgh.

2. Запишите выражение для потенциальной энергии заряда в электрическом поле: Eп = qEh.

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем и числовом виде.

Ответ: р =mV= = 2·10-2 кг·м/с.

Задача 24. Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных, разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора равна Е = 104 В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещен шарик с зарядом q = 10-5 Кл и массой m = 20 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать и через некоторое время ударяется об одну из пластин. Оцените время падения шарика. (4 балла)

Подсказка к решению

1. Сделайте схематический чертеж траектории движения шарика между двумя вертикальными пластинами. Введите систему координат: горизонтальную ось направьте по направлению напряженности электрического поля, а вертикальную – по направлению напряженности гравитационного поля Земли – вертикально вниз.

2. Запишите выражение для ускорения заряда в электрическом поле: , и формулу пути при равноускоренном движении вдоль горизонтальной оси: .

3. Получите ответ в общем и в числовом виде.

Ответ: .= 0,1 с.

Задача 25. Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных, разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора равна Е = 104 В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещен шарик с зарядом q = 10-5 Кл и массой m = 10 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснется одной из пластин? (4 балла)

Подсказка к решению

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем и числовом виде.

Ответ: = 1 м/с.

Задача 26. Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных, разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора равна Е = 10 В/м. Между пластинами на равном расстоянии от них помещен шарик с зарядом q = 10-5 Кл и массой m=20 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать и ударяется об одну из пластин. Насколько уменьшится высота шарика  h к моменту его удара об одну из пластин? (4 балла)

Подсказка к решению

1. Запишите выражение для ускорения заряда в электрическом поле: .

2. Запишите связь между временем, пройденным путем и ускорением при движении под действием электрического поля (движение в горизонтальном направлении): .

3. Запишите связь между временем, пройденным путем и ускорением при движении под действием силы тяготения (движение в вертикальном направлении):

4. Выполните математические преобразования, получите ответ в общем и числовом виде.

Ответ: = 0,05 м.

Задачи для самостоятельного решения

Ф.1.11.2. Свинцовый брусок массой 400 г, движущийся со скоростью 0,4 м/с, сталкивается с неподвижным восковым бруском массой 200 г. После столкновения бруски слипаются и движутся вместе. Определите изменение кинетической энергии системы в результате столкновения. Трением пренебречь.

Ф.1.11.4. Шарик скользит без трения по наклонному желобу, а затем описывает в желобе «мертвую петлю» радиуса R = 40 см. С какой высоты начал двигаться шарик без начальной скорости, если сила его давления на желоб в верхней точке петли равна нулю?

Ф.1.11.5. Шарик скользит без трения по наклонному желобу, а затем движется по «мертвой петле» радиуса R. С какой силой шарик давит на желоб в нижней точке петли, если масса шарика равна 60 г, а высота, с которой его отпускают, равна 3R?

Ф.1.11.7. На рТ-диаграмме показан цикл тепловой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ (см. рисунок). На каком из участков цикла 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 работа газа наибольшая по модулю? Найдите модуль отношения работ газа на участках 3-4 и 1-2.

Ф.1.11.8. Два медных проводника одинаковой длины l соединены последовательно. Площадь поперечного сечения первого равна S1, второго – S2. Определите отношение напряженности электростатического поля в первом проводнике к напряженности поля во втором при протекании по ним тока.

Ф.1.11.9. Точечный заряд q, помещенный в начало координат, создает в точке С электростатическое поле с напряженностью EС=45 В/м. Какова величина напряженности поля в точке А?

Ф.1.11.11. Конденсаторы, электрическая емкость которых 4 мкф и 6 мкф, заряжают до напряжения 10 В каждый, а затем «плюс» одного из них подключают к «минусу» другого и соединяют свободные выводы резистором. Какое количество теплоты выделится в резисторе?

Ф.1.11.12. Конденсатор, электрическая емкость которого 500 мкФ, заряжают до напряжения 140 В, к его выводам подключают цепочку из трех резисторов 200 Ом, 400 Ом и 800 Ом, соединенных параллельно. Какое количество теплоты выделится в резисторе 800 Ом?

Ф.1.11.14. При какой температуре газа средняя энергия теплового движения атомов одноатомного газа будет равна энергии электронов, выбиваемых из металлической пластинки с работой выхода Авых = 1,5 эВ при облучении монохроматическим светом с длиной волны 400 нм?

Ф.1.11.16. Работа выхода электрона из металла равна Авых= 210-19Дж. Какова максимальная длина волны излучения , соответствующая фотонам, способным выбивать электроны?

Ф.1.11.17. Какова длина волны кр, соответствующая красной границе фотоэффекта, если при облучении металлической пластинки светом с длиной волны  = 210-7 м максимальная скорость выбитых электронов составляет 1 Мм/с?

Ф.1.11.18. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом с длиной волны  = 210-7 м, если красная граница фотоэффекта 400 нм?

Ф.1.11.19. Чему равна скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины, если при задерживающем напряжении на ней U = 2,5 В фотоэффект прекращается?

Ф.1.11.22.Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных, разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии d = 4 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора равна Е = 5 кВ/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещен шарик с зарядом q = 10 мкКл и массой m = 10 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать и через некоторое время ударяется об одну из пластин. Оцените время падения шарика и скорость, которую будет иметь шарик, когда коснется одной из пластин. Насколько уменьшится высота шарика h к моменту его удара об одну из пластин?

Основные замечания к решению задач части С Единого государственного экзамена по физике выпускниками 2003 года

Анализ экзаменационных работ выявил такие основные недостатки:

Неумение применять законы сохранения энергии и импульса к упругому и неупругому взаимодействию.

Неумение учитывать знак изменения величины (уменьшение или увеличение).

Неумение учитывать потерю механической энергии при неупругом взаимодействии.

Неумение учитывать, что работа силы трения ведет к уменьшению механической энергии системы.

Плохое владение навыками чтения графиков. Неумение читать график с учетом масштаба координатных осей.

Плохое знание формул для расчета напряженности и потенциала электростатического поля.

Незнание формул расчета электроемкости при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.

Плохое знание формул различных видов энергии, в том числе энергии конденсатора в различных случаях его включения в цепь.

Незнание принципа суперпозиции в применении к потенциалу электрического поля

Затруднения при применении закона сохранения энергии к различным ситуациям, в особенности при наличии электрического и гравитационного полей

В большинстве работ практически полностью отсутствует словесное пояснение решения.

Некоторые ребята пытаются решить задачу логически, но не умеют обосновать и подтвердить математическими расчетами логические выводы.

Неумение связывать полученный ответ с реально возможными значениями искомых величин.

Неумение получать рабочую формулу (в общем виде). Часто решают задачу поэтапно, что значительно удлиняет решение и не дает возможности проанализировать полученный ответ и проверить его по размерности.

Недостаточная математическая подготовка – ошибки при решении составленного квадратного уравнения в буквенном виде.

А теперь улыбнемся!

Диалоги на экзаменах

От студентов на экзаменах порой можно услышать самые невероятные ответы, которые потом становятся изустными преданиями института, превращаются в анекдоты, попадают в книги.

Вот часть коллекции «экзаменационных перлов»,собранной доктором биологических наук В. Акопяном.

Преподаватель: — Что такое лошадиная сила?

Экзаменуемый: — Это сила, которую развивает лошадь массой в 1 кг, движущаяся со скоростью 1 м/с.

Преподаватель: — Где же вы находится такая лошадь?

Экзаменуемый: — В палате мер и весов в Париже.

Преподаватель: — Что такое СИ?

Экзаменуемый: — Система Идиниц.

Преподаватель: — В каких единицах измеряется давление?

Экзаменуемый: — В миллиметрах ртутного столба.

Преподаватель: — А в СИ?

Экзаменуемый: — В метрах ртутного столба.

Преподаватель: — Приведите пример инерции, но не из книжки, а из жизни.

Экзаменуемый: — Когда сковородку снимаем с огня, котлеты еще продолжают шипеть.

Преподаватель: — Что такое алгебра?

Экзаменуемый: — Алгебра — это действия с выражениями.

Преподаватель: — Что происходит с электронами в двухэлектродной электронной лампе?

Экзаменуемый: — У катода они еще отрицательны, а по мере приближения к аноду все положительное и положительное становятся.

Преподаватель: — Что такое вольтметр?

Экзаменуемый: – Величина, измеряемая падением одного вольта с высоты в один метр.

Преподаватель: — Что принимают за эталон массы?

Экзаменуемый: — Во Франции — платиново-иридиевый цилиндр массой в 1 кг, а у нас — 1 литр дистиллированной воды.

Источник