FAJLOOBMENNIK-Obschaya_baza_v3_1

Тяжелый изотоп водорода  может вызвать превращение легкого изотопа лития  в тяжелый изотоп . Такого рода превращения сопровождают …протоны

Решение: Рассматриваемую ядерную реакцию можно представить следующим образом: . В ядерных реакциях выполняются законы сохранения массового и зарядового чисел, применение которых дает . Это – характеристики протона.

Взаимодействие -мезона с протоном в водородной пузырьковой камере идет по схеме Если спин -мезона , то характеристиками ламбда-гиперона  будут …

,

Решение: При взаимодействии элементарных частиц и их превращениях возможны только такие процессы, в которых выполняются законы сохранения, в частности законы сохранения электрического заряда и спина. -мезоны имеют спин , а электрический заряд  в единицах элементарного заряда. Спин протона  в единицах постоянной Планка  равен: , а заряд . В соответствии с законами сохранения у ламбда-гиперона  спин , заряд .

Взаимодействие -мезона с протоном в водородной пузырьковой камере идет по схеме Если спин ламбда-гиперона  равен , то характеристиками  -мезона будут …, Решение: При взаимодействии элементарных частиц и их превращении возможны только такие процессы, в которых выполняются законы сохранения, в частности законы сохранения электрического заряда и спина. У-мезона спин равен: , заряд . Спин протона  в единицах постоянной Планка  равен: , а заряд . Гиперон имеет спин , заряд . В соответствии с законами сохранения -мезоны имеют спин , а электрический заряд  в единицах элементарного заряда.

Лазер на рубине излучает в импульсе длительностью  энергию  в виде почти параллельного пучка с площадью сечения . Если коэффициент отражения поверхности 0,8, давление света на площадку, расположенную перпендикулярно пучку, равно __150__ мПа.

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 равна , где – энергия излучения в импульсе, – длительность импульса, – площадь сечения пучка. Тогда 

Тело совершает гармонические колебания около положения равновесия (точка 3) с амплитудой  (см. рис.). Ускорение тела равно нулю в точке … 3

Решение: При гармонических колебаниях смещение тела от положения равновесия изменяется со временем по закону синуса или косинуса. Пусть . Поскольку ускорение тела равно второй производной от координаты по времени, зависимость ускорения от времени дается выражением . Отсюда следует, что ускорение равно нулю в тех точках траектории, в которых равна нулю величина смещения тела из положения равновесия, то есть в точке 3.

В физиотерапии используется ультразвук частотой и интенсивностью  При воздействии таким ультразвуком на мягкие ткани человека плотностью амплитуда колебаний молекул будет равна …2 (Считать скорость ультразвуковых волн в теле человека равной  Ответ выразите в ангстремах  и округлите до целого числа.)

Решение: Интенсивностью волны называется скалярная величина, равная модулю среднего значения вектора плотности потока энергии (вектора Умова) , где  – скорость волны,  – объемная плотность ее энергии. Среднее значение объемной плотности энергии упругой волны определяется выражением , где  – плотность среды,  – амплитуда,  – циклическая частота волны. Тогда интенсивность волны равна . Отсюда 

В результате туннельного эффекта вероятность прохождения частицей потенциального барьера увеличивается с … уменьшением массы частицы

Решение: Вероятность прохождения частицей потенциального барьера прямоугольной формы или коэффициент прозрачности определяется формулой:  где постоянный коэффициент, близкий к единице, ширина барьера, масса частицы, высота барьера, энергия частицы. Следовательно, вероятность прохождения увеличивается с уменьшением массы частицы.

В результате туннельного эффекта вероятность прохождения частицей потенциального барьера уменьшается с … увеличением ширины барьера Решение: Вероятность прохождения частицей потенциального барьера или коэффициент прозрачности определяется формулой:  где постоянный коэффициент, близкий к единице, ширина барьера, масса частицы, высота барьера, энергия частицы. Следовательно, вероятность прохождения уменьшается с увеличением ширины барьера.

Величина момента импульса тела изменяется с течением времени по закону (в единицах СИ). Если в момент времени  угловое ускорение составляет , то момент инерции тела (в ) равен …5

Решение: Cкорость изменения величины момента импульса относительно неподвижной оси равна величине суммарного момента внешних сил относительно этой оси, то есть   где  – величина момента импульса,  – величина момента силы. Вычислив производную от функции, характеризующей зависимость величины момента импульса от времени, получим величину момента силы  . Используя основной закон динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси, можем определить его момент инерции:  .

Скорость релятивистской частицы , где с – скорость света в вакууме. Отношение кинетической энергии частицы к ее полной энергии равно …0.4

Для ядер атомов не справедливым является утверждение: … масса ядра равна сумме масс составляющих его нуклонов

Решение: Ядром называется  центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся его масса и весь положительный электрический заряд. Все атомные ядра состоят из элементарных частиц – протонов и нейтронов, называемых нуклонами. Протон имеет положительный электрический заряд, равный по абсолютному значению заряду электрона. Нейтрон электрически нейтрален, чем и объясняется его название. Самое легкое ядро, ядро атома обычного водорода, состоит из одного протона. Между нуклонами в ядре действуют особые ядерные силы, являющиеся проявлением сильного (ядерного) взаимодействия. Ядерные силы являются силами притяжения, действующими между всеми нуклонами в равной степени (как между протонами, так и между нейтронами, а также между протонами и нейтронами). Общая масса ядра всегда меньше суммы масс составляющих его протонов и нейтронов.

На рисунке изображен вектор скорости движущегося электрона: Вектор магнитной индукции  поля, создаваемого электроном при движении, в точке С направлен …от нас

На рисунках представлены графики зависимости напряженности поля  для различных распределений заряда:   График зависимости  для шара радиуса R, равномерно заряженного по объему, показан на рисунке … 1

Решение: Напряженность поля шара, равномерно заряженного по объему, внутри шара (при ) растет линейно с расстоянием r от его центра, а вне шара (при ) убывает с расстоянием r по такому же закону, как для точечного заряда. Таким образом, график зависимости  для шара радиуса R, равномерно заряженного по объему, показан на рисунке 1.

Явление гистерезиса, то есть запаздывания изменения поляризованности от изменения напряженности внешнего электрического поля, имеет место в … сегнетоэлектриках Решение: Для сегнетоэлектриков характерно явление диэлектрического гистерезиса, состоящее в различии значений поляризованности сегнетоэлектрического образца при одной и той же напряженности электрического поля в зависимости от значения предварительной поляризованности этого образца. При уменьшении напряженности внешнего электрического поля до нуля наблюдается остаточная поляризованность. Явление гистерезиса объясняется доменной структурой сегнетоэлектрика.

Тело совершает колебания по закону . Время релаксации (в ) равно …4

Решение: Время релаксации – это время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в  (~ 2,7 – основание натурального логарифма) раз. Время релаксации связано с коэффициентом затухания: . Коэффициент затухания , поскольку закон, по которому происходят затухающие колебания, имеет вид: . Таким образом, время релаксации .

Один моль идеального одноатомного газа в ходе некоторого процесса получил  теплоты. При этом его температура понизилась на . Работа (), совершенная газом, равна …  5000

Отношение средней кинетической энергии вращательного движения к средней энергии молекулы с жесткой связью .  Это имеет место для …водорода

Решение: Средняя кинетическая энергия молекулы равна: , где  – постоянная Больцмана, – термодинамическая температура,  – сумма числа поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы: . Средняя энергия вращательного движения . Таким образом, с учетом того что связь атомов в молекуле по условию является жесткой (в этом случае ), отношение . Отсюда , что имеет место для газов с двухатомными и многоатомными линейными молекулами. Следовательно, это – водород.

Тело массой движется с коэффициентом трения 0,5 по наклонной плоскости, расположенной под углом  к горизонту. Сила трения (в) равна …5

Тело массой  движется равномерно по вогнутому мосту со скоростью . В нижней точке  сила давления тела на мост вдвое превосходит силу тяжести. Радиус кривизны моста (в ) равен …10

Решение: Согласно второму закону Ньютона в нижней точке моста,    или  .  Следовательно,   и 

Самая близкая к Земле звезда Проксима Центавра – одна из звезд созвездия Альфа Центавра. Расстояние до нее составляет приблизительно 4,3 световых года. Если бы космический корабль летел от Земли к этой звезде со скоростью  (с – скорость света в вакууме), то путешествие по земным часам и по часам космонавта продлилось бы ____4,5 года и 1,4 года ___________ соответственно.

Решение: Световой год – внесистемная единица длины, применяемая в астрономии;  1 с.г. равен расстоянию, проходимому светом за один год. Длительность путешествия по часам земного наблюдателя  года. Длительность путешествия по часам космонавта (собственное время)  года.

Космический корабль летит со скоростью  ( скорость света в вакууме) в системе отсчета, связанной с некоторой планетой. Один из космонавтов медленно поворачивает метровый стержень из положения 1, перпендикулярного направлению движения корабля, в положение 2, параллельное направлению движения. Длина этого стержня с точки зрения другого космонавта … равна 1,0 м при любой его ориентации

Решение: Движение макроскопических тел со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме, изучается релятивистской механикой. Одним из следствий преобразований Лоренца является так называемое Лоренцево сокращение длины, состоящее в том, что линейные размеры тела сокращаются в направлении движения: . Здесь  – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело неподвижно; – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело движется со скоростью . При этом поперечные размеры тела не изменяются. Поскольку с точки зрения другого космонавта стержень покоится и в положении 1, и в положении 2, то длина стержня равна 1,0 м при любой его ориентации.

Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно . При увеличении напряжения в 4 раза удельная тепловая мощность тока … увеличится в 16 раз

Решение: Согласно закону Джоуля – Ленца в дифференциальной форме, , где  удельная тепловая мощность тока,  удельное сопротивление, напряженность электрического поля в проводнике. Поскольку , напряженность поля также увеличится в 4 раза, следовательно, удельная тепловая мощность тока увеличится в 16 раз.

Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно . Если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого …не изменится Решение: Время, которое требуется в среднем для того, чтобы электроны продрейфовали на расстояние l, определяется соотношением , где  – средняя скорость упорядоченного движения (дрейфа) электронов. Формула, связывающая силу тока со средней скоростью упорядоченного движения носителей тока, имеет вид , где q₀ – заряд носителей, в данном случае – электронов, n – их концентрация, S – площадь поперечного сечения проводника. С учетом закона Ома для участка цепи  и формулы для сопротивления проводника  получаем выражение для средней скорости направленного движения электронов , из которого следует, что  не зависит от диаметра провода. Тогда время дрейфа . Таким образом, если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого не изменится.

Неверным для ферромагнетиков является утверждение … Магнитная проницаемость ферромагнетика – постоянная величина, характеризующая его магнитные свойства

Решение: Ферромагнетиками называются твердые вещества, которые могут обладать самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий – магнитного поля, деформации, изменения температуры. Характерной особенностью ферромагнетиков является сложная нелинейная зависимость или . Ввиду нелинейной зависимости  для ферромагнетиков нельзя ввести магнитную проницаемость как определенную постоянную величину, характеризующую магнитные свойства данного ферромагнетика. Однако, как и для других магнитных материалов , но при этом  является функцией напряженности магнитного поля Н. Максимальное значение магнитной проницаемости для ферромагнетиков может достигать очень больших значений, например для чистого железа . У ферромагнетиков наблюдается явление магнитного гистерезиса – неоднозначной зависимости магнитной индукции и намагниченности от напряженности внешнего магнитного поля. Для каждого ферромагнетика существует точка Кюри – температура, при которой ферромагнетик теряет свои ферромагнитные свойства. Таким образом, неверным является утверждение «Магнитная проницаемость ферромагнетика – постоянная величина, характеризующая его магнитные свойства».

Верным для неполярных диэлектриков является утверждение … Диэлектрическая проницаемость неполярных газообразных диэлектриков зависит от поляризуемости атома (молекулы), зависящей только от объема атома (молекулы) и от их концентрации

Электростатическое поле образовано двумя параллельными бесконечными плоскостями, заряженными разноименными зарядами с одинаковой по величине поверхностной плотностью заряда. Расстояние между плоскостями равно d. Распределение напряженности Е такого поля вдоль оси х, перпендикулярной плоскостям, правильно показано на рисунке … 3