Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

Начало формы

Конец формы

Неверным для ферромагнетиков является утверждение …

			Магнитная проницаемость ферромагнетика – постоянная величина, характеризующая его магнитные свойства.
			Ферромагнетиками называются твердые вещества, которые могут обладать спонтанной намагниченностью, то есть могут быть намагничены в отсутствие внешнего магнитного поля.
			Для ферромагнетиков характерно явление магнитного гистерезиса: связь между магнитной индукцией (намагниченностью) и напряженностью внешнего магнитного поля оказывается неоднозначной и определяется предшествующей историей намагничивания ферромагнетика.
			Для каждого ферромагнетика имеется температура, называемая температурой или точкой Кюри, при которой ферромагнитные свойства исчезают.

  ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке Тема: Магнитостатика

Начало формы

Конец формы

На рисунке изображены сечения двух параллельных прямолинейных длинных проводников с одинаково направленными токами, причем : Индукция  результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала …

			b
			a
			c
			d

Решение: Линии магнитной индукции прямолинейных длинных проводников с токами  и  представляют собой концентрические окружности, плоскости которых перпендикулярны проводникам, а центры лежат на их осях. Касательные к этим линиям в любой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции . Направления этих линий определяют правилом правого винта: направление вращения винта дает направление силовой линии магнитной индукции, если поступательное движение винта совпадает с направлением тока в проводнике. Индукция  результирующего магнитного поля определяется по принципу суперпозиции  и равна нулю, если векторы  и  противоположно направлены и равны по модулю.  Это может быть только в точках интервалов b и c. Поскольку магнитная индукция прямолинейного длинного проводника с током вычисляется по формуле , то модули векторов  и  равны, если , так как по условию . Следовательно, индукция  результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала b.

  ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла

Начало формы

Конец формы

Утверждение «Переменное электрическое поле, наряду с электрическим током, является источником магнитного поля» раскрывает физический смысл уравнения …

			0.

Решение: Из уравнения  следует, что источником вихревого магнитного поля являются токи проводимости и переменное электрическое поле, для которого .

  ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока

Начало формы

Конец формы

На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени: Отношение заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за двадцать секунд, к заряду, прошедшему за последние пять секунд, равно …

			7
			1,5
			2
			4

Решение: По определению сила тока в цепи . Отсюда , где  – заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за бесконечно малый промежуток времени . Заряд, прошедший за определенный промежуток времени, можно определить по формуле . Используя геометрический смысл определенного интеграла, найдем  и  Следовательно,

  ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме

Начало формы

Конец формы

Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10^-4 Кл/м². Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна ______ . (Ответ округлите до целых.)

1 |

Решение: Работа сил поля по перемещению заряда определяется по формуле , где q – перемещаемый заряд,  и – потенциалы начальной и конечной точек соответственно. В случае заряженного шара потенциал на бесконечности . . Тогда

 ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции

Начало формы

Конец формы

Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее …

			поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX
			поступательном перемещении в положительном направлении оси OX
			поступательном перемещении в положительном направлении оси OY
			вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником

  ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке Тема: Интерференция и дифракция света

Начало формы

Конец формы

Мыльный пузырь имеет зеленую окраску ( ) в области точки, ближайшей к наблюдателю. Если показатель преломления мыльной воды  то минимальная толщина пузыря (в нм) в указанной области равна …

100 |

Решение: От ближайшей к наблюдателю точки сферической поверхности свет отражается по перпендикуляру. Следовательно, оптическая разность хода лучей, отраженных от наружной и внутренней поверхностей мыльного пузыря, равна , где – толщина мыльной пленки. Разность хода  обусловлена изменением фазы колебаний на  при отражении от оптически более плотной среды (в данном случае при отражении от наружной поверхности пузыря). Максимум интерференции имеет место при условии, что , где – целое число. Тогда . Минимальной толщине пленки соответствует . Таким образом, .

  ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление

Начало формы

Конец формы

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 ____ мПа.

150 |

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

  ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке Тема: Поляризация и дисперсия света

Начало формы

Конец формы

Естественный свет падает на систему из 5 последовательно расположенных поляроидов, причем плоскость пропускания каждого последующего поляроида образует угол 30° с плоскостью пропускания предыдущего. Если поглощением света в поляроидах можно пренебречь, то интенсивность  света на выходе из системы связана с интенсивностью  света на входе соотношением …

Решение: Если интенсивность естественного света J₀, то в отсутствие поглощения интенсивность J₁ света, прошедшего через первый поляроид, равна . Интенсивность J₂ света, прошедшего через второй поляроид, определяется законом Малюса: . Таким образом, . Интенсивность света, прошедшего через третий поляроид, согласно закону Малюса, равна: . Очевидно, что после прохождения 5 поляроидов интенсивность света равна: .

 ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

Начало формы

Конец формы

На рисунке представлены кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если кривая 2 представляет спектр излучения абсолютно черного тела при температуре 300 К, то кривой 1 соответствует температура (в К), равная …

			1200
			75
			600
			150

  ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства)

Начало формы

Конец формы

Стационарное уравнение Шредингера  описывает линейный гармонический осциллятор, если потенциальная энергия  имеет вид …

Решение: Стационарное уравнение Шредингера в одномерном случае имеет вид  Здесь  – потенциальная энергия. Выражение  представляет собой потенциальную энергию линейного гармонического осциллятора. В этом случае уравнение Шредингера описывает линейный гармонический осциллятор.

  ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Начало формы

Конец формы

Ширина следа электрона на фотографии, полученной с использованием камеры Вильсона, составляет  Учитывая, что постоянная Планка , а масса электрона  неопределенность в определении скорости электрона будет не менее …

Решение: Из соотношения неопределенностей Гейзенберга для координаты и соответствующей компоненты импульса следует, что , где  – неопределенность координаты,  – неопределенность x-компоненты импульса,  – неопределенность x-компоненты скорости,  – масса частицы;  – постоянная Планка, деленная на . Неопределенность x-компоненты скорости электрона можно найти из соотношения

  ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора

Начало формы

Конец формы

На рисунке дана схема энергетических уровней атома водорода. Наименьшая длина волны спектральной линии (в нм) серии Пашена равна _____ . (h = 6,63·10^-34 Дж·с)

			829
			122
			661
			368

Решение: Серию Пашена дают переходы в состояние с n = 3. Учитывая связь длины волны и частоты  и правило частот Бора , можно сделать вывод о том, что линии с наименьшей длиной волны (то есть с наибольшей частотой) в серии Пашена соответствует переход с энергетического уровня Е = 0. Тогда

  ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)

Начало формы

Конец формы

В результате туннельного эффекта вероятность прохождения частицей потенциального барьера уменьшается с …

			увеличением ширины барьера
			уменьшением массы частицы
			увеличением энергии частицы
			уменьшением высоты 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.

 ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке Тема: Динамика вращательного движения

Начало формы

Конец формы

Диск вращается вокруг неподвижной оси с постоянной угловой скоростью. В некоторый момент времени на диск начинает действовать не изменяющийся со временем тормозящий момент. Зависимость момента импульса диска от времени, начиная с этого момента, представлена на рисунке линией …

			D
			A
			B
			C
			E

 ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Динамика поступательного движения

Начало формы

Конец формы

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

  ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Начало формы

Конец формы

Диск катится равномерно по горизонтальной поверхности со скоростью  без проскальзывания. Вектор скорости точки А, лежащей на ободе диска, ориентирован в направлении …

			3
			1
			2
			4

Решение: Качение однородного кругового цилиндра (диска) по плоскости является плоским движением. Плоское движение можно представить как совокупность двух движений: поступательного, происходящего со скоростью  центра масс, и вращательного вокруг оси, проходящей через этот центр. Тогда . Поскольку диск катится без проскальзывания, скорость точки диска, соприкасающейся с поверхностью, равна нулю. Отсюда следует, что . Вектор направлен по касательной к окружности в рассматриваемой точке (для точки А – в направлении 2). Тогда вектор скорости  точки А ориентирован в направлении 3.

  ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Работа. Энергия

Начало формы

Конец формы

На рисунке показаны тела одинаковой массы и размеров, вращающиеся вокруг вертикальной оси с одинаковой частотой. Кинетическая энергия первого тела Дж. Если  кг, см, то момент импульса (в мДж·с) второго тела равен …

50 |

Решение: Момент импульса тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, равен: , где J – момент инерции тела относительно оси вращения,  угловая скорость его вращения. Момент инерции диска относительно указанной оси . Для нахождения  используем значение кинетической энергии первого тела. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, определяется по формуле . Отсюда , где  – момент инерции кольца относительно оси вращения. Тогда момент импульса  второго тела с учетом равенства массы m и радиуса R диска и кольца и одинаковых угловых скоростей вращения этих тел равен:

  ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в механике

Начало формы

Конец формы

Человек, стоящий в центре вращающейся скамьи Жуковского, держит в руках длинный шест. Если он повернет шест из вертикального положения в горизонтальное, то …

			угловая скорость скамьи и кинетическая энергия уменьшатся
			угловая скорость скамьи уменьшится, кинетическая энергия увеличится
			угловая скорость скамьи увеличится, кинетическая энергия уменьшится
			угловая скорость скамьи и кинетическая энергия увеличатся

Решение: Согласно закону сохранения момента импульса . Здесь J – момент инерции человека с шестом и скамьи относительно оси вращения,  – угловая скорость его вращения вокруг этой оси. Тогда . Поскольку при повороте шеста из вертикального положения в горизонтальное момент инерции системы увеличивается, то угловая скорость вращения уменьшается. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, равна: . Тогда . Таким образом, кинетическая энергия системы уменьшится.

 ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Элементы специальной теории относительности

Начало формы

Конец формы

Релятивистское сокращение длины ракеты составляет 20%. При этом скорость ракеты равна …

			0,6 с
			0,8 с
			0,2 с
			0,4 с

 ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Свободные и вынужденные колебания

Начало формы

Конец формы

Амплитуда затухающих колебаний уменьшилась в  раз ( – основание натурального логарифма) за . Коэффициент затухания (в ) равен …

20

  ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Волны. Уравнение волны

Начало формы

Конец формы

Световые волны в вакууме являются …

			поперечными
			продольными
			упругими
			волнами, скорость распространения которых в веществе больше, чем в вакууме

Решение: Световые волны – электромагнитные волны. В электромагнитной волне векторы напряженностей электрического и магнитного полей колеблются в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны, следовательно, световые волны являются поперечными.

  ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Сложение гармонических колебаний

Начало формы

Конец формы

Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами . Установите соответствие между разностью фаз складываемых колебаний и амплитудой результирующего колебания. 1.   2. 3.   0

1
2
3
			0

Решение: Амплитуда результирующего колебания, полученного при сложении двух гармонических колебаний одного направления с одинаковыми частотами, определяется по формуле ,  где и  – амплитуды, ( ) – разность фаз складываемых колебаний. Если разность фаз , , то  и . Если , , то . Если , , то .

  ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной

Начало формы

Конец формы

Показатель преломления среды, в которой распространяется электромагнитная волна с напряженностями электрического и магнитного полей соответственно  и объемной плотностью энергии , равен …

2 |

Решение: Плотность потока энергии электромагнитной волны (вектор Умова – Пойнтинга) равна: . Также  где  объемная плотность энергии, скорость электромагнитной волны в среде, скорость электромагнитной волны в вакууме, показатель преломления. Следовательно,  и

 ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Ядро. Элементарные частицы

Начало формы

Конец формы

В ядре изотопа свинца  содержится …

			82 протона и 125 нейтронов
			125 протонов и 82 нейтрона
			82 протона и 207 нейтронов
			207 протонов и 125 нейтронов

  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Фундаментальные взаимодействия

Начало формы

Конец формы

Установите соответствие между наиболее характерными типами фундаментальных взаимодействий и группами элементарных частиц, участвующих в этих взаимодействиях. 1. Слабое 2. Сильное 3. Гравитационное

1			лептоны
2			адроны
3			все частицы
			фотоны

Решение: В сильном взаимодействии участвуют только адроны, характерным для лептонов является участие в слабых взаимодействиях (хотя они участвуют также в электромагнитном и в гравитационном взаимодействии). В гравитационном взаимодействии участвуют все частицы. Фотоны являются переносчиками электромагнитных взаимодействий.

  ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в ядерных реакциях

Начало формы

Конец формы

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.

 ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Ядерные реакции

Начало формы

Конец формы

В результате столкновения нейтрона с ядром  наблюдается испускание дейтерия. В результате этой реакции возникает ядро …

 ЗАДАНИЕ N 29 сообщить об ошибке Тема: Средняя энергия молекул

Начало формы

Конец формы

Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении равна  где  – универсальная газовая постоянная. Число вращательных степеней свободы молекулы равно …

			2
			3
			1
			0

  ЗАДАНИЕ N 30 сообщить об ошибке Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия

Начало формы

Конец формы

На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Уменьшение энтропии имеет место на участке …

			3–4
			1–2
			2–3
			4–1

Решение: Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (изотермического расширения 1–2, адиабатного расширения 2–3, изотермического сжатия 3–4 и адиабатного сжатия 4–1). Энтропия  определяется соотношением , где  – количество теплоты, сообщаемое системе. В адиабатном процессе энтропия не изменяется, так как адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Для изотермического процесса согласно первому началу термодинамики . При сжатии работа газа отрицательна. Следовательно, при изотермическом сжатии рабочее тело отдает теплоту. Поэтому при изотермическом сжатии , то есть уменьшение энтропии имеет место на участке 3–4.

 ЗАДАНИЕ N 31 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

Начало формы

Конец формы

Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании к работе газа за весь цикл по модулю равно …

2

  ЗАДАНИЕ N 32 сообщить об ошибке Тема: Распределения Максвелла и Больцмана

Начало формы

Конец формы

Зависимости давления  идеального газа во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты  для двух разных температур представлены на рисунке. Для этих функций верными являются утверждения, что …

			температура  ниже температуры
			зависимость давления идеального газа от высоты определяется не только температурой газа, но и массой молекул
			температура  выше температуры
			давление газа на высоте  равно давлению на «нулевом уровне» , если температура газа стремится к абсолютному нулю

Решение: Зависимость давления идеального газа от высоты  для некоторой температуры  определяется барометрической формулой: , где давление на высоте ,  масса молекулы,  ускорение свободного падения,  постоянная Больцмана. Из формулы следует, что при постоянной температуре давление газа уменьшается с высотой по экспоненциальному закону тем медленнее, чем больше температура . Давление  определяется весом всего газа и  не меняется при изменении температуры.

17