Контрольная Физика, вариант 5, номер: 186455

Колебания и волны. Волновая оптика
ВАРИАНТ 5
5.1. Точка совершает колебания по закону x=Asin?t. В некоторый момент времени смещение х точки оказалось равным 5 см. Когда фаза колебаний увеличилась вдвое, смещение х2 стало равным 8 см. Найти амплитуду А колебаний.
5.2. Колебательный контур состоит из конденсатора емкости С = 2,0 мкФ, катушки индуктивности L=2,5 мГн с пренебрежимо малым сопротивлением и ключа. При разомкнутом ключе конденсатор зарядили до напряжения U = 180 В и затем в момент времени t = 0 замкнули ключ. Найти: 1) ток в контуре как функцию времени I(t); 2) э.д.с. самоиндукция в катушке в моменты, когда электрическая энергия конденсатора оказывается равной энергии тока в катушке.
5.3. Звуковые колебания, имеющие частоту ? = 0,5 кГц и амплитуду А = 0,25 мм, распространяются в упругой среде. Длина волны ? = 70 см. Определить скорость распространения волны и максимальную скорость колебаний частиц.
5.4. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света d= 0,5 мм, расстояние до экрана L = 5 м. В зеленом свете получились интерференционные полосы, расположенные на расстоянии l = 5 мм друг от друга. Найти длину волны ? зеленого цвета.
5.5. Какое число штрихов на единицу длин n имеет дифракционная решетка, если зеленая линия в спектре ртути (? = 546,1 нм) в спектре первого порядка наблюдается под углом ? = 19?8? в спектре третьего порядка?
Молекулярная физика. Термодинамика
ВАРИАНТ 5
5.1. Некоторый газ при температуре t = 10 °C и давлении P = 200 кПа имеет плотность = 0,34 кг/м3. Найдите молярную массу М газа. Какова концентрация газа при этих условиях?
5.2. В баллоне объемом V = 10 м3 при давлении Р = 96 кПа и температуре t = 17 °С находится газ. Чему равна энергия поступательного и вращательного движения всех молекул этого газа, если газ является трехатомным?
5.3. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса
M = 4?10-3 кг/моль и отношение теплоемкостей = 1,6.
5.4. 640 г расплавленного свинца при температуре плавления вылили на лед при 0 °С. Найти изменение энтропии при этом процессе.
5.5. Газ, совершающий цикл Карно, 2/3 теплоты Q1, полученной от нагревателя, отдает охладителю. Температура охладителя T2 = 280 К. Определить температуру T1 нагревателя.
Электромагнетизм
ВАРИАНТ 5
5.1. Чему равна напряженность магнитного поля в точке на оси кругового витка, расположенной на расстоянии d = 40 см от центра, если в центре витка, радиус которого r = 30 см, напряженность Н = 20 А/м.
5.2. Два прямолинейных длинных проводника расположены параллельно друг другу на расстоянии d = 10 см. По проводникам в одном направлении текут токи I1 = I2 = 5 А. В точке М, находящейся на расстоянии а = 10 см от каждого проводника, находится третий проводник с током I3 = 5 А, который направлен противоположно двум первым. Найдите модуль силы Ампера, с которой поле, создаваемое двумя первыми проводниками с током, действует на единицу длины третьего проводника.
5.3. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью S = 100 см2. Поддерживая в контуре постоянной силу тока I = 50 А, его переместили из поля в область пространства, где поле отсутствует. Найдите, чему равен магнитный момент контура с током и покажите на рисунке, как он направлен. Определите индукцию магнитного поля, если при перемещении контура была совершена работа А = 0,4 Дж.
5.4. В однородном магнитном поле с индукцией B = 0,8 Тл равномерно вращается рамка, содержащая N = 100 витков площадью S = 400 см 2. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Определите частоту вращения рамки, если максимальное значение ЭДС индукции, возникающей в рамке, e max = 200 В.
5.5. Площадь пластин плоского конденсатора S = 60 см2, первоначальное расстояние между ними d0 = 0,4 см, заряд q0 = 10-9 Кл. Пластины конденсатора стали раздвигать со скоростью v = 3 мм/мин. Определить величину плотности тока смещения через t = 20 с после начала движения пластин, если конденсатор отключен от источника напряжения.
Задание 1. (Волны де Бройля)
Узкий пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U, проходит через поликристаллическую алюминиевую фольгу, образуя на экране систему дифракционных колец. Вычислить межплоскостное расстояние, соответствующее отражению третьего порядка от некоторой системы кристаллических плоскостей, если ему отвечает дифракционное кольцо диаметра d. Расстояние между экраном и фольгой L. Поясните Ваши вычисления соответствующей схемой.
Задание 2. (Соотношение неопределённостей)
Свободная частица первоначально локализована в области размером l1. Оценить с помощью соотношения неопределенностей время, за которое ширина соответствующего волнового пакета увеличится в ? раз.
Задание 3. (Волновая функция)
Частица массы т находится в одномерной прямоугольной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Ширина ямы равна l2. Определить относительное расстояние между энергетическими уровнями, если данная частица стала почти свободной. Найдите возможные значения энергии частицы, учитывая граничные условия для волновой функции. Расчеты провести для таких состояний движения частицы, при которых в пределах данной ямы укладывается целое число дебройлевских полуволн.
Задание 4. (Туннельный эффект)
Найти для частицы массой m с энергией Е вероятность D прохождения потенциального барьера, ширина которого l и высота U0. Потенциальный барьер имеет форму, заданную функцией: