На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света при этом наблюдается явление

Обновлено: 13.09.2024

Тип 26 № 6167

На дифракционную решётку с периодом 1,2 мкм падает по нормали монохроматический свет с длиной волны 380 нм. Каков наибольший порядок дифракционного максимума, который можно получить в данной системе?

Условие интерференционных максимумов дифракционной решётки имеет вид где k — порядок дифракции. Модуль синуса максимально может быть равен единице, следовательно, этим и ограничивается максимальный порядок дифракции.

Аналоги к заданию № 6132: 6167 Все

Тип 19 № 6502

Монохроматический свет с энергией фотонов E_ф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Запирающее напряжение, при котором фототок прекращается, равно U_зап. Как изменятся модуль запирающего напряжения U_зап и длина волны λ_кр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов E_ф увеличится?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение скорости электронов Запирающее напряжение определяется максимальной кинетической энергией вылетевших электронов: С увеличением энергии налетающих фотонов увеличится запирающее напряжение. «Красная граница» фотоэффекта — это максимальная длина волны при которой ещё происходит фотоэффект и она зависит от работы выхода, не зависит от энергии налетающих фотонов. Следовательно, при увеличении энергии налетающих фотонов длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта не изменится.

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2015 по физике., Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по физике, ЕГЭ по физике 2022. Досрочная волна. Вариант 2

Тип 18 № 6773

Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны λ₁ = 700 нм, другой — с длиной волны λ₂ = 350 нм. Чему равно отношение импульсов фотонов, излучаемых лазерами?

Импульс фотона связан с длиной волны соотношением Следовательно, отношение импульсов фотонов, излучаемых лазерами, равно

Задания Д21 № 9510

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих из металлической пластинки при её освещении монохроматическим светом, равна 0,8 эВ. Красная граница фотоэффекта для этого металла 495 нм. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) работа выхода металла

Б) энергия фотона в световом потоке, падающем на пластинку

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

«Красная граница» фотоэффекта — это максимальная длина волны при которой ещё происходит фотоэффект и она зависит от работы выхода, не зависит от энергии налетающих фотонов.

Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение кинетической энергии электронов

Задания Д21 № 11944

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта.

На графике А представлена зависимость энергии фотонов, падающих на катод, от физической величины x₁, а на графике Б — зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины x₂.

Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая — на графике Б?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

2) массовое число

Энергия фотонов падающих на катод выражается формулой: На первом графике изображена гипербола, следовательно, это зависимость энергии фотонов от длины волны. (А — 1)

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении частоты сначала остаётся неизменной и равной нулю, а затем, по достижении некоторого порогового значения, увеличивается линейно. То есть на втором графике изображена зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты. (Б — 4)

Тип 20 № 28048

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Работа силы, приложенной к телу, прямо пропорциональна синусу угла между направлением действия силы и перемещением, совершаемым телом.

2) Внутренняя энергия постоянной массы идеального газа в изотермическом процессе всегда увеличивается.

3) Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна квадрату расстояния между ними.

4) Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

5) Монохроматический свет с длиной волны меньше красной границы фотоэффекта для данного металла, падая на катод, выполненный из него, приводит к возникновению фототока.

1) Неверно. Работа силы, приложенной к телу, прямо пропорциональна косинусу угла между направлением действия силы и перемещением, совершаемым телом.

2) Неверно. Внутренняя энергия постоянной массы идеального газа в изотермическом процессе не изменяется, т. к. температура постоянна.

3) Неверно. Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

4) Верно. Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

5) Верно. Длина волны обратна ее частоте. Следовательно, энергия фотона больше работы выхода. В этом случае фототок наблюдается.

Тип 19 № 28125

величины x₁, а на графике Б — зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины x₂.

Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая — на графике Б?

3) зарядовое число

4) массовое число.

А) На графике представлена обратно пропорциональная зависимость энергии фотона от некоторой величины. Энергия фотона обратно пропорциональна длине волны Значит, величиной х является длина волны (2).

Б) На графике представлена линейная зависимость. Такая зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты излучения (1).

Тип 19 № 29543

«Красная граница» фотоэффекта — это максимальная длина волны при которой ещё происходит фотоэффект и она зависит от работы выхода, не зависит от энергии налетающих фотонов. Следовательно, при увеличении энергии налетающих фотонов длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта не изменится. (3)

Аналоги к заданию № 6502: 29543 Все

Тип 20 № 29782

1) Момент силы относительно некоторой оси вращения твёрдого тела не зависит от точки приложения силы к этому телу.

2) Уравнение Менделеева-Клапейрона хорошо описывает только поведение достаточно разреженных газов.

3) Мощность, развиваемая батареей с заданными ЭДС и внутренним сопротивлением, не зависит от силы тока, протекающего через эту батарею.

4) Углы, под которыми наблюдаются главные максимумы при падении монохроматического света на дифракционную решётку, уменьшаются с увеличением периода решётки (при прочих равных условиях).

5) При вылете одной альфа-частицы из ядра его зарядовое число уменьшается на 4.

1) Неверно. Момент силы равен произведению силы на расстояние от точки опоры до линии действия силы, поэтому зависит от точки приложения.

2) Верно. Уравнение Клапейрона-Менделеева хорошо описывает состояние идеального газа. Реальные газы могут считаться идеальными при условии, если будут достаточно разреженными.

3) Неверно. Мощность источника тока равна т. е. зависит от силы тока, протекающего через источник.

4) Верно. Из условия наблюдения дифракционного максимума откуда следует, что при увеличении периода дифракционной решетки d при прочих равных условиях синус угла дифракции, а, следовательно, и угол дифракции уменьшается.

5) Неверно. Альфа-частица является ядром атома гелия, у которого заряд равен +2. Поэтому при вылете альфа-частицы зарядовое число уменьшается на 2.

Тип 20 № 29813

1) Момент силы относительно некоторой оси вращения твёрдого тела зависит от модуля и от направления силы, а также от точки её приложения к этому телу.

2) Уравнение Менделеева-Клапейрона хорошо описывает поведение газов при любых температурах и давлениях.

3) КПД батареи с заданными ЭДС и внутренним сопротивлением не зависит от силы тока, протекающего через эту батарею.

4) Углы, под которыми наблюдаются главные максимумы при падении монохроматического света на дифракционную решётку, увеличиваются с возрастанием периода решётки (при прочих равных условиях).

5) При вылете одной альфа-частицы из ядра его зарядовое число уменьшается на 2.

1) Верно. Момент силы равен произведению силы на расстояние о точки опоры до линии действия силы, поэтому зависит от точки приложения, модуля силы. Знак момента зависит от направления силы.

2) Неверно. Уравнение Клапейрона-Менделеева хорошо описывает состояние идеального газа.

3) Неверно. КПД источника тока равна при этом сила тока зависит от внешнего сопротивления цепи. Следовательно, КПД батареи зависит от силы тока, протекающего через источник.

4) Неверно. Из условия наблюдения дифракционного максимума откуда следует, что при увеличении периода дифракционной решетки d при прочих равных условиях синус угла дифракции, а, следовательно, и угол дифракции уменьшается.

5) Верно. Альфа-частица является ядром атома гелия, у которого заряд равен +2. Поэтому при вылете альфа-частицы зарядовое число уменьшается на 2.

Аналоги к заданию № 29782: 29813 Все

Задания Д9 B15 № 3466

Дифракционная решетка освещается монохроматическим зеленым светом. При освещении решетки монохроматическим красным светом картина дифракционного спектра

Условие дифракционных максимумов дифракционной решетки имеет вид где d — шаг решётки, а — направление на k-й максимум. Красный свет имеет большую длину волны, чем зеленый свет, следовательно, дифракционная картина расширится (угол, под которым наблюдается k-й максимум становится больше).

Задания Д9 B15 № 4494

Монохроматический луч света падает по нормали на находящуюся в вакууме стеклянную призму с показателем преломления С какой скоростью распространяется свет по выходе из призмы? Скорость света от неподвижного источника в вакууме равна c.

Показатель преломления показывает во сколько раз уменьшается фазовая скорость света в среде по сравнению со скоростью света в вакууме. После выхода из призмы свет снова окажется в вакууме, поэтому его скорость снова станет равна c.

Задания Д9 B15 № 6821

На горизонтальной тёмной плоскости лежит стеклянный клин (показатель преломления стекла 1,5). На его вертикальную грань AB падает узкий пучок монохроматического зелёного света (см. рис., вид сверху). За клином установлен вертикальный экран, параллельный грани AB клина. Какое физическое явление можно при этом наблюдать?

1) преломление света на грани BC

2) на экране за клином можно наблюдать дифракционную картину

3) на экране за клином можно наблюдать дисперсионные полосы

4) явление полного внутреннего отражения от грани BC

Ясно, что дифракционную и дисперсионную картины в данном опыте пронаблюдать нельзя. Будет наблюдаться преломление света или полное внутреннее отражение. Найдём синус угла полного внутреннего отражения для света в стекле: где n — показатель преломления стекла, значит, следовательно, То есть, если угол падения больше 42°, будет наблюдаться полное внутреннее отражение. Заметим, что на первой грани луч света не преломится, а угол падения на вторую грань равен 30°. Следовательно, будет наблюдаться преломление света на грани BC.

Требуется ли в этих задачах рассматривать ход преломившегося внутри призмы луча? (Не создаст ли второй луч, вернувшийся к поверхности BC после двух отражений от других поверхностей призмы, дифракционную картину с первым преломившимся лучом).

Не требуется. Для наблюдения дифракции должны присутствовать объекты с размерами сопоставимыми с длиной волны света.

". а угол падения на вторую грань равен 30°"

почему 30 а не 60

ведь на первой грани луч не преломится

Угол падения — угол между нормалью к поверхности и лучом, падающим на эту поверхность.

Добрый день! В решении задачи №4424 практически при таких же условиях, как и в данной задаче, авторы утверждают, что на экране за клином можно наблюдать дисперсию? А здесь явление дисперсии исключается сразу без пояснения физической составляющей. Если рассмотреть вопрос с точки зрения физической теории, то получается следующее. Из геометрической оптики известно, что призма с малым преломляющим углом отклоняет луч света, падающий на нее в воздухе, на угол, равный j = (n - 1)q , где n - показатель преломления стекла, q – угол клина при вершине, а j – угол отклонения луча, вышедшего из клина. Поскольку этот угол зависит от показателя преломления n, то при прохождении светового пучка через данный клин будет наблюдаться дисперсия света! Это связано с тем, что белый свет состоит из электромагнитных волн с разной длиной волны (в зависимости от цвета), а n=c:v. Для разных цветов показатель преломления n будет свой. Явление зависимости скорости света от длины волны и есть дисперсия света.

В задаче № 4424 на призму падает белый свет, а в этой — монохроматический.

Демоверсия ЕГЭ 2020 по физике

Демоверсия ЕГЭ 2020 по физике с ответами. Экзаменационная работа включает в себя 32 задания. На выполнение экзаменационной работы по физике отводится 235 минут.

Ответами к заданиям 1–24 являются слово, число или последовательность цифр или чисел.

1. Из двух городов навстречу друг другу с постоянной скоростью движутся два автомобиля. На графике показано изменение расстояния между автомобилями с течением времени. Каков модуль скорости первого автомобиля в системе отсчёта, связанной со вторым автомобилем?

2. Два одинаковых маленьких шарика массой m каждый, расстояние между центрами которых равно r, притягиваются друг к другу с силами, равными по модулю 0,2 пН. Каков модуль сил гравитационного притяжения двух других шариков, если масса каждого из них равна 2m, а расстояние между их центрами равно 2r?

3. Максимальная высота, на которую шайба массой 40 г может подняться по гладкой наклонной плоскости относительно начального положения, равна 0,2 м. Определите кинетическую энергию шайбы в начальном положении. Сопротивлением воздуха пренебречь.

4. Человек несёт груз на легкой палке (см. рисунок).

Чтобы удержать в равновесии груз весом 80 Н, он прикладывает к концу B палки вертикальную силу 30 Н. OB = 80 см. Чему равно OA?

5. В таблице представлены данные о положении шарика, прикрепленного к пружине и колеблющегося вдоль горизонтальной оси Ох, в различные моменты времени.

Из приведенного ниже списка выберите два правильных утверждения относительно этих колебаний.

1) Потенциальная энергия пружины в момент времени 2,0 с максимальна.
2) Период колебаний шарика равен 4,0 с.
3) Кинетическая энергия шарика в момент времени 1,0 с минимальна.
4) Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм.
5) Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 2,0 с минимальна.

6. Деревянный шарик плавает в стакане с водой. Как изменятся сила тяжести, действующая на шарик, и глубина погружения шарика в жидкость, если он будет плавать в подсолнечном масле?

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила тяжести, действующая на шарик

Глубина погружения шарика в жидкость

7. После удара в момент t = 0 шайба начала скользить вверх по гладкой наклонной плоскости со скоростью υ₀, как показано на рисунке. В момент t₀ шайба вернулась в исходное положение. Графики А и Б отображают изменение с течением времени физических величин, характеризующих движение шайбы.

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, изменение которых со временем эти графики могут отображать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГРАФИКИ

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1) полная механическая энергия E_мех
2) проекция импульса p_y
3) кинетическая энергия E_к
4) координата у

8. В ходе эксперимента давление разреженного газа в сосуде снизилось в 5 раз, а средняя энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 2 раза. Во сколько раз уменьшилась при этом концентрация молекул газа в сосуде?

9. На рисунке показано расширение газообразного гелия двумя способами: 1-2 и 3-4.

Найдите отношение A₁₂/A₃₄ работ газа в процессах 1-2 и 3-4.

10. На рисунке показана зависимость температуры металлической детали массой 2 кг от переданного ей количества теплоты.

Чему равна удельная теплоемкость металла?

11. Сосуд разделен на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент времени в левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой – 40 г аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинаковая и остается постоянной.

Выберите два верных утверждения, описывающих состояние газов после установления равновесия в системе.

1) Концентрация гелия в правой части сосуда в 2 раза меньше, чем аргона.
2) Отношение давления газов в правой части сосуда к давлению газа в левой части равно 1,5.
3) В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.
4) Внутренняя энергия гелия и аргона одинакова.
5) В результате установления равновесия давление в правой части сосуда увеличилось в 3 раза.

12. Температуру холодильника тепловой машины Карно понизили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

КПД тепловой машины

Работа газа за цикл

13. Положительный точечный заряд +q находится в поле двух неподвижных точечных зарядов: положительного +Q и отрицательного –Q (см. рисунок).

Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда +q в этот момент времени, если на него действуют только заряды +Q и –Q? Ответ запишите словом (словами).

14. Пять одинаковых резисторов с сопротивлением R = 1 Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток I = 2 А (см. рисунок).

Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?

15. На рисунке показан график зависимости магнитного потока, пронизывающего контур, от времени.

На каком из участков графика (1, 2, 3 или 4) в контуре возникает максимальная по модулю ЭДС индукции?

16. Плоский воздушный конденсатор ёмкостью С₀, подключенный к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии d₀ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.

Выберите два верных утверждения, соответствующих описанию опыта.

1) В момент времени t₄ емкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при t = 0).
2) В интервале времени от t₁ до t₄ заряд конденсатора возрастает.
3) В интервале времени от t₁ до t₄ энергия конденсатора равномерно уменьшается.
4) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.
5) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора убывает.

Альфа-частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение альфа-частицы и частота её обращения, если уменьшить ее кинетическую энергию?

Ускорение α-частицы

Частота обращения α-частицы

18. Исследуется электрическая цепь, собранная по схеме, представленной на рисунке.

Определите формулы, которые можно использовать для расчётов показаний амперметра и вольтметра. Измерительные приборы считать идеальными.

ПОКАЗАНИЯ ПРИБОРОВ

А) показания амперметра
Б) показания вольтметра

ФОРМУЛЫ

19. На рисунке представлен фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Под названием каждого элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов. При этом нижний индекс около массового числа указывает (в процентах) распространенность изотопа в природе.

Укажите число протонов и число нейтронов в ядре самого распространенного стабильного изотопа лития.

Число протонов

Число нейтронов

20. Образец радиоактивного висмута находится в закрытом сосуде. Ядра висмута испытывают α-распад с периодом полураспада пять суток. Какая доля (в процентах) от исходно большого числа ядер этого изотопа висмута распадётся за 15 суток?

21. На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта.

На графике А представлена зависимость энергии фотонов, падающих на катод, от физической величины x₁, а на графике Б – зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины x₂.

Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая – на графике Б?

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА x

1) длина волны
2) массовое число
3) заряд ядра
4) частота

22. Пакет, в котором находится 200 шайб, положили на весы. Весы показали 60 г. Чему равна масса одной шайбы по результатам этих измерений, если погрешность весов равна ±10 г? Массу самого пакета не учитывать.

23. Ученик изучает законы постоянного тока. В его распоряжении имеется пять аналогичных электрических цепей (см. рисунок) с различными источниками и внешними сопротивлениями, характеристики которых указаны в таблице.

Какие две цепи необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте исследовать зависимость силы тока, протекающего в цепи, от внешнего сопротивления.

24. Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звездах.

Выберите все верные утверждения, которые соответствуют характеристикам звезд.

1) Температура звезды α Центавра А соответствует температуре звезд спектрального класса О.
2) Звезда Ригель является сверхгигантом.
3) Наше Солнце относится к гигантам спектрального класса B.
4) Средняя плотность звезды Сириус В больше, чем у Солнца.
5) Звезда ε Возничего В относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга – Рессела.

Ответом к заданиям 25 и 26 является число.

25. Медный прямой проводник расположен в однородном магнитном поле, модуль вектора магнитной индукции которого равен 20 мТл. Силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно проводнику. К концам проводника приложено напряжение 3,4 В. Определите площадь поперечного сечения проводника, если сила Ампера, действующая на него, равна 6 Н. Удельное сопротивление меди равно 1,7·10 –8 Ом·м.

26. В опыте по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. При этом измеряется запирающее напряжение. В таблице представлены результаты исследования зависимости запирающего напряжения U, от длины волны λ падающего света.

Запирающее напряжение U, В	0,4	0,6
Длина волны света λ, нм	546	491

Чему равна постоянная Планка по результатам этого эксперимента? Ответ округлите до десятых.

27. 1 моль разреженного гелия участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах V–T, где V – объем газа, Т – абсолютная температура. Постройте график цикла в координатах p–V, где р – давление газа, V – объем газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните построение графика. Определите, во сколько раз работа газа в процессе 2–3 больше модуля работы внешних сил в процессе 4–1.

Полное правильное решение каждой из задач 28–32 должно содержать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение.

28. Брусок массой 2 кг движется по горизонтальному столу. На тело действует сила F под углом α = 30° к горизонту (см. рисунок).

Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,3. Каков модуль силы F, если модуль силы трения, действующей на тело, равен 7,5 Н?

29. Два небольших шара массами m₁ = 0,2 кг и m₂ = 0,3 кг закреплены на концах невесомого стержня AB, расположенного горизонтально на опорах C и D (см. рисунок).

Расстояние между опорами l = 0,6 м, а расстояние AC равно 0,2 м. Чему равна длина стержня L, если сила давления стержня на опору D в 2 раза больше, чем на опору C? Сделайте рисунок с указанием внешних сил, действующих на систему тел «стержень – шары».

30. Гелий в количестве ν = 3 моль изобарно сжимают, совершая работу A₁ = 2,4 кДж. При этом температура гелия уменьшается в 4 раза: T₂ = T₁/T₄. Затем газ адиабатически расширяется, при этом его температура изменяется до значения T₃ = T₁/8. Найдите работу газа А₂ при адиабатном расширении. Количество вещества в процессах остается неизменным.

31. Маленький шарик массой m с зарядом q = 5 нКл, подвешенный к потолку на легкой шелковой нитке длиной l = 0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле E с модулем напряженности поля E = 6 ⋅ 10 5 В/м (см. рисунок).

Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α = 30°, модуль скорости шарика υ = 0,9 м/с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.

32. Квадратная проволочная рамка со стороной l = 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией B. На рисунке изображена зависимость проекции вектора B на перпендикуляр к плоскости рамки от времени.

Какое количество теплоты выделится в рамке за время t = 10 с, если сопротивление рамки R = 0,2 Ом?

21. Квантовая физика (изменение физических величин в процессах, установление соответствия)

На металлическую пластинку направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно увеличивают, не меняя его частоты. Как меняются в результате этого число вылетающих в единицу времени фотоэлектронов и их максимальная кинетическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

При увеличении интенсивности увеличивается количество фотонов, следовательно, увеличивается количество вылетающих электронов.
Максимальная кинетическая энергия зависит от частоты падающего света и не зависит от его интенсивности
Уравнение Энштейна (фотоэффект): \[h\nu=A_>+E_k\]

При освещении металлической пластины светом длиной волны \(\lambda\) наблюдается явление фотоэлектрического эффекта. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими процесс фотоэффекта, перечисленными в первом столбце, и их изменениями во втором столбце при уменьшении в 2 раза длины волны падающего на пластину света. \[\begin <|c|c|>\hline \text < ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ>& \text< ИХ ИЗМЕНЕНИЯ>\\ \hline \text< А) частота световой волны>& \text< 1) остается неизменной>\\ \text < Б) энергия фотона>& \text< 2) увеличивается в 2 раза>\\ \text < В) работа выхода>& \text< 3) уменьшается в 2 раза>\\ \text< Г) максимальная кинетическая энергия фотоэлектрон>а& \text < 4) увеличивается более чем в 2 раза>\\ & \text < 5) увеличивается менее чем в 2 раза>\\ \hline \end\]

При уменьшении длины волны частота света увеличивается \[\nu=\frac<\lambda>\] A) 2
Энергия фотона: \[E=h\nu=\frac<\lambda>\] Б) 2
Работа выхода – это характеристика материала
В) 1
Уравнение Энштейна (фотоэффект): \[h\nu=A_>+E_k\] Г) 4

На дифракционную решётку с периодом \(d\) перпендикулярно её поверхности падает параллельный пучок света с длиной волны \(\lambda\) . Определите, как изменятся число наблюдаемых главных дифракционных максимумов и расстояние от центра дифракционной картины до первого главного дифракционного максимума, если увеличить длину волны падающего света.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Дифракционная решетка: \[dsin\varphi=m\lambda\] Число наблюдаемых максимумов определяется, когда \(sin\varphi=1\)
При увеличении длины волны число наблюдаемых максимумов уменьшается.
Из формулы дифракционной решетки при увеличении длины волны угол, под которым наблюдается максимум увеличивается, следовательно, расстояние между максимумами увеличивается.

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графиках в первом столбце представлены зависимости энергии от длины волны \(\lambda\) и частоты света \(\nu\) . Установите соответствие между графиком и той энергией, для которой он может определять представленную зависимость. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВИД ЗАВИСИМОСТИ
1) зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света
2) зависимость энергии падающих фотонов от частоты падающего света
3) зависимость энергии падающих фотонов от длины волны света
4) зависимость потенциальной энергии взаимодействия
фотоэлектронов с ионами металла от длины волны падающего света

А) График представляет собой часть гиперболы, следовательно, это энергия падающих фотонов от длины волны: \[E=\dfrac<\lambda>\] т.к. длина волны находится в знаменателе.
Б) Рассмотрим уравнение Энштейна: \[h\nu =A+E_\] если \(h \nu < A\) , то кинетическая энергия равна 0, а если \(h\nu>A\) , то кинетическая энергия больше 0, следовательно под Б номер 1

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графике А представлена зависимость энергии фотонов, падающих на катод, от физической величины \(x_1\) , а на графике Б – зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины \(x_2\) . Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая – на графике Б?
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА x
1) длина волны
2) массовое число
3) заряд ядра
4) частота

Интенсивность монохроматического светового пучка плавно увеличивают, не меняя длину волны света. Как изменяются при этом запирающее напряжение и скорость каждого фотона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

“Досрочная волна 2019 вариант 1”

От интенсивности не зависит ни скорость, ни запирающее напряжение: \[h\nu = A+ eU=A+\dfrac\]

Фотоэффект

Волновая оптика

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 \(\lambda_1= 578\) нм видна сине-фиолетовая линия 4-го порядка. Оцените её длину волны \(\lambda_2\) (в нм).

Формула для дифракционной решетки: \[dsin\alpha=m_3\lambda_1=m_4\lambda_2\] \(d\) – период дифракционной решетки, \(m\) – порядок дифракционного максимума, \(\lambda\) – длина волны, \(\alpha\) – угол наблюдения данного максимума. Максимальный синус равен 1, следовательно: \[\lambda_2=\frac=\frac>=434 \text< нм>\]

Определите постоянную дифракционной решетки (в нм), если при нормальном падении света на решетку зеленая линия спектра лампы (длина волны 550 нм) наблюдается в пятом порядке под углом \(30^\) .

Формула для дифракционной решетки: \[d\sin\alpha=m\lambda\] \(d\) – постоянная дифракционной решетки, \(m\) – порядок дифракционного максимума, \(\lambda\) – длина волны, \(\varphi\) – угол наблюдения данного максимума. Максимальный синус равен 1, следовательно: \[d=\frac=\frac\text< м>>=5500 \text< нм>\]

На дифракционную решетку, период которой равен \(d=2\text< мкм>\) нормально падает пучок света, состоящий из фотонов с импульсом \(p=1,32\cdot10^\text< кг>\) \(\cdot \text\) . Под каким углом \(\varphi\) к направлению падения пучка наблюдается дифракционный максимум третьего порядка? Ответ дайте в градусах, округлив до целых.

Углы, определяющие направления на дифракционные максимумы, при нормальном падении пучка на решетку удовлетворяют условию \(d\sin\varphi=m\lambda\) где \(\lambda\) — длина волны света, \(m=3\) .

Импульс фотона связан с его длиной волны \(\lambda\) соотношением \(p=\dfrac<\lambda>\) где \(h\) — постоянная Планка. Из записанных соотношений находим:

Монохроматический свет с частотой 1,5 \(\cdot \) 10 \(^\) Гц распространяется в пластинке,прозрачной для этого света и имеющей показатель преломления 1,6. Чему равна длина волны (в нм) этого света в пластинке?
Черноуцан

Показатель преломления данной среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления данной среды \(n\) , его можно определить как отношение скорости света в вакууме \(c\) , к скорости света в данной среде \(v\) \[n = \frac\] Откуда: \[v = \frac\;\;\;\;(1)\] По формуле скорость света в среде равна \[v = \lambda \nu,\;\;\;\;(2)\] где \(\lambda\) – длина волны, \(\nu\) – частота света.
Приравняв (1) и (2), получим \[\dfrac=\lambda \nu \Rightarrow \lambda = \dfrac\] Подставим числа из условий: \[\lambda = \dfrac>\text< Гц>>=125\text< нм>\]

На дифракционную решетку перпендикулярно ее плоскости падает свет с длиной волны 500 нм. Сколько штрихов на 1 мм должна иметь решетка, чтобы пятый главный максимум в дифракционной картине находился под углом 90 \(^\circ\) по отношению к падающему свету?
Черонуцан

По формуле дифракционной решетки: \[d\sin \varphi_k = k\lambda,\] где \(k\) – порядок максимума, \(d\) – постоянная решетки, \(\lambda\) – длина волны решётки, \(\varphi_k\) – направление на \(k-\) й максимум.
По условию \(k=5\) , \(\varphi_k=90^\circ\) , откуда: \[d=k\lambda=5\lambda= 2500 \text< нм>\] Тогда количество штрихов на \(l=1\) мм: \[N=\dfrac=\dfrac>>=400\]

Волна красного света проходит через тонкую прозрачную пленку с показателем преломления 1,8. Толщина пленки 3,8 \(\cdot\) 10 \(^\) м. Определите, сколько раз длина волны света в пленке укладывается на ее толщине, если длина волны в вакууме 720 нм. Волна падает на пленку перпендикулярно ее плоскости.
Черноуцан

По закону преломления: \[\dfrac=n,\] где \(v\) – скорость света в среде, \(n\) – показатель преломления среды.
Частота волны при переходе из одной среды в другую не изменяется, следовательно \[c=\nu \lambda_1 \quad v = \nu \lambda_2,\] где \(\lambda_1\) – длина волны в вакууме, \(\lambda_2\) – длина волны в среде.
Тогда \[\dfrac=n \Rightarrow \lambda_2 = \dfrac<\lambda_1>\] На толщине \(d\) будет укладываться \[N=\dfrac<\lambda_1>=95\]

Для исследования рентгеновских лучей с длинами волн меньше 10 нм изготовить обычную дифракционную решётку с подходящим периодом не представляется возможным, однако есть способ обойти эту трудность. Возьмём обычную решётку с периодом \(d = 30\) мкм и осветим её параллельным пучком рентгеновского излучения с длиной волны \(\lambda = 4,5\) нм с углом падения на решётку \(\alpha = 89,5^\circ\) (скользящее падение лучей). Под каким углом \(\gamma\) к первоначальному пучку будет фиксироваться дифракционный максимум первого порядка? Считайте этот угол малым: \(\gamma

При скользящем падении лучей на дифракционную решётку с периодом \(d\) разность хода соседних лучей возникает как до их падения ( \(-d\cdot \sin \alpha\) ) так и после их выхода из решётки ( \(d\cdot \sin \varphi\) где \(\varphi\) – угол дифракции, то есть угол между перпендикуляром к плоскости решётки и лучом). Таким образом, условие первого главного максимума для дифракции на решётке в данном случае имеет вид: \(d(\sin \varphi - \sin \alpha)=\lambda \) или, согласно тригонометрической формуле, \[d\cdot 2 \sin\dfrac\cos \dfrac=\lambda\] По условию угол отклонения луча решёткой \(\gamma = \varphi-\alpha << 1\) , поэтому \(\varphi \approx \alpha\) и \(\cos \dfrac\cos \alpha\) . Значит, \[2\sin \dfrac\approx 2\sin\dfrac<\gamma>\approx \gamma\] и условие главного дифракционного максимума первого порядка приобретает вид: \(d\cos \alpha \cdot \gamma \approx \lambda,\) то есть эффективный период решётки уменьшается до \(d\cos \alpha\) и при угле \(\alpha\) , близком к \(90^\circ\) , может быть намного меньше \(d\) . Теперь можно найти угол \(\gamma\) : \[\gamma \approx \dfrac<\lambda>\approx \dfrac\text< м>>\text< м>\cdot 0,00873>\approx 1,718\cdot 10^\approx 0,984^\circ \approx 1^\circ\]

Читайте также: