Решение задач по физике в 11 классе. Самостоятельная работа.

С.Р. 11 класс. Тема: « Интерференция света. Дифракция света».

Вариант 1.

1. Определите угол, под которым наблюдается максимум желтого света с длиной волны 589 нм в спектре первого порядка, полученном с помощью дифракционной решетки, период которой 0,02 мм.

2. Найдите длину волны монохроматических волн, если при оптической разности хода 1,4 мкм, они образуют дифракционный максимум второго порядка.

3. При помощи дифракционной решетки с периодом 0,03 мм получено изображение первого дифракционного максимума на расстоянии 3,6 см от центрального и на расстоянии 1,8 м от решетки. Определите длину волны падающего излучения.

4. Длина волны желтого света паров натрия 589 нм. Третий дифракционный максимум при освещении решетки нормально падающим светом паров натрия оказался расположенным на расстоянии 16,5 см от центрального изображения, а от решетки − на расстоянии  1,5 м. Определите период решетки.

Вариант 2.

1. Сколько штрихов на каждый миллиметр содержит дифракционная решетка, если при наблюдении в монохроматическом свете (λ=0,6 мкм) максимум пятого порядка отклонен на угол φ=18°?

2. Второй дифракционный максимум наблюдается под углом 30^о. Определите период дифракционной решетки, если длина волны света 500нм.

3. Определите оптическую разность хода двух монохроматических волн с длиной волны 550 нм, образующих при дифракции максимум второго порядка.

4. Какова ширина всего спектра первого порядка (длины волн заключены в пределах от 0,4 мкм до 0,75 мкм), полученного на экране, отстоящем на 2 м от дифракционной решетки с периодом 0,01 мм?

Вариант 3.

1. Дифракционная решетка имеет 50 штрихов на миллиметр. Под какими углами видны дифракционные максимумы первого и второго порядков монохроматического излучения с длиной волны 400 нм?

2. Найдите длину волны света (в нм), если при нормальном падении света на дифракционную решетку с постоянной 4,4 мкм максимум четвертого порядка для этой длины волны наблюдается под углом 30°.

3. Определите наибольший порядок дифракционного спектра при освещении решетки красным светом с длиной волны 671 нм, если период решетки 0,01 мм.

4. Третий дифракционный максимум при освещении решетки желтым светом с длиной волны 589 нм оказался расположенным от нулевого максимума на расстоянии 16,5 см. Определите период решетки, если расстояние от экрана до решетки 1,5 м.

Вариант 4.

1. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?

2. На дифракционную решетку с периодом 0,1 мм перпендикулярно к ее поверхности падает свет. Определите длину волны, если второй дифракционный максимум наблюдается под углом 30^о.

3.Для определения периода решетки на нее направили монохроматический пучок света с длиной волны 760 нм. Каков период решетки, если на экране, отстоящем от решетки на 2 м, расстояние спектра первого порядка от центрального 15,2 см?

4. Два точечных когерентных монохроматических источника света, находящихся на расстоянии 1 см так, что соединяющая их линия параллельна плоскости экрана и отстоит от него на 4 м. Определите длину световой волны, если расстояние между соседними дифракционными максимумами 0,2 мм.

Вариант 5.

1. Определите наибольший порядок спектра для желтой линии натрия с длиной волны 589 нм, если период дифракционной решетки 0,2 мм.

2. 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° по отношению к падающему свету?

3. На дифракционную решетку с периодом 0,10 мм перпендикулярно к ее поверхности падает свет.  Второй дифракционный максимум наблюдается под углом 30°. Определите  длину световой  волны.

4. Спектр получен с помощью дифракционной решетки с периодом  0,005 мм.  Первый дифракционный максимум получен на расстоянии 24,6 см от центрального и на расстоянии  226 см от решетки. Определите  длину световой волны.

Вариант 6.

1. Определите угол отклонения  зеленого света с длиной волны 550 нм в спектре первого порядка, полученном с помощью дифракционной решетки, период которой 0,020 мм.

2. Желтый свет паров натрия (λ = 589 нм) нормально падает на решетку с периодом  16 мкм. Какой дифракционный максимум  будет расположен от центрального на расстоянии 33 см, а от решетки − на расстоянии  3 м?

3. Третий дифракционный максимум при освещении решетки  светом с длиной волны 400 нм оказался расположенным от нулевого максимума на расстоянии 16,5 см. Определите период решетки, если расстояние от экрана до решетки 2,0 м.

4. На дифракционную решетку с периодом решетки 3·10^-5 м падает синий свет с длиной волны 420 нм. Во сколько раз уменьшится порядок дифракционных максимумов, если первую дифракционную решетку заменить второй, с периодом решетки 1·10^-5 м?

С.Р. 11 класс. Тема: «Магнитный поток. Индукция. Самоиндукция».

В 1.

1. За 3 секунды магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку, равномерно увеличился с 6 Вб до 9 Вб. Чему равно при этом значение ЭДС индукции в рамке?

2. Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке с индуктивностью 3Гн при равномерном уменьшении силы тока от 5А до 1А за 2 секунды?

3. В катушке индуктивностью 0,4Гн сила тока равна 5А. Какова энергия магнитного поля катушки?

В 2.

1. Линии магнитной индукции однородного магнитного поля вертикальны. Каков магнитный поток через горизонтальный контур площадью 50 см², если модуль магнитной индукции равен 60 мТл?

2. Какова индуктивность контура, если при силе тока 6А его пронизывает магнитный поток 0,3 мВб?

3. Энергия магнитного поля катушки индуктивностью 0,5Гн равна 0,25Дж.  Какова сила тока в катушке?

В 3.

1. Чему равна индуктивность проволочной рамки, если при силе тока 3А в рамке возникает магнитный поток 6 Вб?

2. Линии магнитной индукции однородного магнитного поля образуют угол 30°с вертикалью. Модуль магнитной индукции равен 0,2 Тл. Какой магнитный поток пронизывает горизонтальное проволочное кольцо радиусом 10см?

3. Какая ЭДС самоиндукции возникает в катушке индуктивностью 20 мГн при равномерном изменении силы тока на 15А за 1с?

В 4.

1. Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке с индуктивностью 2Гн при равномерном уменьшении силы тока от 3А до 1А за 2 секунды?

2. Магнитный поток через квадратную проволочную рамку со стороной 5 см, плоскость которой перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля, равен 0,1 мВб. Каков модуль магнитной индукции поля?

3. Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 1Гн, чтобы энергия поля оказалась равной 2Дж?

В 5.

1. Чему равна индуктивность проволочной рамки, если при силе тока 2А в рамке возникает магнитный поток 8 Вб?

2. Какова индуктивность контура, если при равномерном изменении силы тока на 5А за 50мс в этом контуре создается ЭДС 10В?

3. Магнитная индукция однородного магнитного поля изменяется со скоростью 20 Тл за секунду. При этом в катушке с площадью поперечного сечения 6см² возбуждается ЭДС индукции 12В. Сколько витков в катушке? Ось катушки параллельна линиям магнитной индукции.

В 6.

1. Магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, за 6мс равномерно возрастает с 2 до 14 мВб. Какова ЭДС индукции в контуре?

2. Какова индуктивность катушки, если при силе тока 3А энергия магнитного поля катушки равна 1,8 Дж?

3. Магнитная индукция однородного магнитного поля изменяется со скоростью 20 Тл за секунду. При этом в катушке с площадью поперечного сечения 6 см², содержащей 1000 витков, возбуждается ЭДС индукции 6В. Какой угол образует ось катушки с линиями магнитной индукции поля?

В 7.

1. Какой должна быть скорость изменения силы тока, чтобы в катушке индуктивностью 50 мГн возникла ЭДС самоиндукции 30В?

2. За 3 секунды магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку, равномерно уменьшается с 9 Вб до 6 Вб. Чему равно при этом значение ЭДС индукции в рамке?

3. В катушке     индуктивностью 20мГн сила тока равна 0,5А. На сколько увеличится энергия магнитного поля, если в катушку вставить железный сердечник, который увеличит индуктивность катушки в 50 раз? Сила тока в цепи не изменяется.

В 8.

1. В катушке, индуктивность которой 0,3Гн, сила тока 2А. Найдите энергию магнитного поля, запасенную в катушке.

2. Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке с индуктивностью 2Гн при равномерном уменьшении силы тока от 3А до 1А за 2 секунды?

3.Какова сила тока, идущего через гальванометр, присоединенный к железнодорожным рельсам, когда к нему со скоростью 60 км/ч приближается поезд? Вертикальная составляющая магнитного поля Земли 50 мкТл. Сопротивление гальванометра 100 Ом. Расстояние между рельсами 1,2 м. Рельсы считать изолированными от земли и друг от друга.

В 9.

1. Рассчитайте время, за которое произошло увеличение силы тока с 0,5А до 1А в катушке индуктивностью 200мГн, если при этом возникает ЭДС самоиндукции 0,2В

2. Проводник длиной 2 м, сопротивлением 0,02 Ом движется со скоростью 6 м/c перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Индукция магнитного поля равна 0,05 Тл. Определить силу тока

3. Магнитный поток через квадратную проволочную рамку со стороной 5 см, плоскость которой перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля, равен 0,1 мВб. Каков модуль магнитной индукции поля?

В 10.

1. Сколько витков должна содержать катушка с площадью поперечного сечения 50 см² . чтобы при изменении магнитной индукции от 0,2 до 0,3 Тл в течение 4 мс в ней возбуждалась ЭДС 10 В ?

2. К катушке индуктивностью 0,01 Гн проходит ток с силой 20 А. Определите ЭДС самоиндукции которая возникает в катушке при исчезновении в ней тока за 0,002 с.

3. Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.

С.Р. «Механические колебания».

Вариант 1.

1.На рис. представлен график колебаний груза на пружине. Определите амплитуду, период, частоту колебаний груза?

2. Период колебаний математического маятника равен 0,5с. Чему равна циклическая частота маятника?

3. Груз какой массы следует прикрепить к пружине жесткостью 10Н/м, чтобы его период колебаний был равен 5с?

4. При гармонических колебаниях координата тела меняется по закону: x=0,4Sin2πt (м). Напишите уравнение v = v(t), a = a(t). Определите амплитуду, период, частоту колебаний, наибольшее значение скорости и ускорения.

С.Р. «Механические колебания».

Вариант 2.

1.На рис. представлен график колебаний скорости  груза на пружине. Определите амплитуду, период, частоту колебаний груза?

2. Колебания груза происходят с циклической частотой 12,56 рад/с. Чему равен период колебаний груза?

3. Какую длину имеет математический маятник с периодом колебаний 5 с?

4. Материальная точка совершает гармонические колебания по закону: x = 0,2 соs4πt. Напишите уравнение v = v(t), a = a(t). Определите амплитуду, период, частоту колебаний, наибольшее значение скорости и ускорения.

С.Р. «Механические колебания».

Вариант 3.

1. На рис. представлена зависимость

координаты маятника от времени.

Определите амплитуду, период, частоту

колебаний?

2. Период колебаний груза на пружине равен 2 с.

Чему равна цикличес­кая частота колебаний груза?

3. Какую длину имеет математический маятник с периодом колебаний 4 с?

4. Координата колеблющегося груза меняется по закону: x = 0,9Sin 3π t (м). Напишите уравнение

v = v(t), a = a(t). Определите амплитуду, период, частоту колебаний, наибольшее значение скорости и ускорения.

С.Р. «Механические колебания».

Вариант 4.

1.На рис. представлен график колебаний маятника. Определите амплитуду, период, частоту колебаний ?

2. Колебания тела происходят с циклической частотой 4π рад/с. Чему равен период колебаний тела?

3. Груз какой массы следует прикрепить к пружине жесткостью 40 Н/м, чтобы его период колебаний был равен 5с?

4. Материальная точка совершает гармонические колебания по закону: x =0,2sin 4πt. Напишите уравнение v = v(t), a = a(t). Определите амплитуду, период, частоту колебаний, наибольшее значение скорости и ускорения.

С.Р. 11 класс. Тема: « Фотоэффект. Фотоны».

ВАРИАНТ 1.

1. Определить энергию фотона фиолетового света (длина волны 0,4 мкм).

2. Определить красную границу фотоэффекта для калия.

3. Какой частоты свет следует направить на поверхность лития, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2500 км/с?

4. Пластину в установке Столетова освещают фиолетовым светом с длиной волны 0,4 мкм. Найти скорость вылета электронов из пластины, если работа выхода 4∙10^-19 Дж.

ВАРИАНТ 2.

1. Определить красную границу фотоэффекта для  платины.

2. Найти работу выхода электронов из калия, если фотоэффект для него начинается при длине волны 0,62 мкм.

3. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вырванные из лития, при облучении светом частотой 1ПГц?

4. Какую длину волны должен иметь  свет, падающий на цезий, чтобы фототок прекращался при задерживающей разности потенциалов 1,75 B?

ВАРИАНТ 3.

1. Найти порог фотоэффекта λ_max для вольфрама, если для выхода из него электронов требуется работа 4,5 эВ.

2. Определите массу и импульс квантов, излучаемых радиопередатчиком, работающем на волне длиной 3 мм.

3. Фототок в установке Столетова прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В для света длиной волны 0,42 мкм. Найти работу выхода из металла.

4. С какой максимальной скоростью вылетают электроны из цинка, если его облучать ультрафиолетовым светом с длиной волны 320 нм?

ВАРИАНТ 4.

1. Произойдет ли фотоэффект, если вольфрам облучать светом с длинной волны 400 нм?

2. Определите энергию фотона видимого света (λ = 500 нм).                                                                      

3. Фотоэлектроны, выбитые из цезия, имеют кинети­ческую энергию 2 эВ. Какова длина волны, вызывающая фотоэффект? Работа выхода из цезия 1,8 эВ.

4. Пластину в установке Столетова освещают красным светом (длина волны 0,8мкм). Найти скорость вылета электронов из пластины, если работа выхода 4∙10^-19 Дж.

ВАРИАНТ 5.

1. Для калия красная граница фотоэффекта λ_кр = 564 нм. Определите работу выхода  для калия.

2. Найти энергию, массу и  импульс фотонов видимого излучения с длиной волны 5,5∙10^-7 м?

3. Какой частоты свет следует направить на поверхность лития, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2500 км/с?

4. Красная граница фотоэффекта для металла равна 0,6 мкм. Какова скорость фотоэлектронов при освещении металла светом с длиной волны 0,4 мкм?

ВАРИАНТ 6.

1.  Произойдет ли фотоэффект, если цинк облучать светом с длинной волны 400 нм?

2. Найти энергию, массу и  импульс фотонов  ультрафиолетового излучения с длиной волны 1,1∙10^-7 м?

3. В экспериментах по изучению фотоэффекта использовался монохроматический свет некоторой частоты. Оказалось, что ток прекращается при запирающем потенциале U_з = 1,25 В. Определите максимальную скорость фотоэлектронов. Заряд электрона e = 1,6∙10^–19 Кл, его масса m = 0,91∙10^–30 кг.        

4. Найти красную границу фотоэффекта для металла, если при освещении его светом с длиной волны 0,2 мкм фотоэлектроны имеют скорость 1000 км/с.

ВАРИАНТ 7.

1.Определить длину волны красной границы  фотоэффекта  для серебра. Работа выхода для серебра равна 6,9·10 ^-19 Дж .

2. Определить кинетическую энергию электронов, вылетающих из калия (А=3,5·10 ^-19 Дж) при его освещении лучами длиной волны 3,45·10 ^-7 м.

3.  При освещении металлической поверхности фотонами с энергией 6,2 эВ обнаружено, что фототок прекращается при величине задерживающей разности потенциалов U_з = 3,7 В. Определите (в электронвольтах) работу выхода электронов из металла. 

4. Красная граница фотоэффекта для металла 6,2∙10^-5 см. Найти величину запирающего напряжения для фотоэлектронов при освещении металла светом длиной волны 330 нм?

ВАРИАНТ 8.

1. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла соответствует длине волны λmax= 275 нм. Найдите работу выхода электрона из этого металла.

2. Найдите энергию фотона с длиной волны 400нм.

3. Определите наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия, при освещении его светом с длиной волны 400 нм?

4. Какую задерживающую разность потенциалов следует приложить к фотоэлементу, чтобы «остановить» электроны, испускаемые вольфрамом под действием ультрафиолетовых лучей длиной волны 130 нм?

ВАРИАНТ 9.

1. Найдите красную границу фотоэффекта для натрия с работой выхода 2,28 эВ.

2. При освещении металла монохроматическим излучением максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов 1,60·10^–19 Дж. Работа выхода электронов с поверхности металла 3,50·10^–19 Дж. Чему равна длина волны  падающего излучения?

3. На поверхность вольфрама, работа выхода электрона из которого равна 7,2·10 ^-19 Дж, падают лучи длиной волны 250 нм. Определить скорость фотоэлектрона и его кинетическую энергию

(m = 9,1·10 ^-31 кг.)

4. Найти частоту света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов 3 В. Красная граница фотоэффекта для данного металла 6·10¹⁴ Гц.

ВАРИАНТ 10.

 1. Определить энергию фотона фиолетового света с длиной волны 0,4 мкм.

2. Работа выхода электрона из бария равна 3,9·10 ^-19 Дж. Скорость фотоэлектронов 3·10⁵ м/с. Определить длину световой волны и красную границу фотоэффекта.(m = 9,1·10 ^-31 кг.)

3. Найдите кинетическую энергию электрона, вырываемого с поверхности Na фиолетовым светом с длиной волны 400 нм.

4. Для калия красная граница фотоэффекта λ_кр = 564 нм. Определите значение запирающего потенциала U_з при падении на калиевый фотокатод монохроматического излучения с длиной волны λ = 400 нм.                                                                                     

С. Р. 11 класс. Тема: «ЭМИ. Индуктивность»     

Вариант 1.

1. Соленоид диаметром d = 4 см, имеющий N = 500 витков, помещен в магнитное поле, индукция которого изменяется со скоростью 1 мТл/с. Ось соленоида составляет с вектором магнитной индукции угол а = 45 градусов. Определите ЭДС индукции, возникающую в соленоиде.

2. Какую силу нужно приложить к металлической пере­мычке для равномерного ее перемещения со скоростью 8 м/с по двум параллельным проводникам, располо­женным на расстоянии 25 см друг от друга в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл? Вектор индукции перпендикулярен плоскости, в которой расположены рельсы. Проводники замкнуты резистором с электрическим сопротивлением 2 Ом.

3. Проволочный виток радиусом 1 см, имеющий сопротивление 1 мОм, пронизывается однородным магнитным полем, линии которого перпендикулярны плоскости витка. Индукция магнитного поля плавно изменяется со скоростью 0,01 Тл/с. Какое количество теплоты выделится в витке за 1 минуту?

С. Р. 11 класс. Тема: «ЭМИ. Индуктивность»     

Вариант 2.

1. В катушке     индуктивностью 20мГн сила тока равна 0,5А. На сколько увеличится энергия магнитного поля, если в катушку вставить железный сердечник, который увеличит индуктивность катушки в 50 раз? Сила тока в цепи не изменяется.

2. Какова индуктивность контура, если при равномерном изменении силы тока на 5А за 50мс в этом контуре создается ЭДС 10В?

3. Магнитная индукция однородного магнитного поля изменяется со скоростью 20 Тл за секунду. При этом в катушке с площадью поперечного сечения 6см² возбуждается ЭДС индукции 12В. Сколько витков в катушке? Ось катушки параллельна линиям магнитной индукции.

С.Р. 11 класс. Тема: « ЭМК»

Вариант 1.

1. Колебательный контур содержит конденсатор ёмкостью С=8пФ и катушку индуктивностью L=0,5мГн, Записать закономерность изменения напряжения и силы тока на конденсаторе, если заряд  меняется по закону q = 0,04cosωt (Кл)

2. Какую необходимо взять емкость конденсатора в колебательном контуре, чтобы при индуктивности 250 м Гн можно было бы его настроить на частоту 500 Гц?

Вариант 2.

1. Катушку какой индуктивности надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости конденсатора 20 пФ получить частоту колебаний 1 МГц?

2. Электрический заряд в цепи переменного тока меняется со временем по закону q =20сos100πt. Определить характеристики колебательной системы: 1) амплитуду колебаний заряда,  2) частоту, 3) период колебаний, написать уравнение изменения со временем силы тока в цепи.

Вариант 3.

1. Индуктивность катушки колебательно контура 5·10^-4 Гн. Требуется настроить этот контур на частоту 1 МГц. Какова должна быть емкость конденсатора в этом контуре?

2. Уравнение изменения со временем разности потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре дано в виде U=50cos10⁴πt (B). Емкость конденсатора 0,1 мкФ. Найти:

1) период колебаний, 2) индуктивность контура, 3) закон изменения со временем силы тока в цепи

Вариант 4.

1. Определите индуктивность катушки колебательного контура, если емкость конденсатора равна

5 мкФ, а период колебаний 0,001 с.

2. Заряд  на пластинах  конденсатора  колебательного  контура  изменяется  с  течением  времени в соответствии  с  уравнением  q=5·10^-4cos10⁴πt.  Чему  равна  частота колебаний, амплитуда  колебаний  заряда и силы  тока? Напишите  уравнение i=i(t).