Пучок лазерного излучения с длиной волны падает по нормали

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формулы для связи энергии и импульса, частоты и длины волны фотона, закон отражения света, а также второй закон Ньютона в импульсной формулировке);

II) сделан правильный рисунок с указанием хода лучей в линзе; III) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

IV) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.

Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник

Задачи по физике и их решение. Вариант 310

27. В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью Е и магнитное поле индукцией В. Поля однородные, Е перпендикулярно В. В камеру влетает протон р, вектор скорости которого перпендикулярен Е и В, как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Куда отклонится протон на начальном участке траектории, если его скорость уменьшить? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь.

28. В процессе прямолинейного равноускоренного движения тело за 2 с прошло 20 м, увеличив свою скорость в 3 раза. Чему была равна начальная скорость тела?

29. К двум вертикально расположенным пружинам одинаковой длины подвесили однородный стержень массой М= 2 кг и длиной L = 40см. Если к этому стержню подвесить груз на расстоянии d = 5 см от правой пружины, то стержень будет расположен горизонтально, а растяжения обеих пружин будут одинаковы (см. рисунок). Жёсткость левой пружины в 3 раза меньше, чем у правой. Чему равна масса т подвешенного груза? Сделайте рисунок с указанием сил, использованных в решении задачи.

30. В закрытом сосуде при температуре 100 °С находится влажный воздух с относительной влажностью 60% под давлением 100 кПа. Объём сосуда изотермически уменьшили в 2,5 раза. Во сколько раз надо вместо этого увеличить абсолютную температуру без изменения объёма сосуда, чтобы получить такое же конечное давление? Объёмом сконденсировавшейся воды пренебречь.

31. На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите мощность, выделяющуюся на резисторе, включённом последовательно с лампой в сеть с напряжением 220 В, если сила тока в цепи равна 0,4 А.

31. На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите мощность, выделяющуюся на резисторе, включённом последовательно с лампой в сеть с напряжением 220 В, если сила тока в цепи равна 0,4 А.

32.Монохроматическое рентгеновское излучение с длиной волны λ = 1,1∙10 -10 м падает по нормали на пластинку и создаёт давление Р = 1,26∙ 10-6 Па. При этом 70% фотонов отражается, а остальные проходят сквозь пластинку. Определите концентрацию фотонов в пучке падающего излучения. Рассеянием и поглощением излучения пренебречь. Считать, что фотоны в пучке распределены равномерно.

Решения

27. Траектория протона будет отклоняться от первоначального направления вправо.

1. На протон действуют магнитное поле силой, равной по модулю F_Л = qVB, и электрическое поле силой, равной по модулю F_Э = qE. Поскольку заряд протона положительный, F сонаправлена с Е, а по правилу левой руки F_Л направлена противоположно силе F_Э.

Поскольку первоначально протон двигался прямолинейно, то согласно второму закону Ньютона по модулю эти силы были равны.

2. Сила действия электрического поля не зависит от скорости протона, а сила действия магнитного поля с уменьшением его скорости уменьшается. Поскольку в результате уменьшения скорости протона равнодействующая сил F_Л и F_Э, а также вызываемое ею ускорение направлены вправо, траектория протона будет отклоняться от первоначального направления вправо

28. 1. Согласно законам равноускоренного прямолинейного движения S = V₀t+at 2 /2, (1) 3V₀=V₀+at, (2) где V₀ — начальная скорость тела, а — модуль ускорения тела, S — путь, пройденный телом. 2. Решая уравнения (1) и (2), получим выражение для начальной скорости тела: V₀= S/2t=20/2∙2=5/с Ответ: V₀ = 5 м/с

29. 1. По закону Гука модуль силы упругости равен F = k∆x. Так как растяжения пружин одинаковы, то F₂/F₁=k₂/k₁=3, где F₁, F₂ — модули сил упругости левой и правой пружин соответственно.

2. Условия равновесия стержня с грузом имеют вид F₁+F₂ = Mg + mg;

F₁L/2 + mg∙(L/2-d) = F₂ L/2 — правило моментов относительно оси О, проходящей через центр масс стержня перпендикулярно плоскости рисунка (см. рис.).

3. Объединяя пункты 1 и 2, получаем систему уравнений:

4. Из системы уравнении пункта 3 получаем т =ML/(L-4d) = 4 кг. Ответ: т = 4 кг

30.Определим степень изотермического сжатия, при которой пар станет насыщенным. При этом учтём, что при 100 °С давление насыщенного водяного пара равно нормальному атмосферному давлению.

p_н =p_атм = 10 5 Па. Для этого воспользуемся законом Бойля — Мариотта p_п1V₁=p_п2V₂. Поскольку начальная относительная влажность воздуха равна

Определим конечное давление влажного воздуха в сосуде с помощью закона Дальтона: р₂ = р_в1+ р_п2= р_в2+ р_н = 10 5 +10 5 = 2∙10 5 Па.

При надевании влажного воздуха без изменения объёма водяной пар будет оставаться ненасыщенным, а значит, влажный воздух можно считать идеальным газом с постоянным количеством вещества, для изохорного нагревания которого можно применить закон Шарля: p₁/Т₁= p₂/Т₂ Таким образом, для того чтобы получить такое же конечное давление без изменения объёма, температуру газа необходимо увеличить в Т₂/Т₁= р₂/р₁=2 раза.

31. 1. При последовательном включении сила тока, протекающего по резистору и лампе, одна и та же, а напряжения на резисторе и лампе в сумме равны напряжению сети: U = U_R + U_L.

2. Напряжение на резисторе U_R = IR определяется законом Ома для участка цепи.

3. Напряжение на лампе U_L =140 В определяется по графику при силе тока в цепи I = 0,4 А.

4. Мощность, выделяющаяся на резисторе, определяется законом Джоуля — Ленца:

32. 1. При взаимодействии излучения с пластинкой фотоны, проходящие через неё, не оказывают давления на пластинку. Отражённые фотоны передают пластинке импульс, равный по модулю суммарному изменению импульсов всех отражённых фотонов: |p_Σ| = |∆p|=|N(р’-p)|=2Nh/λ, где р’ = -р, р, р’ — импульсы падающих и отражённых фотонов соответственно), а модуль импульса фотона равен р = h/λ. Пусть N — число отражённых фотонов. Тогда N = ηN₀, η = 0,7- доля отражённых фотонов. N₀ — число падающих фотонов. В соответствии со вторым законом Ньютона сила, с которой излучение действует на пластинку за время t, равна F = |p_Σ|/t, а давление p = F/S, где S — площадь пластины. Получим: p = 2N₀ηh/Stλ (1)

3. Запишем выражение для числа фотонов, падающих на пластинку за время t. Учтём, что за время t фотоны, двигаясь со скоростью света, попадут на площадку S из цилиндра с основанием S и боковой образующей длиной ct. Объём этого цилиндра равен Sct. Поэтому

где п — концентрация фотонов в пучке, с — скорость света.

Источник

Вам также может понравиться

Что является главной частью любого увеличительного прибора

Основные составляющие всех увеличительных приборов

045

Что служит основой для изготовления полупроводниковых приборов

Основные материалы, используемые в производстве полупроводниковых

042

Чем отличается тепловизор от прибора ночного видения

Основные отличия между тепловизорами и приборами ночного

064

С помощью каких приборов определяют влажность воздуха

Какие приборы используют для измерения влажности воздуха

040

Прибор для поиска обрыва проводки в автомобиле

Как использовать прибор для обнаружения обрыва проводки

035

Прибор для обнаружения скрытой проводки в стене

Прибор для обнаружения скрытой электропроводки в стенах

023

Прибор для обнаружения дыхательного газообмена у растений

Новое устройство для определения процесса дыхания растений

025

Прибор для измерения прироста растений в длину

Прибор для определения увеличения размеров растений

025