|
|
|
|
Сборник задач по физике. 10—11 классы. Н. А. Парфентьева
| |
Скачать этот задачник можно бесплатно по этой ссылке.
Решение задач (решебник) для 10 класса по данной книге можно скачать здесь
Решение задач (решебник) для 11 класса по данной книге можно скачать здесь
Содержание
Развернуть содержание |
681. С берега высотой 5 м горизонтально бросают камень со скоростью 10 м/с. Скорость бегущей волны, образующейся на поверхности воды, равна 6 м/с. Через какой промежуток времени с момента броска камня волна дойдет до берега?
682. По длинному шнуру начинает бежать волна со скоростью 200 м/с. Амплитуда колебаний точек шнура равна 5 см, частота колебаний 5 Гц. Запишите уравнение бегущей волны, взяв за начало отсчета координаты конец шнура (х = 0), а начало отсчета времени — с момента начала колебаний этого конца.
683. Уравнение волны имеет вид s = 0,2sin 20п^t-x/30.
Определите амплитуду и период колебаний точек среды, длину волны и запишите уравнение колебаний в точке, находящейся на расстоянии 15 м от источника.
684. Волна распространяется вдоль прямой со скоростью 50 м/с. Определите разность фаз колебаний в
точках, находящихся на этой прямой и отстоящих на расстоянии 50 см друг от друга. Период колебаний 0,05 с.
685. Волна возбуждается источником, уравнение колебаний которого s = 0,lsin5пt. Скорость распространения волны 100 м/с. Запишите уравнение волны и найдите смещение от положения равновесия, скорость и ускорение точки, находящейся на расстоянии 180 м от источника колебаний в момент времени, равный 2 с.
686. Человек определяет длину озера, слушая эхо своего голоса, отраженного от скалы на противоположном берегу. Он слышит эхо через 1 с после крика. Чему равна длина озера? Скорость звука 330 м/с.
687. По бетонной плите ударил упавший на нее камень. Человек, наблюдавший этот удар, услышал два звука: один пришел по воздуху, другой — по бетону. Промежуток времени между ними был равен 1,2 с. Скорость звука в воздухе 343 м/с, в бетоне 5000 м/с. На каком расстоянии от человека упал камень?
688. Моряк ударяет по борту корабля ниже уровня воды. Волна, отраженная от дна моря (эхо), приходит через 2,1 с. Определите глубину моря в этом месте, считая, что скорость звука в морской воде равна 1560 м/с.
689. Определите расстояние от наблюдателя до места, где вспыхнула молния, если промежуток времени между вспышкой и громом был равен 5 с. Скорость звука в воздухе 330 м/с, скорость света 3 • 10 8 м/с.
690. Звуковая волна переходит из воздуха в стекло. Скорость распространения звуковой волны в стекле 4500 м/с. Во сколько раз изменяется длина волны?
691. Частота звуковых волн от 17 до 20 000 Гц. Определите, в каких пределах находится длина звуковых волн, считая, что скорость звука в воздухе равна 343 м/с.
692. Наибольшая частота волн, воспринимаемых ухом как звук, равна 20 000 Гц. При повышении температуры от 0 до 20 0C скорость звука возрастает на 12 м/с. Определите, на сколько возрастает при этом наименьшая длина звуковых волн.
Электромагнитные волны
Электромагнитная волна. Плотность потока электромагнитного излучения. Свойства электромагнитных волн (§ 48—58)
693. Электромагнитная волна распространяется с севера на юг. В некоторый момент времени вектор индукции магнитного поля направлен вертикально вверх. Куда в этот момент направлен вектор напряженности электрического поля?
694. Как изменится направление распространения электромагнитной волны, если изменить на противоположное: 1) направление вектора В; 2) направление вектора E; 3) одновременно направления E и Б?
695. Может ли электромагнитная волна распространяться в вакууме?
696. Определите, на каком расстоянии от источника плотность потока излучения уменьшится в 100 раз по сравнению с плотностью потока излучения на расстоянии 100 м от источника.
697. Плотность потока солнечного излучения, падающего на границу земной атмосферы, равна 1350 Вт/м2. Чему равна плотность электромагнитной энергии солнечного излучения?
698. Определите длину волны электромагнитного излучения с частотами 60 и 1240 Гц в вакууме.
699. Какой диапазон частот соответствует коротким волнам, если длина волны заключена в диапазоне от 10 до 100 м?
700. Почему все телевизионные антенны на домах в одном поселке ориентированы одинаково?
|
701. Емкость конденсатора колебательного контура может изменяться от C0 до 9С0. Определите диапазон длин волн, принимаемых этим контуром, если при емкости C0 контур настроен на длину волны 3 м.
702. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 4 мкГн и конденсатора, емкость которого можно изменять от 0,02 до 0,006 мкФ. На какой диапазон волн можно настроить этот колебательный контур?
703. Какие длины волн используются в радиолокационных установках, если частоты колебаний изменяются от 10 8 до 11 11 Гц?
704. Радиолокатор, ведя разведку месторождений, работает на волне 12 см и дает 5000 импульсов в секунду. Длительность импульса 3 мкс. Сколько колебаний содержится в каждом импульсе и какова наибольшая глубина разведки локатора?
ОПТИКА
СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ
Скорость света. Законы отражения и преломления света (§ 59—62)
705. На предмет АВ высотой h (рис. 160), стоящий на плоском зеркале, падает параллельный пучок лучей. Определите размер геометрической тени этого предмета на экране.
706. В ставне, закрывающем окно, сделано круглое отверстие диаметром 1 см. Определите ширину комнаты, если на противоположной стене образуется светлое пятно диаметром 4,7 см. Угловой диаметр Солнца приблизительно равен 0,5°.
707. Человек ростом 1,6 м отходит от фонаря, подвешенного на высоте 10 м. Определите размер тени человека, падающей на горизонтальную дорогу в тот момент, когда он отойдет от фонаря на расстояние 5 м. Будет ли постоянной скорость тени головы человека, если скорость человека постоянна?
708. К зеркалу, расположенному под углом 135° к полу (рис. 161), подходит человек, рост которого 1,6 м, со скоростью 2 м/с. Определите, с какой скоростью движется его изображение в зеркале и на каком расстоянии от зеркала человек начинает видеть свое изображение.
709. Плоское зеркало движется к предмету со скоростью v = 1 м/с. С какой скоростью движется изображение предмета?
710. С Земли мы наблюдаем солнечное затмение. Определите приблизительно диаметр Солнца, если известно, что диаметр Луны с1л = 3,48 • 10 6 м. Расстояние от Земли до Луны r =3,8 • 10 8 м, а расстояние от Земли до Солнца dл= 1,5 • 10 6 м.
711. Луч света падает на вращающееся с угловой скоростью со плоское зеркало перпендикулярно оси вращения. С какой скоростью движется отраженный луч?
712. Между двумя плоскими зеркалами, расположенными под углом 60°, на биссектрисе этого угла находится точечный источник света. Сколько изображений этого источника получится в зеркалах?
713. Два взаимно перпендикулярных луча падают на поверхность воды. Показатель преломления воды 1,33. Угол падения одного из лучей 30°. Определите угол между лучами в воде.
714. Луч падает на границу раздела сред под углом 30°. Показатель преломления первой среды n1 = 2,4. Определите показатель преломления второй среды n2, если преломленный и отраженный лучи перпендикулярны друг другу.
715. Луч падает на плоскопараллельную стеклянную пластинку толщиной 2 см под углом 30° (рис. 162). На какое расстояние сместится луч: 1) пройдя через нее; 2) испытав двойное отражение от ее граней?
716. Пучок параллельных лучей шириной 30 см падает из однородной прозрачной среды на плоскую границу с воздухом под углом 30° (рис. 163). Определите показатель преломления среды, если ширина пучка в воздухе стала равна 25 см.
717. Луч АВ (рис. 164) падает на границу раздела сред под углом 45° и преломляется под углом 60°. Как будет преломляться луч DE, если между ним и границей раздела угол 30°?
718. Свая длиной 2 м выступает над поверхностью воды на 1 м. Определите длину тени от сваи на дне озера. Угол падения лучей света составляет 30°.
719. Человек заходит в воду, погрузившись на половину своего роста. Рост человека 1,8 м, показатель преломления воды 1,33. Какого роста кажется человек наблюдателю, если луч, отраженный от ног человека в воде и преломленный, попадает в глаз наблюдателю под углом 60° к поверхности воды?
720. Кажущаяся глубина водоема 3 м. Определите истинную глубину водоема, если показатель преломления воды 1,33.
| |
721. Самолет пролетает над озером на высоте 1 км. Определите, какой покажется эта высота водолазу, погрузившемуся на дно озера. Считайте, что водолаз смотрит на самолет, когда тот пролетает почти над его головой.
722. Рассеянный пучок лучей падает на верхнюю грань стеклянного куба (рис. 165). Показатель преломления стекла 1,5. Будут ли лучи выходить через боковую грань куба?
723. Можно ли воспользоваться алмазным кубиком в качестве призмы для преломления света, чтобы свет входил через одну грань и выходил через смежную? Показатель преломления алмаза 2,42.
724. Луч света падает в центр верхней грани стеклянного кубика. Чему равен максимальный угол падения луча, при котором преломленный луч еще выйдет через нижнюю грань кубика? Показатель преломления стекла 1,5.
725. Под водой солнечные лучи образуют с нормалью угол 50°. Под каким углом к горизонту стоит Солнце? Показатель преломления воды 1,3.
726. Под каким углом должен направить луч фонаря ныряльщик, находящийся далеко от берега, чтобы человек, стоящий на берегу, его увидел. Показатель преломления воды 1,3.
727. Плоскопараллельная пластинка составлена из двух треугольных призм с разными показателями преломления, причем n2< n1. Свет падает на боковую грань перпендикулярно ребру АВ (рис. 166). При каком угле α свет не пройдет через границу раздела BD?
728. Тело в форме конуса с углом между его осью и образующей, равным 60°, погрузили целиком в прозрачную жидкость вершиной вниз. При этом боковую поверхность конуса нельзя видеть ни из какой точки пространства над поверхностью жидкости. Чему равен показатель преломления жидкости?
729. На дне сосуда, наполненного водой до высоты 15 см, установлен точечный источник света. Определите наименьший радиус непрозрачной круглой пластины, которую нужно поместить на поверхности воды, чтобы свет из воды не выходил. Показатель преломления воды 1,3.
730. На дне цилиндрического сосуда радиусом основания 10 см и высотой 0,6 м, наполненного водой, находится точечный источник света. Стенки сосуда непрозрачны. Радиус светлого пятна на горизонтальном экране, находящемся сверху сосуда на расстоянии 1 м от его дна, равен 0,18 м. Показатель преломления воды 1,33. Определите уровень воды в сосуде.
731. Докажите, что при малых углах падения на боковую поверхность призмы угол отклонения луча у от первоначального направления определяется по формуле γ = (n - 1)δ, где δ — преломляющий угол призмы,n — относительный показатель преломления.
732. Определите угол отклонения луча стеклянной призмой при нормальном падении луча на ее боковую грань. Преломляющий угол призмы равен 3°. Показатель преломления стекла 1,5.
733. Луч света падает нормально на переднюю грань прямоугольной призмы с углом у вершины 30° (рис. 167). Определите показатель преломления материала призмы, если угол отклонения луча также равен 30°.
734. Каким должен быть угол у основания равнобедренной стеклянной призмы, чтобы луч, пройдя через основание и отразившись от боковых поверхностей, остался параллелен самому себе?
Линза (§ 63—65)
735. Определите построением положение линзы и ее фокусов на рисунке 168, если S — точечный источник света, a S' — его изображение, ОО' — оптическая ось линзы.
736. Определите положение линзы, если АВ — изображение, CD — предмет, ОО' — оптическая ось линзы (рис. 169).
737. Луч АВ, преломляясь в линзе, идет вдоль прямой ВС (рис. 170). Как преломляется луч DE?
738. Постройте изображение предмета АВ в собирающей линзе (рис. 171).
739. Постройте изображение предмета АВ в рассеивающей линзе
(рис. 172).
740. Предмет находится на расстоянии 4F от собирающей линзы. Определите отношение размеров изображения и предмета.
| |
741. Расстояние между двумя источниками света 24 см. На каком расстоянии от источников следует поставить собирающую линзу с фокусным расстоянием 9 см, чтобы изображения обоих источников оказались в одной точке?
742. Собирающая линза с фокусным расстоянием F = 6 см дает изображение, размер которого в 2 раза больше размера предмета. На каком расстоянии от этой линзы надо поставить другую линзу с таким же фокусным расстоянием F, чтобы размеры предмета и изображения, полученного с помощью двух линз, были одинаковыми?
743. Точечный источник света находится на расстоянии 40 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 30 см. На каком расстоянии от линзы нужно установить экран, чтобы светлое пятно на нем было диаметром 2 см? Диаметр линзы 4 см, на экран попадает только свет, прошедший через линзу.
744. Определите минимальное расстояние между источником света и его действительным изображением, даваемым тонкой собирающей линзой с фокусом F.
745. На поверхность тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см падает луч света на расстоянии 5 см от оптического центра под углом 5° к ее главной оптической оси (рис. 173). Под каким углом к главной оптической оси выйдет луч из линзы?
746. На каком расстоянии от рассеивающей линзы находится точечный источник света, если при продолжении рассеянных ею лучей они пересекутся на расстоянии 5 см от оптического центра линзы? Фокусное расстояние линзы 10 см.
747. Вдоль главной оптической оси собирающей линзы с фокусным расстоянием 5 см ползет жук со скоростью 1 м/мин. С какой скоростью надо начать перемещать экран в момент времени, когда расстояние от жука до линзы равно 3F, чтобы на нем все время было четкое изображение жука?
748. На главной оптической оси тонкой собирающей линзы диаметром D находится точечный источник света. Из линзы выходит пучок расходящихся лучей с углом расхождения α. Определите угол расхождения лучей β в случае рассеивающей линзы. Расстояние от источника света до оптического центра линзы d. Фокусные расстояния линз одинаковы.
749. Предмет в виде стержня расположен вдоль главной оптической оси тонкой собирающей линзы так, что его концы удалены от линзы на расстояния d2 = (3/2)F и d1 = (5/4)F. Во сколько раз длина изображения δl’ больше длины самого предмета Δl?
750. С помощью собирающей линзы на экране получено изображение предмета с увеличением 3. Расстояние между линзой и экраном 80 см. Чему равно фокусное расстояние линзы?
751. Собирающая линза дает на экране, перпендикулярном ее главной оптической оси, четкое изображение предмета с увеличением 4. Линзу сдвигают перпендикулярно оптической оси на 1 мм. На сколько при этом сместится изображение?
752. Между собирающей линзой с фокусом F и точечным источником света устанавливают плоскопараллельную стеклянную пластинку толщиной d с относительным показателем преломления стекла п. Источник находится на двойном фокусном расстоянии от линзы. На какое расстояние сместится изображение, если убрать пластинку?
753. В фокусе рассеивающей линзы с фокусным расстоянием F находится точечный источник света. На каком расстоянии от этой линзы надо поставить собирающую линзу с фокусным расстоянием 2F, чтобы на выходе такой системы лучи были параллельны?
754. Пучок параллельных лучей проходит через две тонкие собирающие линзы, оставаясь параллельным. Расстояние между линзами 15 см. Определите фокусное расстояние первой линзы, если у второй линзы оно равно 9 см.
755. Собирающая линза с фокусным расстоянием F1= 10 см и рассеивающая линза с фокусным расстоянием F2 = 20 см имеют общую главную оптическую ось. Расстояние между линзами l= 30 см. Точечный источник света установлен на расстоянии d = 10 см от рассеивающей линзы. Определите расстояние от изображения источника света, созданного обеими линзами, до собирающей линзы.
Интерференция (§ 67, 68)
756. Два громкоговорителя расположены на расстоянии 8 м друг от друга. Человек встает, как ему кажется, на середине этого расстояния. Тем не менее он не слышит звук с частотой 115 Гц. Скорость распространения звука 330 м/с. На каком расстоянии находится человек?
757. На струне в местах закрепления не происходит колебаний, т. е. в этих местах наблюдается интерференционный минимум. Длина струны 60 см. Определите две первые длины волны, которые могут быть возбуждены в этой струне.
758. Два источника находятся на расстояниях 2,1 и 4,5 м от наблюдателя. Источники излучают волны частотой 125 Гц и равной амплитудой. Услышит ли наблюдатель звук? Скорость звука равна 300 м/с.
759. В некоторую точку пространства от двух когерентных источников попадает излучение с разностью хода лучей Δd = 1,8 мкм. Определите отношение интенсивности света в этой точке к максимальной интенсивности, если длина волны: 1) λ1= 600 нм; 2) λ2 = 400 нм.
760. Две щели находятся на расстоянии 0,2 мм друг от друга и отстоят на расстоянии 1,5 м от экрана. На щели падает поток монохроматического света (Λ 500 нм) от удаленного источника. Определите расстояние между соседними интерференционными полосами.
|
761. Точка мыльного пузыря, ближайшая к наблюдателю, кажется ему зеленой (λ = 540 нм). Определите минимальную толщину мыльной пленки. Показатель преломления мыльной пленки 1,35.
762. Объектив фотоаппарата покрыт слоем прозрачного диэлектрика толщиной 525 нм. Обеспечивает ли это покрытие просветление объектива для зеленого света длиной волны 546 нм? Показатель преломления диэлектрика 1,31.
763. Определите минимальную толщину воздушного зазора между двумя прозрачными стеклянными пластинками, чтобы стекло при нормальном падении на него света с длиной волны 600 нм в отраженном свете казалось темным.
764. В опыте Юнга расстояние между щелями 0,4 мм, расстояние до экрана 4 м. Для какой длины световой волны расстояние между максимумами яркости света на экране равно 5 мм?
765. При отражении волн на границе с оптически более плотной средой происходит потеря половины длины волны. Исходя из этого, скажите, что мы наблюдаем в центре интерференционной картины, называемой «кольцами Ньютона».
766. На экране наблюдается интерференционная картина в красном свете (λкр). Разность хода до некоторой точки экрана равна 5 λ кр. Что мы будем наблюдать, максимум или минимум, в этой точке экрана в фиолетовом свете (λф = 400 нм)?
767. Чему должна быть равна минимальная толщина тонкой пленки, покрывающей стеклянную поверхность, чтобы при нормальном падении белого света она гасила отраженный красный цвет (λ = 8 • 10-7 м)? Показатель преломления пленки 1,2, стекла 1,5.
768. Чему равна минимальная толщина оптического покрытия из MgF2 (n = 1,38), предназначенного для гашения света в окрестности длин волн 550 нм при нормальном падении белого света на стекло с показателем преломления 1,5?
Дифракция волн. Дифракционная решетка (§ 70—72)
769. Можно ли утверждать, что при облучении световым потоком линзы отсутствует явление дифракции?
770. Почему дифракцию механических волн мы наблюдаем чаще, чем дифракцию света?
771. Чему равна постоянная дифракционной решетки, если при ее освещении монохроматическим светом длиной волны λ = 500 нм лучи, отклоняющиеся на угол α = 15°, образуют максимум четвертого порядка?
772. Спектр получен с помощью дифракционной решетки с периодом 0,3 мкм. Линия в спектре второго порядка находится на расстоянии 5 см от центрального максимума и на расстоянии 150 см от линзы. Определите длину световой волны.
773. На дифракционную решетку, имеющую 100 штрихов на 1 мм, по нормали к ней падает белый свет. Определите длину спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана 2 м. Видимым считайте свет в диапазоне длин волн 400—760 нм.
774. Вычислите максимальный порядок спектра дифракционной решетки с периодом 2 * 10“6 м при облучении ее светом длиной волны 5,89 * 10-7 м.
775. Один миллиметр дифракционной решетки содержит N — 20 штрихов. Под каким углом идут лучи красного света, дающие на экране максимум второго порядка (k = 2)? Считайте, что длина волны красного света λ = 600 нм.
Элементы теории относительности
Постулаты теории относительности. Основные следствия. Связь между массой и энергией (§ 75—80)
776. Длина неподвижного стержня 1 м. Чему будет равна длина стержня для наблюдателя, относительно которого он движется со скоростью 0,6с? Вектор скорости параллелен стержню.
777. Космический корабль пролетает мимо Земли со скоростью 0,8с. Один из членов экипажа поворачивает метровый стержень из горизонтального положения вдоль скорости движения в вертикальное. Как изменится длина стержня с точки зрения: 1) другого члена экипажа; 2) наблюдателя, находящегося на Земле?
778. В неподвижном состоянии тело имеет строго сферическую форму. С какой скоростью движется это тело, если относительно неподвижного наблюдателя его диаметр вдоль направления движения составляет 0,98 вертикального диаметра?
779. При какой скорости релятивистское сокращение длины движущегося тела составляет 20%?
780. Действительно ли в движущейся системе отсчета время течет медленнее, или нам это кажется?
|
|
|
|
|
