EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 11 II 2002 Imię i dla II roku Wydziału

EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI
11 II 2002
dla II roku Wydziału Inżynierii Środowiska III termin
T
T
! TT
Imię i
nazwisko
Wydział, rok
i nr albumu
..............................
...........................
wersja
A
Arkusz testowy należy podpisać na obu stronach imieniem, nazwiskiem i numerem albumu.
Odpowiedzi (litery A, B, C lub D) należy wpisywać do kratek u dołu każdej strony. Na arkuszu
nie wolno robić żadnych innych znaków! Do pomocniczych obliczeń służy przydzielona kartka.
Wskazanie poprawnej odpowiedzi = +2 pkt, błędna odpowiedź = –1 pkt.
Wybrane stałe: c ≈ 3 · 108 m/s, R ≈ 8 J/(mol K), 1/(4πε0 ) ≈ 1010 Nm2/C2 , h ≈ 7 · 10−34 J s, me ≈ 10−30 kg.
1. Promień lasera o mocy 400 mW, spolaryzowany liniowo wzdłuż osi OZ, biegnie równolegle do osi OX. Po
przejściu przez polaryzatory P1 i P2 , których płaszczyzny polaryzacji tworzą z osią OZ kąty α1 = 30◦
i α2 = 90◦ , promień ten ma moc:
(A) 0 mW;
(B) 75 mW;
(C) 100 mW;
(D) 300 mW.
3
11
2
2. W pręcie o gęstości % = 8000 kg/m , module Younga E = 2 · 10 N/m i przekroju S = 20 mm2 biegnie
fala podłużna u(x, t) = 5 · 10−6 m · sin(100 s−1 · πt − 2πx/λ). Jej długość λ i intensywność są równe:
(A) 100π m, 10−4 π 2 W/m2;
(C) 2,5 · 10−4 m, 100π 2 W/m2;
(B) 2,5 · 10−2 m, 5 · 10−4 π 2 W/m2 ;
(D) 100 m, 5π 2 W/m2 .
3. Cztery jednakowe ładunki q = 4 µC znajdują się w próżni punktach r1 = (0, 0, 0) m, r2 = (1, 0, 0) m,
r3 = (0, 1, 0) m, r4 = (0, 0, 2) m. Strumień natężenia pola elektrycznego przez powierzchnię kuli o środku
w punkcie (0, 0, 0) i promieniu 1,5 m wynosi:
(A) 48π · 104 V m;
(B) 16π · 10−6 V m;
(C) 64π · 104 V m;
(D) 16π · 104 V m.
4. O korpuskularnej naturze światła świadczy zjawisko:
(A) dyspersji;
(B) Comptona;
(C) interferencji;
(D) dyfrakcji.
5. Piezoelektrykiem nazywamy kryształ, który polaryzuje się pod wpływem:
(A) pocierania;
(B) zmiany temperatury; (C) odkształcenia;
(D) pola magnetycznego.
6. Dwa ładunki q1 = +9 nC i q2 = +2 nC umieszczono w próżni w punktach r1 = (0; −0,1; 0) m oraz
r2 = (0; 0,3; 0) m. Wektor natężenia pola elektrostatycznego w punkcie r0 = (0; 0,2; 0) m ma postać:
(A) (0; 3; 0) kV/m;
(B) (0; 1; 0) kV/m;
(C) (0; −3; 0) kV/m;
(D) (0; −1; 0) kV/m.
7. Do baterii o SEM 24,4 V i oporze wewnętrznym 4,4 Ω podłączono opornik R = 13,9 Ω. Spadek napięcia
na tym oporniku jest równy około:
(A) 24,4 V;
(B) 5,9 V;
(C) 7,7 V;
(D) 18,5 V.
8. Do obszaru jednorodnego pola magnetycznego o indukcji B = (0, 0, B), zajmującego półprzestrzeń x > 0,
wpadają w punkcie (0, 0, 0) z prędkością v = (v0, 0, 0), v0 > 0, dwa jony o jednakowych masach m
i przeciwnych ładunkach q i −q. Jony te opuszczą obszar pola w punktach odległych od siebie o:
(B) mv0/(2qB);
(C) mv0/(qB);
(D) 0.
(A) 4mv0/(qB);
max
9. Zależność maksymalnej energii kinetycznej Ek fotoelektronów od długości fali λ światła padającego na
powierzchnię metalu opisuje relacja (E0 — praca wyjścia):
(A) Ekmax = hc/λ + E0 ; (B) Ekmax = hλ/c + E0; (C) Ekmax = hλ − E0 ;
(D) Ekmax = hc/λ − E0 .
10. Mamy do dyspozycji trzy identyczne oporniki. Używając ich pojedynczo lub w dowolnych kombinacjach,
można z nich zestawić liczbę obwodów o różnych oporach zastępczych równą:
(A) 5;
(B) 7;
(C) 6;
(D) 17.
11. Trzeci ton harmoniczny obustronnie otwartej piszczałki ma częstotliwość 2400 Hz. Prędkość dźwięku wynosi 320 m/s. Piszczałka ta ma długość:
(A) 10 cm;
(B) 6,7 cm;
(C) 20 cm;
(D) 40 cm.
12. Moduły Younga E i ścinania G pewnego materiału spełniają relację E/G = 2(1 + µ), gdzie µ = 0,125 —
współczynnik Poissona. Prędkość fali poprzecznej c⊥ = 3000 m/s. Prędkość fali podłużnej wynosi:
(A) 2000 m/s;
(B) 3000 m/s;
(C) 4500 m/s;
(D) 4333 m/s.
13. Zasada działania detektorów metali oparta jest na zjawisku:
(A) piezoelektrycznym;
(C) piroelektrycznym;
(B) fotoelektrycznym;
(D) indukcji elektromagnetycznej.
Pytanie
Odpowiedź
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI
11 II 2002
dla II roku Wydziału Inżynierii Środowiska III termin
Imię i
nazwisko
Wydział, rok
i nr albumu
..............................
...........................
wersja
A
14. Pęd elektronu na n-tej orbicie w modelu Bohra atomu wodoru jest równy:
(B) 4πε0 me2/(nh̄);
(C) me2h̄2/(4πε0 n);
(D) me2/(4πε0nh̄).
(A) me2/(4πε0 n2h̄2 );
15. Silnik bolidu, oddalającego się z prędkością 180 km/h od stojącego przy torze mechanika, wydaje dźwięk
o częstotliwości 4,5 kHz. Prędkość dźwięku wynosi 325 m/s. Mechanik słyszy dźwięk o częstotliwości:
(A) 3,9 kHz;
(B) 5,3 kHz;
(C) 3,8 kHz;
(D) 5,2 kHz.
16. Promień świetlny przechodzi z ośrodka o współczynniku załamania n1 = 3,0 do ośrodka o współczynniku
n2 = 1,5. Całkowite wewnętrzne odbicie zachodzi dla kątów padania:
(A) większych od 30◦ ;
(B) żadnych;
(C) mniejszych od 30◦ ; (D) większych od 60◦ .
17. Układ K 0 porusza się względem układu K z prędkością V = (V ; 0; 0). Prędkości cząstki zmierzone w układzach K i K 0 wynoszą odpowiednio v = (0,6c; 0; 0) i v 0 = (0,8c; 0; 0). Wynika stąd, że:
(A) V = −(5/37)c;
(B) V = −(5/13)c;
(C) V = 0,2c;
(D) V = −0,2c.
√
18. Relatywistyczny
pęd cząstki wynosi 3 m0 c. Relatywistyczna energia kinetyczna tej cząstki jest równa:
√
(A) 3 m0 c2;
(B) (3/2)m0 c2;
(C) 2m0 c2 ;
(D) m0c2 .
19. Energia cieplna trzech moli gazowego CH4 o ciśnieniu p, gęstości %, temperaturze T 300 K i masie
molowej µ oraz √
prędkość dźwięku w √
tym gazie wynoszą:
√
√
(A) (15/2)RT , 7p/(5%); (B) 9RT , 4RT /(3µ); (C) (9/2)RT , 3RT /µ; (D) 9RT , 8p/(π%).
20. Prawdą jest, że:
(A) fotony zaliczają się do leptonów;
(C) wszystkie gluony są bozonami;
(B) miony mają strukturę wewnętrzną;
(D) neutrina składają się z kwarków.
21. Prawdopodobieństwo pi tego, że mugolon — cząsteczka gazu mugolonowego — ma energię Ei = E0 · 2i ,
P
wynosi pi = 3 · 4−i , gdzie i = 1, 2, 3, . . . Wartość średnia hEi = ∞
i=1 pi Ei energii mugolonu wynosi:
(A) 3E0 ;
(B) E0 ;
(C) 2E0 ;
(D) 4E0 .
22. Stacjonarne równanie Schrödingera ma postać:
(C) −(h̄2 /2m)∇2 ψ + V ψ = −ih̄ ∂ψ/∂t;
(A) −(h̄2 /2m)∇2 ψ = Eψ;
(B) −(h̄2 /2m)∇2 ψ + V ψ = ih̄ ∂ψ/∂t;
(D) −(h̄ 2/2m)∇2 ψ + V ψ = Eψ.
23. Prądy o natężeniach I płyną w ujemnych kierunkach osi OX i OY . Wektor natężenia pola magnetycznego H w punkcie (x, y, 0), gdzie x, y > 0, ma postać:
I
1 1
− , ,0 ;
(A)
2π
y x
I
1 1
(B)
0, 0, +
;
2π
x y
I
1 1
(C)
0, 0, −
;
2π
x y
I
(D)
2π
1 1
, ,0 .
x y
24. Spośród
wzorów podanych poniżej, poprawnym zapisem równania Maxwella jest: I
I
(A) H · dl = 0;
(B) ∇ × B = 0;
(C) ∇ × E = −∂B/∂t; (D) D · dS = Q/ε.
L
S
25. W celu wyznaczenia przyspieszenia
ziemskiego g zmierzono długość l i okres drgań T wahadła matema√
tycznego (związek T = 2π l/g) z niepewnościami ∆l i ∆T . Niepewność względna wielkości g wynosi:
(A) 2∆l/l + 2∆T /T ;
(B) 2∆l/l + ∆T /T ;
(C) ∆l/l + 2∆T /T ;
(D) ∆l/l + (1/2)∆T /T .
26. W kwadratowej ramce o boku 0,4 m, umieszczonej w jednorodnym zmiennym polu magnetycznym prostopadłym do jej płaszczyzny, indukowana jest średnia SEM 320 mV. Średnia wartość |dB/dt| wynosi:
(A) 0,32 T/s;
(B) 2 T/s;
(C) 1,6 T/s;
(D) 0,8 T/s.
27. Przedmiot znajduje się w odległości 50 cm od zwierciadła wklęsłego o promieniu krzywizny 20 cm. Odległość między przedmiotem i jego obrazem wynosi:
(A) 37,5 cm;
(B) 83,3 cm;
(C) 62,5 cm;
(D) 16,7 cm.
28. Długość fali λmax , przy której natężenie promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze T wykazuje maksimum, jest proporcjonalna do:
(A) 1/T ;
(B) T ;
(C) T 4;
(D) 1/T 4.
29. Wiązka elektronów pada na dwie równoległe szczeliny, odległe o d = 10 µm. Drugie maksimum interferencyjne obserwujemy pod kątem 45◦ . Prędkość elektronów wynosi około:
(A) 28 m/s;
(B) 200 m/s;
(C) 400 m/s;
(D) 14 m/s.
Wrocław, 11 II 2002
Pytanie
Odpowiedź
dr hab. inż. W. Salejda, prof. nadzw. PWr; mgr inż. M.H. Tyc; dr inż. K.J. Ryczko
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29