WARTOŚCI NIEKTÓRYCH STAŁYCH FIZYCZNYCH: prędkość światła w próżni c = 3 &middot

Pełen tekst

(1)EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI. 09.02.1999. dla II roku Wydziału Inżynierii Środowiska. . . T T. !. wersja. A. III termin. Odpowiedzi należy formułować na oddzielnej kartce podpisanej imieniem, nazwiskiem, NUMEREM ALBUMU i WERSJĄ TESTU, podając obok numeru pytania literę. W razie nieznalezienia poprawnej odpowiedzi można podać T swoje rozwiązanie lub obliczoną wartość liczbową. T Punktacja: za wskazanie poprawnej odpowiedzi 1 pkt, za błędną odpowiedź MINUS 1 pkt.. WARTOŚCI NIEKTÓRYCH STAŁYCH FIZYCZNYCH: prędkość światła w próżni c = 3 · 108 m/s stała Plancka h = 6,626 · 10−34 J · s stała Stefana-Boltzmanna σ = 5,67 · 10−8 W/(m2K4 ) ładunek elementarny e = 1,602 · 10−19 C masa elektronu me = 9,109 · 10−31 kg. 1. W określonych warunkach przy spalaniu węgla w reakcji C+O2 → CO2 powstaniu 1 mola (44,0 g) CO2 towarzyszy wydzielenie energii 394 kJ. Względny ubytek masy wynosi: (A) 9,95 · 10−11%; (C) 2,99%; (B) 0 (ponieważ nie jest to reakcja jądrowa); (D) 9,95 · 10−9%. 2. Prędkość fali poprzecznej w strunie o gęstości liniowej 7,7 · 10−3 kg/m wynosi 3700 m/s. Struna ta jest naciągnięta z siłą: (A) 0,812 kN; (B) 480,5 kN; (C) 28,49 kN; (D) 105,4 kN. 3. Energetyczny współczynik transmisji przy prostopadłym padaniu fali akustycznej na granicę ośrodków o oporach falowych Z1 = 2,35 · 106 kg/(m2s) i Z2 = 4,78 · 106 kg/(m2s) wynosi: (A) 0,341; (B) 0,659; (C) 0,116; (D) 0,884. 4. Kryształ o module piezoelektrycznym d = 1,20 · 10−11 m/V poddano działaniu naprężenia σ = 4,20 · 108 Pa. Polaryzacja P tego kryształu wynosi: (A) 3500 mC/m2; (B) 28,6 mC/m2; (C) 5,04 mC/m2; (D) 3,50 mC/m2. 5. Fala dźwiękowa wytwarzana przez punktowe źródło w jednorodnej cieczy jest: (A) zawsze poprzeczna i kulista; (B) zawsze podłużna i kulista; (C) podłużna lub poprzeczna w zależności od charakteru drgań źródła, ale zawsze kulista; (D) zawsze podłużna i płaska. 6. Wskazać wykres prawidłowo przedstawiający zależność oporności elektrycznej półprzewodników σ od temperatury T : ρ 6. (A). . . ρ 6. . Q Q. ;. (B). 0. 1/T. 0. ln ρ 6. Q Q. Q Q. ;. ;. (C). T. ln ρ 6. . (D). 0. T. . . -. 0. 1/T. 7. Promień n-tej orbity Bohra rn = 4πε0 n2h ¯ 2 /(me e2 ). Pęd pn elektronu na tej orbicie wynosi: me e 2 (4πε0 )2 n4 h ¯4 me e 2 ; (C) ; (D) n¯ h. (A) ; (B) 4 me e 4πnε0 h ¯ 2ε0 h ¯ 8. Jeżeli natężenie pola magnetycznego w odległości 15 cm od długiego prostoliniowego przewodnika wynosi 3,2 A/m, to w przewodniku tym płynie prąd: (A) 2,4 · 106 A; (B) 7,6 · 105 A; (C) 3,0 A; (D) 0,96 A. 9. Stosunek siły FE elektrostatycznego odpychania do siły FG grawitacyjnego przyciągania (FE /FG) dla dwóch elektronów umieszczonych w próżni w odległości d jest równy: e2 4πε0 e2 Ge2 4πε0 e2 (A) ; (B) ; (C) ; (D) . 2 2 2 4πε0 Gme Gme 4πε0me Gm2e d2 10. Masa jądra atomu deuteru 11 D wynosi md = 3,34462·10−27 kg, a masy protonu i neutronu odpowiednio mp = 1,67252·10−27 kg i mn = 1,67482 · 10−27 kg. Energia wiązania na jeden nukleon jest w tym jądrze równa: (A) 3,78 · 10−14 J; (B) 1,22 · 10−13 J; (C) 2,26 · 10−13 J; (D) 2,45 · 10−13 J. 11. Jeżeli częstotliwość dudnień powstałych na skutek nałożenia się dwóch fal, z których jedna ma częstotliwość f 1 , wynosi fd , to częstotliwość drugiej fali jest równa: (A) f1 − fd ; (B) fd − f1 ; (C) f1 + fd ; (D) f1 ± fd . 12. Płaszczyzna ramki o oporze R = 2,5 Ω jest prostopadła do jednorodnego pola magnetycznego B o indukcji 0,03 T. Pole ramki (wyrażona w m2) zmienia się w czasie jak S = 0,3 + 0,1 sin(0,2t) (t w sekundach). Natężenie prądu płynącego w ramce ma wartość: (A) 0,0012 sin(0,2t) A; (B) 0,00024 cos(0,2t) A; (C) 0,0006 cos(0,2t) A; (D) 0 A. 13. Elektrony wybite z powierzchni srebra o pracy wyjścia 4,30 eV przez kwanty światła o długości fali 250 nm mają maksymalną energię kinetyczną równą: (A) 0,08 eV; (B) 9,26 eV; (C) 4,96 eV; (D) 0,66 eV. 14. Na elektron poruszający się z prędkością v w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B = 0,20 T (B ⊥ v) działa siła F = 4,2 · 10−14 N. Prędkość tego elektronu wynosi: (A) 2,6 · 106 m/s; (B) 3,4 · 106 m/s; (C) 5,2 · 104 m/s; (D) 1,3 · 106 m/s..

(2) 15. Energia n-tego poziomu cząstki o masie m umieszczonej w nieskończonej prostokątnej jamie potencjału o szerokości L dana h2 n 2 jest wzorem En = . Różnica pomiędzy dziesiątym a najniższym poziomem energetycznym (E10 − E1) dla elektronu 8mL2 w jamie o szerokości 1 nm jest równa: (A) 5,422 · 10−20 J; (B) 6,025 · 10−18 J; (C) 6,025 · 10−21 J; (D) 5,965 · 10−18 J. 16. Jeżeli prędkość dźwięku w powietrzu wynosi 340,0 m/s, to blondynka biegnąca z prędkością 8,000 m/s w kierunku wibratora drgającego z częstotliwością 50 Hz słyszy brzęczenie o częstotliwości: (A) 51,20 Hz; (B) 48,85 Hz; (C) 48,82 Hz; (D) 51,18 Hz. 17. Stożek fali uderzeniowej wywołanej przez naddźwiękowy samolot ma kąt rozwarcia 2α = 60 o. Niech c oznacza prędkość dźwięku. Samolot porusza się z prędkością: √ √ (D) 3 3c. (A) 2c; (B) 0,5c; (C) 2 3c; 18. Monochromatyczną fala elektromagnetyczna padając na całkowicie pochłaniającą powierzchnię wywiera na nią ciśnienie 2,77 · 10−5 Pa. Jej intensywność jest równa: (A) 9,23 · 1012 W/m2; (B) 8,30 · 103 W/m2; (C) 4,15 · 103 W/m2; (D) 1,08 · 103 W/m2. 19. Wskazać prawidłową postać jednego z równań Maxwella w jednorodnym ośrodku o prędkości fazowej fal elektromagnetycznychIc oraz względnej przenikalności elektrycznej εr : ρεr 1 ∂ΦE 1 X ; (C) div E = ; In + 2 (A) B · dS = 2 c ε ε c ∂t ε0 0 r S n I ∂D 1 ∂ΦB (B) rot H = j + ; (D) . E · dl = − 2 ∂t c ∂t L 20. Współczynnikiem załamania n danego ośrodka nazywamy stosunek prędkości c światła w próżni do jego prędkości fazowej v w tym ośrodku: n = c/v. Współczynnik załamania wody dla światła widzialnego wynosi 1,33. Względna przenikalność elektryczna εr wody (dla częstotliwości fal świetlnych) wynosi (przyjąć µr = 1): (A) 1,33; (B) 1,77; (C) 0,57; (D) 0,75. 21. Wartość potencjału w środku geometrycznym trójkąta równobocznego o boku a, w wierzchołkach którego umieszczono jednakowe ładunki q, jest równa: √ √ 3q 3 3q 3q 3q ; (B) ; (C) ; (D) . (A) πε0 a 4πε0 a 2πε0a2 4πε0 a 22. Wskazać wykres prawidłowo przedstawiający zależność natężenia pola elektrostatycznego E od odległości r od środka naładowanej jednorodnie ładunkiem +Q dielektrycznej kuli o promieniu R: E6. E6. ;. (A). E6. (B). ;. 0. R. r. (C). 0. R. r. 0. E6. ;. (D). .. R. r. 0. R. r. 2. 23. Temperatura ciała doskonale czarnego o powierzchni 3,60 cm będącego w równowadze termodynamicznej z otoczeniem i wysyłającego promieniowanie o mocy 8,20 W wynosi: (A) 151 K; (B) 252 K; (C) 796 K; (D) 2517 K. 24. W doświadczeniu z dyfrakcją wiązki elektronów o prędkości v wyznaczono długość λ ich fali de Broglie’a. Na podstawie tych danych można obliczyć stałą Plancka h ze wzoru: (A) 2πλme c2/v; (B) me v/λ; (C) λme v; (D) 2πme v/λ. o 25. Maksimum widmowej zdolności emisyjnej dla włókna żarówki o temperaturze 3000 C przypada na λmax = 0,885 µm. Traktując włókno żarówki oraz ciało ludzkie jako ciała doskonale czarne można obliczyć, że dla żywego człowieka λ max wynosi: (A) 9,4 µm; (B) 8,6 µm; (C) 79 µm; (D) 72 µm. 26. Falę monochromatyczną płaską o długości 6 m i amplitudzie 0,7 m rozchodzącą się z prędkością 24 m/s opisuje równanie (w jednostkach układu SI): (A) 0,7 sin( π3 x + 8πt + 0,2); (B) 0,7 sin(6πx − 8πt); (C) 0,35 cos( π3 x − 8πt); (D) 0,7 cos( 16 x − 4t). 27. Pojemność zastępcza układu kondensatorów o pojemnościach C1 = 0,68 nF i C2 = 0,27 nF połączonych szeregowo jest równa: (A) 0,95 nF; (B) 0,43 nF; (C) 5,2 nF; (D) 0,19 nF. 28. Długości λn fal stojących, które można wzbudzić w jednostronnie zamocowanym pręcie o długości 60 cm, określa wzór: 120 240 240 120 cm; (B) cm; (C) cm; (D) cm. (A) n 2n + 1 n 2n + 1 29. Natężenie pola elektrycznego pomiędzy dwiema umieszczonymi w próżni równoległymi nieskończonymi płaszczyznami naładowanymi jednoimiennie z taką samą powierzchniową gęstością ładunku σ jest równe: σ 2σ σ (B) ; (C) ; (D) 0. (A) ; ε0 ε0 2ε0 30. Strumień pola elektrycznego Φ przez pewną powierzchnię zamkniętą S umieszczoną w próżni wynosi (−Φ 0 ). Oznacza to, że: (A) pod powierzchnią S znajdują się tylko ładunki ujemne o wartości bezwzględnej ε 0 Φ0; (B) pole magnetyczne na powierzchni S jest stałe; (C) całkowity ładunek zawarty pod powierzchnią S jest równy (−ε0 Φ0); (D) wartość pola elektrycznego na powierzchni S wynosi (−Φ0 /S).. Wrocław, 09.02.1999. W. Salejda.

(3)

WARTOŚCI NIEKT&Oacute;RYCH STAŁYCH FIZYCZNYCH: prędkość światła w pr&oacute;żni c = 3 &middot

WARTOŚCI NIEKTÓRYCH STAŁYCH FIZYCZNYCH: prędkość światła w próżni c = 3 &middot