EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 11 II 2002

EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 11 II 2002

. . . .

dla II roku Wydziału Inżynierii Środowiska III termin

. . . .

wersja

A

    T T T T

!

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 · 10

m/s, R ≈ 8 J/(mol K), 1/(4πε

) ≈ 10

Nm

/C

, h ≈ 7 · 10

J s, m

≈ 10

kg.

1. Promień lasera o mocy 400 mW, spolaryzowany liniowo wzdłuż osi OZ, biegnie równolegle do osi OX. Po przejściu przez polaryzatory P

i P

, których płaszczyzny polaryzacji tworzą z osią OZ kąty α

= 30

i α

= 90

, promień ten ma moc:

(A) 0 mW; (B) 75 mW; (C) 100 mW; (D) 300 mW.

2. W pręcie o gęstości % = 8000 kg/m

, module Younga E = 2 · 10

N/m

i przekroju S = 20 mm

biegnie fala podłużna u(x, t) = 5 · 10

m · sin(100 s

· πt − 2πx/λ). Jej długość λ i intensywność są równe:

(A) 100π m, 10

π

W/m

; (C) 2,5 · 10

m, 100π

W/m

; (B) 2,5 · 10

m, 5 · 10

π

W/m

; (D) 100 m, 5π

W/m

.

3. Cztery jednakowe ładunki q = 4 µC znajdują się w próżni punktach r

= (0, 0, 0) m, r

= (1, 0, 0) m, r

= (0, 1, 0) m, r

= (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 · 10

V m; (B) 16π · 10

V m; (C) 64π · 10

V m; (D) 16π · 10

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 q

= +9 nC i q

= +2 nC umieszczono w próżni w punktach r

= (0; −0,1; 0) m oraz r

= (0; 0,3; 0) m. Wektor natężenia pola elektrostatycznego w punkcie r

= (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 = (v

, 0, 0), v

> 0, dwa jony o jednakowych masach m i przeciwnych ładunkach q i −q. Jony te opuszczą obszar pola w punktach odległych od siebie o:

(A) 4mv

/(qB); (B) mv

/(2qB); (C) mv

/(qB); (D) 0.

9. Zależność maksymalnej energii kinetycznej E

fotoelektronów od długości fali λ światła padającego na powierzchnię metalu opisuje relacja (E

— praca wyjścia):

(A) E

= hc/λ + E

; (B) E

= hλ/c + E

; (C) E

= hλ − E

; (D) E

= hc/λ − E

. 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 wy- nosi 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Odpowiedź

EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 11 II 2002

. . . .

dla II roku Wydziału Inżynierii Środowiska III termin

. . . .

wersja

A

14. Pęd elektronu na n-tej orbicie w modelu Bohra atomu wodoru jest równy:

(A) me

/(4πε

n

¯h

); (B) 4πε

me

/(n¯h); (C) me

¯h

/(4πε

n); (D) me

/(4πε

n¯h).

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 n

= 3,0 do ośrodka o współczynniku n

= 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

porusza się względem układu K z prędkością V = (V ; 0; 0). Prędkości cząstki zmierzone w ukła-

dzach K i K

wynoszą odpowiednio v = (0,6c; 0; 0) i v

= (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 m

c. Relatywistyczna energia kinetyczna tej cząstki jest równa:

(A) √ 3 m

c

; (B) (3/2)m

c

; (C) 2m

c

; (D) m

c

.

19. Energia cieplna trzech moli gazowego CH

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 p

tego, że mugolon — cząsteczka gazu mugolonowego — ma energię E

= E

· 2

, wynosi p

= 3 · 4

, gdzie i = 1, 2, 3, . . . Wartość średnia hEi = ^P

p

E

energii mugolonu wynosi:

(A) 3E

; (B) E

; (C) 2E

; (D) 4E

.

22. Stacjonarne równanie Schr¨odingera ma postać:

(A) −(¯h

/ 2m)∇

ψ = Eψ; (C) −(¯h

/ 2m)∇

ψ + V ψ = −i¯h ∂ψ/∂t;

(B) −(¯h

/ 2m)∇

ψ + V ψ = i¯h ∂ψ/∂t; (D) −(¯h

/ 2m)∇

ψ + V ψ = Eψ.

23. Prądy o natężeniach I płyną w ujemnych kierunkach osi OX i OY . Wektor natężenia pola magnetycz- nego H w punkcie (x, y, 0), gdzie x, y > 0, ma postać:

(A) ^I 2π



− 1 y , 1

x , 0



; (B) ^I

2π

 0, 0, 1

x + 1 y



; (C) ^I

2π

 0, 0, 1

x − 1 y



; (D) ^I

2π

 1 x , 1

y , 0

 . 24. Spośród wzorów podanych poniżej, poprawnym zapisem równania Maxwella jest:

(A) ^I

L

H · dl = 0; (B) ∇ × B = 0; (C) ∇ × E = −∂B/∂t; (D) ^I

S

D · dS = Q/ε.

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 pro-

stopadłym 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. Odle- głość 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 λ

, przy której natężenie promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze T wy- kazuje maksimum, jest proporcjonalna do:

(A) 1/T ; (B) T ; (C) T

; (D) 1/T

.

29. Wiązka elektronów pada na dwie równoległe szczeliny, odległe o d = 10 µm. Drugie maksimum interfe- rencyjne 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 dr hab. inż. W. Salejda, prof. nadzw. PWr; mgr inż. M.H. Tyc; dr inż. K.J. Ryczko

Pytanie 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Odpowiedź