Программа элективного курса по физике "Технология решения задач" 11 класс

14. ТЕМАТИЧЕСКИЙ БЛОК "КВАНТОВАЯ ФИЗИКА.

АТОМ"

(Элементы кодификатора 6.1 - 6.12)

6.1 (Б, ВО). Понятие "квант энергии" было введено впервые

физику для объяснения ...

1) законов излучения разогретых твердых тел

2)законов фотоэффекта

3)закономерностей черно-белой фотографии

4) давления света

Ответ: 1

6.2 (Б, ВО). Постоянная Планка - это коэффициент пропорциональности между порцией энергии, уносимой светом при излучении его атомом, и ...

1) длиной волны света

2) частотой изменения напряженности электрического поля в световой волне

3. скоростью световой волны

4) амплитудой световой волны

Ответ: 2

6.3 (Б, ВО). Фотоэффект - это ...

1) свечение металлов при пропускании по ним тока

2)нагрев вещества при его освещении

3)синтез глюкозы в растениях под действием солнечного света

4) выбивание электронов с поверхности металла при освещении его светом

Ответ: 4

А23. Из перечисленных ниже факторов выберите те, от которых зависит кинетическая энергия электронов, вылетевших с поверхно­сти металлической пластины при ее освещении светом лампы.

А. Интенсивность падающего света

Б. Частота падающего света

В. Работа выхода электрона из металла

1) Только А 2) Только Б 3) Б и В 4) А, Б, В

Ответ: 3

6.3 (П, ВО). При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит выбивание фото­электронов. Как изменится максимальная кинетическая энергия фо­тоэлектронов при увеличении частоты падающего на катод света в 2 раза?

1)Не изменится

2) Увеличится в 2 раза

3) Увеличится более чем в 2 раза

4) Увеличится менее чем в 2 раза

Ответ: 3

6.4 (Б, ВО). В опытах Столетова было обнаружено, что кинети­ческая энергия электронов, вылетевших с поверхности металли­ческой пластины при ее освещении светом, ...

1) не зависит от частоты падающего света

2)линейно зависит от частоты падающего света

3)линейно зависит от интенсивности света

4) линейно зависит от длины волны падающего света

Ответ: 2

6.5 (Б, ВО). Какие из перечисленных ниже явлений можно количественно описать с помощью фотонной теории света?

А. Фотоэффект Б. Световое давление

1. Только А 3)ИА, и Б

2) Только Б 4) Ни А, ни Б

Ответ: 3

6.6 (Б, ВО). На рис. 59 приведены графики зависимости макси­мальной энергии фотоэлектронов от энергии падающих на фотока­тод фотонов. В каком случае материал катода фотоэлемента име­ет меньшую работу выхода?

1) I

2) II

3)Одинаковую

4) Ответ неоднозначен

Ответ: 1

6.6 (П, К). При освещении ультрафиолетовым светом с частотой 10¹⁵ Гц металлического проводника с работой выхода 3,11 эВ вырываются электроны. Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов? Ответ округлить до одной значащей цифры.

Ответ: 6 ·10⁵ м/с

6.6 (Б, К). При освещении ультрафиолетовым светом с частотой 10¹⁵ Гц металлического проводника с работой выхода 3 эВ выбиваются электроны. Какова максимальная кинетическая энергия выбиваемых электронов.

Ответ: 1 эВ

6.6 (В, Р). При каком напряжении на источнике тока (рис. 60) электроны, выбиваемые из одной металлической пластины, не достигнут второй? Длина волны па· дающего света λ = 663 нм, рабо­та выхода А = 1,5 эВ. Недостаю­щие данные возьмите в справоч­ной таблице.

6.7 (Б, ВО). Де Бройль выдвинул гипотезу, что частицы вещества (например, электрон) обладают волновыми свойствами. Эта гипотеза впоследствии была ...

1. опровергнута путем теоретических рассуждений

2. опровергнута экспериментально '

3. подтверждена в экспериментах по дифракции электронов

4) подтверждена в экспериментах по выбиванию электронов из металлов при освещении

Ответ: 3

6.8 (Б, ВО). До опытов Резерфорда считалось, что атом может быть разделен на легкие

отрицательно заряженные электроны и тяжелые положительно заряженные ионы. При

этом предполага­лось, что в ионе, как и в атоме, масса и положительный заряд рас­пределены

по всему объему иона (шарообразного атома).

Какое из утверждений соответствует представлениям о строении атома, ус­тановившимся

после опытов Резерфорда?

1) Атом не может быть разделен на отрицательный электрон и положительный ион

2) Легкая положительная частица находится в центре атома, но его окружает нейтральное

массивное вещество с вкрапленными электронами

3)В центре атома находится маленькое массивное положитель­ное ядро, а на огромном

расстоянии от него находятся маленькие легкие электроны, определяющие размер атома

4) В атоме электроны погружены в массивный положительный "кисель"

Ответ: 3

6.9 (Б, ВО). При переходе атома из одного стационарного состо­яния с энергией Еm в другое

стационарное состояние с энергией Еп испускается фотон с частотой ...

1) Е_m/h 2) Е_n/h 3) (E_m+E_n)/h 4) ) (E_m-E_n)/h

Ответ: 4

6.10 (Б, ВО). Свет источника попадает на призму и после пре­ломления попадает в щель

приемника, который регистрирует по­ступившую в него энергию, перемещаясь по

линии МN. При этом получается следующее распределение энергии в зависимости

от положения этого устройства на отрезке МN. В зависимости от по­ложения приемника

на отрезке МN получено распределение энер­гии, показанное на рисунке рядом со

схемой установки (рис. 61). Выберите правильное объяснение эксперимента.

Это происходит потому, что ...

1) атомы в источнике света излучают только определенные порции энергии

2) атомы в источнике излучают любые порции энергии,

но призма пропускает лишь некоторые

3) атомы в источнике излучают любые порции энергии, призма их поглощает и испускает лишь некоторые порции энергии

4) это нельзя объяснить свойствами источника и призмы,

по- видимому, нестабильно работает приемник энергии.

Ответ: 1

6.10(Б, ВО). На рис 62А приведены спектры поглощения атомов натрия, водорода и гелия.

Определите, из каких компонентов состоит газовая смесь, спектр которой показан на рис. 62 Б.

1)Натрий и водород

2) Натрий и гелий

3) Гелий и водород

4) Натрий, водород и гелий

Ответ: 1

6.11 (П, ВО) В лампах дневного света источником излучения служит электрический разряд в парах ртути, в котором образующиеся возбужденные атомы ртути излучают, в основном, невидимое ультрафиолетовое излучение. Видимый свет этих ламп обусловлен ...

1) прохождением сквозь стеклянные стенки лампы только видимого света

2) поглощением ультрафиолетового света атомами специального люминофора на стенках и пере излучением ими видимого света

3) поглощением ультрафиолетового света атомами специального люминофора на стенках, его разогревом до температуры "белого каления"

4) свечением воздуха вокруг лампы, поглощающего испускаемый ею ультрафиолет

Ответ: 2

6.12 (Б, ВО). В настоящее время широко распространены лазерные указки, авторучки, брелоки. При неосторожном обращении таким (полупроводниковым) лазером можно:

1. вызвать пожар

2. прожечь костюм и повредить тело

3. получить опасное облучение организма

4) повредить сетчатку глаза при прямом попадании лазерного луча в глаз

Ответ: 4

6.12 (П, ВО). На рис. 63 изображены три «работающих» энергетических уровня квантового оптического генератора (лазера). При переходе между какими уровнями происходит вынужденное излучение лазера?

1) 1→2 2) 2→3 3) 1→3 4) 3→1

Ответ: 1

Задачи:

Задача1. Определить минимальную частоту света («красную границу» фотоэффекта) для серебра и оксида бария. (А_{в серебра}= 6,9 ∙10^-19Дж, А_{в бария}=1,6∙10^-19Дж).

Ответ: 1,04∙10¹⁵Гц, 2,42∙10¹⁴Гц)

Задача 2. При каком запирающем напряжении фототок в цепи равен нулю, если цинковый катод освещается ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм? (А_вых=6,7∙10^-19Дж).

Ответ: 8,2 В.

Задача 3.Во сколько раз длина волны излучения атома водорода при переходе с уровня m=3 на n=2 дольше длины волны излучения при переходе с n=2 на k=1?

Ответ: 5,4

Задача 4. Длина волны излучения гелий-неонового лазера 630 нм. Сколько фотонов излучает лазер в 1с при развиваемой в непрерывном режиме мощности 40 мВт?

Ответ: 1,3∙10¹⁷

14. ТЕМАТИЧЕСКИЙ БЛОК "КВАНТОВАЯ ФИЗИКА.

АТОМ"

(Элементы кодификатора 6.1 - 6.12)

6.1 (Б, ВО). Понятие "квант энергии" было введено впервые

физику для объяснения ...

1) законов излучения разогретых твердых тел

2)законов фотоэффекта

3)закономерностей черно-белой фотографии

4) давления света

6.2 (Б, ВО). Постоянная Планка - это коэффициент пропорциональности между порцией энергии, уносимой светом при излучении его атомом, и ...

1) длиной волны света

2) частотой изменения напряженности электрического поля в световой волне

3) скоростью световой волны

4) амплитудой световой волны

6.3 (Б, ВО). Фотоэффект - это ...

1) свечение металлов при пропускании по ним тока

2)нагрев вещества при его освещении

3)синтез глюкозы в растениях под действием солнечного света

4) выбивание электронов с поверхности металла при освещении его светом

А23. Из перечисленных ниже факторов выберите те, от которых зависит кинетическая энергия электронов, вылетевших с поверхно­сти металлической пластины при ее освещении светом лампы.

А. Интенсивность падающего света

Б. Частота падающего света

В. Работа выхода электрона из металла

1) Только А 2) Только Б 3) Б и В 4) А, Б, В

6.3 (П, ВО). При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит выбивание фото­электронов. Как изменится максимальная кинетическая энергия фо­тоэлектронов при увеличении частоты падающего на катод света в 2 раза?

1)Не изменится

2) Увеличится в 2 раза

3) Увеличится более чем в 2 раза

4) Увеличится менее чем в 2 раза

6.4 (Б, ВО). В опытах Столетова было обнаружено, что кинети­ческая энергия электронов, вылетевших с поверхности металли­ческой пластины при ее освещении светом, ...

1) не зависит от частоты падающего света

2)линейно зависит от частоты падающего света

3)линейно зависит от интенсивности света

4) линейно зависит от длины волны падающего света

6.5 (Б, ВО). Какие из перечисленных ниже явлений можно количественно описать с помощью фотонной теории света?

А. Фотоэффект Б. Световое давление

1)Только А 3)ИА, и Б

2) Только Б 4) Ни А, ни Б

6.6 (Б, ВО). На рис. 59 приведены графики зависимости макси­мальной энергии фотоэлектронов от энергии падающих на фотока­тод фотонов. В каком случае материал катода фотоэлемента име­ет меньшую работу выхода?

1) I

2) II

3)Одинаковую

4) Ответ неоднозначен

6.6 (П, К). При освещении ультрафиолетовым светом с частотой 10¹⁵ Гц металлического проводника с работой выхода 3,11 эВ вырываются электроны. Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов? Ответ округлить до одной значащей цифры.

6.6 (Б, К). При освещении ультрафиолетовым светом с частотой 10¹⁵ Гц металлического проводника с работой выхода 3 эВ выбиваются электроны. Какова максимальная кинетическая энергия выбиваемых электронов.

6.6 (В, Р). При каком напряжении на источнике тока (рис. 60) электроны, выбиваемые из одной металлической пластины, не достигнут второй? Длина волны падающего света λ = 663 нм, рабо­та выхода А = 1,5 эВ. Недостаю­щие данные возьмите в справоч­ной таблице.

6.7 (Б, ВО). Де Бройль выдвинул гипотезу, что частицы вещества (например, электрон) обладают волновыми свойствами. Эта гипотеза впоследствии была ...

1)опровергнута путем теоретических рассуждений

2)опровергнута экспериментально

3)подтверждена в экспериментах по дифракции электронов

4) подтверждена в экспериментах по выбиванию электронов из металлов при освещении

6.8 (Б, ВО). До опытов Резерфорда считалось, что атом может быть разделен на легкие

отрицательно заряженные электроны и тяжелые положительно заряженные ионы. При

этом предполага­лось, что в ионе, как и в атоме, масса и положительный заряд рас­пределены

по всему объему иона (шарообразного атома).

Какое из утверждений соответствует представлениям о строении атома, ус­тановившимся

после опытов Резерфорда?

1) Атом не может быть разделен на отрицательный электрон и положительный ион

2) Легкая положительная частица находится в центре атома, но его окружает нейтральное

массивное вещество с вкрапленными электронами

3)В центре атома находится маленькое массивное положитель­ное ядро, а на огромном

расстоянии от него находятся маленькие легкие электроны, определяющие размер атома

4) В атоме электроны погружены в массивный положительный "кисель"

6.9 (Б, ВО). При переходе атома из одного стационарного состо­яния с энергией Еm в другое

стационарное состояние с энергией Еп испускается фотон с частотой ...

1) Е_m/h 2) Е_n/h 3) (E_m+E_n)/h 4) (E_m-E_n)/h

6.10 (Б, ВО). Свет источника попадает на призму и после пре­ломления попадает в щель

приемника, который регистрирует по­ступившую в него энергию, перемещаясь по

линии МN. При этом получается следующее распределение энергии в зависимости

от положения этого устройства на отрезке МN. В зависимости от по­ложения приемника

на отрезке МN получено распределение энер­гии, показанное на рисунке рядом со

схемой установки (рис. 61). Выберите правильное объяснение эксперимента.

Это происходит потому, что ...

1) атомы в источнике света излучают только определенные порции энергии

2) атомы в источнике излучают любые порции энергии,

но призма пропускает лишь некоторые

3) атомы в источнике излучают любые порции энергии, призма их поглощает и испускает лишь некоторые порции энергии

4) это нельзя объяснить свойствами источника и призмы,

по- видимому, нестабильно работает приемник энергии.

6.10(Б, ВО). На рис 62А приведены спектры поглощения атомов натрия, водорода и гелия.

Определите, из каких компонентов состоит газовая смесь, спектр которой показан на рис. 62 Б.

1)Натрий и водород

2) Натрий и гелий

3) Гелий и водород

4) Натрий, водород и гелий

6.11 (П, ВО) В лампах дневного света источником излучения служит электрический разряд в парах ртути, в котором образующиеся возбужденные атомы ртути излучают, в основном, невидимое ультрафиолетовое излучение. Видимый свет этих ламп обусловлен ...

1) прохождением сквозь стеклянные стенки лампы только видимого света

2) поглощением ультрафиолетового света атомами специального люминофора на стенках и пере излучением ими видимого света

3) поглощением ультрафиолетового света атомами специального люминофора на стенках, его разогревом до температуры "белого каления"

4) свечением воздуха вокруг лампы, поглощающего испускаемый ею ультрафиолет

6.12 (Б, ВО). В настоящее время широко распространены лазерные указки, авторучки, брелоки. При неосторожном обращении таким (полупроводниковым) лазером можно:

1. вызвать пожар

2. прожечь костюм и повредить тело

3. получить опасное облучение организма

4. повредить сетчатку глаза при прямом попадании лазерного луча в глаз

6.12 (П, ВО). На рис. 63 изображены три «работающих» энергетических уровня квантового оптического генератора (лазера). При переходе между какими уровнями происходит вынужденное излучение лазера?

1) 1→2 2) 2→3 3) 1→3 4) 3→1

Задачи:

Задача1. Определить минимальную частоту света («красную границу» фотоэффекта) для серебра и оксида бария. (А_{в серебра}= 6,9 ∙10^-19Дж, А_{в бария}=1,6∙10^-19Дж).

Ответ: 1,04∙10¹⁵Гц, 2,42∙10¹⁴Гц)

Задача 2. При каком запирающем напряжении фототок в цепи равен нулю, если цинковый катод освещается ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм? (А_вых=6,7∙10^-19Дж).

Ответ: 8,2 В.

Задача 3.Во сколько раз длина волны излучения атома водорода при переходе с уровня m=3 на n=2 дольше длины волны излучения при переходе с n=2 на k=1?

Ответ: 5,4

Задача 4. Длина волны излучения гелий-неонового лазера 630 нм. Сколько фотонов излучает лазер в 1с при развиваемой в непрерывном режиме мощности 40 мВт?

Ответ: 1,3∙10¹⁷