Тест по физике, 12 класс: Элементы частной теории относительности

Задания

1. 15 б.
   Согласно первому постулату специальной теории относительности (принципу относительности), законы физики имеют одинаковый вид во всех системах отсчёта:
   • A)ускоренных
   • B)инерциальных
   • C)неинерциальных
   • D)движущихся по окружности
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: B) инерциальных

2. 25 б.
   Тело движется со скоростью $v = 0{,}6c$, где $c$ — скорость света в вакууме. Чему равно значение релятивистского множителя сокращения $\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}$?
   • A)$0{,}8$
   • B)$0{,}6$
   • C)$1{,}25$
   • D)$0{,}5$
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: A) $0{,}8$

3. 35 б.
   Работа выхода электронов из металла равна $L_{e}$. Если энергия падающего фотона равна $h\nu$, то каково выражение для максимальной кинетической энергии $E_{c,\max}$ испускаемых фотоэлектронов?
   • A)$E_{c,\max} = h\nu + L_{e}$
   • B)$E_{c,\max} = h\nu - L_{e}$
   • C)$E_{c,\max} = \frac{h\nu}{L_{e}}$
   • D)$E_{c,\max} = L_{e} - h\nu$
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: B) $E_{c,\max} = h\nu - L_{e}$

4. 45 б.
   Длина волны де Бройля $\lambda$, связанная с частицей, имеющей импульс $p$, выражается соотношением:
   • A)$\lambda = \frac{h}{p}$
   • B)$\lambda = h \cdot p$
   • C)$\lambda = \frac{p}{h}$
   • D)$\lambda = \frac{h}{p^{2}}$
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: A) $\lambda = \frac{h}{p}$

5. 55 б.
   Согласно второму постулату Бора, при переходе атома с более высокого энергетического уровня $E_{n}$ на более низкий уровень $E_{k}$ излучается фотон с энергией $h\nu$, определяемой соотношением:
   • A)$h\nu = E_{n} + E_{k}$
   • B)$h\nu = E_{n} - E_{k}$
   • C)$h\nu = \frac{E_{n}}{E_{k}}$
   • D)$h\nu = E_{k} - E_{n}$
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: B) $h\nu = E_{n} - E_{k}$

6. 65 б.
   Энергия основного состояния атома водорода равна $E_{1} = -13{,}6 eV$. Чему равна энергия состояния, соответствующего уровню с главным квантовым числом $n = 2$, вычисленная по формуле $E_{n} = \frac{E_{1}}{n^{2}}$?
   • A)$-6{,}8 eV$
   • B)$-3{,}4 eV$
   • C)$-27{,}2 eV$
   • D)$-1{,}51 eV$
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: B) $-3{,}4 eV$

7. 75 б.
   Согласно специальной теории относительности, скорость света в вакууме зависит от скорости движения источника света относительно наблюдателя.
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: Неверно

8. 85 б.
   Внешний фотоэлектрический эффект происходит только тогда, когда частота падающего излучения больше или равна пороговой частоте, характерной для данного металла.
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: Верно

9. 95 б.
   Продолжительность процесса, измеренная в собственной системе отсчёта, равна $t_{0} = 10 s$. Вычислите продолжительность $t$ того же процесса в системе отсчёта, относительно которой процесс движется со скоростью, при которой релятивистский множитель сокращения равен $\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}} = 0{,}5$. Используйте формулу замедления времени $t = \frac{t_{0}}{\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}}$.
   Ответ и критерии оценивания

   Ответ: 20

10. 105 б.
    Энергия фотона, излучённого при атомном переходе, равна $E = 3{,}2 \cdot 10^{-19} J$. Зная, что элементарный заряд равен $e = 1{,}6 \cdot 10^{-19} C$, выразите значение этой энергии в электрон-вольтах ($eV$).
    Ответ и критерии оценивания

    Ответ: 2