Контрольная работа № 4. Магнитное поле.

1. На рисунке изображены сечения трех прямолинейных бесконечно длинных проводников с токами. Расстояния АВ=ВС=6 см, токи I₁= I₂= I и I₃= 2I. Найти напряженность магнитного поля, вызванного токами, на расстоянии 3 см слева и справа от точки А.

2. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В=10 мТл по винтовой линии, радиус которой R=1,5 см и шаг h=10 см. Определить период обращения электрона и его скорость.

3. По трем прямым параллельным проводам, находящимся на расстоянии 10 см друг от друга, текут одинаковые токи по 100 А. В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить силу, действующую на отрезок длиной 1 м каждого провода.

4. Проволочный виток диаметром 5 см и сопротивлением 0,02 Ом находится в однородном магнитном поле (B=0,3 Тл). Плоскость витка составляет угол 30⁰ с линиями индукции. Какой заряд потечет по витку при выключении магнитного поля?

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 5. Геометрическая и волновая оптика.

1. На мачте высотой 8 м висит лампа силой света 1 ккд. Принимая лампу за точечный источник света, определить, на каком расстоянии от основания мачты освещенность поверхности земли равна 1 лк.

2. Стержень длиной 6 см лежит на главной оптической оси собирающей линзы, причем один край его расположен в двойном фокусе линзы. Фокусное расстояние 12 см. Построить изображение и определить длину изображения стержня.

3. На мыльную пленку падает белый свет под углом 45⁰ к поверхности пленки. При какой наименьшей толщине h пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет (l=600 нм)? Показатель преломления мыльной воды n=1,33.

4. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет (l=0,6 мкм). Максимум, какого наибольшего порядка дает эта решетка?

5. Анализатор в 2 раза уменьшает интенсивность света, проходящего к нему от поляризатора. Определить угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора, если потери интенсивности света в анализаторе составляют 10%.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 6. Квантовая оптика.

Атомная и ядерная физика.

1. При нагревании абсолютно черного тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась от 690 до 500 нм. Во сколько раз увеличилась при этом энергетическая светимость тела.

2. На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны l=0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта l_о=0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?

3. Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол p/2? Энергия фотона до рассеяния e₁=0,51 МэВ.

4. Вычислить по теории Бора радиус второй стационарной орбиты и скорость электрона на этой орбите для атома водорода.

5. Найти энергию, освобождающуюся при ядерной реакции:

Примеры тестов контроля итоговых (остаточных) знаний по дисциплине «Физика»

ЧАСТЬ I. Механика. Молекулярная физика и термодинамика.

Тест № 1

1. Модели в механике, система отсчета, траектория длина пути, перемещение, кинематическое уравнение движения материальной точки, скорость, ускорение.

2. Фазовые переходы I и II рода. Диаграмма состояний. Тройная точка.

3. В баллоне вместимостью 15 литров находится смесь, содержащая 10 г водорода, 54 г водяного пара и 60 г оксида углерода. Температура смеси 27°С. Определить давление.

 

Тест № 2

1. Прямолинейное движение. Скорость, ускорение.

2. Теплоемкость твердых тел. Фазовые переходы между агрегатными состояниями вещества.

3. В баллоне объемом 15 литров находится аргон под давлением 600 кПа и температуре 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до 400 кПа, а температура установилась 260 К. Определить массу аргона, взятого из баллона. µ=40 г/моль.

Тест № 3

1. Криволинейное движение. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение.

2. Твердые тела. Типы кристаллических твердых тел. Дефекты твердых тел.

3. Определить плотность смеси 4 г водорода µ₁=2 г/моль и 32 г кислорода µ₂=32 г/моль при температуре 280К и давлении 89кПа.

 

Тест № 4

1. Вращательное движение. Угловые перемещение, скорость и ускорение. Связь линейных величин с угловыми.

2. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Капиллярные явления.

3. Определить удельную теплоемкость c_v смеси газов, содержащей V₁= 5 л водорода (µ₁=2 г/моль) и V₂ = 3 л гелия (µ₂=4 г/моль). Газы находятся при одинаковых условиях.

Тест № 5

1. I закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета.

2. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание.

3. На нагревание кислорода массой m=160 г на DT=12К было затрачено количество теплоты Q =1,76 кДж. Как протекал процесс: при постоянном объеме или постоянном давлении?

Тест № 6

1. Масса тела. Сила. II закон Ньютона.

2. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов.

3. В закрытом сосуде находится смесь азота (µ₁=28 г/моль) массой m₁=56 г и кислорода (µ₂=32 г/моль) массой m₂=64 г. Определить изменение внутренней энергии смеси, если ее охладили на 20°.

Тест № 7

1. Виды сил в природе. III закон Ньютона.

2. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия реального газа.

3. Платформа с песком общей массой M=2 т стоит на рельсах на горизонтальном участке пути. В песок попадает снаряд массой m=8 кг и застревает в нем. Пренебрегая трением, определить, с какой скоростью будет двигаться платформа, если в момент попадания скорость снаряда v=450 м/с, а ее направление - сверху вниз под углом a=30^о к горизонту

Тест № 8

1. Механические системы. Центр масс мех. системы. Импульс тела. Закон сохранения и изменения импульса.

2. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

3. Баллон вместимостью 20 л содержит смесь водорода µ₁=2 г/моль и азота µ₂=28 г/моль при температуре 290 К и давлении 1 МПа. Определить массу водорода, если масса смеси равна 150 г.

Тест № 9

1. Движение тел переменной массы. Уравнение Мещерского.

2. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно.

3. Определить среднюю длину свободного пробега молекул углекислого газа при температуре 100 °С и давлении 100 мм рт. ст. Диаметр молекулы углекислого газа равен 3,2×10^{-8 см.}

Тест № 10

1. Энергия, работа силы, мощность. Консервативные и неконсервативные силы.

2. Неравенства Клаузиуса. Энтропия системы, ее свойства и физический смысл.

3. На краю горизонтальной платформы, имеющей форму диска радиусом R=2 м стоит человек массой m₁=80 кг. Масса m₂ платформы равна 240 кг. Платформа может вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр. Пренебрегая трением, найти, с какой угловой скоростью будет вращаться платформа, если человек будет идти вдоль ее края со скоростью 2 м/с относительно платформы.

Тест № 11

1. Потенциальная и кинетическая энергии. Закон сохранения и изменения энергии.

2. II и III начало термодинамики.

3. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества n=1 моль, совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объем V_min=10 л, наибольший V_max= 20 л, наименьшее давление p_min= 200 кПа, наибольшее p_max=400 кПа. Построить график цикла. Определить термический КПД.

Тест № 12

1. Момент инерции. Теорема Штейнера. Главные оси инерции. Тензор инерции.

2. Круговой процесс. Обратимые и необратимые процессы.

3. Некоторая масса азота (µ=28 г/моль) при давлении 100 кПа имела объем 5 л, а при давлении 300 кПа - объем 10 л. Переход от первого состояния ко второму был сделан в два этапа: сначала по изохоре, а затем по изобаре. Определить изменение внутренней энергии, количество теплоты и произведенную работу при переходе из начального состояния в конечное.

Тест № 13

1. Момент силы. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела.

2. Применение I начала термодинамики к изопроцессам.

3. Барометр в кабине летящего вертолета показывает давление p=90 кПа. На какой высоте h летит вертолет, если на взлетной площадке барометр показывал давление p₀=100 кПа? Считать, что температура T воздуха равна 290 K и не изменяется с высотой.

Тест № 14

1. Момент импульса. Закон сохранения и изменения момента импульса.

2. Теплоемкость. Уравнение Майера.

3. Вал массой m=100 кг и радиусом R=5 см вращался с частотой n=8 с^-1. К цилиндрической поверхности вала прижали тормозную колодку с силой F=40 Н, под действием которой вал остановился через t=10 с. Определить коэффициент трения вала.

Тест № 15

1. Работа, мощность, энергия при вращательном движении.

2. Число степеней свободы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.

3. Тело брошено горизонтально со скоростью v₀ = 15 м/с. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить радиус кривизны траектории тела через t=2 с после начала движения.

Тест № 16

1. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

2. Теплота, внутренняя энергия, работа газа. I начало термодинамики.

3. Два груза массами 5 кг и 10 кг висят на концах малорастяжимой нити, которая перекинута через блок. Определить ускорение грузов и силу натяжения нити. Массой блока, нити, сопротивлением движению пренебречь.

Тест № 17

1. Давление в жидкости и газе. Закон Архимеда. Уравнение непрерывности. Уравнение Бернулли.

2. Явления переноса.

3. Колесо радиусом 1 м вращается так, что зависимость угла поворота радиуса колеса от времени дается выражением j=А+Bt+Ct³, где А=3 рад, В=2 рад/с, С=1 рад/с³. Для точек, лежащих на ободе колеса, найти через время 2 с. после начала движения: тангенциальное и нормальное ускорения.

 

Тест № 18

1. Преобразования Галилея. Постулаты теории относительности.

2. Среднее число столкновений, эффективный диаметр и длина свободного пробега молекул.

3. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 500 К, холодильника 300 К. Работа изотермического расширения газа составляет 2 кДж. Определить: 1) термический КПД цикла; 2) количество теплоты, отданное газом при изотермическом сжатии холодильнику.

Тест № 19

1. Преобразования Лоренца, следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал между событиями.

2. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

3. На барабан массой 9 кг намотан шнур, к концу которого привязан груз массой 2 кг. Найти ускорение груза. Барабан считать однородным цилиндром. Трением пренебречь.

Тест № 20

1. Основной закон релятивистской динамики. Закон взаимосвязи массы и энергии.

2. Закон распределения молекул по скоростям. Скорости газовых молекул.

3. Камешек скользит с наивысшей точки купола, имеющего форму полусферы. Радиус полусферы 0,6м. Определить высоту, на которой камень оторвется от полусферы.

Тест № 21

1. Механические колебания. Уравнение колебаний. График гармонических колебаний. Мгновенная скорость и ускорение.

2. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Адиабатический процесс.

3. Пуля массой m попадает в деревянный брусок массой М, подвешенный на нити длиной l, и застревает в нем. Определить, на какой угол отклонится маятник, если скорость пули равна v.

Тест № 22

1. Сложение гармонических колебаний.

2. Основные газовые законы.

3. Ось с двумя дисками, расположенными на расстоянии 0,5 м друг от друга, вращается с частотой n=1600 об/мин. Пуля, летящая вдоль оси, пробивает оба диска, при этом отверстие от пули во втором диске смещено относительно отверстия в первом диске на угол 12°. Найти скорость v пули.

Тест № 23

1. Квазиупругие силы. Энергия колеблющейся точки.

2. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа.

3. Маховик вращается с частотой 300 об/мин. Будучи предоставлен самому себе, он остановился через 30 сек. Определить угловое ускорение при замедлении и сколько оборотов он сделает до момента остановки.

Тест № 24

1. Маятники.

2. Основные положения МКТ и их опытное обоснование.

3. Свободно падающее тело за последнюю секунду падения прошло 1/3 своего пути. Найти время падения и высоту, с которой упало тело.

Тест № 25

1. Волна. Уравнение монохроматической бегущей волны, основные характеристики волн. Продольные и поперечные волны. Стоячие волны.

2. Термодинамическая система. Основные термодинамические параметры.

3. Две материальные точки движутся согласно уравнениям: x₁=A₁t+B₁t²+C₁t³, x₂=A₂t+B₂t²+C₂t³, где A₁=4м/с, B₁=8 м/с², C₁=-16 м/с³, A₂=2 м/с, B₂=-4 м/с², C₂=1 м/с³. В какой момент времени t ускорения этих точек будут одинаковы? Найти скорости v₁ и v₂ точек в этот момент.