Заданий в тесте: 28
Кол-во правильно выполненных заданий: 6
Процент правильно выполненных заданий: 21 %



-  ЗАДАНИЕ N 1 сообщить об ошибке
Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Точка М движется по спирали с равномерно убывающей скоростью в направлении, указанном стрелкой. При этом величина полного ускорения точки …


+  уменьшается
   увеличивается
   не изменяется
   равна нулю

Решение:
Величина полного ускорения определяется соотношением , где  и  тангенциальное и нормальное ускорения соответственно, причем , , где R – радиус кривизны траектории. Так как по условию скорость убывает равномерно, величина тангенциального ускорения остается постоянной. В то же время величина нормального ускорения уменьшается, поскольку при этом радиус кривизны траектории увеличивается, что видно из рисунка. Таким образом, полное ускорение точки уменьшается.



-  ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке
Тема: Элементы специальной теории относительности

Скорость релятивистской частицы , где с – скорость света в вакууме. Отношение кинетической энергии частицы к ее полной энергии равно …

+  0,4
   0,6
   0,8
   0,2

Решение:
Кинетическая энергия релятивистской частицы , где  – полная энергия частицы, движущейся со скоростью   – ее энергия покоя. Тогда отношение кинетической энергии частицы к ее полной энергии равно: .



+ ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке
Тема: Динамика вращательного движения

Диск вращается вокруг неподвижной оси с постоянной угловой скоростью. В некоторый момент времени на диск начинает действовать не изменяющийся со временем тормозящий момент. Зависимость момента импульса диска от времени, начиная с этого момента, представлена на рисунке линией …


+  D
   A
   B
   C
   E



-  ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке
Тема: Динамика поступательного движения

Автомобиль поднимается в гору по участку дуги с увеличивающейся по величине скоростью.

Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, ориентирована в направлении …


   4 |    

Решение:
Согласно второму закону Ньютона , где  равнодействующая всех сил, действующих на тело,  его ускорение. Вектор ускорения удобно разложить на две составляющие: . Тангенциальное ускорение  направлено по касательной к траектории в данной точке и характеризует быстроту изменения модуля скорости; нормальное ускорение  направлено по нормали к траектории в данной точке (направление 3) и характеризует быстроту изменения направления скорости. При движении по криволинейной траектории 0, при движении с увеличивающейся по величине скоростью 0 и вектор ориентирован в направлении 5. Следовательно, вектор , а значит, и вектор  ориентирован в направлении 4.



-  ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке
Тема: Работа. Энергия

Частица движется в двумерном поле, причем ее потенциальная энергия задается функцией . Работа сил поля по перемещению частицы (в Дж) из точки С (1, 1, 1) в точку В (2, 2, 2) равна …
(Функция  и координаты точек заданы в единицах СИ.)


   6 |    

Решение:
Работа потенциальной силой совершается за счет убыли потенциальной энергии частицы: . Тогда



-  ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке
Тема: Законы сохранения в механике

График зависимости потенциальной энергии тела, брошенного с поверхности земли под некоторым углом к горизонту, от высоты подъема имеет вид, показанный на рисунке …

+  
   
   
   

Решение:
Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести определяется формулой . Для тела, брошенного под углом к горизонту и в конце концов упавшего на землю, график зависимости потенциальной энергии от высоты подъема имеет вид, представленный на рисунке.



-  ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке
Тема: Явление электромагнитной индукции

По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитном поле, с постоянной скоростью перемещается проводящая перемычка, длиной  (см. рис.). Если сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком …



+  
   
   
   

Решение:
При движении проводящей перемычки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции и индукционный ток. Согласно закону Ома для замкнутой цепи, , а ЭДС индукции определяется из закона Фарадея: , где  – магнитный поток сквозь поверхность, прочерчиваемую перемычкой при ее движении за промежуток времени . Учитывая, что (поскольку индукциямагнитного поля перпендикулярна плоскости, в которой происходит движение проводника), а , где  – длина перемычки, получаем: . Тогда , а величина индукционного тока . Поскольку  то и индукционный ток не изменяется со временем.



+ ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке
Тема: Законы постоянного тока

На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени.



Наименьший заряд протечет через поперечное сечение проводника  в промежутке времени ________ с.

+  15–20
   0–5
   5–10
   10–15



-  ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке
Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

Для ориентационной поляризации диэлектриков характерно …

+  влияние теплового движения молекул на степень поляризации диэлектрика
   расположение дипольных моментов строго по направлению внешнего электрического поля
   отсутствие влияния теплового движения молекул на степень поляризации диэлектрика
   наличие этого вида поляризации у всех видов диэлектриков

Решение:
Ориентационная поляризация наблюдается у полярных диэлектриков. Внешнее электрическое поле стремится ориентировать дипольные моменты полярных молекул по направлению вектора напряженности поля. Этому препятствует хаотическое тепловое движение молекул, вызывающее беспорядочный разброс диполей. В итоге совместного действия поля и теплового движения возникает преимущественная ориентация дипольных электрических моментов вдоль поля, возрастающая с увеличением напряженности электрического поля и с уменьшением температуры.



-  ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме

Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и –16 В. Заряд 100 нКл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу (в мкДж), равную …

   5 |    

Решение:
Работа внешних сил по перемещению заряда в электростатическом поле определяется по формуле , где q – перемещаемый заряд,  и  – потенциалы конечной и начальной точек соответственно. Тогда искомая работа



-  ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла

Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме имеет вид:
,
,
,
 0.
Следующая система уравнений:
,
,
,
 0 –
справедлива для …


+  электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов
   электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости
   электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости
   стационарных электрических и магнитных полей

Решение:
Вторая система уравнений отличается от первой системы своими вторым и третьим уравнениями. Во втором уравнении иначе записано подынтегральное выражение, но . В третьем уравнении отсутствует плотность  свободных зарядов. Следовательно, рассматриваемая система справедлива для электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов.



-  ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке
Тема: Магнитостатика

Небольшой контур с током I помещен в неоднородное магнитное поле с индукцией . Плоскость контура перпендикулярна плоскости чертежа, но не перпендикулярна линиям индукции. Под действием поля контур …


+  повернется по часовой стрелке и сместится вправо
   повернется против часовой стрелки и сместится вправо
   повернется против часовой стрелки и сместится влево
   повернется по часовой стрелке и сместится влево

Решение:
На контур с током в однородном магнитном поле действует вращающий момент , стремящийся расположить контур таким образом, чтобы вектор его магнитного момента  был сонаправлен с вектором магнитной индукции  поля. Если контур с током находится в неоднородном магнитном поле, то на него действует еще и результирующая сила, под действием которой незакрепленный контур втягивается в область более сильного поля, если угол между векторами  и  острый (α < 90°). Если же указанный угол тупой (α > 90°), то контур с током выталкивается в область более слабого поля, поворачивается под действием вращающего момента, так что угол становится острым, и затем втягивается в область более сильного поля. В соответствии с этим контур повернется по часовой стрелке и сместится вправо.



+ ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке
Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия

Если КПД цикла Карно равен 60%, то температура нагревателя больше температуры холодильника в ______ раз(а).

+  2,5
   3
   2
   1,7



-  ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке
Тема: Средняя энергия молекул

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре  зависит от их конфигурации и структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле и самой молекулы. При условии, что имеет место поступательное, вращательное движение молекулы как целого и колебательное движение атомов в молекуле, средняя кинетическая энергия молекулы кислорода () равна …

+  
   
   
   

Решение:
Для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная , а на каждую колебательную степень –  Средняя кинетическая энергия молекулы равна: . Здесь – сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы: , где  – число степеней свободы поступательного движения, равное 3;  – число степеней свободы вращательного движения, которое может быть равно 0, 2, 3;  – число степеней свободы колебательного движения, минимальное количество которых равно 1.
Для молекулярного кислорода (двухатомной молекулы) ,  и . Следовательно, . Тогда средняя энергия молекулы кислорода
() равна: .



-  ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

При изотермическом расширении 1 моля газа его объем увеличился в  раз (), работа газа составила 1662 Дж. Тогда температура равна _____ K.

   200 |    

Решение:
При изотермическом расширении работа газа находится по формуле: ; следовательно, температура газа равна:



+ ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Распределения Максвелла и Больцмана

На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где  – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от  до  в расчете на единицу этого интервала.

Если, не меняя температуры взять другой газ с меньшей молярной массой и таким же числом молекул, то …


+  максимум кривой сместится вправо в сторону больших скоростей
+  площадь под кривой не изменится
   высота максимума увеличится
   площадь под кривой уменьшится



-  ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Сложение гармонических колебаний

Резистор с сопротивлением , катушка с индуктивностью  и конденсатор с емкостью  соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, изменяющегося по закону .
Установите соответствие между элементом цепи и эффективным значением напряжения на нем.
1. Сопротивление
2. Катушка индуктивности
3. Конденсатор


    1      
    2      
    3      
   

Решение:
Индуктивное, емкостное и полное сопротивления цепи равны соответственно: , , . Максимальное значение тока в цепи . Эффективное значение тока . Тогда искомые падения напряжений на элементах цепи равны: , , .



-  ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке
Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной

В физиотерапии используется ультразвук частотой и интенсивностью  При воздействии таким ультразвуком на мягкие ткани человека плотностью амплитуда колебаний молекул будет равна …
(Считать скорость ультразвуковых волн в теле человека равной  Ответ выразите в ангстремах  и округлите до целого числа.)


   2 |    

Решение:
Интенсивностью волны называется скалярная величина, равная модулю среднего значения вектора плотности потока энергии (вектора Умова) , где  – скорость волны,  – объемная плотность ее энергии. Среднее значение объемной плотности энергии упругой волны определяется выражением , где  – плотность среды,  – амплитуда,  – циклическая частота волны. Тогда интенсивность волны равна . Отсюда



-  ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке
Тема: Свободные и вынужденные колебания

В колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивности  конденсатора  и сопротивления  время релаксации в секундах равно …

   4 |    

Решение:
Коэффициент затухания равен . Время релаксации – это время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в  (~ 2,7) раз.



-  ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке
Тема: Волны. Уравнение волны

На рисунке представлена мгновенная фотография электрической составляющей электромагнитной волны, переходящей из среды 1 в среду 2 перпендикулярно границе раздела сред АВ.

Отношение скорости света в среде 2 к его скорости в среде 1 равно …


+  1,5
   0,67
   1,7
   0,59

Решение:
Скорость распространения волны связана с ее длиной и частотой соотношением: , где длина волны, – частота. Частота при переходе через границу двух сред не изменяется, длину волны можно найти из приведенного рисунка: , . Тогда .



-  ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке
Тема: Интерференция и дифракция света

На узкую щель шириной  падает нормально плоская световая волна с длиной волны  На рисунке схематически представлена зависимость интенсивности света от синуса угла дифракции:

Если расстояние от щели до экрана составляет , то ширина центрального максимума (в ) равна …
(Учесть, что .)


   20 |    

Решение:
Ширина центрального максимума равна расстоянию между минимумами первого порядка. Условие минимумов для дифракции на щели имеет вид , где  – ширина щели,  – угол дифракции,  – порядок минимума,  – длина световой волны. Из рисунка для минимума первого порядка . Тогда с учетом того, что , получаем .



+ ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света

На пути естественного света помещены две пластинки турмалина. После прохождения пластинки 1 свет полностью поляризован. Если J1 и J2  – интенсивности света, прошедшего пластинки соответственно 1 и 2, и , тогда угол между направлениями OO и O’O’ равен …


+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

При изучении внешнего фотоэффекта были получены две зависимости задерживающего напряжения U3 от частоты  падающего света (см. рис.).

Верным является  утверждение, что зависимости получены для ...


+  двух различных металлов; при этом работа выхода для второго металла больше
   двух различных металлов; при этом работа выхода для первого металла больше
   одного и того же металла при различных его освещенностях; при этом освещенность первого металла больше
   одного и того же металла при различных его освещенностях; при этом освещенность второго металла больше

Решение:
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, , где  энергия падающего фотона;  работа выхода электрона из металла;  максимальная кинетическая энергия электрона, которая может быть определена по величине задерживающего напряжения: . Тогда уравнение Эйнштейна примет вид . Отсюда . Это уравнение прямой, не проходящей через начало координат. Две показанные на графике зависимости отличаются друг от друга величиной работы выхода, причем работа выхода для второго металла больше. Согласно закону Столетова, максимальная кинетическая энергия электронов, а следовательно, и величина задерживающего напряжения, не зависит от интенсивности света (освещенности металла).



-  ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление

Параллельный пучок света с длиной волны  падает на зачерненную поверхность по нормали к ней. Если концентрация фотонов в пучке составляет  то давление света на поверхность равно _____ . (Ответ выразите в мкПа и округлите до целого числа).

   10 |    

Решение:
Давление света определяется по формуле , где  энергетическая освещенность поверхности;  скорость света;  коэффициент отражения; – объемная плотность энергии. Для зачерненной поверхности  Если – концентрация фотонов в пучке, а – энергия одного фотона, то  Тогда давление света на поверхность



+ ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке
Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Ширина следа электрона на фотографии, полученной с использованием камеры Вильсона, составляет  Учитывая, что постоянная Планка , а масса электрона  неопределенность в определении скорости электрона будет не менее …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства)

Верным для уравнения Шредингера  является утверждение:

+  Уравнение характеризует движение электрона в водородоподобном атоме.
   Уравнение соответствует одномерному случаю.
   Уравнение является нестационарным.
   Уравнение описывает состояние микрочастицы в бесконечно глубоком прямоугольном потенциальном ящике.

Решение:
Уравнение стационарно, так как волновая функция  не зависит от времени (отсутствует производная по времени). Стационарное уравнение Шредингера в общем случае имеет вид: . Здесь  потенциальная энергия микрочастицы. В данном случае . Это выражение представляет собой потенциальную энергию электрона в водородоподобном атоме. Поэтому приведенное уравнение Шредингера характеризует движение электрона в водородоподобном атоме.



-  ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора

Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (см. рис.) запрещенным является переход …


+  
   
   
   

Решение:
Для орбитального квантового числа l существует правило отбора . Это означает, что возможны только такие переходы, в которых l изменяется на единицу. Поэтому запрещенным переходом является переход , так как в этом случае .



-  ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке
Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)

На рисунках схематически представлены графики распределения плотности вероятности обнаружения электрона по ширине одномерного потенциального ящика с бесконечно высокими стенками для состояний с различными значениями главного квантового числа n.

В состоянии с n = 4 вероятность обнаружить электрон в интервале от  до  равна …


+  
   
   
   

Решение:
Вероятность обнаружить микрочастицу в интервале (a, b) для состояния, характеризуемого определенной -функцией,  равна . Из графика зависимости  от х эта вероятность находится как отношение площади под кривой  в интервале (a, b) к площади под кривой во всем интервале существования , то есть в интервале (0, l). При этом состояниям с различными значениями главного квантового числа n соответствуют разные кривые зависимости : n = 1 соответствует график под номером 1, n = 2  – график под номером 2 и т.д. Тогда в состоянии с  n = 4  вероятность обнаружить электрон в интервале от  до  равна .