Преподаватель: Заикин Андрей Дмитриевич
Специальность: 140200.62 - Электроэнергетика
Группа: ЭН2 94
Дисциплина: Физика
Идентификатор студента: Вавилова Маргарита Андреевна
Логин: 01ps399424
Начало тестирования: 2011-05-18 16:17:02
Завершение тестирования: 2011-05-18 17:15:01
Продолжительность тестирования: 57 мин.
Заданий в тесте: 28
Кол-во правильно выполненных заданий: 12
Процент правильно выполненных заданий: 42 %



+ ЗАДАНИЕ N 1 сообщить об ошибке
Тема: Законы сохранения в механике

Шар массы m1, движущийся со скоростью , налетает на покоящийся шар массы m2 (рис. 1).


Могут ли после соударения скорости шаров,  и , иметь направления, показанные на рис. 2 (а и б)?


+  могут в случае б
   могут в случае а
   могут в обоих случаях
   не могут ни в одном из указанных случаев



+ ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке
Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Частица из состояния покоя начала двигаться по дуге окружности радиуса  с угловой скоростью, модуль которой изменяется с течением времени по закону. Отношение нормального ускорения к тангенциальному через 2 секунды равно …

+  8
   4
   1
   2



-  ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке
Тема: Работа. Энергия

На концах невесомого стержня длины l закреплены два маленьких массивных шарика. Стержень может вращаться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей через середину стержня. Стержень раскрутили до угловой скорости . Под действием трения стержень остановился, при этом выделилось 4 Дж теплоты.

Если стержень раскрутить до угловой скорости, то при остановке стержня выделится количество теплоты (в Дж), равное …


   1 |    

Решение:
Согласно закону сохранения энергии количество выделившейся теплоты равно убыли полной механической энергии, в данном случае – убыли кинетической энергии вращения: . Отсюда следует, что при уменьшении угловой скорости в 2 раза количество выделившейся теплоты уменьшится в 4 раза, то есть



-  ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке
Тема: Элементы специальной теории относительности

Ускоритель сообщил радиоактивному ядру скорость  (c – скорость света в вакууме). В момент вылета из ускорителя ядро выбросило в направлении своего движения β-частицу, скорость которой  относительно ускорителя. Скорость β-частицы относительно ядра равна …

+  
   
   
   

Решение:
Согласно релятивистскому закону сложения скоростей , где  – скорость тела относительно неподвижной системы отсчета ,  – скорость тела относительно движущейся системы отсчета , V – скорость системы  относительно К. Отсюда скорость β-частицы относительно ядра .



-  ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке
Тема: Динамика вращательного движения

Однородный диск массы m и радиуса R вращается под действием постоянного момента сил вокруг оси, проходящей через его центр масс и перпендикулярной плоскости диска. Если ось вращения перенести параллельно на край диска, то (при неизменном моменте сил) для момента инерции J и углового ускорения  диска справедливы соотношения …

+  ,
   ,
   ,
   ,

Решение:
Момент инерции при неизменных материале, форме и размерах тела зависит от расположения тела относительно оси. При переносе оси момент инерции тела изменится, в данном случае в соответствии с теоремой Штейнера увеличится. Согласно основному уравнению динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси угловое ускорение равно: . Отсюда при неизменном моменте  сил, действующих на тело, угловое ускорение  тела обратно пропорционально его моменту инерции J относительно оси вращения. Поэтому при параллельном переносе оси на край диска его момент инерции увеличится, а угловое ускорение уменьшится.



-  ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке
Тема: Динамика поступательного движения

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

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


   3 |    

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 постоянной по величине скоростью  0. Следовательно, вектор ориентирован в направлении 3. В этом же направлении ориентирован и вектор .



+ ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке
Тема: Сложение гармонических колебаний

Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами . Установите соответствие между амплитудой результирующего колебания и разностью фаз складываемых колебаний.
1.
2.
3.


    1      0
    2      
    3      
   



+ ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке
Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной

В упругой среде плотностью распространяется плоская синусоидальная волна. Если амплитуда волны увеличится в 4 раза, а частота в 2 раза, то плотность потока энергии (вектор Умова) увеличится в ______ раз(-а).

   64   



-  ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке
Тема: Волны. Уравнение волны

Уравнение бегущей волны имеет вид: , где  выражено в миллиметрах,  – в секундах,  – в метрах. Отношение амплитудного значения скорости частиц среды к скорости распространения волны равно …

+  0,028
   28
   0,036
   36

Решение:
Уравнение плоской гармонической волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, имеет вид: . Здесь  – амплитуда волны, () – ее фаза, начальная фаза,  – циклическая частота, – волновое число. Из сопоставления с уравнением, приведенным в условии, следует: , , , . Для волнового числа справедливо соотношение , где  – длина волны, – скорость ее распространения. Отсюда скорость распространения волны равна . Скорость колебаний частиц среды , откуда амплитуда скорости равна . Тогда искомое отношение равно .



+ ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Свободные и вынужденные колебания

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

   4   



+ ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства)

Нестационарным уравнением Шредингера является уравнение …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке
Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора

На рисунке схематически изображены стационарные орбиты электрона в атоме водорода согласно модели Бора, а также показаны переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.

Наибольшей длине волны кванта в серии Лаймана (для переходов, представленных на рисунке) соответствует переход …


+  
   
   
   

Решение:
Серию Лаймана дают переходы на первый энергетический уровень; при этом энергия испускаемого кванта, а, следовательно, и его частота зависят от разности энергий электрона в начальном и конечном состояниях. Длина волны излучения связана с его частотой соотношением . Поэтому наибольшей длине волны (а следовательно, наименьшей частоте) кванта в серии Лаймана соответствует переход .



-  ЗАДАНИЕ N 13 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 …

+  
   
   
   

Решение:
Из соотношения неопределенностей Гейзенберга для координаты и соответствующей компоненты импульса следует, что , где  – неопределенность координаты,  – неопределенность x-компоненты импульса,  – неопределенность x-компоненты скорости,  – масса частицы;  – постоянная Планка, деленная на . Неопределенность x-компоненты скорости электрона можно найти из соотношения



-  ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке
Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)

Момент импульса электрона в атоме и его пространственные ориентации могут быть условно изображены векторной схемой, на которой длина вектора пропорциональна модулю орбитального момента импульса  электрона. На рисунке приведены возможные ориентации вектора .

Величина орбитального момента импульса (в единицах ) для указанного состояния равна …


+  
   
   2
   3

Решение:
Магнитное квантовое число m определяет проекцию вектора  орбитального момента импульса на направление внешнего магнитного поля , где (всего 2l + 1 значений). Поэтому для указанного состояния . Величина момента импульса электрона определяется по формуле . Тогда  (в единицах ).



-  ЗАДАНИЕ N 15 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:


Для этой функции верными являются утверждения …


+  положение максимума кривой зависит не только от температуры, но и от природы газа (его молярной массы)
+  при увеличении числа молекул площадь под кривой не изменяется
   с ростом температуры газа значение максимума функции увеличивается
   для газа с бόльшей молярной массой (при той же температуре) максимум функции расположен в области бόльших скоростей

Решение:
Из определения функции распределения Максвелла следует, что выражение  определяет долю молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от  до  (на графике это – площадь заштрихованной полоски). Тогда площадь под кривой равна  и не изменяется при изменении температуры и числа молекул газа. Из формулы наиболее вероятной скорости  (при которой функция  максимальна) следует, что  прямо пропорциональна  и обратно пропорциональна , где  и  – температура и молярная масса газа соответственно.



-  ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

Один моль идеального одноатомного газа в ходе некоторого процесса получил  теплоты. При этом его температура понизилась на . Работа (), совершенная газом, равна …

   5000 |    

Решение:
Согласно первому началу термодинамики, , где  – количество теплоты, полученное газом,  – приращение его внутренней энергии,  – работа, совершенная газом. Отсюда . Приращение внутренней энергии в данном случае , так как температура газа в ходе процесса понизилась. . Тогда работа, совершенная газом, равна



+ ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия

В ходе необратимого процесса при поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла для приращения энтропии верным будет соотношение …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке
Тема: Средняя энергия молекул

При комнатной температуре коэффициент Пуассона , где  и  – молярные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно, равен  для …

+  водяного пара
   водорода
   азота
   гелия

Решение:
Из отношения . При комнатной температуре , где  и  – число поступательных и вращательных степеней свободы. По условию . Отсюда . Так как для молекул газа , то для рассматриваемого газа , а три вращательные степени свободы имеют трехатомные и многоатомные газы с нелинейными молекулами. Следовательно, речь идет о водяном паре.



+ ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла

Утверждение «В любой точке пространства изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле» раскрывает физический смысл уравнения …

+  
   
   
    0



-  ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме

Электростатическое поле создано системой точечных зарядов.

Вектор напряженности  поля в точке А ориентирован в направлении …


   6 |    

Решение:
Согласно принципу суперпозиции полей напряженность в точке А равна: , где  – векторы напряженности полей, создаваемых точечными зарядами , , ,  в рассматриваемой точке соответственно. На рисунке показаны направления этих векторов.


Величина напряженности поля точечного заряда определяется по формуле , где  электрическая постоянная, а r – расстояние от заряда до точки.  Учитывая величины зарядов и то, что точка А одинаково удалена от каждого заряда, можно сделать вывод, что  образует диагональ квадрата со стороной 1. Таким образом, вектор напряженности  поля в точке А ориентирован в направлении 6.



-  ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке
Тема: Явление электромагнитной индукции

По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитном поле, с постоянным ускорением 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 , где а – ускорение перемычки, то индукционный ток возрастает со временем по линейному закону.



+ ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке
Тема: Законы постоянного тока

Вольтамперные характеристики активных элементов 1 и 2 цепи представлены на рисунке:

При напряжении 20 В отношение мощностей Р12 равно …


+  2
   
   1
   4



+ ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке
Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

На рисунке показана зависимость поляризованности  Р в сегнетоэлектрике от напряженности Е внешнего электрического поля:

Участок  соответствует …


+  остаточной поляризации сегнетоэлектрика
   спонтанной поляризации сегнетоэлектрика
   коэрцитивной силе сегнетоэлектрика
   поляризации насыщения сегнетоэлектрика



+ ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке
Тема: Магнитостатика

На рисунке изображены сечения двух параллельных прямолинейных длинных проводников с одинаково направленными токами, причем :

Индукция  результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала …

+  b
   a
   c
   d



-  ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке
Тема: Интерференция и дифракция света

На диафрагму с круглым отверстием радиусом 1 мм падает нормально параллельный пучок света с длиной волны 500 нм. На пути лучей, прошедших через отверстие, помещают экран.

Центр дифракционных колец на экране будет наиболее темным (когда в отверстии укладываются 2 зоны Френеля), если расстояние  между диафрагмой и экраном (в м) равно …


   1 |    

Решение:
В случае дифракции Фраунгофера на круглом отверстии в центре дифракционной картины темное пятно наблюдается при четном числе зон Френеля, укладывающихся в отверстии. Наиболее темное пятно будет в том случае, когда в отверстии укладываются 2 зоны Френеля, поскольку при увеличении числа зон Френеля, укладывающихся в отверстии, контрастность дифракционной картины уменьшается.

Следовательно, расстояние от точки М до крайней точки отверстия будет равно , где  – расстояние от диафрагмы до экрана;  – число зон Френеля, укладывающихся в отверстии;  – длина волны света. Воспользуемся теоремой Пифагора: . Учтем, что  – величина второго порядка малости по сравнению с и при небольших  слагаемым  можно пренебречь. Тогда  Отсюда



-  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

На рисунке приведены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Если – освещенность фотоэлемента,  частота падающего на него света, то …


+  ;
   ;
   ;
   ;

Решение:
Приведенные на рисунке вольтамперные характеристики отличаются друг от друга величиной тока насыщения. Величина тока насыщения определяется числом выбитых за 1 секунду электронов, которое пропорционально числу падающих на металл фотонов, то есть освещенности фотоэлемента. Следовательно, . Задерживающее напряжение одинаково для обеих кривых. Величина задерживающего напряжения определяется  максимальной скоростью фотоэлектронов: . Тогда уравнение Эйнштейна можно представить в виде . Отсюда поскольку , следовательно, одинакова кинетическая энергия электронов, а значит, и частота падающего на фотокатод света, то есть .



-  ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление

Монохроматическое рентгеновское излучение с длиной волны , где  комптоновская длина волны для электрона, падает на рассеивающее вещество. При этом отношение длин волн  излучения, рассеянного под углами  и  соответственно, равно …

   2 |    

Решение:
Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии определяется по формуле , где  – комптоновская длина волны, – угол рассеяния. Тогда   
  
Следовательно, искомое отношение



+ ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света

Кривая дисперсии в области одной из полос поглощения имеет вид, показанный на рисунке. Соотношение между фазовой  и групповой  скоростями для участка bc имеет вид …


+