Преподаватель: Заикин Андрей Дмитриевич
Специальность: 140200.62 - Электроэнергетика
Группа: ЭН2 94
Дисциплина: Физика
Идентификатор студента: Грибов Михаил Андреевич
Логин: 01ps399427
Начало тестирования: 2011-05-18 20:01:10
Завершение тестирования: 2011-05-18 20:56:42
Продолжительность тестирования: 55 мин.
Заданий в тесте: 28
Кол-во правильно выполненных заданий: 9
Процент правильно выполненных заданий: 32 %



-  ЗАДАНИЕ N 1 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 2 сообщить об ошибке
Тема: Законы постоянного тока

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



Наибольший заряд протечет через поперечное сечение проводника  в промежутке времени _______ с.

+  5–10
   0–5
   10–15
   15–20

Решение:
По определению сила тока в цепи . Отсюда , где – заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за бесконечно малый промежуток времени . Заряд, прошедший за определенный промежуток времени, можно определить по формуле  . Используя геометрический смысл определенного интеграла, приходим к выводу, что наибольший заряд протечет через поперечное сечение проводника  в промежутке времени 5–10 с.



+ ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла

Утверждение «Переменное электрическое поле, наряду с электрическим током, является источником магнитного поля» раскрывает физический смысл уравнения …

+  
   
   
    0.



+ ЗАДАНИЕ N 4 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 …



+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме

Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами:  и .

Отношение потенциала поля, созданного первым зарядом в точке А, к потенциалу результирующего поля в этой точке равно …


   3 |    

Решение:
Согласно принципу суперпозиции полей , где  и  потенциалы полей, создаваемых в точке А каждым зарядом в отдельности. Потенциал поля точечного заряда . Тогда потенциал результирующего поля в точке А . Следовательно, искомое отношение .



+ ЗАДАНИЕ N 6 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 7 сообщить об ошибке
Тема: Динамика вращательного движения

Величина момента импульса тела изменяется с течением времени по закону (в единицах СИ). Если в момент времени  угловое ускорение составляет , то момент инерции тела (в ) равен …

+  5
   6
   0,2
   0,5

Решение:
Cкорость изменения величины момента импульса относительно неподвижной оси равна величине суммарного момента внешних сил относительно этой оси, то есть   где  – величина момента импульса,  – величина момента силы. Вычислив производную от функции, характеризующей зависимость величины момента импульса от времени, получим величину момента силы  . Используя основной закон динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси, можем определить его момент инерции:  .



-  ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке
Тема: Работа. Энергия

Потенциальная энергия частицы задается функцией  -компонента (в Н) вектора силы, действующей на частицу в точке А (1, 2, 3), равна …
(Функция  и координаты точки А и заданы в единицах СИ.)


   6 |    

Решение:
Связь между потенциальной энергией частицы и соответствующей ей потенциальной силой имеет вид: , или , , . Таким образом,



+ ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке
Тема: Динамика поступательного движения

Материальная точка движется под действием силы, изменяющейся по закону . В момент времени  проекция импульса (в ) на ось ОХ равна …

   20   



-  ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Законы сохранения в механике

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

+  
   
   
   

Решение:
Из закона сохранения механической энергии  . Отсюда , то есть зависимость  – линейная, причем, если h =0, ; если же , . Поэтому график зависимости кинетической энергии от высоты подъема тела, брошенного с поверхности земли под некоторым углом  к горизонту, имеет вид:



-  ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке
Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Диск катится равномерно по горизонтальной поверхности со скоростью  без проскальзывания. Вектор скорости точки А, лежащей на ободе диска, ориентирован в направлении …


+  2
   1
   3
   4

Решение:
Качение однородного кругового цилиндра (диска) по плоскости является плоским движением. Плоское движение можно представить как совокупность двух движений: поступательного, происходящего со скоростью  центра масс, и вращательного вокруг оси, проходящей через этот центр. Тогда . Поскольку диск катится без проскальзывания, скорость точки диска, соприкасающейся с поверхностью, равна нулю. Отсюда следует, что . Вектор направлен по касательной к окружности в рассматриваемой точке (для точки А – в направлении 3). Тогда вектор скорости  точки А ориентирован в направлении 2.



-  ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке
Тема: Элементы специальной теории относительности

Нестабильная частица движется со скоростью 0,6 с (с – скорость света в вакууме). Тогда время ее жизни в системе отсчета, относительно которой частица движется ______%.

+  увеличится на 20
   уменьшится на 20
   уменьшится на 40
   увеличится на 40

Решение:
Из преобразований Лоренца следует, что в движущейся инерциальной системе отсчета со скоростью, сравнимой со скоростью света, наблюдается эффект замедления хода времени. Относительное изменение времени жизни частицы составит:

где – скорость частицы, – скорость света,  время жизни частицы в системе отсчета, относительно которой частица неподвижна,  время жизни частицы в системе отсчета, относительно которой частица движется. Следовательно, время жизни частицы увеличится на 20%.



-  ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке
Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Отношение скоростей протона и α-частицы, длины волн де Бройля которых одинаковы, равно …

+  4
   2
   
   

Решение:
Длина волны  де Бройля определяется формулой, где  – постоянная Планка,  и  – масса и скорость частицы соответственно. Отсюда скорость частицы . По условию задания ; тогда с учетом того, что , искомое отношение .



-  ЗАДАНИЕ N 14 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 = 3 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  вероятность обнаружить электрон в интервале от  до  равна .



+ ЗАДАНИЕ N 15 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 …


+  
   
   
   



+ ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства)

Стационарное уравнение Шредингера в общем случае имеет вид . Здесь  потенциальная энергия микрочастицы. Электрону в одномерном потенциальном ящике с бесконечно высокими стенками соответствует уравнение …

+  
   
   
   



+ ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Средняя энергия молекул

При комнатной температуре отношение  молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно  для …

+  кислорода
   водяного пара
   углекислого газа
   гелия



+ ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке
Тема: Распределения Максвелла и Больцмана

На рисунке представлены графики функций распределения молекул идеального газа  во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты  для двух разных газов, где  массы молекул газа (распределение Больцмана).


Для этих функций верными являются утверждения, что …


+  масса  больше массы  
+  концентрация молекул газа с меньшей массой на «нулевом уровне»  меньше
   масса  меньше массы  
   концентрация молекул газа с меньшей массой на «нулевом уровне»  больше



-  ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании к работе газа за весь цикл по модулю равно …




   2 |    

Решение:
Работа газа за цикл в координатных осях  численно равна площади фигуры, ограниченной диаграммой кругового процесса.  Работа при нагревании газа численно равна площади под графиком процесса 1 – 2:  Отношение работ, совершенных в этих процессах, равно:  Модуль отношения:



-  ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке
Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия

На рисунке изображен цикл Карно в координатах , где S – энтропия. Адиабатное расширение происходит на этапе …


+  2–3
   4–1
   1–2
   3–4

Решение:
Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Следовательно, для такого процесса  Изменение энтропии определяется как , следовательно, в адиабатном процессе энтропия остается постоянной. Согласно первому началу термодинамики, для адиабатного процесса . При адиабатном расширении газ совершает работу над внешними телами (), следовательно, внутренняя энергия уменьшается (). Это означает, что температура газа понижается.
Таким образом, адиабатное расширение происходит на этапе 2–3.



-  ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке
Тема: Сложение гармонических колебаний

Сопротивление, катушка индуктивности и конденсатор соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, изменяющегося по закону (В). На рисунке представлена фазовая диаграмма падений напряжений на указанных элементах. Установите соответствие между амплитудными значениями напряжений на этих элементах и амплитудным значением напряжения источника.


1.
2.


    1      
    2      
   

Решение:

Используем метод векторных диаграмм. Длина вектора равна амплитудному значению напряжения, а угол, который вектор составляет с осью ОХ, − разности фаз колебаний напряжения на соответствующем элементе и колебаний силы тока в цепи. Сложив три вектора, найдем амплитудное значение результирующего напряжения, равного напряжению источника: . Амплитудное значение напряжения источника  Следовательно, в первом случае , а во втором



-  ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке
Тема: Свободные и вынужденные колебания

На рисунках изображены зависимости от времени координаты и скорости материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону:

Циклическая частота колебаний точки (в ) равна …


   2 |    

Решение:
При гармонических колебаниях смещение точки от положения равновесия изменяется со временем по закону синуса или косинуса. Пусть . Скорость есть первая производная по времени от смещения точки: . Отсюда амплитудное значение скорости . Отсюда . Приведенные графики позволяют найти  и . Тогда циклическая частота колебаний точки .



-  ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке
Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной

Показатель преломления среды, в которой распространяется электромагнитная волна с напряженностями электрического и магнитного полей соответственно  и объемной плотностью энергии , равен …

   2 |    

Решение:
Плотность потока энергии электромагнитной волны (вектор Умова – Пойнтинга) равна: . Также  где  объемная плотность энергии, скорость электромагнитной волны в среде, скорость электромагнитной волны в вакууме, показатель преломления. Следовательно,  и



-  ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке
Тема: Волны. Уравнение волны

Уравнение плоской волны, распространяющейся вдоль оси OХ, имеет вид . Длина волны (в м) равна …

+  3,14
   3140
   1
   0,5

Решение:
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, можно представить в виде . Здесь  – амплитуда волны, () – ее фаза, начальная фаза,  – циклическая частота, – волновое число. Для волнового числа справедливо соотношение , где  – длина волны, – скорость ее распространения. Из сопоставления с уравнением, приведенным в условии, следует: . Тогда .



+ ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света

В стеклянной призме происходит разложение белого света в спектр, обусловленное дисперсией света. На рисунках представлен ход лучей в призме. Правильно отражает ход лучей рисунок …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление

Давление  света на поверхность, имеющую коэффициент отражения , при энергетической освещенности  составляет ______ мкПа.

   1 |    

Решение:
Давление света определяется по формуле , где  энергетическая освещенность поверхности, то есть энергия, падающая на единицу площади поверхности в единицу времени;  скорость света;  коэффициент отражения. Давление света



-  ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

При изменении температуры серого тела максимум спектральной плотности энергетической светимости сместился с  на . При этом энергетическая светимость …

+  увеличилась в 81 раз
   увеличилась в 3 раза
   уменьшилась в 3 раза
   уменьшилась в 81 раз

Решение:
Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела в зависимости от частоты излучения и температуры объясняется законами Стефана – Больцмана и Вина. Энергетическая светимость  абсолютно черного тела связана со спектральной плотностью энергетической светимости соотношением . В соответствии с законом Стефана − Больцмана , где  постоянная Стефана – Больцмана. Согласно закону смещения Вина, , где  длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости;  постоянная Вина. Тело называется серым, если его поглощательная способность одинакова для всех частот и зависит только от температуры . Энергетическая светимость серого тела связана с энергетической светимостью черного тела соотношением . Таким образом, .



-  ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке
Тема: Интерференция и дифракция света

Плоская световая волна () падает нормально на диафрагму с круглым отверстием, радиус которого . Отверстие открывает только одну зону Френеля для точки, лежащей на оси отверстия на расстоянии (в ) от него, равном …

   60 |    

Решение:
Если отверстие открывает только одну зону Френеля для точки, лежащей на оси отверстия, то для расстояния до него справедливо соотношение . Приводя подобные члены и учитывая, что  – величина второго порядка малости по сравнению с и слагаемым  можно пренебречь, получим .