Преподаватель: Заикин Андрей Дмитриевич
Специальность: 140200.62 - Электроэнергетика
Группа: ЭН2-94
Дисциплина: Физика
Идентификатор студента: Вавилова Маргарита Андреевна
Логин: 01ps419361
Начало тестирования: 2011-05-26 06:09:20
Завершение тестирования: 2011-05-26 07:04:42
Продолжительность тестирования: 55 мин.
Заданий в тесте: 28
Кол-во правильно выполненных заданий: 14
Процент правильно выполненных заданий: 50 %



-  ЗАДАНИЕ N 1 сообщить об ошибке
Тема: Магнитостатика

Поле создано прямолинейным длинным проводником с током I1. Если отрезок проводника с током I2 расположен в одной плоскости с длинным проводником так, как показано на рисунке, то сила Ампера …


+  лежит в плоскости чертежа и направлена влево
   лежит в плоскости чертежа и направлена вправо
   перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «от нас»
   перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «к нам»

Решение:
На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. В данном случае магнитное поле создается прямолинейным длинным проводником с током I1. В соответствии с правилом правого винта (буравчика) вектор магнитной индукции в месте расположения отрезка проводника с током I2 направлен перпендикулярно плоскости чертежа «от нас». В случае прямолинейного отрезка проводника с током в перпендикулярном проводнику магнитном поле для нахождения направления силы Ампера удобно воспользоваться правилом левой руки, согласно которому сила Ампера лежит в плоскости чертежа и направлена влево.



+ ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла

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

+  электромагнитного поля при наличии заряженных тел и в отсутствие токов проводимости
   электромагнитного поля в отсутствие заряженных тел и токов проводимости
   стационарных электрических и магнитных полей
   электромагнитного поля при наличии заряженных тел и токов проводимости



+ ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке
Тема: Законы постоянного тока

На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления, подключенного к источнику постоянного тока. ЭДС источника и его внутреннее сопротивление соответственно равны …



+  12 В, 1 Ом
   9 В, 0,5 Ом
   24 В, 3 Ом
   18 В, 2 Ом



-  ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме

Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10-4 Кл/м2. Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна ______ .
(Ответ округлите до целых.)


   1 |    

Решение:
Работа сил поля по перемещению заряда определяется по формуле , где q – перемещаемый заряд,  и – потенциалы начальной и конечной точек соответственно. В случае заряженного шара потенциал на бесконечности . . Тогда



-  ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке
Тема: Явление электромагнитной индукции

Проводящая рамка вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной вектору индукции  (см. рис.). На рисунке также представлен график зависимости от времени потока вектора магнитной индукции, пронизывающего рамку.



Если максимальное значение магнитного потока  мВб, а время измерялось в секундах, то закон изменения со временем ЭДС индукции имеет вид …


+  
   
   
   

Решение:
В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции . Чтобы найти закон изменения ЭДС индукции со временем, необходимо знать зависимость от времени магнитного потока, пронизывающего рамку. Из приведенного графика следует, что , поскольку  Тогда .



+ ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке
Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от напряженности внешнего электрического поля Е.

Полярным диэлектрикам соответствует кривая …


+  3
   1
   2
   4



-  ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке
Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Время жизни атома в возбужденном состоянии 10 нс. Учитывая, что постоянная Планка , ширина энергетического уровня (в эВ) составляет не менее …

+  
   
   
   

Решение:
Соотношение неопределенностей для энергии и времени имеет вид , где  неопределенность в задании энергии (ширина энергетического уровня),  время жизни частицы в данном состоянии. Тогда



-  ЗАДАНИЕ N 8 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 .

Минимальное значение главного квантового числа n для указанного состояния равно …


+  3
   1
   2
   4

Решение:
Магнитное квантовое число m определяет проекцию вектора  орбитального момента импульса на направление внешнего магнитного поля: , где (всего 2l + 1 значений). Следовательно, для указанного состояния . Квантовое число l не может превышать n – 1. Поэтому минимальное значение главного квантового числа n равно 3.



+ ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке
Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора

Главное квантовое число n определяет …

+  энергию стационарного состояния электрона в атоме
   орбитальный механический момент электрона в атоме
   собственный механический момент электрона в атоме
   проекцию орбитального момента импульса электрона на заданное направление



+ ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства)

Нестационарным уравнением Шредингера является уравнение …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 11 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 12 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

Наблюдается явление внешнего фотоэффекта. При этом с уменьшением длины волны падающего света …

+  увеличивается величина задерживающей разности потенциалов
   уменьшается кинетическая энергия электронов
   увеличивается красная граница фотоэффекта
   уменьшается энергия фотонов

Решение:
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, , где  энергия падающего фотона,  работа выхода электрона из металла,  максимальная кинетическая энергия электрона. Энергию фотона можно выразить через длину волны: , а максимальную кинетическую энергию электронов – через величину задерживающей разности потенциалов: . Тогда уравнение Эйнштейна запишется в виде: . Отсюда следует, что при уменьшении длины волны увеличится энергия фотонов и величина задерживающей разности потенциалов (и кинетической энергии электронов), поскольку красная граница фотоэффекта определяется работой выхода электронов из металла и не зависит от длины волны падающего света.



-  ЗАДАНИЕ N 13 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 14 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света

Угол преломления луча в жидкости равен  Если известно, что отраженный луч полностью поляризован, то показатель преломления жидкости равен …

+  1,73
   1,33
   0,58
   1,52



-  ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке
Тема: Законы сохранения в механике

Сплошной и полый цилиндры, имеющие одинаковые массы и радиусы, скатываются без проскальзывания с горки с одной и той же высоты. Если трением и сопротивлением воздуха можно пренебречь, то отношение скоростей , которые будут иметь эти тела у основания горки, равно …

+  
   
   
   1

Решение:
В рассматриваемой системе «тело – Земля» действуют только консервативные силы, поэтому в ней выполняется закон сохранения механической энергии, согласно которому , или , где J – момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс,  – угловая скорость вращения вокруг этой оси, h – высота, с которой скатывается тело. Отсюда с учетом того, что , получаем: . Отсюда . Моменты инерции сплошного и полого цилиндров равны соответственно:  и . Тогда искомое отношение скоростей .



+ ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью, проекция которой изменяется со временем, как показано на графике.

Угловое перемещение (в радианах) в промежутке времени от 4 с до 8 с равно …


+  0
   2
   4
   8



-  ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Работа. Энергия

Для того чтобы раскрутить стержень массы  и длины (см. рисунок) вокруг вертикальной оси, проходящей перпендикулярно стержню через его середину, до угловой скорости , необходимо совершить работу .

Для того чтобы раскрутить до той же угловой скорости стержень массы  и длины , необходимо совершить работу в  _____  раз(-а) б
όльшую, чем .

   8 |    

Решение:
Совершенная работа равна кинетической энергии вращательного движения стержня , где момент инерции стержня пропорционален массе и квадрату длины,   (момент инерции стержня массы  и длины  относительно оси, проходящей перпендикулярно ему через середину стержня, равен  ). Следовательно, работа по раскручиванию до такой же угловой скорости  стержня вдвое бόльшей массы и в два раза длиннее будет в 8 раз больше: .



+ ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке
Тема: Элементы специальной теории относительности

На борту космического корабля нанесена эмблема в виде геометрической фигуры:


Если корабль движется в направлении, указанном на рисунке стрелкой, со скоростью, сравнимой со скоростью света, то в неподвижной системе отсчета эмблема примет форму, указанную на рисунке …


+  
   
   
   



+ ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке
Тема: Динамика поступательного движения

Тело массой движется с коэффициентом трения 0,5 по наклонной плоскости, расположенной под углом  к горизонту. Сила трения (в) равна …

   5   



+ ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке
Тема: Динамика вращательного движения

Направления векторов момента импульса  и момента силы для равнозамедленного вращения твердого тела правильно показаны на    рисунке …


+  3
   1
   2
   4
   5



+ ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке
Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной

Если в электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме, значение напряженности электрического поля  равно: , объемная плотность энергии , то напряженность магнитного поля составляет _______ 

   5   



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

Амплитуда затухающих колебаний уменьшилась в  раз ( – основание натурального логарифма) за . Коэффициент затухания (в ) равен …

   20 |    

Решение:
Амплитуда затухающих колебаний изменяется со временем по закону , где – коэффициент затухания. По условию . Тогда  и .



-  ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке
Тема: Сложение гармонических колебаний

Сопротивление, катушка индуктивности и конденсатор соединены последовательно и включены в цепь переменного тока, изменяющегося по закону(А). На рисунке представлена фазовая диаграмма падений напряжения на указанных элементах. Амплитудные значения напряжений соответственно равны: на сопротивлении ; на катушке индуктивности ; на конденсаторе

Установите соответствие между сопротивлением и его численным значением.
1. Активное сопротивление
2. Реактивное сопротивление
3. Полное сопротивление


    1      
    2      
    3      
   

Решение:

Используем метод векторных диаграмм. Длина вектора равна амплитудному значению напряжения, а угол, который вектор составляет с осью ОХ, равен  разности фаз колебаний напряжения на соответствующем элементе и колебаний силы тока в цепи. Сложив три вектора, найдем амплитудное значение полного напряжения: . Величина  Полное сопротивление контура найдем по закону Ома: , где  амплитудные значения напряжения и силы тока. Амплитудное значение силы тока, как это следует из закона его изменения, равно 0,1 А. Тогда  Активное сопротивление  Полное сопротивление цепи равно: , где  реактивное сопротивление;  индуктивное и емкостное сопротивления соответственно. Отсюда



+ ЗАДАНИЕ N 24 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



+ ЗАДАНИЕ N 25 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 и вращательное движение молекулы как целого, средняя кинетическая энергия молекулы водяного пара () равна …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Распределения Максвелла и Больцмана

В трех сосудах находятся газы, причем для температур и масс молекул газов имеют место следующие соотношения: ,  На рисунке схематически представлены графики функций распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла) для этих газов, где  – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от  до  в расчете на единицу этого интервала:

Для графиков этих функций верными являются утверждения, что …


+  кривая 1 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 2
+  кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 1
   кривая 2 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 2
   кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 3

Решение:
имеет смысл площади, ограниченной кривой распределения и осью абсцисс, и численно равен доле молекул, скорости которых имеют всевозможные значения от 0 до . Так как этому условию удовлетворяют все молекул, то  и при изменении температуры  не изменяется. Из формулы наиболее вероятной скорости , при которой функция  максимальна, следует, что при повышении температуры максимум функции сместится вправо, следовательно, высота максимума уменьшится. При увеличении массы молекул значение наиболее вероятной скорости уменьшается, следовательно, максимум функции сместится влево и высота максимума увеличится.



+ ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия

Максимальное значение КПД, которое может иметь тепловой двигатель с температурой нагревателя 327°С и температурой холодильника 27°С, составляет ____ %.

+  50
   92
   8
   46



-  ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

Двум молям водорода сообщили  теплоты при постоянном давлении. При этом его температура повысилась на ______ К.
(Считать связь атомов в молекуле жесткой. )
Ответ округлите до целого числа.


   10 |    

Решение:
Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, получаемое газом, равно , где – изменение внутренней энергии, – работа газа. Количество теплоты, сообщаемое газу при постоянном давлении можно представить в виде  Здесь  – число степеней свободы молекул двухатомного газа с жесткой связью атомов в молекуле. Отсюда