Преподаватель: Заикин Андрей Дмитриевич
Специальность: 140200.62 - Электроэнергетика
Группа: ЭН2-94
Дисциплина: Физика
Идентификатор студента: Воеводин Сергей Владимирович
Логин: 01ps419362
Начало тестирования: 2011-05-26 06:06:53
Завершение тестирования: 2011-05-26 07:08:41
Продолжительность тестирования: 61 мин.
Заданий в тесте: 28
Кол-во правильно выполненных заданий: 15
Процент правильно выполненных заданий: 53 %



-  ЗАДАНИЕ N 1 сообщить об ошибке
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

На рисунке представлена диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа:

За цикл газ получает количество теплоты (в ), равное …


   33 |    

Решение:
Цикл состоит из изохорного нагревания (4–1), изобарного расширения (1–2), изохорного охлаждения (2–3) и изобарного сжатия (3–4). На первых двух этапах цикла газ получает теплоту. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, получаемое газом, равно , где – изменение внутренней энергии, – работа газа. Тогда .

Таким образом, количество теплоты, получаемое газом за цикл, равно



-  ЗАДАНИЕ N 2 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 3 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, отношение средней кинетической энергии колебательного движения к полной кинетической энергии молекулы азота () равно …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 4 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

Решение:
Зависимость концентрации молекул идеального газа от высоты  для некоторой температуры  определяется распределением Больцмана: , где  концентрация молекул на высоте , масса молекулы,  ускорение свободного падения,  постоянная Больцмана. Из формулы следует, что при постоянной температуре концентрация газа больше там, где меньше потенциальная энергия его молекул , и уменьшается с высотой по экспоненциальному закону. При одной и той же температуре молекулы, имеющие меньшую массу, более равномерно распределяются по высоте, и поэтому концентрация молекул газа на «нулевом уровне»  уменьшается, а на высоте  увеличивается.



-  ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке
Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

Характер зависимости магнитной проницаемости ферромагнетика  от напряженности внешнего магнитного поля Н показан на графике …

+  
   
   
   

Решение:
Характерной особенностью ферромагнетиков является зависимость магнитной проницаемости от напряженности внешнего магнитного поля, которая имеет вид, представленный на рисунке:



-  ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке
Тема: Явление электромагнитной индукции

Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее …


+  поступательном перемещении в положительном направлении оси OX
   поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX
   поступательном перемещении в положительном направлении оси OY
   вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником

Решение:
При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в положительном направлении оси OX.



+ ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме

Два точечных заряда q и 2q на расстоянии r друг от друга взаимодействуют с силой F. Сила взаимодействия зарядов q и q/2 на расстоянии 2r будет в ______ раз(-а) меньше.

   16   



+ ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла

Физический смысл уравнения Максвелла  заключается в следующем …

+  изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле
   источником вихревого магнитного поля помимо токов проводимости является изменяющееся со временем электрическое поле
   «магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты
   источником электрического поля являются свободные электрические заряды



+ ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке
Тема: Законы постоянного тока

Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно . Если взять медный провод диаметром 2d той же длины l и увеличить напряжение в 4 раза, то средняя скорость направленного движения электронов вдоль проводника …

+  увеличится в 4 раза
   увеличится в 2 раза
   не изменится
   уменьшится в 4 раза



+ ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке
Тема: Магнитостатика

Электрон влетает в магнитное поле, создаваемое прямолинейным длинным проводником с током в направлении, параллельном проводнику (см. рис.).

При этом сила Лоренца, действующая на электрон, …

+  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»



+ ЗАДАНИЕ N 11 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



-  ЗАДАНИЕ N 12 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 13 сообщить об ошибке
Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора

Собственные функции электрона в атоме водорода  содержат три целочисленных параметра: n, l и m. Параметр n называется главным квантовым числом, параметры l и m – орбитальным (азимутальным) и магнитным квантовыми числами соответственно. Орбитальное квантовое число l определяет …

+  модуль орбитального момента импульса электрона
   энергию электрона в атоме водорода
   проекцию орбитального момента импульса электрона на некоторое направление
   модуль собственного момента импульса электрона

Решение:
Орбитальное (азимутальное) квантовое число l определяет модуль орбитального момента импульса электрона: .



+ ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке
Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Неопределенность в определении местоположения частицы, движущейся вдоль оси x, равна длине волны де Бройля для этой частицы. Относительная неопределенность ее скорости не меньше _____ %.

+  16
   100
   32
   8



+ ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке
Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

На рисунке представлены две вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Если Е – освещенность фотокатода, а l – длина волны падающего на него света, то справедливо следующее утверждение …


+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Эффект Комптона. Световое давление

На черную пластинку падает поток света. Если число фотонов, падающих на единицу площади поверхности в единицу времени, увеличить в 4 раза, а черную пластинку заменить зеркальной, то световое давление увеличится в _______ раз(-а).

   8 |    

Решение:
Давление света равно: , где  – число фотонов, падающих за единицу времени на единицу площади поверхности;  – постоянная Планка,  – частота света;  – скорость света;  – коэффициент отражения (для зеркальной поверхности , для абсолютно черной поверхности ).
При увеличении  в 4 раза и замене  на  световое давление увеличится в 8 раз.



+ ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Поляризация и дисперсия света

При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный луч полностью поляризован. Если угол падения 60о, то угол преломления равен …

+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 18 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 .



-  ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке
Тема: Сложение гармонических колебаний

Сопротивление  катушка индуктивности  и конденсатор  соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, изменяющегося по закону  (В). Установите соответствие между сопротивлениями различных элементов цепи и их численными значениями.
1. Активное сопротивление
2. Индуктивное сопротивление
3. Емкостное сопротивление


    1      
    2      
    3      
   

Решение:
Активное сопротивление  индуктивное сопротивление  емкостное сопротивление



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

На рисунке представлен профиль поперечной бегущей волны, которая распространяется со скоростью . Амплитуда скорости колебаний точек среды (в ) равна …


+  6,28
   200
   12,56
   0,05

Решение:
Уравнение плоской косинусоидальной волны имеет вид , где  – амплитуда волны;  – циклическая частота,  – период колебаний,  – волновое число,  – длина волны, () – фаза волны, начальная фаза. Скорость колебания частиц среды равна: . Амплитуда скорости частиц среды равна: . Амплитуду и длину волны можно определить из графика: . Тогда



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

На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического  и магнитного  полей в электромагнитной волне. Вектор Умова – Пойнтинга ориентирован в направлении …


   3   



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

На рисунке представлена зависимость амплитуды вынужденных колебаний математического маятника от частоты внешней силы при слабом затухании.

Длина нити маятника (в см) равна …


   10 |    

Решение:
На графике представлена резонансная кривая. Если частота вынуждающей силы равна резонансной частоте, амплитуда вынужденных колебаний достигает максимального значения. При слабом затухании резонансная частота практически равна собственной частоте колебаний математического маятника  Отсюда



+ ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке
Тема: Динамика поступательного движения

На рисунке приведен график зависимости скорости  тела от времени t.

Если масса тела равна 2 кг, то изменение импульса тела (в единицах СИ) за 2 с равно …


   2   



+ ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке
Тема: Элементы специальной теории относительности

Релятивистское сокращение длины ракеты составляет 20%. При этом скорость ракеты равна …

+  0,6 с
   0,8 с
   0,2 с
   0,4 с



+ ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке
Тема: Динамика вращательного движения

Рассматриваются три тела: диск, тонкостенная труба и кольцо; причем массы m и радиусы R их оснований одинаковы.

Для моментов инерции рассматриваемых тел относительно указанных осей верным является соотношение …


+  
   
   
   



-  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Работа. Энергия

На рисунке показаны тела одинаковой массы и размеров, вращающиеся вокруг вертикальной оси с одинаковой частотой. Кинетическая энергия первого тела Дж. Если  кг, см, то момент импульса (в мДж·с) второго тела равен …


   50 |    

Решение:
Момент импульса тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, равен: , где J – момент инерции тела относительно оси вращения,  угловая скорость его вращения. Момент инерции диска относительно указанной оси . Для нахождения  используем значение кинетической энергии первого тела. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, определяется по формуле . Отсюда , где  – момент инерции кольца относительно оси вращения. Тогда момент импульса  второго тела с учетом равенства массы m и радиуса R диска и кольца и одинаковых угловых скоростей вращения этих тел равен:



+ ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Законы сохранения в механике

Шар массы , имеющий скорость v, налетает на неподвижный шар массы :

После соударения шары будут двигаться так, как показано на рисунке …


+  
   
   
   



+ ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке
Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Диск равномерно вращается вокруг вертикальной оси в направлении, указанном на рисунке белой стрелкой. В некоторый момент времени к ободу диска была приложена сила, направленная по касательной.


До остановки диска правильно изображает направление угловой скорости вектор …


+  4
   1
   2
   3