Физика-задачисеместр[1] (1). Физика, часть Кинематика и динамика материальной точки
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Физика, часть 1. 1. Кинематика и динамика материальной точки. 1. Тело, вращаясь равноускоренно, за 6с от начала движения совершило 100 оборотов. Угловое ускорение тела равно (в рад/с2) 2. Положение материальной точки задано уравнением r = 3t ex+2t2ey+1t3ez (м). Через 4с расстояние точки (в м) от начала координат равно 3. Колесо радиусом 30 см вращается согласно уравнению φ = 5-2t+0,2t2 . В момент времени t = 4с от начала отсчета времени полное ускорение точек на ободе колеса равно (в м/с2): 4. Графику зависимости скорости  от времени  соответствует уравнение... -:  -:  -:  5. Диск вращается вокруг своей оси, изменяя проекцию своей угловой скорости  так, как показано на рисунке. Вектор угловой скорости  направлен по оси  , а вектор углового ускорения  направлен против оси в интервале времени -: от  до -: от 0 до -: отдо  -: от до 6. Тело брошено с поверхности Земли со скоростью 30 м/с под углом 60° к горизонту. Определите радиус кривизны его траектории в верхней точке. Сопротивлением воздуха пренебречь, g = 10 м/с2. 7. Под действием результирующей силы 10Н у тела изменился импульс на 5 кг м/с. Время действия силы равно (в с): 8.Материальная точка (m=2 кг) движется по окружности радиуса R= 2см с возрастающей скоростью V= 2t (м/с). Нормальная составляющая силы, действующей на тело через 2 с от начала движения, равна (в Н): 9. Брусок массой 0,1 кг покоится на наклонной плоскости.  Величина силы трения равна….10. Шарик массой  упал с высоты  на стальную плиту и упруго отскочил от неё вверх. Изменение импульса шарика в результате удара равно…-:  -:  -:  -:  2. Механическая работа и энергия. 1. Потенциальная энергия тела на высоте 5 м от земли равна 80 Дж. Величина силы тяжести, действующей на тело, равна (в Н): 2. Чтобы сжатую на Х1= 3 см пружину с коэффициентом жесткости k=200 H/м сжать до Х2= 4 см, необходимо совершить работу (в мДж): 3. Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия двух одинаковых материальных точек, находящихся на расстоянии 20 м друг от друга, равна 6,67 мкДж. Масса каждой из них равна (в т): 4. Зависимости потенциальной энергии тел №1 и №2 от высоты над поверхностью земли и их полная механическая энергия (Еполн ) представлены на рисунке. Кинетическая энергия тела №2 на высоте h=4 м равна (в Дж) :  5. Потенциальная энергия тела, вынужденного двигаться вдоль оси Х, имеет вид Епот.= кХ4, где к=106 Дж/м4. Сила, действующая на тело в точке с координатой 2см, равна (в Н): 6  . Небольшая шайба начинает движение без начальной скорости по гладкой ледяной горке из точки А. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Зависимость потенциальной энергии шайбы от координаты х изображена на графике U(x).Кинетическая энергия шайбы в точке С-: в 3 раза больше, чем в точке В -: в 2 раза больше, чем в точке В -: в 2 раза меньше, чем в точке В -: в 3 раза меньше, чем в точке В 7  . На рисунке показан вектор силы, действующей на частицу. Работа, совершенная этой силой при перемещении частицы из начала координат в точку с координатами (5; 0), равна ...-:  -:  -:  -:  8. Тело массой 2 кг поднято над Землей. Его потенциальная энергия 900Дж. Если на поверхности Земли потенциальная энергия тела равна нулю и силами сопротивления воздуха можно пренебречь, то скорость, с которой оно упадет на Землю, составит… 9. Два тела двигались к стенке с одинаковыми скоростями и при ударе остановились. Первое тело катилось, второе скользило. Если при ударе выделилось одинаковое количества тепла, то больше масса тела ... -: первого -: одинаковы -: второго 3. Механика твердого тела. 1. Два маленьких шара массами m1=50г и m2=10г закреплены на тонком невесомом стержне длиной 40 см (см. рис.). Момент инерции системы относительно оси ОО' равен (в кг м2):  2. Тонкий стержень длиной 5см, массой 120г вращается вокруг оси, проходящей через центр масс и перпендикулярной стержню. Суммарный момент внешних сил равен численно 0,001Нм. Угловое ускорение стержня равно (рад/с2): 3. Вал радиусом 8 см и массой 40кг относительно оси АА' имеет момент инерции (в кг.м2):  4. Сплошной цилиндр массой 5 кг и радиусом 6 см катится без проскальзывания по горизонтальной поверхности со скоростью V = 4 м/с. Отношение его полной кинетической энергии к кинетической энергии вращения равно: 5. Вал радиусом 5см и массой 40кг вращается вокруг своей оси. Суммарный момент внешних сил равен 1Н•м . Угловое ускорение вала равно (в рад/с2): 6. Момент импульса тела  изменяется со временем по закону  .Момент действующих на тело сил станет равен нулю через…7. Сплошной и полый цилиндры, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания на горку. Если начальные скорости тел одинаковы, то… -: выше поднимется полый цилиндр -: оба тела поднимутся на одну и ту же высоту -: выше поднимется сплошной цилиндр 8. Если момент инерции тела увеличить в 2 раза, а скорость его вращения уменьшить в 2 раза, то момент импульса тела... -: уменьшится в 4 раза -: увеличится в 4 раза -: не изменится -: уменьшится в 2 раза 9. Диск и цилиндр имеют одинаковые массы и радиусы (рис.). Для их моментов инерции справедливо соотношение…  -:  -:  -:  10. Потенциальная энергия тела на высоте 5м от земли равна 40Дж. Масса тела равна (в кг): 4. Релятивисткая механика. 1. Электрон движется со скоростью V =0,7c ( c- скорость света). Релятивистский импульс электрона ( me = 9,1х10 -31 кг) равен (в кг · м/с): 2. Если два фотона издалека летят навстречу друг другу, то они сближаются со скоростью (в м/с): -  : 0,3х108 -: 2х108 -: 3х108 -: 6х108 -: 8х108 3. На борту космического корабля нанесена эмблема в виде геометрической фигуры. Из-за релятивистского сокращения длины эта фигура изменяет свою форму. 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 ... -:  -:  -:  4. Физические явления в одинаковых условиях протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета – это принцип... -: независимости -: дополнительности -: относительности -: соответствия 5. Предмет движется со скоростью 0.8 с (с - скорость света в вакууме). Тогда его длина ... -: увеличивается на 10% -: уменьшается на 10% -: увеличивается на 20% -: уменьшается на 40% 6. Скорость света в вакууме... -: зависит от длины волны -: зависит от скорости источника -: одинакова во всех инерциальных системах отсчета -: различна в разных системах отсчета 7.Относительно неподвижного наблюдателя тело движется со скоостью v. Зависимость массы этого тела от скорости при массе покоя m0 выражается соотношением... -:  -: -: -: -: 8. Относительной величиной является... -: скорость света в вакууме -: барионный заряд -: длительность события -: электрический заряд 9. Скорость релятивистской частицы изменилась от V1=0,4с до V2=0,6с ( где с - скорость света).Её импульс увеличился в … раз. Ответ округлить до двух цифр после запятой. 10. Космический корабль с двумя космонавтами на борту, один из которых находится в носовой части ракеты, другой - в хвостовой, летит со скоростью  . Космонавт, находящийся в хвостовой части ракеты, производит вспышку света и измеряет промежуток времени  , за который свет проходит расстояние до зеркало, укрепленного у него над головой, и обратно к излучателю. Этот промежуток времени с точки зрения другого космонавта...-: меньше, чем в 1,67 раз -: равен -: больше, чем в 1,67 раз-: больше, чем в 1,25 раз -: меньше, чем в 1,25 раз5. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Основы термодинамики. 1. В сосуде под давлением 6х105 Па находится смесь кислорода, азота и аргона в одинаковых концентрациях. Парциальное давление аргона равно (в Па): 2. Если средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа при температуре Т=300 К равна 1934 м/с, то название этого газа : 3. Плотность кислорода при температуре 320 К и давлении 1,92х105Па равна (в кг/м3): 4. На рисунке представлен график распределения Максвелла для водорода. Средняя арифметическая скорость молекул (в м/с) равна:  -: 752 -: 2825 -: 3050 -: 2500 -: 1,223х10-20 5. Средняя длина свободного пробега молекул азота при Р=1,05х105Па и Т=300К равна (в м): 6. Если азот массой m = 28 г нагрели на 20 градусов, сообщив ему 415,5 Дж тепла, то молярная теплоемкость его равна (в Дж/(моль•К)) 7. 7 молей газа расширяются изотермически от объема V1 = 2 л до объема V2 = 5,4 л. Прирост энтропии системы равен (в Дж/К) 8. Если у СО2 молярная теплоемкость при постоянном давлении равна 5хR/2 (где R – газовая постоянная), то число «замороженных» степеней свободы у него равно: -: 0 -: 1 -: 2 -: 3 -: 4 9. На (P, V)-диаграмме изображен циклический процесс.  На участках CD и DA температура...-: повышается -: на CD-понижается, на DA- повышается -: понижается -: на CD- повышается, на DA- понижается 10. Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, средняя энергия молекул аргона (Аr) равна ... -:  -:  -:  -:  6. Механические колебания и волны. 1. Координата частицы массой 200г со временем изменяется по закону Х=5,4е–0,2 tcos(5t+π/6) (cм). Добротность системы равна 2. Приведенную длину физического маятника увеличили в 1,7 раза. Частота колебаний маятника изменилась: -: увеличилась в 1,7 раза -: увеличилась в 3,4 раза -: увеличилась в 1,5 раза -: уменьшилась в 1,3 раза -: уменьшилась в 3,4 раза 3. Частица массой 150г колеблется по закону Х= 3 cos (25t +π/6)(см). Коэффициент жесткости пружины равен (в Н/м): 4. Шарик, прикрепленный и насаженный на горизонтальную направляющую, совершает гармонические колебания.  На графике представлена зависимость проекции силы упругости пружины на положительное направление оси  от координаты шарика. Работа силы упругости на участке  равна…-:  -:  -:  -:  5. Источник колебаний с периодом 0,004 с вызывает в воде звуковую волну с длиной волны 5,74 м. Скорость звука в воде равна (в м/с): 6. Если длина волны 7 м, а частота колебаний 220 Гц, то время прохождения волной расстояния 7,7км равно (в с): 7. Уравнение плоской волны в среде без затухания имеет вид: ξ(Х,t)=5cos(471t – 2х)(cм). Частота волны равна ( в Гц): 8. Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ со скоростью 400 м/с, имеет вид  Волновое число k равно...-:  -:  -:  9. Если увеличить в 2 раза объемную плотность энергии и при этом уменьшить в 2 раза скорость распространения упругих волн, то плотность потока энергии… -: увеличится в 2 раза -: увеличится в 4 раза -: останется неизменной 10. Если ультразвуковой сигнал с частотой 60 кГц возвращается после отражения от морского дна с глубины 150 м через 0,2 с, то длина волны ультразвука в воде равна (в м) 7.Электростатическое поле в вакууме. 1  . Если в электрическом поле заряженной большой металлической плоскости расположены две одинаковые площадки 1 и 2, а угол α= 60 градусов, то отношение потоков ФЕ2 к ФЕ1 равно:-: 0,5 -: 0,71 -: 0,87 -: 1 -: 0 2. Если у диполя плечо l=0,6м, дипольный момент Р=50нКл.м, то заряд диполя равен (в нКл): 3. Если напряженность электрического поля равна Е= 6,8В/м, то сила, действующая на электрический заряд Q= 1,4Кл, равна (в Н) 4. В центре кольца радиусом R= 7см, равномерно заряженным с линейной плотностью заряда λ= 2,4нКл/м, потенциал электрического поля равен (в В): 5. Поток вектора напряженности однородного электрического поля напряженностью Е= 20 В/м через площадку радиуса r= 0,5м (см. рис.) при α= 60о равен (в В·м):  -: 0,785 -: 36 -: 15,08 -: 15,70 -: 7,856. Сила кулоновского взаимодействия протона и электрона в атоме водорода на расстоянии 0,5 х10-10м численно равна (в нН): 7. Точечный заряд +q находится в центре сферической поверхности. Если добавить заряд +q внутрь сферы, то поток вектора напряженности электростатического поля  через поверхность сферы…-: уменьшится -: не изменится -: увеличится 8. В вершинах А и С квадрата ABCDнаходятся одноименные заряды q1= qи q2 =2 q . Если напряженность поля заряд q1в центре квадрата равна Е, то напряженность суммарного поля двух зарядов в этой точке будет равна...  -: -: -: -: 9. Потенциал электрического поля изменяется по закону  , где  - постоянный вектор,  радиус-вектор точки поля. Напряженность этого поля равна...-:  = -: = -: =- -: =-8. Диэлектрики. 1. На рисунке представлены кривые гистерезиса для двух сегнетоэлектриков. Максимальная поляризованность сегнетоэлектрика №2 (в условных единицах) равна:  -: 4 -: 5 -: 8 -: 2 -: 32. Модуль вектора поляризации масла (ε=2,2) в электрическом поле напряженностью 23В/м равен (в 10-10 Кл/м2): 3. Если в плоском конденсаторе поверхностная плотность сторонних (свободных) зарядов равна 4нКл/м2, а поверхностная плотность связанных зарядов равна 2 нКл/м2 , то модуль вектора электрического смещения равен (в нКл/м2): 4. Заряд диполя Q=4,8 мкКл, плечо l=5 мм, то электрический дипольный момент его равен (в нКл·м): 5. Если напряженность электрического поля в парафине (ε=2) Е=3,6кВ/м , то электрическое смещение равно (в нКл/м2): 6.Заряд Q = 3 нКл равномерно распределен внутри эбонитового шара радиусом R= 3 см. Дивергенция вектора электрического смещения в центре шара равна (в мкКл/м3): 7. Явление гистерезиса, то есть запаздывания изменения вектора поляризации от изменения напряженности внешнего электрического поля, имеет место в ... -: полярных диэлектриках -: неполярных диэлектриках -: сегнетоэлектриках -: любых диэлектриках 8. Если внести неполярный диэлектрик в электрическое поле, то … -: возникнет пьезоэлектрический эффект -: у молекул возникнут дипольные моменты, ориентированные в направлении, противоположном направлению линий напряженности внешнего электрического поля -: жесткие диполи молекул будут ориентироваться в среднем в направлении вдоль вектора напряженности электрического поля -: у молекул возникнут индуцированные дипольные моменты, ориентированные по направлению линий напряженности электрического поля -: электрическое поле внутри диэлектрика не изменится 9. Внутри стекла (ε=7) напряженность электрического поля равна 150 В/м. Плотность энергии электрического поля в нем равна (в мкДж/м3 ) 10. Если значение вектора поляризации масла (ε=2,2) равно 4 нКл/м2, то диэлектрик находится в электрическом поле напряженностью (в В/м): 9.Проводники. Конденсаторы. Энергия заряженных систем. 1. В конденсаторе емкостью С= 3,4 мкФ при разрядке через сопротивление R=4,3 МОм заряд уменьшится в 2,72 раза за время (в с) 2. Конденсатор с электроемкостью С= 3 пФ при разности потенциалов на обкладках конденсатора U= 220 В имеет заряд (в нКл) 3. Изолированный проводник, находящийся в вакууме, заряжен с поверхностной плотностью заряда σ= 6 нКл/м2. Снаружи возле его поверхности напряженность электрического поля равна (в В/м) 4. В проводнике, по которому течет ток плотностью j=3 х106 А/м2, напряженность электрического поля равна E=66 мВ/м. Удельное сопротивление проводника равно (в нОм·м) 5. Если напряженность электрического поля Е=100В/м, электрическое смещение D=2нКл/м2, то плотность энергии этого поля равна (в нДж/м3): 6. Уединённый проводник с зарядом 0,7нКл имеет потенциал 5,5В. Его электроемкость равна (в нФ): 7. Электроемкость системы конденсаторов С1=12пФ, С2=24пФ, С3=24пФ, С4=8пФ равна (в пФ):  8. В электрическом поле плоского конденсатора перемещается заряд + q в направлении, указанном стрелкой.  Тогда работа сил поля на участке АВ…-: равна нулю -: отрицательна -: положительна 9. На проводнике с электроемкостью С=45мкФ находится заряд Q=1мКл. Потенциал проводника равен (в кВ) 10. В плоском слюдяном (ε=7) конденсаторе, площадь каждой пластины которого равна 0,8 см2 и расстояние между ними 0,4мм, электроемкость равна (в пФ): 11. Если (см. рис.) R1= 5 Ом, R2= 4 Ом, R3= 3 Ом, то сопротивление всей цепи равно (в Ом):  12. Если напряженность электрического поля Е= 125 В/м, электрическое смещение D=7 нКл/м2, то плотность энергии этого поля равна (в нДж/м3) 13. Энергия взаимодействия зарядов q1= -6 мкКл и q2 = -3 мкКл (см рис.) равна (в Дж):  10. Электрический ток. 1. На рисунке дана зависимость силы тока от напряжения.  Мощность, выделяемая на сопротивлении, при U = 40В равна (в Вт): 2. В электрической цепи с ЭДС=2,5В, внутренним сопротивлением 0,1Ом при силе тока I= 2,3А сопротивление нагрузки равно (в Ом): 3. Если уменьшить в два раза напряженность электрического поля в проводнике, то удельная тепловая мощность тока … -: увеличится в два раза; -: не изменится; -: уменьшится в 4 раза -: уменьшится в два раза; -: увеличится в 4 раза; 4. В медном проводе длиной L=1,5 м, сечением S=2 мм2 при разности потенциалов на концах провода U=5 В протекает ток силой (в А): 5. Если утюг мощностью P=1,6кВт в течение t=20мин включен в цепь, то при стоимости 1,8 руб за кВт·час потратится энергии (в руб) 6. Удельная тепловая мощность в медном проводнике при плотности тока j= 40А/м2 равна (в мкДж/(м3·с)): 7. Вольтамперная характеристика активных элементов 1 и 2 цепи представлена на рисунке.  При напряжении 40 В отношение мощностей  равно8. На рисунке дана вольтамперная характеристика для трех проводников №1,№2 ,№3. Электропроводимость проводника № 1 равна (в См):  9. Если увеличить в2 раза напряжение между концами проводника, а площадь его сечения уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,... -: уменьшится в4 раза -: увеличится в 4 раза -: увеличится в 2раза -: не изменится 10. Энергия ионизации некоторого газа равна 13 эВ. Для того, чтобы при разряде в газе возникла ударная ионизация, электрон проводимости должен иметь энергию не меньше (в 10-19Дж) |