Мод.1,2,3-3ур.-осн.-08. Мод.1,2,3-3ур.-осн. Сборник тестовых контрольных заданий (модулей) по физике 3го уровня сложности Утверждено Редакционно издательским советом

• Название: Сборник тестовых контрольных заданий (модулей) по физике 3го уровня сложности Утверждено Редакционно издательским советом
• Анкор: Мод.1,2,3-3ур.-осн.-08.doc
• Дата: 04.03.2018
• Размер: 2.81 Mb.
• Имя файла: Мод.1,2,3-3ур.-осн.-08.doc
• Тип: Сборник тестов; #16212
• страница: 3 из 13

Вариант № 11

1. По наклонной доске пустили катиться снизу вверх маленький шарик. На расстоянии =30 см шарик побывал дважды: через t₁=1 с и через t₂=2 с после начала движения (рис. 1). Определить начальную скорость шарика v₀, считая движение равнопеременным.

Ответ: а) v₀=0,55 м/с; б) v₀=0,50 м/с; в) v₀=0,45 м/с; г) v₀=0,35 м/с;

д) v₀=0,30 м/с.
2. Для того чтобы повернуть трактор, движущийся со скоростью v₀=18 км/ч, тракторист притормаживает одну из гусениц так, что ось ведущего колеса начинает двигаться вперед со скоростью v₁=14 км/ч. Расстояние между гусеницами d=1,5 м. Дугу какого радиуса опишет центр трактора (рис. 2)?

Ответ: а) R=6 м; б) R=6,5 м; в) R=7 м; г) R=7,5 м;

д) R=8 м.
3. К вертикально висящей пружине подвешивают груз. При этом пружина удлиняется на =9,8 см (рис. 3). Оттягивая этот груз вниз и отпуская его, заставляют груз совершать колебания. Каким должен быть коэффициент затухания , чтобы логарифмический декремент затухания колебаний был равным =6?

Ответ: а) =2,00 с^-1; б) =2,25 с^-1; в) =2,5 с^-1;

г) =2,75 с^-1; д) =3,5 с^-1.
4. Определить ускорение груза массой m₁ в системе блоков (рис. 4), если m₁=5 кг, m₂=2 кг, m₃=3 кг. Массой блоков и нитей пренебречь. Трение отсутствует.

Ответ: а) а=1,00 м/с²; б) а=0,08 м/с²; в) а=0,06 м/с²;

г) а=0,04 м/с²; д) а=0,02 м/с².
5. Из тонкого резинового жгута массы M=0,2 кг и жесткости k=20 Н/м сделали кольцо радиуса R₀=0,25 м. Это кольцо раскрутили вокруг его оси. Найти новый радиус кольца, если его угловая скорость =20 рад/с .

Ответ: а) R=0,22 м; б) R=0,24 м; в) R=0,26 м; г) R=0,28 м; д) R=0,30 м.
6. Горизонтальная подставка совершает в вертикальном направлении гармонические колебания, уравнение которых имеет вид . На платформе лежит шайба из абсолютно неупругого материала (рис. 5). На какую высоту h будет подниматься шайба над положением платформы, отвечающем среднему ее положению, в случае, если y₀=0,2 м, =10 с^-1?

Ответ: а) h=0,45 м; б) h=0,35 м; в) h=0,25 м;

г) h=0,15 м; д) h=0,05 м.
7. Найти период колебания маятника, изображенного ниже (рис. 6). Стержень, на котором помещены массы m₁=1 кг и m₂=2 кг, считать невесомым. Расстояния ℓ₁=0,5 м, а ℓ₂=1 м.

Ответ: а) Т=1,1 с; б) Т=1,3 с; в) Т=1,5 с;

г) Т=1,7 с; д) Т=1,9 с.
Вариант № 12

1. По наклонной доске пустили катиться снизу вверх маленький шарик (рис. 1). На расстоянии =30 см шарик побывал дважды: через t₁=1 с и через t₂=2 с после начала движения. Определить ускорение шарика a, считая движение равнопеременным.

Ответ: а) a=0,5 м/с²; б) a=0,4 м/с²; в) a=0,3 м/с²; г) a=0,2 м/с²;

д) a=0,1 м/с².
2. Найти величину ускорения тела А, соскальзывающего без начальной скорости по винтовому желобу с шагом h=0,1 м и радиусом R=0,5 м в конце 5-го витка (рис. 2). Трением пренебречь.

Ответ: а) a=20,6 м/с²; б) a=19,6 м/с²; в) a=18,6 м/с²;

г) a=17,6 м/с²; д) a=16,6 м/с².
3. Два одинаково направленных гармонических колебания одного периода с амплитудами 5 см и 7 см складываются в одно гармоническое колебание с амплитудой 9 см. Определить разность фаз складываемых колебаний.

Ответ: а) =54,3⁰; б) =64,3⁰; в) =74,3⁰;

г) =84,3⁰; д) =94,3⁰.
4. Определить ускорение груза массой m₂ в системе блоков (рис. 3), если массы m₁=5 кг, m₂=2 кг, m₃=3 кг. Массой блоков и нитей пренебречь. Трение отсутствует.

Ответ: а) а=1,46 м/с²; б) а=1,56 м/с²; в) а=1,66 м/с²;

г) а=1,76 м/с²; д) а=1,86 м/с².
5. Прямой круглый однородный стальной конус (рис. 4) имеет высоту h=0,2 м и радиус основания R=0,1 м. Найти момент инерции конуса относительно его оси.

Ответ: а) I=1,00 кгм²; б) I=0,09 кгм²; в) I=0,08 кгм²; г) I=0,07 кгм²; д) I=0,05 кгм².
6. Бревно массы M=20 кг висит на двух шнурах длины =1 м каждый. В торец бревна попадает и застревает в нем пуля массы m=10 г, летящая со скоростью 500 м/с (рис. 5). Найти период колебаний бревна.

Ответ: а) Т=5 с; б) Т=4 с; в) Т=3 с; г) Т=2 с; д) Т=1 с.
7. Определить период колебаний маятника, состоящего из однородного полукольца радиуса r=0,5 м, подвешенного на невесомых нитях ОА и ОВ (рис. 6).

Ответ: а) Т=1,48 с; б) Т=1,58 с; в) Т=1,68 с;

г) Т=1,78 с; д) Т=1,88 с.
Вариант № 13

1. Упругое тело падает с высоты h=2 м на наклонную плоскость (рис. 1). Определить, через какое время t после отражения тело упадет на наклонную плоскость вторично.

Ответ: а) t=1,2 с; б) t=1,3 с; в) t=1,4 с; г) t=1,5 с; д) t=1,6 с.
2. На киноэкране демонстрируется движущаяся повозка. Радиус передних колес r=0,35 м, задних R=1,5 м. Съемочная камера перемещает пленку со скоростью 24 кадра в секунду. Передние колеса имеют N₁=6 спиц. Считая, что колеса повозки катятся без скольжения, определить, с какой минимальной скоростью должна двигаться повозка, чтобы передние колеса ее казались на экране невращающимися?

Ответ: а) v_min=6,8 м/с; б) v_min=7,8 м/с; в) v_min=8,8 м/с; г) v_min=9,8 м/с;

д) v_min=10,8 м/с.
3. Два одинаково направленных гармонических колебания одного периода с амплитудами 5 см и 7 см складываются в одно гармоническое колебание с амплитудой 9 см. Наибольшая скорость первого колебания равна 50 см/с. Определить наибольшую скорость результирующего колебания.

Ответ: а) v_max=0,7 м/с; б) v_max=0,8 м/с; в) v_max=0,9 м/с;

г) v_max=1,0 м/с; д) v_max=1,1 м/с.
4. Определить ускорение груза массой m₃ в системе блоков (рис. 2), если m₁=5 кг, m₂=2 кг, m₃=3 кг. Массой блоков и нитей пренебречь. Трение отсутствует.

Ответ: а) а=-2,36 м/с²; б) а=-2,26 м/с²; в) а=-2,16 м/с²; г) а=-2,06 м/с²;

д) а= -1,96 м/с².
5. Прямой круглый однородный стальной конус имеет высоту h=0,5 м и радиус основания R=0,2 м. Конус вращается с угловой скоростью =2 рад/с. Найти момент импульса конуса относительно его оси (рис. 3).

Ответ: а) L=7,8 (кгм²)/с; б) L=7,6 (кгм²)/с;

в) L=7,4 (кгм²)/с; г) L=7,2 (кгм²)/с; д) L=7,0 (кгм²)/с.
6. Груз массой m (рис. 4) осторожно прикрепляют к концу свободно висящей пружины. Когда груз освобождают, он опускается на =0,3 м, а затем начинает колебаться. Чему равна частота колебаний?

Ответ: а) =0,51 Гц; б) =0,61 Гц; в) =0,71 Гц; г) =0,81 Гц;

д) =0,91 Гц.
7. На рисунке 5 изображена механическая система, состоящая из груза массы m=0,1 кг, пружины А с коэффициентом упругости k=200 Н/м и блока массой M=0,5 кг. Груз посредством нити, перекинутой через блок, связан с пружиной. Найти период колебаний груза, если блок представляет собой тонкостенный цилиндр.

Ответ: а) Т=0,54 с; б) Т=0,44 с; в) Т=0,34 с;

г) Т=0,24 с; д) Т=0,14 с.
Вариант № 14

1. Небольшой шарик скользит со скоростью v₀=10 м/с по горизонтальной поверхности стола, приближаясь к его краю (рис. 1). Боковая поверхность стола и стена образуют щель шириной d=5 см. Высота стола h=1 м. Сколько раз ударится шарик о боковые поверхности, прежде чем достигнет пола? Удары считать абсолютно упругими.

Ответ: а) N=100; б) N=90; в) N=80; г) N=70; д) N=60.
2. На киноэкране демонстрируется движущаяся повозка. Радиус передних колес r=0,35 м, задних R=1,5 м. Съемочная камера перемещает пленку со скоростью 24 кадра в секунду. Передние колеса имеют N₁=6 спиц. Считая, что колеса повозки катятся без скольжения, определить, какое наименьшее число спиц N₂ должны иметь при этом задние колеса, чтобы они казались невращающимися?

Ответ: а) N₂=6; б) N₂=7; в) N₂=8; г) N₂=9; д) N₂=10.
3. Затухающее колебание описывается уравнением . При каком фазовом угле  смещение достигает максимального значения, если период колебания Т=1 с, а коэффициент затухания =0,05 с^-1?

Ответ: а) =99,5⁰; б) =89,5⁰; в) =79,5⁰; г) =69,5⁰;

д) =59,5⁰.
4. Определить силу натяжения нитей в системе блоков (рис. 2), если m₁=5 кг, m₂=2 кг, m₃=3 кг. Массой блоков и нитей пренебречь. Трение отсутствует.

Ответ: а) Т=58 Н; б) Т=48 Н; в) Т=58 Н; г) Т=68 Н;

д) Т=78 Н.
5. Определить угловое ускорение блока радиусом R=0,1 м с моментом инерции I=2 кгм², через который перекинута нить (рис. 3) с грузами массой m₁=0,5 кг и m₂=0,4 кг. Трением пренебречь.

Ответ: а) =0,013 с^-2; б) =0,011 с^-2; в) =0,009 с^-2;

г) =0,007 с^-2; д) =0,005 с^-2.
6. Математический маятник отклонили на 90⁰ от вертикали и отпустили (рис. 4). В тот момент, когда маятник проходил положение равновесия, точка его подвеса стала двигаться вверх с ускорением 2 м/с². На какой максимальный угол отклонится маятник от вертикали?

Ответ: а) =80,2⁰; б) =82,2⁰; в) =84,2⁰; г) =86,2⁰; д) =88,2⁰.
7. Закрепленная на концах струна, длиной ℓ=1,50 м, растянута с силой F=10,0 Н. К середине струны прикреплен точечный груз массы m=1,00 кг. Определить период малых колебаний прикрепленного груза. Массой струны пренебречь. Силу тяжести не учитывать (рис. 5).

Ответ: а) Т=1,12 с; б) Т=1,22 с; в) Т=1,32 с;

г) Т=1,42 с; д) Т=1,52 с.
Вариант № 15

1. На клине с углом наклона =30⁰ лежит монета. С каким наименьшим ускорением должен двигаться клин по горизонтальной поверхности, чтобы монета свободно падала вниз?

Ответ: а) a=16,9 м/с²; б) a=15,9 м/с²; в) a=14,9 м/с²;

г) a=13,9 м/с²; д) a=12,9 м/с².
2. Шарикоподшипник поддерживает конец оси вала, вращающегося с угловой скоростью =2 с^-1. Диаметр оси вала d=25 мм (рис. 1), диаметр обоймы шарикоподшипника D=50 мм. Найти линейную скорость движения центра одного из шариков, если обойма вращается с угловой скоростью ₁=1 с^-1. Считать, что шарики катятся по валу и обойме без скольжения.

Ответ: а) v₀=0,0510^-1 м/с; б) v₀=0,1010^-1 м/с; в) v₀=0,1510^-1 м/с;

г) v₀=0,2010^-1 м/с; д) v₀=0,2510^-1 м/с.
3. Амплитуда затухающих колебаний в начальный момент времени равна x₀=18,0 см. В момент времени t₁=15,0 с она оказалась равной x₀₁=6 см. В какой момент времени t₂ амплитуда колебаний будет равна x₀₂=1,80 см?

Ответ: а) t₂=31 с; б) t₂=29 с; в) t₂=27 с; г) t₂=25 с; д) t₂=23 с.
4. Невесомая нерастяжимая нить (рис. 2), перекинутая через неподвижный блок, пропущена через щель. При движении нити на нее со стороны щели действует постоянная сила трения F_тр=2 Н. На концах нити подвешены грузы m₁=5 кг и m₂=3 кг. Определить ускорение грузов.

Ответ: а) а=2,2 м/с²; б) а=2,4 м/с²; в) а=2,6 м/с²; г) а=2,8 м/с²; д) а=3,0 м/с².
5. Тонкий обруч радиуса R=0,5 м раскрутили вокруг его оси до угловой скорости =5 с^-1 и положили плашмя на горизонтальную поверхность. Полагая, что коэффициент трения между поверхностью и обручем =0,2, определить время вращения обруча до полной остановки.

Ответ: а) t=1,20 с; б) t=1,22 с; в) t=1,24 с; г) t=1,26 с; д) t=1,28 с.
6. Через блок массы M=5 кг и радиуса R=0,1 м, который является сплошным однородным цилиндром, на шнуре подвешен груз массы m=1 кг. Другой конец шнура скреплен через пружину жесткости k=10³ Н/м с опорой (рис. 3). Цилиндр может вращаться вокруг оси без трения. Пренебрегая проскальзыванием шнура по блоку найти частоту  малых колебаний груза в тот момент времени, когда амплитуда колебаний А=5 см.

Ответ: а) =16,9 с^-1; б) =17,9 с^-1; в) =18,9 с^-1; г) =19,9 с^-1; д) =20,9 с^-1.
7. Груз массы m висит на двух одинаковых пружинах, соединенных последовательно. Во сколько раз изменится период вертикальных колебаний груза, если последовательное соединение пружин заменить параллельным соединением (рис. 4)?

Ответ: а) T₁/T₂=2; б) T₁/T₂=2,5; в) T₁/T₂=3,0;

г) T₁/T₂=3,5; д) T₁/T₂=4.
Вариант № 16

1. Сферический резервуар имеет радиус R=5 м, стоит на земле. При какой наименьшей скорости брошенный с земли камень может перелететь через резервуар, лишь коснувшись его вершины?

Ответ: а) v=15,7 м/с; б) v=14,7 м/с; в) v=13,7 м/с; г) v=12,7 м/с; д) v=11,7 м/с.
2. Шарик, пущенный по наклонной плоскости, проходит два равных отрезка длиной ℓ=0,5 м каждый и продолжает двигаться дальше. Первый отрезок шарик прошел за время t=t₁=1 с, второй – t₂=3t с (рис. 1). Найти скорость шарика в конце первого отрезка.

Ответ: а) v=0,26 м/с; б) v=0,30 м/с; в) v=0,34 м/с;

г) v=0,38 м/с; д) v=0,42 м/с.
3. Какой путь S проходит колеблющаяся точка до остановки, если ее смещение из положения равновесия описывается функцией , период собственных колебаний T=1 с, коэффициент затухания =0,05 с^-1, x₀=5 см? При решении задачи членами, содержащими (/)², – пренебречь.

Ответ: а) S=4,75 м; б) S=4,55 м; в) S=4,35 м; г) S=4,25 м; д) S=4,15 м.
4. Камень, пущенный по поверхности льда, прошел до остановки расстояние S=20,4 м. Начальная скорость камня v₀=3 м/с Найти коэффициент трения  камня о лед.

Ответ: а) =0,02; б) =0,12; в) =0,08; г) =0,06; д) =0,04.
5. Тонкий обруч радиуса R=0,5 м раскрутили вокруг его оси до угловой скорости =5 с^-1 и положили плашмя на горизонтальную поверхность. Полагая коэффициент трения между поверхностью и обручем =0,2, определить сколько оборотов сделает обруч до полной остановки?

Ответ: а) N=0,5 об; б) N=0,6 об; в) N=0,7 об; г) N=0,8 об; д) N=0,9 об.
6. Через блок массы M=5 кг и радиуса R=0,1 м, который является сплошным однородным цилиндром, на шнуре подвешен груз массы m=1 кг. Другой конец шнура скреплен через пружину жесткости k=10³ Н/м с опорой (рис. 2). Цилиндр может вращаться вокруг оси без трения. Пренебрегая проскальзыванием шнура по блоку найти максимальную силу натяжения шнура слева F_1m от блока в случае, когда амплитуда колебаний А=5 см.

Ответ: а) F_1m=70 Н; б) F_1m=60 Н; в) F_1m=50 Н; г) F_1m=40 Н; д) F_1m=30 Н.
7. Два математических маятника массы m=0,5 кг и длины ℓ=1 м каждый связаны невесомой пружиной (рис. 3). Коэффициент упругости пружины k=200 Н/м. При равновесии маятники занимают вертикальное положение, и пружина не деформирована. Определить частоты малых колебаний двух связанных маятников в случаях, когда маятники отклонены в одной плоскости на равные углы в разные стороны (колебания совершаются в противоположных фазах).

Ответ: а) Т=0,22 с^-1; б) Т=0,32 с^-1; в) Т=0,42 с^-1; г) Т=0,52 с^-1; д) Т=0,62 с^-1.
Вариант № 17

1. Под каким наименьшим углом к горизонту следует бросать мяч, чтобы он пролетел сквозь баскетбольное кольцо сверху, не ударившись о него? Радиус мяча r, радиус кольца R=2r, высота его над полом H=3 м. Баскетболист бросает мяч с высоты h=2 м, находясь на горизонтали от кольца на расстоянии =5 м.

Ответ: а) =24,4⁰; б) =44,4⁰; в) =34,4⁰; г) =54,4⁰; д) =74,4⁰.
2. Автомобиль с шириной колеи 1,2 м и радиусом колес r=0,3 м движется по закругленному шоссе с радиусом кривизны R=50 м. Скорость центра автомобиля 36 км/ч. Найти линейную скорость v₁ внутренних (по отношению к центру кривизны шоссе) колес автомобиля (рис. 1).

Ответ: а) v₁=6,88 м/с; б) v₁=7,88 м/с; в) v₁=8,88 м/с;

г) v₁=9,88 м/с; д) v₁=10,88 м/с.
3. В среде с плотностью =1,29 кг/м³ вдоль оси х со скоростью v=340 м/с распространяется плоская звуковая волна, частота которой =1 кГц. Уравнение волны , где ₀=5 см, x=170 м, k=/v – волновое число. Найти изменение давления в среде за время t=1 с.

Ответ: а) p=2,3810⁵ Па; б) p=1,3810⁵ Па; в) p=0,13810⁵ Па;

г) p=1,3810³ Па; д) p=0,13810³ Па.
4. На покоящееся тело массы m=5 кг налетает со скоростью v=10 м/с тело массы M=10 кг. Сила, возникающая при взаимодействии тел, линейно растет во времени до значения F₀=10 Н за время t₀=10 с, а затем равномерно убывает до нуля за такое же время t₀. Определить скорость первого тела после взаимодействия, считая, что все движения происходят по одной прямой.

Ответ: а) u₁=12 м/с; б) u₁=10 м/с; в) u₁=8 м/с; г) u₁=6 м/с; д) u₁=4 м/с.
5. На тонкостенный цилиндр намотана нить, конец которой закреплен (рис. 2). Нить остается параллельной наклонной плоскости с углом наклона =30⁰ при разматывании. Какую скорость приобрел цилиндр, если его ось прошла расстояние =1 м? Коэффициент трения между цилиндром и плоскостью =0,01.

Ответ: а) v=0,39 м/с; б) v=0,41 м/с; в) v=0,43 м/с; г) v=0,45 м/с; д) v=0,47 м/с.
6. Через блок массы M=5 кг и радиуса R=0,1 м, который является сплошным однородным цилиндром, на шнуре подвешен груз массы m=1 кг. Другой конец шнура скреплен через пружину жесткости k=10³ Н/м с опорой (рис. 3). Цилиндр может вращаться вокруг оси без трения. Пренебрегая проскальзыванием шнура по блоку, найти максимальную силу натяжения шнура справа F_2m от блока в случае, когда амплитуда колебаний А=5 см.

Ответ: а) F_2m=28 Н; б) F_2m=26 Н; в) F_2m=24 Н; г) F_2m=22 Н; д) F_2m=20 Н.
7. Математический маятник отклонили на 90⁰ от вертикали и отпустили. В тот момент, когда маятник проходил положение равновесия, точка его подвеса стала двигаться вниз с ускорением а=2 м/с² (рис. 4). На какой максимальный угол отклонится маятник от вертикали?

Ответ: а) =90,2⁰; б) =80,2⁰; в) =70,2⁰;

г) =60,2⁰; д) =50,2⁰.