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: 7 из 13

Вариант №10

1. К ободу однородного сплошного диска радиусом R=0,5 м приложена постоянная касательная сила F=100 Н. При вращении диска на него действует момент сил трения M_тр=2 Нм (рис. 1). Определить массу диска, если известно, что его угловое ускорение  постоянно и равно 16 рад/с².

Ответ: а) m=28 кг; б) m=26 кг; в) m=24 кг;

г) m=22 кг; д) m=20 кг.
2. Два шара массами m₁=9 кг и m₂=12 кг подвешены на нитях длиной =1,5 м. Первоначально шары соприкасаются между собой, затем меньший шар отклонили на угол =30⁰ и отпустили (рис. 2). Считая удар неупругим, определить высоту, на которую поднимутся оба шара после удара.

Ответ: а) h=3,1 см; б) h=3,3 см; в) h=3,5 см; г) h=3,7 см; д) h=3,9 см.
3. Шар массой m=1,8 кг сталкивается с покоящимся шаром большей массы M. В результате прямого упругого удара шар потерял w=0,36 своей кинетической энергии. Определить массу большего шара.

Ответ: а) M=20,2 кг; б) M=19,2 кг; в) M=18,2 кг; г) M=17,2 кг; д) M=16,2 кг.
4. Моторная лодка массой m=200 кг, достигнув скорости v=8 м/с, стала двигаться далее с выключенным двигателем. Считая силу сопротивления пропорциональной скорости, определить путь, пройденный лодкой за время  с момента выключения двигателя. Коэффициент сопротивления принять равным 25 кг/с.

Ответ: а) S=41,7 м; б) S=43,7 м; в) S=45,7 м; г) S=47,7 м; д) S=49,7 м.
5. Однородный диск массой m₁=0,2 кг и радиусом R=20 см может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси z, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через точку О. В точку А на образующей диска попадает пластилиновый шарик, летящий горизонтально (перпендикулярно оси z) со скоростью v=10 м/с, и прилипает к его поверхности. Масса шарика m₂=10 г. Определить угловую скорость  диска в начальный момент времени, если расстояние a=R/3; b=2R/3 (рис. 3).

Ответ: а) =1,52 рад/с; б) =1,62 рад/с; в) =1,72 рад/с; г) =1,82 рад/с; д) =1,92 рад/с.
6. Зависимость потенциальной энергии тела в центральном силовом поле от расстояния r до центра поля задается функцией . Определить, при каком значении r принимает максимальное значение потенциальная энергия тела.

Ответ: а) r=6,0 см; б) r=5,5 см; в) r=5,0 см; г) r=4,5 см; д) r=4 см.
7. Луна движется вокруг Земли со скоростью v₁=1,02 км/с. Среднее расстояние Луны от Земли =60,3R (R – радиус Земли). Определить по этим данным, с какой скоростью v₂ должен двигаться искусственный спутник, вращающийся вокруг Земли на незначительной высоте над ее поверхностью.

Ответ: а) v₂=7,92 км/с; б) v₂=7,82 км/с; в) v₂=7,72 км/с; г) v₂=7,62 км/с;

д) v₂=7,52 км/с.
8. Средняя квадратичная скорость кв> молекул двухатомного газа при некоторых условиях равна 480 м/с. Определить скорость распространения звука в газе при тех же условиях.

Ответ: а) v=328 м/с; б) v=338 м/с; в) v=348 м/с; г) v=358 м/с; д) v=368 м/с.
Вариант №11

1. Тело массой m=5 кг падает с высоты h=20 м. Определить сумму потенциальной и кинетической энергий тела в точке, находящейся от поверхности Земли на высоте h₁=5 м (рис. 1). Трением тела о воздух пренебречь.

Ответ: а) W=951 Дж; б) W=961 Дж; в) W=971 Дж;

г) W=981 Дж; д) W=991 Дж.
2. Два цилиндра массами m₁=150 г и m₂=300 г, соединённые сжатой пружиной, разошлись при внезапном освобождении пружины в разные стороны (рис. 2). Пренебрегая силами сопротивления и учитывая, что кинетическая энергия упругой деформации пружины составляет 1,8 Дж, определить скорость v₁ движения первого цилиндра.

Ответ: а) v₁=3 м/с; б) v₁=4 м/с; в) v₁=5 м/с; г) v₁=6 м/с; д) v₁=7 м/с.
3. Два шара массами m₁=200 г и m₂=400 г подвешены на нитях длиной =67,5 см. Первоначально шары соприкасаются между собой, затем первый шар отклонили от положения равновесия на угол =60⁰ и отпустили (рис. 3). Считая удар упругим, определить, на какую высоту поднимется второй шар после удара.

Ответ: а) h=23 см; б) h=21 см; в) h=19 см;

г) h=17 см; д) h=15 см.
4. Частица массой m₁=10^-24 г имеет кинетическую энергию W₁=910^-9 Дж. В результате упругого столкновения с покоящейся частицей массой m₂=410^-24 г она сообщает ей кинетическую энергию W₂=510^-9 Дж. Определить угол , на который отклонится частица от своего первоначального направления.

Ответ: а) =150⁰; б) =148⁰; в) =146⁰; г) =144⁰; д) =142⁰.
5. Однородный диск массой m₁=0,2 кг и радиусом R=20 см может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси z, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через точку О (рис. 4). В точку А на образующей диска попадает пластилиновый шарик, летящий горизонтально (перпендикулярно оси z) со скоростью v=10 м/с, и прилипает к его поверхности. Масса шарика m₂=10 г. Определить линейную скорость u точки В на диске в начальный момент времени, если расстояние a=b=R.

Ответ: а) u=1,009 м/с; б) u=0,909 м/с; в) u=0,809 м/с; г) u=0,709 м/с;

д) u=0,609 м/с.
6. Зависимость потенциальной энергии тела в центральном силовом поле от расстояния r до центра поля задается функцией . Определить, при каком значении r принимает максимальное значение сила, действующая на тело.

Ответ: а) r₁=8 см, r₂=9 см; б) r₁=6 см, r₂=8 см; в) r₁=5 см, r₂=7 см;

г) r₁=4 см, r₂=6 см; д) r₁=2 см, r₂=5 см.
7. Зная среднюю скорость v₁ движения Земли вокруг Солнца, определить, с какой средней скоростью v₂ движется малая планета, радиус орбиты которой в n=4 раза больше радиуса орбиты Земли?

Ответ: а) v₂=15 км/с; б) v₂=17 км/с; в) v₂=19 км/с; г) v₂=21 км/с; д) v₂=23 км/с.
8. Движущийся по реке теплоход дает свисток. Частота свистка ₀=400 Гц. Наблюдатель, стоящий на берегу, воспринимает звук свистка частотой =395 Гц. Принимая скорость звука v=340 м/с, определить скорость движения теплохода.

Ответ: а) v_т=4,1 м/с; б) v_т=4,3 м/с; в) v_т=4,5 м/с; г) v_т=4,7 м/с; д) v_т=4,9 м/с.
Вариант №12

1. Тело, падая с некоторой высоты, в момент соприкосновения с Землей обладает импульсом p=100 кгм/с и кинетической энергией W_k=500 Дж. Определить, с какой высоты тело падало.

Ответ: а) h=9,1 м; б) h=8,1 м; в) h=7,1 м; г) h=6,1 м; д) h=5,1 м.
2. Два цилиндра массами m₁=150 г и m₂=300 г, соединённые сжатой пружиной, разошлись при внезапном освобождении пружины в разные стороны. Пренебрегая силами сопротивления и учитывая, что кинетическая энергия упругой деформации пружины составляет 1,8 Дж, определить скорость v₂ движения второго цилиндра (рис. 1).

Ответ: а) v₂=2 м/с; б) v₂=3 м/с; в) v₂=4 м/с; г) v₂=5 м/с; д) v₂=6 м/с.
3. Два шара массами m₁=3 кг и m₂=2 кг подвешены на нитях длиной =1 м (рис. 2). Первоначально шары соприкасаются между собой, затем больший шар отклонили от положения равновесия на угол =60⁰ и отпустили. Считая удар упругим, определить скорость второго шара после удара.

Ответ: а) u₂=3,76 м/с; б) u₂=3,66 м/с; в) u₂=3,56 м/с; г) u₂=3,46 м/с;

д) u₂=3,36 м/с.
4. Два шара массами m и 4m движутся в одном направлении, имея одинаковые кинетические энергии (W₁=W₂=100 Дж). Определить непосредственно после удара кинетическую энергию W₂^' второго (большего) шара.

Ответ: а) W₂^'=164 Дж; б) W₂^'=154 Дж; в) W₂^'=144 Дж; г) W₂^'=134 Дж;

д) W₂^'=124 Дж.

5. Однородный диск массой m₁=0,2 кг и радиусом R=20 см может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси z, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через точку О. В точку А на образующей диска попадает пластилиновый шарик, летящий горизонтально (перпендикулярно оси z) со скоростью v=10 м/с, и прилипает к его поверхности (рис. 3). Масса шарика m₂=10 г. Определить линейную скорость u точки В на диске в начальный момент времени, если расстояние a=R/2; b=R.

Ответ: а) u=0,474 м/с; б) u=0,464 м/с; в) u=0,454 м/с;

г) u=0,444 м/с; д) u=0,434 м/с.
6. Считая плотность Земли постоянной, определить глубину, на которой ускорение свободного падения составляет 25% от ускорения свободного падения на поверхности Земли.

Ответ: а) h=4,410⁶ м; б) h=4,610⁶ м; в) h=4,810⁶ м; г) h=5,010⁶ м;

д) h=5,210⁶ м.
7. Космическая ракета, ставшая искусственной планетой, обращается вокруг Солнца по эллипсу. Наименьшее расстояние r_min ракеты от Солнца равно 0,97, наибольшее расстояние r_max=1,31 среднего расстояния Земли от Солнца. Определить период вращения (в годах) искусственной планеты.

Ответ: а) T=1,12 года; б) T=1,22 года; в) T=1,32 года; г) T=1,42 года;

д) T=1,52 года.
8. Электропоезд проходит со скоростью 54 км/ч мимо неподвижного приемника и подает звуковой сигнал. Приемник воспринимает скачок частотой =53 Гц.. Определить частоту тона звукового сигнала электропоезда, принимая скорость звука равной 340 м/с.

Ответ: а) =619 Гц; б) =609 Гц; в) =599 Гц; г) =589 Гц; д) =579 Гц.
Вариант №13

1. Тело, падая с некоторой высоты, в момент соприкосновения с Землей обладает импульсом p=100 кгм/с и кинетической энергией W_k=500 Дж. Определить массу тела.

Ответ: а) m=10 кг; б) m=12 кг; в) m=14 кг; г) m=16 кг; д) m=18 кг.
2. Шарик из некоторого материала, падая с высоты h=0,9 м, несколько раз отскакивает от пола. Определить коэффициент восстановления материала шарика при ударе о пол, если с момента падения до второго удара прошло время t=1 с.

Ответ: а) k=0,57; б) k=0,67; в) k=0,77; г) k=0,87; д) k=0,97.

3. Человек, стоящий на скамье Жуковского, держит в руках стержень длиной =2,5 м и массой m=8 кг, расположенный вертикально вдоль оси вращения скамейки (рис. 1). Эта система (скамья и человек) обладает моментом инерции I=10 кгм² и вращается с частотой n₁=12 мин^-1. Определить частоту вращения n₂ системы, если стержень повернуть в горизонтальное положение.

Ответ: а) n₂=22 мин^-1; б) n₂=20 мин^-1; в) n₂=18 мин^-1; г) n₂=16 мин^-1;

д) n₂=14 мин^-1.
4. Два шара массами m и 4m движутся в одном направлении, имея одинаковые кинетические энергии (W₁=W₂=100 Дж). Определить непосредственно после изменение U внутренней энергии шаров. Удар считать прямым, центральным, неупругим.

Ответ: а) U=18 Дж; б) U=20 Дж; в) U=22 Дж; г) U=24 Дж;

д) U=26 Дж.
5. Однородный диск массой m₁=0,2 кг и радиусом R=20 см может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси z, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через точку О (рис. 2). В точку А на образующей диска попадает пластилиновый шарик, летящий горизонтально (перпендикулярно оси z) со скоростью v=10 м/с, и прилипает к его поверхности. Определить линейную скорость u точки В на диске в начальный момент времени, если расстояние a=2R/3, b=R/2, масса шарика m₂=10 г.

Ответ: а) u=0,323 м/с; б) u=0,323 м/с; в) u=0,313 м/с; г) u=0,303 м/с;

д) u=0,293 м/с.
6. Принимая, что радиус Земли известен, определить, на какой высоте h над поверхностью Земли напряженность поля тяготения равна 4,9 Н/кг.

Ответ: а) h=2,5410⁶ м; б) h=2,6410⁶ м; в) h=2,7410⁶ м; г) h=2,8410⁶ м;

д) h=2,9410⁶ м.
7. Спутник Марса находится на расстоянии r=9,410⁶ м от центра планеты и движется вокруг нее со скоростью v=2,1 км/с. Определить массу Марса.

Ответ: а) М=6,1110²³ кг; б) М=6,2110²³ кг; в) М=6,3110²³ кг;

г) М=6,4110²³ кг; д) М=6,5110²³ кг.
8. Поезд проходит со скоростью 72 км/ч мимо неподвижного приемника и подает гудок, частота которого =300 Гц. Принимая скорость звука равной 340 м/с, определить скачок частоты, воспринимаемый приемником.

Ответ: а) =40,5 Гц; б) =38,5 Гц; в) =36,5 Гц; г) =34,5 Гц;

д) =32,5 Гц.
Вариант №14

1. С башни высотой H=20 м горизонтально со скоростью v₀=10 м/с брошен камень массой m=400 г (рис. 1). Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить для момента времени t=1 с после начала движения кинетическую энергию.

Ответ: а) W_k=59,2 Дж; б) W_k=39,2 Дж;

в) W_k=49,2 Дж; г) W_k=69,2 Дж; д) W_k=29,2 Дж.
2. Определить, во сколько раз уменьшится скорость шара движущегося со скоростью v₁, при его соударении с покоящимся шаром, масса которого в 5 раз больше массы налетающего шара (рис. 2). Удар считать центральным абсолютно упругим.

Ответ: а) N=1,9 раза; б) N=1,7 раза; в) N=1,5 раза; г) N=1,3 раза;

д) N=1,1 раза.
3. Два вагона массами m=15 т движутся навстречу друг другу со скоростями v=3 м/с и сталкиваются между собой. Определить сжатие пружины буферов вагонов, если известно, что сила пропорциональна деформации и под действием силы F=50 кН пружина сжимается на =1 см.

Ответ: а) =14,6 см; б) =12,6 см; в) =11,6 см; г) =10,6 см; д) =9,6 см.
4. Два шара массами m и 4m движутся в одном направлении, имея одинаковые кинетические энергии (W₁=W₂=200 Дж). Определить непосредственно после удара кинетическую энергию W₁^' первого (меньшего) шара. Удар считать центральным, неупругим.

Ответ: а) W₂^'=8 Дж; б) W₂^'=10 Дж; в) W₂^'=12 Дж; г) W₂^'=14 Дж;

д) W₂^'=16 Дж.
5. Однородный диск массой m₁=0,2 кг и радиусом R=20 см может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси z, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через точку О. В точку А на образующей диска попадает пластилиновый шарик, летящий горизонтально (перпендикулярно оси z) со скоростью v=10 м/с, и прилипает к его поверхности (рис. 3). Масса шарика m₂=10 г. Определить линейную скорость u точки В на диске в начальный момент времени, если расстояние a=R/3; b=2R/3.

Ответ: а) u=0,242 м/с; б) u=0,232 м/с; в) u=0,222 м/с; г) u=0,212 м/с;

д) u=0,202 м/с.
6. Определить, в какой точке (считая от поверхности Земли) на прямой, соединяющей центры Земли и Луны, напряженность поля тяготения равна нулю. Расстояние между центрами Земли и Луны равно R, масса Земли в 81 раз больше массы Луны.

Ответ: а) h=0,9R; б) h=0,7R; в) h=0,5R; г) h=0,3R; д) h=0,1R.
7. Ракета, запущенная с Земли на Марс, летит, двигаясь вокруг Солнца по эллиптической орбите (рис. 4). Среднее расстояние r планеты Марс от Солнца равно 1,5 среднего расстояния Земли от Солнца. В течение какого времени t будет лететь ракета до встречи с Марсом?

Ответ: а) t=275 сут; б) t=265 сут; в) t=255 сут; г) t=245 сут; д) t=235 сут.
8. Два катера движутся навстречу друг другу. С первого катера, движущегося со скоростью v₁=10 м/с, посылается ультразвуковой сигнал частотой ₁=50 Гц, который распространяется в воде. После отражения от второго катера сигнал принят первым катером с частотой ₂=52 кГц. Принимая скорость распространения звуковых колебаний в воде равной 1,54 км/с, определить скорость движения второго катера.

Ответ: а) v=28,2 м/с; б) v=26,2 м/с; в) v=24,2 м/с; г) v=22,2 м/с; д) v=20,2 м/с.
Вариант №15

1. С башни высотой H=20 м горизонтально со скоростью v₀=10 м/с брошен камень массой m=0,4 кг (рис. 1). Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить для момента времени t=1 с после начала движения потенциальную энергию.

Ответ: а) W_p=55,2 Дж; б) W_p=57,2 Дж;

в) W_p=59,2 Дж; г) W_p=61,2 Дж; д) W_p=63,2 Дж.
2. Два шара массами m₁=9 кг и m₂=12 кг подвешены на нитях длиной =1,5 м. Первоначально шары соприкасаются между собой, затем меньший шар отклонили на угол =30⁰ и отпустили (рис. 2). Считая удар неупругим, определить высоту, на которую поднимутся оба шара после удара.

Ответ: а) h=3,1 см; б) h=3,3 см; в) h=3,5 см; г) h=3,7 см; д) h=3,9 см.
3. На горизонтально расположенной пружине, жесткость которой k=800 Н/м, укреплен шар массой М=4 кг, лежащий на гладком столе, по которому он может скользить без трения (рис. 3). Пуля массой m=10 г, летящая с горизонтальной скоростью v₀=600 м/с и имеющая в момент удара скорость, направленную вдоль оси пружины, попала в шар и застряла в нем. Пренебрегая массой пружины и сопротивлением воздуха, определить амплитуду колебаний шара.

Ответ: а) А=16 см; б) А=14 см; в) А=12 см; г) А=10 см; д) А=8 см.
4. Два шара массами m и 4m движутся в одном направлении, имея одинаковые кинетические энергии (W₁=W₂=200 Дж). Определить непосредственно после удара изменение U внутренней энергии шаров. Удар считать центральным, неупругим.

Ответ: а) U=370 Дж; б) U=360 Дж; в) U=350 Дж; г) U=340 Дж;

д) U=330 Дж.
5. На краю горизонтальной платформы, имеющей форму диска радиусом R=2 м, стоит человек массой m₁=80 кг. Масса платформы m₂=240 кг. Платформа может вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр (рис. 4). Пренебрегая трением, найти, с какой угловой скоростью  будет вращаться платформа, если человек будет идти вдоль ее края со скоростью v=2 м/с относительно платформы.

Ответ: а) =0,8 рад/с; б) =0,7 рад/с; в) =0,6 рад/с; г) =0,5 рад/с;

д) =0,4 рад/с.
6. Два одинаковых однородных шара из одинакового материала соприкасаются друг с другом. Определить, как изменится потенциальная энергия их гравитационного взаимодействия, если массу шаров увеличить в три раза.

Ответ: а) W₂/W₁=6,14; б) W₂/W₁=6,24; в) W₂/W₁=6,34; г) W₂/W₁=6,44;

д) W₂/W₁=6,54.
7. Определить значения потенциала  гравитационного поля на поверхности Солнца.

Ответ: а) =-186 ГДж/кг; б) =-188 ГДж/кг; в) =-190 ГДж/кг;

г) =-192 ГДж/кг; д) =-194 ГДж/кг.
8. Изменение давления в звуковой волне дается выражением , где p измеряется в паскалях, x – в метрах, а t – в секундах. Определить длину волны.

Ответ: а) =6 см; б) =8 см; в) =10 см; г) =12 см; д) =14 см.