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: 8 из 13

Вариант №16

1. Материальная точка массой m=20 г движется по окружности радиусом R=10 см с постоянным тангенциальным ускорением. К концу пятого оборота после начала движения кинетическая энергия материальной точки оказалась равной 6,3 мДж. Определить тангенциальное ускорение.

Ответ: а) a_t=0,4 м/с²; б) a_t=0,2 м/с²; в) a_t=0,3 м/с²; г) a_t=0,1 м/с²; д) a_t=0,5 м/с².

2. 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. 1). 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.
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. 2). 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 период колебаний шара.

Ответ: а) Т=0,411 с; б) Т=0,413 с; в) Т=0,415 с; г) Т=0,417 с; д) Т=0,419 с.
4. Кинетические энергии двух шаров, движущихся в одном направлении, соответственно равны W₁=400 Дж и W₂=100 Дж. Определить непосредственно после прямого, центрального, неупругого удара изменение W₁ кинетической энергии первого шара.

Ответ: а) W₁=-155 Дж; б) W₁=-165 Дж; в) W₁=-175 Дж;

г) W₁=-185 Дж; д) W₁=-195 Дж.
5. Платформа, имеющая форму диска, может вращаться около вертикальной оси (рис. 3). На краю платформы стоит человек массой m₁=60 кг. На какой угол  повернется платформа, если человек пойдет вдоль края платформы и, обойдя его, вернется в исходную точку на платформе? Масса платформы m₂=240 кг. Момент инерции человека рассчитывать, как для материальной точки.

Ответ: а) =-135⁰; б) =-130⁰; в) =-125⁰; г) =-120⁰; д) =-115⁰.
6. Спутник поднимают на высоту h=6370 км и запускают его по круговой орбите на той же высоте. Определить отношение работ на поднятие (А₁) и на запуск (А₂) спутника.

Ответ: а) А₁/А₂=2,1; б) А₁/А₂=2,3; в) А₁/А₂=2,0; г) А₁/А₂=1,7;

д) А₁/А₂=1,4.
7. Ракета пущена с Земли с начальной скоростью v₀=15 км/с. К какому пределу будет стремиться скорость ракеты, если расстояние от Земли бесконечно увеличивается? Сопротивление воздуха и притяжение других небесных тел, кроме Земли, не учитывать.

Ответ: а) v=13 км/с; б) v=12 км/с; в) v=11 км/с; г) v=10 км/с; д) v=8 км/с.
8. Изменение давления в звуковой волне дается выражением , где p измеряется в паскалях, x в метрах, а t – в секундах. Определить частоту волны.

Ответ: а) =860 Гц; б) =850 Гц; в) =840 Гц; г) =830 Гц; д) =820 Гц.
Вариант №17

1. Тело массой m=70 кг движется под действием постоянной силы F=63 Н. Определить, на каком пути S скорость этого тела возрастет в три раза по сравнению с моментом времени, когда скорость тела была равна v₀=1,5 м/с.

Ответ: а) S=18 м; б) S=16 м; в) S=14 м; г) S=12 м; д) S=10 м.
2. Два шара массами m₁=3 кг и m₂=2 кг подвешены на нитях длиной =1 м (рис. 1). 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.
3. Тело массой m=1 кг скользит без трения по гладкому горизонтальному столу и въезжает на подвижную горку массой М=5 кг. Высота горки h=1,2 м (рис. 2). Трение между горкой и столом отсутствует. Найти модуль конечной скорости тела. Начальная скорость тела v₀=5 м/с.

Ответ: а) u₁=3,63 м/с; б) u₁=3,53 м/с; в) u₁=3,43 м/с; г) u₁=3,33 м/с;

д) u₁=3,23 м/с.
4. Кинетические энергии двух шаров, движущихся в одном направлении, соответственно равны W₁=400 Дж и W₂=100 Дж. Определить непосредственно после прямого, центрального, неупругого удара изменение W₂ кинетической энергии второго шара.

Ответ: а) W₂=155 Дж; б) W₂=145 Дж; в) W₂=135 Дж;

г) W₂=125 Дж; д) W₂=115 Дж.
5. Платформа в виде диска радиусом R=1 м вращается по инерции с частотой ₁=6 мин^-1. На краю платформы стоит человек, масса которого m₂=80 кг (рис. 3). С какой частотой  будет вращаться платформа, если человек перейдет в ее центр? Момент инерции платформы I=120 кгм². Момент инерции человека рассчитывать, как для материальной точки.

Ответ: а) =16 мин^-1; б) =14 мин^-1; в) =12 мин^-1; г) =10 мин^-1;

д) =8 мин^-1.
6. Определить работу, которую необходимо совершить, чтобы тело массой m=1000 кг, находящееся на Земле, смогло превратиться в спутник Солнца. Сопротивлением среды пренебречь.

Ответ: а) А=65,6 ГДж; б) А=64,6 ГДж; в) А=63,6 ГДж; г) А=62,6 ГДж;

д) А=61,6 ГДж.
7. Комета огибает Солнце, двигаясь по орбите, которую можно считать параболической. С какой скоростью v движется комета, когда она проходит через ближайшую к Солнцу точку своей орбиты (перигей), если расстояние r кометы от Солнца в этот момент равно 50 Гм?

Ответ: а) v=75,6 км/с; б) v=74,6 км/с; в) v=73,6 км/с; г) v=72,6 км/с;

д) v=71,6 км/с.
8. Изменение давления в звуковой волне дается выражением , где p измеряется в паскалях, x – в метрах, а t – в секундах. Определить скорость распространения волны.

Ответ: а) v=5000 мкм/с; б) v=5100 мкм/с; в) v=5200 мкм/с;

г) v=5300 мкм/с; д) v=5400 мкм/с.
Вариант №18

1. Полый тонкостенный цилиндр массой m=0,5 кг, катящийся без скольжения, ударяется о стенку и откатывается от нее (рис. 1). Скорость цилиндра до удара о стенку v₁=1,4 м/с, после удара u₁=1 м/с. Определить выделившееся при ударе количество теплоты.

Ответ: а) Q=0,88 Дж; б) Q=0,78 Дж; в) Q=0,68 Дж; г) Q=0,58 Дж;

д) Q=0,48 Дж.
2. 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. 2). 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.
3. Тело массой m=1 кг скользит без трения по гладкому горизонтальному столу и въезжает на подвижную горку массой М=5 кг. Высота горки 1,2 м (рис. 3). Трение между горкой и столом отсутствует. Найти конечную скорость горки. Начальная скорость тела v₀=5 м/с.

Ответ: а) u₂=1,47 м/с; б) u₂=1,57 м/с; в) u₂=1,67 м/с; г) u₂=1,77 м/с;

д) u₂=1,87 м/с.
4. Кинетические энергии двух шаров, движущихся в одном направлении, соответственно равны W₁=400 Дж и W₂=100 Дж. Определить непосредственно после прямого, центрального, неупругого удара изменение U внутренней энергии шаров.

Ответ: а) U=10 Дж; б) U=20 Дж; в) U=30 Дж; г) U=40 Дж;

д) U=50 Дж.
5. Три лодки одинаковой массы m=120 кг идут в кильватер (друг за другом) с одинаковой скоростью v=5 м/с. Из средней лодки одновременно в переднюю и заднюю лодки бросают со скоростью u=2 м/с грузы массой m₁=10 кг (рис. 4). Какова будет скорость первой лодки после переброски грузов?

Ответ: а) v₁=5,6 м/с; б) v₁=5,4 м/с; в) v₁=5,2 м/с; г) v₁=5,0 м/с;

д) v₁=4,8 м/с.
6. Масса Земли в n=81,6 раза больше массы Луны. Расстояние  между центрами масс Земли и Луны равно 60,3R (R – радиус Земли). На каком расстоянии r (в единица R) от центра Земли находится точка, в которой суммарная напряженность гравитационного поля Земли и Луны равна нулю?

Ответ: а) r=58,3R; б) r=57,3R; в) r=56,3R; г) r=55,3R; д) r=54,3R.
7. Малая планета в виде шара радиусом R₁, обладающая массой M, создает вокруг себя гравитационной поле (поле тяготения). Концентрическая этой планете поверхность делит пространство на две части (внутреннюю конечную и внешнюю бесконечную) так, что энергия гравитационного поля обеих частей одинакова. Определить радиус R₂ этой сферической поверхности.

Ответ: а) R₂=1,2R₁; б) R₂=1,4R₁; в) R₂=1,6R₁; г) R₂=1,8R₁; д) R₂=2,0R₁.
8. Изменение давления в звуковой волне дается выражением , где p измеряется в паскалях, x – в метрах, а t – в секундах. Определить амплитуду волны.

Ответ: а) А=4,010^-11 м; б) А=3,510^-11 м; в) А=3,010^-11 м; г) А=2,510^-11 м; д) А=2,010^-11 м.
Вариант №19

1. К ободу однородного сплошного диска массой m=10 кг, насаженного на ось, приложена постоянная касательная сила F=30 Н. Определить кинетическую энергию диска через время t=4 с после начала действия силы.

Ответ: а) W_k=1,84 кДж; б) W_k=1,74 кДж; в) W_k=1,64 кДж;

г) W_k=1,44 кДж; д) W_k=1,34 кДж.
2. 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.
3. Лента горизонтального транспортера движется со скоростью u=0,5 м/с (рис. 1). На ленту, касаясь ее, влетает шайба с начальной скоростью v₀=2,1 м/с, перпендикулярной краю ленты. Найти ширину ленты, при которой шайба остановится на ее краю, если коэффициент трения между шайбой и лентой =0,75.

Ответ: а) =0,21 м; б) =0,31 м; в) =0,41 м; г) =0,51 м; д) =0,61 м.
4. Кинетические энергии двух шаров, движущихся навстречу друг другу, соответственно равны W₁=400 Дж и W₂=100 Дж. Определить непосредственно после прямого, центрального, неупругого удара изменение W₁ кинетической энергии первого шара.

Ответ: а) W₁=-335 Дж; б) W₁=-345 Дж; в) W₁=-355 Дж;

г) W₁=-365 Дж; д) W₁=-375 Дж.
5. В центре скамьи Жуковского стоит человек и держит в руках стержень длиной =2,4 м и массой m=8 кг, расположенный вертикально по оси вращения скамьи. Скамья с человеком вращается с частотой ₁=1 с^-1. С какой частотой ₂ будет вращаться скамья с человеком, если он повернет стержень в горизонтальное положение (рис. 2)? Суммарный момент инерции человека и скамьи I=6 кгм².

Ответ: а) ₂=0,41 с^-1; б) ₂=0,51 с^-1; в) ₂=0,61 с^-1; г) ₂=0,71 с^-1; д) ₂=0,81 с^-1.
6. 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.
7. Две малых планеты радиусами R₁=4 км и R₂=6 км обладают равномерно распределенными по объему массами M₁=210¹⁵ т и M₂=310¹⁵ т. Расстояние ℓ между центрами планет равно 20 км. Определить потенциальную энергию гравитационного поля такой системы с учетом собственной потенциальной энергии планет.

Ответ: а) W=2010²² Дж; б) W=1810²² Дж; в) W=1610²² Дж;

г) W=1410²² Дж; д) W=1210²² Дж.
8. Продольная сейсмическая волна падает на границу раздела между двумя породами под углом =10⁰. Относительные плотности пород 3,6 и 4,9. Определить угол преломления, считая модули упругости этих пород одинаковыми.

Ответ: а) =5,6⁰; б) =6,6⁰; в) =7,6⁰; г) =8,6⁰; д) =9,6⁰.
Вариант №20

1. Груз, подвешенный к спиральной пружине, совершает гармонические колебательные движения по вертикали с амплитудой А=6 см (рис. 1). Определить полную энергию колебаний груза, если жесткость пружины k=500 Н/м.

Ответ: а) W=0,6 Дж; б) W=0,7 Дж; в) W=0,8 Дж; г) W=0,9 Дж; д) W=1,0 Дж.
2. На горизонтально расположенной пружине жесткостью k=800 Н/м укреплен шар массой М=4 кг, лежащий на гладком столе, по которому он может скользить без трения (рис. 2). 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.

3. Пуля, летящая горизонтально, попадает в шар, подвешенный на невесомом жестком стержне, и застревает в нем. Масса пули в 1000 раз меньше массы шара. Расстояние от центра шара до точки подвеса стержня =1 м (рис. 3). Найти скорость пули, если известно, что стержень отклонился после удара пули на угол =10⁰.

Ответ: а) v=550 м/с; б) v=560 м/с; в) v=570 м/с;

г) v=580 м/с; д) v=590 м/с.
4. Кинетические энергии двух шаров, движущихся навстречу друг другу, соответственно равны W₁=400 Дж и W₂=100 Дж. Определить непосредственно после прямого, центрального, неупругого удара изменение W₂ кинетической энергии второго шара.

Ответ: а) W₂=-45 Дж; б) W₂=-55 Дж; в) W₂=-65 Дж;

г) W₂=-75 Дж; д) W₂=-85 Дж.
5. Три лодки одинаковой массы m=120 кг идут в кильватер (друг за другом) с одинаковой скоростью – v=5 м/с. Из средней лодки одновременно в переднюю и заднюю лодки бросают со скоростью u=2 м/с грузы массой m₁=10 кг (рис. 4). Какова будет скорость второй лодки после переброски грузов?

Ответ: а) v₂=4,8 м/с; б) v₂=5,0 м/с; в) v₂=5,2 м/с; г) v₂=5,4 м/с; д) v₂=5,6 м/с.
6. 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.
7. Найти расстояние между компонентами двойной звезды, если их общая масса М₁+М₂ равна удвоенной массе Солнца М₀ и звезды обращаются по круговым орбитам вокруг их центра масс с периодом Т=2Т₀, где Т₀ – продолжительность земного года. Расстояние от Земли до Солнца R₀=1,510⁸ км.

Ответ: а) R=3,010⁸ км; б) R=3,210⁸ км; в) R=3,410⁸ км; г) R=3,610⁸ км; д) R=3,810⁸ км.

8. Вычислить максимальное смещение молекул воздуха для звука на пороге слышимости. Частота звука 1000 Гц.

Ответ: а) x_max=1,810^-11 м; б) x_max=1,610^-11 м; в) x_max=1,410^-11 м;

г) x_max=1,210^-11 м; д) x_max=1,010^-11 м.
Вариант №21

1. Автомобиль массой m=1,8 т движется в гору, уклон которой составляет 3 м на каждые 100 м пути (рис. 1). Определить развиваемую двигателем автомобиля мощность на пути 5 км, если коэффициент трения равен 0,1 и этот путь был преодолен за 5 мин.

Ответ: а) N=18,3 кВт; б) N=28,3 кВт; в) N=38,3 кВт; г) N=48,3 кВт;

д) N=58,3 кВт.
2. На горизонтально расположенной пружине жесткостью k=800 Н/м укреплен шар массой М=4 кг, лежащий на гладком столе, по которому он может скользить без трения (рис. 2). 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 период колебаний шара.

Ответ: а) Т=0,411 с; б) Т=0,413 с; в) Т=0,415 с; г) Т=0,417 с; д) Т=0,419 с.
3. В детском пистолете шарик кладут на пружинку, укрепленную внутри ствола. Пружинку сжимают на длину =5 см, а потом отпускают, направив ствол вертикально вверх. Шарик взлетает на высоту h=0,5 м. Какое максимальное ускорение приобрел шарик? Шарик отрывается от пружины в тот момент, когда она полностью распрямится. Трением, сопротивлением воздуха и массой пружины пренебречь (рис. 3).

Ответ: а) а=186,2 м/с²; б) а=186,2 м/с²; в) а=176,2 м/с²; г) а=166,2 м/с²;

д) а=156,2 м/с².
4. Кинетические энергии двух шаров, соответственно равны W₁=400 Дж и W₂=100 Дж. Шары движутся навстречу друг другу. Определить непосредственно после прямого, центрального, неупругого удара изменение U внутренней энергии шаров.

Ответ: а) U=480 Дж; б) U=470 Дж; в) U=460 Дж; г) U=450 Дж;

д) U=440 Дж.
5. Три лодки одинаковой массы m=120 кг идут в кильватер (друг за другом) с одинаковой скоростью v=5 м/с. Из средней лодки одновременно в переднюю и заднюю лодки бросают со скоростью u=2 м/с грузы массой m₁=10 кг (рис. 4). Какова будет скорость третьей лодки после переброски грузов?

Ответ: а) v₃=5,0 м/с; б) v₃=4,8 м/с; в) v₃=4,6 м/с; г) v₃=4,4 м/с; д) v₃=4,2 м/с.
6. Космическая ракета, ставшая искусственной планетой, обращается вокруг Солнца по эллипсу. Наименьшее расстояние r_min ракеты от Солнца равно 0,97, наибольшее расстояние r_max равно 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.
7. Среднее время обращения советского корабля-спутника «Восток», на котором Ю.А. Гагарин 12 апреля 1961 г. впервые облетел вокруг земного шара, Т₁=89,2 мин при средней высоте полета над земной поверхностью h=254 км. Ближайший спутник Марса («Фобос») обращается вокруг планеты за время Т₂=7,65 ч, находясь от центра Марса в среднем на расстоянии R₂=9350 км. Определить отношение массы Марса М₂ к массе Земли М₁, если средний радиус земного шара R=6371 км.

Ответ: а) М₂/М₁=0,09; б) М₂/М₁=0,11; в) М₂/М₁=0,13; г) М₂/М₁=0,15;

д) М₂/М₁=0,17.
8. Человеческое ухо способно воспринимать разницу уровней громкости 1,0 Дб. Каково отношение амплитуд этих звуков, уровни громкости которых отличаются на эту величину?

Ответ: а) А₁/А₂=1,52; б) А₁/А₂=1,42; в) А₁/А₂=1,32; г) А₁/А₂=1,22;

д) А₁/А₂=1,12.