Говно. I. Экзаменационные вопросы Масса. Сила. Импульс тела и импульс силы. Закон сохранения и изменения импульса. 2
 Скачать 3.02 Mb.
|
|
«УТВЕРЖДАЮ» Зав. кафедрой физики __________ Александров И.В. «____»_________2011 г. Перечень экзаменационных вопросов, тестовых заданий и задач по разделу «Физические основы механики. Статистическая физика и термодинамика» дисциплины «Физика» I. Экзаменационные вопросы 1. Масса. Сила. Импульс тела и импульс силы. Закон сохранения и изменения импульса. 2. Центр инерции. Закон движения центра масс. 3. Рассмотрите движение тела с переменной массой. Выведите уравнение Мещерского. 4. Какие силы называют консервативными? Дайте определение потенциальной энергии. Получите связь между потенциальной энергией и силой. 5. Какое силовое поле называют потенциальным? Докажите, что однородное и центральное силовые поля являются потенциальными. Как определяется сила через потенциальную энергию? 6. Что называют механической энергией? Сформулируйте закон ее сохранения. Дайте определение кинетической и потенциальной энергий и выведите закон сохранения энергии в механике. 7. Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия тела. Закон сохранения и изменения механической энергии. 8. Дайте определения полной механической, кинетической и потенциальной энергий. Сформулируйте закон сохранения и изменения механической энергии. Найдите изменение потенциальной энергии тела при его перемещении из точки А (2; 3; 1) в точку В (1; 2; 3) при действии силы . 9. Сформулируйте постулаты специальной теории относительности. Запишите преобразования Лоренца для координат и времени. Как связаны длины и промежутки времени в разных системах отсчета? 10. Сформулируйте постулаты специальной теории относительности. Дайте определение интервала между событиями и докажите его инвариантность относительно преобразований Лоренца. 11. Запишите преобразования Лоренца для координат и времени. Выведите из них закон сложения скоростей в релятивистской механике. 12. Как рассчитывается кинетическая энергия релятивистской частицы, полная энергия и энергия покоя. Взаимосвязь полной энергии и импульса. 13. Момент инерции. Вывести формулу для момента инерции сплошного диска относительно оси симметрии. Теорема Штейнера, ее вывод. 14. Момент инерции тела относительно оси. Доказательство теоремы Штейнера. Моменты инерции однородных тел (стержня, цилиндра, шара) относительно осей симметрии. 15. Момент инерции материальной точки (тела) относительно оси. В чем заключается физический смысл момента инерции. Выведите формулу для момента инерции стержня относительно оси симметрии. Сформулируйте теорему Штейнера. Приведите пример ее применения. 16. Что называют моментом импульса системы относительно данной точки? Выведите закон изменения момента импульса системы частиц. Сформулируйте закон сохранения момента импульса. 17. Пружинный маятник. Выведите дифференциальное уравнение его свободных незатухающих колебаний и запишите его решение. 18. Математический и пружинный маятники. Вывод формулы для расчета периодов их свободных незатухающих колебаний. 19. Физический маятник. Его приведенная длина. Вывод формулы для расчета периода его свободных незатухающих колебаний. 20. Выведите уравнение колебательного движения, являющегося суперпозицией гармонических колебаний одного направления с близкими частотами. Изобразите результирующее колебание на графике. Как называется такой вид колебания? 21. Сложение взаимно-перпендикулярных гармонических колебаний. Получите уравнение траектории частицы, колеблющейся по осям х и у с одинаковой частотой. Каковы траектории при колебаниях по взаимно перпендикулярным осям с кратными частотами? 22. Выведите формулу для колебательного движения, являющегося суперпозицией гармонических колебаний одного направления с близкими частотами. Изобразите результирующее колебание на графике. Как называется такой вид колебания? 23. Какие силы называют консервативными? Дайте определение потенциальной энергии. Как связаны между собой потенциальная энергия и сила поля. 24. Какие силы называют квазиупругими? Каков характер движения тела под действием этих сил? Запишите дифференциальное уравнение гармонических незатухающих колебаний и его решение. Выведите формулу для расчета периода. 25. Выведите дифференциальное уравнение затухающих гармонических колебаний и запишите его решение. Дайте определение логарифмического декремента затухания. 26. Какие колебания называют вынужденными? Запишите дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Резонанс. Выведите формулу для расчета резонансной частоты. 27. Какое явление называют резонансом? При каких колебаниях имеет место это явление? Получите формулу, связывающую резонансную частоту с собственной частотой и коэффициентом затухания колебательной системы. Начертите резонансные кривые для различных значений коэффициента затухания. 28. Что такое волна? Уравнение бегущей плоской гармонической волны. 29. Что называют волной? Продольные и поперечные волны. Запишите волновое уравнение и уравнение плоской гармонической бегущей волны. Различаются ли уравнения для продольной и поперечной волн? Дайте определения длины волны и волнового числа. 30. Какой газ называют идеальным? Выведите основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Запишите его с использование различных термодинамических параметров. В чем состоит физический смысл температуры? 31. Изобразите на чертеже функцию распределения Максвелла по скоростям теплового движения молекул идеального газа. В чем состоит физический смысл этой функции? Запишите формулы для расчета наиболее вероятной, средней и среднеквадратичной скоростей молекул данного газа при данной температуре. 32. Выведите барометрическую формулу. Получите из нее закон Больцмана для распределения частиц во внешнем силовом потенциальном поле. 33. Что называют числом степеней свободы молекулы? Чему оно равно для молекулы, содержащей атомов ( = 1, 2 и более)? Сформулируйте закон равнораспределения энергии по степеням свободы молекулы. Что называют внутренней энергией и чему равна внутренняя энергия идеального газа в зависимости от его количества, числа атомов в молекул и характера их движения? 34. Теплоемкость тела. Удельная и молярная теплоемкость, связь между ними. Классическая теория теплоемкости идеального газа и ее недостатки. 35. Объясните явление теплопроводности. Выведите закон Фурье. Поясните физический смысл коэффициента теплопроводности. 36. Объясните явление диффузии. Выведите закон Фика. Поясните физический смысл коэффициента диффузии. 37. Явления переноса. Выведите закон Фика. Получите выражение для коэффициента диффузии через усредненные характеристики теплового движения молекул. 38. Объясните явление вязкости. Выведите формулу Ньютона для силы вязкого трения. Объясните физический смысл коэффициента вязкости. 39. Адиабатный процесс. Вывод уравнения Пуассона. Работа газа в адиабатном процессе 40. Циклические процессы. Цикл Карно. Что происходит с внутренней энергией и энтропией рабочего тела на различных участках цикла Карно, какая на них совершается работа? Выведите формулу для к.п.д. цикла Карно. 41. Что понимается под термодинамической вероятностью состояния системы? Дайте статистическое и термодинамическое определения энтропии. Изменяется ли статистический вес состояния термодинамической системы при протекании обратимого адиабатического процесса? 42. Энтропия. Определение энтропии через термодинамическую вероятность. Приведите различные формулировки второго закона термодинамики. 43. Приведите различные формулировки закона термодинамики. Теорема Нернста. 44. Реальные газы. Сила и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение и изотермы Ван-дер-Ваальса. 45. Запишите уравнение Ван-дер-Ваальса. Изобразите на чертеже семейство изотерм газа Ван-дер-Ваальса на р-V диаграмме с указанием критической точки. 46. Фаза, фазовые переходы между агрегатными состояниями вещества. Фазовые переходы 1 и 2 рода. II. Тестовые задания Кинематика поступательного и вращательного движения материальной точки 1. Материальная точка движется равноускоренно по криволинейной траектории. Вектор мгновенной скорости направлен … 1. к центру кривизны траектории 2. по направлению вектора перемещения 3. вдоль радиуса кривизны от центра 4. по касательной к траектории 5. противоположно вектору ускорения 2. Вектор средней скорости материальной точки совпадает по направлению с … 1. радиус-вектором, определяющим положение точки 2. вектором полного ускорения 3. вектором нормального ускорения 4. касательной к траектории 5. вектором перемещения 3. Материальная точка движется по окружности радиуса R с периодом Т. Модуль вектора средней скорости за четверть оборота равен … 1. 2. 3. 4. 5. 4. Материальная точка двигается равномерно по окружности со скоростью υ и за некоторое время прошла 3/4 окружности. Модуль вектора средней скорости частицы за это время равен … 1. υ 2. υ 3. υ 4. υ 5. υ 5.Материальная точка двигается равномерно по окружности со скоростью . Модуль изменения вектора скорости за время, равное половине периода Т, равен … 1. 0 2. 3. 4. 5. 2 6. Зависимость проекции скорости движения материальной точки по прямой от времени дана на рисунке. Перемещение материальной точки за 5 с, равно …м. 7. Зависимость скорости движения материальной точки по прямой от времени дана на рисунке. Среднее значение модуля скорости движения материальной точки в интервале времени 0-5 с равна (м/с) равно … 1. 1,5 2. 0,25 3. 2,5 4. 0,2 5. 1,4 8. Поезд движется на подъеме со скоростью , а на спуске со скоростью . Средняя скоростью поезда на всем пути, если длина спуска равна длине подъема, определяется формулой … 1. 2. 3. 4. 5. 9. Радиус-вектор частицы, определяется выражением (А = 3 м/c2 , В = 4 м/c2, C = 7 м). Путь, пройденный частицей за первые 10 с движения, равен … м. 1. 25 2. 100 3. 150 4. 500 5. 707 10. Радиус вектор точки изменяется со временем по закону , где А = 2 м/с3, В= 1 м/c2, C = 1 м/c.. Скорость υточки в момент t= 2c по модулю равна … м/с. 1. 29,0 2. 26,0 3. 24,1 4. 24,3 5. 12,2 11. Радиус-вектор частицы изменяется со временем по закону (А = 3 м/c2, В = 4 м/с, С = 5 м). Модуль скорости в момент времени с равен … м/с. 1. 14 2. 8 3. 8,8 4. 12,6 5.10 12. Материальная точка движется так, что радиус-вектор меняется со временем по закону (м). Скорость точки определяется выражением … 1. 2. 3. 4. 5. 13. Радиус-вектор частицы изменяется во времени по закону . В момент времени t=1 с частица оказалась в точке А. Скорость частицы в этот момент времени имеет направление … 14. Материальная точка движется согласно уравнению , где А=4 м/с2, В=3 м/с, С=1 м. Ускорение точки в момент времени равно … м/с2. 1. 48 2. 24 3. 5 4. 3 5. 8 15.Из точек А и В навстречу друг другу движутся два тела. Уравнения движения тел имеют вид: (А=2 м/с, В=2,5 м/с2) и (С = 300 м, D = 3 м/с). Тела встретятся через промежуток времени, равный … с. 1. 11,2 2. 10 3. 7,8 4. 5,6 5. 5 16. Две материальные точки движутся согласно уравнениям: (м), (м). Их скорости равны в момент времени … с. 1. 0,54 2. 0,65 3. 0,74 4. 0,82 5. 0,94 17.Две материальные точки движутся согласно уравнениям: (м) и (м). Ускорения этих точек будут одинаковы в момент времени … с. 1. 0,23 2. 0,542 3. 0,845 4. 0,9 5. 1 18. Зависимость пройденного телом пути от времени дается уравнением S = At+Bt2 (A = 2 м/с, В = 1 м/с2). Средняя скорость тела за вторую секунду его движения равна … м/с. 1. 5 2. 5,5 3. 6 4. 7 5. 11 19. Тело начинает двигаться из состояния покоя с постоянным ускорением 2 см/с2. За третью секунду своего движения оно пройдет путь … см. 1.2 2. 3 3. 4 4. 5 5. 9 20. Вертолет поднимается вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На высоте 100 м из него выбрасывается вверх предмет со скоростью 2 м/с относительно вертолета. Предмет упадет на землю через …с. (). 1. 4,5 2. 5,3 3. 5,6 4. 5,8 5. 6,0 21. Камень падает с высоты . За последнюю секунду своего падения камень прошел путь, равный … м. (). 1. 150 2. 300 3. 450 4. 600 5. 1050 22. Материальная точка начинает двигаться вдоль прямой так, что её ускорение прямо пропорционально квадрату времени (, где – известная постоянная). Путь, пройденный телом, зависит от времени как … 1. 2. 3. 4. 5. от времени не зависит 23. Из одной и той же точки с интервалом 2 с брошены вертикально вверх два шарика с одинаковой скоростью 30 м/с. Они столкнуться () после броска первого шарика через … с. 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 5. 5 24. Мяч брошен под углом 60º к горизонту с начальной скоростью 10 м/с. Скорость мяча через 0,2 с после броска равна … м/с. 1. 2 2.8,3 3. 8,7 4. 9,2 5. 12,8 25. Два тела брошены под одним и тем же углом к горизонту с начальными скоростями и 2. Если сопротивлением воздуха пренебречь, то соотношение дальностей полета S2 / S1 равно … 26. Камень бросили под углом к горизонту со скоростью V0. Его траектория в однородном поле тяжести изображена на рисунке. Сопротивления воздуха нет. Модуль тангенциального ускорения аτ на участке А-В-С …(ответ обосновать). 27. Камень бросили под углом к горизонту со скоростью V0. Его траектория в однородном поле тяжести изображена на рисунке. Сопротивления воздуха нет. Модуль нормального ускорения аn на участке А-В-С …(ответ обосновать). 28. Тело брошено под углом к горизонту с начальной скоростью . В момент максимального подъема тела тангенциальное ускорение равно … 1. 2. 3. 4. 5. 0 29. Тело брошено под углом к горизонту с начальной скоростью . В момент максимального подъема тела радиус кривизны траектории равен … 1. 2. 3. 4. 5. 30. Камень брошен со скоростью υ0 = 15 м/с под углом α = 30º к горизонту. Радиус кривизны R в верхней точке траектории равен … м. (g = 9,8 м/с2) 1. 0,59 2. 1,53 3.5,74 4.17,22 5. 22,96 31. Скорость камня в точке его падения составила с горизонтом угол α. Нормальное ускорение камня в момент падения равно … 1. gcosα 2. gsinα 3. gtgα 4. gctgα 5. g 32. Материальная точка движется замедленно по криволинейной траектории. Направление скорости показано на рисунке. Направление вектора полного ускорения правильно изображено на рис. … 1. А 2. Б 3. В 4. Г 5. Д 33. Материальная точка движется ускоренно по криволинейной траектории. Направление скорости показано на рисунке. Направление вектора полного ускорения правильно изображено на рис. … 1. А 2. Б 3. В 4. Г 5. Д 34. Материальная точка М движется по окружности со скоростью . На рис. 1 показан график зависимости скорости от времени. На рис. 2 укажите направление полного ускорения в точке М в момент времени t3. 35. Точка М движется по спирали с постоянной по величине скоростью в направлении, указанном стрелками. При этом величина полного ускорения … (ответ обосновать). 36. Тело движется с постоянным нормальным ускорением по траектории, изображенной на рисунке. Для величины скорости тела в точке А υА и величины скорости тела в точке В υВ справедливо соотношение … 37. Тангенциальное ускорение точки меняется согласно графику. Такому движению может соответствовать зависимость скорости от времени … 38.Небольшое тело, подвешенное на невесомой и нерастяжимой нити, совершает колебания. Ускорение тела … 1. равно нулю в положении равновесия (нижней точке) 2. равно нулю в крайних точках 3. равно нулю в положении равновесия и в крайних точках 4. ни в одной точке не равно нулю 5. зависит от массы тела |