Тема: Динамика поступательного движения

Начало формы

Конец формы

Автомобиль поднимается в гору по участку дуги с постоянной по величине скоростью. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, ориентирована в направлении …

3 |

Решение: Согласно второму закону Ньютона , где – равнодействующая всех сил, действующих на тело,  – его ускорение. Вектор ускорения удобно разложить на две составляющие: . Тангенциальное ускорение  направлено по касательной к траектории в данной точке и характеризует быстроту изменения модуля скорости; нормальное ускорение  направлено по нормали к траектории в данной точке (направление 3) и характеризует быстроту изменения направления скорости. При движении по криволинейной траектории 0, при движении с постоянной по величине скоростью  0. Следовательно, вектор ориентирован в направлении 3. В этом же направлении ориентирован и вектор .

  ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке Тема: Динамика вращательного движения

Начало формы

Конец формы

Обруч скатывается без проскальзывания с горки высотой 2,5 м. Скорость обруча (в м/с) у основания горки при условии, что трением можно пренебречь, равна …

			5

Решение: Поскольку трением можно пренебречь, в рассматриваемой системе выполняется закон сохранения механической энергии: потенциальная энергия обруча на вершине горки равна кинетической энергии поступательного и вращательного его движений у основания горки: . Учитывая, что момент инерции обруча  и , получаем: . Отсюда

  ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Начало формы

Конец формы

Диск равномерно вращается вокруг вертикальной оси в направлении, указанном на рисунке белой стрелкой. В некоторый момент времени к ободу диска была приложена сила, направленная по касательной. До остановки диска правильно изображает направление угловой скорости вектор …

			4
			1
			2
			3

Решение: Направление вектора угловой скорости  связано с направлением вращения тела правилом правого винта. В данном случае вектор  ориентирован в направлении 4. После приложения силы движение становится замедленным.

  ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в механике

Начало формы

Конец формы

Два маленьких массивных шарика закреплены на невесомом длинном стержне на расстоянии  друг от друг, как показано на рисунке: Стержень вращается без трения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей посередине между шариками, с угловой скоростью . Если шарики раздвинуть симметрично на расстояние , то угловая скорость  будет равна …

Решение: Согласно закону сохранения момента импульса, . Здесь J – момент инерции шариков относительно оси вращения,  – угловая скорость  вращения вокруг этой оси. Отсюда . Таким образом, угловая скорость уменьшится в 4 раза.

 ЗАДАНИЕ N 5 сообщить об ошибке Тема: Работа. Энергия

Начало формы

Конец формы

Потенциальная энергия частицы задается функцией . -компонента (в Н) вектора силы, действующей на частицу в точке А (3, 1, 2), равна … (Функция  и координаты точки А заданы в единицах СИ.)

36

 ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке Тема: Элементы специальной теории относительности

Начало формы

Конец формы

Релятивистское сокращение длины ракеты составляет 20%. При этом скорость ракеты равна …

			0,6 с
			0,8 с
			0,2 с
			0,4 с

 ЗАДАНИЕ N 7 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект

Начало формы

Конец формы

Наблюдается явление внешнего фотоэффекта. При этом с уменьшением длины волны падающего света …

			увеличивается величина задерживающей разности потенциалов
			уменьшается кинетическая энергия электронов
			увеличивается красная граница фотоэффекта
			уменьшается энергия фотонов

  ЗАДАНИЕ N 8 сообщить об ошибке Тема: Интерференция и дифракция света

Начало формы

Конец формы

На узкую щель шириной  падает нормально плоская световая волна с длиной волны  На рисунке схематически представлена зависимость интенсивности света от синуса угла дифракции. Тогда отношение  равно …

5 |

Решение: Условие минимумов для дифракции на щели имеет вид , где  – ширина щели,  – угол дифракции,  – порядок минимума,  – длина световой волны. Из рисунка для минимума первого порядка , а из условия минимумов . Таким образом,  Тогда искомое отношение

 ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление

Начало формы

Конец формы

Параллельный пучок света с длиной волны  падает на зачерненную поверхность по нормали к ней. Если концентрация фотонов в пучке составляет  то давление света на поверхность равно _____ . (Ответ выразите в мкПа и округлите до целого числа).

10

 ЗАДАНИЕ N 10 сообщить об ошибке Тема: Поляризация и дисперсия света

Начало формы

Конец формы

Кривая дисперсии в области одной из полос поглощения имеет вид, показанный на рисунке: Нормальная дисперсия имеет место в области частот …

  ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора

Начало формы

Конец формы

На рисунке схематически изображены стационарные орбиты электрона в атоме водорода, согласно модели Бора, а также показаны переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена: Наименьшей частоте кванта в серии Бальмера соответствует переход …

Решение: Серию Бальмера дают переходы на второй энергетический уровень, при этом энергия испускаемого кванта, а следовательно, и его частота зависят от разности энергий электрона в начальном и конечном состояниях. Поэтому наименьшей частоте кванта в серии Бальмера (для переходов, представленных на рисунке) соответствует переход .

  ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства)

Начало формы

Конец формы

Стационарное уравнение Шредингера в общем случае имеет вид . Здесь  потенциальная энергия микрочастицы. Электрону в одномерном потенциальном ящике с бесконечно высокими стенками соответствует уравнение …

Решение: Для одномерного случая . Кроме того, внутри потенциального ящика U = 0, а вне ящика частица находиться не может, так как его стенки бесконечно высоки. Поэтому уравнение Шредингера для частицы в одномерном ящике с бесконечно высокими стенками имеет вид .

 ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке Тема: Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга

Начало формы

Конец формы

Ширина следа электрона на фотографии, полученной с использованием камеры Вильсона, составляет  Учитывая, что постоянная Планка , а масса электрона  неопределенность в определении скорости электрона будет не менее …

 ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)

Начало формы

Конец формы

Момент импульса электрона в атоме и его пространственные ориентации могут быть условно изображены векторной схемой, на которой длина вектора пропорциональна модулю орбитального момента импульса  электрона. На рисунке приведены возможные ориентации вектора : Величина орбитального момента импульса (в единицах ) для указанного состояния равна …

			2
			5

  ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке Тема: Волны. Уравнение волны

Начало формы

Конец формы

Электромагнитная волна частоты 3,0 МГц переходит из вакуума в диэлектрик с проницаемостью . При этом ее длина волны уменьшится на _____ м.

			50
			100
			0,50

Решение: Длина волны связана со скоростью ее распространения соотношением: , где  – период,  – частота волны. При переходе электромагнитной волны из вакуума в среду с показателем преломления  ее скорость уменьшается , частота не изменяется. Следовательно, длина волны уменьшается. Если длина волны в вакууме , а длина волны в среде , то уменьшение длины волны составит . Здесь учтено, что магнитная проницаемость неферромагнитных сред .

 ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Свободные и вынужденные колебания

Начало формы

Конец формы

В колебательном контуре за один период колебаний в тепло переходит 4,0 % энергии. Добротность контура равна …

157

 ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке Тема: Энергия волны. Перенос энергии волной

Начало формы

Конец формы

В физиотерапии используется ультразвук частотой и интенсивностью  При воздействии таким ультразвуком на мягкие ткани человека плотностью амплитуда колебаний молекул будет равна … (Считать скорость ультразвуковых волн в теле человека равной  Ответ выразите в ангстремах  и округлите до целого числа.)

2

  ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Сложение гармонических колебаний

Начало формы

Конец формы

Резистор с сопротивлением , катушка с индуктивностью  и конденсатор с емкостью  соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, изменяющегося по закону . Установите соответствие между элементом цепи и эффективным значением напряжения на нем. 1. Сопротивление 2. Катушка индуктивности 3. Конденсатор

1
2
3

Решение: Индуктивное, емкостное и полное сопротивления цепи равны соответственно: , , . Максимальное значение тока в цепи . Эффективное значение тока . Тогда искомые падения напряжений на элементах цепи равны: , , .

  ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке Тема: Средняя энергия молекул

Начало формы

Конец формы

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре  зависит от их конфигурации и структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле и самой молекулы. При условии, что имеет место поступательное и вращательное движение молекулы как целого, средняя кинетическая энергия молекулы водяного пара ( ) равна …

Решение: Для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная , а на каждую колебательную степень –  Средняя кинетическая энергия молекулы равна: . Здесь , где  – число степеней свободы поступательного движения,  – число степеней свободы вращательного движения,  – число степеней свободы колебательного движения. Для молекул идеального газа ,  для линейных молекул и  для нелинейных молекул. Молекула водяного пара является нелинейной, поэтому для нее . Поскольку по условию имеет место поступательное и вращательное движение молекулы как целого, . Таким образом, . Тогда средняя энергия молекулы водяного пара ( ) равна: .

  ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия

Начало формы

Конец формы

На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Увеличение энтропии имеет место на участке …

			1–2
			2–3
			3–4
			4–1

Решение: Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (изотермического расширения 1–2, адиабатного расширения 2–3, изотермического сжатия 3–4 и адиабатного сжатия 4–1). Энтропия  определяется соотношением , где  – количество теплоты, сообщаемое системе. В адиабатном процессе энтропия не изменяется, так как адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Для изотермического процесса, согласно первому началу термодинамики, . При расширении работа газа положительна. Следовательно, изотермическое расширение происходит за счет теплоты, получаемой рабочим телом. Поэтому при изотермическом расширении , то есть увеличение энтропии имеет место на участке .

 ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах

Начало формы

Конец формы

Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании к работе газа за весь цикл по модулю равно …

2

 ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Распределения Максвелла и Больцмана

Начало формы

Конец формы

На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где  – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от  до  в расчете на единицу этого интервала: Для этой функции верными являются утверждения …

			с увеличением температуры максимум кривой смещается вправо
			площадь заштрихованной полоски равна доле молекул со скоростями в интервале от  до
			с ростом температуры значение максимума функции увеличивается
			с ростом температуры площадь под кривой увеличивается

  ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме

Начало формы

Конец формы

В некоторой области пространства создано электростатическое поле, потенциал которого описывается функцией . Вектор напряженности электрического поля в точке пространства, показанной на рисунке, будет иметь направление …

4 |

Решение: Связь напряженности и потенциала электростатического поля имеет вид: , или в проекциях на оси прямоугольной декартовой системы координат: , , . Так как по условию потенциал  зависит только от х, значит, отлична от нуля только проекция вектора напряженности . Таким образом, вектор напряженности электрического поля будет иметь направление, показанное стрелкой 4.

 ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

Начало формы

Конец формы

Для ориентационной поляризации диэлектриков характерно …

			влияние теплового движения молекул на степень поляризации диэлектрика
			расположение дипольных моментов строго по направлению внешнего электрического поля
			отсутствие влияния теплового движения молекул на степень поляризации диэлектрика
			наличие этого вида поляризации у всех видов диэлектриков

  ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Магнитостатика

Начало формы

Конец формы

На рисунке изображены сечения двух прямолинейных длинных параллельных проводников с противоположно направленными токами, причем   . Индукция  магнитного поля равна нулю на участке …

			d
			а
			b
			c

Решение: Линии магнитной индукции прямолинейных длинных проводников с токами  и  представляют собой концентрические окружности, плоскости которых перпендикулярны проводникам, а центры лежат на их осях. Направления этих линий определяют правилом правого винта: направление вращения винта дает направление силовой линии магнитной индукции, если поступательное движение винта совпадает с направлением тока в проводнике. Индукция  результирующего магнитного поля определяется по принципу суперпозиции  и равна нулю, если векторы  и  противоположно направлены и равны по модулю.  Это может быть только в точках интервалов а и d. Поскольку магнитная индукция прямолинейного длинного проводника с током вычисляется по формуле , то модули векторов  и равны, если , так как по условию . Следовательно, индукция  результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала d.

 ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции

Начало формы

Конец формы

Сила тока в проводящем круговом контуре индуктивностью 100 мГн изменяется с течением времени по закону  (в единицах СИ): Абсолютная величина ЭДС самоиндукции в момент времени 2 с равна ____ ; при этом индукционный ток направлен …

			0,12 В; против часовой стрелки
			0,38 В; против часовой стрелки
			0,12 В; по часовой стрелке
			0,38 В; по часовой стрелке

 ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла

Начало формы

Конец формы

Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме имеет вид: , , ,  0. Следующая система уравнений: , , ,  0 – справедлива для …

			электромагнитного поля при наличии заряженных тел и в отсутствие токов проводимости
			электромагнитного поля в отсутствие заряженных тел и токов проводимости
			стационарных электрических и магнитных полей
			электромагнитного поля при наличии заряженных тел и токов проводимости

 ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока

Начало формы

Конец формы

Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно . Если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого …

			не изменится
			увеличится в 4 раза
			увеличится в 2 раза
			уменьшится в 4 раза

 ЗАДАНИЕ N 29 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в ядерных реакциях

Начало формы

Конец формы

Законом сохранения барионного заряда запрещен процесс, описываемый уравнением …

 ЗАДАНИЕ N 30 сообщить об ошибке Тема: Фундаментальные взаимодействия

Начало формы

Конец формы

Установите соответствие между видом фундаментального взаимодействия и характерным для него временем взаимодействия. 1. Сильное 2. Слабое

1
2

 ЗАДАНИЕ N 31 сообщить об ошибке Тема: Ядерные реакции

Начало формы

Конец формы

Тяжелый изотоп водорода  может вызвать превращение легкого изотопа лития  в тяжелый изотоп . Такого рода превращения сопровождают …

			протоны
			нейтроны
			позитроны
			-частицы

 ЗАДАНИЕ N 32 сообщить об ошибке Тема: Ядро. Элементарные частицы

Начало формы

Конец формы

Ядро химического элемента X обозначается . Для ядер изотопов характерны …

			одинаковые , но различные
			одинаковые , но различные
			одинаковые
			одинаковые  и , но разные периоды полураспада

9