вариант 1
.docxВариант 1
ЗАДАНИЕ N 1 Тема: Электростатическое поле в вакууме
Электростатическое поле создано положительно заряженной сферой. Правильно отражает зависимость потенциала от расстояния рисунок …
|
2 |
ЗАДАНИЕ N 2 Тема: Законы постоянного тока
На рисунке представлена зависимость плотности тока j, протекающего в проводниках 1 и 2, от напряженности электрического поля Е: Отношение удельных сопротивлений r1/r2 этих проводников равно …
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
ЗАДАНИЕ N 3 Тема: Магнитостатика
Два заряда и движутся параллельно в одну сторону на расстоянии r друг от друга, как показано на рисунке: Магнитная составляющая силы, действующей на второй заряд со стороны первого заряда, имеет направление …
|
|
4 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
Решение: Индукция магнитного поля свободно движущегося заряда равна , где заряд частицы, скорость частицы, радиус-вектор, характеризующий положение заряда относительно заряда . Используя определение векторного произведения, находим, что вектор в месте нахождения заряда направлен «от нас». Сила Лоренца по правилу левой руки имеет направление 4.
ЗАДАНИЕ N 4 Тема: Явление электромагнитной индукции
На рисунке показана зависимость силы тока от времени в электрической цепи с индуктивностью 1 мГн: Модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале от 0 до 5 с (в мкВ) равен …
|
|
6 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
0 |
|
|
|
15 |
ЗАДАНИЕ N 5 Тема: Уравнения Максвелла
Утверждение «Переменное электрическое поле, наряду с электрическим током, является источником магнитного поля» раскрывает физический смысл уравнения …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0. |
ЗАДАНИЕ N 6 Тема: Электрические и магнитные свойства вещества
На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости величины намагниченности I вещества (по модулю) от напряженности магнитного поля Н: Парамагнетикам соответствует кривая …
|
|
3 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
Решение: К парамагнетикам относятся вещества, атомы (молекулы) которых обладают собственным магнитным моментом. Однако вследствие теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированы беспорядочно в отсутствие внешнего магнитного поля, и намагниченность вещества в этих условиях равна нулю. При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов (молекул) в направлении поля. Таким образом, парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его. Диамагнитный эффект наблюдается и в парамагнетиках, но он значительно слабее парамагнитного и поэтому остается незаметным. Магнитная восприимчивость парамагнетиков положительна, значительно меньше единицы и составляет величину . В слабом магнитном поле намагниченность пропорциональна напряженности внешнего поля. В очень сильном магнитном поле (и при достаточно низкой температуре) магнитные моменты всех молекул располагаются практически параллельно полю. При этом намагниченность парамагнетика достигает максимального значения (но существенно меньшего по сравнению с ферромагнетиками). Парамагнетикам соответствует кривая 3.
ЗАДАНИЕ N 7 Тема: Сложение гармонических колебаний
Складываются два взаимно перпендикулярных колебания. Установите соответствие между номером соответствующей траектории и законами колебаний точки вдоль осей координат
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Решение: При одинаковой частоте складываемых колебаний уравнение траектории точки имеет вид: , где – разность фаз колебаний. Если разность фаз , то уравнение преобразуется к виду , или , что соответствует уравнению прямой: . Если , то , что является уравнением эллипса, причем если амплитуды равны , то это будет уравнение окружности. Если складываются колебания с циклическими частотами и , где и целые числа, точка описывает более сложную кривую, которую называют фигурой Лиссажу. Форма кривой Лиссажу зависит от соотношения амплитуд, частот и начальных фаз складываемых колебаний.
ЗАДАНИЕ N 8 Тема: Свободные и вынужденные колебания
На рисунках изображены зависимости от времени координаты и ускорения материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону. Циклическая частота колебаний точки равна …
|
2 |
Решение: Амплитудное значение ускорения определяется по формуле , где амплитуда координаты (максимальное смещение материальной точки), циклическая частота. Используя графики, находим: , Следовательно, .
ЗАДАНИЕ N 9 Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
Если КПД цикла Карно равен 60%, то температура нагревателя больше температуры холодильника в ______ раз(а).
|
|
2,5 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
2 |
|
|
|
1,7 |
ЗАДАНИЕ N 10 Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
Зависимость давления от высоты для изотермической атмосферы описывается барометрической формулой . Для этой зависимости справедливы следующие утверждения …
|
|
зависимость давления одного и того же газа при двух разных температурах представлена на рисунке: |
|
|
|
зависимость определяется не только температурой газа, но и массой его молекул |
|
|
|
|
зависимость давления одного и того же газа при двух разных температурах представлена на рисунке: |
|
|
|
с понижением температуры давление газа на высоте стремится к давлению на высоте |
Решение: Из барометрической формулы следует, что зависимость давления от высоты определяется как температурой газа, так и массой его молекул. Для одного и того же газа с повышением температуры зависимость становится все более слабо выраженной, так что молекулы оказываются распределенными по высоте почти равномерно. При понижении температуры давление на высотах, отличных от нуля, убывает, обращаясь в нуль при . При этом давление определяется весом всего газа и не меняется при изменении температуры. Для разных газов при одинаковой температуре давление газа с более тяжелыми молекулами убывает с высотой быстрее, чем для газа с легкими молекулами.
ЗАДАНИЕ N 11 Тема: Средняя энергия молекул
Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении равна где – универсальная газовая постоянная. Число вращательных степеней свободы молекулы равно …
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
ЗАДАНИЕ N 12 Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
На рисунке представлена диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа: За цикл газ получает количество теплоты (в ), равное …
|
33 |
ЗАДАНИЕ N 13 Тема: Динамика поступательного движения
Тело массой движется равномерно по вогнутому мосту со скоростью . В нижней точке сила давления тела на мост вдвое превосходит силу тяжести. Радиус кривизны моста (в ) равен …
|
10 |
ЗАДАНИЕ N 14 Тема: Динамика вращательного движения
Диск может вращаться вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. К нему прикладывают одну из сил (, , или ), лежащих в плоскости диска и равных по модулю. Верным для угловых ускорений диска является соотношение …
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: Согласно основному уравнению динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси угловое ускорение равно: . Отсюда следует, что угловое ускорение прямо пропорционально моменту приложенной к диску силы, который, в свою очередь, прямо пропорционален величине плеча силы (при условии равенства модулей сил). Таким образом, , , так как плечо силы равно нулю, и поэтому момент силы равен нулю.
ЗАДАНИЕ N 15 Тема: Работа. Энергия
На концах невесомого стержня длины l закреплены два маленьких массивных шарика. Стержень может вращаться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей через середину стержня. Стержень раскрутили до угловой скорости . Под действием трения стержень остановился, при этом выделилось 4 Дж теплоты. Если стержень раскрутить до угловой скорости, то при остановке стержня выделится количество теплоты (в Дж), равное …
|
1 |
Решение: Согласно закону сохранения энергии количество выделившейся теплоты равно убыли полной механической энергии, в данном случае – убыли кинетической энергии вращения: . Отсюда следует, что при уменьшении угловой скорости в 2 раза количество выделившейся теплоты уменьшится в 4 раза, то есть
ЗАДАНИЕ N 16 Тема: Элементы специальной теории относительности
Космический корабль летит со скоростью ( скорость света в вакууме) в системе отсчета, связанной с некоторой планетой. Один из космонавтов медленно поворачивает метровый стержень из положения 1, перпендикулярного направлению движения корабля, в положение 2, параллельное направлению движения. Длина этого стержня с точки зрения другого космонавта …
|
|
равна 1,0 м при любой его ориентации |
|
|
|
|
изменяется от 1,0 м в положении 1 до 1,67 м в положении 2 |
|
|
|
изменяется от 1,0 м в положении 1 до 0,6 м в положении 2 |
|
|
|
изменяется от 0,6 м в положении 1 до 1,0 м в положении 2 |
Решение: Движение макроскопических тел со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме, изучается релятивистской механикой. Одним из следствий преобразований Лоренца является так называемое Лоренцево сокращение длины, состоящее в том, что линейные размеры тела сокращаются в направлении движения: . Здесь – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело неподвижно; – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело движется со скоростью . При этом поперечные размеры тела не изменяются. Поскольку с точки зрения другого космонавта стержень покоится и в положении 1, и в положении 2, то длина стержня равна 1,0 м при любой его ориентации.
ЗАДАНИЕ N 17 Тема: Законы сохранения в механике
Сплошной цилиндр и шар, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания с одинаковыми скоростями на горку. Если трением и сопротивлением воздуха можно пренебречь, то отношение высот , на которые смогут подняться эти тела, равно …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |