Задачи для выполнения контрольной самостоятельной работы.
«Механика» 1.1 Первую половину пути автомобиль проехал со средней скоростью 1.2 Катер прошел первую половину пути со средней скоростью в 2 раза большей, чем вторую. Средняя скорость на всем пути составила 1.3 Тело движется вдоль оси Х так, что зависимость координаты от времени задана уравнением: 1.4 Скорость тела выражается формулой: 1.5 С каким ускорением движется тело, если за восьмую секунду после начала движения оно прошло путь S = 30 м? Найти путь за 15-ю секунду. 1.6 Точка движется по окружности радиуса 1.7 Вал начинает вращение из состояния покоя и в первые 1.8 С какой силой давит человек массой 70 кг на пол лифта, движущегося с ускорением 0,8 м/с2: 1) вверх; 2) вниз? 1.9 Какова начальная скорость шайбы, пущенной по поверхности льда, если она остановилась через 40 с? Коэффициент трения шайбы о лед 1.10 По выпуклому мосту, радиус кривизны которого 1.11 По выпуклому мосту, радиус кривизны которого
1.12 Человек массой 60 кг, стоящий на льду, ловит мяч массой 0,5 кг, летящий со скоростью 20 м/с. На какое расстояние сместится человек, если коэффициент трения обуви о лед равен 0,05? 1.13 Шар массой 1.14 Тело массой 1.15 Моторы электровоза при движении его со скоростью 1.16 Пружина жесткостью 1.17 Написать уравнение колебательного движения материальной точки, совершающей колебание с амплитудой 5 см, периодом 2 с и начальной фазой 45°. 1.18 Составить уравнение плоской волны, распространя-ющейся в среде, точки которой колеблются с частотой 1.19 Объем выступающей части айсберга над поверхностью воды равен 200 м3. Найти объем самого айсберга и его массу. 1.20 Какова скорость истечения жидкости из отверстия в стенке сосуда, если высота уровня жидкости над отверстием 4,9 м? «Молекулярная физика» 2.1 Вычислить концентрацию молекул газа при нормальных условиях. 2.2 Вычислить среднюю квадратичную скорость атомов гелия при температуре 27ºС. 2.3 Определить концентрацию молекул идеального газа при нормальном давлении и температуре t = 23ºC. Сколько таких молекул будет содержаться в колбе емкостью V = 200 мл.
2.4 Определить среднюю квадратичную скорость < 2.5 Во сколько раз увеличится объем воздушного шара, если его внести с улицы в теплое помещение. Температура на улице –3ºС, в помещении +27ºС. 2.6 Объем некоторой массы газа при нагревании на 10 К при постоянном давлении увеличился на n = 3% от своего первоначального объема. Определить начальную температуру газа. 2.7 В закрытом сосуде находится воздух и капля воды массой 1 г. Объем сосуда 75 л, давление в нем 12 кПа и температура 290 К. Каким будет давление в сосуде, когда капля воды испарится? 2.8 Водород находится под давлением 20 мкПа и имеет температуру 300 К. Определить среднюю длину свободного пробега 2.9 Определить наиболее вероятную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 40 кПа составляет 0,35 кг/м3. 2.10 При нормальных условиях длина свободного пробега молекулы водорода равна 0,16 мкм. Определить диаметр молекулы водорода. 2.11 Определить коэффициент теплопроводности азота, находящегося в некотором объеме при температуре 280 К. Эффективный диаметр молекул азота принять равным 0,38 нм. 2.12 Определить градиент плотности углекислого газа в почве, если через площадь 2.13 Найти среднюю длину свободного пробега молекул гелия при давлении 101,3 кПа и температуре 273 К, если вязкость гелия 13 мкПа·с. 2.14 С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы при ударе о препятствие она расплавилась? Первоначальная температура пули равна 27ºС. Считать, что вся выделившаяся теплота сообщается пуле. 2.15 При изотермическом расширении азота при температуре 280 К объем его увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу А; 2) изменение внутренней энергии; 3) количество теплоты, полученное газом. Масса азота m = 0,2 кг. 2.16 Азот массой 0,l кг был изобарно нагрет от температуры 200 К до температуры 400 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение
2.17 Как изменится энтропия при изотермическом расширении 0,1 кг кислорода, если при этом объем его изменится от 2,5 до 10 л? 2.18 Найти изменение энтропии при изобарном сжатии массы 8,0 г гелия от объема 25 л до объема 10 л. 2.19 Из вертикальной трубки внутренним радиусом 2.20 Какую работу против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы разбить сферическую каплю ртути радиусом 3 мм на две одинаковые капли? Поверхностное натяжение ртути принять равным 0,5 Н/м. 2.21 Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала 1 мм на высоту 20 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения глицерина. Считать смачивание полным. «Электростатика» и «Постоянный электрический ток» 3.1 Три одинаковых заряда по 3.2 Два заряда находятся в вакууме на расстоянии 3.3 Два шарика весом 25 Н каждый подвешены на тонких шёлковых нитях длиной 5 м так, что они соприкасаются друг с другом. Шарикам сообщают одноимённые заряды по 40 нКл. Определить расстояние между центрами шариков, на которое они разойдутся после зарядки. 3.4 Пылинка массой 150 мкг, имеющая электрический заряд 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 250 В пылинка имела скорость 10 м/с. Определить скорость пылинки до того как она влетела в поле. 3.5 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной d 1 = 0,2 см и слоем парафина толщиной d 2 = 0,3 см. Разность потенциалов между обкладками U = 300 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.
3.6 Обкладки плоского конденсатора, разделённые пластинкой эбонита толщиной 2 мм, взаимодействуют с силой 100 мН. Найти заряд на обкладках конденсатора, если разность потенциалов между ними составляет 500 В. 3.7 К батарее с ЭДС 3.8 Длинная прямая тонкая проволока несет равномерно распределенный заряд. Вычислить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии r = 0,5 м от проволоки против ее середины E = 2 В /см. 3.9 Заряд равномерно распределен по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью 3.10 ЭДС батареи 3.11 Аккумулятор с 3.12 Нихромовая спираль нагревательного прибора должна иметь сопротивление 30 Ом при температуре накала 900ºС. Сколько метров проволоки надо взять для изготовления спирали, если площадь поперечного сечения проволоки S = 0,3 мм2? 3.13 Определить силу тока в цепи, состоящей из двух элементов с ЭДС 3.14 Внешняя цепь источника тока потребляет мощность Р = 0,75 Вт. Определить силу тока в цепи, если ЭДС источника тока 3.15 К батарейке с ЭДС 4,5 В и внутренним сопротивлением 3.16 При подключении к источнику тока с ЭДС 3.17 ЭДС батареи 3.18 Сила тока в проводнике сопротивлением10 Ом за время t = 50 с равномерно нарастает от I 1 = 5 А до I 2= 10 А. Определить количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике. 3.19 По проводу течет ток силой 3.20 Определить разность потенциалов между точками, отстоящими от заряда 4 нКл на расстояниях 16 см и 20 см.
«Электромагнетизм» 4.1 Два длинных прямых параллельных проводника, по которым текут в противоположных направлениях токи 4.2 Индукция В магнитного поля в центре проволочного кольца радиусом 4 мкТл. Найти разность потенциалов на концах кольца, если его сопротивление 4.3 Соленоид, по которому течет ток 4.4 Рамка с током I = 5 А содержит N = 20 витков тонкого провода. Определить магнитный момент рт рамки с током, если ее площадь S = 10 см2. 4.5 Проводник длиной 4.6 Протон описал окружность радиуса 4.7 Кольцо из проволоки сопротивлением R = 1 мОм находится в однородном магнитном поле (B = 0,4 Тл). Плоскость кольца составляет с линиями индукции угол 4. 8 Магнитный поток через соленоид, содержащий 4.9 Определить ЭДС индукции в проводнике длиной 4.10 Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов U = 800 В и, влетев в однородное магнитное поле B = 47 мTл, стал двигаться по винтовой линии с шагом h = 6 см. Определить радиус R винтовой линии. 4.11 Ион, попав в магнитное поле (В = 0,01 Тл), стал двигаться по окружности. Определить кинетическую энергию W Киона, если магнитный момент рm эквивалентного кругового тока равен 1,6∙10-14 А∙м2. 4.12 Определить энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока Ф = 0,5 Вб. 4.13 Магнитный поток Ф, пронизывающий замкнутый контур, возрастает с 10-2 до 6 . 10-2 Вб за промежуток времени 4.14 В катушке при изменении силы тока от 4.15 Определить магнитный поток Ф, пронизывающий соленоид, если его длина l = 50 см и магнитный момент рm = 0,4 Ам2. 4.16 Рамка, содержащая N = 200 витков тонкого провода, может свободно вращаться относительно оси, лежащей в плоскости рамки. Площадь рамки S = 50 см2. Ось рамки перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля (В = 0,05 Тл). Определить максимальную ЭДС, которая индуцируется в рамке при ее вращении с частотой п = 40с-1. 4.17 На картонный каркас длиной l = 0,8 м и диаметром D = 4 см намотан в один слой провод диаметром d =0,25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность L получившегося соленоида. 4.18 В электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением R = 20 Ом и катушку индуктивностью L = 0,06 Гн, течет ток I = 20 А. Определить силу тока I в цепи через
4.19 Цепь состоит из катушки индуктивностью L = 0,1 Гн и источника тока. Источник тока отключили, не разрывая цепи. Время, через которое сила тока уменьшится до 0,001 первоначального значения, равно t = 0,07 с. Определить сопротивление катушки. 4.20 Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R = 10 Ом и индуктивностью L = 0,2 Гн. Через какое время сила тока в цепи постигнет 50% максимального значения? «Оптика» 5.1 Лампы подвешены в теплице на высоте h = 0,6 м. Норма освещенности для выращивания рассады огурцов Е = 400 лк. Определить силу света ламп, если свет падает нормально к поверхности почвы. Считать, что освещенность создается одной лампой. 5.2 При выращивании ранней капусты выбирается площадка квадратной формы со стороной 1,3 м. Лампа силой света I = 400 кд подвешена над центром площадки на высоте h = 2,2 м. Определить максимальную и минимальную освещен-ности площадки. 5.3 Точечный изотропный источник света помещается над центром круглого стола. Сила света источника составляет 50 кд, радиус стола равен 0,5 м, высота источника над столом равна 1 м. Определить значение освещенности: 5) в центре; б) на краю стола. 5.4 На киноэкран шириной 4 м и высотой 3 м, рассеивающий свет по закону Ламберта с коэффициентом отражения 0,8 падает световой поток 1800 лм. Каковы освещенность, светимость и яркость экрана? 5.5 Собирающая линза дает изображение с увеличением 2,5 раза. Расстояние между предметом и изображением 24 см. Определить фокусное расстояние и оптическую силу линзы. 5.6 Фокусное расстояние объектива и окуляра соответственно равны F 1 = 3 мм, F 2= 3 см. Предмет находится на расстоянии 5.7 В опыте Юнга в качестве источника света используется зеленая линия ртутной лампы, длина волны которой 546,1 нм. Расстояние между щелями составляет 0,5 мм, расстояние от щелей до экрана 5 м. Найти ширину интерференционных полос и положение светлых полос нулевого, первого и второго порядков. 5.8 Клиновидная пластинка шириной 100 мм имеет у одного края толщину 2,254 мм, а у другого 2,283 мм. Показатель преломления материала пластинки 1,5. Под углом 30° к нормали на пластинку падает пучок параллельных лучей. Длина волны падающего света равна 635 нм. Определить количество наблюдаемых на поверхности клина интерференционных полос. 5.9 Дифракционная решетка имеет 20000 штрихов при ее полной ширине 4,5 см. Какой будет угловая дисперсия у такой решетки для желтого натриевого пламени (длина волны излучения равна 589 нм) в спектре первого и второго порядков? 5.10 На дифракционную решетку нормально падает параллельный пучок монохроматического света. В спектре, полученном с помощью этой дифракционной решетки, некоторая спектральная линия наблюдается в первом порядке под углом 11°. Определить наибольший порядок спектра, в котором может наблюдаться эта линия. 5.11 На дифракционную решетку нормально падает свет длиной волны 5.12 При прохождении через трубку длиной l = 20 см с сахарным раствором плоскость поляризации света поворачивается на угол 5.13 Никотин (чистая жидкость), содержащийся в стеклянной трубке длиной 5.14 Черное тело имеет температуру T 1 = 500 К. Како- 5.15 Красная граница фотоэффекта для цинка 5.16 Работа выхода электронов из натрия А = 2,27эВ. Найти красную границу фотоэффекта для натрия. 5.17 Произойдет ли фотоэффект при освещении металла светом длиной волны
5.18 На цинковую пластину направлен монохроматический пучок света. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов U = 1,5 В. Определить длину волны 5.19 С какой максимальной скоростью будут вылетать электроны из цинка, если его облучать ультрафиолетовым светом ( 5.20 Каким светом облучали цезий, если для прекращения эмиссии электронов потребовалось приложить задерживающую разность потенциалов 1,75 В? «Физика атома и атомного ядра» 6.1 Определить потенциальную, кинетическую и полную энергии электрона, находящегося на первой орбите в атоме водорода. 6.2 Определить максимальную и минимальную энергии фотона в видимой серии спектра водорода (серии Бальмера). 6.3 Определить длину волны, соответствующую второй спектральной линии в серии Пашена. 6.4 Какую энергию следует сообщить атому водорода, чтобы перевести электрон со второго энергетического уровня на шестой? 6.5 Вычислить энергию связи ядра алюминия 6.6 Какая энергия выделяется при ядерной реакции:
6.7 Определить дефект массы и энергию связи ядра атома водорода. 6.8 Для агробиологических исследований в питательную смесь введен 1 мг радиоактивного изотопа 6.9 Для проведения биологического эксперимента в организм ягненка введен радиоактивный изотоп йода 6.10 Определить активность 1 мг фосфора 6.11 Найти удельную энергию связи, т.е. энергию связи, приходящуюся на один нуклон ядра изотопа 6.12 Вычислить энергию ядерной реакции: 6.13 Сколько энергии выделяется при ядерной реакции: 6.14 Определите наибольшую скорость электронов, подлетающих к антикатоду рентгеновской трубки, если минимальная длина волны в сплошном спектре рентгеновых лучей равна 1 нм. 6.15 Найдите энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре атома кислорода 6.16 На атомной электростанции за год расходуется 19,2 кг урана 6.17 Электрон и позитрон, имевшие одинаковые энергии W = 0,7 МэВ, при соударении превратились в два одинаковых фотона. Определите длину волны, соответствующую фотону. 6.18 Счетчик Гейгера зарегистрировал в 1 мин 4000 6.19 Ядро изотопа WК = 0,1 МэВ. Определите полную энергию реакции. 6.20 Найдите массу и объем радона при нормальных условиях, если радиоактивность его равна 1 Ки. Вопросы к коллоквиумам. Механика. 1. Предмет физики. Физические величины. Международная система единиц. 2. Механическое движение. Система отсчета. Число степеней свободы. Путь. Перемещение. 3. Средняя и мгновенная скорости. Геометрическая интерпретация скорости. 4. Среднее и мгновенное ускорение. Полное ускорение. 5. Поступательное движение. Кинематические законы поступательного движения. 6. Вращательное движение. Угловое перемещение. Угловая ско-рость и угловое ускорение. 7. Законы кинематики вращательного движения. 8. Связь между линейными и угловыми характеристиками вращательного движения тела. 9. Законы Ньютона в инерциальных системах отсчета. 10. Система тел. Внешние и внутренние силы. Импульс тела. Закон сохранения импульса изолированной системы. 11. Момент силы, момент инерции, момент импульса. Основной закон динамики вращательного движения. 12. Момент импульса тела. Закон сохранения момента импульса изолированной системы. 13. Сила тяготения. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость и перегрузки. 14. Деформация. Силы упругости. Закон Гука. Модуль Юнга. Предел упругости. Предел прочности. 15. Сила трения. Сухое и вязкое трение. Силы трения покоя, скольжения, качения. 16. Неинерциальные системы отчета (НСО). Второй закон Ньютона в НСО. 17. Центробежная сила инерции. Ее действия в земных условиях. 18. Сила Кориолиса. Ее проявления при движении в Земных условиях. 19. Механическая работа. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. КПД. 20. Энергия. Полная энергия системы. Кинетическая энергия поступательного и вращательного движения. 21. Потенциальная энергия тела в поле сил тяготения и упругодеформированного тела. Закон сохранения энергии. 22. Колебательное движение. Гармонические колебания. Период колебаний. Уравнение гармонических колебаний. 23. Смещение колебательной системы. Скорость и ускорение системы при гармонических колебаниях. 24. Энергия системы при гармонических колебаниях. 25. Свободные колебания системы. Уравнение затухающих колебаний. Логарифмический декремент затухания. 26. Вынужденные колебания системы. Амплитуда вынужденных колебаний. Резонанс. 27. Упругие волны. Поперечные и продольные волны. Плоские и сферические волны. 28. Скорость и длина волны. Волновое число. 29. Уравнение плоской волны. Волновое уравнение. 30. Энергия и интенсивность механических волновых процессов. 31.Стационарное течение сплошных сред. Линии тока. Трубка тока. Теорема о неразрывности струи. 32. Уравнение Бернулли, как следствие закона сохранения энергии. Правило Бернулли и его применение в технике. 33. Движение реальных жидкостей. Ламинарное и турбулентное течение. Распределение скоростей молекул внутри потока жид-кости. Максимальная скорость. 34. Движение тел в вязких средах. Сопротивление трения и давления. Эффект Магнуса. Подъемная сила крыла. Молекулярная физика. 1. Основные положения МКТ. Количество вещества. Молярная масса. Силы межмолекулярного взаимодействия. 2. Распределение молекул по скоростям их движения. Функция распределения Максвелла и ее график. 3. Наиболее вероятная, средняя и среднеквадратичная скорости движения молекул. Средняя длина свободного пробега. Эффективный диаметр молекул. 4. Диффузия. Закон Фика. Коэффициент диффузии. Проявление диффузии. 5. Теплопроводность. Закон Фурье. Коэффициент тепло- проводности. Конвекция. Тепловое излучение. 6. Внутреннее трение. Закон Ньютона. Коэффициент вязкости. 7. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа (ур. Клаузиуса). 8. Изопроцессы в газах. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля и их графическое представление. 9. Объединенный газовый закон. Уравнение Менделеева-Клапейрона. 10. Следствия основного уравнения МКТ газа: уравнение Больцмана. Уравнение состояния и закон Дальтона. 11. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сравнительный анализ изотерм Ван-дер-Ваальса и экспериментальных изотерм. 12. Особенности строения и свойства жидкостей. Поверхност-ный слой. Поверхностное натяжение жидкостей. 13. Сила поверхностного натяжения. КПН. Свободная энергия поверхности жидкости. 14. Явления смачивания и несмачивания. Полное смачивание (несмачивание). Краевой угол. 15. Мениск. Капилляр. Давление Лапласа для произвольной и сферической поверхностей. 16. Капиллярные явления. Формула Жюрена. Капиллярные явления в природе и технике. 17. Кристаллические и аморфные тела и их свойства. Кристалл. Монокристаллы и поликристаллы. 18. Кристаллографический принцип классификации твердых тел. Элементарная ячейка, ее параметры и формы. 19. Физический принцип классификации твердых тел. Ионная, атомная, молекулярная и металлическая решетки. 20. Виды термодинамических систем. Термодинамические параметры. Внутренняя энергия газа. 21. Работа газа при расширении. Теплота. Удельная и молекулярная теплоёмкости. Уравнение Майера. 22. Первое начало термодинамики и его применение к изопро-цессам и адиабатному процессу. 23. Энтропия. Второе начало термодинамики. Энтропия термо-динамических процессов. 24. Анализ диаграммы состояния вещества. Тройная и крити-ческая точки. Сжижение газов. 25. Плавление и кристаллизация. Теплота плавления. Изменение объема при плавлении. 26. Парообразование и конденсация. Теплота парообразования. Сублимация. Кипение. 27. Влажность воздуха. Относительная влажность. Точка росы. Электростатика. 1. Электрический заряд. Элементарный заряд. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие электрических зарядов в вакууме. Закон Кулона. 2.Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Напряженность поля точечного заряда и системы точечных зарядов. 3. Потенциал электростатического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы точечных зарядов. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля. 4. Энергия электростатического поля. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция. Электрическая защита приборов. Заземление силовых установок. 5. Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость среды. 6. Электроемкость проводника, сферы, плоского конденсатора. 7. Биологическое действие электростатического поля.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|