 |
Контрольная работа № 1. Таблица вариантов к контрольной работе № 1. Задачи по теме «физические основы механики, молекулярной физики и
|
|
|
|
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
Таблица вариантов к контрольной работе № 1
| № варианта | Номера задач | |||||
ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1
Задачи по теме «Физические основы механики, молекулярной физики и
термодинамики»
101. Тело массой m = 2, 0 кг движется по горизонтальной поверхности под действием горизонтально направленной силы F =8, 0 Н. Коэффициент трения между телом и поверхностью m = 0, 15. Определить ускорение тела.
102. Два груза, массы которых m1 = 0, 70 кг и m2 = 0, 50 кг, соединенные горизонтальной нитью, лежат на гладкой горизонтальной плоскости. Ко второму грузу приложена сила F = 6, 2 Н, направленная вдоль нити. Определить ускорение грузов и натяжение нити.
103. К пружинным весам подвешен блок. Через блок перекинут шнур, к концам которого прикреплены грузы массами m1 = 0, 80 кг и m2 = 0, 60 кг. Каково показание весов во время движения грузов? Массой блока пренебречь.
104. Наклонная плоскость длиной l = 2, 5 м образует с горизонтом угол a = 40 град. За какой промежуток времени тело соскользнет с этой плоскости? Трением пренебречь.
|
|
|
105. Брусок, скользивший по горизонтальной поверхности, остановился через t = 20 секунд. Начальная скорость бруска – v0 = 15 м/c. Определить коэффициент трения между бруском и поверхностью m.
106. Диск радиусом R = 0, 9 м, вращается вокруг вертикальной оси. На краю диска лежит кубик. Найти угловую скорость диска, при которой кубик соскользнет с диска. Коэффициент трения - m = 0, 30.
107. Автомобиль массой m = 3, 0 103 кг движется со скоростью v = 20 м/с по выпуклому мосту. Определить силу давления автомобиля на мост в верхней его части, если радиус кривизны моста R = 70 м.
108. Летчик массой m = 70 кг описывает на самолете «мертвую петлю» радиусом R 210 м. Скорость самолета v = 110 м/с. С какой силой летчик прижимается к сиденью в нижней точка петли?
109. С какой наибольшей скоростью может двигаться автомобиль на повороте радиусом R = 15 м, чтобы не возникло проскальзывание? Коэффициент сцепления колес автомобиля с землей m = 0, 50.
110. Тело массой m = 3, 0 кг движется вниз по наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол a = 40 град. Определить силу давления на наклонную плоскость.
111. Снаряд массой m = 6, 0 кг в верхней точке траектории имеет скорость v = 400 м/с и разрывается на два осколка. Осколок массой m1 = 2, 5 кг полетел со скоростью v1 = 120 м/с в направлении движения снаряда. Определить скорость второго осколка.
112. Взрыв разделяет камень на три части. Куски массами m1 = 5, 0 кг и m2 = 2, 0 кг со скоростями v1 =9, 0 м/с и v2 = 5, 0 м/с полетели под прямым углом друг к другу. Какова масса третьего куска, если его скорость v3 = 15 м/с?
113. Мяч массой m = 0, 20 кг, летящий со скоростью v = 7, 5 м/с, ударяется о стенку так, что угол между векторами скорости до удара и после удара равен a = 100 град. Считая удар упругим, определить продолжительность удара, если средняя сила удара F= 12 Н.
114. Плот массой М = 500 кг и длиной l =3, 5 м покоится на поверхности озера. Два человека, массы которых m1 = 80 кг и m2 = 65 кг, находящиеся на противоположных краях плота, меняются местами. Каково при этом перемещение плота?
|
|
|
115. На спокойной воде пруда находится лодка длиной l = 4, 5 м, расположенная перпендикулярно к берегу. На корме лодки стоит человек. Масса лодки с человеком М = 250 кг, масса человека m = 65 кг. Человек перешел с кормы на нос лодки На сколько переместилась при этом относительно берега лодка?
116. На железнодорожной платформе установлено орудие, жестко скрепленное с платформой. Масса орудия и платформы М = 25103 кг. Орудие производит выстрел под углом a = 45° к линии горизонта в направлении пути. Какую скорость приобретет платформа с орудием в результате отдачи, если масса снаряда m = 50 кг и он вылетел из канала ствола со скоростью u1 = 510 м/с?
117. Тело массой М = 0, 5 кг, летящее со скоростью v= 7, 0 м/с, распадается на два осколка, масса одного из которых равна m = 0, 2 кг. Скорость этого осколка перпендикулярна скорости и равна v1 =5, 0 м/с. Какова скорость второго осколка?
118. Вагон массой m движется на упор со скоростью v0 = 0, 15 м/с. При полном торможении вагона буферные пружины сжимаются на Dl = 0, 10 м. Определить продолжительность Dt торможения.
119. Шарик массой m = 10, 0 кг свободно падает с высоты h1 = 1, 5 м на стальную плиту и подпрыгивает на высоту h2 = 0, 5 м. Определить величину и направление импульса, сообщенного плитой шарику.
120. Вагон массой m = 22 103 кг, двигавшийся со скоростью v 1, 5 м/с, натолкнувшись на буфер, остановился, сжав пружину буфера на Dl = 0, 15 м. Найти жесткость пружины
121. Груз массой m = 150 кг падает на сваю массой М = 450 кг с высоты h = 2, 0 м. Найти среднюю силу сопротивления грунта, если в результате абсолютно неупругого удара свая уходит в землю на глубину s = 5, 0 см.
122. Частица массой m 2, 0 10-3 кг движется со скоростью v = 220 м/с. Определить работу сил сопротивления движению за промежуток времени, в течение которого скорость частицы уменьшилась в три раза.
123. Тело с начальной скоростью v0 = 3, 2 м/с пустили вверх по наклонной плоскости, составляющей угол a = 40 град. с горизонтом. Коэффициент трения m = 0, 25. Какой путь тело пройдет тело до остановки?
|
|
|
124. Пуля массой m = 5, 0 г, летевшая горизонтально со скоростью v = 8, 0 102 м/с попала в покоившийся на горизонтальной поверхности брусок массой М = 2, 0 кг и застряла в нем. Брусок пришел в движение. Коэффициент трения между бруском и поверхностью равен m = 0, 2. Какой путь пройдет брусок до остановки?
125. К нижнему концу вертикально висящей пружины жесткостью k = 12 102 Н/м подвесили груз массой m = 1, 5 кг и отпустили без начальной скорости. Определить максимальное растяжение пружины.
126. Пружина жесткостью k = 1, 2 104 Н/м сжата силой F = 4, 0 102 Н. Определить работу внешней силы, дополнительно сжимающей эту пружину еще на Dl. = 1, 2 10 -2 м
127. Определить работу, которую совершают силы гравитационного поля Земли, если тело массой m = 1, 8 кг упадет на поверхность Земли с высоты, равной h = 8, 0 106 м.
128. Какую часть своей кинетической энергии передает частица массой m1= 0, 50 10-2 кг покоящейся частице массой m2 = 1, 5 10-2 кг при упругом центральном соударении?
129. Пружина жесткостью k = 2, 0 104 Н/м была сжата на х1 = 5, 2 10 -2 м. Какую нужно совершить работу, чтобы сжатие пружины увеличить до 2х1?
130. Сплошной цилиндр скатывается с наклонной плоскости высотой h = 1, 5 м. Какую линейную скорость будет иметь его центр в тот момент, когда цилиндр скатится с наклонной плоскости, если начальная скорость v0 = 1, 9 м/с?
131. Через блок, имеющий форму диска массой m – 6, 0 кг, перекинут шнур, к концам которого привязали грузы массами m1 = 5, 4 кг и m2= 6, 5 кг. С каким ускорением будут двигаться грузы? (Трение ничтожно мало. )
132. Обруч радиусом R = 0, 25 м и массой m = 5, 6 кг вращается с угловой скоростью w = 7, 0 с-1. При торможении он остановился через время t = 4, 5 с. Определить тормозящий момент.
133. Цилиндр массой m1= 8, 4 кг может вращаться вокруг своей оси, расположенной горизонтально. На цилиндр намотан шнур, к которому привязали гирю массой m2 = 2, 5 кг. С каким ускорением будет опускаться гиря?
|
|
|
134. Маховик радиусом R = 10, 5 10 -2 м насажен на горизонтальную ось. На обод маховика намотан шнур, к которому привязан груз массой m = 0, 85 кг. Опускаясь равноускоренно, груз прошел расстояние s = 2, 20 м за время t = 6, 5 с. Определить момент инерции маховика.
135. Платформа в виде диска вращалась по инерции вокруг вертикальной си с частотой n1 = 1, 0 c-1. На краю платформы стоял человек массой m = 70 кг. Когда он перешел в центр платформы, частота возросла до n2 = 2, 1 c-1. Определить массу платформы. (Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки )
136. Для сообщения маховику угловой скорости w = 5, 0 c-1 была произведена работа А = 2, 0 кДж. Какой момент импульса приобрел маховик?
137. Якорь вращается с частотой n = 25, 6 c-1. Определить вращающий момент, если мотор развивает мощность N = 530 Вт.
138. Пуля летит со скоростью v = 805 м/с, вращаясь вокруг продольной оси с частотой n = 3, 03 103 c-1. Приняв пулю за цилиндр диаметром d = 8, 5 10 -3 м, определить отношение кинетической энергии вращательного движения к полной кинетической энергии пули.
139. Сколько времени будет скатываться шар без скольжения с наклонной плоскости длиной l = 9, 0 м и высотой h = 1, 5 м?
140. Маховик, момент инерции которого равен I = 88 кг× м2, начал вращаться равноускоренно под действием вращающего момента М = 46 Н м. Какую кинетическую энергию приобрел маховик, если вращение продолжалось t = 15 с?
141. Найти число N молекул, содержащихся в объеме V = 7, 0 10-4 м3 при температуре Т = 280 К и давлении р = 0, 25 МПа.
142. Определить плотность газа молярной массой m = 32 10-3кг/моль при давлении р 0, 30 МПа и температуре Т = 300 К.
143. Найти эффективную молярную массу m смеси двух газов, молярные массы которых m1 = 28 10-3кг/моль, m2 = 32 10-3кг/моль, а массовые доли соответственно w1 = 0, 3, w2 = 0, 7.
144. Плотность газа при температуре Т1 = 275 К и давлении р1 = 1050 ГПа равна r 1, 292 кг/м3. Определить плотность газа при температуре Т2 = 295 и давлении р2 = 1555 ГПа.
145. Баллон содержит m1 = 4, 4 10-3 кг углекислого газа и m2 = 3, 2 10-3 кг азота при температуре Т = 290 К и давлении р = 0, 20 МПа. Определить объем баллона.
146. Баллон объемом V = 15 10-3 м3 содержит m1 = 4, 4 10-3 кг азота и m2 = 3, 2 10-3 кг кислорода при температуре Т= 300 К. Определить давление смеси.
147. Давление насыщенного водяного пара при температуре Т = 296 К равно р = 2, 65 ГПа. Найти плотность водяного пара при этих условиях, принимая его за идеальный газ.
148. Под каким давлением находится газ при температуре Т = 310 К, если его плотность r = 1, 0 кг/м3, а масса одного моля равна m 28 10-3кг/моль?
149. Баллон содержит газ при температуре Т1 = 275 Ки давлении р = 0, 25 МПа. Из баллона выпустили n = 40% газа и охладили его до температуры Т2 = 244 К. Какое давление установилось в баллоне?
|
|
|
150. В баллоне объемом V = 25 10-3 м3 находится азот при температуре Т1 = 280 К. После того как из баллона было взято Dm кг азота давление понизилась на Dр = 0, 20 МПа. Определить Dm.
151. Определить энергию теплового движения m = 2, 4 10-3 кг азота при температуре Т= 274 К.
152. Найти энергию вращательного движения молекул m = 28 10-3 кг кислорода при температуре Т = 282 К.
153. Определить энергию теплового движения молекул гелия в объеме V =2, 5 10-3 м3 при давлении р = 0, 16 МПа.
154. Чему равна масса m кислорода, если кинетическая энергия поступательного движения его молекул равна Ек = 2, 5 кДж, а средняя квадратичная скорость vкв = 9, 8 102 м/с?
155. Давление газа р = 0, 16 МПа, концентрация молекул n = 6, 0 1020 м-3. Найти среднюю кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы.
156. Какова средняя арифметическая скорость молекул газа молярной массой m = 4 10-3кг/моль при температуре Т = 283 К?
157. Пылинки, взвешенные в воздухе, имеют массу m = 5, 0 10-18 кг. Во сколько раз уменьшится их концентрация при увеличении высоты на Dh = 6, 0 м при температуре воздуха Т = 275 К.
158. Вычислить удельные теплоемкости cp и cv смеси, содержащей m1 = 12 10-3 кг азота и m2 = 4 10-3 кг кислорода.
159. Какова средняя длина свободного пробега молекул азота при давлении р = 2, 2 105 Па и температуре Т = 290 К? Эффективный диаметр молекулы азота d = 0, 3 × 10-9 м.
160. Найти отношение Ср/СV смеси m1 = 10, 5 10-3кг кислорода и m2 = 26 10-3 кг азота.
161. Азот был изобарно нагрет от температуры Т1 = 275 К до температуры Т2 = 400 К. Определить работу расширения газа.
162. При изотермическом расширении углекислого газа массой m = 7, 0 10-3 кг объем газа V1 увеличился в 2, 0 раза. Определить работу расширения, совершенную газом и количество теплоты, переданное газу. Температура газа Т = 295 К.
163. Азот массой m = 0, 65 кг был нагрет на DТ = 45 К при постоянном давлении. Определить количество теплоты, полученное газом.
164. Углекислый газ, находившийся по давлением p1 = 2 105 Па, был адиабатически сжат до давления р2 = 12 105 Па. Каково отношение температур Т2 /Т1 газа?
165. При адиабатическом сжатии температура газа изменилась от Т1 = 320 К до Т2 = 1, 25 кК. Во сколько раз уменьшился объем газа? Показатель адиабаты g = 1, 4.
166. В сосуде объемом V = 0, 90 10-3 м находится углекислый газ под давлением р1 = 1, 2 МПа. Стенки сосуда могут выдержать давление до р2 =1, 8 МПа. Какое максимальное количество теплоты можно сообщить газу?
167. Кислород, занимавший объем V1 = 0, 80 10-3 м3 при давлении р1 = 1, 2 МПа, адиабатно расширился до объема V2 = 0, 40 10-2 м3 . Определить работу расширения.
168. Воздух, занимавший объем V = 0, 60 10-3 м3 при нормальных условиях, был изобарически нагрет до температуры Т = 345 К. Определить работу расширения.
169. При адиабатном расширении n =0, 9 молей кислорода с начальной температурой Т1 = 340 Квнутренняя энергия уменьшилась на DU =0, 80 кДж. Определить температуру газа Т2 в конце процесса.
170. Каково давление азота массой m = 5, 0 10 -3 кг, в объеме V = 600 10-6 м3 при температуре Т = 300 К?
171. При изотермическом расширении в прямом цикле Карно объем газа возрастает в n = 5, 6 раза, а совершаемая работа в k = 4, 4 раза больше работы при последующем адиабатическом расширении. Определить термический КПД цикла, если i = 5.
172. Идеальный газ совершает прямой цикл Карно. Температура нагревателя Т1 = 480 К, температура холодильника Т2 = 250 К. Определить количество теплоты, которое газ отдает холодильнику, если А = 5, 5 кДж.
173. Идеальный газ совершает прямой цикл Карно. Температура нагревателя Т1 в n = 3, 5 раза выше температуры холодильника Т2. Нагреватель передал газу Q = 14 кДж теплоты. Какую работу совершил газ? .
174. Двухатомный идеальный газ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Определить КПД цикла, если предельные значения объема V1 = 0, 12 м3и V2 = 0, 30 м3, а давления - р1 = 0, 10 МПа и р2 = 0, 45 МПа.
175. Идеальный газ, совершающий прямой цикл Карно, получив от нагревателя Q = 10 кДж теплоты, совершил работу А = 3, 2 кДж. Во сколько раз температура нагревателя Т1 выше температуры холодильника Т2?
176. При изотермическом расширении в прямом цикле Карно объем газа возрастает в n =5, 2 раза, а совершаемая работа k = 4, 4 раза больше работы при последующем адиабатическом расширении. Найти отношение температуры нагревателя к температуре холодильника, если i =5.
177. При изобарическом расширении объем m = 20 10-3 кг азота увеличился в n = 6, 0 раз. Определить изменение энтропии газа.
178. При изохорном нагревании m 6, 5 10-3 кг водорода давление увеличилось в n = 2, 0 раз. Определить изменение энтропии газа.
179. Идеальный газ совершает прямой цикл Карно. Температура холодильника Т2 = 250 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если температура нагревателя повысится от Т1 = 460 К на DТ = 25 К.
180. Идеальный газ совершает прямой цикл Карно. Температура нагревателя Т1 = 470 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если температура холодильника понизится от Т2 + 250 К на DТ = 30 К.
|
|
|
