Главная Обратная связь

Дисциплины:






ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ



Контрольная работа включает решение десяти задач. Вариант контрольной работы выбирается по последней цифре шифра, номера задач – по таблице. Справочные материалы приведены в приложении.

Таблица 3

Вариант Номера задач

 

1. Велосипедист проехал первую половину времени своего движения со скоростью , вторую половину времени – со скоростью . Определить среднюю скорость движения велосипедиста.

2. Тело падает с высоты с нулевой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить, какой путь пройдет тело: 1) за первую секунду своего падения; 2) за последнюю секунду своего падения.

3. Тело брошено со скоростью под углом к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха определить: 1) время движения тела; 2) дальность полета (по горизонтали) тела; 3) высоту его подъема.

4. Материальная точка движется по окружности радиусом согласно уравнению . Найти скорость точки, тангенциальное, нормальное и полное ускорения в момент времени 2 с.

5. Кинематические уравнения движения двух материальных точек имеют вид и , где В1 = 4 м/с2, С1 = –3 м/с3, В2 = –2 м/с2, С2 = 1 м/с3. Определить момент времени, для которого ускорения этих точек будут равны.

6. Колесо вращается с постоянным угловым ускорением . Определить радиус колеса, если через после начала движения полное ускорение колеса .

7. Якорь электродвигателя, имеющий частоту вращения с–1, после выключения тока, сделав оборотов, остановился. Определить угловое ускорение якоря.

8. Линейная скорость точек на окружности вращающегося диска равна 3 м/с. Точки, расположенные на =10 см ближе к оси, имеют линейную скорость 2 м/с. Определите период Т вращения диска.

9. Диск радиусом см вращается вокруг неподвижной оси так, что зависимость угла поворота радиуса диска от времени задается уравнением (В = 1 рад/с, С = 1 рад/с2, D = 1 рад/с3). Определить для точек на ободе диска к концу второй секунды после начала движения:1) тангенциальное ускорение ; 2) нормальное ускорение ап; 3) полное ускорение а.

10. Колесо автомашины вращается равноускоренно. Сделав полных оборотов, оно изменило частоту вращения от с–1 до
с–1. Определить угловое ускорение колеса.



11. Сплошной шар скатывается по наклонной плоскости, длина которой и угол наклона . Определить скорость шара в конце наклонной плоскости.

12. Диск, катившийся со скоростью м/с, ударился о стену и покатился назад со скоростью м/с. Масса диска равна . Определить уменьшение кинетической энергии диска.

13. Стержень массой и длиной вращается вокруг оси, проходящий через один из его концов по закону . Определить момент силы, действующей на другой его конец.

14. Сплошной цилиндр массой катится без скольжения с постоянной скоростью . Определить кинетическую энергию цилиндра и время до его остановки, если на него подействует сила 50 Н.

15. Определить период обращения спутника Земли, движущегося на высоте . Радиус Земли равен , а масса Земли
кг.

16. Автомобиль массой , движущийся со скоростью
u = 54 км/ч, останавливается за t = 6 с. Вычислить тормозной путь и силу торможения.

17. Стержень массой 2 кг и длиной 1 м может вращаться вокруг оси, проходящей через его середину перпендикулярно стержню. В конец стержня попадает пуля массой , летящая перпендикулярно оси и стержню со скоростью 500 м/с. Определить угловую скорость, с которой начнёт вращаться стержень, если пуля застрянет в нём.

18. Снаряд, летевший со скоростью м/с, разорвался на два осколка. После взрыва больший осколок имел скорость м/с, а меньший м/с. Направление движения осколков не изменилось. Определить отношение масс осколков.

19. Груз массой 5 кг падает с высоты 5 м и проникает в грунт на расстояние =5 см. Определить среднюю силу сопротивления грунта.

20. Для подъёма песка на высоту установили кран мощностью 4 кВт. Определить массу песка, поднятого за время работы крана. Коэффициент полезного действия крана принять равным .

21. В баллоне ёмкостью находится сжатый воздух при температуре 27°С. После того как часть воздуха выпустили, давление понизилось на 2·105 Па. Определить массу выпущенного воздуха. Процесс считать изотермическим. Молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль.

22. В сосуде, имеющем форму шара, радиус которого находится 80 г азота. До какой температуры можно нагреть сосуд, если его стенки выдерживают давление 7·105 Па. Молярная масса азота равна
0,028 кг/моль.

23. Вычислить энергию вращательного движения всех молекул водяного пара массой г при температуре 20°С. Молярная масса водяного пара равна 0,018 кг/моль.

24. Относительная молярная масса газа . Отношение теплоёмкостей =1,33. Вычислить по этим данным удельные теплоёмкости и .

25. Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить углекислому газу массой 440 г, чтобы нагреть его на 10 К: а) изохорно; б) изобарно. Молярная масса углекислого газа равна 0,044 кг/моль.

 

26. Азот массой 1 кг, находящийся при температуре 300 К, сжимают адиабатно, увеличивая давление в десять раз. Определить работу, затраченную на сжатие газа. Молярная масса азота равна 0,028 кг/моль.

27. Определить, на сколько процентов изменится КПД прямого цикла Карно, если температура нагревателя , а температура холодильника уменьшилась от 494 до 394 К.

28. Баллон содержит 80 г кислорода и 320 г аргона. Давление смеси равно 1 МПа, температура – 300 К. Принимая данные газы за идеальные, определить объём баллона. Молярная масса кислорода равна
0,032 кг/моль, а молярная масса аргона равна 0,040 кг/моль.

29. Определить массу газа, продиффундировавшего за время 12 ч через поверхность площадью , если коэффициент диффузии равен 0,05 см2/с. Плотность газа на глубине = 0,5 м равна г/см3, а у поверхности г/см3.

30. Динамическая вязкость кислорода при нормальных условиях
. Какова средняя длина свободного пробега молекул кислорода при этих условиях.

31. Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения шарикам заряда они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол . Найти массу каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса см.

32. На каком расстоянии друг от друга следует поместить два одноимённых точечных заряда в воде, чтобы они отталкивались с такой же силой, с какой эти заряды отталкиваются в вакууме на расстоянии . Диэлектрическая проницаемость воды равна 81.

33. Пространство между двумя параллельными бесконечными плоскостями с поверхностной плотностью зарядов и заполнено диэлектриком ( ). Определить напряженность поля: а) между плоскостями; б) вне плоскостей.

34. Электрон влетел в однородное поле с напряжённостью в направлении его силовых линий. Начальная скорость электрона равна 1,2 Мм/с. Найти ускорение, приобретаемое электроном в поле, и скорость через время .

35. Два заряда и расположены на расстоянии друг от друга. Найти напряженность и потенциал в точке, лежащей на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии от первого заряда.

36. В поле точечного заряда из точки, отстоящей на расстоянии от этого заряда, движется вдоль силовой линии заряд . Определить заряд Q, если при перемещении заряда q на расстояние полем совершена работа .

37. Электрон прошёл ускоряющую разность потенциалов . Какую скорость при этом приобрёл электрон, если его начальная скорость равна 0 м/с?

38. Конденсатор с парафиновым диэлектриком заряжен до разности потенциалов . Напряженность поля в нем , площадь пластин . Определить емкость конденсатора и поверхностную плотность заряда на обкладках

39. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью Расстояние между пластинами равно 1мм. На сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния между пластинами до 3 мм?

40. Плоский конденсатор с площадью пластин каждая, заряжен до разности потенциалов . Расстояние между пластинами равно . Диэлектрик – стекло . Определить энергию поля конденсатора и плотность энергии поля.

41. При каком внешнем сопротивлении потребляемая полезная мощность будет максимальной, если два одинаковых источника тока с внутренним сопротивлением 1Ом каждый соединены последовательно?

42. Решить задачу 41 для случая, когда источники тока соединены параллельно

43. Падение напряжения во внешней цепи равно 5,1 В. Определить силу тока в цепи, ЭДС и КПД источника тока, если его внутреннее сопротивление 1,5 Ом, а сопротивление внешней цепи 8,5 Ом.

44. ЭДС аккумулятора автомобиля 12 В. При силе тока 3 А его КПД равен 0,8. Определить внутреннее сопротивление аккумулятора.

45. Две батареи аккумуляторов ( , , ,
) и реостат (R =6 Ом) соединены, как показано на рис. 22. Найти силу тока в батареях и реостате.

 

 


Рис. 22

46. Определите плотность тока в железном проводнике длиной 10 м, если провод находится под напряжением 6 В. Удельное сопротивление железа равно 9,8 нОм×м.

47. К батарее из трех одинаковых параллельно соединенных источников тока подключают один раз резистор сопротивлением 1 Ом, другой раз – 4 Ом. В обоих случаях на резисторах за одно и то же время выделяется одинаковое количество теплоты. Определить внутреннее сопротивление источника тока.

48. Два источника тока ( , , , ) и реостат ( ) соединены, как показано на рис. 23. Вычислить силу тока I, текущего через реостат.

 

Рис. 23

49. Определить длину медного проводника плотность тока, которого равна 23,5 МА/м2, если он находится под напряжением . Удельное сопротивление меди равно 1,7 нОм×м.

50. Определить ЭДС аккумуляторной батареи, ток короткого замыкания которой , если при подключении к ней резистора сопротивлением сила тока в цепи равна 1 А.

51. Проволочный виток радиусом , имеющий сопротивление , находится в однородном магнитном поле с индукцией . Плоскость рамки составляет угол с линиями индукции поля. Какое количество электричества Q протечет по витку, если магнитное поле исчезнет?

52. В однородном магнитном поле с индукцией равномерно с частотой вращается рамка, содержащая витков площадью . Ось вращения лежит в плоскости рамки и совпадает с направлением линий магнитной индукции поля. Определить максимальную ЭДС индукции , возникающую в рамке.

53. Рамка длиной 4 см, шириной 1,5 см, содержащая 200 витков тонкой проволоки, находится в магнитном поле с индукцией . Плоскость рамки параллельна линиям индукции. Найдите механический момент, действующий на рамку, когда по ней идет ток .

54. Два длинных прямых параллельных проводника, по которым текут в противоположных направлениях токи и , находятся на расстоянии . Найти индукцию магнитного поля в точке, расположенной между проводниками на расстоянии от первого из них. Решение задачи пояснить рисунком.

55. Очень короткая катушка содержит 600 витков тонкого провода. Катушка имеет квадратное сечение со стороной . Найти магнитный момент катушки при силе тока .

56. Электрон влетел в однородное магнитное поле, индукция которого , перпендикулярно линиям магнитной индукции и описал окружность радиусом . Определить кинетическую энергию электрона. Решение задачи пояснить рисунком.

57. В катушке при изменении силы тока от до за время возникает ЭДС самоиндукции . Определить индуктивность катушки.

58. Электрон движется по окружности со скоростью в однородном магнитном поле с индукцией . Вычислить радиус окружности. Решение задачи пояснить рисунком.

59. Катушка длиной и площадью сечения имеет 12 витков на 1 см длины. Сила тока в катушке равна 5,3 А. Определить энергию магнитного поля в катушке.

60. На немагнитный каркас длиной и площадью сечения намотан в один слой провод диаметром 0,4 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Определить индуктивность получившегося соленоида.

61. Написать уравнение гармонического колебательного движения с амплитудой 20 мм, периодом 2 с и начальной фазой . Найти скорость и ускорение для времени 1 с.

62. Точка совершает гармонические колебания с периодом 6 с и начальной фазой, равной нулю. Определить, за какое время, считая от начала движения, точка сместится от положения равновесия на половину амплитуды.

63. Материальная точка колеблется по уравнению . Определить максимальную возвращающую силу и полную энергию колебания, если масса точки 5 г.

64. Груз массой 50 г, подвешенный на нити длиной , совершает колебания в жидкости. Коэффициент сопротивления . На груз действует вынуждающая сила . Определить: 1) частоту вынуждающей силы, при которой амплитуда вынужденных колебаний максимальна; 2) резонансную амплитуду.

65. Амплитуда результирующего колебания, получающегося при сложении двух одинаково направленных гармонических колебаний одинаковой частоты, обладающих разностью фаз , равна 6 см. Определить амплитуду второго колебания, если .

66. Найти амплитуду А и начальную фазу гармонического колебания, полученного от сложения одинаково направленных колебаний, данных уравнениями м и м.

67. Диск радиусом колеблется около горизонтальной оси, проходящей через одну из образующих цилиндрической поверхности диска. Каков период Т его колебаний?

68. Физический маятник в виде тонкого прямого стержня длиной колеблется около горизонтальной оси, проходящей перпендикулярно стержню через точку, удаленную на расстояние 20 см от конца стержня. Определить приведенную длину L такого маятника.

69. Амплитуда колебаний математического маятника длиной за время мин уменьшилась в два раза. Определить логарифмический декремент колебаний q.

70. Тело массой г совершает затухающие колебания. В течении времени с амплитуда колебаний уменьшилась в 6 раз. Определить коэффициент сопротивления r.

71. На мыльную пленку падает белый свет под углом . При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в красный цвет ( мкм)? Показатель преломления мыльной воды 1,33. Решение задачи пояснить рисунком.

72. Кольца Ньютона образуются в воздушном зазоре между плоским стеклом и линзой с радиусом кривизны . Монохроматический свет падает нормально. Диаметр второго светлого кольца в отраженном свете равен . Найти длину волны падающего света. Показатель преломления воздуха равен 1. Решение задачи пояснить рисунком.

73. На узкую щель шириной мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны нм. Определить направление света на вторую светлую дифракционную полосу (по отношению к первоначальному направлению света). Решение задачи пояснить рисунком.

74. На щель шириной, мм падает нормально монохроматический свет ( мкм). Экран, на котором наблюдается дифракционная картина, расположен параллельно щели на расстоянии . Определить расстояние b между первыми дифракционными минимумами, расположенными по обе стороны центрального максимума. Решение задачи пояснить рисунком.

75. Сколько штрихов на имеет дифракционная решётка. Если четвёртый максимум, даваемый решёткой при нормальном падении на неё света длиной волны нм, отклонён на угол ? Решение задачи пояснить рисунком.

76. На дифракционную решетку длиной , содержащей штрихов, падает нормально монохроматический свет с длиной волны нм. Определить: 1) число максимумов, наблюдаемых в спектре дифракционной решетки; 2) угол, соответствующий последнему максимуму. Решение задачи пояснить рисунком.

77. Определить, под каким углом к горизонту должно находится Солнце, чтобы лучи, отраженные от поверхности озера (n=1,33), были максимально поляризованы. Показатель преломления воздуха равен 1. Решение задачи пояснить рисунком.

78. Интенсивность естественного света, прошедшего через два николя, уменьшилась в 8 раз. Пренебрегая поглощением света, определить угол между главными плоскостями николей. Решение задачи пояснить рисунком.

79. Угол Брюстера при падении света из воздуха (n=1) на кристалл каменной соли равен . Определить скорость света в этом кристалле. Решение задачи пояснить рисунком.

80. Раствор глюкозы с массовой концентрацией , содержащийся в стеклянной трубке, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света, проходящего через этот раствор, на угол . Определить массовую концентрацию глюкозы в другом растворе, налитом в трубку такой же длины, если он поворачивает плоскость поляризации на угол . Ответ выразить в г/см3.

81. Красной границе фотоэффекта для алюминия соответствует длина волны 0,332 мкм. Найти длину волны монохроматической световой волны, падающей на алюминиевый электрод, если фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 1 В.

82. Максимальная кинетическая энергия электронов при освещении цинкового электрода монохроматическим светом . Вычислить длину волны света, применявшегося при освещении. Работа выхода электронов из цинка равна .

83. Катод вакуумного фотоэлемента освещается светом с длиной волны мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов . Найти работу выхода электронов из катода. Полученный ответ выразить в эВ.

84. В результате эффекта Комптона фотон с энергией рассеян на свободных электронах на угол . Определить энергию рассеянного фотона.

85. Определить длину волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения на свободных электронах под углом длина волны рассеянного излучения оказалась равной 57 пм.

86. Свет с длиной волны нормально падает на зеркальную поверхность и производит на нее давление . Определить число фотонов, ежесекундно падающих на этой поверхности.

87. Монохроматическое излучение с длиной волны нм падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на неё с силой . Определить число фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.

88. Энергетическая светимость черного тела . Определить длину волны, соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости этого тела.

89. Максимум энергии излучении абсолютно чёрного тела приходится на длину волны мкм. На какую длину волны он сместится, если температура тела снизится на ?

90. Максимум излучательной способности Солнца приходится на длину волны . Считая, что Солнце излучает как черное тело, определить температуру его поверхности и мощность излучения. Считать радиус Солнца равным .

91. Определить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетического уровня на второй.

92. Определить длину волны спектральной линии, соответствующую переходу электрона в атоме водорода с шестой боровской орбиты на вторую. К какой серии относится эта линия, и которая она по счету?

93. Вычислить по теории Бора радиус r2 второй стационарной орбиты и скорость электрона на этой орбите для атома водорода.

94. Из каждого миллиона атомов радиоактивного изотопа каждую секунду распадается 200 атомов. Определить период полураспада изотопа.

95. Активность А некоторого изотопа за время 10 суток уменьшилась на 20%. Определить период полураспада этого изотопа.

96. Найти длину волны де Бройля l для электрона, имеющего кинетическую энергию: 1) ; 2) .

97. Найти энергию связи ядер: 1) ; 2) . Какое из этих ядер более устойчиво? Массы нейтральных атомов равны , , . Масса нейтрона равна .

98. Вычислить дефект массы , энергию связи и удельную энергию связи ядра . Массы нейтральных атомов равны , . Масса нейтрона равна .

99. Вычислить энергию ядерной реакции . Массы нейтральных атомов , , . Масса нейтрона равна . Выделяется или поглощается энергия в этой реакции?

100. Вычислить энергию ядерной реакции . Массы нейтральных атомов равны , , . Масса нейтрона равна . Выделяется или поглощается энергия в этой реакции?

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 4

Множители и приставки для образования кратных

и дольных единиц системы Си и их наименование

Приставка Множитель Обозначение приставки
пико нано микро милли кило мега 10 – 12 10 – 9 10 – 6 10 – 3 10 3 10 6 п н мк м к М

Таблица 5

Массы покоя некоторых частиц

Частица Масса
а. е. м. кг
Электрон Протон Нейтрон 5,48580×10 – 4 1,00728 1,00867 9,10953×10 – 31 1,67265×10 – 27 1,67495×10 – 27

Таблица 6

Некоторые физические постоянные (округлённые значения)

Физическая постоянная Обозна– чение Числовое значение Единица измерения
Число p Ускорение свободного падения на Земле Гравитационная постоянная Газовая постоянная Постоянная Больцмана Постоянная Авогадро Скорость света в вакууме Электрическая постоянная Элементарный заряд Постоянная Планка Радиус первой боровской орбиты p g   G R k NА с e e h r0 3,1416 9,81   6,67·10 – 11 8,31 1,38·10 – 23 6,02·1023 3·108 8,85·10 – 12 1,6·10 – 19 6,63·10 – 34 0,529·1010   м/с2   Н·м2/кг2 Дж/(моль·К) Дж/К моль – 1 м/с Ф/м Кл Дж·с м

Таблица 7

Соотношение между внесистемными единицами

и единицами Си

Температура 0 К = – 273,15°С
Атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,66×10 – 27 кг
1 атомная единица массы эквивалентна 931,5 МэВ
1 электрон–вольт 1 эВ = 1,6×10 – 19 Дж

Нормальные условия: давление – 105 Па, температура – 0 °С.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...