Задания для физики

   9 |     

Решение: Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний имеет вид , где коэффициент затухания,  собственная круговая частота колебаний; амплитудное значение вынуждающей силы, деленное на массу; частота вынуждающей силы. При слабом затухании (коэффициент затухания значительно меньше собственной частоты колебаний маятника) амплитуда колебаний будет максимальна, если частота вынуждающей силы совпадет с собственной частотой колебаний маятника (явление резонанса). Собственная частота колебаний равна:  частота вынуждающей силы . Для пружинного маятника  значит, масса груза  Чтобы частота вынуждающей силы совпала с собственной частотой колебаний маятника, масса должна быть равна  Следовательно, массу груза нужно увеличить в 9 раз.

  ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке Тема: Сложение гармонических колебаний Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами . Установите соответствие между разностью фаз складываемых колебаний и амплитудой результирующего колебания. 1.   2.  3.   0

1
2
3
			0

Решение: Амплитуда результирующего колебания, полученного при сложении двух гармонических колебаний одного направления с одинаковыми частотами, определяется по формуле ,  где и  – амплитуды, () – разность фаз складываемых колебаний.  Если разность фаз , , то  и .  Если , , то .  Если , , то .

 ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от напряженности внешнего электрического поля Е.  Неполярным диэлектрикам соответствует кривая …

			4
			1
			2
			3

  ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка рассчитана на максимальную силу тока 16 А и на погонном метре провода должно выделяться не более 2 Вт тепла, то диаметр медного провода (с учетом того, что удельное сопротивление меди равно 17 нОм·м) равен ______ мм.

			1,7
			0,83
			1,5
			0,97

Решение: Мощность тока . Тогда мощность, выделяющаяся на погонном метре провода, . Отсюда диаметр провода 

  ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме Два точечных заряда q и 2q на расстоянии r друг от друга взаимодействуют с силой F. Сила взаимодействия зарядов q и q/2 на расстоянии 2r будет в ______ раз(-а) меньше.

   16 |     

Решение: По закону Кулона, , а . Тогда , то есть сила взаимодействия будет меньше в 16 раз.

 ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла Уравнения Максвелла являются основными законами классической макроскопической электродинамики, сформулированными на основе обобщения важнейших законов электростатики и электромагнетизма. Эти уравнения в интегральной форме имеют вид: 1).; 2).; 3).; 4). 0. Четвертое уравнение Максвелла является обобщением …

			теоремы Остроградского – Гаусса для магнитного поля
			закона электромагнитной индукции
			закона полного тока в среде
			теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде

  ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее …

			поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX
			поступательном перемещении в положительном направлении оси OX
			поступательном перемещении в положительном направлении оси OY
			вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником

Решение: При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX.

 ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Магнитостатика Небольшой контур с током I помещен в неоднородное магнитное поле с индукцией . Плоскость контура перпендикулярна плоскости чертежа, но не перпендикулярна линиям индукции. Под действием поля контур …

			повернется по часовой стрелке и сместится вправо
			повернется против часовой стрелки и сместится вправо
			повернется против часовой стрелки и сместится влево
			повернется по часовой стрелке и сместится влево

 ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке Тема: Динамика поступательного движения Тело массой движется с коэффициентом трения 0,5 по наклонной плоскости, расположенной под углом  к горизонту. Сила трения (в) равна …

   5    

  ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в механике Человек, стоящий в центре вращающейся скамьи Жуковского, держит в руках длинный шест. Если он повернет шест из вертикального положения в горизонтальное, то …

			угловая скорость скамьи и кинетическая энергия уменьшатся
			угловая скорость скамьи уменьшится, кинетическая энергия увеличится
			угловая скорость скамьи увеличится, кинетическая энергия уменьшится
			угловая скорость скамьи и кинетическая энергия увеличатся

Решение: Согласно закону сохранения момента импульса . Здесь J – момент инерции человека с шестом и скамьи относительно оси вращения,  – угловая скорость его вращения вокруг этой оси. Тогда . Поскольку при повороте шеста из вертикального положения в горизонтальное момент инерции системы увеличивается, то угловая скорость вращения уменьшается. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, равна: . Тогда . Таким образом, кинетическая энергия системы уменьшится.

  ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Работа. Энергия На рисунке показаны тела одинаковой массы и размеров, вращающиеся вокруг вертикальной оси с одинаковой частотой. Момент импульса первого тела  Дж·с. Если  кг, см, то кинетическая энергия второго тела (в мДж) равна …

   250 |     

Решение: Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, определяется по формуле , где J – момент инерции тела относительно оси вращения,  угловая скорость его вращения. Момент инерции диска относительно указанной оси . Для нахождения  используем значение момента импульса первого тела. Момент импульса тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, равен: . Отсюда , где  – момент инерции кольца относительно оси вращения. Тогда кинетическая энергия второго тела с учетом равенства массы m и радиуса R диска и кольца и одинаковых угловых скоростей вращения этих тел равна: 

  ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Элементы специальной теории относительности Скорость релятивистской частицы , где с – скорость света в вакууме. Отношение кинетической энергии частицы к ее полной энергии равно …

			0,4
			0,6
			0,8
			0,2

Решение: Кинетическая энергия релятивистской частицы , где  – полная энергия частицы, движущейся со скоростью  – ее энергия покоя. Тогда отношение кинетической энергии частицы к ее полной энергии равно: .

  ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Динамика вращательного движения Однородный диск массы m и радиуса R вращается под действием постоянного момента сил вокруг оси, проходящей через его центр масс и перпендикулярной плоскости диска. Если ось вращения перенести параллельно на край диска, то (при неизменном моменте сил) для момента инерции J и углового ускорения  диска справедливы соотношения …

			,
			,
			,
			,

Решение: Момент инерции при неизменных материале, форме и размерах тела зависит от расположения тела относительно оси. При переносе оси момент инерции тела изменится, в данном случае в соответствии с теоремой Штейнера увеличится. Согласно основному уравнению динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси угловое ускорение равно: . Отсюда при неизменном моменте  сил, действующих на тело, угловое ускорение  тела обратно пропорционально его моменту инерции J относительно оси вращения. Поэтому при параллельном переносе оси на край диска его момент инерции увеличится, а угловое ускорение уменьшится.

  ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения Диск катится равномерно по горизонтальной поверхности со скоростью  без проскальзывания. Вектор скорости точки А, лежащей на ободе диска, ориентирован в направлении …

			3
			1
			2
			4

Решение: Качение однородного кругового цилиндра (диска) по плоскости является плоским движением. Плоское движение можно представить как совокупность двух движений: поступательного, происходящего со скоростью  центра масс, и вращательного вокруг оси, проходящей через этот центр. Тогда . Поскольку диск катится без проскальзывания, скорость точки диска, соприкасающейся с поверхностью, равна нулю. Отсюда следует, что . Вектор направлен по касательной к окружности в рассматриваемой точке (для точки А – в направлении 2). Тогда вектор скорости  точки А ориентирован в направлении 3.

 ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Уравнение Шредингера (конкретные ситуации) В результате туннельного эффекта вероятность прохождения частицей потенциального барьера уменьшается с …

			увеличением ширины барьера
			уменьшением массы частицы
			увеличением энергии частицы
			уменьшением высоты барьера

 ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Шредингера (общие свойства) Верным для уравнения Шредингера , где = const является утверждение:

			Уравнение характеризует движение микрочастицы в области пространства, где потенциальная энергия – постоянная величина.
			Уравнение соответствует трехмерному случаю.
			Уравнение является нестационарным.
			Уравнение описывает линейный гармонический осциллятор.

  ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Спектр атома водорода. Правило отбора На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома водорода: Излучение фотона с наименьшей длиной волны происходит при переходе, обозначенном стрелкой под номером …

			3
			2
			1
			4
			5