19

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Харківський національний університет радіоелектроніки

Кафедра фізики

ПАКЕТ

КОНТРОЛЬНИХ ЗАВДАНЬ

за 1-ий семестр курсу фізики для напрямку «БІКС»

Упорядник: Затверджено

Проф. Стороженко В.О. на засіданні кафедри

Протокол № 1 від 31.08.2012р.

Харків 2012

ЗМІСТ

		Стр.
1	Зміст матеріалу на 1 семестр…………………………………………..............	….....3
2	Форми та терміни поточного контролю………………………....……............	…4
3	Формування семестрової оцінки.......................………………………………	……4
4	Питання для експрес-контролю на практичних заняттях….….….….….….	……..5
5	Індивідуальні розрахункові завдання………………………………………...	……14
	5.1Перелік варіантів………………………………………………………........	……14
	5.2Вимоги до оформлення індивідуальних розрахункових завдань………..	……14
6	Перелік підсумкових тестів для контрольних точок ………..........................	16
	6.1 Контрольна точка №1……………………………………………………...	……16
	6.2 Контрольна точка №2………………………………………………………	……17
7	Література………………………………………………………………………	……19

1 Зміст матеріалу на 1-й семестр

Розділ	Підрозділ (тема)
1. Класична механіка	1.1. Кінематика 1.2. Динаміка поступального руху 1.3. Робота й енергія 1.4. Динаміка обертального руху
2. Механічні коливання	2.1. Вільні незатухаючі коливання 2.2. Загасаючі й вимушені коливання
3. Спеціальна теорія відносності	3.1. Релятивістська кінематика 3.2. Релятивістська динаміка
4. Молекулярна фізика	4.1. Молекулярно-кінетична теорія ідеального газу 4.2. Закони розподілу 4.3. Явища переносу
5. Термодинаміка	5.1. 1-е начало термодинаміки 5.2. 2-е начало термодинаміки
6. Електростатика	6.1. Електричне поле у вакуумі 6.2. Електричне поле у діелектриках 6.3. Провідники у електричному полі
7. Постійний електричний струм
8.Магнітостатика	8.1. Магнітне поле у вакуумі 8.2. Електромагнітна індукція 8.3. Магнітне поле у речовині

2 Форми та терміни поточного контролю знань

№ п/п	Вид контролю	Термін проведення
2.1.	Експресс – контроль підготовки до практичних занять (перелік питань наведен нижче)	На кожному практичному занятті
2.2.	Експресс – контроль підготовки до лабораторних занять (перелік питань – у [4,5])	На кожному лабораторному занятті
2.3.	Захист звітів з ЛР (здача циклу)	2 рази у семестр (згідно графіку ЛР)
2.4.	Модульне тестування (контрольні точки 1,2)	2 рази у семестр
2.5.	Здача індивідуального розрахункового завдані	Останній тиждень семестру

3 Формування семестрової оцінки

3.1 Підсумкова оцінка (ПО) з дисципліни «фізика» визначається за формулою

де ПБ – підсумковий балл поточного контролю, набраний протягом семестру;

ЕО – екзаменаційна оцінка.

3 .2 Підсумковий балл за семестр підраховується за формулою

,

де <ПЗ> - середня оцінка за експресс-контроль на практичних заняттях;

<ЛР> - середня оцінка за виконання лабораторних робіт (захист звітів);

<Т> - середня оцінка за модульне тестування;

ІРЗ – оцінка за індивідуальне розрахункове завдання.

Усі оцінки виставляються за 100-бальною шкалою.

УВАГА!!!: УМОВОЮ ДОПУСКУ ДО ЕКЗАМЕНУ Є ПБ ≥ 60.

4. Питання для експрес-контролю на практичних заняттях

1. КЛАСИЧНА МЕХАНІКА

1.1 Кінематика

1. Дати визначення механічної системи.

2. Дати визначення кінематиці.

3. Дати визначення нормальному прискоренню.

4. Записати зв'язок лінійних і кутових кінематичних характеристик

5. Що є предметом механіки? Дати визначення.

6. Дати визначення поступальному руху.

7. Що називається траєкторією?

8. Запишіть кінематичне рівняння поступального руху.

9. Дати визначення обертального руху.

10. Що називається лінійним переміщенням?

11. Дати визначення кутовому переміщенню. Його зв'язок з лінійним переміщенням.

12. Чим задається положення матеріальної точки?

13. Дати визначення лінійної швидкості (миттєвої й середньої).

14. Дати визначення кутовому прискоренню.

15. Які два види руху є основними?

16. Дати визначення макротіла.

17. Дати визначення лінійному прискоренню (миттєвому й середньому).

18. Запишіть кінематичне рівняння обертального руху.

19. Дати визначення системи відліку.

20. Способи завдання положення мат. точки.

21. Дати визначення тангенціальному прискоренню.

22. Що таке період? Частота обертання?

23. Що є предметом фізики?

24. Дати визначення кінематики.

25. Як повне прискорення пов'язане з нормальним і тангенціальним?

1.2 Динаміка поступального руху

1. Чім відрізняється динаміка від кінематики.

2. Що таке інерціальна система відліку ? Навести приклад.

3. Що таке імпульс?

4. Що таке механічна система? Чим визначаються її границі?

5. Що таке маса? Властивості цього поняття.

6. Основне рівняння динаміки поступального руху. Приклад його застосування.

7. Що таке центр мас? Для чого використовується це поняття?

8. Закон збереження імпульсу. Приклад його застосування.

9. Перший закон Ньютона. Приклад його застосування.

10. Що таке замкнута система? Наведіть приклади.

11. Що таке сила? Властивості цього поняття.

12. Другий закон Ньютона. Приклад його застосування.

13. Види сил у механіці. Види взаємодії у природі

14. Третій закон Ньютона. Приклад його застосування.

1.3 Робота й енергія.

1. Що таке енергія? Яким об'єктам вона властива?

2. Що таке потенційна енергія?

3. Умова консервативності сил.

4. Що таке робота? Властивості цієї величини.

5. Види потенційної енергії в механіці.

6. Що таке 1 Джоуль?

7. Що таке повна механічна енергія?

8. У якому випадку робота сили негативна?

9. Умова стану стійкої рівноваги системи.

10. Що таке кінетична енергія? Властивості цієї величини.

11. У якому випадку робота сили на кінцевому шляху дорівнює нулю?

12. Які сили називаються консервативними? Приклади таких сил.

13. Загальний закон збереження енергії.

14. Закон збереження енергії в механіку.

1.4 Динаміка обертального руху.

1. Чому динамічні характеристики обертального руху величини відносні?

2. Яке кутове прискорення отримає диск, закріплений на осі симетрії, під дією моменту сили M=(1/2)mRg? (R=0,98 м)

3. Чому в молотка повинна бути досить довга рукоятка?

4. Чи є гіроскоп замкнутою системою? Чому?

5. У якої з куль однакової маси (мідній або дерев'яній) більше момент інерції?

6. Чому дорівнює кінетична енергія диска масою 1 кг, що котиться зі швидкістю 1 м/с?

7. У яких випадках діюча на тіло сила не створює моменту?

8. Чому дорівнює робота сили F, прикладеної по дотичній до краю диска радіусом R при його повороті на 1 оборот?

9. Чи має момент імпульсу частинка, що рівномірно рухається по колу?

10. На одній осі обертаються в протилежних напрямках з однаковою швидкістю дві однакові кулі масою m і радіусом R. Чому дорівнює їхня сумарна енергія?

11. Чому дорівнює момент інерції кулі радіусом R і масою m, якщо відстань від осі обертання до центра кулі а=R/2?

12. Чому дорівнює швидкість зміни моменту імпульса системи, якщо система складається із трьох тіл, на кожне з яких діє момент зовнішньої сили М? Всі три моменти спрямовані в одну сторону і дорівнюють: М₁= 1 Нм, М₂=2Нм, М₃=3Нм.

2. МЕХАНІЧНІ КОЛИВАННЯ

1. Чи є зміна часу доби коливаннями? Якого виду ці коливання?

2. Яким чином знаходяться амплітуда й початкова фаза коливань?

3. Яка повинна виконуватися умова, щоб система була осциллятором?

4. Чому дорівнює зсув по фазі між швидкістю й прискоренням осциллятора?

5. Чим відрізняються вільні незагасаючі коливання від вимушених?

6. Чому осциллятор, проходячи через положення рівноваги, не зупиняється?

7. Запишіть рівняння осциллятора без тертя. З якого закону воно виводиться?

8. Як зміниться частота коливань математичного маятника при збільшенні його маси в 4 рази?

9. Запишіть рівняння осциллятора з тертям. Як впливає наявність тертя на параметри коливань?

10. Визначите частоту фізичного маятника у вигляді кулі, підвішеної в центрі її мас.

11. Як зміниться період коливань математичного маятника, якщо його занурити у воду?

12. Чому дорівнює енергія осциллятора масою 1 кг, що коливається з амплітудою 0,2м і частотою 1Гц?

13. Визначити частоту коливань диска радіусом 0,1м навколо осі, що проходить паралельно осі симетрії на відстані 0,5 R від центра.

14. Яким повинен бути коефіцієнт опору r, щоб коливання пружного маятника (маса m=4кг, коефіцієнт пружності К = 1 Н/м) не виникали?

15. Якої маси вантаж треба підвісити на пружину із пружністю К = 4Н/м, щоб частота його коливань рівнялася 2 Гц?

16. З якою частотою необхідно штовхати математичний маятник довжиною 10м, щоб виник резонанс?

3. СТВ

1. Формули й суть перетворень Галілея.

2. Релятивістська маса: формула й властивості.

3. Прямі перетворення Лоренца: формули й суть.

4. Релятивістський імпульс: формула й властивості.

5. Зворотні перетворення Лоренца: формули й суть.

6. Основний закон релятивістської динаміки.

7. Принцип відносності Ейнштейна.

8. Енергія спокою: формула й суть.

9. Принцип сталості швидкості світла.

10. Кінетична енергія в СТВ.

11. Відносність довжини в СТВ: формула і суть.

12. Релятивістський імпульс: формула й властивості.

13. Відносність проміжків часу: формула й суть.

14. Закони збереження в СТВ.

15. Які величини являються в СТВ інваріантом?

16. Зв'язок повної енергії частки з її імпульсом.

17. Формули перетворення швидкостей у СТВ.

18. Закон взаємозв'язку маси й енергії.

4. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА

1. Види фазового стану речовини.

2. Що таке молярна маса?

3. Формула для енергії молекули.

4. Характер хаотичного руху молекул газу.

5. Що таке концентрація?

6. Як тиск пов'язан з температурою?

7. Характер хаотичного руху молекул рідини.

8. Що таке число Авогадро?

9. Чому дорівнює середньоквадратична швидкість молекули?

10. Характер хаотичного руху іонів в кристалах.

11. Що таке тиск?

12. Чому дорівнює середньоарифметична швидкість молекули?

13. Який газ називається ідеальним?

14. Основне рівняння МКТ ідеального газу.

15. Чому дорівнює найбільш імовірна швидкість молекули?

16. Що таке параметри стану газу?

17. Чим обумовлений тиск газу на стінки посудини?

18. Що таке довжина вільного пробігу молекули?

19. Що таке молекулярна маса?

20. Від чого залежить енергія хаотичного руху молекули?

21. Як зміниться тиск газу при збільшенні його концентрації?

22. Що таке 1 моль?

23. Фізичний зміст температури в МКТ.

24. Скільки молей води поміщається у звичайну склянку?

25. Що таке ступені свободи?

26. Види (типи) ступенів свободи.

27. Кількість енергії молекули, що приходиться на 1 ступінь свободи.

28. Зв'язок енергії молекули з кількістю її ступенів свободи.

29. Рівняння Менделєєва-Клайперона.

5. ТЕРМОДИНАМІКА

5.1.Перше начало термодинаміки.

1. Що таке процес? Його зображення на p-v діаграмі.

2. Що таке рівноважні й нерівноважні процеси?

3. Що таке ізопроцеси?

4. Що таке внутрішня енергія?

5. Що таке теплота?

6. Що таке теплоємність тіла? Молярна теплоємність?

7. Формула для внутрішньої енергії 1 моля ідеального газу.

8. Формулювання 1-го початку термодинаміки (у загальному виді).

9. Формули для Q, U, A при ізохорному процесі.

10. Формули для Q, U, A при ізобарному процесі.

11. Формули для Q, U, A при адіабатному процесі.

12. Рівняння Майера.

13. Зв'язок молярних теплоємностей зі ступенями свободи молекули газу.

14. Що таке адіабатний процес?

15. Що таке показник адіабати?

5.2.Друге начало термодинаміки.

1. Що таке термодинамічна ймовірність?

2. Який стан системи найбільш ймовірний?

3. Що таке ентропія?

4. Що таке оборотні й необоротні процеси?

5. Зміна ентропії в ізольованій системі.

6. Зміна ентропії в неізольованій системі.

7. Друге начало термодинаміки.

8. Що така приведена кількість теплоти?

9. Теорема Нернста.

6. ЕЛЕКТРОСТАТИКА

6.1. Електричне поле у вакуумі.

1. Що таке заряд? Елементарний заряд?

2. Зобразити електричне поле диполя.

3. Що таке заряджене тіло? Незаряджене?

4. Зобразити електричне поле двох однойменних зарядів.

5. Що таке електризація? Її види.

6. Сформулюйте й запишіть теорему Гауса.

7. Межі застосування закону Кулона.

8. Умова потенційності електростатичного поля.

9. Як застосувати закон Кулона до протяжних заряджених тіл?

10. Що таке потенціал? Запишіть формулу для потенціалу точкового заряду.

11. Виведіть із закону Кулона формулу для напруженості поля точкового заряду.

12. Зв'язок напруженості з потенціалом.

13. Що таке напруженість електричного поля? Силові лінії?

14. Що таке еквіпотенциальні поверхні? Як вони зображуються?

15. Що таке електричне поле?

16. Потенціал поля описується функцією: . Одержати функцію для напруженості.

17. Що таке диполь? Дипольний момент?

18. Напруженість поля описується функцією: E=q/4 . Одержати функцію для потенціалу.

6.2. Електричне поле в діелектриках.

1. Що таке діелектрик? Види діелектриків.

2. Що таке зв'язані заряди? Їхня відмінність від вільних зарядів.

3. Електрична модель молекул діелектрика.

4. Поляризація та її види.

5. Сутність оріентаційної поляризації.

6. Сутність електронної поляризації.

7. Сутність іонної поляризації.

8. Що таке поляризованість? Від чого вона залежить?

9. Що таке діелектрична сприйнятливість? Від чого вона залежить?

10. Складові електричного поля в діелектрику.

11. Що таке поле зв'язаних зарядів? Від чого залежить їхня напруженість?

12. Що таке діелектрична проникність.

13. Діелектрик підсилює зовнішнє поле або послаблює? У скільки разів?

14. Теорема Гауса для діелектрика.

15. Що такий електричний зсув?

16. Що таке об'ємна щільність заряду?

17. Що відбувається з електричним полем на межі розділу двох речовин?

18. Закон переломлення силових ліній електричного поля.

6.3. Провідники в електричному полі.

1. Що таке провідник? Як на нього впливає електричне поле?

2. Що таке електроємність провідника?

3. Охарактеризуйте електричне поле всередині провідника.

4. Що таке взаємна електроємність? Від чого вона залежить?

5. Як поводиться незаряджений провідник у зовнішньому електричному полі?

6. Від чого залежить електроємність конденсатора?

7. Охарактеризуйте електричне поле зарядженого провідника.

8. Знайдіть загальну електроємність з’єднаних конденсаторів (надається схема).

9. Чому надлишковий заряд провідника розташовується тільки на його поверхні?

10. Чому дорівнює напруженість поля біля поверхні провідника, зарядженого з + ?

11. Чому дорівнює енергія кулі радіусом R=0,l м и с зарядом q=0,5Кл?

12. Чи є присутнім електричне поле в аудиторії? Як обчислити його енергію?

13. Від чого залежить електроємність провідника?

14. Пластину площею S, що має заряд q піднесли до такої ж незарядженої пластини на відстань d. Яку енергію буде мати конденсатор, що утворився?

7. ПОСТІЙНИЙ ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

1. Що таке електричний струм? Умови його виникнення.

2. Закон Ома для замкнутого ланцюга.

3. Що таке сила струму? Як виразити її через щільність струму ?

4. У скільки разів алюмінієвий дріт має бути товше мідного, щоб мати з ним однаковий опір? ( ).

5. За скільки часів струм силою в 5 А перенесе заряд в 100 Кл?

6. За яким законом провідність міняється з температурою?

7. Як зміниться щільність струму, якщо діаметр провідника зменшити в 5 разів?

8. Закон Ома в диференціальній формі.

9. З якою швидкістю тече струм у провіднику, якщо концентрація вільних зарядів n=6 ²⁸м^-3 , а щільність стуму 10⁶ А/м² .

10. Закон Джоуля-Ленца в інтегральній формі.

11. Що таке сторонні сили? Яка їхня роль у ланцюзі зі струмом?

12. Закон Джоуля-Ленца в диференціальній формі.

13. Закон Ома для однорідної ділянки ланцюга.

14. Чому дорівнює провідність речовини, якщо при напруженості поля Е=2 В/м у ньому виникає щільність струму j=100 А/м²?

15. Закон Ома для неоднорідної ділянки ланцюга.

16. Які сили діють на заряд при протіканні струму в замкнутому ланцюзі?

8. МАГНІТОСТАТИКА

8.1. Магнітне поле у вакуумі.

1. Що таке магнітне поле? Його властивості.

2. Сила Ампера, що діє на прямий провідник зі струмом.

3. Що є елементарним джерелом магнітного поля? Його основний параметр.

4. Взаємодія 2-х паралельних струмів.

5. Що таке вектор магнітної індукції? Його властивості.

6. Що таке 1 Ампер?

7. Закон Біо-Савара-Лапласа (формула й малюнок).

8. Що таке сила Лоренца? Її властивості.

9. Правило буравчика (із графічною ілюстрацією).

10. Закон повного струму (теорема про циркуляцію )

11. Принцип суперпозиції полів.

12. Магнітне поле кругового струму: формула й малюнок.

13. Магнітне поле прямого струму: формула й малюнок.

14. Магнітне поле соленоїда: формула й малюнок.

15. Що таке магнітні силової лінії? Правила їхньої побудови.

16. Теорема Гауса для магнітного поля.

17. Закон Ампера: формула й малюнок.

18. Що таке магнітний потік? Потокозщеплення?

19. Правило лівої руки.

20. Робота з переміщення провідника зі струмом у магнітному полі.

8.2. Електромагнітна індукція.

1. Сутність явища ЕМІ. Якими способами можна викликати це явище?

2. Що таке зв'язані контури? Пояснити малюнком.

3. Закон ЕМІ. Сутність правила Ленца.

4. Які пристрої засновані на явищі взаємоіндукції? Пояснити малюнком.

5. Сутність явища самоіндукції. Закон самоіндукції.

6. Що таке 1 Генрі? Як ця одиниця пов'язана з 1 Ампером?

7. Що таке індуктивність? Від чого вона залежить?

8. Чому дорівнює енергія котушки індуктивністю L, по якій протікає струм І?

9. Чим визначається напрямок індукційного струму?

10. Що таке об'ємна густина енергії МП? Чому вона дорівнює?

11. Формула для індуктивністі соленоїда.

12. Як обчислити енергію МП у заданому об'ємі простору V?

13. Сутність явища взаємоіндукції. Закон взаємоіндукції.

14. Як змінюється індуктивність котушки, якщо усередині її помістити залізний сердечник?

15. Що таке взаємоіндуктивність? Від чого вона залежить?

16. Чому при розмиканні ланцюга струм миттєво не зникає?

8.3. Магнітне поле у речовині.

1. Що таке магнетик? Що таке намагнічування?

2. Чим визначається магнітний момент атома?

3. Види магнетиків. Чим вони друг від друга відрізняються?

4. Чому магнітне поле в речовині відрізняється від магнітного поля у вакуумі?

5. Магнітна модель атома.

6. Яка структура феромагнетика?

7. Складові магнітного моменту електрона.

8. Чим обумовлена залишкова намагніченість феромагнетика?

9. Як орієнтовані магнітні моменти атомів у діамагнетику при відсутності магнітного поля?

10. Що таке магнітна проникність?

11. Що таке діамагнетик? Діамагнетизм?

12. Як застосувати закон повного струму до розрахунку магнітного поля?

13. Що таке парамагнетик? Парамагнетизм?

14. Що таке напруженість магнітного поля? Її відмінність від ?

15. Що таке прецесія електронної орбіти?

16. Що відбувається із силовими лініями магнітного поля на границі розділу двох середовищ?

17. Що таке петля гістерезису?

18. Речовина послабляє або підсилює магнітне поле (у порівнянні з вакуумом)?

19. При якій умові феромагнетик перетворюється в парамагнетик?

20. Як орієнтовані магнітні моменти атомів у парамагнетику при відсутності магнітного поля?