Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Международный институт дистанционного образования Ф И З И К А Методические указания и тестовые задания Минск БНТУ 2011 Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Международный институт дистанционного образования Ф И З И К А Методические указания и тестовые задания для студентов МИДО Минск БНТУ 2011 УДК 530.1(075.8) ББК 22.3я7 Ф 50 С о с т а в и т е л и: О.А. Бояршинова, Н.Г. Блинкова Р е ц е н з е н т ы: А.А. Иванов, И.А. Сатиков Издание содержит методические указания и тестовые задания, адресованные студентам дистанционной (заочной) формы обучения для подготовки к экзамену по курсу физики.  БНТУ, 2011 4 ПРЕДИСЛОВИЕ В настоящее время основной формой проведения занятий в вузе остается лекция, которая выступает основным звеном всего курса обучения и представляет собой устное систематическое и последо- вательное изложение теоретического материала, обеспечивая це- лостность и законченность его восприятия студентами. Значитель- ную роль в изучении физики и других естественнонаучных дисци- плин играют лабораторные работы и практические занятия, где сту- дент имеет возможность соприкоснуться с оборудованием, само- стоятельно проверить законы и изучить физические явления, научиться применять теоретические знания и отработать их на соб- ственном опыте. Совсем другая ситуация со студентами дистанционной (заочной) формы обучения, где число лекционных, лабораторных и практиче- ских занятий сведено к минимуму, и большинство студентов, осо- бенно первокурсников, не умеют самостоятельно работать с учеб- никами, вследствие чего не могут, на достаточном для высшей школы уровне, освоить материал изучаемых дисциплин. В связи, с чем авторами составлено настоящее пособие, которое адресовано студентам дистанционной (заочной) формы обучения для подготовки к межсессионным тестированиям и экзамену. Посо- бие состоит из методических указаний по выполнению тестовых заданий по физике и самих тестов, проведение которых преследует несколько целей, а именно использование промежуточного тести- рования (аудиторного или on-line) позволяет, во-первых, ориенти- ровать студента на уровень знаний и умений, предъявляемый по данной дисциплине, во-вторых, выявить наиболее проблемные, тя- желые для усвоения темы, что дает возможность произвести даль- нейшую коррекцию «недопониманий» материала, в-третьих, про- вести предварительную диагностику способностей как каждого из студентов, так и оценить общий уровень знаний студентов. Воз- можность самостоятельной проработки тестовых заданий делает такое тестирование больше обучающим, а не контролирующим эта- пом в обучении. Студенты постоянно видят результат своей работы, видят подлинный уровень своих знаний и представляют свои недо- работки. 5 Однако по глубокому убеждению авторов само тестирование не должно использоваться для итоговой оценки успеваемости студен- тов, так как тестирование как форма проверки знаний имеет ряд не- достатков: нет возможности проверить умение рассуждать и логи- чески мыслить, практически невозможно исключить угадывание. И если с последним недостатком можно бороться, используя процеду- ру понижения итоговой оценки при неправильном ответе на вопрос, так чтобы студенты отвечали только на те вопросы ответ, на кото- рые знают, то от первых двух недостатков избавиться невозможно. Задания, включенные в пособие, разбиты на три блока: механи- ка, статистическая физика и термодинамика; электричество и маг- нетизм; оптика, атомная и ядерная физика. Каждый блок состоит из 10 вариантов по 13 заданий, которые составлены таким образом, чтобы охватить максимальное количество вопросов, изучаемых в курсе физики. 6 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ Для выполнения тестового задания по физике отводится 1 час (60 мин). Выполнение заданий оценивается в соответствии с ниже приведенной таблицей. Количество решенных правильно задач Оценка 1 1 2 2 3–4 3 5 4 6 5 7 6 8 7 9–10 8 11–12 9 13 10 Однако за каждый неправильный ответ от полученной оценки будет отнято 0,5 балла, поэтому рекомендуем отвечать только на те вопросы в правильности ответа, на который вы уверены! Пример: Вами решено правильно 6 задач (это 5 баллов), и дано 7 неправильных ответов (вычитаем 7×0,5 = 3,5 балла), получаем ито- говую оценку 2. Для изучения теоретического материала рекомендуются учебни- ки и пособия, перечисленные в списке литературы, в который включены и использованные авторами источники. Для успешного освоения материала и ответа на поставленные вопросы можно ис- пользовать следующий методический подход:  внимательно прочитайте условие задачи; 7  если позволяет характер задачи, обязательно сделайте схе- матический рисунок, поясняющий условие;  сделайте анализ физической ситуации, описываемой в зада- че, с целью выбора оптимального метода решения;  составьте систему уравнений в виде определяющих формул и физических законов, связывающих искомую величину с заданными в задаче и неизвестными величинами. Число уравнений должно быть не меньше числа неизвестных;  решите полученную систему уравнений в общем виде отно- сительно искомой величины, связав ее формулой с задан- ными в задаче величинами. Решение в общем виде позволя- ет выяснить характер зависимости искомых величин от за- данных;  вычислите искомую величину, подставляя в расчетную формулу числовые значения физических величин в СИ. Проверьте размерность полученной величины;  при вычислении необходимо пользоваться правилами дей- ствий с приближенными числами. Решение в общем виде позволяет избежать накопления погрешностей, в ходе про- межуточных вычислений;  внимательно выбирайте правильный вариант ответа из таб- лицы ответов. Ниже приведены справочные данные, которые могут понадо- биться при выполнении работы. Десятичные приставки Приставка Обозна- чение Множитель Приставка Обозна- чение Множитель экса Э 1018 деци д 10-1 пета П 1015 санти с 10-2 тера Т 1012 милли м 10-3 гига Г 109 микро мк 10-6 мега М 106 нано н 10-9 кило к 103 пико п 10-12 гекта г 102 фемто ф 10-15 дека да 101 атто а 10-18 8 Основные физические константы Физическая постоянная Численное значение Скорость света в вакууме с = 2,998·108 м/с Гравитационная постоянная G = 6,672·10-11 м3/(кг·с2) Ускорение свободного падения g = 9,807 м/с2 Постоянная Авогадро NA = 6,022·1023 моль-1 Универсальная газовая постоянная R = 8,314 Дж/(К·моль) Постоянная Больцмана k = 1,3807·10-23 Дж/К Элементарный заряд e = 1,602·10-19 Кл Масса электрона me = 9,1095·10-31 кг Масса нейтрона mn = 1,6750·10-27 кг Масса протона mp = 1,6726·10-27 кг Постоянная Планка h = 6,6262·10-34 Дж·с Постоянная Ридберга R = 2,07·1016 с-1 Первый боровский радиус r1 = 0,529·10-10 м Энергия связи электрона в атоме водорода E = 13,56 эВ Классический радиус электрона re = 2,82·10-15 м Атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,660·10-27 кг Электрическая постоянная ε0 = 8,85·10-12 Ф/м Магнитная постоянная μ0 = 4π·10-7 Гн/м 9 10 МЕХАНИКА, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Вариант № 1 1. Мощность через основные единицы СИ может быть выражена в виде: 1) 1 кг·м2/с3 2) 1 Н/м 3) 1 кг·м2/с 4) 1 кг·м 2. При прямолинейном движении зависимость пройденного телом пути S от времени t имеет вид: S = 0,2t2+0,1t. Скорость тела в момент времени t = 4 с при таком движении равна 1) 0,4 м/с 2) 1,7 м/с 3) 3,2 м/с 4) 3,6 м/с 3. Линейная скорость точек обода вращающегося колеса равна υ1 = 0,2 м/с, а линейная скорость его точек, находящихся на Δl = 3 см ближе к оси вращения, равна υ2 = 0,05 м/с. Определите радиус R (в см) колеса. 1) 15 см 2) 12 см 3) 9 см 4) 4 см 4. Как движется тело при равенстве нулю суммы всех действую- щих на него сил? Выберите верное утверждение: 1) скорость тела обязательно равна нулю 2) скорость тела убывает со временем 3) скорость тела постоянна и обязательно не равна нулю 4) скорость тела может быть любой, но обязательно постоян- ной во времени 5. Вагон массой 2m движущийся со скоростью υ, сталкивается с неподвижным вагоном массой 0,5m. Определить суммарный импульс вагонов после столкновения? Взаимодействие вагонов с другими телами пренебрежимо мало. 1) mυ 2) 1,5mυ 3) 2mυ 4) 2,5mυ 6. На рис. 1 представлен график смещения x тела от положения равновесия с течением времени t при гармонических колебаниях. Определить амплитуду x0 колебаний и пе- риод T колебаний. 1) x0 = 2 см, T = 1 c Рисунок 1 11 2) x0 = 2 см, T = 2 c 3) x0 = 2 см, T = 4 c 4) x0 = 4 см, T = 4 c 7. Диск массой m = 0,20 кг катится без проскальзывания со скоро- стью υ = 4,0 м/с. Определить кинетическую энергию Wк диска. 1) 1,6 Дж 2) 2,4 Дж 3) 3,2 Дж 4) 3,6 Дж 8. Определить момент инерции сплошного однородного диска массой m и радиуса R относительно оси перпендикулярной плоскости диска и проходящей через середину радиуса диска. 1) 2 1 2 mR 2) 2 3 4 mR 3) 2mR 4) 23 2 mR 9. В результате нагревания идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в n = 2 раза. При этом абсолютная температура газа 1) увеличилась в 4 раза 2) увеличилась в 2 раза 3) уменьшилась в 2 раза 4) уменьшилась в 4 раза 10. Сколько столкновений в секунду испытывает молекула кисло- рода, если средняя длина свободного пробега при нормальных условиях равна λ = 0,6 мкм? 1) 5·108 с-1 2) 6·108 с-1 3) 7·108 с-1 4) 8·108 с-1 11. Определить, как изменится температура идеального газа, если в ходе процесса pV 2= const его объем уменьшился в n = 3 раза. 1) увеличится в 3 раза 2) уменьшиться в 3 раза 3) не изменится 4) увеличится в 9 раз 12. Тепловая машина Карно с КПД η = 45% за цикл работы отдает холодильнику Q = 50 кДж тепла. Определить какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя. 1) 28 кДж 2) 34 кДж 3) 73 кДж 4) 91 кДж 13. Какую работу A против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 12 d = 5,0 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора σ = 0,043 Н/м. 1) 0,33 мДж 2) 0,55 мДж 3) 0,67 мДж 4) 0,75 мДж Вариант № 2 1. Размерность работы может быть выражена через основные еди- ницы СИ следующим образом: 1) 1 кг·м/с 2) 1 кг·м/с2 3) 1 кг·м2/с2 4) 1 Н/м 2. При прямолинейном движении зависимость пройденного телом пути S от времени t имеет вид: S = 0,1t3–0,5. Чему равно ускоре- ние тела при таком движении в момент времени t = 2 с? 1) 0,2 м/с2 2) 0,3 м/с2 3) 0,6 м/с2 4) 1,2 м/с2 3. Тело движется по окружности с постоянной по модулю скоро- стью υ = 0,6 м/с. За t = 2 с вектор скорости изменяет свое направление на 30°. Чему равно центростремительное ускоре- ние тела? 1) 0,16 м/с2 2) 0,3 м/с2 3) 1 м/с2 4) 1,2 м/с2 4. На рис. 2 представлены три вектора сил, приложенных к одной точке и лежащих в одной плоскости. Модуль вектора 1F равен F1 = 6 Н. Модуль равнодействующей векто- ров 1F , 2F и 3F равен Рисунок 2 1) 0 Н 2) 1 Н 3) 6 Н 4) 7 Н 5. Чему равен модуль изменения импульса шара массой m, дви- гавшегося перпендикулярно стенке со скоростью υ, после абсо- лютно упругого удара? 1) 0 2) mυ 3) 2mυ 4) 4mυ 6. Найти период колебаний тела, координата которого зависит от времени по закону x(t) = 0,2sin(πt) (м). 1) 2 с 2) π с 3) 0,2 с 4) 2π с 7. Под каким углом (в градусах) к горизонту брошено тело с по- верхности земли, если в наивысшей точке траектории его кине- тическая энергия равна потенциальной? Потенциальную энер- гию на поверхности земли принять равной нулю. 13 1) 15o 2) 30o 3) 45o 4) 60o 8. Чему равен момент инерции сплошного однородного шара мас- сой m и радиуса R относительно оси проходящей через середину радиуса шара? 1) 2 2 5 mR 2) 2 13 20 mR 3) 2 9 13 mR 4) 2 13 15 mR 9. Чему равна средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа при нормальных условиях? 1) 1,9·10-21 Дж 2) 5,7·10-21 Дж 3) 9,4·10-21 Дж 4) 11,3·10-21 Дж 10. Плотность одного газа при давлении p1 = 200 кПа равна ρ = 1,6 кг/м3. Второй газ массой m = 2 кг занимает объем V = 10 м3 при давлении p2 = 150 кПа. Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул второго газа больше, чем перво- го? 1) в 1,5 раза 2) в 2,0 раза 3) в 2,5 раза 4) в 3,0 раза 11. В ходе какого процесса всё подведенное к идеальному газу ко- личество теплоты идет на совершение работы над внешними те- лами? 1) изотермического 2) изобарического 3) изохорического 4) адиабатического 12. Идеальная тепловая машина с КПД η = 55% за цикл работы по- лучает от нагревателя Q = 20 кДж тепла. Какую полезную рабо- ту машина совершает за цикл? 1) 7 кДж 2) 9 кДж 3) 11 кДж 4) 13 кДж 13. На какую высоту поднимается бензол в капилляре, внутренний диаметр которого d = 0,40 мм? Смачивание считать полным, плотность бензола ρ = 880 кг/м3, коэффициент поверхностного натяжения σ = 0,029 Н/м. 1) 16 мм 2) 22 мм 3) 28 мм 4) 34 мм Вариант № 3 14 1. Выберите размерность момента силы в СИ. 1) 1 кг·м/с 2) 1 кг·м/с2 3) 1 кг·м2/с2 4) 1 Н/м 2. При прямолинейном движении зависимость координаты тела x от времени t имеет вид: x(t) = t2+2t. Ускорение тела в момент времени t = 3 c при таком движении равно 1) 0,6 м/с2 2) 2 м/с2 3) 8 м/с2 4) 15 м/с2 3. Как измениться линейная скорость движения точки по окруж- ности, если угловая скорость уменьшится в 2 раза, а расстояние от вращающейся точки до оси вращения увеличится в 4 раза? 1) уменьшиться в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) не изменится 4. В течении какого времени тормозил автомобиль, если он внача- ле имел скорость υ0 = 70,6 км/ч? Коэффициент трения равен μ = 0,050. 1) 40 с 2) 80 с 3) 120 с 4) 140 с 5. Из пистолета массой m1= 2,5 кг вылетает поля массой m2 = 5,0 г со скоростью υ = 500 м/с. Чему равна скорость U отдачи писто- лета? 1) 0,80 м/с 2) 1,0 м/с 3) 1,2 м/с 4) 1,4 м/с 6. Каково ускорение колеблющейся точки в момент времени t = 1 c от начала движения, если уравнение гармонических колебаний имеет вид x(t) = 2,0sin(0,5πt) (м)? 1) π2 м/с2 2) 0 м/с2 3) –0,5π2 м/с2 4) –π2 м/с2 7. Камень массой m = 0,20 кг брошен вертикально вверх с началь- ной скоростью υ0 = 10 м/с. Потенциальная энергия камня от начала движения к тому времени, когда скорость камня умень- шиться до υ1 = 4,0 м/с, увеличится на 1) 3,6 Дж 2) 7,2 Дж 3) 8,4 Дж 4) 19,6 Дж 8. Стержень массой m = 1,0 кг и длиной l = 60 см вращается вокруг оси, проходящей через его середину, перпендикулярно длине стержня. Угол поворота стержня изменяется во времени по за- 15 кону φ = t3 − t2. Вращающий момент, действующий на стержень через t = 2,0 с после начала вращения? 1) 1,8 Н·м 2) 2,2 Н·м 3) 2,9 Н·м 4) 3,1 Н·м 9. Какое количество вещества содержится в баллоне, если в нем содержится N = 5,2·1025 молекул? 1) 1,2 моль 2) 31 моль 3) 86 моль 4) 92 моль 10. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул азота (N2) больше их наиболее вероятной скорости на Δυ = 100 м/с. 1) 40oC 2) 60oC 3) 80oC 4) 100oC 11. В ходе какого процесса работа над внешними телами совершается только за счет изменения внутренней энергии идеального газа 1) изотермического 2) изобарического 3) изохорического 4) адиабатического 12. Определить КПД η цикла, имеющего на диаграмме Т-S вид, изображенный на рис. 3 T1 = 600oС, T2=200oС. 1) 23 % 2) 37 % 3) 33 % 4) 43 % Рисунок 3 13. Чему равна средняя длина свободного пробега λ молекул возду- ха при нормальных условиях? Эффективный диаметр молекул воздуха D = 0,3 нм. 1) 69 нм 2) 78 нм 3) 86 нм 4) 93 нм Вариант № 4 1. Движение называется финитным 1) если тело при своем движении не может удалиться на бес- конечность 2) если тело при своем движении может удалиться на беско- нечность 3) если тело движется поступательно 4) если тело покоится 16 2. Тело движется по закону x(t) = 2t2+t–1. Какова его средняя ско- рость за промежуток времени от t1 = 2 c до t2 = 4 c? 1) 5 м/с 2) 9 м/с 3) 12 м/с 4) 13 м/с 3. С какой скоростью относительно земли движется нижняя точка обода автомобильного колеса, если машина движется со скоро- стью υ = 90 км/ч? 1) 0 км/ч 2) 45 км/ч 3) 90 км/ч 4) 180 км/ч 4. Чему равен радиус кривизны выпуклого моста, двигаясь по ко- торому со скоростью υ = 90 км/ч автомобиль не оказывал бы давление на мост? 1) 21 м 2) 36 м 3) 45 м 4) 64 м 5. Тело движется по прямой под действием постоянной силы ве- личиной F = 4 Н за t = 2 c импульс тела увеличился и стал равен p2 = 20 кг·м/с. Первоначальный импульс тела равен: 1) 4 кг·м/с 2) 8 кг·м/с 3) 12 кг·м/с 4) 18 кг·м/с 6. Известно, что амплитуда колебаний физического маятника уменьшилась в e раз за один период. Чему равен логарифмиче- ский декремент затухания 1) 0,5 2) 0,8 3) 1 4) 1,3 7. Сжатая на Δx1 = 3 см пружина подбрасывает стальной шар вер- тикально вверх на высоту h = 30 см. На сколько увеличится вы- сота полета шара при сжатии пружины на Δx2 = 6 см, если вся энергия сжатой пружины передается шару? 1) увеличится на 30 см 2) увеличится на 60 см 3) увеличится на 90 см 4) увеличится на 120 см 8. Чему равен момент инерции сплошного однородного диска мас- сой m и радиуса R относительно оси перпендикулярной плоско- сти диска и проходящей через точку, расположенную на рассто- янии 2R от центра диска? 1) 2 1 2 mR 2) 2 3 4 mR 3) 2 3 2 mR 4) 2 9 2 mR 17 9. Какое количество молекул кислорода (О2) содержится в сосуде объемом V = 3 л при нормальных условиях? 1) 8·1022 молекул 2) 10·1022 молекул 3) 12·1022 молекул 4) 14·1022 молекул 10. Найти плотность ρ воздуха на высоте h = 500 м от поверхности Земли, считая температуру воздуха постоянной и равной T = 273 К. Давление воздуха у поверхности Земли p = 101 кПа, молярная масса воздуха M = 28,9 г/моль. 1) 0,80 кг/м3 2) 1,2 кг/м3 3) 1,8 кг/м3 4) 2,1 кг/м3 11. При изотермическом процессе идеальный газ переходит из од- ного состояния в другое. При увеличении объема газа 1) ему передают некоторое количество теплоты 2) его внутренняя энергия увеличивается 3) работа, совершаемая внешними телами, положительна 4) давление увеличивается 12. Определить КПД η цикла, имеющего на диаграмме Т-S вид, изображенный на рис. 4 T 1 = 300oС, T 2 = 750oС. 1) 21 % 2) 28 % 3) 33 % 4) 43 % Рисунок 4 13. Рассчитать, какое избыточное давление создается поверхност- ным натяжением в капельке тумана радиусом r = 2,0 мкм. По- верхностное натяжение воды σ = 0,073 Н/м. 1) 16 кПа 2) 28 кПа 3) 36 кПа 4) 73 кПа Вариант № 5 1. Момент инерции тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, зависит от: 1) массы тела и ее распределения вокруг неподвижной оси вращения 2) скорости вращения тела 3) вращающего момента 4) сил, действующих на тело 18 2. Как движется вторая капля воды относительно первой в момент их последовательного падения с сосульки? 1) равномерно вниз 2) равноускоренной вниз 3) равномерно вверх 4) равноускоренно вверх 3. С какой частотой вращаются точки обода колеса радиусом R = 0,5 м, если они движутся с нормальным ускорением an = 2 м/с2? 1) 0,1 Гц 2) 0,2 Гц 3) 0,3 Гц 4) 0,4 Гц 4. С каким ускорением движутся тела, изображенные на рис. 5, соединенные невесомой нитью, перекину- той через неподвижный блок 1) 2 1 2 1 m m g m m   2) 1 2 2 1 m m g m m   3) 2 1 2 1 m m g m m   4) 2 1 2 1 m m g m m   Рисунок 5 5. На бетонную плиту с высоты h1 = 3 м падает мяч массой m = 1 кг. На какую высоту h2 отскочит мяч, если модуль изме- нения импульса мяча после соударения с плитой Δp = 12 кг·м/с? 1) 1 м 2) 1,5 м 3) 2 м 4) 2,5 м/с 6. Скорость тела, совершающего гармонические колебания, меня- ется с течением времени в соответствии с уравнением υ = 4sin3πt, где все величины выражены в СИ. Какова амплитуда колебаний ускорения? 1) 12 м/с2 2) 12π м/с2 3) 3π м/с2 4) 3π м/с2 7. Какова должна быть минимальная высота ска- та, чтобы тело сделало мертвую петлю радиу- сом R = 1 м? 1) 1 м 2) 2 м 3) 3 м 4) 4 м Рисунок 6 8. Однородный сплошной шар радиусом R = 10 см и массой m = 5 кг вращается вокруг оси симметрии согласно уравнению φ = –0,5t3 +2t2 (рад). Определите вращающий момент M в мо- мент времени t = 3 c. 19 1) –0,2 Н·м 2) –0,1 Н·м 3) 0,1 Н·м 4) 0,2 Н·м 9. Хорошо откачанная лампа накаливания объемом V = 0,5 дм3 имеет трещину, в которую ежесекундно приникает N = 2·1018 молекул. Сколько времени понадобится для ее наполнения до нормального давления, если скорость проникновения молекул считать постоянной? Температура Т = 0°С. 1) 1 час 2) 2 часа 3) 3 часа 4) 4 часа 10. Чему равна средняя арифметическая скорость движения моле- кул кислорода (O2), если средняя квадратичная скорость равна υкв = 780 м/с? 1) 674 м/с 2) 686 м/с 3) 700 м/с 4) 718 м/с 11. Идеальный газ совершил работу A = 0,85 кДж и при этом внут- ренняя энергия газа уменьшилась на ΔU = 0,45 кДж. Какое ко- личество теплоты отдал или получил газ в этом процессе? 1) получил 0,4 кДж тепла 2) отдал 0,4 кДж тепла 3) получил 1,3 кДж тепла 4) отдал 1,3 кДж тепла 12. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагрева- теля количество теплоты Qн = 6 кДж и совершил работу A = 1,5 кДж. Определите отношение температур нагревателя и холодильника. 1) 1 2 0,8 T T  2) 1 2 1,2 T T  3) 1 2 1,3 T T  4) 1 2 4 T T  13. Найти изменение ΔS энтропии при изобарическом расширении массы m = 12 г гелия (He) от объема V1 = 5 л до объема V2 = 15 л. 1) 54 Дж/К 2) 68 Дж/К 3) 72 Дж/К 4) 86 Дж/К 20 Вариант № 6 1. Импульс силы через основные единицы СИ может быть выра- жен в виде: 1) 1 кг·м2/с3 2) 1 кг·м2/с 3) 1 кг·м/с 4) 1 кг·м 2. На какую высоту поднимется камень, брошенный вертикально вверх за t = 3,0 c, если он брошен со скоростью υ = 72 км/ч? 1) 8 м 2) 12 м 3) 16 м 4) 21 м 3. Диск радиусом R = 1 м вращается согласно уравнению 2( ) 2 1t t t    . Чему равно тангенсальное ускорение точек на окружности диска в конце второй секунды после начала враще- ния? 1) 1 м/с2 2) 2 м/с2 3) 3 м/с2 4) 4 м/с2 4. Брусок массой m = 3 кг поднимается равно- мерно по наклонной плоскости под действи- ем силы F = 25 Н (рис. 7). Сила трения скольжения, действующая на брусок, равна Рисунок 7 1) 4 Н 2) 5 Н 3) 6 Н 4) 7 Н 5. Маятник массой m проходит точку равновесия со скоростью υ. Через половину периода колебаний он проходит точку равнове- сия, двигаясь в противоположном направлении с такой же по модулю скоростью υ. Модуль изменения импульса маятника за это время равен: 1) 0 2) mυ 3) 2mυ 4) 4mυ 6. Найти отношение кинетической энергии Wk точки, совершаю- щей гармоническое колебание, к ее потенциальной энергии Wп для момента времени t = T/12: 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 7. Первоначальное удлинение пружины равно Δl. Как изменится потенциальная энергия пружины, если ее удлинение станет втрое больше? 1) уменьшится в 9 раз 2) увеличится в 3 раза 3) уменьшится в 3 раза 4) увеличится в 9 раз 21 8. Кинетическая энергия вала, вращающегося с частотой ν = 7,0 Гц, Wк = 49 Дж. Чему равен момент импульса L вала? 1) 2 кг·м2/с 2) 4 кг·м2/с 3) 6 кг·м2/с 4) 8 кг·м2/с 9. Какое давление производят пары азота (N2) в баллоне объемом V = 5 л при температуре T = 290 К, если в ней содержится N = 2·1024 молекул? 1) 5 атм 2) 11 атм 3) 16 атм 4) 18 атм 10. Определите наиболее вероятную скорость молекул газа, плот- ность которого при давлении p = 60 кПа составляет ρ = 0,45 кг/м3. 1) 419 м/с 2) 477 м/с 3) 504 м/с 4) 516 м/с 11. Во сколько раз возрастает длина свободного пробега молекул одноатомного газа, если его давление падает вдвое при адиаба- тическом расширении 1) в 1,52 раза 2) в 1,64 раза 3) в 1,86 раза 4) в 2 раза 12. Идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, по- том его давление уменьшалось при постоянном объеме, затем при постоянной температуре объем газа уменьшился до первоначаль- ного значения. Какой из графиков на рисунке в координатных осях V-T соответствует этим изменениям состояния газа? a б в г Рисунок 8 1) а 2) б 3) в 4) г 13. На какую высоту поднимется вода между параллельными пла- стинами, находящимися на расстоянии d = 0,20 мм друг от дру- га? Поверхностное натяжение воды σ = 73 мН/м. 1) 75 мм 2) 80 мм 3) 85 мм 4) 90 мм 22 Вариант № 7 1. Размерность потенциальной энергии может быть выражена че- рез основные единицы СИ следующим образом: 1) 1 кг·м/с 2) 1 кг·м/с2 3) 1 кг·м2/с2 4) 1 Н/м 2. Четверть пути тело двигалось со скоростью υ = 54 км/ч, а оставшиеся Snосл = 750 м оно прошло за t = 58 с. Сколько време- ни оно двигалось? 1) 65 с 2) 70 с 3) 75 с 4) 80 с 3. Материальная точка движется по окружности согласно закону 3 2( ) 3t t t   . Чему равно угловое ускорение материальной точ- ки в момент времени t = 1 c? 1) –3 рад/с2 2) 0 рад/с2 3) 1 рад/с2 4) 3 рад/с2 4. Чему равен импульс силы, действующей на тело массой m в те- чение времени t, если тело имело до момента действия силы скорость υ, а в результате действия силы остановилось? 1) –mυ 2) mυ 3) Fm 4) Fυ 5. К пружине подвешен груз массой m = 0,15 кг. Зная, что пружина под влиянием силы F = 75 мН растягивается на l = 2,0 см, найти период T вертикальных колебаний груза: 1) 1,3 с 2) 2,6 с 3) 3,2 с 4) 4,0 с 6. Какую минимальную горизонтальную скорость надо сообщить шарику, чтобы он сделал полный оборот в вертикальной плос- кости, если он висит на нити длиной l? 1) 3gl 2) 5gl 3) 2 5gl 4) 3 5gl 7. Во сколько раз кинетическая энергия Wк искусственного спут- ника Земли, движущегося по круговой орбите, меньше его гра- витационной потенциальной энергии Wп? 1) в 2 раза 2) в 3 раза 3) в 4 раза 4) в 9 раз 8. Чему равен момент инерции тонкого однородного стержня дли- ной L и массой m относительно оси, перпендикулярной стерж- 23 ню и проходящей через точку, отстоящую от конца стержня на 1 6 его длины? 1) 2 1 3 mL 2) 2 1 6 mL 3) 2 1 9 mL 4) 2 1 12 mL 9. Какую температуру в градусах по Цельсию имеет кислород (О2) массой m = 4 г, занимающий объем V = 1 л при давлении p = 3·105 Па? 1) 12oC 2) 14oC 3) 16oC 4) 18oC 10. Водород (Н2) массой m = 25 г находится при температуре T = 310 К. Определите среднюю кинетическую энергию враща- тельного движения всех молекул водорода. Газ считать идеаль- ным. Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж·моль/К. 1) 32 кДж 2) 38 кДж 3) 44 кДж 4) 50 кДж 11. Во сколько раз возрастает длина свободного пробега одноатом- ных молекул газа, если его давление падает втрое при изотер- мическом расширении? 1) в 0,33 раза 2) в 1,64 раза 3) в 1,86 раза 4) в 3 раза 12. На рис. 9 представлены изменения давления и объема идеального од- ноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? 1) получено 60 кДж тепла 2) получено 240 кДж тепла 3) отдано 60 кДж тепла 4) отдано 240 кДж тепла Рисунок 9 13. В капиллярной трубке радиусом r = 0,40 мм жидкость подня- лась на высоту h = 14 мм. Определите плотность данной жидко- сти, если ее коэффициент поверхностного натяжения σ = 21 мН/м. 1) 720 кг/м3 2) 735 кг/м3 3) 750 кг/м3 4) 765 кг/м3 24 Вариант № 8 1. Выберите размерность момента импульса в СИ. 1) 1 кг·м/с 2) 1 кг·м/с2 3) 1 кг·м2/с 4) 1 Н/м 2. По графику зависимости скорости тела от времени υ(t), представлен- ному на рис. 10, определите путь, пройденный телом от момента вре- мени t = 0 c до момента времени t = 5 c. 1) 10 м 2) 17 м 3) 21 м 4) 30 м Рисунок 10 3. Материальная точка движется по окружности, радиус которой R = 0,2 м. Найти нормальное ускорение материальной точки в момент времени t = 4 c, если угол поворота радиус-вектора этой точки изменяется по закону 2( ) 2 4t t t    . 1) –4 м/с2 2) 14,4 м/с2 3) 28,8 м/с2 4) 32,2 м/с2 4. Сплавщик передвигает багром плот, прилагая к багру силу F = 200 Н. Угол между направлением силы и направлением пе- ремещения плота равен φ = 30o. Какую работу совершает сплавщик, перемещая плот на S = 20 м? 1) 2 кДж 2) 2,7 кДж 3) 3,5 кДж 4) 4 кДж 5. Тело массой m1 движется со скоростью υ1 = 3 м/с и нагоняет те- ло массой m2, движущееся со скоростью υ2 = 1 м/с. Каково должно быть соотношение m2:m1 между массами тел, чтобы при упругом центральном ударе первое тело остановилось? 1) 3 2) 4 3) 5 4) 6 6. Как изменится период колебаний физического маятника, если с ним опуститься в глубокую шахту? 1) не изменится 2) уменьшится 3) увеличится 4) колебания прекратятся 7. Камень массой m = 0,10 кг брошен со скоростью υ0 = 10 м/с под углом α = 30o к горизонту. Чему равна кинетическая энергия Wк камня в наивысшей точке траектории? 1) 0 Дж 2) 3,8 Дж 3) 4,3 Дж 4) 5,0 Дж 25 8. Диск массой m = 20 кг, радиусом R = 30 см вращается с часто- той ν = 2,0 Гц вокруг оси, проходящей через его центр. Какую работу A надо совершить, чтобы увеличить угловую скорость вращения диска вдвое? 1) 176 Дж 2) 213 Дж 3) 230 Дж 4) 251 Дж 9. Найти плотность ρ водорода (H2) при температуре t = 25oC и давлении p = 101 кПа. 1) 0,02 кг/м3 2) 0,04 кг/м3 3) 0,06 кг/м3 4) 0,08 кг/м3 10. Средняя квадратичная скорость молекул водорода (H2) равна υкв = 710 м/с. Чему равна наиболее вероятная скорость молекул водорода при тех же условиях? 1) 580 м/с 2) 600 м/с 3) 620 м/с 4) 640 м/с 11. Какова будет температура газа T3 в состо- янии 3 (рис. 11), если в состоянии 1 она равна T1 = 27oC? 1) 600 К 2) 900 К 3) 1200 К 4) 1800 К Рисунок 11 12. Чему равна удельная теплоемкость cV некоторого газа при нор- мальных условиях, если удельный объем v = 0,7 м3/кг. 1) 260 Дж/(кг·К) 2) 649 Дж/(кг·К) 3) 909 Дж/(кг·К) 4) 1558 Дж/(кг·К) 13. Плотность насыщенного пара при уменьшении его объема: 1) не изменяется 2) уменьшается 3) увеличивается 4) сначала уменьшается, а затем увеличивается Вариант № 9 1. Выберите размерность момента инерции в СИ. 1) 1 кг·м 2) 1 кг·м/с 3) 1 кг·м2/с 4) 1 Н/м 2. При свободном падении второе тело находится в полете в n = 4 раза дольше первого. Сравните их перемещения: 1) перемещение первого тела в 4 раза больше 26 2) перемещение первого тела в 16 раз больше 3) перемещение первого тела в 16 раз меньше 4) перемещение первого тела в 4 раза меньше 3. Колесо, вращаясь равноускоренно, достигло угловой скорости ω = 6,28 рад/с через N = 20 оборотов после начала вращения. Чему равно угловое ускорение ε колеса? 1) 0,077 рад/с2 2) 0,157 рад/с2 3) 0,314 рад/с2 4) 0,628 рад/с2 4. Движение автомобиля массой m = 1150 кг задано уравнением x(t) = t3+2t–10 (м). Чему равно значение равнодействующей си- лы, приложенной к автомобилю в момент времени t = 2 c? 1) 12,1 кН 2) 13,8 кН 3) 18,4 кН 4) 22,1 кН 5. Мяч, модуль скорости которого υ1 = 10 м/с, отбрасывается уда- ром ракетки в противоположном направлении со скоростью, модуль которой υ2 = 20 м/с. Если модуль изменения импульса мяча при ударе Δp = 2,0 кг·м/с, то изменение его кинетической энергии ΔEк равно: 1) 10 Дж 2) 20 Дж 3) 30 Дж 4) 40 Дж 6. Как изменится период вертикальных колебаний груза, висящего на двух одинаковых пружинах, если от последовательного со- единения пружин перейти к параллельному их соединению? 1) уменьшится в 4 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 7. Тело массой m1 = 3 кг ударяется о неподвижное тело массой m2 = 2 кг. Кинетическая энергия системы двух тел непосред- ственно после удара стала Wсистемы = 3 Дж. Считая удар цен- тральным и неупругим, найти кинетическую энергию Wк1 пер- вого тела до удара. 1) 1 Дж 2) 2,5 Дж 3) 3,2 Дж 4) 5 Дж 8. Чему равен момент инерции тонкого однородного обруча мас- сой m и радиуса R относительно оси проходящей через середину диаметра 27 1) 2 1 3 mR 2) 2 1 2 mR 3) 2 3 4 mR 4) 2mR 9. В сосуде объемом V = 4 л находится водород массой m = 8 г. Какое число молекул n содержится в единице объема сосуда? 1) 6·1020 м-3 2) 12·1020 м-3 3) 6·1026 м-3 4) 12·1026 м-3 10. Чему равна наиболее вероятная скорость молекул кислорода (O2) при температуре t = 15oC? 1) 303 м/с 2) 387 м/с 3) 436 м/с 4) 474 м/с 11. Идеальный одноатомный газ совершает переход из одного со- стояния в другое состояние изобарно. Количество теплоты, под- веденное к системе в этом процессе, равно ΔQ = 225 кДж. При этом внутренняя энергия газа 1) увеличилась на 315 кДж 2) уменьшилась на 225 кДж 3) увеличилась на 135 кДж 4) уменьшилась на 90 кДж 12. Чему равна удельная теплоемкость cp некоторого газа при нор- мальных условиях, если удельный объем v = 0,7 м3/кг. 1) 260 Дж/(кг·К) 2) 649 Дж/(кг·К) 3) 909 Дж/(кг·К) 4) 1558 Дж/(кг·К) 13. Плотность насыщенного пара при увеличении его объема: 1) не изменяется 2) уменьшается 3) увеличивается 4) сначала увеличивается, потом уменьшается Вариант № 10 1. Выберите размерность скорости в СИ. 1) 1 м/с 2) 1 км/ч 3) 1 км/с 4) 1 м/ч 2. Мячик бросили вверх с высоты h = 9,8 м над землей. Через ка- кое время после броска мячик упал на землю, если верхняя точ- ка его траектории находилась на высоте H = 19,8 м над землей? Сопротивлением воздуха пренебречь. 1) 1,4 с 2) 2 с 3) 3,4 с 4) 4 с 28 3. Чему равна угловая скорость ω суточного вращения Земли 1) 1,2·10-5 рад/с 2) 7,3·10-5 рад/с 3) 4,4·10-3 рад/с 4) 0,26 рад/с 4. На полу лифта, движущегося вверх с постоянным ускорением a (a < g), лежит груз массой m. Каков вес этого груза? 1) 0 2) mg 3) m(g+a) 4) m(g-a) 5. Кинематический закон движения тела вдоль оси Ox имеет вид x(t) = 4t2–2t. Если масса тела m = 2 кг, то через промежуток вре- мени Δt = 2 с после начала движения модуль импульса p этого тела будет равен: 1) 16 кг·м/с 2) 18 кг·м/с 3) 24 кг·м/с 4) 32 кг·м/с 6. Логарифмический декремент затухания математического маят- ника δ = 0,7. Во сколько раз уменьшится амплитуда колебаний за одно полное колебание маятника? 1) в 1,4 раза 2) в 1,6 раза 3) в 1,8 раза 4) в 2,0 раза 7. Камень массой m = 0,20 кг брошен со скоростью υ0 = 20 м/с под углом α = 30o к горизонту. Чему равна потенциальная энергия Wп камня в наивысшей точке траектории? 1) 2,6 Дж 2) 5,1 Дж 3) 6,9 Дж 4) 20 Дж 8. Чему равен момент инерции тонкого однородного стержня мас- сой m и длиной L относительно оси проходящей через конец стержня 1) 2 1 3 mL 2) 2 1 6 mL 3) 2 1 9 mL 4) 2 1 12 mL 9. При неизменной концентрации молекул идеального газа сред- няя квадратичная скорость теплового движения его молекул увеличилась в 9 раз, при этом давление газа 1) увеличилось в 81 раз 2) увеличилось в 9 раз 3) увеличилось в 3 раза 4) не изменилось 10. Какая температура соответствует средней квадратичной скоро- сти молекул углекислого газа (CO2), равной υкв = 670 м/с? 29 1) 638 К 2) 792 К 3) 933 К 4) 1188 К 11. Какое соотношение объемов справедливо для случая, показанного на рис. 12? 1) V1>V2>V3 2) V1V2=V3 4) V1=V2