Молекулярная физика и термодинамика
Вопросы и примеры тестов для подготовки к экзамену по курсу «Физика» (гр. АПб, ТЛб-171, ТКб-171, МАб-171, УКб-171, ОДб-171, )
1. Механика.1.1. Кинематика поступательного и вращательного движения.
Системы отсчета, траектория, длина пути и вектор перемещения. Скорость и ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение.
Динамика.
1.2.2. Динамика поступательного движения. Инерциальные системы отсчета. Понятие массы и силы. Законы Ньютона. Центр масс системы. Теорема о его движении. Основное уравнение динамики поступательного движения тела. Закон сохранения импульса
1.2.3. Динамика вращательного движения. Момент силы относительно точки и оси. Момент импульса точки и твердого тела относительно начала координат. Момент инерции твердого тела. Вычисление. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Закон сохранения момента импульса
1.3. Энергия и работа. Механика твердого тела.
1.3.1. Консервативные и диссипативные силы. Элементарная работа. Кинетическая энергия поступательного и вращательного движения. Потенциальная энергия. Закон сохранения и превращения энергии в механике
1.4. Специальная теория относительности.
1.4.1. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Следствия: длина отрезка и длительность событий в различных системах отсчета. Закон сложения скоростей. Релятивистское выражение импульса и кинетической энергии. [
|
|
|
2. Термодинамика.Уравнение состояния идеального газа I начало термодинамики. Теплоемкость. Термодинамические процессы идеального газа. II начало термодинамики. Статистический смысл. Цикл Карно. КПД цикла.
Молекулярно-кинетическая теория
3.1. Основное уравнение МКТ газов.
3.2. Распределения Максвелла и Больцмана. Явления переноса.
Электростатика и электромагнетизм
4.1. Теорема Остроградского – Гаусса.
4.1.1. Закон Кулона. Напряженность и потенциал электростатического поля. Поток вектора напряженности электростатического поля.
4.2.1. Электрическое поле в диэлектриках. Поляризация диэлектриков. Объемные и поверхностные заряды. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля.
4.3. Постоянный электрический ток. Магнитное поле.
4.3.1. Классическая теория электропроводности металлов. Сторонние электродвижущие силы. Законы Ома и Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.
4.3.2. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Лоренца. Закон Ампера. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
4.3.3. Методы расчета магнитных полей. Закон Био – Савара – Лапласа. Магнитное поле в веществе. Напряженность магнитного поля. Диа-, пара- и ферромагнетики. Домены. Магнитострикция.
|
|
|
4.3.4. Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Самоиндукция, индуктивность.
Физика колебаний и волн
5.1. Механические и электромагнитные колебания.
5.1.1. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Способы изображения гармонических колебаний. Сложение. Биения. Вынужденные и затухающие колебания. Электрический колебательный контур.
5.1.2. Волны. Уравнение плоской волны. Волновое уравнение электромагнитной волны. Вектор Умова – Пойтинга. Основные свойства электромагнитной волны.
Волновая и квантовая оптика
6.1. Волновая оптика.
6.1.1. Интерференция и дифракция волн. Способы получения когерентных волн. Условия максимума и минимума. Метод зон Френеля.
6.1.2. Квантово-оптические явления. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Законы Кирхгофа, Вина и формула Планка. Фотоэффект и уравнение Эйнштейна. Эффект Комптона.
Элементы квантовой механики
7.1. Волновые свойства частиц. Опыты Дэвиссона и Джермера. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
7.2. Уравнение Шредингера. Волновая функция и ее свойства. Решение стационарного уравнения Шредингера для частицы в потенциальном ящике.
|
|
|
8. Строение атома. Сериальные закономерности спектральных линий. Постулаты Бора и строение атома водорода. Строение атома в квантовой механике. Квантовые числа. Правила отбора.
9. Элементы ядерной физики и физики элементарных частиц [3]
9.1. Состав ядер. Энергия связи. Радиоактивность.
9.2. Элементарные частицы. Классификация и свойства.
Примеры тестов
Механика
Точка М движется по спирали с постоянной по величине скоростью в направлении, указанном стрелкой. При этом величина нормального ускорения …
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Тело вращается вокруг неподвижной оси. Зависимость угловой скорости от времени  приведена на рисунке.  Тангенциальное ускорение точки, находящейся на расстоянии 1 м от оси вращения равно...
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Точка М движется по окружности с постоянным тангенциальным ускорением. Если проекция тангенциального ускорения на направление скорости положительна, то величина нормального ускорения…
1) увеличивается
|
|
|
2) уменьшается
3) не изменяется
Момент импульса тела относительно неподвижной оси изменяется по закону 
. Укажите график, правильно отражающий зависимость величины момента сил, действующих на тело, от времени.
1)
2)
3)
4)
Диск начинает вращаться под действием момента сил, график временной зависимости которого представлен на рис.
Укажите график, ПРАВИЛЬНО отражающий зависимость угловой скорости диска от времени.
1)
2)
3)
4)
Невесомая доска покоится на двух опорах. Правая опора делит длину доски в отношении 1 : 3. На ее правый конец падает тело массой m2=2кг, скорость которого в момент удара V2. Если после удара это тело полностью теряет свою скорость, то тело массой m1=1кг начнет двигаться со скоростью…
1) V1=6V2
2) V1=V2
3) V1= 
V2
4) V1= 
V2
Два маленьких массивных шарика закреплены на концах невесомого стержне длины d. Стержень может вращаться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей через середину стержня. Стержень раскрутили до угловой скорости  . Под действием трения стержень остановился, при этом выделилось тепло Q1.  Если стержень раскручен до угловой скорости  , то при остановке стержня выделится тепло …
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Q1
Q1
Космический корабль с двумя космонавтами летит со скоростью V=0,8c (c – скорость света в вакууме). Один из космонавтов медленно поворачивает метровый стержень из положения 1, параллельного направлению движения, в положение 2, перпендикулярное этому направлению. Тогда длина стержня с точки зрения другого космонавта …
1) равна 1,0 м при любой его ориентации
2) изменится от 1,0 м в положении 1 до 0,6 м в положении 2
3) изменится от 1,0 м в положении 1 до 1,67 м в положении 2
4) изменится от 0,6 м в положении 1 до 1,0 м в положении 2
Пи-ноль-мезон, двигавшийся со скоpостью 0,8с (c – скорость света в вакууме) в лабоpатоpной системе отсчета, pаспадается на два фотона g1 и g2. В собственной системе отсчета мезона фотон g1 был испущен впеpед, а фотон g2 - назад относительно напpавления полета мезона. Скоpость фотона g1 в лабоpатоpной системе отсчета pавна …
1) 1с
2) 0,8с
3) 1,64с
4) 1,8с
Молекулярная физика и термодинамика
На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где 
– доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до v+dv в расчете на единицу этого интервала.
Выберите верные утверждения.
1) Площадь заштрихованной полоски равна доле молекул со скоростями в интервале от v до v+dv.
2) С ростом температуры максимум кривой смещается вправо.
3) С ростом температуры площадь под кривой растет.
На рисунке схематически представлена температурная зависимость молярной теплоемкости при постоянном объеме CV от температуры T для двухатомного газа. На участке 2-2’ молекула ведет себя как система, обладающая …
1) тремя поступательными и двумя вращательными степенями свободы
2) только тремя поступательными степенями свободы
3) тремя поступательными, двумя вращательными и колебательной степенями свободы
Если не учитывать колебательные движения в линейной молекуле углекислого газа 
(см. рис.), то отношение кинетической энергии вращательного движения к полной кинетической энергии молекулы равно …
| Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, средняя энергия молекул азота (N2) равна … | ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
| ||||||||||
На (P,V)-диаграмме изображен циклический процесс.  На участках CD и DA температура …
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Коэффициент полезног действия тепловой машины равен 0,6. Если количество теплоты, отдаваемое рабочим телом холодильнику, увеличится в два раза, то то чему будет равен коэффициент полезного действия тепловой машины?
На рисунке изображен цикл Карно в координатах (T,S), где S-энтропия. Изотермическое расширение происходит на этапе …
1) 1 – 2
2) 2 – 3
3) 3 – 4
4) 4 – 1
Процесс, изображенный на рисунке в координатах (T,S), где S-энтропия, является…
1) адиабатным сжатием
2) изохорным нагреванием
3) изобарным расширением
4) изотермическим расширением
Явление диффузии имеет место при наличии градиента …
1) концентрации
2) температуры
3) скорости слоев жидкости или газа
4) электрического заряда
Явление внутреннего трения имеет место при наличии градиента …
1) скорости слоев жидкости или газа
2) концентрации
3) температуры
4) электрического заряда
Явление теплопроводности имеет место при наличии градиента …
1) температуры
2) концентрации
3) скорости слоев жидкости или газа
4) электрического заряда
Явление диффузии характеризует перенос…
1) массы
2) энергии
3) импульса направленного движения
4) электрического заряда
Явление внутреннего трения характеризует перенос…
1) импульса направленного движения
2) массы
3) энергии
4) электрического заряда
Электростатика
1. Расстояние между двумя точечными зарядами Q1 = 1 мкКл и Q2 = -1 мкКл равно 10 см. Определить силу F, действующую на точечный заряд
Q = 0,1 мкКл, удаленный на r1 = 6 см от первого и на r2 = 8 см от второго зарядов.
Точечный заряд +q находится в центре сферической поверхности. Если добавить заряд +q за пределами сферы, то поток вектора напряженности электростатического поля 
через поверхность …
1) не изменится
2) увеличится
3) уменьшится
Поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда +s. Укажите направление вектора градиента потенциала в точке А.
1) А – 4
2) А – 2
3) А – 3
4) А – 1
Чему равна напряженность электрического поля между двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными соответственно с поверхностными плотностями 
мкКл/м2 и σ2 = -4 мкКл/м2. Укажите направление силовых линий этого поля.
На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от напряженности поля Е. Укажите зависимость, соответствующую неполярным диэлектрикам. 
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Закон Ома
Зависимость силы тока I от напряжения U на однородных участках цепи выражена графиками 1-5. В каком случае сопротивление участка цепи наибольшее ?
Определить ЭДС источника тока, если при перемещении заряда 20 Кл сторонние силы совершают работу 120 Дж.
· Как изменилось напряжение на участке цепи, если при двукратном уменьшении сопротивления сила тока возросла в 3 раза?
ЗАДАНИЕ N 12 - выберите один вариант ответа) Вольт-амперная характеристика активных элементов 1 и 2 цепи представлена на рисунке.  При напряжении 20 В отношение мощностей Р1/Р2 равно …
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Найти разность потенциалов 
между точками 1 и 2 схемы (см. рис.), если R = 20 Ом, ε = 10 В, сила тока I = 5 A. Внутреннее сопротивление источника пренебрежимо мало.
Магнитное поле
На рисунке изображены сечения двух параллельных прямолинейных длинных проводников с противоположно направленными токами, причем J1=2J2. Индукция 
магнитного поля равна нулю в некоторой точке участка….
1) d
2) a
3) b
4) c
| Укажите не менее двух справедливых утверждений относительно статических магнитных полей: | ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
поле?
Четыре параллельных тока одинаковой величины текут так, как показано на рисунке. Какая из стрелок указывает направление магнитной индукции в центре квадрата?
|
Электромагнитная индукция
Магнитный поток через контур равен : Ф(t)= 5 cos(0,5πt). Чему равна наведенная этим магнитным полем э.д.с. индукции в контуре на первой секунде? Величины приведены в системе СИ.
Ток в проводящем контуре меняется по закону 
Определить: а) как направлена ЭДС самоиндукции в контуре; б) как ЭДС самоиндукции изменяется по модулю?
а) по току, увеличивается, б) по току, уменьшается,
в) против тока, увеличивается, г) против тока, уменьшается.
Уравнения Максвелла
Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля имеет вид:
Следующая система уравнений:
справедлива для переменного электромагнитного поля …
1) в отсутствие заряженных тел и токов проводимости
2) при наличии заряженных тел и токов проводимости
3) в отсутствие заряженных тел
4) в отсутствие токов проводимости
Колебания
Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами и равными амплитудами 
. При разности фаз 
амплитуда результирующего колебания равна…
1) 
2) 0
3) 
4) 
Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами. Результирующее колебание имеет минимальную амплитуду при разности фаз, равной …
1) 
2) 0
3) 
4) 
На рисунке представлены графики гармонических колебаний материальных точек одинаковой массы. Соотношение энергий W колеблющихся тел следующее 
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Плоские волны
Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси OХ, имеет вид 
. Тогда скорость распространения волны (в м/с) равна…
1) 500
2) 1000
3) 2
Составляющая электрического поля 
электромагнитной волны, распространяющейся в однородной немагнитной диэлектрической среде, удовлетворяет уравнению
. Фазовая скорость распространения волны 
, длина волны λ = 4 мм. Найти частоту ω колебаний в этой волне.
Вектор Умова-Пойтинга
На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического ( 
) и магнитного ( 
) полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении…
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Интеференция света
Свет падает на тонкую пленку с показателем преломления  , большим, чем показатель преломления окружающей среды.  Разность хода лучей на выходе из тонкой пленки равна
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
Тонкая стеклянная пластинка с показателем преломления n и толщиной d
|
помещена между двумя средами с показателем преломления n1 и n2 , причем 
. На пластинку нормально падает свет с длиной волны λ. Оптическая разность хода интерферирующих отраженных лучей равна …Диффракция света
Имеются 4 решетки с различными постоянными d, освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением различной интенсивности. Какой рисунок иллюстрирует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой с наименьшей постоянной решетки? (J – интенсивность света, 
- угол дифракции).
1)
2)
3)
4)
Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями с разными интенсивностями. Какой рисунок соответствует случаю освещения светом с наименьшей частотой? (J – интенсивность света, 
– угол дифракции).
1)
2)
3)
4)
Тепловое излучение
На рисунке показана кривая зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при T=6000K. Если температуру тела уменьшить в 4 раза, то длина волны, соответствующая максимуму излучения абсолютно черного тела, …
1) увеличится в 4 раза
2) уменьшится в 2 раза
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 4 раза
На рисунке изображен спектр излучения абсолютно черного тела при температуре Т. При температуре  площадь под кривой увеличилась в 16 раз. Температура равна … 
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
На рисунке показаны кривые зависимости спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны при разных температурах. Если кривая 2 соответствует спектру излучения абсолютно черного тела при температуре 1500 К, то кривая 1 соответствует температуре (в К) …
Квантовая оптика
На рисунке показаны направления падающего фотона (g), рассеянного фотона (g’) и электрона отдачи (e). Угол рассеяния 90°, направление движения электрона отдачи составляет с направлением падающего фотона угол 
. Если импульс падающего фотона 
, то импульс электрона отдачи (в тех же единицах) равен…
1) 
2) 1,5
3) 
4) 
От чего зависит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, выбиваемых из металла при фотоэффекте?
1) от частоты падающего света
2) от интенсивности падающего света
3) от работы выхода электронов из металла
Какой линией изображается график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света?
Элементы квантовой механики
Высокая монохроматичность лазерного излучения обусловлена относительно большим временем жизни электронов в метастабильном состоянии ~ 
. Учитывая, что постоянная Планка 
, ширина метастабильного уровня (в эВ) будет не менее…
1) 
2) 
3) 
4) 
ЗАДАНИЕ N 26 - выберите один вариант ответа) Если протон и нейтрон двигаются с одинаковыми скоростями, то отношения их длин волн де Бройля  равно …
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Вероятность обнаружить электрон на участке (a,b) одномерного потенциального ящика с бесконечно высокими стенками вычисляется по формуле 
, где 
– плотность вероятности, определяемая 
-функцией. Если 
-функция имеет вид, указанный на рисунке, то вероятность обнаружить электрон на участке 
равна…
1) 
2) 
3) 
4) 
Волновая функция частицы в потенциальной яме с бесконечно высокими стенками шириной L имеет вид:  . Величина импульса в первом возбужденном состоянии (n = 2) равна …
| ||||||||||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
|
Строение атома
На рисунке схематически представлена система энергетических уровней атома водорода. При переходе между какими уровнями испускается квант света с наибольшей частотой?
1) 
2) 
3) 
4) 
. При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определенные ограничения (правила отбора). В энергетическом спектре атома водорода (см. рис.) запрещенным переходом является…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
| 1) | 4f – 3d | 2) | 4s – 3p | |||
| 3) | 3p – 2s | 4) | 3s – 2s | |||
|
| ||||||
| 1) | 4f – 3d | 2) | 4s – 3p | |||
| 3) | 3p – 2s
 Мы поможем в написании ваших работ! | |||||