Задания к контрольной работе по дисциплине «Физика» для

Задания к контрольной работе
по дисциплине «Физика»
для бакалавров направления подготовки Биология
В состав контрольной работы входят 10 задач. Номер варианта соответствует
последней цифре номера зачетной книжки.
Вариант
1
2
3
4
Номера задач
1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29, 33, 37
2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38
3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31, 35, 39
4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40
1. Самолет летит относительно воздуха со скоростью 800 км/ч. Ветер дует
с запада на восток со скоростью 15 м/с. С какой скоростью самолет
будет двигаться относительно земли и под каким углом к меридиану
надо держать курс, чтобы перемещение было: а) на юг; б) на север; в)
на запад; г) на восток?
2. С аэростата, находящегося на высоте h = 300 м, упал камень. Через
какое время камень достигнет земли, если: а) аэростат поднимается со
скоростью v = 5 м/с; б) аэростат опускается со скоростью v = 5 м/с; в)
аэростат неподвижен?
3. Расстояние между двумя станциями метрополитена 1,5 км. Первую
половину этого расстояния поезд проходит равноускоренно, вторую —
равнозамедленно с тем же по модулю ускорением. Максимальная
скорость поезда v = 50 км/ч. Найти ускорение и время движения поезда
между станциями.
4. На спортивных состязаниях в Ленинграде спортсмен толкнул ядро на
расстояние 16,2 м. На какое расстояние полетит такое же ядро в
Ташкенте при той же начальной скорости и при том же угле наклона ее
к горизонту? Ускорение свободного падения в Ленинграде 9,819 м/с2, в
Ташкенте
9,801 м/с2.
5. Шарик массой
0,1кг, падая с некоторой высоты, ударяется о
наклонную плоскость и упруго отскакивает от нее без потери скорости.
Угол наклона плоскости к горизонту 30°. За время удара плоскость
получает импульс силы 1,73 Нс. Какое время пройдет от момента удара
шарика о плоскость до момента, когда он будет находиться в
наивысшей точке траектории?
6. Тело скользит по наклонной плоскости, составляющей с горизонтом
угол 450 . Пройдя путь 36,4 см, тело приобретает скорость 2 м/с. Найти
коэффициент трения тела о плоскость.
7. Невесомый блок укреплен на конце стола. Гири 1 и
2 одинаковой массы 1 кг соединены нитью и
перекинуты через блок. Коэффициент трения гири 2
о стол k = 0,1. Найти ускорение, с которым
движутся гири, и силу натяжения нити Т. Трением в
блоке пренебречь.
8. На автомобиль массой 1 т во время движения действует сила трения,
равная 0,1 действующей на него силе тяжести. Какую массу бензина
расходует двигатель автомобиля на то, чтобы на пути 0,5 км увеличить
скорость от v1= 10 км/ч до v2= 40 км/ч? К.п.д. двигателя  =0,2,
удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг.
9. Тело массой 2 кг движется со скоростью 3 м/с и нагоняет тело массой
8 кг, движущееся со скоростью 1 м/с. Считая удар центральным, найти
скорости тел после удара, если удар а) неупругий; б) упругий.
10.Тело массой 5 кг ударяется о неподвижное тело массой 2,5 кг, которое
после удара начинает двигаться с кинетической энергией 5 Дж. Считая
удар центральным и упругим, найти кинетическую энергию первого
тела до и после удара.
11.Тело массой 5 кг ударяется о неподвижное тело массой 2,5 кг.
Кинетическая энергия системы двух тел непосредственно после удара
стала 5 Дж. Считая удар центральным и неупругим, найти
кинетическую энергию первого тела до удара.
12.Два шара с массами 0,2 кг и 0,1 кг подвешены на нитях одинаковой
длины так, что они соприкасаются. Первый шар отклоняют на высоту
h0 = 4,5 см и отпускают. На какую высоту h поднимутся шары после
удара, если удар: а) упругий; б) неупругий?
13.Какой наибольшей скорости может достичь дождевая капля диаметром
0,3 мм, если динамическая вязкость воздуха   1,2  10 5 Па.с?
14.Смесь свинцовых дробинок с диаметрами 3мм и 1 мм опустили в бак с
глицерином высотой h = 1 м. На сколько позже упадут на дно дробинки
меньшего диаметра по сравнению с дробинками большего диаметра?
Динамическая вязкость глицерина 1,47 Па.с.
15.Пробковый шарик радиусом 5мм всплывает в сосуде, наполненном
касторовым маслом. Найти динамическую и кинематическую вязкости
касторового масла, если шарик всплывает с постоянной скоростью 3,5
см/с.
16.На столе стоит сосуд, в боковую поверхность которого вставлен
горизонтальный капилляр на высоте 5 см от дна сосуда. Внутренний
радиус капилляра 1 мм и длина 1 см. В сосуд налито машинное масло,
плотность которого 0,9 • 103 кг/м3 и динамическая вязкость 0,5 Па-с.
Уровень масла в сосуде поддерживается постоянным на высоте 50 см
выше капилляра. На каком расстоянии от конца капилляра (по
горизонтали) струя масла падает на стол?
17.Посередине откачанного и запаянного с обеих концов капилляра,
расположенного горизонтально, находится столбик ртути длиной 20 см.
Если капилляр поставить вертикально, то столбик ртути переместится
на 10 см. До какого давления был откачан капилляр? Длина капилляра
1 м.
18.В сосуде находится количество 10-7 молей кислорода и масса 10-6 г
азота. Температура смеси 100° С, давление в сосуде 133мПа. Найти
объем сосуда, парциальные давления кислорода и азота и число
молекул в единице объема сосуда.
19.Найти изменение энтропии при превращении 10 г льда (Т1= -20° С) в
пар (Т2 = 100° С).
20.Найти удельную теплоемкость ср газовой смеси, состоящей из
количества 3 кмоль аргона и количества 3 кмоль азота.
21.Э.д.с. батареи 100 В, сопротивления R1 =100 Ом, R2,
=200 Ом и R3 = 300 Ом, сопротивление вольтметра
R*=2кОм. Какую разность потенциалов U показывает
амперметр?
22.Амперметр с сопротивлением RA = 0,16 Ом зашунтован
сопротивлением R = 0,04 Ом. Амперметр показывает ток Iо = 8 А.
Найти ток в цепи.
23.Калориметр имеет спираль сопротивлением R1= 60
Ом, которая включена в цепь, как показано на
рисунке. Сопротивление R2=30 Ом. Амперметр
показывает ток I = 6 А. На сколько нагревается масса
m= 480 г воды, налитой в калориметр, за время 5 мин
пропускания тока?
24.Калориметр имеет спираль сопротивлением R1
которая включена в цепь, как показано на рисунке.
Э.д.с. батареи 110В, к.п.д. спирали
80%. В
калориметр налита масса m = 500 г керосина.
Амперметр показывает ток 2 А, вольтметр
показывает
напряжение
10,8
В.
Каково
сопротивление R1
спирали? Найти удельную
теплоемкость керосина, если за время 5 мин пропускания тока керосин
нагрелся на
5° С. Каково сопротивление R2? Сопротивление
вольтметра считать бесконечно большим.
25.Найти отношение кинетической энергии точки, совершающей
гармоническое колебание, к ее потенциальной энергии для моментов,
когда смещение точки от положения равновесия составляет: а) х =
0,25А; б) х = 0,5А; в) х = А , где А — амплитуда колебаний.
26.Полная энергия тела, совершающего гармоническое колебательное
движение, 30 мкДж; максимальная сила, действующая на тело, равна
1,5 мН. Написать уравнение движения этого тела, если период
колебаний Т = 2с и начальная фаза  

3
.
27.Шарик, подвешенный на нити длиной 2 м, отклоняют на угол 4° и
наблюдают его колебания. Полагая колебания шарика незатухающими
гармоническими, найти скорость шарика при прохождении им
положения равновесия. Проверить полученное решение, найдя
скорость шарика при прохождении им положения равновесия из
уравнений механики.
28.Как изменится период вертикальных колебаний груза, висящего на
двух пружинах, если от последовательного соединения пружин
перейти к параллельному их соединению?
29.Монохроматический луч падает нормально на боковую поверхность
призмы, преломляющий угол которой  = 40°. Показатель
преломления материала призмы для этого луча 1,5. Найти угол
отклонения  луча, выходящего из призмы, от первоначального
направления.
30.Монохроматический
луч
падает
на
боковую
поверхность
равнобедренной призмы и после преломления идет в призме
параллельно ее основанию. Выйдя из призмы, он оказывается
отклоненным на угол  от своего первоначального направления. Найти
связь между преломляющим углом призмы  углом отклонения луча 
и показателем преломления для этого луча n.
31.Монохроматический
луч
падает
на
боковую
поверхность
прямоугольной равнобедренной призмы. Войдя в призму, луч
претерпевает полное внутреннее отражение от основания призмы и
выходит через вторую боковую поверхность призмы. Каким должен
быть наименьший угол падения
луча на призму, чтобы еще
происходило полное внутреннее отражение? Показатель преломления
материала призмы для этого луча n=1,5.
32.Луч белого света падает на боковую поверхность равнобедренной
призмы под таким углом, что красный луч выходит из нее
перпендикулярно к второй грани. Найти утлы отклонения красного и
фиолетового лучей от первоначального направления, если
преломляющий угол призмы  =45°. Показатели преломления
материала призмы для красного и фиолетового лучей равны nкр = 1,37 и
nф = 1,42.
33.На сколько уменьшится масса Солнца за год вследствие излучения? За
какое время
масса Солнца уменьшится вдвое? Температура
поверхности Солнца
Т = 5800 К. Излучение Солнца считать
постоянным.
34.Мощность излучения абсолютно черного тела N = 10 кВт. Найти
плошадь S излучающей поверхности тела, если максимум
спектральной плотности его энергетической светимости приходится на
длину волны 700 нм.
35.Температура Т абсолютно черного тела изменилась при нагревании от
1000 до 3000 К. Во сколько раз увеличилась при этом его
энергетическая светимость? На сколько изменилась длина волны, на
которую
приходится
максимум
спектральной
плотности
энергетической светимости? Во сколько раз увеличилась его
максимальная спектральная плотность энергетической светимости?
36.Поверхность тела нагрета до температуры 1000 К. Затем одна половина
этой поверхности нагревается на 100К, другая охлаждается на 100К.
Во сколько раз изменится энергетическая светимость поверхности
этого тела?
37.При помощи ионизационного счетчика исследуется активность
некоторого радиоактивного изотопа. В начальный момент времени
счетчик дает 75 отбросов за время t=10c. Какое число отбросов за
время t=10c дает счетчик по истечении времени t = Т1/2/2? Считать
T1/2>> 10c.
38.Кинетическая энергия  -частицы, вылетающей из ядра атома радия
при радиоактивном распаде, W1= 4,78 МэВ. Найти скорость  -частицы
и полную энергию, выделяющуюся при вылете  -частицы.
39.Какое количество теплоты Q выделяется при распаде радона
активностью
А = 3,7 • 1010 Бк: а) за время 1 ч; б) за среднее время
жизни  ? Кинетическая энергия вылетающей из радона  -частицы W
= 5,5 МэВ.
40.Найти активность А радона, образовавшегося из 1 г радия за время t =
1 ч.