Программа для поступающих. ФИЗИКА Форма проведения: Продолжительность:

Программа для поступающих. ФИЗИКА
Форма проведения: тест
Продолжительность: 2 часа (120 минут)
Система оценки: 100-балльная (шкала устанавливается до начала
вступительных испытаний)
Физика

Механика

Молекулярная физика. Тепловые явления

Основы электродинамики

Колебания и волны

Оптика

Элементы специальной теории относительности

Квантовая физика
При проведении испытаний (экзаменов) по физике основное внимание
должно быть обращено на понимание абитуриентом сущности физических
явлений и физических законов, на умение истолковать физический смысл
величин и понятий, а также на умение решать физические задачи и выполнять
простейшие лабораторные работы по основным разделам программы.
Экзаменующийся должен уметь пользоваться СИ при расчетах и знать
единицы основных физических величин.
Абитуриенты должны владеть важнейшими категориями научного знания,
логикой генезиса научного познания: от явлений и фактов к моделям и
гипотезам, далее к выводам, законам, теориям, их проверке и применениям,
понимать взаимосвязь теории и эксперимента, уметь планировать проведение
эксперимента по проверке гипотез, делать выводы по экспериментальным
данным, уметь определять показания физических приборов и рассчитывать
погрешности измерений, строить графики по таблицам результатов
экспериментов с учетом погрешностей измерений.
Экзаменующийся должен проявить осведомленность в вопросах, связанных с
историей важнейших открытий в физике и ролью отечественных и зарубежных
ученых в развитии физики.
Механика
Кинематика
Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка.
Траектория. Путь и перемещение. Скорость и ускорение. Равномерное и
равноускоренное прямолинейное движение. Относительность движения.
Сложение скоростей. Графический метод описания движения. Графики
зависимости кинематических величин от времени при равномерном и
равноускоренном движении.
Свободное падение тел. Ускорение свободного падения.
Равномерное движение по окружности. Линейная и угловая скорости.
Центростремительное ускорение.
Основы динамики
Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип
относительности Галилея.
Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил. Момент силы.
Условия равновесия тел. Центр масс.
Третий закон Ньютона.
Силы упругости. Закон Гука. Сила трения. Коэффициент трения.
Движение тела с учетом силы трения.
Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес
тела. Движение тела под действием силы тяжести. Движение
искусственных спутников. Невесомость. Первая космическая скорость.
Законы сохранения в механике
Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.
Значение работ К.Э.Циолковского для космонавтики.
Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия.
Закон сохранения энергии в механике. Коэффициент полезного действия
механизмов.
Механика жидкостей и газов
Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов. Барометры и манометры.
Сообщающиеся сосуды. Принцип устройства гидравлического пресса.
Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой.
Архимедова сила для жидкостей и газов. Условия плавания тел на
поверхности жидкости.
Движение жидкости по трубам. Зависимость давления жидкости от
скорости ее течения.
Молекулярная физика. Тепловые явления
Основы молекулярно-кинетической теории
Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической
теории. Диффузия. Броуновское движение. Масса и размер молекул. Число
Авогадро. Количество вещества. Взаимодействие молекул. Измерение
скорости молекул.
2
Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температурная
шкала.
Уравнение состояния идеального газа (уравнение МенделееваКлапейрона). Универсальная газовая постоянная. Изотермический,
изохорный и изобарный процессы.
Тепловые явления
Внутренняя энергия. Количество теплоты. Теплоемкость вещества. Работа
в термодинамике. Закон сохранения энергии в тепловых процессах
(первый
закон
термодинамики).
Применение
первого
закона
термодинамики к различным процессам. Адиабатный процесс.
Необратимость тепловых процессов.
Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его
максимальное значение.
Жидкости и твердые тела
Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Кипение
жидкостей. Зависимость температуры кипения от давления. Влажность
воздуха.
Кристаллические и аморфные тела. Свойства твердых тел. Упругие
деформации.
Основы электродинамики
Электростатика
Электризация. Электрический заряд. Взаимодействие заряженных тел.
Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.
Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Электрическое
поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Проводники в
электрическом поле.
Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость.
Работа электростатического поля при перемещении заряда. Потенциал и
разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда. Связь между
напряженностью электрического поля и разностью потенциалов.
Электроемкость. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Энергия
электрического поля.
Законы постоянного тока
Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи.
Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное
соединение проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной
цепи. Работа и мощность тока.
Электрический ток в различных средах. Электронная проводимость
металлов. Зависимость сопротивления металлов от температуры.
Сверхпроводимость. Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза.
Электрический ток в газах.
Самостоятельный и несамостоятельный разряд. Понятие о плазме. Ток в
вакууме. Электронная эмиссия. Электронно-лучевая трубка.
3
Полупроводники. Электропроводность полупроводников и ее зависимость
от
температуры.
Собственная
и
примесная
проводимость
полупроводников. Полупроводниковый диод. Транзистор.
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Индукция магнитного
поля. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Закон
Ампера.
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Магнитные
свойства
веществ.
Магнитная
проницаемость.
Ферромагнетизм.
Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной
индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность.
Энергия магнитного поля.
Колебания и волны
Механические колебания и волны
Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний.
Математический маятник. Период колебаний математического маятника.
Колебания груза на пружине.
Превращение энергии при гармонических колебаниях. Вынужденные
колебания. Резонанс. Понятие об автоколебаниях.
Распространение механических волн в упругих средах. Скорость
распространения волны. Длина волны. Поперечные и продольные волны.
Звуковые волны. Скорость звука. Громкость звука и высота тона.
Электромагнитные колебания и волны
Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии
в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре.
Вынужденные электрические колебания. Переменный электрический ток.
Генератор переменного тока. Действующие значения силы тока и
напряжения. Активное, емкостное и индуктивное сопротивления. Резонанс
в электрической цепи.
Трансформатор. Передача электроэнергии. Электромагнитные волны.
Скорость их распространения. Излучение и прием электромагнитных волн.
Принципы радиосвязи. Шкала электромагнитных волн.
Оптика
Прямолинейное распространение света. Законы отражения и преломления
света. Показатель преломления. Полное отражение. Предельный угол
полного отражения. Ход лучей в призме. Построение изображений в
плоском зеркале.
Собирающая и рассеивающая линзы. Формула тонкой линзы. Построение
изображений в линзах. Фотоаппарат. Глаз. Очки.
Скорость света и ее опытное определение. Дисперсия. Спектральный
анализ.
Интерференция света и ее применение в технике.
Дифракция света. Дифракционная решетка.
4
Поляризация света. Поперечность световых волн.
Элементы специальной теории относительности
Постулаты специальной теории относительности. Связь между массой и
энергией. Относительность расстояний и промежутков времени.
Квантовая физика
Световые кванты
Фотоэффект и его законы. Кванты света. Уравнение Эйнштейна для
фотоэффекта. Постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике.
Световое давление. Опыты П.Н. Лебедева.
Атом и атомное ядро
Опыт Резерфорда по рассеянию a-частиц. Ядерная модель атома.
Постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомом. Лазеры.
Экспериментальные
методы
регистрации
заряженных
частиц.
Радиоактивность.
Альфа-, бета- и гамма-излучения. Протоны и нейтроны. Изотопы. Энергия
связи атомных ядер. Ядерные реакции. Деление ядер урана. Ядерный
реактор.
Термоядерные реакции.
5
ТЕСТ
Часть А. Выберите правильный ответ.
A1.
Два автомобиля движутся в одном направлении по прямому шоссе с
одинаковыми скоростями v. Чему равна скорость первого автомобиля
относительно второго?
1) 0;
2) v;
3) 2v;
4) –v.
A2.
На рисунках изображены графики зависимости модуля ускорения от
времени для разных видов движения. Какой график соответствует
a
a
0
t
1)
A3.
a
0
t
a
0
2)
t
3)
0
t
4)
равномерному движению?
Автомобиль, трогаясь с места, движется с ускорением 3 м/с2. Через 4
секунды скорость автомобиля будет равна:
1) 12 м/с;
2) 0,75 м/с;
3) 48 м/с;
4) 6 м/с.
A4.
Расстояние между центрами двух шаров равно 1 м, масса каждого шара
равна 1 кг. Сила всемирного тяготения между ними примерно равна:
1) 1 Н;
2) 0,001 Н;
3) 7.10-5 Н;
4) 7.10-11 Н.
A5.
Автомобиль, имеющий массу 1000 кг, движется со скоростью 20 м/с. Его
кинетическая энергия равна:
1) 2.105 Дж;
2) 1.10-5 Дж;
3) 2.104 Дж;
4) 10000 Дж.
А6. В уравнении гармонического колебания x=Aсоs(wt+α) величина x
называется:
1) фазой;
3) смещением от положения равновесия;
2) начальной фазой;
4) частотой.
А7.
Шарик массой 100 г движется со скоростью 1 м/с. Импульс шарика равен:
1) 1 м/с;
2) 0,1 м/с;
3) 0,5 м/с;
4) 0,005 м/с.
А8.
Если огурец положить в соленую воду, то через некоторое время он станет
соленым. Выберите явление, которое придется использовать при
объяснении этого процесса:
1) диффузия;
2) конвекция;
3) вязкость;
4) теплопроводность.
6
А9.
В баллоне находится газ, количество вещества которого равно 1 моль.
Сколько (примерно) молекул газа находится в баллоне?
1) 6.1023;
2) 36.1023;
3) 12 .1023;
4) 36.1026.
А10. Внутренняя энергия идеального газа при повышении его температуры:
1) увеличивается;
3) не изменяется;
2) уменьшается;
4) увеличивается или уменьшается
зависимости от изменения объема.
в
А11. При неизменной концентрации частиц абсолютная температура идеального
газа была увеличена в 4 раза. При этом давление газа:
1) увеличилось в два раза;
3) уменьшилось в 2 раза;
2) увеличилось в 4 раза;
4) уменьшилось в 4 раза.
А12. Кислород находится в сосуде вместимостью 0,4 м3 под давлением 8,3.105
Па и температуре 320 К. Чему равна масса кислорода?
1) 2 кг;
2) 0,4 кг;
3) 4 кг;
4) 0,2 кг.
А13. Идеальный газ совершил работу, равную 100 Дж, и отдал количество
теплоты, равное 300 Дж. При этом внутренняя энергия газа:
1) увеличилась на 400 Дж;
3) уменьшилась на 400 Дж;
2) увеличилась на 200 Дж;
4) уменьшилась на 200 Дж.
А14. При передаче твердому телу массой m количества теплоты, равного Q,
температура тела повысилась на Т. Какое из приведенных ниже
выражений определяет удельную теплоемкость вещества этого тела?
1) Q/m;
2) Q/Т;
3) Q/mТ;
4) QmТ.
А15. Тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя количество
теплоты, равное 100 Дж, и отдает холодильнику количество теплоты,
равное 40 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?
1) 40%;
2) 60%;
3) 29%;
4) 43%.
А16. Как узнать, что в данной точке пространства существует электрическое
поле?
1) Поместить в эту точку магнитную стрелку и посмотреть,
ориентируется ли она.
2) Поместить в эту точку электрический заряд и посмотреть, действует
ли на него сила электрического поля.
3) Поместить в эту точку лампу накаливания и посмотреть, загорится ли
она.
4) Этого нельзя определить, так как электрическое поле не действует на
наши органы чувств.
7
А17. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных
электрических зарядов, если заряд одного из них увеличить в 2 раза?
1) уменьшится в 2 раза;
3) увеличится в 2 раза;
2) увеличится в 4 раза;
4) уменьшится в 4 раза.
А18. Напряженность однородного электрического поля равна 100 В/м,
расстояние между двумя точками, расположенными на одной силовой
линии поля, равно 0, 05м. Разность потенциалов между этими точками
равна:
1) 5 В;
2) 20 В;
3) 500 В;
4) 2000 В.
А19. Два точечных электрических заряда создают в точке М поле, потенциал
которого равен 300 В. Если убрать первый электрический заряд, то
потенциал в точке М становится равным 100 В. Каков будет потенциал в
точке М, если убрать второй электрический заряд, оставив на месте первый?
1) 100 В;
2) 200 В;
3) 300 В;
4) 400 В.
А20. Электрический заряд на одной пластине конденсатора равен + 2 Кл, на
другой равен -2 Кл. Напряжение между пластинами равно 5000 В. Чему
равна электрическая емкость конденсатора?
1) 0 Ф;
2) 0,0004 Ф;
3) 0,0008 Ф;
4) 2500 Ф.
А21. Рассчитайте силу тока в замкнутой цепи, состоящей из источника тока, у
которого ЭДС равна 10 В, а внутреннее сопротивление равно 1 Ом.
Сопротивление резистора равно 4 Ом.
1) 2 А;
2) 2,5 А;
3) 10 А;
4) 50 А.
А22. Какими носителями электрического заряда создается ток в металлах?
1) дырками;
2) электронами и дырками;
3) электронами;
ионами.
4)
А23. Частица влетела в однородное магнитное поле со скоростью v. При этом на
нее начала действовать сила F. Если в ту же точку поля под тем же углом и
та же частица влетит со скоростью 2v, то сила, действующая на нее, будет
равна:
1) F;
2) 2F;
3) 4F;
4) F/2.
А24. При прохождении электромагнитных волн в воздухе происходят колебания:
1) молекул воздуха;
2) плотности воздуха;
3) напряженности электрического и индукции магнитного полей;
4) концентрации кислорода.
8
А25. На пластину из никеля падает электромагнитное излучение, энергия
фотонов которого равна 8 эВ. При этом в результате фотоэффекта из
пластины вылетают электроны с максимальной энергией 3 эВ. Какова
работа выхода электронов из никеля?
1) 11 эВ;
2) 5 эВ;
3) 3 эВ;
8 эВ.
Часть В. Запишите ответ.
В1.
От высокой скалы откололся камень и стал свободно падать. Какую
скорость он будет иметь через 1 с от начала движения?
Ответ: _______________________________
В2.
Какой изопроцесс в идеальном газе характеризуется тем, что все переданное
газу количество теплоты идет на совершение работы, а внутренняя энергия
газа остается постоянной.
Ответ: _______________________________
В3.
Азот массой 0,3 кг при температуре 280 К оказывает давление на стенки
сосуда, равное 8,3.104 Па. Чему равен объем газа?
Ответ: _______________________________
В4.
Чему равно сопротивление резистора, подключенного к источнику тока, где
ЭДС равна 10 В, внутреннее сопротивление равно 1 Ом, а сила тока в
электрической цепи равна 2 А.
Ответ: _______________________________
В5.
Прямолинейный проводник длиной 0,1 м, по которому течет ток силой 3 А,
находится в однородном магнитном поле индукцией 4 Тл и расположен
перпендикулярно к вектору магнитной индукции. Чему равна сила,
действующая на проводник со стороны магнитного поля?
Ответ: _______________________________
9
Часть С. Решите задачи.
С1.
Тело массой 1 кг бросили с поверхности Земли со скоростью 20 м/с под
углом 45о к горизонту. Какую работу совершила сила тяжести за время
полета тела от броска до падения на поверхность Земли?
С2.
Нагреваемый при постоянном давлении идеальный одноатомный газ
совершил работу 400 Дж. Какое количество теплоты было передано газу?
С3.
Электрон движется в однородном магнитном поле с магнитной индукцией
0,1 Тл со скоростью 3.106 м/с. Чему равна сила, действующая на электрон,
если угол между направлением скорости электрона и линиями магнитной
индукции равен 90о?
С4.
На сколько изменилась энергия атома при излучении им фотона длиной
волны 4,95.10-7 м?
С5.
Фотокатод облучают светом, у которого длина волны =300 нм. Красная
граница фотоэффекта для вещества фотокатода о=450 нм. Какое
напряжение U нужно приложить между анодом и катодом, чтобы фототок
прекратился?
10