Общей и экспериментальной физики

Факультет
МПГУ
Физики
и
Информационных
Технологий
Варианты итоговых контрольных работ
по курсу
“Общей и экспериментальной физики”
Механика
1.С высоты Н на наклонную плоскость, образующую угол  с горизонтом, свободно
падает мяч и упруго отражается от нее. Найдите расстояние от места первого удара до второго.
2. Брусок массы m движется прямолинейно с ускорением а по горизонтальной плоскости под действием силы F, образующей с горизонтом угол . Определите величину этой
силы, если коэффициент трения между бруском и плоскостью равен .
3. Найдите изменение кинетической энергии двух шаров при абсолютно неупругом
ударе. Массы шаров m1 и m2, а скорости до удара v1 и v2.
4. Тело массы m подвешено на нити длиной l. Его отклонили от положения равновесия до высоты точки подвеса и отпустили, в результате чего нить оборвалась. На какой высоте находилось тело в момент разрыва нити, если она разрывается под действием силы F.
5. Стержень массы M и длины l может вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через его середину и перпендикулярной стрежню. В конец стрежня попадает пуля массы
m, летящая перпендикулярно оси и стержню со скоростью v. Определите угловую скорость,
которую. получит стержень, если пуля в нем застрянет.
6. Тело подвешено на пружине и имеет период колебаний Т. На тело действует вертикально направленная синусоидальная сила с амплитудой F0 и некоторая сила трения, пропорциональная скорости (Fтр.=-rv). Определите коэффициент силы трения r, если амплитуда
смещения при резонансе равна А. (0, где  — коэффициент затухания).
Электричество и магнетизм
1. В вершинах правильного треугольника со стороной а
расположены точечные заряды q, –q и –q. Найдите напряженность и потенциал электростатического поля в точке пересечения медиан, а также энергию взаимодействия зарядов.
+q
-q
-q
2. Шар радиусом R заряжен однородно с объемной плотностью . Найдите напряженность поля Е для точек внутри и вне шара как функцию расстояния r от центра шара. Диэлектрическую проницаемость вещества шара принять равной единице.
1
Факультет
МПГУ
Физики
и
Информационных
Технологий
3. На два последовательно соединенных конденсатора с емкостью С1=100 пФ и
С2=200 пФ подано постоянное напряжение U=300 В. Определите напряжения U1 и U2 на
конденсаторах и заряд q на их обкладках. Какова электроемкость С этой системы?
R2
A
2
B R5
R3
A
R4
1
R1
a
4. В схеме, изображенной на рисунке,
1=2=10 В, R1=20 Oм, R2=10 Ом, R3=40 Ом,
R4=R5=30 Ом. Найдите показание амперметра, разность потенциалов на участке АВ и мощность, выделяющуюся в сопротивлении R3. Внутренним сопротивлением источников и амперметра пренебречь.
5. Прямой бесконечный проводник имеет квадратную петлю сторона квадрата равна а. Найдите величину тока в проводнике, если известно,
что напряженность магнитного поля в центре квадрата равна Н0.
6. Катушка с индуктивностью L и сопротивлением R подключена к источнику постоянL, R
ной э.д.с. 0. После того, как ток в катушке при2
нимает установившееcя значение, переключатель
n
R0
1
П переводится с контакта 1 на контакт 2. Найди0
те закон изменения тока в цепи после этого переключения. Внутренним сопротивлением источника э.д.с. и соединительных проводов пренебречь.
Оптика
1. Зрительная труба с фокусным расстоянием объектива f=50 см установлена на бесконечность. После того, как окуляр трубы передвинули на некоторое расстояние, стали ясно
видны предметы, удаленные от объектива на расстояние а=50 м. На какое расстояние d
передвинули окуляр при наводке?
2. Лампа, подвешенная к потолку, дает в горизонтальном направлении силу света I=60 кд.
Какой световой поток Ф падает на картину площадью S=0,5 м2, висящую вертикально на
стене на расстоянии r=2 м от лампы, если на противоположной стене находится большое
зеркало на расстоянии а=2 м от лампы? Лампа, зеркало и картина расположены на одной
высоте.
3. Найдите угол между зеркалами Френеля в интерференционной схеме, если расстояния от
линии пересечения зеркал до источника света (узкая щель) и экрана равны соответственно
r=10,0 см и b=130 см. Длина волны света =0,55 мкм, ширина интерференционной полосы
на экране х=1,1 мм.
4. Плоская световая волна с длиной волны  падает по нормали на диафрагму с отверстием,
открывающим 1,25 зоны Френеля для точки наблюдения Р. С помощью векторной диаграммы найдите найдите интенсивность света в точке Р, если интенсивность падающей
волны I0.
2
Факультет
МПГУ
Физики
и
Информационных
Технологий
5. На дифракционную решетку, имеющую 600 шт/мм нормально падает белый свет. Для
наблюдения дифракционной картины непосредственно за решеткой помещена линза с фокусным расстоянием 1 м, проецирующая спектры на экран. Определите во сколько раз
спектр третьего порядка на экране длиннее первого. Интервал волн видимого света 400–
760 нм.
6. Естественный свет падает под углом Брюстера на стекло (n=1,54). Найдите степень поляризации отраженного света и света, прошедшего в стекло.
Атомная и ядерная физика
1. Найдите светимость абсолютно черного тела в интервале длин волн, отличающихся не более,
чем на 0,05 (=310–7 м), если максимум излучения этого тела приходится на длину волны
макс.=10–6 м.
2. При освещения фотокатода из лития светом длины волны 1 задерживающая разность потенциалов составляет U1. При изменении длины волны излучения в 1,5 раза задерживающая разность потенциалов увеличивается в 2 раза. Найдите длину волны света 1 и разность потенциалов U1. Работа выхода электронов из лития А=2,39 эВ.
3. Частица находится в одномерной потенциальной яме размером l с бесконечно высокими
стенками. Оценить силу давления частицы на стенки ямы при минимально возможном значении ее энергии Емин..
4. У какого водородоподобного атома разность длин волн между головными линиями серий
Бальмера и Лаймана =133,7 нм?
5. При увеличении напряжения на рентгеновской трубке от U1=10 кВ до U2=20 кВ интервал
длин волн между К–линией и коротковолновой границей сплошного рентгеновского спектра
увеличился в n=3,0 раза. Определите порядковый номер элемента антикатода этой трубки.
6. Покоящееся ядро 101Ru переходит из возбужденного состояния в основное, испуская –квант
с энергией 90 кэВ. Найдите энергию отдачи ядра Ея.
Молекулярная физика
1. Цилиндрическая пипетка длиной l=30 см наполовину погружена в ртуть. Ее закрывают пальцем
и вынимают. Часть ртути вытекает. Какой длины столбик ртути остается в пипетке? Атмосферное давление равно Р=105 Па, плотность ртути — =13,6 г/см3.
2. Вычислить массу столба воздуха высотой 1000 м и сечением 1 м2, если плотность воздуха у поверхности Земли 0=1,2 кг/м3, а давление Р0=1,013105 Н/м2. Температуру воздуха на всех высотах считать
одинаковой.
3. 1 л водорода (идеальный газ) при 0 С находится в цилиндрическом сосуде, закрытом сверху
легко скользящим невесомым поршнем. Атмосферное давление 730 мм рт. ст. Какое количество тепла Q
потребуется на нагревание водорода до 30 С?
4. Определите КПД цикла, состоящего из двух изобар и двух адиабат (цикл прямоточного воздушно–реактивного двигателя), если известен коэффициент адиабатического сжатия р1/р2=n, постоянная
адиабаты рабочего вещества (идеальный газ) равна .
5. Считая процесс образования мыльного пузыря изотермическим, определите работу А, которую
надо совершить, чтобы увеличить его диаметр от d1=6 мм до d2=60 мм. Поверхностное натяжение мыльного раствора принять равным 40 мН/м, атмосферное давление 105 Па.
6. Найдите эффективный диаметр молекулы кислорода, если коэффициент диффузии кислорода
при нормальных условиях равен D=0,19 см2/с.
3