Рабочая программа к ООП (стр. 3 )

Контрольная работа № 2

1. Точечные заряды q1 = 20 мкКл и q2 = – 20 мкКл находятся в вакууме на расстоянии d = 10 см друг от друга. Определить напряженность электростатического поля Е в точке А, удаленной на расстояние r1 = 3 см от первого и на r2 = 7 см от второго зарядов. Определить также модуль и направление силы F, действующей на помещенный в эту точку точечный заряд Q = 1 нКл.

2. Плоский конденсатор с площадью пластин S = 200 см2 каждая заряжен до разности потенциалов U = 2 кВ. Расстояние между пластинами d = 2 см. Диэлектрик – стекло (e = 5). Найти потенциальную энергию W заряженного конденсатора и объемную плотность энергии w электростатического поля внутри конденсатора.

3. К источнику тока с ЭДС e = 12 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом подключили батарею из трех параллельно соединенных сопротивлений R1 = 3 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 1 Ом. Нарисовать схему электрической цепи и определить силу тока IБ через батарею.

4. К пружине подвешена чашка весов с гирями. При этом период вертикальных колебаний Т1 = 0,5 с. После того как на чашку весов положили еще добавочные гири, период вертикальных колебаний стал равным Т2 = 0,6 с. На сколько удлинилась пружина от прибавления этого добавочного груза?

5. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны l = 500 нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено водой (nв = = 1,33). Найти толщину h слоя воды между линзой и пластинкой в том месте, где наблюдается третье светлое кольцо в отраженном свете.

Приложение .

Примеры тестовых заданий по лекциям и самостоятельно изученному

материалу

Тест 1

1. На рычаг, находящийся в горизонтальном положении, с одной стороны действует сила F1 = 25 Н, направленная вниз, на расстоянии l1 = 10 см от опоры. Какую силу, направленную вниз, надо приложить на другой стороне рычага на расстоянии 12 = 50 см от опоры, чтобы рычаг находился в равновесии?

1) 2 Н; 2) 3 Н; 3) 4 Н; 4) 5 Н; 5) 6 Н.

2. Чему равен момент инерции тонкого стержня I массой m = 1 кг и длиной l = = 0,6 м, относительно оси вращения перпендикулярной стержню и проходящей через его центр масс?

1) 0,3 кг м2; 2) 0,25 кг м2; 3) 0,2 кг м2; 4) 0,15 кг м2; 5) 0,1 кг м2.

3. Кинетическая энергия вала, вращающегося с угловой скоростью w = 5 рад/с, равна 50 Дж. Найти момент импульса L вала.

1) 20 кг м2/с; 2) 25 кг м2/с; 3) 30 кг м2/с; 4) 35 кг м2/с; 5) 40 кг м2 /с.

Тест 2

1. Внутренняя энергия реального газа равна…

А) кинетической энергии теплового движения его молекул;

Б) потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия молекул между собой;

В) сумме кинетической и потенциальной энергий.

Какие из этих определений верны?

1) только А; 2) только Б; 3) только В; 4) А+В; 5) Б+В.

2. Сколько кристаллографических сингоний существует у монокристаллов?

1) 1; 2) 3; 3) 5; 4) 7; 5) 9.

3. По какой формуле рассчитывается плотность r любого вещества? В нижеприведенных формулах m – масса вещества; V – занимаемый веществом объем; R – универсальная газовая постоянная.

1) r = m/V; 2) r = V/m; 3) r = pm/V; 4) r = mR/V; 5) r = m/V2.

Лекции 23-27

1. К источнику тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом подключили нагрузку с сопротивлением R = 3 Ом. Определить силу тока I в цепи.

1) 12 А; 2) 6 А; 3) 4 А; 4) 3 А; 5) 2 А.

2. В пространстве имеется однородное магнитное поле индукцией B = 0,5 Тл, которое пронизывает плоский контур площадью 1 м2. Определить магнитный поток, пронизывающий контур, если нормаль к нему образует угол 0° к вектору магнитной индукции.

1) 0,5 Вб; 2) 0,25 Вб; 3) 0,1 Вб; 4) 0,05 Вб; 5) 0 Вб.

3. Ток, протекающий по соленоиду, возрос от 1 до 4 А. Во сколько раз изменилась энергия магнитного поля соленоида?

1) в 1,5 раза; 2) в 2 раза; 3) в 4 раза; 4) в 8 раз; 5) в 16 раз.

Тест 3

1. При фотоэффекте кинетическая энергия электронов, выбиваемых из металла зависит от: 1) Частоты падающего света; 2) Интенсивности падающего света; 3) Работы выхода электронов из металла. Какие из утверждений правильны?

1) только 2; 2) 1 и 3; 3) 1 и 2; 4) 2 и 3; 5) 1,2 и 3.

2. Как изменится излучательность абсолютно черного тела, если его термодинамическая температура возрастет в 2 раза?

1) возрастет в 8 раз; 2) возрастет в 16 раз; 3) не изменится;

4) уменьшится в 2 раза; 5) уменьшится в 4 раза.

3. Определить длину волны l фотона, обладающего энергией Еф = 1,02 МэВ.

1) 122 пм; 2) 12,2 пм; 3) 1,22 пм; 4) 0,122 пм, 5) 0,0122 пм.

Приложение .

Примеры тестовых заданий по лабораторным работам

ЛР № 1 – «Изучение электростатического поля методом моделирования»

1. Какое поле называется электростатическим?

2. Дайте определение понятиям “напряженность” и “потенциал” электростатического поля. Какова взаимосвязь между этими характеристиками?

3. Почему при исследованиях электрическое поле заряженных тел можно заменить электрическим полем постоянного тока, протекающего в слабопроводящих средах?

4. Дайте определение понятию “эквипотенциальные поверхности”. Как, зная расположение эквипотенциальных поверхностей в пространстве, построить силовые линии напряженности поля?

ЛР № 4 – «Определение удельного заряда электрона методом магнетрона»

1. Как изменяется кинетическая энергия электрона, движущегося в магнетроне?

2. Какая сила действует на движущийся заряд в магнитном поле? Как она направлена? Чему равен модуль этой силы

3. Критическое значение индукции магнитного поля – это величина, равная минимальному значению индукции магнитного поля, при котором…

1) действие электрического и магнитного полей компенсируют друг друга;

2) большинство электронов, испускаемых катодом, не достигают анода;

3) все электроны, испускаемые катодом, не достигают анода;

4) все электроны, испускаемые катодом, достигают анода.

4. Для чего в данной работе используется соленоид?

Соленоид используется для создания магнитного поля, …

1) изменяющего траекторию движения электронов;

2) компенсирующего действие электрического поля;

3) ускоряющего электроны;

4) замедляющего электроны.

ЛР № 8 – «Измерение длины световой волны при помощи дифракционной решетки»

1. Дайте определение понятию “дифракция света”. Сформулируйте условия, при которых она наблюдается.

2. Что такое дифракционная решетка? Выведите условия, при которых наблюдаются основные дифракционные максимумы и минимумы.

3. Что такое порядок m дифракционного максимума или минимума?

4. Дайте определение понятию “разрешающая способность оптического прибора”? От каких факторов зависит разрешающая способность дифракционной решетки?

ЛР № 8 – «Определение угла полной поляризации и проверка закона

Малюса»

1. Дайте определение понятию “плоскость поляризации электромагнитной волны”. Что с точки зрения поляризации представляет собой естественный свет?

2. Какие электромагнитные волны называются частично поляризованными, плоскополяризованными?

3. Дайте определение понятию “двойное лучепреломление”. В каких средах оно наблюдается? Выведите закон Малюса.

4. Как изменяется поляризация света при отражении от границы раздела двух диэлектриков? Сформулируйте закон Брюстера.

Приложение .

Примеры экзаменационных билетов

Экзаменационный билет (2ой семестр)

1. Закон сохранения импульса замкнутой механической системы.

2. Обратимый цикл Карно и его коэффициент полезного действия.

3. Задача. С вышки бросили камень в горизонтальном направлении. Через 2 с камень упал на землю на расстоянии 40 м от основания вышки. Определить начальную и конечную скорости камня.

4. Задача. При изобарном расширении углекислого газа (СО2) массой m = = 250 г (начальная температура газа t1 = 7 оС) при давлении 50 кПа его объем увеличился в три раза. Определить: изменение внутренней энергии DU12 газа; совершенную им работу А12; количество теплоты Q12, полученное газом.

Экзаменационный билет (3ий семестр)

1. Теория Гаусса для электростатического поля и ее применение для расчета поля, образованного равномерно заряженной сферой.

2. Гармонический осциллятор. Кинетическая, потенциальная и механическая энергии материальной точки, совершающей гармонические колебания под действием квазиупругой силы.

3. Задача. Два конденсатора, имеющие электроемкости С1 = 3 мкФ и С2 = 6 мкФ, соединены между собой и присоединены к батарее с ЭДС равной 120 В. Определить заряды Q1 и Q2 конденсаторов и разности потенциалов U1 и U2 между их обкладками, если конденсаторы соединены последовательно.

4. Задача. Длина волны света, соответствующая “красной границе” фотоэффекта l0 = 275 нм. Найти работу выхода Авых электрона из металла, максимальную скорость Vmax электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны l = 180 нм, и максимальную кинетическую энергию Тmax электронов.

Приложение .

Вопросы для самопроверки

Физические основы механики: Кинематика поступательного движения (перемещение, скорость, тангенциальное и нормальное ускорение, радиус кривизны траектории). Кинематика вращательного движения (угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение). Взаимосвязь между угловыми и линейными скоростями и ускорениями. Динамика поступательного движения. Законы Ньютона. Закон сохранения импульса. Работа и мощность силы. Кинетическая энергия поступательного движения материальной точки и ее связь с работой силы, действующей на нее. Силы трения. Работа сил трения. Силы упругости. Работа сил упругости. Закон всемирного тяготения. Работа поля тяготения. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии. Удар абсолютно упругих и неупругих тел. Момент инерции материальной точки и твердого тела относительно оси вращения. Кинетическая энергия вращательного движения. Основной закон динамики вращательного движения. Момент силы и момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

Молекулярная физика и термодинамика: Термодинамический и статистический методы исследования. Термодинамические функции состояния, фазовые равновесия и фазовые превращения. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Распределение молекул идеального газа по скоростям. Барометрическая формула. Законы идеального газа: Бойля - Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро, Дальтона. Уравнение Менделеева - Клайперона. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении объема. Зависимость теплоемкости газа от вида процесса. Первое начало термодинамики и его применение к изотермическому, изобарическому, изохорному и политропному процессам. Круговой процесс. Второе начало термодинамики. Цикл Карно и его КПД для идеального газа. Реальные газы, жидкости, кристаллические тела. Основные физические константы твердых тел: плотность, теплоемкость, теплопроводность; явления диффузии и массопереноса.

Электричество и магнетизм: Электрические заряда и их свойства. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции электростатических полей. Работа электростатического поля. Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных электрических зарядов. Потенциал. Теорема Гаусса для электрического поля в вакууме. Диэлектрики и их типы. Поляризация диэлектрика. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Напряженность электрического поля внутри диэлектрика. Проводники в электрическом поле. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы и их емкость. Энергия электростатического поля. Постоянный ток. Электродвижущая сила. Законы Ома и Джоуля - Ленца для однородного участка цепи в интегральном и дифференциальном виде. Правила Кирхгофа для расчета разветвленных электрических цепей. Магнитное поле, его вихревой характер. Закон Био - Савара - Лапласа и его применение к расчету магнитного поля прямолинейного проводника с током. Закон Ампера. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца. Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока. Расчет индукции магнитного поля внутри длинного соленоида. Явление и закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вращение рамки в магнитном поле. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Принцип работы трансформатора. Уравнения Максвелла.

Колебания и волны: Свободные механические и электромагнитные гармонические колебания. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Кинетическая и потенциальная энергии гармонических колебаний материальной точки. Свободные гармонические колебания пружинного, физического, математического маятников и колебательного контура. Зависимость периода колебаний от параметров системы. Сложение гармонических колебаний одного направления. Затухающие колебания. Период, амплитуда и декремент затухания колебаний. Вынужденные колебания. Явления резонанса. Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты внешнего воздействия. Механические и электромагнитные волны. Уравнение бегущей волны. Длина волны, волновое число, фазовая скорость. Волновое уравнение. Уравнение плоской электромагнитной волны. Гармонический и негармонический осциллятор, физический смысл спектрального разложения. Кинематика волновых процессов. Интерференция механических волн.

Волновая и квантовая оптика: Основные законы оптики. Явление полного внутреннего отражения. Показатель преломления среды. Принцип Гюйгенса и его применение для объяснения законов преломления и отражения света. Монохроматические и когерентные электромагнитные волны. Интерференция света. Условия для максимумов и минимумов. Методы получения когерентных электромагнитных волн. Метод Юнга. Расчет интерференционной картины для двух когерентных источников света. Интерференция света в тонких пленках. Полосы равной толщины. Кольца Ньютона. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Дифракция Фраунгофера на одной щели: условия для максимумов и минимумов. Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке: условия для главных и дополнительных максимумов и минимумов. Дифракция на кристаллической решетке: формула Вульфа-Бреггов. Естественный и поляризованный свет. Поляризаторы. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Вращение плоскости поляризации света. Тепловое излучение и его характеристики. Модели абсолютно черного, абсолютно белого и серого тел. Опыты и закон Кирхгофа. Законы Стефана-Больцмана и Вина для абсолютно черного тела. Теория теплового излучения. Формула Планка для спектральной плотности излучательности абсолютно черного тела и вывод из нее закона Стефана-Больцмана. Фотоэффект. Фотоны. Масса и импульс фотона. Опыты Столетова и следствия из них. Законы внешнего фотоэффекта. Квантовая теория Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Квантовая теория давления света. Эффект Комптона и его теория.