Тесты_ч_1
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный
университет»
ФИЗИКА
Часть 1 Механика, СТО, молекулярная физика и термодинамика
Сборник тестов
для подготовки к интернет-тестированию студентов всех направлений специалитета и бакалав-
риата
Екатеринбург
2013
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»
ОДОБРЕНО
Методической комиссией ФГиГ
«____» ________________2013 г.
Председатель комиссии
__________проф. В. И. Бондарев
ФИЗИКА
Часть 1 Механика, СТО, молекулярная физика и термодинамика
Сборник тестов
для подготовки к интернет-тестированию студентов всех направлений специалитета и бакалав-
риата
Издание УГГУ |
Екатеринбург, 2013 |
1
Ф 48
Рецензент: Виноградов В. Б., доц. каф. геофизики УГГУ, канд. геолого-минералогич. наук.
Сборник тестов рассмотрен на заседании кафедры физики 19 февраля 2013 г. (протокол № 63) и рекомендован для издания в УГГУ.
ФИЗИКА. Часть 1. Механика, СТО, молекулярная физика и Ф 48 термодинамика: сборник тестов для подготовки к интернет-
тестированию студентов всех направлений специалитета и бакалавриата / Л П. Житова, С. А. Смольников, С. Н. Шитова, М. В. Калачева; Урал. гос. горный ун-т. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2013. –– 83 с.
Сборник тестов содержит краткие теоретические сведения по разделам физики: механика, СТО, молекулярная физика и термодинамика. Тематическая структура определяется дидактическими единицами государственных образовательных стандартов.
Сборник тестов предназначен для студентов всех специальностей УГГУ для самостоятельной работы при подготовке к экзаменам по физике и интернет-тестированию. Рекомендуется для проверки знаний студентов на зачетах и экзаменах по физике в УГГУ.
©Житова Л. П., Смольников С. А., Шитова С. Н., Калачева М. В., 2013
©Уральский государственный горный университет, 2013
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Все образовательные учреждения России каждые 5 лет проходят комплексную оценку своей деятельности, включающую в себя процедуры аттестации, аккредитации и лицензирования.
Всвязи с этим каждую сессию у студентов проводятся интер- нет-экзамены по нескольким предметам, в том числе и по физике, которые проходят в режиме «on line».
Всвязи с тем, что обучение студентов в вузах и ссузах реализуется по двум стандартам (второго и третьего поколений), НИИ мониторинга качества образования в 2012 году разработал проект «Федеральный Интернет-экзамен в сфере профессионального образования (ФЭПО): компетентностный (ФГОС) и традиционный (ГОС-II) подходы». Этот проект ориентирован на проведение внешней независимой оценки результатов обучения студентов в рамках требований ФГОС и ГОС-II. В настоящее время преимущество отдается компетентностному подходу.
Модели ПИМ (педагогических измерительных материалов) и оценка результатов
В рамках компетентностного подхода используется уровне-
вая модель ПИМ, представленная в трех взаимосвязанных блоках.
Первый блок – задания на уровне «знать» (с выбором правильного ответа из предложенных вариантов), в которых очевиден способ решения, усвоенный студентом при изучении дисциплины.
Второй блок – задания на уровне «знать» и «уметь» (с выбо-
ром одного или нескольких правильных ответов из предложенных вариантов или ввод ответа в поле), в которых нет явного указания на способ выполнения, и студент для их решения самостоятельно выбирает один из изученных способов.
Третий блок – задания на уровне «знать», «уметь», «вла-
деть». Он представлен кейс-заданиями, содержание которых предполагает использование комплекса умений и навыков для того, чтобы студент мог самостоятельно сконструировать способ решения. Кейс-задание представляет собой учебное задание, состоящее из описания реальной практической ситуации и совокупности сформулированных к ней вопросов.
3
В рамках компетентностного подхода используется модель оценки результатов обучения, в основу которой положена методология В. П. Беспалько.
Показатель результатов обучения студента |
Уровни |
|
обученности |
|
|
Менее 70 % баллов за задания блока 1 |
Первый |
|
|
Не менее 70 % баллов за задания блока 1 и меньше |
Второй |
70 % баллов за задания каждого из блоков 2 и 3 |
|
|
|
Не менее 70 % баллов за задания каждого из блоков |
Третий |
1 и 2 и меньше 70 % баллов за задания блока 3 |
|
Или |
|
Не менее 70 % баллов за задания каждого из блоков 1 |
|
и 3 и меньше 70 % баллов за задания блока 2 |
|
|
|
Не менее 70 % за задания каждого из блоков 1, 2 и 3 |
Четвертый |
|
|
Врамках традиционного подхода используется инвариант-
ная модель ПИМ, основным структурным элементом которой является дидактическая единица (ДЕ) дисциплины, которая раскрывается заданиями одинаковой трудности по нескольким темам, что позволяет обеспечить полный охват содержания дисциплины.
Врамках традиционного подхода используется модель оцен-
ки освоения дисциплины, в основу которой положена оценка освоения всех дидактических единиц (ДЕ) дисциплины на уровне требований ГОСII.
Более подробную информацию вы можете получить на сайте по адресу http://www.i-fgos.ru/ или http://фэпо.рф/.
4
I. МЕХАНИКА
1. Кинематика поступательного и вращательного движений
Поступательное (прямолинейное) движение
|
Положение материальной точки в простран- |
|
|
|
|||||||||||||
стве определяется радиус-вектором r . Путь (S) – |
z |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
S |
|
|
длина траектории. Перемещение ( S |
r ) – |
r1 s |
|
2 |
|||||||||||||
кратчайшее расстояние между начальным и ко- |
|||||||||||||||||
|
r2 |
|
|||||||||||||||
нечным положениями материальной точки. Для |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
поступательного движения |
|
|
|
S . |
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Средняя скорость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ср |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Мгновенная скорость – первая производная перемещения по |
|
|||||||||||||||
|
времени: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
dS |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
dt |
S |
. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Среднее ускорение:
0 . acp t t
|
Мгновенное ускорение – первая производная скорости по времени: |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
||
|
|
a |
|
|
. |
|
|
|
dt |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Равномерное движение: a 0; |
const |
|
||||
координата |
путь |
|
|
скорость |
ускорение |
|
x = x0 ± υ t |
S = υ t |
|
|
0 |
||||
υ const |
a |
|||||||
x, м |
S , м |
|
x, м/с |
a x, м/с2 |
||||
|
|
|
S |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
x0 |
|
|
|
|
t, c |
|
|
t, c |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, c |
|
t, c |
|
|
|
|||
х0 – начальная координата;
x – проекция вектора скорости на ось ОХ.
Знак скорости определяет еѐ направление.
5
|
|
const; |
|
|
Равнопеременное движение: a |
const . |
|||
координата |
путь |
скорость |
ускорение |
|
x x0 0t at 2
x, м
2
x0
|
|
|
t, c |
x x |
t at 2 |
||
0 |
|
0 |
2 |
x, м |
|
||
|
|
||
x0 |
|
|
|
t, c
Перемещение S
υ = f (t).
|
at |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
S 0t |
|
|
|
|
|
0 at |
|
a 0 |
||||
2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
S , м |
|
|
|
|
υ, м/с |
|
a, м/с2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
t, c |
υ0 |
|
t, c |
|
|
|
t, c |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
at |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
S 0t |
|
|
|
0 |
at |
|
a 0 |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
S , м |
2 |
|
|
|
υ, м/с |
|
a, м/с2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
υ0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
t, c |
|
|
t, c |
|
|
|
t, c |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
можно найти, как площадь фигуры под графиком
Свободное падение – движение тела под действием одной только силы тяжести с ускорением g = 9,8 м/с2 в отсутствии сопротивления воздуха. Уравнения движения:
y y0 |
0 yt |
|
g t 2 |
|||||
|
|
– координата; |
||||||
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
h |
|
t |
gt 2 |
|
– высота подъѐма (или падения); |
|||
|
|
|||||||
0 y |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
y 0 y gt – скорость.
Если тело движется вниз, то g > 0. Если тело движется вверх, то g < 0; всегда есть начальная скорость 0 y , а в верхней точке y 0 .
Тело, брошенное под углом к горизонту, участвует одновремен-
но в двух движениях:
|
|
|
|
|
а) равномерное прямолинейное по |
|
y |
0 |
|
|
горизонтали со скоростью |
|
|
|
h |
|
0 x 0 cos ; |
|
|
|
б) равнопеременное – по вертикали |
||
|
0 y |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
(вверх – замедленное, вниз – уско- |
|
|
|
|
||
|
|
0 x |
S |
x |
ренное) с начальной скоростью |
|
|
|
|
0 y 0 sin . |
|
|
|
|
|
|
6
Вращательное движение |
υ |
||||
Тангенциальное (касательное) ускорение харак- |
|
||||
a |
|||||
теризует быстроту изменения модуля |
скорости, |
a |
|||
направлено по касательной к траектории: |
|||||
|
|||||
a |
d |
|
|
an |
|
|
|
|
|||
dt |
. |
|
|
||
|
|
|
|
||
Нормальное (центростремительное) |
ускорение, |
|
|||
характеризует быстроту изменения направления скорости, направлено к центру вращения:
an 2 . R
Полное ускорение:
aa an ;
|
|
|
a a2 |
a2 . |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угловая скорость – первая производная углового перемеще- |
||||||||||
|
ния по времени: |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
. |
|
d |
0 |
d |
0 |
|||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
dt |
|
dt |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
Угловое ускорение – первая |
|
|
|
|||||||
|
производная угловой скорости |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по времени (или вторая про- |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
изводная углового перемеще- |
|
|
|
||||
ния по времени): |
|
d |
|
d |
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
dt |
|
. |
|
|
|
||
Если движение ускоренное, то скорость и ускорение совпадают по направлению, а если замедленное, то направлены в проти-
воположные стороны.
Кинематические уравнения вращательного движения:
а) равномерное, = 0; ω = const;
= 0 ± t;
б) равнопеременное, = const; ω ≠ const;
0 0t t 2 ;
2
= 0 ± t.
7
Период вращения Т – время одного оборота:
T t 2 R 2 . N
Частота вращения - число оборотов за единицу времени: f Nt T1 2 .
Формулы связи линейных и угловых величин:
RS ;
R ;
an 2R 2 ;
R a R .
Если тело катится без скольжения, то все его точки (кроме центра масс) участвуют и в поступательном, и во вращательном
|
|
движениях. Линейная скорость точек, участ- |
||
|
|
вующих во вращательном движении, зависит |
||
вращ |
|
от радиуса вращения. Вектор линейной скоро- |
||
|
|
|
|
направлен по касательной к |
|
сти точек вращ |
|||
пост |
|
траектории, а модуль на краю (ободе) равен |
||
|
пост |
модулю |
вектора |
поступательного движения |
|
|
центра масс. Полная скорость |
||
|
|
|
|
|
|
|
пост вращ |
||
8
Тестовые задания
1.1. На рисунке изображены графики за- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
висимости скорости тел от времени. Ка- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|||||
кое тело пройдет больший путь в интер- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||
вале времени от 0 до 5 секунд? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1) |
1; |
2) 2; |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3) |
3; |
4) 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
3 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
t, с |
||||||||||||
5) |
пути одинаковые. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1.2. Если человек поднимается по равномерно поднимающемуся со скоростью υ эскалатору с ускорением а относительно эскалатора, то ускорение человека относительно Земли равно…
1) |
а + υ; |
2) |
а – υ; |
3) а; |
4) 0. |
|
|
1.3. Диск катится равномерно по горизонтальной |
1 |
2 |
3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности со скоростью 0 |
без проскальзывания. |
А |
|
|
|||
Вектор скорости в точке А, лежащей на ободе дис- |
|
||||||
|
|
4 0 |
|||||
ка, ориентирован в направлении… |
|
|
|
||||
1) |
3; |
2) |
1; |
3) 2; |
4) 4. |
|
|
1.4.Если a и an – тангенциальная и нормальная составляющие ускорения, то соотношения a = 0, an = 0 справедливы:
1)для прямолинейного равноускоренного движения;
2)прямолинейного равномерного движения;
3)равномерного криволинейного движения;
4)равномерного движения по окружности.
1.5.Если a и an – тангенциальная и нормальная составляющие ускорения, то соотношения a 0, an 0 справедливы:
1)для прямолинейного равноускоренного движения;
2)прямолинейного равномерного движения;
3)равнопеременного криволинейного движения;
4)равномерного движения по окружности.
9