4

  ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах Один моль идеального одноатомного газа в ходе некоторого процесса получил  теплоты. При этом его температура понизилась на . Работа (), совершенная газом, равна … 

5000 |

Решение: Согласно первому началу термодинамики, , где  – количество теплоты, полученное газом,  – приращение его внутренней энергии,  – работа, совершенная газом. Отсюда . Приращение внутренней энергии в данном случае , так как температура газа в ходе процесса понизилась. . Тогда работа, совершенная газом, равна 

  ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Средняя энергия молекул Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении равна  где  – универсальная газовая постоянная. Число вращательных степеней свободы молекулы равно …

			2
			3
			1
			0

Решение: Молярная теплоемкость идеального газа в изобарном процессе определяется соотношением , где . Здесь  число степеней свободы поступательного движения;  число степеней свободы вращательного движения;  – число степеней свободы колебательного движения. Для молекул идеального газа ,  для линейных молекул и  для нелинейных молекул. Из сопоставления с данными задания следует, что . С учетом того что , приходим к выводу, что . В данном случае .

  ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке Тема: Работа. Энергия Для того чтобы раскрутить стержень массы  и длины (см. рисунок) вокруг вертикальной оси, проходящей перпендикулярно стержню через его середину, до угловой скорости , необходимо совершить работу . Для того чтобы раскрутить до той же угловой скорости стержень массы  и длины , необходимо совершить работу в  _____  раз(-а) бόльшую, чем .

8 |

Решение: Совершенная работа равна кинетической энергии вращательного движения стержня , где момент инерции стержня пропорционален массе и квадрату длины,   (момент инерции стержня массы  и длины  относительно оси, проходящей перпендикулярно ему через середину стержня, равен  ). Следовательно, работа по раскручиванию до такой же угловой скорости  стержня вдвое бόльшей массы и в два раза длиннее будет в 8 раз больше: .

  ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Динамика поступательного движения Автомобиль поднимается в гору по участку дуги с постоянной по величине скоростью.  Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, ориентирована в направлении …

3 |

Решение: Согласно второму закону Ньютона , где – равнодействующая всех сил, действующих на тело,  – его ускорение. Вектор ускорения удобно разложить на две составляющие: . Тангенциальное ускорение  направлено по касательной к траектории в данной точке и характеризует быстроту изменения модуля скорости; нормальное ускорение  направлено по нормали к траектории в данной точке (направление 3) и характеризует быстроту изменения направления скорости. При движении по криволинейной траектории 0, при движении с постоянной по величине скоростью  0. Следовательно, вектор ориентирован в направлении 3. В этом же направлении ориентирован и вектор .

 ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Динамика вращательного движения Если ось вращения тонкостенного кругового цилиндра перенести из центра масс на образующую (рис.), то момент инерции относительно новой оси _____ раза.

			увеличится в 2
			уменьшится в 2
			увеличится в 1,5
			уменьшится в 1,5

  ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке Тема: Элементы специальной теории относительности Космический корабль летит со скоростью  ( скорость света в вакууме) в системе отсчета, связанной с некоторой планетой. Один из космонавтов медленно поворачивает метровый стержень из положения 1, перпендикулярного направлению движения корабля, в положение 2, параллельное направлению движения. Длина этого стержня с точки зрения другого космонавта …

			равна 1,0 м при любой его ориентации
			изменяется от 1,0 м в положении 1 до 1,67 м в положении 2
			изменяется от 1,0 м в положении 1 до 0,6 м в положении 2
			изменяется от 0,6 м в положении 1 до 1,0 м в положении 2

Решение: Движение макроскопических тел со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме, изучается релятивистской механикой. Одним из следствий преобразований Лоренца является так называемое Лоренцево сокращение длины, состоящее в том, что линейные размеры тела сокращаются в направлении движения: . Здесь  – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело неподвижно; – длина тела в системе отсчета, относительно которой тело движется со скоростью . При этом поперечные размеры тела не изменяются. Поскольку с точки зрения другого космонавта стержень покоится и в положении 1, и в положении 2, то длина стержня равна 1,0 м при любой его ориентации.

  ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке Тема: Законы сохранения в механике Горизонтально летящая пуля пробивает брусок, лежащий на гладкой горизонтальной поверхности. В системе «пуля – брусок» …

			импульс сохраняется, механическая энергия не сохраняется
			импульс сохраняется, механическая энергия сохраняется
			импульс не сохраняется, механическая энергия сохраняется
			импульс не сохраняется, механическая энергия не сохраняется

Решение: Закон сохранения импульса выполняется в замкнутых системах. Система «пуля - брусок» не является замкнутой, так как на нее действуют сила притяжения к Земле и сила реакции опоры. Однако проекции этих сил на горизонтальное направление равны нулю, поэтому проекция импульса системы на указанное направление не изменяется. Поскольку речь идет о горизонтально летящей пуле и брусок может двигаться только в горизонтальном направлении, можно утверждать, что импульс системы сохраняется. Закон сохранения механической энергии выполняется в консервативных системах. В данном случае внешние силы консервативны (силами трения между бруском и гладкой поверхностью можно пренебречь), но есть внутренние неконсервативные силы, действующие в системе в момент пробивания пулей бруска и совершающие работу. Поэтому механическая энергия рассматриваемой системы не сохраняется.

 ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью, проекция которой изменяется со временем, как показано на графике: Через 11 с тело окажется повернутым относительно начального положения на угол _______ 

			0
			12
			24
			4

  ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке Тема: Эффект Комптона. Световое давление Солнечный свет падает на зеркальную поверхность по нормали к ней. Если интенсивность солнечного излучения равна 1,37 кВт/м², то давление света на поверхность равно _____ . (Ответ выразите в мкПа и округлите до целого числа).

9 |

Решение: Давление света определяется по формуле , где  энергетическая освещенность поверхности, равная энергии, падающей на единицу площади поверхности в единицу времени;  скорость света;  коэффициент отражения. Для зеркальной поверхности  Тогда давление света 

  ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Поляризация и дисперсия света Угол между плоскостями пропускания двух поляризаторов равен . Если угол увеличить в 2 раза, то интенсивность света, прошедшего через оба поляризатора …

			станет равной нулю
			увеличится в 2 раза
			уменьшится в 2 раза
			уменьшится в 4 раза

Решение: Если J₀ – интенсивность естественного света, то в отсутствие поглощения интенсивность J₁ света, прошедшего через первый поляризатор, равна , а интенсивность J₂ света, прошедшего через второй поляризатор, определяется законом Малюса: , где – угол между плоскостями пропускания двух поляризаторов. По условию он составляет . Если его увеличить в 2 раза, то он составит . Так как , то интенсивность света, прошедшего через оба поляризатора, станет равной нулю.

  ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке Тема: Тепловое излучение. Фотоэффект Катод вакуумного фотоэлемента освещается светом с энергией квантов 10 эВ. Если фототок прекращается при подаче на фотоэлемент задерживающего напряжения 4 В, то работа выхода электронов из катода (в эВ) равна …

			6
			14
			7
			3

Решение: Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, , где  энергия фотона;  работа выхода электронов из металла;  максимальная кинетическая энергия электронов, которая равна , где  задерживающее напряжение. Следовательно, 

  ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Интерференция и дифракция света На узкую щель шириной  падает нормально плоская световая волна с длиной волны  На рисунке схематически представлена зависимость интенсивности света от синуса угла дифракции. Тогда отношение  равно …

5 |

Решение: Условие минимумов для дифракции на щели имеет вид , где  – ширина щели,  – угол дифракции,  – порядок минимума,  – длина световой волны. Из рисунка для минимума первого порядка , а из условия минимумов . Таким образом,  Тогда искомое отношение