Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика для 10-11 классов университетской физико-математической школы. Учебное пособие
.pdf
12. Напряжение на участке цепи U1 = 5 В, сила тока I1 = 3 А. После изменения сопротивления этого участка напряжение стало U2 = 8 В, а сила тока I2 =
2 А. Какова ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока?
13. Два проводника сопротивлением 10 Ом и 23 Ом включены в сеть с на-
пряжением 100 В. Какое количество теплоты выделится за секунду в каждом
проводнике, если их соединить: 1)последовательно; 2)параллельно?
14. К сети напряжением 120 В присоединяются два сопротивления. При их
последовательном соединении ток равен 3 А, а при параллельном – суммарный
ток равен 16 А. Определите величины этих сопротивлений.
15. Два когерентных источника света с длиной волны 600 нм находятся на
расстоянии 0,3 мм друг от друга и 2,4 м от экрана. Определите расстояние между двумя соседними максимумами освещённости, полученными на экране.
16. Определите длину электромагнитной волны в вакууме, на которую настроен колебательный контур, если максимальный заряд конденсатора qm =
2·10-8 Кл, максимальный ток в контуре Im = 1 А, индуктивность контура L =
2·10-7 Гн. Найдите ёмкость конденсатора этого контура.
17. Радиоактивный натрий 11Na24 распадается, выбрасывая β-частицы. Пе-
риод полураспада натрия 14,8 часа. Вычислите количество атомов, распавшихся в 1 мг данного радиоактивного препарата за 10 часов.
18. Под каким углом должен упасть луч на стекло, чтобы преломлённый
луч оказался перпендикулярным к отражённому, если коэффициент преломления стекла 1,6?
19. Проекционный аппарат дает на экране увеличенное в 20 раз изображение диапозитива. Найдите расстояние между объективом проекционного фонаря и изображением, если фокусное расстояние объектива 20 см.
20. За 8 часов начальная масса радиоактивного изотопа уменьшилась в 3
раза. Во сколько раз она уменьшится за сутки, считая от начального момента
времени? Ответ обосновать расчётами.
А01. Самолёт для взлёта должен приобрести скорость 300 км/час. Сколько
времени длится разгон, если эта скорость достигается в конце взлётной полосы
241
длиной 1 км? Каково ускорение самолёта? Какова средняя скорость на этом
участке? Движение самолёта считайте равноускоренным.
А02. Вес тела в воде в 5 раз меньше, чем в воздухе. Какова плотность вещества тела? Выталкивающей силой воздуха пренебрегайте. Плотность воды
1 г/см3.
А03. Электрическое поле образовано точечным зарядом 1,5 нКл. На каком
расстоянии друг от друга расположены в вакууме две эквипотенциальные поверхности с потенциалами 45 В и 30 В?
А04. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 см и
5 см находится целиком в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом
поле, если по проводам катушки течёт ток силой 2 А?
А05. Найдите ЭДС индукции на концах крыльев самолёта (размах крыльев
36,5 м), летящего горизонтально со скоростью 900 км/час, если вертикальная
составляющая вектора индукции магнитного поля Земли 50 мкТл.
А06. Электромагнитная волна излучается открытым контуром с электроёмкостью 0,5 мкФ и индуктивностью 80 мГн. Какова длина волны? Как изменится длина волны, если электроёмкость контура увеличить в 8 раз, а индуктивность уменьшить в 2 раза?
В01. Для измерения температуры воды, имеющей массу 7,3 г, в нее погрузили термометр, который показал 32,4 0С. Какова действительная температура воды, если теплоёмкость термометра 1,9 Дж/К и перед погружением в
воду он показывал 17,8 0С?
В02. Первую треть пути поезд прошёл со скоростью 60 км/час. С какой
скоростью поезд прошёл оставшуюся часть пути, если средняя скорость на
всём пути оказалась равной 40 км/час?
В03. Сколько воды можно поднять из колодца глубиной 20 м в течение
2 часов, если мощность двигателя насоса 3 кВт, а коэффициент полезного действия η = 70 %?
242
В04. Электробритва потребляет мощность 15 Вт и рассчитана на напряже-
плавает в ртути плотностью
ние 210 В. При напряжении в сети 220 В последовательно с электробритвой
включается лампа накаливания на 110 В. Какова должна быть мощность лампы
накаливания, чтобы электробритва работала нормально?
В05. Протон разгоняется в электрическом поле разностью потенциалов
1,5 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к силовым
линиям. В магнитном поле он движется по дуге радиусом 50 см. Определите
напряжённость магнитного поля, если движение происходит в вакууме.
В06. Постоянная дифракционной решетки в 3 раза больше длины световой
волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность.
Определите угол между двумя вторыми симметричными дифракционными
максимумами.
С01. Тело бросают вертикально вверх. Наблюдатель замечает промежуток
времени t0 между двумя моментами, когда тело проходит точку В, находящуюся на высоте h. Найдите начальную скорость бросания v0 и время t всего движения тела.
С02. Диаметр одного из астероидов 5 км. Плотность 5,5 г/см3. Найдите ускорение силы тяжести на его поверхности. Вычислите, на какую высоту поднялся бы человек, подпрыгнувший с астероида, если на Земле с тем же усилием
он подпрыгнул бы на 0,5 м.
С03. Ледяная горка составляет с горизонтом угол α = 100. По ней пускает
вверх камень, который, поднявшись на некоторую высоту, соскальзывает по
тому же пути вниз. Каков коэффициент трения μ, если время спуска в n = 2 раза
больше времени подъёма?
С04. Лыжник спускается с горы высотой 12 м, длиной 36 м, а затем движется по горизонтальному пути до полной остановки. Определите длину горизонтального участка, если коэффициент трения равен 0,05.
С05. Стальной кубик плотностью 7,8 г/см
13,6 г/см3. Поверх ртути наливается вода так, что она покрывает кубик тонким
3
243
слоем. Какова высота h слоя воды плотностью 1 г/см3? Длина ребра кубика а =
10 см. Определите давление Р на нижнюю грань кубика.
С06. Тонкий дубовый стержень длиной ℓ = 1 м подвешен за один из концов. Другой конец погружен в воду. Определите угол между направлением
стержня и вертикалью, если верхний конец стержня находится над уровнем воды на высоте h = 0,3 м. Плотность дуба ρ = 900 кг/м3.
С07. К пружине подвешена чашка весов с гирями. Период ее вертикальных колебаний Т1. После того, как на чашку весов положили добавочные гири,
период вертикальных колебаний стал равен Т2. Насколько удлинилась пружина
после увеличения груза?
С08. Шарик подвешен на длинной нити. Один раз его поднимают по вертикали до точки подвеса, второй – отклоняют на небольшой угол. Сравните
времена возвращения шарика к начальному положению после того, как он будет отпущен, в первом и во втором случаях.
С09. При температуре воздуха −5 0С каждый квадратный метр поверхности водоёма отдаёт за час 168 кДж теплоты. Найдите толщину льда, образовавшегося за сутки, при температуре воды на поверхности 0 0С.
С10. Сосуд с газом объёмом V разделен подвижной перегородкой на две
части, объёмы которых равны V1 и V2 ,соответственно (V1 < V2). Температура
газа в меньшем объёме t1 = −73 0С, в большем объёме t2 = 527 0С. После выравнивания температур перегородка переместилась так, что меньший объём стал
равным 2V/3. Найдите отношение объёмов V1/V2.
С11. Электрон влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам со
скоростью 2⋅107 м/с. Расстояние между пластинами конденсатора 10 мм, длина
пластин 5 см. На пластины подано постоянное напряжение 50 В. На какое рас-
стояние сместится электрон от первоначального направления к положительно
заряженной пластине? Какова будет скорость электрона в момент его вылета из
конденсатора?
244
С12. Определите ток короткого замыкания аккумуляторной батареи, если
при токе I1 = 5 А она отдаёт во внешнюю цепь мощность Р1 = 9,5 Вт, а при токе
I2 = 8 А − мощность Р2 = 14,4 Вт.
С13. В конце зарядки аккумулятора током I1 = 4 А вольтметр, подключённый к его зажимам, показал напряжение U1 = 2,16 В. В начале разрядки аккумулятора током I2 = 5 А показание вольтметра U1 = 1,8 В. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.
С14. Найдите кинетическую энергию и центростремительное ускорение
протона, движущегося по дуге окружности радиусом r = 60 см в однородном
магнитном поле с индукцией B = 1 Тл. Определите также период обращения
протона по окружности.
С15. К концам свинцовой проволоки длиной 1 м приложена разность потенциалов U = 10 В. Сколько времени пройдёт от начала пропускания тока до
момента, когда свинец начнёт плавиться? Начальная температура свинца 27 0С.
С16. Неоновую лампочку на время t0 = 60 с подключили к сети синусоидального переменного тока промышленной частоты. Сколько времени она будет гореть? Действующее значение напряжения в сети Uд = 120 В. Напряжение
зажигания и гашения неоновой лампочки Uг = 84 В.
С17. От источника с напряжением U = 100 кВ требуется передать на расстояние ℓ = 5 км мощность Р = 5 МВт. Допустимая потеря напряжения в прово-
дах η = 1 %. Рассчитайте минимальное сечение медного провода, пригодного
для этой цели. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7⋅10-8 Ом⋅м.
С18. Вольтметр, включённый последовательно с сопротивлением 7 кОм,
показывает 50 В при напряжении в цепи 120 В. Какое показание даёт при этом
же напряжении в цепи вольтметр, если его включить последовательно с сопротивлением 35 кОм?
С19. Для измерения длины волны применена дифракционная решётка,
имеющая 100 штрихов на 1 мм. Первое дифракционное изображение на экране
получено на расстоянии 12 см от центрального. Расстояние от дифракционной
решётки до экрана 2 м. Определите длину световой волны.
245
С20. На дифракционную решётку, имеющую период 1,2⋅10-3 см, нормально
падает монохроматический свет. Оцените длину волны, если угол между максимумами второго и третьего порядка 2011′.
С21. Определите порядок периода полураспада радона, если за 1 сутки из 1
млн. атомов распадается 175 000 атомов.
4 Литература, рекомендуемая для изучения физики
1. Бабаев, В.С. Физика. Весь курс для выпускников и абитуриентов / В.С.
Бабаев, А.В. Тарабанов,−М.: Эксмо, 2008.− 400 с.
2. Бальва, О.П. Физика: универсальный справочник / О.П. Бальва, А.А.
Фадеева. − М.: Эксмо, 2010. − 352 с.
3. Бендриков, Г.А. Физика. Сборник задач / Г.А. Бендриков, Б.Б. Бухов-
цев, В.В. Керженцев, Г.Я. Мякишев.− М.: Альянс – В, 2003.− 416 с.
4. Власова, И.Г. Физика. Для поступающих в вузы и подготовки к ЕГЭ /
И.Г. Власова.− М.: АСТ: СЛОВО, 2010.− 544 с.
5. Гельфгат, И.М. 1001 задача по физике / И.М. Гельфгат, Л.Э. Генден-
штейн, Л.А. Кирик.− М.: Илекса, 2001.− 352 с.
6. Гомонова, А.И. Физика / А.И. Гомонова.− М.: Экзамен, 2002.− 384 с.
7. Демидова, М.Ю. Физика: экзаменационные задания / М.Ю. Демидова,
И.И. Нурминский. − М.: Эксмо, 2010. − 304 с.
8. Игропуло, В.С. Физика. Алгоритмы, задачи, решения / В.С. Игропуло,
Н.В. Вязников.−М.: Илекса, 2002.− 592 с.
9. Кабардин, О.Ф. 30 вариантов типовых тестовых заданий и 370 допол-
нительных заданий части 3 (С) / О.Ф. Кабардин, С.И. Кабардина. В.А. Орлов,
С.Б. Бобошина, О.И. Громцева. − М.: Экзамен, 2013. − 310 с.
10. Кабардин, О.Ф. Физика. Справочник школьника / О.Ф. Кабардин.− М.:
Астрель, 2008.− 573 с.
246
11. Козел, С.М. Физика. 10-11 классы: пособие для учащихся и абитури-
ентов. В 2 ч. Ч. 1. / С.М. Козел. − М.: Мнемозина, 2010.−287 с.
Ч. 2. / С.М. Козел. − М.: Мнемозина, 2010.−400 с.
12. Орир Дж. Физика. Полный курс. Примеры, задачи, решения / Джей
Орир. М.: КДУ, 2011. 752 с.
13. Павленко, Ю.Г. Физика 10-11. учебное пособие для школьников, аби-
туриентов и студентов / Ю.Г. Павленко. -3-е изд., перераб. и доп. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 848 с. /
14. Павлов, С.В. Сборник конкурсных заданий по физике для поступаю-
щих в вузы / С.В. Павлов, И.В. Платонова.− М.: Интеллект-Центр, 2001.− 672 с.
15. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ:
2009: Физика / авт.-сост. А. В. Берков, В. А. Грибов.− М.: АСТ: Астрель, 2009. −
153 с.
16. Сподарец, В.К. ЕГЭ 2008. Физика. Типовые тестовые задания / В.К.
Сподарец.− М.: Экзамен, 2008.− 158 с.
17. Трофимова, Т.И. Физика: 10-11 классы. Основные понятия. Законы.
Формулы / Т.И. Трофимова.−М.: Оникс, 2006.− 128 с.
18. Турчина, Н.В. Физика: 3 800 задач для школьников и поступающих в
вузы / Н.В. Турчина, Л.И. Рудакова, О.И. Суров, Г.Г. Спирин, Т.А. Ющенко.−
М.: Дрофа, 2000.− 672 с.
19. Чакак, А.А. Реальные тесты по физике и ответы / А.А. Чакак.− Оренбург: ОГУ, 2007.−732 с.
20. Чакак, А.А. Физика. Краткий курс / А.А. Чакак, С.Н. Летута.− Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2010.−541 с.
21. Чакак, А.А. ЕГЭ 2012. Физика. Рекомендации. Тесты. Справочные материалы: учебное пособие для поступающих в вуз / А.А. Чакак, Н.А. Манаков.−
Оренбург: ОГУ, 2012.−362 с.
22. Черноуцан, А.И. Физика / А.И. Черноуцан.− М.: Университет, 2001.−
336 с.
247
Основные физические константы
Скорость света в вакууме
Приложение А
(справочное)
с = 2,99792458⋅108 м/с
Гравитационная постоянная
G = 6,6720⋅10
-11
Н⋅м2/кг2
Стандартное ускорение свободного
g = 9,80665 м/с2
падения
Молярный объём идеального газа при
Vµ = 22,41383 л/моль
нормальных условиях
Р = 760 мм рт. ст. = 101 325 Па
Нормальные условия
t = 0 0C
Газовая постоянная
R = 8,31441 Дж/(моль⋅К)
Постоянная Фарадея F = 96 484,56 Кл/моль
Число Авогадро NA = 6,0220943 . 1023 моль-1
k = 1,380662 . 10
-23
Дж/К =
Постоянная Больцмана
= 8,625 . 10-5 эВ/К
Элементарный заряд е = 1,6021892 . 10
-12
-1
-7
Электрическая постоянная
Магнитная постоянная
ε0 = 8,85 . 10
k = (4 . π . ε0)
µ0 = 4 . π . 10
h=6,626176 . 10
Постоянная Планка
= 4,136 . 10
Масса покоя электрона me = 9,109534 . 10
Масса покоя протона mp = 1,6726485 . 10
Масса покоя нейтрона mn = 1,6749543 . 10
-19
Кл
Ф/м
= 9 . 109 м/Ф
Гн/м = 12,56. 10-7 Гн/м
-34
Дж . с =
-15
эВ . с
-31
кг
-27
кг
-27
кг
Атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,6605655 . 10
-27
-10
кг
м
Первый Боровский радиус r1 = 0,52917706 . 10
Масса изотопа 1H1
mн = 1,6736 . 10
-27
кг
248
Приложение Б
(справочное)
Соотношения между единицами некоторых физических величин
Длина
Масса 1 тонна = 103 кг
1 Å (Ангстрем) = 1.10
1 дюйм = 2,54 см
1 миля морская=1852 м=10 кабельтов
-10
м
1 а.е.м. = 1,6605655.10
-27
кг = 931 МэВ
1 кар (карат) = 0,2 г
Время 1 сутки = 86 400 с
1 мин = 60 с
1 час = 60 мин
1 сутки = 24 часа
1 год ≈ 3,1557.107 с
Возраст Вселенной ∼1017 с
Объём 1 л = 1.10-3 м3
Сила 1 кГ = 1 кгс (килограмм-сила) = 9,81 Н
Давление 1 бар = 1.105 Па
1 атм = 760 мм рт. ст. =1,01325.105 Па
1 ат = 1 кгс/см2 = 0,98.105 Па
1 торр = 1 мм рт. ст. = 133,3 Па
1 пз (пьеза) = 1 кПа
Энергия
1 эВ = 1,6021892.10
1 кВт⋅ч = 3,6.106 Дж
-19
Дж
1 кал = 4,1868 Дж
Масса электрона 0,5110034 МэВ
Масса протона 938,2796 МэВ
Масса нейтрона 939,5731 МэВ
Мощность 1 л.с. (лошадиная сила) = 735,5 Вт
249
1 Алгебра
b
a
c
b
a
ba⋅
bcac
⋅
m
bnan
b
⋅
b
a
n
amb
n
b
nmb
⋅±⋅
a
(
)
2
+
(
)
2
+
±
±
±
m
2a
a
a
c
2
sinC
sinB
sinA
с
c
cos
α
b
a
a
b
α
с
а
с
а
С
В
А
b:a =
;
Приложение В
(справочное)
Некоторые сведения из математики
m
b
:a
c:
=
;
=
;
;
a
:
=
⋅
m
=
an ⋅am = a
⇔
n+m
;
mbna =⇔⋅=⋅ ; ;
n
a
=
m
a2 - b2 = (a - b)(a + b);
(а±b)3 = а
3
3а2b + 3аb
ax2 + bx + c = 0; x
sinx ≈ x, cosx ≈ 1 −
2
= ;
1,2
1
n
mn
−
;a
b3; а
m
n
=
2
3
b3 = (а ± b)(а
2
4acbb
−±−
x2, (x << 1);
⋅
aa
(1 ± x)n ≈ 1 ± nx, ( x << 1; n ≠ 0; );
a
mbna
=±
⋅
mn
;
+±=±
ba
22
;b2ababa
2
аb + b2);
ba
⋅≥
при a > 0, b > 0.
ba
(a ≠ 0); x1 + x2 = -
ba
⋅=
при a = b.
b
;
x
⋅x2 =
1
;
2 Тригонометрия
a
b
b
а
sinα =
; cosα=
c
==
b
a2 + b2 = c2;
250
;
c2 = a2 + b2 – 2abcosC;
; tgα=
sinα
=
;ctgα=
1
tgα
=
b
;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]