Контрольная работа №1

(Физические основы механики, молекулярная физика и термодинамика, электростатика, постоянный электрический ток)

Варианты	З а д а ч и
0	110	120	130	140	150	160
1	101	111	121	131	141	151
2	102	112	122	132	142	152
3	103	113	123	133	143	153
4	104	114	124	134	144	154
5	105	115	125	135	145	155
6	106	116	126	136	146	156
7	107	117	127	137	147	157
8	108	118	128	138	148	158
9	109	119	129	139	149	159

ЗАДАЧИ

101. На краю неподвижной платформы массой 240 кг, имеющей форму диска радиусом 2 м, стоит человек, масса которого 60 кг. Сколько оборотов в минуту будет делать платформа, когда человек пойдет вдоль ее края со скоростью 1,8 м/с относительно платформы? Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки, трением на оси платформы пренебречь.

102. Платформа в виде горизонтального сплошного диска радиусом 1 м вращается около вертикальной оси с частотой 6 об/мин. На краю платформы стоит человек массой 80 кг. С какой частотой будет вращаться платформа, если человек перейдет в ее центр? Момент инерции платформы 120 . Момент инерции человека принять как для материальной точки.

103. Через неподвижный блок радиусом 12 см перекинут шнур, к концам которого подвешены гири массой 500 г и 200 г. Большая гиря за 1,5 с от начала движения опускается на 90 см. Определить натяжение шнура и момент инерции блока. Скольжением шнура по блоку и трением на его оси пренебречь.

104. Маховик массой 4 кг свободно вращается вокруг горизонтальной оси проходящей через ее центр, делая 20 об/мин. Через 30 с под действием тормозящего момента маховик остановился. Найти тормозящий момент и число оборотов, которые сделает маховик до полной остановки, если масса маховика равномерно распределена по его ободу радиусом 40 см.

105. Диск радиусом 20 см и массой 5 кг вращается с частотой 8 об/с. При торможении он останавливается через 4 с. Определить тормозящий момент .

106. С каким ускорением будет раскручиваться блок, момент инерции которого под действием груза массой 5 г закрепленного на конце легкого шнура намотанного на него, если радиус блока 10 см? Определить также угловое ускорение, с каким раскручивается блок. Силой трения и массой шнура пренебречь.

107. Через блок радиусом 3 см перекинут шнур, к концам которого прикреплены грузы массами 100 г и 120 г. Определить момент инерции блока , если грузы пришли в движение с ускорением 30. Трением на оси блока пренебречь. Нить по блоку не проскальзывает.

108. Сплошной шар скатывается без проскальзывания с верхнего края доски длиной 3,5 м, поднятого над нижним краем на высоту 14 см. Определить время скатывания шара. Трением пренебречь.

109. Вал массой 100 кг и радиусом 5 см вращается с частотой 8 . К цилиндрической поверхности вала прижимают тормозящую колодку с силой 40 Н, под действием которой вал останавливается через 10 с. Определить коэффициент трения.

110. На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень длиной 2,4 м и массой 8 кг, расположенный вертикально по оси вращения скамейки. Вращение происходит с частотой 1 . С какой частотой будет вращаться скамья с человеком, если он повернет стержень в горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи составляет.

111. Определить среднюю энергию поступательного и вращательного движений молекул воды при температуре , а также среднюю полную кинетическую энергию.

112. Какой объем должен занимать 1 кг газа при давлении Па для того, чтобы его средняя квадратичная скорость была равна 1 км/с?

113. На нагревание 1 г гелия от С доС было затрачено 415 Дж. Определить, при каких условиях нагревается газ: при постоянном объеме или давлении?

114. Гелий адиабатически расширился в 3 раза. Определить изменение внутренней энергии и работу, совершенную газом при расширении, если начальное состояние этого газа характеризовалось параметрами: л;Па.

115. Идеальный газ изотермически сжимается, уменьшая свой объем в 2 раза. Определить работу газа при сжатии, изменение внутренней энергии и количество сообщенной газу теплоты, если начальное состояние газа характеризуется параметрами: л;МПа.

116. Один киломоль азота расширяется при постоянном давлении Па от 10 л до 20 л, а затем изотермически расширяется до объема 54,4 л. Определить работу, совершаемую газом, изменение его внутренней энергии и количество подведенного тепла для каждого процесса.

117. Найти плотность смеси 4 кг гелия и 1 кмоля азота при температуре 280 К и давлении Па.

118. В сосуде объемом находится водород. При нагревании на 100 К его внутренняя энергия увеличилась на 1000 Дж. Определить плотность водорода в сосуде.

119. При изотермическом расширении водорода массой 1 г объем газа увеличился в 2 раза. Определить работу расширения, совершаемую газом, если температура газа 300 К, а также количество теплоты переданное при этом газу. На графике в координатах показать величину работы.

120. Некоторый газ имеет при нормальных условиях плотность . Определить, какой этот газ, а также его удельные теплоемкости:и.

121. Точечные неподвижные заряженные частицы с зарядами соответственно Кл иКл находятся на расстояниисм друг от друга. Определить напряженность электрического поля в точке удаленной на расстояниесм от первого исм от второго зарядов, а также силу, действующую в этой точке на заряженную частицу сКл.

122. Два полубесконечных тонких равномерно заряженных стержня, расположенных перпендикулярно друг к другу так, что точка пересечения их осей находится на расстояниях см исм от ближайших концов стержней. Найти силу, действующую на заряженную частицу с зарядомнКл, помещенную в точку пересечения осей стержней, полагая линейную плотность их зарядов одинаковой и равной 1,5.

123. По тонкому прямому стержню длиной см равномерно распределен заряд с линейной плотностью 100. Определить силу, действующую на заряженную частицу с зарядомнКл, расположенную на продолжении оси стержня на расстояниисм от ближайшего конца стержня.

124. Две точечные заряженные частицы с одинаковыми зарядами по Кл каждая находятся в воздухе на расстоянии 8 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 5 см от этих заряженных частиц.

125. Тонкое кольцо радиуса см заряжено равномерно с линейной плотностью. Найти силу, действующую на точечную заряженную частицу с зарядомнКл, помещенную в точке равноудаленной от всех точек кольца на расстояниисм.

126. Металлический шарик диаметром см заряжен отрицательно до потенциалаВ. Сколько электронов находится на поверхности шарика?

127. На отрезке тонкого прямолинейного проводника равномерно распределен заряд с линейной плотностью . Найти разность потенциалов между двумя точками, расположенными на оси проводника и удаленных от его ближайшего конца на расстояниии.

128. Одна четвертая часть тонкого кольца радиусом см несет равномерно распределенный с линейной плотностьюКл/м. В центре кривизны кольца находится точечный зарядКл. Определить силу взаимодействия заряженной частицы с электрическим полем кольца.

129. Заряд Кл равномерно распределен по объему шара радиусоммм. Найти потенциал в центре шара.

130. По тонкому диску радиусом см равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью. Найти потенциал в центре диске.

131. Электрон, ускоренный разностью потенциалов в 40 В попадает в продольное однородное электрическое поле напряженностью кВ/м и движется по направлению линии напряженности. На каком перемещении скорость электрона уменьшится вдвое?

132. Протон, переместившись из одной точки электрического поля в другую, увеличил свою скорость от м/с дом/с. Найти потенциал поля в конечной точке, если в начальной он равен 100 В.

133. Электрон перемещается из точки удаленной на 3 см от поверхности шара в точку удаленную на 2 см от него. Найти скорость электрона во втором положении. Радиус шара см, его потенциал 100 В, а начальная скорость электрона равна нулю.

134. Электрон в однородном электрическом поле получает ускорение . За какое время он пройдет разность потенциалов в 40 В? Начальную скорость электрона принять равной нулю.

135. Шар радиусом 2 см, заряженный до потенциала 100 В, испускает электрон в радиальном направлении. На какое максимальное расстояние от поверхности шара удалится электрон, если скорость его вылета составляет м/с?

136. Площадь плоского конденсатора 20 , а расстояние между его пластинами 2 см. Напряжение на конденсаторе 200 В. После отключения конденсатора от источника, из него извлекают диэлектрик с. Найти работу по извлечению диэлектрика.

137. Решить задачу №136, при условии, если извлечение диэлектрика из конденсатора производят при подключенном источнике постоянного напряжения.

138. Положительно заряженный шар соединяют бесконечно тонким проводником с шаром вдвое большего радиуса, заряженным отрицательно. Найти величину поверхностной плотности зарядов на шарах после их соединения, если до соединения.

139. Плоский воздушный конденсатор емкостью 20 пФ заряжен до напряжения 40 В и, не отключая от источника, погрузили на половину в жидкий диэлектрик с так, что его пластины перпендикулярны поверхности жидкости. Найти заряд и энергию поля конденсатора после погружения его в жидкий диэлектрик.

140. Батарея из 5 одинаковых, последовательно соединенных конденсаторов емкостью 0,2 мкФ каждый, подключили к источнику постоянного напряжения В. Какую работу совершит источник, если один из конденсаторов пробьется?

141. Два источника тока с ЭДС 1,6 В и 2 В, внутренним сопротивлением 0,5 Ом и 0,8 Ом соответственно, соединили последовательно и замкнули на внешнюю сопротивление в 2,3 Ом. Найти напряжение между клеммами каждого источника.

142. Параллельно амперметру сопротивлением Ом подключили медный провод длиной 20 см и сечением 2. Определить силу тока в цепи, если амперметр показывает 0,2 А.

143. При подключении к источнику тока с ЭДС 4 В сопротивления в 4 Ом по цепи пошел ток силой 0,8 А. Найти силу тока короткого замыкания.

144. Амперметр сопротивлением 0,4 Ом шунтирован сопротивлением 0,2 Ом. Найти силу тока в цепи, если амперметр показывает 2 А.

145. Сила тока в проводнике сопротивлением 100 Ом за 30 с равномерно нарастает от 0 до 10 А. Определить количество теплоты, которое выделится за это время в проводнике.

146. Ток в проводнике сопротивлением 15 Ом за 5 с равномерно возрастает от 0 до некоторого максимального значения. За это время в нем выделяется количество теплоты 10 кДж. Определить среднее значение силы тока в проводнике за это время.

147. К источнику ЭДС попеременно подключают сопротивления Ом иОм. При этом сила тока оказывается равной, соответственно, 1 А и 0,5 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника.

148. ЭДС источника с внутренним сопротивлением 4 Ом измеряют вольтметром с внутренним сопротивлением 1 кОм. Найти абсолютную и относительную погрешности измерения, если вольтметр показывает 20 В.

149. Гальванометр сопротивлением 4 Ом имеет цену деления 2 мкА. Его хотят использовать в качестве вольтметра, для чего к нему подключают добавочное сопротивление в 400 Ом. Определить цену деления вольтметра.

150. Три резистора сопротивлением Ом соединены параллельно и замкнуты на источник с внутренним сопротивлениемОм. Найти ЭДС источника, если сила тока через резисторсоставляет 0,8 А.

151. Источник, замкнутый на сопротивление 18 Ом, дает ток силой 0,5 А. Какую максимальную полезную мощность может развить этот источник, если ток короткого замыкания 5 А?

152. Полезная мощность источника тока одинакова при двух значениях сопротивления нагрузки, различающихся вдвое. С каким КПД работает источник в каждом случае?

153. Источник тока развивает максимальную полезную мощность 8 Вт при силе тока 2 А. Найти ЭДС источника и его внутреннее сопротивление.

154. ЭДС батареи 60 В, внутреннее сопротивление 4 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность в 125 Вт. Определить силу тока в цепи, напряжение на зажимах источника и сопротивление нагрузки.

155. ЭДС батареи 8 В. При силе тока в 2 А ее КПД составляет 75%. Определить внутреннее сопротивление батареи.

156. К зажимам батареи аккумуляторов подсоединен нагреватель. ЭДС батареи 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель потребляет мощность 80 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.

157. ЭДС батареи 20 В. Сопротивление внешней цепи 2 Ом, а сила тока в ней 4 А. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления КПД составит 99%?

158. По проводнику сопротивлением 3 Ома течет ток, сила которого возрастает. За первые 8 с в нем выделилось 200 Дж количества теплоты. Определить величину заряда, который прошел за это время по проводнику. Считать, что в начальный момент времени сила тока в проводнике равнялась нулю.

159. ЭДС источника 12 В, сила тока короткого замыкания 5 А. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи соединенной с такой батареей?

160. В сеть с напряжением 120 В включили катушку с сопротивлением 5 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра 80 В. Когда же катушку заменили другой, вольтметр показал 50 В. Определить сопротивление второй катушки.