Программа по физике Варианты и решения задач




Скачать 403.62 Kb.
НазваниеПрограмма по физике Варианты и решения задач
страница1/7
Дата14.01.2013
Размер403.62 Kb.
ТипПрограмма
  1   2   3   4   5   6   7


МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Ульяновское высшее авиационное училище Гражданской авиации


ФИЗИКА

для поступающих в УВАУ ГА


Учебно-методическое пособие


Ульяновск 2002


ББК


Физика для поступающих в УВАУ ГА. Учебно-методическое пособие /Сост. Никитин К.Е., Пугачев Ю.Ф. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2002. - 22с.


ISBN 5-7514-00


Содержит примерную программу вступительных экзаменов по физике в высшие учебные заведения РФ, а также варианты экзаменационных билетов с подробным решением некоторых билетов, предлагаемых абитуриентам на вступительных экзаменах в УВАУ ГА в 2000 году.

Рекомендуется для абитуриентов и слушателей подготовительного отделения и подготовительных курсов


Содержание


Предисловие……………………………………………………………..…..3

Программа по физике.……………………………………………………….4

Варианты и решения задач………………………………………………….7

Варианты экзаменационных билетов……………………………………..14

Литература…..............………………………………………………………29


Никитин К.Е., Пугачев Ю.Ф., составление, 2002.

Ульяновск, УВАУ ГА, 2002.

Предисловие


Цель настоящего пособия - помочь абитуриентам приобрести практические навыки в решении задач и дать представление об особенностях письменного вступительного экзамена по физике в УВАУ ГА.

В пособии представлены 120 задач по физике, предлагаемые абитуриентам на письменном вступительном экзамене в июле 2000 года. За­дачи двух вариантов приведены с решениями. Оформление решений соответствует требованиям, предъявляемым экзаменаторами к письменным работам.

Каждый вариант состоит из пяти задач по основным разделам физики: механике, молекулярной физике и термодинамике, электричеству и магнетизму, оптике, атомной и ядерной физике. Задачи подобраны различной степени трудности - от простых, требующих знания формул, аккуратного расчета и умения обращаться с единицами измерения, до сложных, при решении которых необходимо проявить сообразительность и правильное представление физического явления.

Следует обратить внимание на особенность письменного экза­мена по физике, связанную с отсутствием контакта между преподавателями и абитуриентами во время проверки. Поэтому при оформлении решений необходимо: указать основные законы и формулы, исполь­зуемые в задаче, и разъяснить буквенные обозначения; привести чертеж, поясняющий содержание задачи; решение сопровождать пояс­нениями; решить задачу в общем виде без промежуточных вычисле­ний, числовые значения подставить только в окончательную формулу, используя при этом преимущественно Международную систему единиц физических величин.

На вступительных экзаменах 2000 года проверка одного ва­рианта экзаменационной работы велась пятью преподавателями (по числу задач), каждая задача оценивалась максимально в шесть баллов.

Авторы сборника надеются, что представленные материалы будут полезны абитуриентам в будущем при подготовке к вступительным экзаменам по физике в УВАУ ГА.


Программа по физике


При проведении экзаменов по физике основное внимание должно быть обращено на понимание экзаменующимся сущности физических явлений и законов, на умение истолковать смысл физических величин я понятий, а также на умение решать физические задачи по всем разделам программы.

Экзаменующийся должен уметь пользоваться при расчетах системой СИ и знать единицы основных физических величин, проявить осведомленность в вопросах, связанных с историей важнейших откры­тий в физике и ролью отечественных и зарубежных ученых в разви­тии физики.


Механика

1. Кинематика

Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение. Сложение скоростей.

Графики зависимости кинематических величин от времени в равномерном и равноускоренном движении.

Равномерное движение по окружности. Ускорение при равномер­ном движении тела по окружности (центростремительное ускорение).


2. Основы динамики

Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил. Момент силы. Условие равновесия рычага. Центр тяжести.

Третий закон Ньютона.

Силы упругости. Закон Гука. Силы трения, коэффициент трения скольжения.

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Движение тела под действием силы тяжести. Движе­ние искусственных спутников. Невесомость. Первая космическая скорость.


3. Законы сохранения в механике

Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Значение работ К.Э. Циалковского для космонавтики.

Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике.


4. Жидкости и газы

Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов. Сообщающиеся сосуды. Принцип устройства гидравлического пресса. Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой. Архимедова сила для жидкостей и газов. Условия плавания тел. Зависимость давления жидкости от скорости ее течения.


Молекулярная физика и термодинамика


Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение.

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температурная шкала. Скорость молекул газа.

Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Универсальная газовая постоянная. Изотермический, изохорный и изобарный процессы.

Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Зависимость температуры кипения жидкости от давления. Влажность воздуха.

Поверхностное натяжение жидкостей. Сила поверхностного натяжения. Смачивание. Капиллярные явления.

Кристаллические и аморфные тела. Механические свойства твер­дых тел. Упругие деформации.


Электричество и магнетизм

  1. Электростатика

Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.

Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Проводники в электрическом поле.

Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость.

Работа электрического поля при перемещении заряда. Разность потенциалов. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля.


  1. Законы постоянного тока

Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Работа и мощность тока.

Электронная проводимость металлов. Сверхпроводники. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Закон электролиза. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряды. Понятие о плазме. Ток в вакууме. Электронная эмиссия. Вакуумный диод. Электронно-лучевая трубка.

Полупроводники. Электронная проводимость полупроводников и ее зависимость от температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковый диод. Транзистор.


3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция

Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера.

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость. Ферромагнетизм.

Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электро­магнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.


Колебания и волны

1. Механические колебания и волны

Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота коле­баний. Математический маятник. Период колебаний математического маятника. Колебания груза на пружине.

Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и про­дольные волны. Длина волны. Связь длины волны со скоростью ее распространения.

Звуковые волны. Скорость звука. Громкость звука и высота тона.


2. Электромагнитные колебания и волны

Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре.

Вынужденные электрические колебания. Переменный электрический ток. Генератор переменного тока. Резонанс в электрической цепи. Трансформатор.

Электромагнитные волны. Излучение и прием электромагнитных волн. Принципы радиосвязи. Изобретение радио А.С. Поповым.


Оптика


Прямолинейное, распространение, света. Скорость света. Законы отражения и преломления света. Линза. Фокусное расстояние линзы. Построение изображений в плоском зеркале и линзах.

Когерентность. Интерференция света и ее применение в технике. Дифракция света. Дифракционная решетка. Дисперсия света. Шкала электромагнитных волн.


Теория относительности


Принцип относительности Эйнштейна. Скорость света в вакууме как предельная скорость передачи сигнала. Связь между массой и энергией.


Квантовая физика

1. Световые кванты

Фотоэффект и его законы. Кванты света. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике.


2. Атомное ядро

Опыты Резерфорда по рассеянию частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомом. Непрерывный и линейчатый спектры. Спектральный анализ. Лазер.

Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции. Радиоактивность. Альфа- и бета-частицы, гамма-излучение. Методы регистрации ионизирующих излучений.

Деление ядер урана. Ядерный реактор. Термоядерная реакция. Биологическое действие радиоактивных излучений.


Варианты и решения задач


Вариант № 1


Задача1

Реактивный самолет летит со скоростью V0 =720 км/с. С некоторого момента самолет начинает двигаться с ускорением в течение = 10c и в последнюю секунду проходит путь S = 295 м. Определить ускорение а и конечную скорость V самолета.


Дано:

V0 = 100 м/с

t = 10 c

S = 295 м

Решение:

Путь, пройденный телом за время t, равен:



Найти: = ?

V = ?


Тогда, с учетом данных задачи уравнение (1) запишем:




Решая уравнение (2) относительно ускорения, получим:




Конечная скорость:



Ответ: a =10 м/с; V = 300 м/с.


Задача 2

В герметически закрытом сосуде объемом V = 1,1 л находится m1 = 100 г кипящей воды и пары воды при температуре t = 100o C. Найти массу m2 пара. Считать, что воздух в сосуде отсутствует.


Дано:

V1 = 1.1.10 –3 м3

m1 = 0.1 кг

Т = 373 К

 = 103 кг/м3

Решение:




где V1 - объем воды;

Найти: m2 - ?






Уравнение Менделеева - Клапейрона для пара:



где V2=V-V1 - объем пара (2); Р=1.01.105 Па - давление насыщенного пара при 1000 С;  = 18 . 10- 3 кг / моль - молярная масса пара; R= 8.31 Дж/кг.К - газовая постоянная.

Решая это уравнение относительно искомой массы пара, получим:




Ответ: m2 = 0.59 г


Задача 3

Амперметр, накоротко присоединенный к гальваническому элементу с ЭДС  = 1.6 В и внутренним сопротивлением r = 0.2 Ом, показывает ток I1 = 4А. Каково будет показание I2 амперметра, если его зашунтировать сопротивлением R = 0.1 Ом ?


Дано:


 = 1.6 В

r = 0.2 Ом

I1 = 4 А

R = 0.1 Ом

Решение:




Найти: I2 -?

Обозначим RА - сопротивление амперметра.

По закону Ома для полной цепи



Из этого уравнения сопротивление амперметра будет равно:



Полное сопротивление зашунтированного амперметра:



Полный ток элемента после шунтирования амперметра:



Напряжение на амперметре:



Тогда ток амперметра:




Ответ: I2 = 2 A.


Задача 4

На экране, отстоящем на расстоянии b = 4 м от тонкого объектива с оптической силой D = 5.25 диоптрий, получено четкое изображение диапозитива. Затем диапозитив отодвигают на l1 = 0.5 мм. На какую величину l2 надо переместить экран, чтобы восстановить четкость изображения?


Дано:

D = 5.25 дп

b = 4 м

l1 = 0.5  10-3 м

Решение:

Обозначим: a  расстояние от предмета до линзы,

b  от диапозитива до линзы.

По формуле линзы имеем:

Найти: l2 ­ ?






Из первого уравнения найдем a:



Второе уравнение решим относительно l2:



Ответ: l2 = -0.19 м.

Задача 5

При делении одного атома урана на два осколка выделяется энергия около Е = 200 Мэв. Какому количеству энергии Е (в киловатт-часах) соответствует “сжигание” в ядерном реакторе m = 1 г такого вещества? Какую массу М каменного угля с теплотворной способностью  = 29.4 МДж/кг потребуется сжечь, чтобы получить такую же энергию?


Дано:

А = 0.235 кг/моль

Е = 200 Мэв = 3.2  10-11 кг

 = 2.94  107 Дж/кг

Решение:

Полная энергия равна:



Найти: Е - ? М - ?

где NA = 6.02  1023 моль-1 - число Авогадро



Как известно, 1 кВт  ч = 36 106 Дж.

Тогда для энергии получим:




Масса каменного угля:




Ответ: Е = 2.3104 кВтч; М = 2.8103 кг.


Вариант 2.

Задача 1

Два одинаковых груза массой М=1 кг подвешены на невесомой и нерастяжимой нити, перекинутой через блок. На один из грузов положен перегрузок массой m= 10 г. Определить силу давления F перегрузка на груз и силу f , действующую на ось блока.


Дано:

М = 1 кг

m = 0.1 кг


Решение:

По второму закону Ньютона уравнения движения каждого

из грузов, в проекциях на направление ускорения (см. рис.) имеет вид:

- для груза Ма = T - Mg (1)

- для груза с перегрузком (M+m)·a = (M+m)·g - T (2)

Найти: F-?, f-?

- для перегрузка m·a = m·g - F (3)





Решая совместно уравнения (1) и (2), получим:




Из уравнения (3) получим:





Силу, действующую на ось блока, найдем из условия равновесия блока


f = 2T =2.10.3 = 20.6 H.


Ответ: F = 0.93 H, f = 20.6 H.


Задача 2

До какой минимальной температуры t2 надо нагреть алюминиевый куб, чтобы он, будучи положен на лед, полностью в него погрузился? Температура льда t1=00 C? Удельная теплоемкость алюминия с = 836 Дж/кг.К, плотность алюминия 1= 2.7.103 кг/м3, плотность льда 2 = 9.2.102 кг/м3, удельная теплота плавления льда = 3.3.105 Дж/кг.


Дано:

t1 = 00 C

c = 836 Дж/кг К

= 3.3.105 Дж/кг

1= 2.7.103 кг/м3

2=9.2.102 кг/м3


Решение:

Уравнение теплового баланса:



Найти: t1 - ?





Подставляя значения m1 и m2 в предыдущее уравнение, получим искомую температуру




Ответ: t2 = 1340 C.

Задача 3

Требуется передать мощность Р=100 кВт на расстояние l = 7.5 км от источника тока с напряжением U = 2 кВ, причем потери на нагревание проводов не должны превышать n = 3% от передаваемой энергии. Какова масса проводов m, если удельное сопротивление меди  = 1.7.10-8 Ом.м, а плотность меди d = 8.8.103 кг/м3?


Дано:

Р= 105 Вт

l = 7.5.103 м

n = 0.03

U= 2.103 В

= 1.7.10-8 Ом.м

d=8.8.103 кг/м3


Решение:

Обозначим S - площадь сечения проводов, тогда масса

проводов: m = 2.d . l . S (1)

Электрическое сопротивление проводов:



По закону Джоуля-Ленца:

Р = U . I (3)

Найти: m - ?


По условию потери на нагревание проводов составляют

от передаваемой мощности:

I2 . R = n . P (4)

Решая совместно уравнения (3) и (4), получим:



Из уравнения (2) с учетом (4):



Подставляя это значение в уравнение (1), получим:




Ответ: m = 2.8 . 104 кг.

Задача 4

На каком расстоянии  от выпуклой линзы с фокусным расстоянием F=60 см следует поместить предмет, чтобы получить действительное изображение, увеличенное в k = 2 раза? Решить построением и проверить расчетом


Решение:

Дано:

F=60 см

k=2

Найти: а - ?





где а и b — расстояния от линзы до предмета и от линзы до изображения, соответственно.

Из формулы линзы получим:



Решим последнее уравнение относительно некоторого расстояния а:



Ответ: а = 90 см.


Задача 5

Вычислить энергию связи Есв. ядра трития и выразить ее в МэB. Атомные массы трития, водорода и нейтрона равны соответственно: А1 = 3.01605; А2 = 1.00815; А3 = 1.00866 а.е.м.


Дано:


А1 = 3.01605 а.е.м.

А2 = 1.00815 а.е.м.

А3 = 1.00866 а.е.м.

Решение:



Найти: Есв — ?

где с = 3  108 м/с2 — скорость света;

NА = 6.02  1026 кмоль-1 - постоянная Авогадро.

1 МэB = 1.6  10-13 Дж.

Тогда:



Ответ: Есв = 8.8 МэВ


Варианты экзаменационных билетов


  1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Программа по физике Варианты и решения задач icon"Решение задач по физике"
Единый государственный экзамен ( егэ ) по физике демонстрационные варианты егэ 2008 и др скачать; материалы и тесты для подготовки...
Программа по физике Варианты и решения задач iconРабочая программа учебного курса по физике методы решения задач повышенной сложности
Данный курс является дополнением к базисному учебному плану. Решение физических задач – один из основных методов обучения физике
Программа по физике Варианты и решения задач iconПрограмма элективных курсов для учащихся 10 11 классов «методы решения физических задач»
Вступительный экзамен по физике в вуз проводится в письменной форме и состоит в решении достаточно большого количества задач различной...
Программа по физике Варианты и решения задач iconРешение задач по физике повышенной сложности
Курс направлен на отработку и закрепление умений решения задач, выработке алгоритмов, овладение методами решения задач повышенной...
Программа по физике Варианты и решения задач iconРешение расчетных задач по физике традиционный способ диагностики и контроля знаний учащихся. В любом вузе на экзамене по физике проверяется умение решать задачи различного уровня сложности.
Анализ недостатков в решении задач позволяет оценить значимость ошибки — ошибка в арифметических вычислениях или незнание фундаментальных...
Программа по физике Варианты и решения задач iconЗадачам по физике. The present article considers application of morphological analysis and elements of triz to physics contests problems
Ключевые слова: олимпиадные задачи по физике, приёмы составления задач, приёмы решения задач
Программа по физике Варианты и решения задач iconРабочая программа Кружка «Решение задач по физике»
Курс " Решение задач по физике" рассчитан на 36 часов (1час в неделю на 9-11классы). Программа разработана с таким расчетом, чтобы...
Программа по физике Варианты и решения задач iconРешение задач повышенной сложности (1 час в неделю, 34 часа)
Решение физических задач – один из методов обучения физике с помощью решения задач
Программа по физике Варианты и решения задач iconПрограмма по физике общие требования
На вступительных экзаменах по физике основное внимание обращается на понимание абитуриентом сущности физических явлений и законов,...
Программа по физике Варианты и решения задач iconПрограмма по физике I. Пояснительная записка
На вступительных экзаменах по физике основное внимание обращается на понимание абитуриентом сущности физических явлений и законов,...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница