Контрольные задания для студентов дистанционного обучения

Виды радиоактивных излучений  и их свойства. Космическое излучение.

Современные представления  о строении атома. Состав атомного ядра. Массовые и зарядовые числа. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерные реакции и их основные типы.

Корпускулярно-волновой дуализм  свойств вещества. Волны де Бройля.

Соотношение неопределённостей  Гейзенберга. Временное и стационарное уравнения Шредингера. Волновая функция и её статистический смысл.

Принцип Паули. Понятие о квантовых  числах.

Принцип неразличимости тождественных  частиц. Фермионы и бозоны. Распределение  Ферми-Дирака и 

Бозе-Эйнштейна.

Элементарные частицы и типы их взаимодействий. Классификация элементарных частиц.   Кварки.

 

Для сдачи  экзамена необходимо:

1. Составить конспект по вопросам программы курса физики за данный семестр в общей тетради          (96 листов).
2. Решить и сдать контрольные работы, необходимые по графику учебной программы.

 

Экзаменационный билет будет состоять:

1.  Из двух устных  вопросов из программы курса  физики.

2.  Одной задачи.

 

Требования  к выполнению контрольных заданий

 

            Студент должен решить десять  задач того варианта,  номер  которого совпадает с последней  цифрой номера его зачётной книжки. Категорически запрещается изменять условия задач или заменять условия задач, взятых из других вариантов. Работы, выполненные  с нарушениями, приниматься не будут.

            При выполнении контрольных заданий  студенту необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Контрольные задания  выполняются в обычной школьной  тетради,  на обложке которой  приводятся  сведения по следующему  образцу:

Студент

БГТУ им. В.Г. Шухова

Андреев И. П., группа ХТд-11

номер зачётной книжки  257327

Адрес: г. Шебекино, Советская ул., 4, кв. 1

Контрольная работа №1

Вариант № 7

 

2. Контрольное задание  выполняется чернилами. Для замечаний  преподавателя оставляются поля.  Каждая задача должна начинаться  с новой страницы. Условия задач  переписываются без сокращений.

3. Решения должны сопровождаться  пояснениями, раскрывающими физический  смысл применяемых формул  или  законов.

4. Необходимо решить  задачу в общем виде, т.е. выразить  искомую величину через буквенные  обозначения  величин, заданных  в условии задачи.

5. Подставить в окончательную формулу все величины, выраженные в системе СИ. Произвести вычисления  и записать ответ.

 

Алгоритм решения  задач по физике

 

В виду того, что универсальной  методики решения задач не существует, ниже приводится  примерный алгоритм, который облегчит Вам решение задач по физике.

 

1. Внимательно прочитать задачу. Установить в общих чертах условия задачи и каким физическим законам они отвечают.
2. Сделать краткую запись условия задачи. Все данные задачи выразить в единицах системы СИ.
3. Сделать чертеж, схему или рисунок, поясняющие условие задачи. Указать на чертеже все данные и искомые величины задачи.
4. Написать уравнение или систему уравнений, отображающих происходящий в условии задачи физический процесс. При необходимости векторные уравнения записать в проекциях на оси координат
5. Используя условия задачи и чертеж, преобразовать исходные равенства так, чтобы в конечном виде в них входили лишь упомянутые в условиях задачи величины и табличные данные.
6. Решить задачу, получив окончательную формулу в буквенном виде. Проверить размерность полученного равенства и если она совпадает, подставить в неё исходные данные и произвести  вычисления. Проанализировать полученный результат и записать окончательный ответ.

 

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ  ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

Семестр 3

1. Классическая механика и её разделы: кинематика, динамика, статика.  Основные понятия:     материальная точка, система отсчета,  траектория, путь, перемещение. Средняя и мгновенная скорости. Ускорение.
2. Поступательное движение. Уравнения поступательного движения ( , ).
3. Вращательное  движение.   Угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Период и частота вращения. Связь между линейными и угловыми величинами. Уравнения вращательного  движения ( ).
4. Сила. Масса. Законы Ньютона. Силы в механике: сила гравитационного взаимодействия, сила тяжести, вес,  сила упругости, силы трения, сила Архимеда. 
5. Пластическая и упругая деформации, виды упругой деформации. Законы  Гука для различных видов упругой деформации.
6. Импульс материальной точки и системы материальных точек. Закон изменения импульса и закон сохранения импульса.
7. Удар. Виды ударов. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары. Запись законов сохранения для абсолютно упругого и абсолютно неупругого ударов.
8. Механическая работа постоянной и переменной силы. Мощность. КПД.
9. Виды механической энергии: кинетическая, потенциальная, полная механическая. Закон изменения полной механической энергии и закон сохранения полной механической энергии.
10. Момент силы относительно неподвижной точки и неподвижной оси.    Момент инерции и кинетическая энергия вращающегося твёрдого тела.
11. Основной закон динамики вращательного движения. Момент импульса материальной точки и абсолютно твердого тела относительно неподвижной точки и относительно неподвижной оси.
12. Законы изменения момента импульса механической системы тел и закон сохранения момента импульса  механической системы тел.
13. Механические колебания. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. График и основные характеристики гармонических колебаний: амплитуда, циклическая частота, начальная фаза колебаний.
14. Механические волны. Дифференциальное уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. График волны. Фазовая скорость волны, длина волны, волновое число.
15. Молекулярно-кинетическая теория газов. Идеальный газ. Законы идеального газа. Изопроцессы и газовые законы для них. Смесь газов. Закон Дальтона для смеси газов.
16. Термодинамика. Основные понятия: внутренняя энергия, количество теплоты. Работа идеального газа при различных изопроцессах.
17. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам: изотермическому, изобарическому, изохорическому, адиабатному.
18. Принцип действия теплового двигателя. КПД теплового двигателя. Цикл Карно и его КПД.
19. Силы межмолекулярного взаимодействия в реальных газах. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ.
20. Электростатика. Виды электрических зарядов. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле и его основные свойства.
21. Напряженность и потенциал электростатического поля. Напряженность и потенциал поля точечного заряда. Принцип суперпозиции для электростатического  поля. 
22. Работа сил электростатического поля по перемещению точечного заряда.
23. Электрический диполь. Напряженность и потенциал точечного диполя.
24. Проводники и диэлектрики. Виды диэлектриков. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле.
25. Электроемкость уединенного проводника и конденсатора. Виды конденсаторов. Последовательное и параллельное  соединения конденсаторов. Формулы для определения емкости батареи конденсаторов. Энергия электрического поля уединенного проводника и конденсатора.
26. Постоянный электрический ток. Характеристики электрического тока: сила тока, вектор плотности тока. Электродвижущая сила и напряжение. Законы Ома для участка цепи и замкнутой цепи. Сопротивление. Последовательное и параллельное  соединения проводников.
27. Закон Джоуля - Ленца. Работа и мощность тока. КПД источника тока.

Семестр 4

1. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции и вектор напряжённости магнитного поля. Силовые линии магнитного поля. Принцип суперпозиции для магнитного поля.
2. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного проводника с током конечной и бесконечной длины, бесконечно длинного соленоида с током,  в центре кругового витка с током.
3. Сила Ампера и сила Лоренца.
4. Явление электромагнитной  индукции. Закон Фарадея для  электромагнитной  индукции. Энергия магнитного поля контура и соленоида с током.
5. Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Их особенности и основные характеристики.
6. Переменный электрический ток и его основные характеристики. Цепь переменного тока только с активным сопротивлением. Закон Ома и векторная диаграмма для такой цепи.
7. Переменный электрический ток и его основные характеристики. Цепь переменного тока только с чистой емкостью. Закон Ома и векторная диаграмма для такой цепи.
8. Переменный электрический ток и его основные характеристики. Цепь переменного тока только чистой индуктивностью. Закон Ома и векторная диаграмма для такой цепи.
9. Переменный электрический ток и его основные характеристики. Цепь переменного тока, содержащая последовательно соединенные активное сопротивление, емкость и индуктивность.  Закон Ома и векторная диаграмма для такой цепи.
10. Электромагнитные волны и их свойства. Шкала электромагнитных волн.
11. Интерференция света. Монохроматические и когерентные волны. Опыт Юнга. Условия максимума и минимума при интерференции света. Оптическая разность хода световых волн.
12. Явление дифракции света. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракционная решётка и её характеристики. Формула дифракционной решётки.
13. Явление поляризации света. Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации света. Способы получения линейно поляризованного света. Закон Брюстера и закон Малюса.
14. Тепловое излучение, его свойства и характеристики. Основные законы теплового излучения: Кирхгофа, Стефана – Больцмана, Вина, Рэлея – Джинса и Планка. Кривые теплового излучения.
15. Фотоэффект и его основные виды. Законы Столетова для внешнего фотоэффекта.  Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Понятие о красной границе и работе выхода.
16. Корпускулярно - волновой дуализм свойств вещества: гипотеза де Бройля. Волны де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга и их физический смысл.
17. Современные представления о строении атома. Обозначение атомных ядер. Энергия связи ядра. Ядерные силы.
18. Ядерные реакции. Реакции деления и реакции синтеза атомных ядер.
19. Явление радиоактивности. Закон радиоактивного распада. Виды радиоактивных излучений: α, β и γ – излучения. Их природа и основные свойства.
20. Элементарные частицы. Виды элементарных частиц и их основные свойства. Космическое излучение.

 

 

 

 

Контрольная № 1                 семестр 3                         вариант    № 7

3.

 

Контрольная № 2              семестр 4                  вариант    № 7

1.  Силу тока в катушке равномерно увеличивают при помощи реостата на    ΔI=0,5 А в секунду.  Найти среднее значение ЭДС самоиндукции, если индуктивность катушки L=2 мГн.

2. Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл. Определить момент импульса L, которым обладала частица при движении в магнитном поле, если ее траектория представляла дугу окружности радиусом R = 0,2 см.

3.    На щель шириной а = 0,1 мм падает нормально монохроматический свет (λ = 0,5 мкм). За щелью помещена собирающая линза, в фокальной плоскости которой находится экран. Что будет наблюдаться на экране, если угол φ дифракции равен 17'.

4.   Угол Брюстера εв при падении света из воздуха на кристалл каменной соли равен 60°. Определить скорость света в этом кристалле.

5.   Найти все длины волн видимого света (от 0,76 до 0,38 мкм), которые будут: 1) максимально усилены; 2) максимально ослаблены при оптической разности хода Δ интерферирующих волн, равной 1,8 мкм.

6.  Во сколько раз надо увеличить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость Re возросла в два раза?

7.   Температура Т верхних слоев звезды Сириус равна 10 кК, Определить поток энергии Фе, излучаемый с поверхности площадью S = 10 км2 этой звезды.

8.  На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны λ = 320 нм. Определить максимальную скорость vmax фотоэлектронов. Работа выхода электронов из цинка равна 4 эВ.

9.  Определить диаметры следующих ядер: 3) 6429Cu; 4) 12550Sn.

10.   Определить максимальное изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском  рассеянии на свободных протонах.

 

Формулы и законы, которые могут Вам понадобиться при решении контрольных работ

КИНЕМАТИКА

 

Положение материальной точки в пространстве задается радиусом-вектором г:  

где  — единичные векторы направлений (орты); х, у, z — координаты точки.

Мгновенная скорость           

где     — проекции скорости v на оси координат.

Модуль скорости                  

Мгновенное ускорение        

где      -    проекции ускорения a на оси координат.

Модуль ускорения                

Уравнения поступательного  движения:

                                                                                                        

           ;                          ; 

                                                                                                   

 

                                                  -         если движение равноускоренное,

                                               -         если движение равнозамедленное.

 

Угловая скорость                                                

Угловое ускорение                                            

Полное ускорение материальной точки при криволинейном движении                          

Модуль полного ускорение материальной точки при криволинейном движении          

Уравнения вращательного движения:                           ,             

Связь линейных и угловых величин:

                       ;  ;    ;  ω = ; ; ;

 Кинематика сложного движения:

                                  ;      

 Кинематика относительного  движения:                ;          

                средняя скорость по перемещению:                                                    средняя путевая скорость

                                                                      

 

ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

 

Законы Ньютона:

         

-  сила гравитации                                                      

-  сила тяжести                                                           

- сила упругости                                                        

жесткость системы пружин при их последовательном соединении