Высшего профессионального образования
жүктеу/скачать 35,96 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Молекулярная физика и термодинамика
- Вопросы к экзамену по физике за первый семестр
- Примеры экзаменационных билетов по физике за первый семестр
- Примеры контролирующих заданий по физике за второй семестр Электростатика и постоянный ток
- Примеры билетов к экзамену по физике за второй семестр
31
ВОПРОСЫ к теоретическому коллоквиуму № 11 «ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА»
1. Виды связей в кристаллах. 2. Распределение электронов в кристалле по квантовым состояниям (распределение Ферми- Дирака). 3. Энергия Ферми, уровень Ферми, температура Ферми (температура вырождения). 4. Элементы зонной теории твердых тел. Деление твердых тел на проводники, диэлектрики и по- лупроводники. 5. Классическая теория теплоемкости Дюлонга-Пти для твердых тел, трудности теории. 6. Фононы. Распределение фононов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна). 7. Квантовая теория теплоемкости Дебая для твердых тел. Характеристическая температура Дебая. 8. Теплоемкость металлов и твердых диэлектриков. 9. Теплопроводность твердых тел. 10. Классическая и квантовая теория электропроводности металлов. Зависимость сопротивления металла от температуры. Сверхпроводимость. 11. Собственные полупроводники. Проводимость полупроводников и ее температурная зависи- мость. Терморезисторы. 12. Примесные полупроводники (донорные, акцепторные). Проводимость примесных полупро- водников и ее температурная зависимость. 13. Фотопроводимость полупроводников. Красная граница фотопроводимости. Полупроводниковые фотоэлементы. 14. Контакт электронного и дырочного полупроводников. Полупроводниковый диод, транзистор. 15. Термоэлектронная эмиссия и ее практической применение. Контакт двух металлов. Термопара. Примеры контролирующих заданий по физике за первый семестр Механика Вариант 1 1.
3 , где А = 2м/с 3 . В
какой момент времени нормальное ускорение точки будет равно тангенциальному? Опреде- лить полное ускорение точки в этот момент времени. 2.
1 = 1.0 кг движется со скоростью V 1 = 4.0 м/с и сталкивается с шаром массой m 2 = 2.0 кг, движущемуся навстречу ему со скоростью V 2 = 2.0 м/с. Найти скорости шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным. 3.
Камень массы m бросили горизонтально с башни высотой h c начальной скоростью V 0 . Пре-
небрегая сопротивлением воздуха найти работу силы тяжести через t секунд после броска. 4.
Обруч и сплошной цилиндр, имеющие одинаковую массу m = 2.0 кг, катятся без скольжения с одинаковой скоростью V = 5.0 м/с. Найти кинетические энергии этих тел. 5.
тикальной оси с частотой n 1 = 8 об/мин, стоит человек стоит человек массой m = 70 кг. Когда человек перешел в центр платформы, она стала вращаться с частотой n
= 10 об/мин. Опреде- лить массу платформы. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки. 6.
Имеется прямоугольный треугольник, у которого один катет 1 м, а угол между этим катетом и гипотенузой 30 . Найти в системе отсчета, движущейся со скоростью 0.5 с вдоль другого катета длину гипотенузы. 7.
Мюоны, рождаясь в верхних слоях атмосферы, пролетают до распада 6 км при скорости 0.995 с. Определить время жизни мюона для наблюдателя на Земле. 8.
Какую скорость (в долях скорости света) нужно сообщить частице, чтобы ее кинетическая энергия равнялась удвоенному значению энергии покоя. 9.
делить массу М распавшейся частицы.
32
Молекулярная физика и термодинамика Вариант 1 1.
5 Па ,
если его плотность при нормальных условиях 1.3 кг/м 3 . 2.
Водород находится при температуре 30 К. Найти среднюю кинетическую энергию враща- тельного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию всех моле- кул этого газа, количество вещества водорода 0.5 моль. 3.
внутренней энергии, работу и количество выделенной теплоты. 4.
Водород массой 40 г , имевший температуру 300 К , адиабатически расширился , увеличив объем в 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в 2 раза. Опреде- лить полную работу и конечную температуру газа. 5.
Тепловая машина с двумя молями двухатомного газа совершает цикл, состоящий из изохоры, изотермы и изобары. Максимальный объем газа в 3 раза больше минимального, изотермиче- ский процесс протекает при 450 К. Найти к.п.д. цикла и работу, совершаемую за цикл. 6.
Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от нагревателя теплоту 4.38 кДж и совершил работу 2.4 кДж. Определите температуру нагревателя, если температура охладите- ля 273 К. 7.
Найдите изменение энтропии и количество теплоты, переданное азоту массой 4 г, находяще- муся при нормальных условиях. В результате изобарического расширения объем газа изме- няется от 5 л до 9 л.
1.
Эйнштейна. 2.
Преобразования Лоренца Следствия из преобразований Лоренца (сокращение длины, замед- ление времени). 3.
4.
Кинетическая энергия в релятивистском случае. Связь между релятивистским импульсом и полной энергией. 5.
Сложение скоростей в теории относительности. 6.
Основное уравнение динамики вращательного движения. 7.
Момент инерции. Теорема Штейнера. 8.
Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. 9.
Характеристики вращательного движения. Кинетическая энергия вращательного движения. 10.
Распределение Максвелла. 11.
12.
Основное уравнение молекулярно- кинетической теории идеальных газов. 13.
Барометрическая формула. Распределение Больцмана. 14.
Степени свободы. Закон равного распределения энергии по степеням свободы. 15.
1 начало термодинамики. Работа газа. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоян- ном давлении. 16.
Адиабатический процесс, уравнения адиабаты. 17.
18.
2 и 3 начала термодинамики. 19.
Статистический и термодинамический смысл энтропии. Закон возрастания энтропии. 20.
Тепловые двигатели и холодильные машины. К.п.д. цикла. Цикл Карно. Примеры экзаменационных билетов по физике за первый семестр Вариант 1 1. Преобразования Галилея. Теорема сложения скоростей в классической механике. Механиче- ский принцип относительности Галилея. 33
2. Связь между кинематическими характеристиками вращательного и поступательного движе- ний.
3. Консервативные силы. Потенциальная энергия. 4. Теплоемкость. Удельная и молярная теплоемкости. Теплоемкость многоатомных газов, ее за- висимость от температуры. 5. Частица движется так, что ее радиус-вектор изменяется с течением времени по закону: 2 r(t)= At i + Bt j , где А = 4 м/с, В = 1 м/с 2 . Найти вектор скорости и тангенциальное ускорение в момент времени 2 с. 6. Колесо вращается с постоянным угловым ускорением 3 рад/с 2 . Определить радиус колеса, если через 1 с после начала вращения полное ускорение точек на ободе колеса равно 7,5 м/с 2 . 7. Камень массой 2 кг падает без начальной скорости с высоты h в течение времени t = 1,43 с. Найти кинетическую и потенциальную энергии камня в средней точке пути, т.е. на высоте h/2. Сопротивлением воздуха пренебречь. 8. Найти энергию W вр вращательного движения молекул, содержащихся в массе 1 г азота N 2 при
температуре 7°С.
Электростатика и постоянный ток Вариант 1 1.
нКл. Найти напряженность поля в середине одной из сторон. Сторона треугольника 10 см. Решение пояснить рисунком. 2.
плотностью 0.4 10 –6 Кл /м 2 , а другая -0.6 10 –6 Кл /м
2 . Определить напряженность поля меж- ду плоскостями и за ними. 3.
Найти напряженность поля на оси тонкого кольца радиуса R, заряженного зарядом Q как функцию расстояния до центра кольца. 4.
рядом 50 нКл. Определить разность потенциалов для точек поля, лежащих на расстоянии 0.3 и 0.8 м от центра шара. 5.
+Q и – Q. Центры колец лежат на одной оси, расстояние между ними H. 6.
Найти зависимость напряженности и потенциала электрического поля, создаваемого беско- нечным цилиндрическим диэлектрическим слоем с проницаемостью как функцию расстоя- ния до оси цилиндров (в перпендикулярном оси направлении). Цилиндрический слой заряжен с объемной плотностью . Внешний и внутренний радиусы цилиндров a и b. 7.
ское поле, напряженность которого в воздухе Е 1 =2 В/м. Вектор Е 1 образует угол 60 с грани- цей раздела парафин – воздух, которую можно считать плоской. Найти 1) вектор D в пара- фине, 2) поверхностную плотность связанных зарядов, 3) вектор Е 2 в парафине. 8.
трическими проницаемостями 1 и 2 и толщинами l 1 и l 2 соответственно. Найти емкость кон- денсатора. 9.
Две концентрические сферы радиуса 20 см и 50 см заряжены одноименно с зарядом 100 нКл. Найти энергию электрического поля, локализованного между сферами. Электромагнетизм Вариант 1 1.
ток силой 50 мА. Найти индукцию магнитного поля в центре витка и на оси витка на расстоя- нии 10 см от центра. 2.
венно R1 и R2 . Вдоль поверхностей этих цилиндров в противоположных направлениях течет 34
ток. Найдите магнитное поле Н на расстоянии r от оси кабеля в случаях, когда: а) R1 r R2 б) r R2 3.
спираль из N = 100 витков. Радиус внешнего витка R = 30 мм. Каким магнитным моментом обладает эта спираль, когда по ней идет ток силы I = 10 мА? Чему равна в этом случае напря- женность магнитного поля в центре спирали? 4.
Электрон и протон, удалённые друг от друга на значительное расстояние, находятся в одно- родном магнитном поле. Зная, что каждый из них движется по окружности, найти отношение их угловых скоростей. Масса протона в 1935 раз больше массы электрона. (Никакие силы, кроме силы Лоренца, на электрон и протон не действуют). 5.
квадратная рамка со стороной а = 5 см, состоящая из небольшого числа витков медной прово- локи сечением S = 0,5 мм2. Концы рамки соединены накоротко. Максимальное значение силы тока, индуцируемого в рамке при вращении, I = 1,9 А; 6.
а) определите число оборотов рамки в секунду; 7.
б) скажите, как нужно изменить скорость вращения рамки, чтобы при замене медной проволо- ки железной сила тока в цепи осталась неизменной.
Вариант 1 1.
2 ( t- /4). Найти:
а) амплитуду и период колебаний; Изобразить график х(t); б) проекцию скорости v x как функцию координаты х; изобразить график v x (х).
2.
Найти графически амплитуду А колебаний, которые возникают при сложении следующих ко- лебаний одного направления: х 1 = 3,0 cos( t + /3), х 2 = 8,0 sin( t + /6); 3.
0 = 5,5 Гц, возбуж- даются затухающие колебания. Через сколько времени энергия, запасенная в контуре, умень- шится в = 2,0 раза? 4.
1 = 400 с
-1 и
2 = 600 с
-1 равны между собой. Найти частоту , при которой амплитуда смещения максималь- на. 5.
К сети с действующим напряжением U = 100 В подключили катушку, индуктивное сопротив- ление которой X L = 30 Ом и импеданс Z = 50 Ом. Найти разность фаз между током и напряже- нием, а также тепловую мощность, выделяемую в катушке. 6.
Плоская звуковая волна возбуждается источником колебаний частоты ,равной 100 Гц, ампли- туда колебаний равна 4 мм. Скорость звуковой волны принять равной 400 м/с. Записать выра- жение (х, t), описывающее данную звуковую волну, если в начальный момент смещение то- чек источника максимально. 7.
этой среды, отстоящей на х = 2 м от источника. Частота колебаний равна 5 Гц, скорость рас- пространения волны 40 м/с. Вопросы к экзамену по физике за второй семестр 1.
Электрический заряд. Его свойства. Закон Кулона. 2.
Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. 3.
Теорема о циркуляции вектора E . 4.
Потенциал. Потенциал поля точечного заряда, системы зарядов. Свойства потенциала. Связь между потенциалом и вектором E . 5.
Поток вектора. Теорема Гаусса для вектора E . Расчет электростатического поля с помощью теорема Гаусса. 6.
Поле электрического диполя. Дипольный момент. 35
7.
Электрическое поле в диэлектриках. Типы диэлектриков. Поляризованность. 8.
Вектор электрического смещения D . Теорема Гаусса для вектора D .
9.
Связь между P D , и E . Диэлектрическая проницаемость. Граничные условия для D E , .
10.
Электрическое поле в проводниках. Напряженность электрического поля вблизи заряженно- го проводника. 11.
Потенциал проводника. Электроемкость. Конденсаторы. 12.
13.
Э.Д.С., электрический ток, плотность тока. 14.
Законы Ома, Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной формах. 15.
Взаимодействие движущихся зарядов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции – ос- новная характеристика магнитного поля. 16.
Закон Био-Савара-Лапласа. Поле прямого тока. Поле в центре кругового тока. 17.
тороида. 18.
Сила Лоренца. Движение электрического заряда в магнитном поле. 19.
20.
Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. 21.
Работа по перемеще6ию проводников с током в магнитном поле. 22.
Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. 23.
Индуктивность. Самоиндукция. Взаимная индукция. Принцип действия трансформатора. 24.
ния. 25.
Дифференциальное уравнение свободных незатухающих колебаний и его решения. 26.
Колебательный контур. 27.
Сложение гармонических колебаний. Метод векторных диаграмм. Разложение Фурье. 28.
близкими частотами (биения). Сложение взаимно перпендикулярных колебаний с одинако- выми частотами. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Ха- рактеристики затухания, коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность. 29.
Затухающие колебания пружинного маятника и колебательного контура. 30.
вившихся вынужденных колебаний. Резонанс. 31.
Классификация и характеристики волн. Уравнение плоской волны. волновое уравнение. Фа- зовая скорость. 32.
Механические волны в упругих средах. 33.
электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнтинга. 34.
Излучение электромагнитных волн. Излучение диполя. Излучение контура. Шкала ЭМВ.
Вариант 1 1.
2.
Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. 3.
Движение заряженных частиц в магнитном поле. Принцип работы магнетрона, масс- спектрометра, циклотрона. 4.
Дифференциальное уравнение затухающих колебаний осциллятора и его решение. 5.
В вершинах равностороннего треугольника со стороной 0,1 м находятся точечные заряды 5, 3 и 4 нКл. Найти величину и направление силы, действующей на заряд 2 нКл, помещенный в центр треугольника. 6.
Если вольтметр соединить последовательно с резистором сопротивлением 10 кОм, то при на- пряжении в цепи 120 В он покажет 50 В. Если вольтметр соединить последовательно с рези- 36
стором неизвестного сопротивления, то при том же напряжении в цепи он покажет 10 В. Оп- ределить значение неизвестного сопротивления. 7.
Найти магнитную индукцию в точке, лежащей на биссектрисе на расстоянии 10 см от верши- ны угла. 8.
L = 2 мГн и активного сопротивления R = 10 Ом. Найти отношение энергии магнитного поля катушки к энергии электрического поля конденсатора в момент максимума тока.
жүктеу/скачать 35,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|