Рабочая тетрадь для самостоятельной работы и выполнения контрольных заданий по физике в 3 семестре

Министерство образования и науки Донецкой Народной Республики
Государственное профессиональное образовательное учреждение
«Донецкий электрометаллургический техникум»
ЦК «Металлургических дисциплин»

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

для самостоятельной работы

и выполнения контрольных заданий

по «Ф И З И К Е»

в 3 семестре
студента I I курса
группы_______________
_____________________

Составитель - Лепеха Светлана Николаевна, преподаватель физики, специалист высшей категории Государственного профессионального образовательного учреждения «Донецкий электрометаллургический техникум»

Целью рабочей тетради для самостоятельной работы по «ФИЗИКЕ» для студентов 2 курса является создание инструментария для контроля учебных достижений студентов, изучающих физику в 3 семестре в учебных заведениях СПО.
Тетрадь состоит из 4 расчетных работ, 1 контрольной работы, задач для самостоятельного решения, тестовых заданий в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины *ЕН.03 Физика по специальностям: 09.02.02 Компьютерные сети; 13.02.02 Теплоснабжение и теплотехническое оборудование. В конце тетради размещены все необходимые формулы, основные единицы измерения физических величин и список рекомендуемой литературы.
Структура тетради позволяет преподавателю использовать ее не только во время зачета, перед экзаменом, но и на занятиях для совершенствования, повторения, обобщения и систематизации знаний, полученных студентами, как на лекциях, так и самостоятельно. Материалы составлены согласно рабочей программе учебной дисциплины *ЕН.03 Физика по специальностям: 09.02.02 Компьютерные сети; 13.02.02 Теплоснабжение и теплотехническое оборудование.

Пособие рекомендовано студентам и преподавателям физики среднего профессионального образования для внедрения в учебно-воспитательный процесс обучения.

Одобрено и рекомендовано
с целью практического применения
цикловой комиссией металлургических дисциплин
протокол № 1 от «28» августа 2016 г.
Председатель ЦК__________ В.В. Гурковская

Памятка

Уважаемый студент!

Эту тетрадь рекомендуем Вам для проверки и закрепления своих знаний. Внимательно изучайте теоретический материал на лекциях и по конспектам лекций «Общий курс физики. Физические основы механики», «Общий курс физики. Молекулярная физика и термодинамика», «Общий курс физики. Электромагнетизм», «Общий курс физики. Физические основы квантовой механики» для студентов 2 курса (4 части), подготовленных преподавателем Лепехой С.Н. Своевременно обрабатывайте материал, выносимый на самостоятельное изучение, ответьте на вопросы для самоконтроля (смотри «Методические указания по физике к самостоятельной работе студентов 2 курса»), старайтесь решить задачи. В конце семестра ответьте на вопросы теста и сдайте тетрадь на проверку преподавателю. Вовремя выполненные задания 4 расчетных и 1 контрольной работ помогут Вам получить свой зачет по физике автоматически и хорошо подготовиться к экзамену!
Напоминаем, что умение решать задачи - один из основных критериев усвоения курса физики. Решение задач приносит пользу только тогда, когда студент выполняет эту работу самостоятельно. Но без помощи, без знания общих методических правил это не всегда удается.
При решении задач по физике целесообразно придерживаться такой последовательности:1) проанализировать условие задачи, если возможно, сделать рисунок;2) определить какие явления происходят, вспомнить основные законы этих явлений
и величины, которые их описывают;
3) решить задачу, как правило, в общем виде;
4) проверить правильность размерности полученной величины;
5) найти числовой результат, выражая все величины в одной системе единиц, пользуясь правилами приближенных вычислений;
6) проанализировать числовой результат, оценивая его правдоподобие.
Имейте в виду, что Ваша тетрадь - индивидуальна и этот вариант не повторяется в группе! Выполнять задачи Вы можете дома и на консультациях, если Вам нужна помощь.
Надеемся, что данная тетрадь поможет Вам осуществлять самообразование, самоконтроль, повышать уровень знаний. Для помощи при решении задач в конце тетради приведены основные формулы с пояснениями и единицами физических величин.
Если будут возникать вопросы или предложения по улучшению тетради, пожалуйста, обращайтесь к преподавателю! Мы надеемся на сотрудничество!Желаем Вам успехов!

ВАРИАНТ 7

Расчетная работа 1

ЗАДАЧА 1

Из пункта А выехал автомобиль с постоянной скоростью Vо. Через промежуток времени, равный t, из того же пункта в том же направлении выходит другой автомобиль и догоняет первый в пункте В, находящемся от А на расстоянии S. Определить скорость второго автомобиля.
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ЗАДАЧА 2

Модуль скорости v частицы меняется со временем t по закону
v =
·t + b , где
· и b - положительные постоянные. Модуль ускорения a = 3
·. Найти тангенциальное и нормальное ускорения, а также радиус кривизны траектории в зависимости от времени.

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Расчетная работа 2

ЗАДАЧА 1

Определить ускорение тела, соскальзывающего с наклонной плоскости, если ее угол наклона
· = 60о, а коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью
· = 0,2.

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ЗАДАЧА 2

Определить момент инерции однородного шара m = 2 кг и радиусом R=0,1м относительно оси, проходящей через середину радиуса.

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·Расчетная работа 3

задача 1

Сколько молекул воздуха содержится в комнате объемом 60м3 при нормальных условиях? Молярная масса воздуха 29 г/моль, плотность воздуха 1,29 кг/м3.

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задача 2

Полагая температуру воздуха и ускорение свободного падения не зависящими от высоты, определить температуру воздуха на высоте 6 км над уровнем моря. Известно, что плотность воздуха на этой высоте в 2 раза меньше своего значения на уровне моря.

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Расчетная работа 4

ЗАДАЧА 1

Дайте определение электроемкости конденсатора. Запишите формулы емкости плоского конденсатора и электрического смещения.
Между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов U=600В, находятся два слоя диэлектриков: стекла толщиной d1=0,007м и эбонита толщиной d2=0,003м. Площадь каждой пластины конденсатора S=2.10-2м2. Найти: 1)электроемкость конденсатора. 2)индукцию поля, напряженность поля и падение потенциала в каждом слое.

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ЗАДАЧА 2

Сформулируйте и запишите формулу для расчета силы Ампера. Какопределить направление этой силы?
Проводник в виде тонкого полукольца радиусом 0,1 м находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,05 Тл. По проводнику течет ток
І = 10 А. Найти силу, действующую на проводник, если плоскость полукольца перпендикулярна линиям индукция, а подводящие провода находятся вне поля.

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Задачи для самостоятельного решения

ЗАДАЧА 1

Модуль скорости v частицы меняется со временем t по закону
v = 6t -2 . Модуль ускорения a = 5t. Найти тангенциальное и нормальное ускорения, а также радиус кривизны траектории в зависимости от времени, t=8с.

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· ЗАДАЧА 2

Человек потянул санки m = 8 кг с силой F = 180 H за веревку под углом

· = 45о к горизонту. Коэффициент трения санок о снег
· = 0,05. Определить ускорение, с которым начнут двигаться санки.

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ЗАДАЧА 3

На покоившуюся частицу m = 1 кг в момент времени t = 0 начала действовать сила F = 2t3 - 3t. Найти мощность частицы в момент времени
· = 4с.

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ЗАДАЧА 4

В электроплавильную печь загрузили 2т стального лома при температуре 13 QUOTE 1415. Какое количество электроэнергии нужно для плавления стали, если КПД печи 90%?

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·задача 5

Идеальный газ с показателем адиабаты
· = 3, находившийся первоначально при температуре 0оС, подвергается сжатию, в результате чего объем газа уменьшается на 0,2 м3 при начальном значении 0,6 м3. Считая процесс сжатия адиабатическим, определить, до какой температуры нагревается газ вследствие сжатия.

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задача 6
В батарею водяного отопления поступает вода объемом 13 QUOTE 1415м3 за 1с при температуре 90оС, а выходит из батареи при температуре 25оС. Какое количество теплоты получит отапливаемое помещение за 2 суток?

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задача 7

В ходе цикла Карно рабочее вещество получает от нагревателя количество теплоты 600 кДж. Температура холодильника 278 К; работа, совершенная рабочим веществом за цикл 100 кДж. Определить температуру нагревателя.

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ЗАДАЧА 8

Запишите формулу работы по перемещению заряда в электрическомполе.
Два шарика с зарядами q1=2.10-8 Кл и q2=3.10-8 Кл находятся в керосине (
·=2) на расстоянии r1= 0,4 м друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния r2= 0,3 м?

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Контрольная работа

№1. Частица движется со скоростью 13 QUOTE 1415 Определить ускорение частицы 13 QUOTE 1415и ее модуль 13 QUOTE 1415 для момента времени t = 2c.

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№2. Стальной резец массой 200 г нагрели до температуры 13 QUOTE 1415 и погрузили для закалки в воду. Через некоторое время температура воды поднялась до 13 QUOTE 1415. Какое количество теплоты было передано резцом воде?

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·3. Почему в ванной комнате нельзя ставить выключатели и розетки? Объясните ответ с помощью законов электростатики.

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Тест по волновой оптике

1. Лучи, падающий и отраженный, образуют друг с другом угол 1400. Какой угол образует падающий луч с плоским зеркалом?
А. 700; Б. 400; В. 200; Г. 300.

2. Луч света падает на зеркало перпендикулярно. На какой угол отклониться отраженный луч относительно падающего луча, если зеркало повернуть на угол 160?
А. 160; Б. 320; В. 00; Г. 900.

3. Какие волны называются когерентными?
А. Если они имеют одинаковую частоту и разность фаз, независящую от времени;
Б. Если они имеют одинаковую амплитуду;
В. Если они имеют одинаковую частоту и разность фаз, равную нулю;
Г. Если они имеют одинаковую частоту и амплитуду.

4. В чем состоит дифракция волн?
А. Наложением волн, приводящее к установлению в каждой точке пространства постоянной амплитуды колебания;
Б. Огибание волнами препятствий, приводящее к отклонению от прямолинейного распространения света;
В. Зависимость показателя преломления света от его цвета, обуславливающее разложение белого света на составляющие;
Г. Разложение световых волн при прохождении через вещество.

5. В чем состоит сущность явления интерференции света?
А. Наложение когерентных волн, при котором происходит распределение результирующих колебаний в пространстве;
Б. Сложение волн любой природы;
В. Наложение волн любой природы;
Г. Разложение световых волн при прохождении через призму.

6. Свет какого цвета обладает наибольшим показателем преломления при переходе из воздуха в стекло?
А. Красного; Б. Синего; В. Зеленого; Г. Фиолетового.

7. Какие условия необходимы и достаточны для наблюдения минимума интерференции электромагнитных волн от двух источников?
А. Источники волн когерентны, разность хода может быть любой;
Б. Источники волн когерентны, разность хода
·d = (2k + 1)
·/2;
В. Разность хода
·d = (2k + 1)
·/2, источники могут быть любые;
Г. Источники волн когерентны, разность хода
·d = k
·.

8. Какие из перечисленных ниже явлений объясняются интерференцией света?
а) – радужная окраска тонких мыльных пленок;
б) – кольца Ньютона;
в) – появление светлого пятна в центре тени от малого непрозрачного диска;
г) – отклонение световых лучей в область геометрической тени?
А. Только а); Б. а) и б); В. а), б), в) г); Г. в) и г).

9. Какое из приведенных ниже выражений является условием наблюдения главных максимумов в спектре дифракционной решетки с периодом d под углом
·?
А. d sin
· = k
·; Б. d cos
· = k
·; В. d sin
· =(2k + 1)
·/2; Г. d cos
· =(2k + 1)
·/2.

10. Дифракционная решетка имеет ряд параллельных щелей шириной a каждая, щели разделены непрозрачными промежутками шириной b. Каким условием определяется угол
· к нормали, под которым наблюдается 1-й дифракционный максимум?
А. a sin
· =
·/2; Б. b sin
· =
·/2; B. (a + b) sin
· =
·/2; Г. (a + b) sin
· =
·.

11. При переходе луча в оптически более плотную среду
А. угол падения больше угла преломления;
Б. угол падения меньше угла преломления;
В. угол преломления равен 900.

12. Предмет кажется нам белым, если он
А. одинаково отражает все падающие на его лучи;
Б. одинаково поглощает все падающие на его лучи;
В. одинаково поглощает и отражает все падающие на его лучи.

13. Какие условия необходимы и достаточны для наблюдения максимума интерференции электромагнитных волн от двух источников?
А. Источники волн когерентны, разность хода может быть любой;
Б. Разность хода
·d = k
·, источники могут быть любые;
В. Разность хода
·d = (2k + 1)
·/2, источники могут быть любые;
Г. Источники волн когерентны, разность хода
·d = k
·.

Тесты по квантовой физике. Фотон. Фотоэффект

Какой импульс у фотона, энергия которого равна 3 эВ?А.1.6Ч10-26 кгм/с Б. 0.6Ч10
·27 кгм/с В. 1.6Ч10
·27 кгм/сГ. 3.6Ч10
·27 кгм/с Д. 1.6Ч10
·28 кгм/с

Во сколько раз энергия фотона, обладающего импульсом 8Ч10–27 кгм/с, больше кинетической энергии электрона, полученной им при прохождении разности потенциалов 5 В?А. 6 Б. 3 В. 2 Г. 1.5 Д. 4
3. Пары некоторого металла в разрядной трубке начинают излучать свет при напряжении на электродах 9,9 В. Во сколько раз длина волны возникающего излучения меньше одного микрометра?А. 1 Б. 6 В. 3 Г. 8 Д. 5
4. Сколько фотонов попадает в глаз за 1 c в глаз человека, если глаз воспринимает свет с длиной волны 0,55 мкм при мощности светового потока 1,8Ч10–16 Вт. Постоянная Планка 6,6Ч10
·34 Джс.А. 250 Б. 300 В. 500 Г. 200 Д. 600
Световая отдача лампочки накаливания, потребляющей мощность 132 Вт, равна 6%, а средняя частота излучения лампы 6Ч1014 Гц. Сколько миллиардов фотонов от этой лампы попадает в зрачок глаза человека, стоящего в 100 м от лампы? Зрачок считать плоским кругом радиусом 2 мм.А. 5 Б. 2 В. 15 Г. 4 Д. нет правильного ответа

6. Излучение лазера мощностью 600 Вт продолжалось 20 мс. Излученный свет попал в кусочек идеально отражающей фольги массой 2 мг, расположенный перпендикулярно направлению его распространения. Какую скорость (в см/с) приобретет кусочек фольги?А. 6 Б. 2 В.8 Г. 12 Д. нет правильного ответа
7. Рентгеновская трубка, работающая под напряжением 50 кВ и потребляющая ток 2 мА, излучает 5Ч1013 фотонов с длиной волны 0,1 нм. Найти КПД трубки.А. 0.2 Б. 0.1 В. 0.25 Г. 0.05 Д. 0.04
8. С какой скоростью растет толщина покрытия стенки серебром при напылении, если атомы серебра, обладая энергией Е = 10
·17 Дж, производят давление на стенку p = 0,1 Па? Атомная масса серебра A = 108, его плотность
· = 10,5 г/см3.А. 9Ч10
·8 см/с Б. 4Ч10
·6 см/с В. 2.5Ч10
·8 см/с Г. 1.6Ч10
·7 см/сД. нет правильного ответа
9. Чему равно задерживающее напряжение для фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла светом с энергией фотонов 7,8Ч10
·19 Дж, если работа выхода из этого металла 3Ч10
·19 Дж?А. 6 В Б. 5 В В. 4 В Г. 2 В Д. 3 В
10. Капля воды объемом 0,2 мл поглощает за время 1 c количество N = 1018 фотонов монохроматического света длиной волны 0,75 мкм. Найти скорость повышения температуры воды. Считать известными удельную теплоемкость воды, ее плотность, скорость света вакууме и постоянную Планка. Потерями энергии пренебречь.А. 0.31 К/с Б. 0.031 К/с В. 3.1 К/с Г. 2.2 К/с Д. 0.22 К/с
Список литературы

1. Ф.Ф. Детлаф, Б.М. Яворский. Курс физики.-М.: Высш. шк., 1989. 609 с.
2. Б.М. Яворський, А.А. Детлаф, Л.Б. Милковська, Г.П. Сергеєв. Курс фізики І, - К.: Вища школа, 1970. 356 с.
3. Б.М. Яворський, А.А. Детлаф, Л.Б. Милковська. Курс фізики ІІ, - К.:Вища школа, 1972. 434 с.
4. Б.М. Яворський, А.А. Детлаф. Курс фізики ІІІ, - К.: Вища школа, 1973. 499 с.
5. Т.И. Трофимова. Курс физики. – М.: Высш шк., 1990. 478 с.
6. И.В. Савельев. Курс общей физики, т. І, ІІ,ІІІ - М.: Наука, 1986.-432 с, 496 с, 318с.
7. С.Э. Фриш, А.В. Тиморева. Курс общей физики, т. І, ІІ, ІІІ. – М.: Физматгиз, 1962. 466 с., 547 с., 644 с.
8. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Механика. – М.: Наука, 1979. 520 с.
9. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. – М.: Наука, 1979. 552 с.
10. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Электричество. – М.: Наука, 1983. 688 с.
11. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Оптика. – М.: Наука, 1985. 752 с.
12. Р.Г. Чеворкян, В. В. Шепель. Курс общей физики. – М.: Высш шк., 1972. 599 с.
13. М.Е. Мєняйлов. Загальна фізика. Електрика і магнетизм. – К.: Вища школа, 1974. 391 с.
14. І.М. Кучерук, В.П. Дущенко. Загальна фізика. Оптика. Квантова фізика. – К.: Вища школа, 1991. 463 с.
15. Ф.А. Королев. Курс физики. Оптика, атомная и ядерная физика. – М.: Просвещенее, 1974. 608 с.
16. К.Д. Хмелюк, Д.Д. Цициліано. Фізика атома і твердого тіла. Київ: Вища школа, 1974. 231 с.
17. Г.И. Епифанов. Физика твердого тела. – Москва.: Высш шк, 1982. 288 с.
18. М.Х. Ибрагимов. Атомная энергетика. Физические основы. – М.: Высш шк, 1987. 125 с.
19. І.Р. Зачек, І.М. Кравчук, Б.М. Романишин, В.М. Габа, Ф.М. Гончар. Курс фізики: Навчальний підручник/ За ред. І.Е. Лопатинського. – Львів: Бескид-Біт, 2002. 376 с.
20. І.Р. Зачек, І.Е. Лопатинський, Й.Я. Хромґяк. Висвітлення досягнень українських фізиків у курсі фізики: Методичний посібник/ За ред. Ю.К. Руданського. – Львів: Видавництво національного університету „Львівська політехніка ”, 2003. 84 с.

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