Нижегородский государственный технический университет Факультет довузовской подготовки и дополнительных образовательных

Нижегородский государственный технический университет
им. Р.Е. Алексеева
Факультет довузовской подготовки и дополнительных образовательных
услуг
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебно-методической работе
_______________ Е.Г. Ивашкин
“_____”_______________ 2011 г.
Программа вступительных испытаний по физике
Нижний Новгород 2011
Содержания тем вступительных экзаменов
Тема 1. Кинематика
Основные понятия. Относительность движения.
Равномерное прямолинейное движение. Графические методы
решения задач. Движение с переменной скоростью. Криволинейное
движение. Движение в поле тяжести.
Движение материальной точки по окружности. Вращательное
движение абсолютно твердого тела. Мгновенные оси вращения.
Тема 2. Динамика
Основные положения. Законы Ньютона. Закон всемирного
тяготения. Силы трения покоя, скольжения. Закон Гука.
Прямолинейное движение тела, системы тел.
Импульс тела. Импульс силы. Закон сохранения импульса системы
тел. Механический удар.
Статика. Момент силы. Условия равновесия твердого тела. Центр
масс. Простые механизмы
Работа, мощность, механическая энергия. Закон сохранения
энергии. Совместное применение законов сохранения энергии и
импульса.
Динамика материальной точки, движущейся по окружности.
Гидростатика. Закон Паскаля. Сообщающиеся сосуды.
Закон Архимеда. Плавание тел.
Тема 3. Молекулярная физика и термодинамика
Давление, температура. Законы идеального газа. Изопроцессы.
Уравнение Менделеева-Клапейрона. Графические задачи.
Смеси газов. Закон Дальтона.
Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа. Количество
теплоты, теплоемкость газа.
I начало термодинамики.
Закон сохранение энергии для тепловых процессов. Термодинамика
фазовых переходов. Уравнение теплового баланса.
Тепловые двигатели и их КПД. КПД цикла.
Влажность.
Тема 4. Электростатика
Закон Кулона. Электрическое поле, напряженность, потенциал.
Принцип суперпозиции. Связь напряженности и потенциала.
Проводники и диэлектрики в электростатическом поле.
Электроемкость
и
соединение
конденсаторов.
Энергия
электрического поля.
Тема 5. Постоянный электрический ток
Электрический ток. Сопротивление проводников. Соединение
сопротивлений.
Электродвижущая сила. Закон Ома. Законы Кирхгофа. Закон
Джоуля-Ленца.
Работа и мощность тока.
Ток в средах. Электролиз.Полупроводники.
Тема 6. Магнитное поле
Индукция магнитного поля. Принцип суперпозиции.
Сила Лоренца.
Сила Ампера.
Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции.
Самоиндукция. Взаимоиндукция. Энергия магнитного поля.
Тема 7. Колебания и волны
Механические колебания. Кинематика.
механических колебаний.
Электромагнитные колебания.
Упругие волны. Электромагнитные волны.
Динамика.
Энергия
Тема 8. Оптика
Геометрическая оптика.
Законы отражения и преломления света. Плоское зеркало.
Линзы. Формула тонкой линзы. Построение изображений в линзе.
Волновая оптика. Интерференция света. Дифракция света.
Тема 9. Основы теории относительности
Относительность времени и расстояния.
Взаимосвязь массы и энергии.
Тема 10. Волновые и квантовые свойства света
Фотоны. Масса, энергия, импульс фотона.
Фотоэффект и его законы. Давление света
Тема 11. Атомная и ядерная физика
Боровская модель строения атома. Спектр атома водорода.
Закон радиоактивного распада.
Дефект массы, энергия связи.
Законы сохранения в ядерных реакциях.
Вариант 1
1. Жесткий баллон заполнен идеальным газом. За время хранения
абсолютная температура газа уменьшилась на 20 %, и давление газа
упало на 20 %. Молекулы газа не претерпевают химических
превращений. Как и на сколько процентов изменилось количество газа в
баллоне?
2. Два одинаковых и одинаково заряженных маленьких шарика массы m
каждый подвешены на идеальных нитях длины l каждая в одной точке и
помещены в непроводящую жидкость. Плотность материала шариков 1,
плотность жидкости
( 2 < 1), диэлектрическая проницаемость
2
жидкости 0, ускорение свободного падения g. В положении равновесия
угол между нитями прямой. Определить заряд шариков.
3. Определить показание идеального амперметра в
схеме, указанной на рисунке. Считать, что э.д.с.
источника = 24 B, его внутреннее сопротивление
r = 2 Ом, сопротивления резисторов R1 = 42 Ом и
R2 = 21 Ом.
А
R1 R1 R2 R2
r
4. Груз маятника совершает синусоидальные колебания с периодом
T = 4 (с), двигаясь вдоль оси “0x”. Определить проекцию ускорения
груза на ось “0x” в те моменты времени, когда координата “x” груза,
отсчитываемая от положения равновесия маятника, составляет 4 см.
5. С неизменным количеством двухатомного идеального газа совершают
цикл, состоящий из следующих процессов: 12 – процесс
2
подведения к газу тепла, в котором давление газа
прямопропорционально его объему; 23 – изохорный и
1
3
31 – изобарный процессы отведения от газа теплоты.
Оказалось, что работа газа за цикл в 5 раз превысила
значение внутренней энергии газа в 1ом состоянии. 0
Определить отношение (Vmax/Vmin) в цикле.
Вариант 2
1. Жесткий баллон заполнен идеальным газом. За время хранения
количество газа в баллоне уменьшилась на 30 %, а его абсолютная
температура увеличилась на 30 %. Молекулы газа не претерпевают
химических превращений. Как и на сколько процентов изменилась
внутренняя энергия газа в баллоне?
2. Два одинаковых и одинаково заряженных маленьких шарика
подвешены на двух идеальных одинаковых нитях в одной точке. При
полном погружении всей системы в непроводящую жидкость с
относительной диэлектрической проницаемостью угол между нитями не
изменяется. Плотность материала шариков . Определить плотность
жидкости.
K
R
1
2
R
R
3. В схеме, указанной на рисунке, сопротивления
резисторов R и внутреннее сопротивление
А
r
источника r одинаковы. При разомкнутом ключе K
(в положении 1) показание амперметра I1 = 1 А.
Определить показание амперметра I2 при замкнутом ключе K (в
положении 2).
4. Груз маятника совершает косинусоидальные колебания с круговой
частотой
и амплитудой A = 5,0 см. Определить
кинетическую энергию груза в те моменты времени, когда ускорение
груза обращается в ноль. Масса груза m = 2,0 кг.
5. Один и тот же идеальный двухатомный газ переводят один раз из
исходного состояния (1) изобарически (процесс I) в
1
I
2
состояние (2), а второй раз из того же начального
состояния (1) в состояние (3) в ходе процесса (II),
II
представленного отрезком прямой линии “1-3”.
3
Определить соотношение между количествами тепла,
полученными газом в ходе указанных процессов (QI- 0
/QII), если в процессе расширения газа его объем увеличивался в m раз, а
давление газа в ходе процесса (II) уменьшилось в n раз.
Вариант 3
1. Во сколько раз изменится частота собственных колебаний в
колебательном контуре, если емкость конденсатора увеличить в 25 раз, а
индуктивность катушки увеличить в 16 раз?
2. Какова молярная масса идеального газа, находящегося под давлением
p 8,3 10 5 Па и температуре T 200 K в объеме V 6 м 3 . Масса газа
Дж
.
m 6 кг , универсальная газовая постоянная R 8,3
моль K
3. КПД источника тока с одним подключенным сопротивлением равен
60 % . Если это сопротивление заменить другим, КПД станет равным
80 % . Каким станет КПД источника, если оба сопротивления соединить
параллельно?
4. На гладкой горизонтальной поверхности
находится брусок, на котором укреплен штатив. К
штативу привязан на невесомой нерастяжимой нити
шарик. Сначала нить с шариком удерживают под
углом
к вертикали, потом отпускают. Найти
максимальную скорость бруска. Масса шарика m ,
масса бруска со штативом M , длина нити l .
l
g
m
M
5. Идеальный одноатомный газ, взятый в одинаковом количестве,
заполняет 2 сосуда с одинаковыми начальными
II
1
2
условиями. Первый из них переводят из исходного
состояния (1) в конечное состояние (3) изотермически
I
3
(процесс I), а второй – в состояние (2) – изобарически
(процесс II). Определить отношение количеств тепла,
0
изохора
полученных газами в ходе указанных процессов (QII/QI),
если известно, что конечный объем газов в n раз больше начального.
Работа газа в ходе его изотермического расширения от объема V0 до
объема V может быть рассчитана по формуле:
, где T0 –
абсолютная температура.