Физике - Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России

МЧС России
Санкт-Петербургский университет
Государственной противопожарной службы
ПРОГРАММА
вступительных испытаний по дисциплине
«Физике»
Санкт-Петербург
2014
2
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Настоящая программа разработана в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего (полного) общего образования.
Предлагаемая программа предназначена для самостоятельной подготовки абитуриентов к вступительному экзамену по физике поступающих на очную и заочную формы обучения.
Вступительный экзамен по физике проводится в письменной тестовой форме.
Основными требованиями к оформлению задач по общей физике являются:
- грамотная запись исходных данных задачи в подпункте «Дано»;
- перечень искомых параметров и физических величин в подпункте «Найти»;
- перевод единиц измерений заданных в условии физических величин в международную систему единиц («СИ») в подпункте, расположенном параллельно подпункту «Дано»;
- выделение алгоритма решения задачи в подпункте «Решение»;
- аккуратное выполнение не формального, а имеющего физический смысл рисунка
к задаче; рисунок является необходимым элементом решения задач по разделам
«Механика», «Электродинамика» и «Геометрическая оптика»;
- выделение фундаментальных физических законов, а также базовых физических
понятий, которые используются при решении задачи;
- нумерация выполняемых действий;
- краткие содержательные пояснения к выполняемым действиям;
- запись искомого численного результата (результатов) решения в подпункте «Ответ».
Следует отметить, что расчеты физических величин можно выполнять по
действиям, а также в последнем действии задачи по формуле, полученной в «общем
виде» для расчета искомой физической величины.
Для того, чтобы убедить и лично убедиться в правильности произведенных
рассуждений рекомендуется производить анализ размерности искомой физической
величины по окончательной формуле для ее расчета, полученной в «общем виде».
3
При записи численного результата в «Ответе» задачи можно использовать
известные множители: кило (к), милли (мл), микро (мк), нано (н), пико (П), мега
(М) и т.д.
Основными требованиями к оформлению письменных ответов на теоретические вопросы экзаменационной работы по общей физике являются:
- последовательное движение от главного к второстепенному. Это значит, что необходимо начинать ответ на любой подпункт теоретического вопроса с раскрытия его
физической сущности (формулировка физического закона и его математическая запись; определение физической величины, ее обозначение и единица измерения; физическое явление и его природа и т.п.);
- описание всех физических величин в математической записи физического закона
(законов) и формул;
- выполнение не формальных, а аккуратных, имеющих физический смысл рисунков. Это значит, что каждый выполненный рисунок должен служить наиболее глубокому раскрытию физической сущности теоретического вопроса;
- раскрытие практической значимости теоретического вопроса на основании
школьных и лично приобретенных знаний;
- лаконичное и логически выстроенное изложение знаний. Это значит, что предложения должны быть короткими, не перегруженными деепричастными и причастными оборотами. Именно умение излагать мысли ясными, короткими предложениями отражает глубину понимания теоретического материала.
Общими требованиями к оформлению письменной экзаменационной работы
по общей физике являются:
- аккуратное оформление письменной работы в соответствии со всеми перечисленными выше требованиями при переписке с черновика (вне зависимости от почерка);
- пригодность черновика для оперативного анализа, который обязательно выполняет преподаватель в ходе проверки работы абитуриента для наиболее объективной
оценки его уровня знаний по общей физике.
4
Раздел 1. «Механика»
Кинематика
Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Средняя скорость. Ускорение. Тангенциальное и нормальное (центростремительное)
ускорение. Радиус кривизны траектории в данной точке траектории. Равномерное
и равнопеременное прямолинейное движение. Сложение скоростей.
Графики зависимости кинематических величин от времени в равномерном и
равнопеременном движении.
Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Движение тела,
брошенного под углом к горизонту.
Равномерное и равнопеременное движение по окружности. Кинематические
характеристики движения по окружности. Движение тела по наклонной поверхности.
Основы динамики
Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета. Принцип относительности Галилея. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Центр тяжести (центр
масс). Закон движения центра масс. Третий закон Ньютона. Статика. Сложение и
разложение сил. Момент силы. Условие равновесия рычага. Условия равновесия
твердых тел. Силы трения, коэффициент трения скольжения.
Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес
тела. Движение планет и искусственных спутников. Первая космическая скорость.
Законы сохранения в механике
Импульс тела. Импульс силы. Законы изменения и сохранения импульса.
Реактивное движение. Абсолютно упругий и абсолютно неупругие удары.
Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия
тела. Потенциальная энергия пружины. Законы изменения и сохранения механической энергии, сохранения и превращения энергии.
Жидкости и газы
5
Давление. Атмосферное давление. Абсолютное, избыточное, вакуумметрическое давления. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Сообщающиеся сосуды. Принцип работы гидравлического пресса. Архимедова сила для жидкостей и газов. Условие плавания тел. Закон Бернулли. Уравнение постоянства
расхода.
Раздел 2. «Молекулярная физика. Тепловые явления»
Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро. Молярная мера количества
вещества. Закон Дальтона.
Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температурная шкала.
Скорость молекул. Среднеквадратичная скорость молекул.
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).
Универсальная газовая постоянная. Постоянная Больцмана. Изотермический, изохорный, изобарный и адиабатный процессы. Показатель адиабаты.
Внутренняя энергия. Количество теплоты. Количество степеней свободы
молекулы. Удельная теплоемкость вещества. Уравнение теплового баланса. Работа в термодинамике. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первый
закон термодинамики). Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики.
Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его
максимальное значение. Прямые и обратные циклы. Прямой цикл Карно. Термический КПД цикла.
Испарение и конденсация. Зависимость температуры кипения жидкости от
давления.
Влажный воздух. Относительна и абсолютная влажность. Температура
точки росы.
Поверхностное натяжение жидкостей. Сила поверхностного натяжения.
Смачивание. Капиллярные явления.
6
Механические свойства твердых тел. Упругие деформации. Силы упругости. Закон Гука. Потенциальная энергия стальной пружины.
Раздел 3. «Основы электродинамики»
Электростатика
Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Понятие силовой
линии. Поверхностная плотность зарядов. Напряженность электрического поля
бесконечной одноименно заряженной плоскости. Напряженность электрического
поля двух бесконечных параллельных разноименно заряженных плоскостей. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость.
Работа электростатического поля при перемещении заряда. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов. Электроемкость. Конденсаторы. Плоский
конденсатор. Сила притяжения между пластинами плоского конденсатора. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Энергия электрического
поля.
Законы постоянного тока
Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Закон Ома для однородного
участка цепи. Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила. КПД источника тока. Ток короткого замыкания. Последовательное и параллельное соединение источников тока.
Закон Ома для полной цепи. Амперметр. Вольтметр. Расширение пределов измерений амперметров и вольтметров. Шунты. Работа и мощность тока. Электролиз.
1-й и 2-й законы Фарадея.
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Магнитное поле бесконечно длинного проводника с током и проводника конечной длины. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле кругового тока.
Индукция магнитного поля. Напряженность магнитного поля. Принцип суперпозиции магнитных полей. Сила, действующая на проводник с током в магнитном
7
поле. Закон Ампера. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость.
Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной
индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформаторы. Коэффициент трансформации. Индуктивность. Энергия магнитного поля.
Раздел 4. «Колебания и волны»
Механические колебания и волны
Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний. Математический маятник. Период колебаний математического маятника. Колебание
груза на пружине. Энергия колебательного движения. Превращение энергии при
гармонических колебаниях. Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Связь длины волны со скоростью ее
распространения. Звуковые волны. Скорость звука.
Электромагнитные колебания и волны
Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в
колебательном контуре. Период колебаний колебательного контура. Формула
Томсона. Вынужденные электрические колебания. Переменный электрический
ток. Напряжение на конденсаторе и индуктивности. Реактивное сопротивление.
Закон Ома для замкнутой цепи переменного тока. Мощность переменного тока.
Электромагнитные волны. Скорость их распространения. Свойства электромагнитных волн.
Раздел 5. «Оптика»
Прямолинейное распространение света. Скорость света. Показатель преломления. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.
Линза. Фокусное расстояние линзы. Оптическая сила линзы. Формула линзы.
Формула линзы, погруженной в жидкость. Построение изображений в плоском
зеркале и линзах. Оптические приборы.
8
Раздел 6. «Квантовая физика»
Световые кванты. Атом и атомное ядро
Внешний фотоэффект. Квант света. Уравнение Эйнштейна для внешнего
фотоэффекта. Постоянная Планка. Формула Эйнштейна.
Планетарная модель атома. Постулаты Бора. Испускание и поглощение
электромагнитных волн атомами. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи
атомных ядер. Ядерные реакции. Радиоактивность. Альфа- и бета-частицы,
гамма-излучение. Закон радиоактивного распада. Правило смещения. Спектры излучения атомов и молекул.
9
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика. Учебник для 9 класса средней школы. М.,
Просвещение;
2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. Учебник для 10 класса средней школы.
М., Просвещение;
3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. Учебник для 11 класса средней школы.
М., Просвещение;
4. Кабардин О.Ф. Физика. Справочные материалы. М. Просвещение;
5. Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования. М., Наука;
6. Кашина С.И., Сезонов Ю.И. Сборник задач по физике. М, Высшая школа;
7. Мясников С.П., Осанова Т.Н. Пособие по физике для подготовительного отделения. М., Просвещение;
8. Каган В.Л. Курс физики., М.,Аквариум;
9. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Вопросы и задачи по физике. (Анализ характерных
ошибок поступающих во втузы). М., Высшая школа;
10.Ланбсберг Г.С. Элементарный учебник физики, в 3-х томах. М., АОЗТ
«Шрайк»;
11.Коган Л.М. Учись решать задачи по физике. М., Высшая школа;
12.Задачи по физике. Под редакцией О.Я. Савченко. М., Наука;
13.Эллиот Л., Уилкокс У. Физика (перевод с английского под ред. А.И. Китайгородского). М., Наука.