ОтветыФизика

Экзаменационный билет № 1

1. Законы Ньютона

Первый закон Ньютона: Тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не действуют силы, изменяющие это состояние.
Второй закон Ньютона: Произведение массы тела на его ускорение равно действующей силе. Направление ускорения совпадает с направлением силы.
- Формула: $F = ma$ , где:
  - $F$ - сила,
  - $m$ - масса,
  - $a$ - ускорение.
Третий закон Ньютона: Действию всегда соответствует равное и противоположно направленное противодействие. Или: действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны.
- Формула: $F1 = -F2$

2. Электрическое поле, напряженность электрического поля

Электрическое поле: Особая форма материи, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом.
Напряженность электрического поля (E): Сила, действующая на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.
- Формулы:
  - $E = F/q$ , где:
    - $F$ - сила, действующая на заряд,
    - $q$ - величина заряда.
  - $E = k * |q| / r^2$ , где:
    - $k$ - электростатическая постоянная,
    - $q$ - заряд,
    - $r$ - расстояние от заряда.

3. Задача

Тело соскальзывает по наклонной плоскости, проходя за время $t = 10$ с путь $S = 2$ м. Начальная скорость тела равна нулю. Определить модуль ускорения тела.
Решение:
- Используем формулу: $S = at^2 / 2$
- Выражаем ускорение: $a = 2S / t^2$
- Подставляем значения: $a = (2 * 2) / 10^2 = 4 / 100 = 0.04 м/с^2$

Экзаменационный билет № 2

1. Оптические приборы

Оптические приборы в физике — устройства, в которых свет преобразуется (преломляется, отражается и т. д.) для измерения света, его интенсивности, длины волн и других оптических параметров.
Примеры: лупа, микроскоп, телескоп.

2. Закон Ома для участка цепи

Формула: $I = U / R$ , где:
- $I$ - сила тока,
- $U$ - напряжение,
- $R$ - сопротивление.

3. Задача

Конный отряд длиной 20 м движется вдоль оврага равномерно со скоростью 18 км/час. За какое время отряд пройдет овраг? Длина оврага 40 м.
Решение:
- Общее расстояние: $S = 20 + 40 = 60$ м
- Скорость: $v = 18 км/ч = 5 м/с$
- Время: $t = S / v = 60 / 5 = 12$ с

Экзаменационный билет № 3

1. Закон Джоуля-Ленца

Формула: $Q = A = IUt$ , где:
- $Q$ - количество теплоты,
- $A$ - работа,
- $I$ - сила тока,
- $U$ - напряжение,
- $t$ - время.

2. Механическое движение

Механическое движение: Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
Прямолинейное движение: Движение по прямой линии.
Равномерное движение: Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит одинаковые расстояния, то есть движется с постоянной скоростью.
Неравномерное движение: Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит неодинаковые расстояния, то есть тело движется с ускорением.

3. Задача

Тело скользит по горизонтальной плоскости. Найти коэффициент трения, если сила трения равна 5 кН, а сила давления тела на плоскость 20 Н. ( $F{тр} = 5000$ H, $Fд = 20$ H).
Решение:
- Коэффициент трения: $μ = F{тр} / Fд = 5000 / 20 = 250$

Экзаменационный билет № 4

1. Сила тяжести. Сила упругости

Сила тяжести: $F = mg$ , где:
- $m$ - масса тела,
- $g$ - ускорение свободного падения.
Сила упругости: $F = kx$ , где:
- $k$ - коэффициент упругости,
- $x$ - деформация.

2. Виды колебаний

Вынужденные колебания: Происходят под действием внешней периодически действующей силы. Примеры: движения вёсел плывущей лодки, биение сердца.
Свободные колебания: Возникают в системе, которую внешние силы вывели из равновесия и больше на неё не воздействуют. Происходят под действием внутренних сил, стремящихся вернуть систему в устойчивое положение. Примеры: движение качелей (если их толкнуть один раз), колебания груза, подвешенного на нити или пружине.
Автоколебания: Вынужденные колебания, при которых система сама управляет действием внешней силы (пример такой системы — механические часы).

3. Задача

Два шара, массы которых 500 г и 0,2 кг, движутся по гладкой горизонтальной поверхности навстречу друг другу со скоростями 1 м/с и 14,4 км/час. Определите их скорость $v$ после центрального абсолютно неупругого столкновения.
Решение:
- $m1 = 0.5$ кг, $v1 = 1$ м/с
- $m2 = 0.2$ кг, $v2 = 14.4 км/ч = 4$ м/с
- Закон сохранения импульса: $m1v1 - m2v2 = (m1 + m2)v$
- $0.5 * 1 - 0.2 * 4 = (0.5 + 0.2)v$
- $0.5 - 0.8 = 0.7v$
- $-0.3 = 0.7v$
- $v = -0.3 / 0.7 = -0.43$ м/с (скорость направлена в сторону движения второго шара).

Экзаменационный билет № 5

1. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа

Идеальный газ: Газ, в котором взаимодействием молекул между собой можно пренебречь. Разреженные газы, особенно близки к идеальным газы гелий и водород.
Основное уравнение МКТ: $pV = (m/M)RT$ , где:
- $p$ - давление,
- $V$ - объём,
- $m$ - масса газа,
- $M$ - молярная масса,
- $R$ - универсальная газовая постоянная,
- $T$ - температура.

2. Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещении заряда. Потенциал

Работа, совершаемая силами электрического поля: равна произведению заряда на разность потенциалов начальной и конечной точек траектории движения заряда.
Потенциал: Скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, определяющая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля.

3. Задача

Определите плотность кислорода при давлении 200 кПа, если средний квадрат скорости его молекул равен $10^6 м^2/с^2$ .
Решение:
- $P = 200 кПа = 200000 Па$
- $\overline{v^2} = 10^6 м^2/с^2$
- $p = ?$
- $p = 3P / \overline{v^2} = (3 * 200000) / 10^6 = 600000 / 10^6 = 0.6 кг/м^3$

Экзаменационный билет № 6

1. Динамика. Динамика поступательного движения. Силы в природе

Динамика: Раздел механики, изучающий закономерности движения тел, обусловленные действующими на них силами.
Динамика поступательного движения: Основана на втором законе Ньютона: в инерциальной системе отсчёта векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на сообщённое ему ускорение.
Силы в природе:
- Сила гравитации (сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками).
- Сила тяжести (сила, с которой Земля притягивает к себе тело).
- Сила реакции опоры (сила, с которой опора действует на тело).
- Сила натяжения нити (сила, с которой нить или подвес действует на тело).
- Вес тела (сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле давит на опору или растягивает подвес).
- Сила Архимеда (выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, действующая на погружённое в жидкость или газ тело).

2. Геометрическая оптика

Геометрическая оптика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах, отражения света от зеркально-отражающих поверхностей и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах без учёта его волновых свойств.

3. Задача

Определите параметры источника тока, если известно, что максимальная мощность, равная 40 Вт, выделяется при подключении резистора сопротивлением 10 Ом.
Решение:
- $P = I^2R$
- $I^2 = P/R = 40/10 = 4$
- $I = \sqrt{4} = 2$ A (сила тока)

Экзаменационный билет № 7

1. Линзы. Оптическая сила линзы

Линза: Оптически прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями. Существует два вида линз: выпуклые и вогнутые.
Оптическая сила линзы: Величина, характеризующая преломляющую способность линзы. Измеряется в диоптриях.
- Формула: $D = 1/F$ , где:
  - $D$ - оптическая сила,
  - $F$ - фокусное расстояние линзы.

2. Основные положения молекулярно-кинетической теории

Все вещества состоят из отдельных частиц — молекул и атомов.
Частицы находятся в непрерывном беспорядочном движении.
Молекулы и атомы взаимодействуют друг с другом.

3. Задача

Вагон массой 30 т (30 * $10^3$ кг), движущийся со скоростью 5,4 км/час (1.5 м/с), автоматически сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т (20000 кг). С какой скоростью стали двигаться вагоны?
Решение:
- Закон сохранения импульса: $m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v$
- $30000 * 1.5 = (30000 + 20000)v$
- $45000 = 50000v$
- $v = 45000 / 50000 = 0.9$ м/с

Экзаменационный билет № 8

1. Соединение конденсаторов

Параллельное соединение: Напряжение на всех конденсаторах одинаково, а заряды разные. Суммарный заряд на батарее параллельно соединённых конденсаторов равен сумме зарядов конденсаторов. Ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей отдельных конденсаторов.
Последовательное соединение: Заряды на обкладках всех конденсаторов одинаковы, а напряжения на конденсаторах разные. Полное напряжение на батарее равно сумме напряжений на отдельных конденсаторах.

2. Механические волны

Продольная волна: В упругой продольной волне возмущения представляют собой сжатия и разрежения среды. Продольные волны могут распространяться во всех средах (и в жидких, и в твёрдых, и в газообразных).
Поперечная волна: Волны, в которых колебания происходят перпендикулярно направлению их распространения, называются поперечными. Поперечные волны могут распространяться только в твёрдых телах.

3. Задача

Лифт массой 1,5 т (1500 кг) начинает подниматься с ускорением 1 м/с². Определите работу, которую совершает двигатель лифта в течение первых 2 с подъема.
Решение:
- $S = v_0t + at^2/2 = (1 * 2^2) / 2 = 2$ м
- $F = ma = 1500 * 1 = 1500$ Н
- $A = FS = 1500 * 2 = 3000$ Дж

Экзаменационный билет № 9

1. Закон Всемирного тяготения

Два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
- $F = G * (m1m2) / R^2$ , где:
 - $G$ - гравитационная постоянная,
 - $m1, m2$ - массы тел,
 - $R$ - расстояние между ними.

2. Природа света

Современные представления о природе света основаны на электромагнитной теории, разработанной Джеймсом Максвеллом. Свет — это электромагнитные колебания, то есть периодические изменения электрического и магнитного полей в пространстве.

3. Задача

Напряжённость однородного электрического поля между двумя параллельными пластинами 10 кВ/м (10000 В/м), расстояние между ними 5 см (0.05 м). Определите работу по перемещению заряда 5 мкКл (5 * $10^{-6}$ Кл) с одной пластины на другую.
Решение:
- $A = E * r * q = 10000 * 0.05 * 5 * 10^{-6} = 0.0025$ Дж

Экзаменационный билет № 10

1. Величины, характеризующие механическое движение

Время: В СИ измеряется в секундах (с).
Путь: Длина траектории (линии, по которой движется тело). В случае прямолинейного равномерного движения — длина отрезка (м).
Скорость: Характеризует быстроту перемещения и направление движения материальной точки (м/с).
Перемещение: Вектор, проведённый из начальной точки пути в конечную (м).
Ускорение: Векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости тела (м/с²).

2. Источники постоянного тока, свойства, напряжение, сила тока, ЭДС

Источники постоянного тока — это устройства, способные создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счёт работы сил неэлектростатического происхождения.
Свойства: Сторонние силы внутри источника заставляют заряды двигаться против сил электрического поля, благодаря чему на концах проводника поддерживается разность потенциалов и в цепи течёт ток.
ЭДС (электродвижущая сила): Характеризует основное свойство источника электроэнергии создавать и поддерживать разность потенциалов на его зажимах.
Напряжение: Разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, измеряется в вольтах (В).
Сила тока: Определяется как количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени, измеряется в амперах (А).
ЭДС измеряется в вольтах (В) и определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда.

3. Задача

При опытной проверке закона всемирного тяготения сила взаимодействия между двумя свинцовыми шарами массами 5 кг и 500 г (0.5 кг), расстояние между центрами которых 7 см (0,07 м), оказалась равной 34 нН (34 * $10^{-9}$ Н). Вычислите по этим данным гравитационную постоянную.
Решение:
- $F = G * (m1m2) / R^2$
- $34 * 10^{-9} = G * (5 * 0.5) / (0.07)^2$
- $34 * 10^{-9} = G * 2.5 / 0.0049$
- $G = (34 * 10^{-9} * 0.0049) / 2.5$
- $G = 6.66 * 10^{-11}$ Н*м²/кг²

Экзаменационный билет № 11

1. Внутренняя энергия идеального газа

Внутренняя энергия идеального газа — это суммарная кинетическая энергия (в среднем) движения всех его частиц. Для идеального газа внутренняя энергия равна кинетической энергии молекул, потому что потенциальная энергия взаимодействия равна нулю.

2. Линзы и его виды

Виды линз: выпуклые и вогнутые.
Выпуклые линзы: двояковыпуклая, плоско-выпуклая, вогнуто-выпуклая.

3. Задача

Определите сопротивление алюминиевого провода длиной 51,5 м и массой 200 г (0.2 кг). ($\rho_{ал} = 0,028 * 10^{-6}$ Ом*м, $\rho = 2700$ кг/м³)
Решение:
- $V = m/p = 0.2 / 2700 = 7.4 * 10^{-5}$ м³
- $S = V/L = (7.4 * 10^{-5}) / 51.5 = 1.4 * 10^{-6}$ м²
- $R = (p*L) / S = (0.028 * 10^{-6} * 51.5) / (1.4 * 10^{-6}) = 1.02$ Ом

Экзаменационный билет № 12

1. Уравнение Клапейрона-Менделеева

$pV = νRT$ , где:
- $p$ — давление;
- $V$ — объём газа;
- $ν$ — количество вещества в молях;
- $R$ — универсальная газовая постоянная, $R ≈ 8,314$ Дж/(моль⋅К);
- $T$ — термодинамическая температура, К.

2. Электроемкость. Конденсатор. Энергия электрического поля

Электроёмкость: Скалярная величина, характеризующая свойство конденсатора накапливать и сохранять электрические заряды и связанное с этими зарядами электрическое поле. Электроёмкость конденсатора равна отношению заряда одной из пластин к напряжению между ними.
Конденсатор: Устройство, предназначенное для накопления и хранения электрической энергии за счёт электрического поля. Он состоит из двух проводников (обкладок), разделённых диэлектриком.
Энергия электрического поля: Энергия проводника, обладающего зарядом, которая равна работе, затраченной, чтобы зарядить этот проводник. Также энергия электрического поля — это работа, которую нужно выполнить, чтобы переместить заряд по определённому пути в электрическом поле.

3. Задача

Сила тока в спирали электрокипятильника, включенного в сеть напряжением 220 В, равна 4 А. Какова длина нихромовой проволоки, из которой изготовлена спираль, если ее сечение 0,1 мм² (0.1 * $10^{-6}$ м²)?
Решение:
- R= U / I= 55 Ом
- L= RS / p
- $R = U/I = 220 / 4 = 55$ Ом
- $L = (R * S) / p$
- P нихрома= 1.1 ∗ $10^{-6}$ Ом*м
- L = (55 * 0.1 * 10^{-6}) /( 1.1 * 10^{-6})\
  =5 м

Экзаменационный билет № 13

1. Свободные и вынужденные колебания

Свободные колебания: Колебания, возникающие в системе, которую внешние силы вывели из равновесия и больше на неё не воздействуют.
Вынужденные колебания: Колебания, вызванные периодическим воздействием внешних сил.

2. Постоянный электрический ток

Электрический ток, не изменяющийся с течением времени по величине и направлению.

3. Задача

Трактор с тяговым усилием на крюке 15 кН (15000 Н) дает прицепу ускорение 0,5 м/с². какое ускорение дает трактор с тяговым усилием на крюке 60 кН (60000 Н) тому же прицепу?
Решение:
- $m1= m2$
- m= F / a
- F1/a1 = F2/a2 =>a2 = a1 F2 / F1.
- $a_2 = 0.5 * 60000 / 15000= 2$
- $a_2 = 2 м/с^2$

Экзаменационный билет № 14

1. Электрический заряд, поверхностная и объемная плотность заряда. Закон сохранения заряда. Закон Кулона

Электрический заряд: Физическая величина, характеризующая способность тел или частиц к электромагнитным взаимодействиям.
Поверхностная плотность заряда (σ): Физическая величина, численно равная заряду, распределённому на единице площади поверхности. Измеряется в Кл/м².
Объёмная плотность заряда (ρ): Физическая величина, численно равная заряду, заключённому в единице объёма тела. Измеряется в Кл/м³.
Закон сохранения электрического заряда: В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остаётся постоянной.
Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных точечных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними. $F = k * (q1q2) / r^2$

2. Энергия электрического поля

Энергия проводника, обладающего зарядом, которая равна работе, затраченной, чтобы зарядить этот проводник.

3. Задача

Мяч массой 0,5 кг набирает скорость 10 м/с после удара продолжительностью 0,02 секунды. Найди силу удара.
Решение:
- $a = (v - v_0) / t = 10 / 0.02 = 500$ м/с²
- $F = ma = 0.5 * 500 = 250$ Н

Экзаменационный билет № 15

1. Закон Ома для полной цепи

Формула закона: $I = ε / (R + r)$ , где:
- $ε$ — ЭДС источника напряжения (В);
- $I$ — сила тока в цепи (А);
- $R$ — сопротивление всех внешних элементов цепи (Ом);
- $r$ — внутреннее сопротивление источника напряжения (Ом).

2. Сила трения, сила Архимеда

Сила трения: $F_{тр} = μN$ , где:
- $F_{тр}$ — сила трения,
- $μ$ — коэффициент трения,
- $N$ — сила реакции опоры (вес тела).

3. Задача

Мотоциклист за первые 2 часа (7200 с) проехал 90 км (90000 м), а за оставшиеся 3 часа (10800 с) проехал 50 км (50000 м). Какова его средняя скорость на всем пути?
Решение:
- $v_1 = 90000 / 7200 = 12.5$ м/с
- $v_2 = 50000 / 10800 = 4.63$ м/с
- $v{ср} = (v1 + v_2)/2 = (12.5 + 4.63) / 2 = 8.565$ м/с

Экзаменационный билет № 16

1. Основные положения молекулярно-кинетической теории

Частицы находятся в непрерывном беспорядочном движении (тепловом движении).
Молекулы и атомы взаимодействуют друг с другом.

2. Геометрические законы оптики

Закон прямолинейного распространения света.
Закон независимости световых лучей.
Закон отражения света.
Закон преломления света.
Закон обратимости световых лучей.

3. Задача

Электрон начинает двигаться из одной точки электрического поля в другую. Какую скорость движения приобретает электрон, если напряжение между этими точками 9,8 В? Масса электрона 9,1 * $10^{-31}$ кг.
Решение:
- $eU = (mv^2) / 2$ , где e - заряд электрона = 1.6 * 10^-19
- $1.6 * 10^{-19} * 9.8= (9.1 * 10^{-31} * v^2) / 2$
- $15.68 * 10^{-19} = 4.55</li><li>10^{-31} * v^2$
- $v^2 = (15.68 * 10^{-19})/(4.55 * 10^{-31}) = 3.45 *10^{12}$
- v= $1.857*10^6 м/с$

Экзаменационный билет № 17

1. Основные понятия и уравнения кинематики

Система отсчёта: Тело, относительно которого рассматривается движение другого тела.
Траектория: Непрерывная линия, которую описывает движущаяся точка. Траектория может быть прямолинейной и криволинейной.
Перемещение и путь: Перемещение тела — отрезок, соединяющий две точки напрямую, векторная величина. Путь, пройденный телом, — длина его траектории.
Скорость и ускорение:
- $v = v0 + at$ . Уравнение для расчёта конечной скорости ( $v$ ), где $v0$ — начальная скорость, $a$ — ускорение, $t$ — время.
- $s = v_0t + (at^2) / 2$ . Уравнение для определения пути ( $s$ ), пройденного телом за время $t$ .
- $v^2 = v_0^2 + 2as$ . Позволяет найти скорость, зная расстояние и ускорение.
- $s = vt$ . Уравнение для расчёта пути при равномерном движении.
- $s = (v_0 + v)t / 2$ . Средняя скорость, умноженная на время.

2. Работа и мощность электрического тока

Работа электрического тока: Физическая величина, которая показывает, сколько энергии было затрачено или передано в процессе перемещения зарядов в электрическом поле. Формула расчёта: $A = U * I * t$ , где:
- $A$ — работа (в джоулях, Дж),
- $U$ — напряжение (в вольтах, В),
- $I$ — сила тока (в амперах, А),
- $t$ — время (в секундах, с).
Мощность электрического тока: Характеристика, показывающая, с какой скоростью совершается работа или, иначе говоря, сколько энергии расходуется или преобразуется в единицу времени. Формула расчёта: $P = A / t = U * I$ , где:
- $P$ — мощность (в ваттах, Вт),
- $A$ — работа (в джоулях),
- $t$ — время (в секундах),
- $U$ — напряжение,
- $I$ — сила тока.

3. Задача

Камень массой 1400 г (1.4 кг) брошен вертикально вверх. В начальный момент его энергия равна 200 Дж. На какую максимальную высоту поднимется камень?
Решение:
- $E = mgh$
- $h = E / (mg) = 200 / (1.4 * 9.81) = 14.57$ м

Экзаменационный билет № 18

1. Закон Джоуля-Ленца

$Q = A = IUt$

2. Линзы и оптические параметры

Линза: Деталь из прозрачного однородного материала, которая имеет две преломляющие полированные поверхности. Например, обе сферические или одну плоскую, а другую — сферическую.
Оптическая сила линзы: Физическая величина, характеризующая преломляющую способность линз и оптических систем линз. Обозначается латинской буквой D и измеряется в диоптриях (дптр).
Фокусное расстояние линзы: Расстояние от центра линзы до точки фокуса. Зависит от кривизны поверхностей, ограничивающих линзу: чем больше кривизна, тем меньше фокусное расстояние.
**Линейное увеличение ли