Перечень примерных контрольных вопросов для самостоятельной работы по модулям

 

Первый модуль « Механика»

 

Кинематика и динамика поступательного движения твердого тела

1.    Что изучает кинематика?

2.    Какие основные модели материальных тел используются в механике?

3.    Что такое пространство и время?

4.    Что такое система отсчета, система координат?

5.    Какие системы координат вы знаете?

6.    Какие характеристики движения являются основными в кинематике?

7.    Что такое радиус-вектор точки и вектор перемещения?

8.    Дайте определение мгновенной скорости точки.

9.    Дайте определение мгновенного ускорения. Охарактеризуйте связь ускорения с радиус-вектором и скоростью.

10.  Что такое тангенциальное и нормальное ускорения?

11.  Сформулируйте первый закон Ньютона.

12.  Что такое сила? Функцией, каких величин в общем случае является сила?

13.  Какие фундаментальные виды взаимодействий возможны в физике?

14.  Что такое инертность тела? Что такое масса тела?

15.  Сформулируйте второй закон Ньютона.

16.  Что представляет собой уравнение движения тела в дифференциальной форме?

17.  Сформулируйте третий закон Ньютона.

18.  Определите границы применимости законов классической механики (динамики).

 

Кинематика и динамика вращательного движения твердого тела

1.    Что такое угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение? Связь угловой скорости с частотой и периодом вращения.

2. Какова связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками?

3. Какое движение твердого тела называют поступательным?

4. Какие тела называются абсолютно твердыми?

5. Чему равен момент импульса тела относительно оси?

6. Как определяется момент инерции тела относительно оси?

7. Как определяется момент силы относительно оси?

8. Запишите и поясните второй закон Ньютона для твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.

9. Сформулируйте теорему Штейнера.

10. Запишите выражение для кинетической энергии твердого тела, вращающегося вокруг закрепленной оси.

11. Проведите аналогию между величинами и формулами, описывающими поступательное и вращательное движение.

 

Законы сохранения в механике

1.    Что такое импульс тела в классической механике? Как определяется импульс тела?

2.    Сформулируйте закон сохранения импульса. Что такое замкнутая система тел?

3.    В каких случаях может сохраняться проекция импульса незамкнутой системы?

4.    Что такое работа силы? Что такое мощность?

5.    Как определяется кинетическая энергия частицы? Системы частиц?

6.    Какие силы называются потенциальными?

7.    Что такое консервативные и неконсервативные силы?

8.    Что такое потенциальная энергия в консервативном поле сил?

9.    Что такое энергия взаимодействия частиц?

10.              Как определяется полная механическая энергия системы частиц?

11.              Как связана полная механическая энергия с работой неконсервативных сил, действующих на систему?

12.              Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии системы. Может   ли этот закон выполняться для незамкнутых систем?

    

Тяготение. Неинерциальные системы отсчета

1.      Что такое вес тела?  В чем отличие веса от силы тяжести?

2.      Как объяснить возникновение невесомости при свободном падении?

3.      Что такое напряженность поля тяготения?

4.      Какое поле тяготения называется однородным? Центральным?

5.      Доказать, что силы тяготения консервативны.

6.      Какие траектории движения имеют спутники, получившие первую и вторую скорости?

7.      Чему равна центростремительная сила, действующая на лежащее на поверхности Земли тело, вращающаяся вместе с Землей?

8.      Как изменится модуль центробежной силы инерции, если скорость  вращения системы отсчета увеличить в n раз?

9.      Может ли сила Кориолиса изменить скорость частицы?

10.  Чему равна сила Кориолиса в случае, когда скорость частицы параллельна оси вращения системы?

11.  Объясните влияние сил Кориолиса на движение рек в северном и южном полушариях (рассмотрите движение рек, текущих по параллелям и меридианам).

 

Второй модуль: Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика

 

Молекулярно - кинетическая теория идеальных газов

1.    Что такое термодинамическая система?

2.    Чем отличаются термодинамический и статистический методы изучения свойств макросистем?

3.    Какие системы называются изолированными?

4.    Какие термодинамические параметры являются функциями состояния?

5.    Какие состояния называются стационарными (равновесными)?

6.    Какие процессы называются равновесными?

7.    Что такое уравнение состояния? Запишите и поясните уравнение состояния идеального газа.

8.    Какие процессы являются изотермическими, изобарическими, изохорическими? Приведите и поясните законы, которым подчиняются приведенные изопроцессы.

9.    Какой газ называется идеальным? Опишите атомно-молекулярную модель идеального газа.

10.    Что такое средняя квадратичная скорость молекул?

 

Основы термодинамики

1.    В чем особенности термодинамического метода?

2.    Какие процессы называются обратимыми, и в чем состоит условие обратимости?

3.    Дайте термодинамические определения понятий работы и теплоты.

4.    Сформулируйте первое начало  термодинамики.

5.    Какие процессы, называются адиабатическими и какие два способа их осуществляют

6.    За счет чего осуществляется работа при адиабатическом процессе?

7.    Запишите и поясните уравнение Пуассона.

8.    Работа идеального газа при изобарическом, изотермическом процессах.

9.    Работа идеального газа при адиабатическом процессе.

10.              Чем обусловлена важная роль цикла Карно?

11.    В чем состоит принципиальная и техническая стороны проблемы КПД тепловых машин?

12.    Приведите и поясните формулировку Томсона второго начала термодинамики.

13.    На основе анализа цикла тепловой машины покажите, какую роль играет холодильник и почему без него невозможен отличный от нуля КПД.

14.    Сформулируйте теорему Карно и ее физический смысл.

15.    Запишите первое начало термодинамики для обратимых процессов.

 

Третий модуль: Электричество и магнетизм

Электростатическое поле и его характеристики

1.    Перечислите и поясните основные свойства электрического заряда.

2.    В каких единицах измеряется заряд, напряженность электрического поля и потенциал в системе СИ?

3.    Какими величинами характеризуется макроскопический, непрерывным образом распределенный, заряд?

4.    Сформулируйте, запишите и поясните закон Кулона.

5.    Что такое напряженность и потенциал электрического поля?

6.    Какова связь между напряженностью и потенциалом?

7.    Запишите и поясните выражение для циркуляции и ротора вектора напряженности электростатического поля.

8.    В чем состоит и как выражается принцип суперпозиции электрического поля?

9.    Сформулируйте электростатическую теорему Гаусса – Остроградского; опишите области и порядок ее применения для расчета полей.

 

Проводники и диэлектрики в электрическом поле

1.    Что такое электроемкость уединенного проводника?

2.    Что такое электроемкость неуединенных  проводников, конденсаторы?

3.    Как вычисляется емкость конденсатора, емкость батарей конденсаторов? Единица измерения электроемкости в системе СИ.

4.    Чем определяется энергия взаимодействия зарядов?

5.    Чем определяется энергия электрического поля?

 

Законы постоянного тока

1.    Какие виды электрического тока вы знаете? Дайте определение каждому из них.

2.    Что такое сила тока и плотность тока? Какова связь между ними?

3.    Сформулируйте условия возникновения тока.

4.    Запишите и поясните закон Ома для замкнутой цепи.

5.    Что такое сторонние электродвижущие силы, ЭДС источника?

6.    Запишите и поясните закон Ома в интегральной форме.

7.    Запишите и поясните закон Джоуля - Ленца в интегральной и дифференциальной (локальной) формах.

8.    Сформулируйте и поясните первое правило Кирхгофа.

9.    Сформулируйте и поясните второе правило Кирхгофа.

10.    Сколько независимых уравнений для определения токов в цепи можно составить на основе первого и второго правил Кирхгофа?

 

Магнитное поле

1.    Сформулируйте и запишите закон взаимодействия между двумя элементами тока. В чем схожесть и различия законов ампера и кулона?

2.    Как вычислить силу взаимодействия между протяженными проводниками с током?

3.    Как взаимодействуют между собой тонкие прямолинейные параллельные проводники с током?

4.    Что такое вектор магнитной индукции?

5.    Сформулируйте и запишите закон Био-Савара-Лапласа.

6.    Как вычислить вектор магнитной индукции магнитных полей линейных токов?

7.    Как определяется величина и направление магнитного момента кругового тока?

8.    Каким образом графически изображаются магнитные поля?

9.    Что такое поток вектора магнитной индукции?

10.    Запишите и поясните формулу для силы Лоренца.

11.    Опишите движение заряженной частицы в магнитном поле.

12.    Опишите поведение рамки с током в магнитном поле.

13.    Как определяется работа, совершаемая силой ампера при перемещении замкнутого контура в магнитном поле?

14.    Чему равна циркуляция и ротор вектора магнитной индукции стационарного тока?

15.    Что такое коэффициенты индуктивности и взаимной индуктивности?

16.    Что такое намагничивание вещества?

17.    Какие вещества называются диа-, пара-, ферромагнетиками?

18.    Что такое вектор намагничивания и магнитная восприимчивость и как связаны между собой эти величины?

19.    Что такое вектор напряженности магнитного поля? Как он связан с вектором магнитной индукции?

 

Электромагнитная индукция

1.    Что такое электромагнитная индукция?

2.    Какие явления электромагнитной индукции вы знаете?

3.    К каким эффектам в среде и в вакууме приводит электромагнитная индукция?

4.    Приведите и объясните формулу для электромагнитной индукции.

5.    Сформулируйте правило Ленца для явлений самоиндукции и взаимной индукций, проиллюстрировав его примерами.

6.    Покажите, что магнитное поле токов обладает энергией.

7.    Чему равна энергия магнитного поля контура?

8.    Как направлен индукционный ток?

9.    Объясните петлю гестерезиса ферромагнетика.

 

Четвертый модуль: Колебания и волны

 

Механические и электромагнитные колебания

1.    Какие процессы называются колебательными?

2.    Какие колебания называются свободными и вынужденными?

3.    Какие колебания называются гармоническими?

4.    Что такое период, частота, круговая частота, фаза и амплитуда колебаний?

5.    Что такое фигуры Лиссажу? Как по виду фигур Лиссажу можно определить отношение частот складываемых колебаний?

6.    Какова связь амплитуды и фазы смещения, скорости и ускорения при прямолинейных гармонических колебаниях?

7.    Что такое гармонический осциллятор, пружинный, физический и математический маятники?

8.    Какие физические модели гармонических осцилляторов вы знаете?

9.    От чего зависит амплитуда и начальная фаза гармонических механических колебаний?

10.    Запишите и прокомментируйте формулы для кинетической, потенциальной и полной энергии при гармонических колебаниях.

11.    Запишите формулы для периодов колебаний пружинного, физического и математического маятников.

12.    Что такое приведенная длина физического маятника?

13.    Что такое биение? Чему равна частота биений, период?

14.    Как изменяется частота собственных колебаний с увеличением массы колеблющегося тела?

15.    По какому закону изменяется амплитуда затухающих колебаний? Являются ли затухающие колебания периодическими7

16.    Почему частота затухающих колебаний должна быть меньше частоты собственных колебаний системы?

17.    Что такое коэффициент затухания? Декремент затухания? В чем заключается физический смысл этих величин?

18.    Что такое автоколебания? В чем их отличие от вынужденных и свободных незатухающих колебаний? Где они применяются?

19.    Что такое вынужденные колебания?

20.    В чем состоит суть явления резонанса?

21.    От чего зависит амплитуда вынужденных колебаний? Запишите выражение для амплитуды и фазы при резонансе.

22.    От чего зависит индуктивное и емкостное сопротивления?

23.    Что называется реактивным сопротивление?

24.    Как сдвинуты по фазе колебания переменного напряжения и переменного тока, текущего через конденсатор, катушку индуктивности, резистор? Ответ обосновать с помощью векторных диаграмм.

25.    Назовите характерные признаки резонанса напряжений, резонанса токов. Приведите графики резонанса токов и напряжений.

26.    Как вычислить мощность, выделяемую в цепи переменного тока? Что называется коэффициентом мощности?

 

Упругие волны. Электромагнитные волны

1.    Что такое волна? Как объяснить распространение колебаний в упругой среде?

2.    Что называется поперечной и продольной волнами? Когда они возникают?

3.    Что такое волновой фронт, волновая поверхность?

4.    Что называется длиной волны? Какова связь между длиной волны, скоростью и периодом?

5.    Что такое звуковые волны? Звуковые волны в воздухе продольные или поперечные? Почему?

6.    От чего зависит громкость, высота и тембр звука?

7.    Что такое эффект Доплера?

 

Пятый модуль: Волновая и квантовая оптика

 

Геометрическая оптика

1.      В чем заключается физический смысл абсолютного показателя преломления среды?

  1. Что такое относительный показатель преломления?
  2. Прочитайте законы геометрической оптики.
  3. При каком условии наблюдается полное внутреннее отражение?
  4. В чем заключается принцип Ферма?
  5. Какая линза называется тонкой?

7.      Назовите характеристики тонкой линзы.

8.      Какие виды линз вам известны?

  1. Как осуществляется построение изображения в линзах?

Интерференция, дифракция света

  1. Рассчитать интерференционную картину, получающуюся при падении монохроматического света на плоскопараллельную прозрачную пленку.
  2. Почему центр колец Ньютона, наблюдаемых в проходящем свете, обычно светлый?
  3. Рассчитать радиус светлых и темных колец Ньютона в отраженном свете.

4.      Сформулируйте дополнения Френеля к принципу Гюйгенса.

5.      Объясните сущность метода зон Френеля.

6.      В чем заключается принцип действия зонных пластинок?

7.      Когда наблюдается дифракция Френеля? Дифракция Фраунгофера?

8.      Почему дифракция не наблюдается на больших отверстиях и больших дисках?

9.      Как влияет на дифракцию Фраунгофера от одной щели увеличение длины волны и ширины щели?

10.  Как определить наибольший порядок спектра дифракционной решетки?

11.  Запишите условия дифракционных минимумов для одной щели и главных максимумов для решетки. Каков характер этих дифракционных картин?

 

  Поляризация  света

  1. Что называется естественным светом? Плоскополяризованным светом? Частично поляризованным светом? Эллиптически поляризованным светом?
  2. Объяснить закон Малюса.
  3. Как практически можно отличить плоскополяризованный свет от естественного?
  4. Интенсивность естественного света, пропущенного через два поляризатора, уменьшилась вдвое. Как ориентированы поляризаторы?
  5. Чем замечателен угол Брюстера?
  6. Покажите, что при выполнении закона Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

 

Квантовая природа излучения

1.      В чем отличается серое тело от черного?

2.      Законы теплового излучения.

3.      В чем заключается физический смысл универсальной функции Кирхгофа?

  1. Как и во сколько раз изменится энергетическая светимость черного тела, если его термодинамическая температура уменьшится вдвое?
  2. Что называется фотоэффектом?
  3. Сформулируйте законы фотоэффекта.
  4. Чему равно отношение давлений света на зеркальную и зачерненную поверхности?
  5. В чем отличие характера взаимодействия фотона и электрона при фотоэффекте и эффекте Комптона?
  6. Как рассчитывается масса и импульс фотона?

 

Боровская модель атома

1. Какой смысл имеют числа m и n в обобщенной формуле Бальмера?

2. Разъясните смысл постулатов Бора.  Как с их помощью объяснить линейчатый спектр атома?

3. Пользуясь моделью Бора, укажите спектральные линии, которые могут возникнуть при переходе атома водорода в состояния с n=3 и n=4.

4. Сформулируйте соотношение неопределенностей  (для координат и проекций импульса) В. Гейзенберга и дайте им физическую интерпретацию.

 

Физика атомного ядра и элементарных частиц

1. Из каких элементарных частиц состоит атомное ядро?

2. Как определяется число протонов и нейтронов, входящих в состав атомного ядра?

3. Какова природа ядерных сил? Какими свойствами обладают ядерные силы?

4. Что такое дефект массы?

5. Дайте определение энергии связи, удельной энергии связи.

6. Что называется радиоактивностью? Какие виды радиоактивности вы знаете?

7. Сформулируйте и запишите закон радиоактивного распада.

8. Что называется периодом полураспада, временем жизни атомного ядра?

9. то такое постоянная радиоактивного распада?

10. Какие законы сохранения выполняются при радиоактивных превращениях?

11. В чем сущность реакции деления? Какая реакция называется цепной?

12. Элементарные частицы. Их классификация и взаимная превращаемость.

13. Четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильные, сла­бые, электромагнитные, гравитационные.

 

 


Последнее изменение: среда, 13 марта 2019, 19:13