механика. основы молекулярной физики

Министерство образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра общей и экспериментальной физики
531 (07)
В672
Ю.В. Волегов, Е.В. Голубев, Е.Л. Шахин
МЕХАНИКА. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ
И ТЕРМОДИНАМИКИ
Задания для программированного контроля знаний
на лабораторных занятиях
Челябинск
Издательство ЮУрГУ
2004
УДК 531 (075.8)+539.19 (075.8)+536 (075.8)
Механика. Основы молекулярной физики и термодинамики: Задания для
программированного контроля знаний на лабораторных занятиях /Составители:
Ю.В. Волегов, Е.В. Голубев, Е.Л. Шахин; Под ред. Ю.В. Волегова. – Челябинск:
ЮУрГУ, 2004. – 59 с.
Данная работа имеет цель помочь студентам привести в систему полученные знания, а также помочь преподавателю проверить подготовленность студентов к выполнению лабораторных работ. При составлении программированных заданий использовался выборочно-конструктивный метод ответов. Задания рассчитаны на 10 – 15 мин. Они могут быть использованы для опроса в компьютерном
классе.
Одобрено объединенным научно-методическим советом по физике.
Рецензенты: А.В. Толчев, Т.В. Незнаева.
2
Задание № 1
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение закона сохранения импульса"
Вариант 1-1
1. Импульс силы – это ...
2. Система тел замкнута, если ...
3. Двигающийся со скоростью υ1 бильярдный шар ударяется о такой же массы
неподвижный шар. Какой из рисунков, приведенных в ответах, соответствует
движению шаров после удара?
4. Чему равен коэффициент восстановления энергии для удара, указанного в
предыдущем вопросе?
5. Систематическая погрешность измерения угла отклонения равна …
Вариант 1-2
1. Импульс тела – это ...
2. Система тел замкнута и консервативна, если ...
3. Двигающийся со скоростью υ1 пластилиновый шар ударяется о такой же
неподвижный шар. Какой из рисунков, приведенных в ответах, соответствует
движению шаров после удара?
4. Чему равен коэффициент восстановления энергии для удара, указанного в
предыдущем вопросе?
5. Случайная погрешность измерения угла отклонения равна ...
Выберите правильные ответы:
1
1
;
3. K = ;
2
4
4. ... характеристика взаимодействия тел, равная ∫ Fdt ;
r
5. ... характеристика движения тел, равная mυ ;
r
6. ... характеристика взаимодействия тел, равная ma ;
7. ... механическая энергия тел сохраняется при отсутствии внешних сил;
8. ... суммарный импульс тел сохраняется;
9. ... внутренние силы взаимодействия тел попарно равны;
10.
u1 = 0
u2 = υ1 ;
11.
u12 =υ1 ;
1. K = 1 ;
12.
2. K =
u12 = 12 υ1 ;
13.
14. ... половине цены деления шкалы; 15. t p ,n
3
u1 = υ1
∑ (γ i −
u2 = υ 2 ;
γ
n(n − 1)
)
2
; 16.
δγ
.
γ
Вариант 1-3
1. Импульс системы тел сохраняется, если ...
2. При неупругом ударе кинетическая энергия тел ...
3. Если удар двух тел упругий, то закон сохранения импульса имеет вид …
4. Если шарик упруго ударяется о стенку, то ...
2
(m + m2 )γ 12
5. Если k = 1
, то относительная случайная погрешность измерения
m1 β12
коэффициента восстановления энергии равна ...
Вариант 1-4
1. Механическая энергия системы тел сохраняется, если ...
2. Если удар двух тел неупругий, то закон сохранения энергии имеет вид:…
3. Если пластилиновый шарик ударяется о стенку, то ...
4. Коэффициент восстановления энергии меньше единицы, если кинетическая
энергия при ударе ...
2
(m + m2 )γ 12
5. Если k = 1
, то относительная систематическая погрешность изm1 β12
мерения коэффициента восстановления энергии (массы измерены точно) равна ...
Выберите правильные ответы:
1. t p ,n
3.
∑ ( ki −
2δγ 12
γ 12
k
n(n − 1)
)
2
;
;
2
2
2
2
2.
 2θγ 12   2θβ12 

 + 
 ;
γ
β
12
12

 

4.
 2δγ 12   2δβ12 

 + 
 ;
γ
β
 12   12 
5. ... внутренние силы консервативны, а внешние отсутствуют;
6. ... коэффициент восстановления энергии равен нулю;
7. ... частично или полностью превращается в тепло, работу неупругой деформации;
r
r
r
r
r
r
r
8. m1υ1 + m2υ 2 = (m1 + m2 )u12 ;
9. m1υ1 + m2υ 2 = m1u2 + m2u2 ;
2
m1υ12 m2υ 22 m1u12 m2u22
m1υ12 m2υ 22 (m1 + m2 )u12
10.
+
=
+
;
11.
+
=
+Q;
2
2
2
2
2
2
2
12. ... отражается с такой же по величине скоростью;
13. ... силы взаимодействия тел попарно равны и консервативны;
14. ... полностью превращается в работу деформации в первой фазе удара и
частично восстанавливается во второй фазе.
4
Вариант 1-5
1. После неупругого удара ...
2. Коэффициент восстановления энергии равен ...
3. Если удар двух тел абсолютно неупругий, то закон сохранения импульса
имеет вид:
4. Пластилиновый шар, двигающийся со скоростью υ1 , ударяет о такой же неподвижный шар. С какой скоростью будет двигаться второй шар?
5. Если измерения углов отклонения проводят многократно, то ...
Вариант 1-6
1. Неупругое взаимодействие тел заканчивается в момент, когда...
2. После упругого удара тел ...
3. Два пластилиновых шара с равными, но противоположно направленными
векторами импульсов, соударяются. Какой вид имеет закон сохранения энергии?
4. Бильярдный шар, движущийся со скоростью υ1 , ударяет точно такой же
шар и останавливается. С какой скоростью будет двигаться второй шар?
5. Если измерение масс шаров проведено один раз, то ...
Выберите правильные ответы:
1.
2.
3.
4.
... относительной величине потерь энергии при ударе;
... доле механической энергии, оставшейся после удара;
... относительная скорость равна нулю;
... кинетическая энергия равна энергии до удара;
2
m1υ12 m2υ 22 (m1 + m2 )u12
5.
+
=
;
2
2
2
m1υ12 m2υ 22
+
=Q ;
6.
2
2
r
r
r
7. m1υ1 + m2υ 2 = (m1 + m2 )u12 ;
r
r
8. m1υ1 + m2υ 2 = 0 ;
9. υ1 ;
10.
υ1
2
11. 2υ1 ;
;
12. ... уменьшается случайная погрешность измерения;
13. ... точнее можно найти среднее арифметическое значение;
14. ... случайную погрешность не оценивают.
5
Вариант 1-7
1. Взаимодействие тел называется ударом, если ...
2. Закон сохранения импульса для удара двух пластилиновых шаров, движущихся навстречу друг другу с равными импульсами, имеет вид …
3. Маленький бильярдный шар ударяется о неподвижный большой шар. На
каком из рисунков в приведенных ответах, показано движение тел после удара?
4. Коэффициент восстановления энергии для удара большого пластилинового
шара о неподвижный маленький примерно равен ...
5. Случайная погрешность измерения угла отклонения первого шара, отводимого к магниту, ...
Вариант 1-8
1. Для удара тел закон сохранения импульса применим, даже если система тел
не замкнута, потому, что ...
2. Удар тел является упругим, если ...
3. Большой бильярдный шар ударяется о неподвижный маленький. На каком
из рисунков, приведенных в ответах, показано движение тел после удара?
4. Коэффициент восстановления энергии для удара двух пластилиновых шаров,
движущихся навстречу друг другу с равными по величине импульсами, равен ...
5. Систематическая погрешность измерения угла отклонения шара ...
Выберите правильные ответы:
1. ... отсутствует;
2. ... равна половине цены деления шкалы;
3. δβ = t p ,n
∑ ( βi −
β
)
2
r
r
4. m1υ1 + m2υ 2 = 0 ;
;
n(n − 1)
r
5. m1υ1 + m2υ 2 = (m1 + m2 )u12 ;
r
r
6. ... тела после удара двигаются совместно;
7. ... энергия деформации тел превращается в кинетическую энергию;
8. ... происходит кратковременно и силы взаимодействия сравнительно большие;
9. ... одно тело действует на другое с силами отталкивания;
r
r
r
r
10. u1
u2
11.
u1
u2
12.
13. … силы взаимодействия много больше внешних сил;
15. K = 0 .
14. K = 1 ;
6
r
u12
Вариант 1-9
1. Удар двух тел называется абсолютно неупругим, если ...
2. Механическая энергия при ударе сохраняется, если ...
3. Большое и маленькое тела движутся навстречу друг другу с равными скоростями. Которое из них испытывает большую силу при неупругом ударе?
2
m1υ12 m2υ 22 (m1 + m2 )u12
+
>
4. Неравенство
справедливо, если ...
2
2
2
5. По результатам измерений можно заключить, что закон сохранения импульса выполняется, если ...
Вариант 1-10
1. Удар двух тел называется абсолютно упругим, если ...
2. Если E1 и E2 – кинетические энергии системы тел до и после удара, то коэффициент восстановления энергии ...
3. Большое и маленькое тела движутся навстречу друг другу с равными скоростями. Которое из тел получит большее изменение импульса при упругом ударе?
r
r
4. Равенство m1υ1 + m2υ 2 = 0 справедливо, если ...
5. По результатам измерений можно заключить, что закон сохранения механической энергии выполняется, если ...
Выберите правильные ответы:
1. ... коэффициент восстановления энергии для упругого удара отличается от
единицы в пределах погрешности;
2. ... значения величин до и после удара точно равны друг другу;
3. ... разность значений импульса до и после удара сравнима с погрешностью
измерения импульса;
4. ... взаимодействие тел при ударе заканчивается на фазе деформации;
5. ... потенциальная энергия деформации во второй фазе взаимодействия полностью превращается в кинетическую;
6. ... маленькое;
7. ... большое;
8. ... одинаково оба;
9. ... тела движутся навстречу друг другу с равными импульсами и удар неупругий;
10. ... соударение тел не происходит;
11. k =
E2 − E1
;
E1
12. k =
E2
;
E1
7
13. k =
E1
.
E2
Задание № 2
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Определение скорости пули"
Вариант 2-1
1. Момент импульса материальной точки относительно оси равен...
2. Угловая скорость маятника после попадания
пули в мишень (см. рис.) сонаправлена с вектором...
3. Момент импульса крутильно-баллистического
маятника относительно оси после удара равен ...
4. Если уменьшить расстояние между подвижными цилиндрами на крестовине маятника, то
уменьшится величина ...
5. Какие из перечисленных величин: m, l , ω , υ , T
подвергаются при выполнении работы прямым измерениям?
Вариант 2-2
1. Момент импульса абсолютно твердого тела относительно оси z равен ...
2. Угловое ускорение маятника в момент после
удара пули о мишень (см. рис.) сонаправлено с вектором ...
3. Момент импульса крутильно-баллистического
маятника относительно оси до удара равен ...
4. Если изменить расстояние между подвижными цилиндрами на крестовине маятника, то останется неизменной величина ...
5. Какие из перечисленных величин: m, l , ω , υ , T
подвергаются при выполнении работы косвенным измерениям?
Выберите правильные ответы:
1. ... угловой скорости маятника после удара;
2. ... момента инерции маятника;
3. ... скорости пули;
4. m, l , T ; 5. m, l ; 6. ω , υ ; 7. ω , υ , T ; 8. ( J n + J )ω ; 9. J ω z ;
r
r
r
r
r
10. mυ r ; 11. l x ; 12. 0;
13. l y ;
14. − l y ;
15. l z ; 16. − l z .
8
Вариант 2-3
1. Если удар двух тел абсолютно неупругий, то закон сохранения момента импульса относительно оси имеет вид:
2. Момент импульса пули относительно оси в
момент перед ударом о мишень (см. рис.) сонаправлен с вектором ...
3. Период колебаний маятника возрастет, если
увеличить ...
4. Если уменьшить расстояние между подвижными цилиндрами на крестовине маятника, то после удара пули о мишень угол отклонения маятника ...
5. Случайная погрешность измерения угла поворота маятника (ϕ = x) равна ...
Вариант 2-4
1. Если удар двух тел системы близок к абсолютно упругому, то закон сохранения момента импульса относительно оси можно записать в виде ...
2. Момент импульса крутильно-баллистического маятника относительно оси в момент после удара пули о мишень (см. рис.) сонаправлен с вектором ...
3. Начальная угловая скорость маятника возрастет, если уменьшить ...
4. Если на подвижные цилиндры укрепить насадки, то после удара пули угол отклонения маятника ...
5. Систематическая погрешность измерения массы пули (m = x) равна ...
Выберите правильные ответы:
1. ... скорость пули;
2. ... угол поворота маятника;
3. ... расстояние между подвижными цилиндрами;
4. ... увеличится;
5. ... уменьшится;
6. ... останется неизменной;
7. ... единице последнего разряда цифрового прибора;
8. ... расстояние от оси маятника до точки удара пули;
10. J1ω1z + J 2ω2 z = J1'ω1' z + J 2' ω2' z ;
9. J1ω1z + J 2ω 2 z = ( J1' + J 2' )ω z ;
J1ω12 J 2ω22 J1'ω1'2 J 2' ω2'2
J1ω12 J 2ω22 ( J1' + J 2' )ω 2
+
=
+
;
+
=
;
12.
11.
2
2
2
2
2
2
2
r
r
r
r
( xi − x ) 2
∑
13. l x ; 14. − l x ; 15. l z ; 16. − l z ;
17. t p ,n
.
n(n − 1)
9
Вариант 2-5
1. Согласно определению, момент инерции материальной точки относительно
оси равен …
2. Момент импульса пули до удара относительно оси (см. рис.) сонаправлен с вектором ...
3. Если угол поворота маятника изменяется по
2π
гармоническому закону ϕ = ϕ0 cos t , то угловая
T
скорость маятника ...
4. Если увеличить массу подвижных цилиндров, то период колебаний маятника ...
5. Если y = kx + b , где x – измеряемая величина, то систематическая погрешность измерения величины y равна ...
Вариант 2-6
1. Согласно определению, момент инерции абсолютно твердого тела равен ...
2. Момент импульса пули после удара о мишень относительно оси (см. рис.) сонаправлен с
вектором ...
3. Если крутильно-баллистический маятник со2π
вершает колебания по закону ϕ = ϕ0 cos t , то угT
ловое ускорение ...
4. Если отклонить маятник на угол, больше начального, то период колебаний ...
k
5. Если y = + b , где x – измеряемая величина, то систематическая погрешx
ность измерения величины y равна ...
Выберите правильные ответы:
1. ... увеличится;
r
r
4. l z ;
5. − l z ;
2. ... уменьшится;
r
r
6. l x ;
7. − l x ;
9. ∫ r 2 dm ; 10. mr 2 ;
11. J 0 + mr 2 ;
2π
2π
sin
t;
12. ϕ 0
T
T
2π
 2π 
13. −ϕ0 
 cos t ;
T
 T 
15. θ y = k θ x ;
16. θ y = (k θ x) 2 + b 2 ;
2
10
3. ... останется неизменным;
r
8. l y ;
2π
2π
sin
t;
T
T
kθ x
17. θ y = 2 .
x
14. −ϕ 0
Вариант 2-7
1. Удар называется абсолютно упругим, если
деформация тел после удара ...
2. В каком направлении летела пуля до удара
(см. рис.), если угловая скорость маятника после
r
удара сонаправлена с вектором l z ?
3. Каким способом в работе можно увеличить
период колебаний маятника?
4. Если увеличить расстояние между подвижными цилиндрами, то угол отклонения маятника после удара пули о мишень ...
5. Систематическую погрешность измерения скорости пули υ можно оценить
по формуле …
Вариант 2-8
1. Удар называется абсолютно неупругим, если
деформация, возникающая в телах при ударе, после
удара ...
2. Как направлен вектор угловой скорости маятника, если его момент импульса противоположен
r
вектору l z (см. рис.)?
3. Каким способом в работе можно уменьшить
момент инерции маятника?
4. Если уменьшить расстояние между подвижными цилиндрами, то период
колебаний маятника ...
5. Случайную погрешность измерения скорости пули υ можно оценить по
формуле …
Выберите правильные ответы:
1. ... уменьшить расстояние между подвижными цилиндрами;
2. ... увеличить расстояние между подвижными цилиндрами;
3. ... полностью исчезает и тела двигаются с разными скоростями;
4. ... сохраняется и тела двигаются вместе;
5. ... увеличить массу пули при той же скорости;
6. ... увеличится;
7. ... уменьшится;
8. ... не изменится;
r
r
r
r
10. − l y ;
11. l z ;
12. − l z ;
9. l y ;
2
2
2
2
 θ J   θ m   θ r   4θ l 
13. θυ = υ 
 ; 14. θυ = υ
 +
 +  +
 J   m   r   l1 − l0 
15. ... как половину цены деления шкалы.
11
2
2
 θ J   θω 

 +
 ;
 J  ω 
Вариант 2-9
1. Физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора материальной точки на
импульс этой точки, называется ...
2. Для системы "пуля – крутильно-баллистический маятник" справедлив закон сохранения момента
импульса, так как ...
3. Как изменится момент инерции маятника, если
сместить подвижные цилиндры от оси вращения (см. рис.)?
4. Угловая скорость маятника после удара пули о мишень не зависит от ...
5. Систематическую погрешность измерения угла поворота маятника можно
оценить ...
Вариант 2-10
1. Физическая величина, равная произведению момента инерции тела на проекцию угловой скорости на
ось вращения, называется ...
2. Для системы "пуля – крутильно-баллистический
маятник" закон сохранения механической энергии не
применим, так как ...
3. Как изменится момент инерции крутильнобаллистического маятника, если сместить подвижные
цилиндры от краев крестовины к оси вращения на расстояние a (см. рис.)?
4. Момент импульса пули до удара о мишень зависит от ...
5. Случайную погрешность измерения угла поворота маятника можно оценить ...
Выберите правильные ответы:
1. ... работа неконсервативных сил равна нулю;
2. ... часть механической энергии пули превращается в работу деформации;
3. ... сумма моментов всех внешних сил относительно оси вращения равна 0;
4. ... увеличится;
5. ... уменьшится;
6. ... не изменится;
7. ... моментом инерции; 8. ... моментом импульса;
9. ... моментом силы;
10. ... массы m и скорости пули υ ;
11. ... коэффициента упругости нити маятника k ;
12. ... расстояния от оси до точки удара пули r ;
13. ... как половину цены деления шкалы;
14. δϕ = t p ,n
∑ (ϕi −
ϕ )2
n(n − 1)
2
15. δϕ = ϕ
;
12
2
 δ T   δω 

 +
 .
 T  ω 
Задание № 3
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение законов вращательного движения"
Вариант 3-1
1. Величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости, есть ...
2. Как направлен вектор момента силы натяжения нити относительно оси вращения маятника (см. рис.)?
3. Момент инерции определяется выражением ...
4. Угловое ускорение маятника увеличится, если ...
5. Систематическую погрешность высоты падения груза можно оценить ...
Вариант 3-2
1. Отношение момента силы к моменту инерции тела – это ...
2. Угловое ускорение маятника Обербека (см. рис.) направлено ...
3. Основной закон динамики вращательного движения имеет
вид ...
4. Угловое ускорение маятника уменьшится, если ...
5. Систематическую погрешность измерения радиуса шкива
можно оценить ...
Выберите правильные ответы:
1. ... по касательной к шкиву;
2. ... к нам;
3. ... от нас;
4. ... угловое ускорение;
5. ... нормальное ускорение;
6. ... раздвинуть подвижные цилиндры;
7. ... положить в чашку груз большей массы;
r r
8. J ε = M ;
9. J = ∫ r 2 dm ;
10. M = mgr ;
11. ... половине цены деления шкалы измерительного прибора;
12. ... по формуле δ x = t p ,n
∑ ( xi −
x )2
;
n(n − 1)
13. ... по классу точности измерительного прибора;
14. ... увеличить диаметр блока, через который переброшена нить;
15. ... увеличить высоту падения груза.
13
Вариант 3-3
1. Согласно основному закону динамики вращательного движения угловое ускорение есть …
2. Момент инерции тела, по определению, равен ...
3. Если увеличить массу груза в чашке маятника, то угловое ускорение ...
4. Если раздвинуть подвижные цилиндры от оси маятника,
то угол наклона прямой на рисунке ...
5. Случайную погрешность измерения момента инерции
рекомендуется оценить ...
Вариант 3-4
1. Момент силы, по определению, это ...
2. По определению угловое ускорение тела – это ...
3. Если раздвинуть подвижные цилиндры от оси вращения
маятника, то угловое ускорение ...
4. Если увеличить массу груза в чашке, то угол наклона
прямой на рисунке ...
5. Случайную погрешность измерения высоты падения груза ...
Выберите правильные ответы:
1. ... увеличится;
2. ... уменьшится;
3. ... не изменится;
4. ... векторное произведение радиуса-вектора точки приложения силы на вектор силы;
5. ... отношение вектора момента силы к моменту инерции;
6. ... первая производная по времени от угловой скорости;
7. ... произведение силы на время ее действия;
8. ... не определяют, так как измерения однократные;
J − J min
;
9. ... по формуле δ J = max
2 n
10. ... графически по отклонению точек от экспериментальной прямой;
11. J = J 0 + ma 2 ;
14. J =
M
ε
;
12. J = mr 2 ;
15. J =
M 2 − M1
.
ε 2 − ε1
14
13. J = ∑ mi ri2 ;
Вариант 3-5
1. Основной закон динамики вращательного движения имеет вид …
2. По определению вектор момента силы равен произведению ...
3. В данной работе угловое ускорение крестовины маятника рассчитывают по
формуле …
4. Груз маятника с учетом постоянного момента сил трения падает ...
5. Систематическую погрешность измерения времени электронным секундомером можно оценить как ...
Вариант 3-6
1. Модуль вектора момента силы равен произведению ...
2. Связь между тангенциальным и угловым ускорением точки имеет вид ...
3. Крестовина маятника, с учетом постоянного момента сил трения, вращается ...
4. В данной работе момент силы находится по формуле ...
5. Систематическую погрешность измерения массы груза на электронных весах можно оценить как ...
Выберите правильные ответы:
1. … равноускоренно; 2. ... равнозамедленно; 3. ... с постоянной скоростью;
2h
4. ε = 2 ;
t r
7. ε =
a
;
r
r
M
;
5. ε =
J
r
r F
6. a = ;
m
r
8. M = mr ( g − a) ≈ mgr ;
9. ... силы на плечо;
10. ... углового ускорения на момент инерции;
11. ... силы на время действия силы;
12. ... радиуса-вектора точки приложения силы на вектор силы;
13. ... цену деления шкалы прибора;
14. ... единицу последнего разряда;
15. ... по формуле δ x = t p ,n
∑ ( xi −
x )2
n(n − 1)
15
.
Вариант 3-7
1. Основной закон динамики вращательного движения формулируется так:
2. Момент инерции тела тем больше, чем ...
3. Если намотать нить на шкив большего радиуса, то ускорение груза ...
4. Угол наклона прямой на рисунке при увеличении массы
груза в чашке ...
J − J min
5. В формуле δ J = max
, J max – это ...
2 n
Вариант 3-8
1. Момент инерции тела – это ...
2. Согласно основному закону динамики вращательного
движения угловое ускорение тела тем больше, чем ...
3. Если подвижные цилиндры снять, то угловое ускорение
крестовины ...
4. Отрезок, отсекаемый экспериментальной прямой на оси
абсцисс на рисунке, тем больше, чем ...
J − J min
5. В формуле δ J = max
, J min – это ...
2 n
Выберите правильные ответы:
1. ... больше вектор момента силы;
2. ... больше угловое ускорение тела;
3. ... дальше от оси вращения расположены части тела;
4. ... больше силы трения;
5. ... угловое ускорение пропорционально моменту силы и обратно пропорционально моменту инерции тела;
6. ... угловое ускорение точки пропорционально тангенциальному и обратно
пропорционально радиусу кривизны траектории;
7. ... мера инертности тела при вращении, равная J = ∫ r 2 dm ;
8. ... мера силового воздействия на вращающееся тело J =
M
ε
;
9. ... увеличится;
10. ... уменьшится;
11. ... не изменится;
12. ... угловой коэффициент прямой на графике ε ( M ) , проведенной под наибольшим углом через точки;
13. ... тангенс угла наклона прямой на графике ε ( M ) , проведенной под наименьшим углом через точки;
14. … значение момента инерции крестовины при максимальном грузе в чашке.
16
Вариант 3-9
1. Основной закон динамики вращательного движения
имеет вид:
2. Если бы момент инерции маятника и сила трения были
ничтожно малы, то ...
3. Как направлен на рисунке вектор тангенциального ускорения точек обода шкива маятника при падении груза?
4. На какой маятник действует больший момент сил трения (см. рис.)?
5. Какую погрешность допускают, вычисляя момент силы
по формуле M = mgr ?
Вариант 3-10
1. Момент инерции тела, по определению, находится из
уравнения ...
2. Как направлен (см. рис.) момент сил трения, действующий на крестовину при падении груза?
3. Момент силы, действующий на маятник, находят по
формуле M = mgr , так как ...
4. Из двух маятников на графике больший момент инерции
имеет ...
5. Если M = mgr , то систематическую погрешность измерения момента силы через погрешности прямых измерений
массы и радиуса можно оценить ...
Выберите правильные ответы:
1. ... маятник 1; 2. ... маятник 2; 3. ... одинаковы для обоих маятников;
4. ... груз падает с ускорением свободного падения g ;
5. ... груз падает с ускорением, незначительным по сравнению с ускорением
свободного падения;
6. ... по оси от нас; 7. ... по оси к нам;
8. ... по касательной к шкиву;
9. ... против хода часовой стрелки;
θM
2
2
θm  θr 
11.
10. θ M = mra ;
= 
 +  ;
M
 m   r 
r
r M
a 2h
13. ε =
; 14. ε = = 2 ; 15. J = ∑ mi ri2 ;
J
r t r
17
12 θ M = θ m + θ r ;
16. J =
M 2 − M1
.
ε 2 − ε1
Задание №4
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение прецессии гироскопа"
Вариант 4-1
1. Основной закон динамики вращательного движения выражается уравнением ...
2. Угловую скорость прецессии гироскопа рассчитывают по формуле:
3. Прецессия гироскопа наблюдается, если вектор момента
силы направлен ...
4. Если на гироскоп действует момент силы постоянного
направления, то ось гироскопа со временем установится ...
5. На графике ω пр ( M ) (см. рис.) прямая 2 соответствует гироскопу ...
Вариант 4-2
1. Момент импульса тела выражается формулой ...
2. Вектор угловой скорости прецессии направлен ...
3. Если на гироскоп действует момент силы, все время направленный вдоль момента импульса гироскопа, то ось гироскопа будет расположена ...
4. На графике ω пр ( M ) (см. рис.) прямая 1 соответствует гироскопу ...
5. Систематическая погрешность измерения времени электронным секундомером равна ...
Выберите правильные ответы:
1. ... всегда перпендикулярно моменту импульса;
r r
2. ... перпендикулярно плоскости, в которой лежат вектора M и L ;
3. ... вдоль направления вектора момента силы;
4. ... в первоначальном направлении;
5. ... с большим значением момента импульса;
6. ... с большим грузом на оси;
7. ... большим расстоянием от груза до гироскопа;
8. ... сбалансированному;
r
r
ϕ
M
2π
9. L = J ω ;
10. ω =
;
11. ω = ;
12. ω =
;
t
L
T
r r
(Ti − T ) 2
∑
13. ... единице последнего разряда; 14. t p , n
; 15. dL = Mdt ;
n(n − 1)
18
Вариант 4-3
1. Чему равен момент силы тяжести груза относительно
оси y (см. рис.)?
2. Как направлен вектор момента импульса гироскопа,
вращающегося вокруг оси x против часовой стрелки, если
смотреть с конца оси x ?
3. Если из-за трения в подшипниках угловая скорость
вращения гироскопа уменьшится, то угловая скорость
прецессии ...
4. На графике ω пр ( M ) (см. рис.) отрезок a соответствует ...
5. Систематическую погрешность измерения угла поворота, определяемого цифровым прибором, можно оценить как ...
Вариант 4-4
1. Обладает ли ротор быстроходной турбины корабля
свойствами гироскопа?
r
2. Как направлен вектор момента силы тяжести mg
груза (см. рис.)?
3. Если груз сместить на дальний конец оси гироскопа,
то угловая скорость прецессии...
4. На графике ω пр ( M ) (см. рис.) отрезок b соответствует ...
5. Уменьшится ли относительная погрешность измерения угла прецессии, если его увеличить?
Выберите правильные ответы:
1. ... по оси x ;
2. ... против оси x ;
3. ... против оси y ;
4. ... увеличится;
5. ... уменьшится;
6. ... не изменится;
7. mgl ;
8. mgl sin α ;
9. mgl cos α ;
10. ... моменту силы тяжести несбалансированного гироскопа;
11. ... угловой скорости прецессии несбалансированного гироскопа;
12. ... да;
13. ... нет;
14. ... половину цены деления шкалы;
15. ... единицу последнего разряда табло.
19
Вариант 4-5
r
r
1. Уравнение L = J ω читается так:
2. При прецессии вектор момента импульса поворачивается ...
3. Будет ли в состоянии невесомости прецессировать гироскоп?
4. Из двух одинаковых гироскопов прямая 2 (см. рис.) соответствует гироскопу, для которого ...
5. Результат x = (0, 22 ± 0,01) см, Р = 0,90, означает, что в
интервале от 0,21 см до 0,23 см находится ...
Вариант 4-6
1. Уравнение dL = Mdt читается так:
2. Если гироскоп не вращается, то под действием момента силы он будет поворачиваться с угловой скоростью, направленной ...
3. Угловую скорость прецессии рекомендуется найти по
уравнению ...
4. В каком направлении прецессирует юла (см. рис.)?
5. Вспомогательные прямые при оценке случайной погрешности измерений на графике ω ( M ) проводятся так, чтобы
между ними было ...
Выберите правильные ответы:
1. ... к вектору момента силы по кратчайшему пути;
2. ... параллельно вектору момента силы;
3. ... к нам;
4. ... от нас;
5. ... да;
6. ... нет;
7. ... изменение момента импульса тела равно импульсу момента силы;
8. ... момент импульса тела равен произведению момента инерции на угловую
скорость;
9. ... момент импульса силы равен произведению момента силы на время ее
действия;
ϕ
dϕ
M
;
11. ω = ;
12 ω =
;
10. ω =
t
dt
L
13. ... момент силы тяжести гироскопа совпадает с моментом силы тяжести
груза;
14. ... момент силы тяжести гироскопа противоположен моменту силы тяжести
груза;
15. ... истинное значение с вероятностью 90%;
16. ... 90% всех экспериментальных точек.
20
Задание № 5
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение плоского движения"
Вариант 5-1
1. Движение маятника Максвелла при перемещении из верхнего положения в
нижнее является ...
2. Полная энергия маятника Максвелла в произвольный момент времени
определяется формулой:
3. Если при прочих равных условиях увеличить радиус диска маятника, то
время падения ...
4. Если колесо катится горизонтально, то его энергия определяется формулой:
5. Если J 0 = mr 2 ( gt 2 2 H − 1) , а относительная погрешность обусловлена в основном измерением массы, то она может быть оценена по формуле:
Вариант 5-2
1. Движение тела является плоским, если ...
2. Кинетическая энергия маятника Максвелла в произвольный момент времени определяется формулой:
3. Если при прочих равных условиях увеличить радиус стрежня маятника, то
время падения ...
4. Если колесо катится горизонтально, то его движение является...
5. Относительная погрешность измерения радиуса 1%. Величина радиуса 5
мм. Какова абсолютная систематическая погрешность определения радиуса?
Выберите правильные ответы:
mυ02
J cω 2
J 0ω 2 mυ02
1.
;
2
;
3.
+
;
4. 5·10-5 м;
2
2
2
2
5. ... колебательным;
6. ... плоским;
7. ... вращательным относительно неподвижной оси;
8. ... траектории всех точек тела лежат в параллельных плоскостях;
9. ... точки тела лежат в одной плоскости;
10. ... увеличится;
11. ... уменьшится;
12. ... не изменится;
θm
2θ m
14. θ J = J
;
15. θ J = J
.
13. 2,5·10-5 м;
m
m
21
Вариант 5-3
1. При плоском движении кинетическая энергия тела может быть представлена формулой:
2. Относительно мгновенной оси вращения момент силы, действующий на
маятник Максвелла, создается силой ...
3. При движении шатуна двигателя ...
4. Если заменить материал маятника Максвелла на материал с большей плотностью, то полная энергия маятника ...
5. Случайная погрешность измерения момента инерции оценивается по формуле:
Вариант 5-4
1. Движение тела называется плоским, если ...
2. При падении маятника Максвелла энергия в нижней точке определяется
формулой:
3. Движение маятника Максвелла происходит под действием силы …
4. Момент инерции маятника относительно мгновенной оси вращения с увеличением радиуса стержня ...
5. Если J 0 = mr 2 ( gt 2 2 H − 1) , а относительная систематическая погрешность
обусловлена в основном измерением радиуса, то она может быть оценена по формуле:
Выберите правильные ответы:
mυ02
J cω 2
mυ02 J 0ω 2
1.
;
2 mgH +
;
3.
+
;
2
2
2
2
4. ... траектории точек лежат в параллельных плоскостях;
5. ... траектории точек тела – параллельные прямые;
6. ... траектории точек тела – окружности;
7. ... увеличится;
8. ... не изменится;
9. ... уменьшится;
10. ... натяжения нити и силы тяжести;
11. ... тяжести;
12. θ J = θ r ;
2θ r
13. θ J = J
;
r
22
14. δ J = t p ,n
∑ ( Ji −
J )2
n(n − 1)
.
Вариант 5-5
1. Плоское движение можно представить как ...
2. Закон сохранения энергии для произвольного момента времени для маятника Максвелла имеет вид:
3. Момент инерции маятника относительно мгновенной оси определяется выражением ...
4. Если бы отсутствовало сопротивление воздуха и нити были бы идеально
упругими, то высота подъема маятника по сравнению с первоначальной ...
5. Систематическую погрешность измерения высоты падения маятника можно
оценить равной ...
Вариант 5-6
1. Момент инерции маятника относительно оси симметрии теоретически можно определить по формуле:
2. Уравнение теоремы Штейнера имеет вид:
3. Как изменится кинетическая энергия маятника в нижней точке, если увеличить радиус диска при прочих равных условиях?
4. Движение педали велосипеда, при котором она практически горизонтальна,
– это ...
5. Систематическую погрешность измерения времени падения маятника следует оценить равной ...
Выберите правильные ответы:
1. J = J 0 + mr 2 ;
2. J 0 = mr 2 ( gt 2 2 H − 1) ;
3. J = 12  mcm r 2 + mD RD2 + mk ( Rk2 + RD2 )  ;
4. ... увеличится;
5. ... уменьшится;
6. ... не изменится;
7. ... вращательное движение относительно мгновенной оси;
8. ... вращательное движение относительно неподвижной оси;
9. ... поступательное движение;
10. ... половине цены деления шкалы;
11. ... единице последнего разряда;
12. … t p ,n
∑ ( xi −
x )2
n(n − 1)
;
J cω 2
13. mgH =
+ mgh ;
2
mυ02 J 0ω 2
14. mgH =
+
.
2
2
23
Задание № 6
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Определение момента инерции тел"
Вариант 6-1
1. Как изменится момент инерции крутильного маятника, если массу m цилиндра уменьшить в 2 раза, а расстояние до оси a – увеличить в 2 раза?
2. Маятник совершает гармонические колебания по закону ...
3. Момент инерции цилиндра относительно оси симметрии можно определить
по формуле:
4. Цилиндр разрезан на две части, чтобы ...
5. Случайная погрешность измерений уменьшится, если ...
Вариант 6-2
1. Как изменится момент инерции крутильного маятника, если массу m цилиндра увеличить в 4 раза, а расстояние до оси a – уменьшить в 2 раза?
2. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний имеет вид:
3. Согласно теореме Штейнера момент инерции тела относительно оси, не
проходящей через центр масс, можно определить ...
4. Период колебаний ненагруженного маятника измеряется для того, чтобы ...
5. Относительная погрешность измерения периода колебаний уменьшится, если ...
Выберите правильные ответы:
1. ... не изменится;
2. ... уменьшится на величину 2ma 2 ;
3. ... увеличится на величину 2ma 2 ;
4. J ε = −kα ;
6. α (t ) = α 0 sin(
8. J 0 + ma 2 ;
5.
k
J
t + ϕ) ;
d 2α
+ ω 2α = 0 ;
2
dt
7. α (t ) = α 0 cos(
9. 12 mr 2 + ma 2 ;
k
J
t + ϕ)
10. 12 mR 2 ;
11. … определить момент инерции маятника;
12. … определить момент инерции цилиндра;
13. … избежать перекоса маятника;
14. … увеличить число опытов;
15. … измерить время как можно большего числа колебаний.
24
Вариант 6-3
1. В теореме Штейнера: J = J 0 + ma 2 величина J 0 – это момент инерции ...
2. Как изменится период колебаний маятника, если стержень
(см. рис.) повернуть на 90°?
3. Во избежание перекоса маятника ...
4. Какой из графиков, приведенных на рисунке, соответствует телу наибольшей массы?
5. Точность выполнения теоремы Штейнера характеризуется
величиной ...
Вариант 6-4
1. Теорема Штейнера: J = J 0 + ma 2 определяет момент
инерции ...
2. Как изменится момент инерции маятника, если стержень
(см. рис.) повернуть на 90°?
3. Для исключения коэффициента упругости нити k из расчетной формулы для момента инерции тела ...
4. Какой из графиков, приведенных на рисунке, соответствует телу с наибольшим моментом инерции относительно оси,
проходящей через центр масс?
5. По результатам работы можно утверждать, что теорема
Штейнера выполняется, если момент инерции тела ...
Выберите правильные ответы:
1. ... тела относительно оси, находящейся на расстоянии a от параллельной
оси, проходящей через центр масс;
2. ... диска маятника;
3. ... тела относительно оси, проходящей через центр масс;
4. ... уменьшится;
5. ... увеличится;
6. ... не изменится;
2
1
7. ... равен 2 mR как для цилиндра;
8. ... линейно зависит от квадрата расстояния до оси вращения;
9. ... диска маятника с исследуемым телом;
10. ... измеряют период колебаний ненагруженного маятника;
11. ... разрезают исследуемое тело на две равные части;
12. 1;
13. 2;
14. 3;
15. γ =
25
m − mэксп
θJ
; 16.
.
m
J
Вариант 6-5
1. Циклическая частота колебаний маятника определяется формулой:
2. На сколько изменится момент инерции маятника, если расстояние от оси
вращения до одного из полуцилиндров увеличить от a до 2a ?
3. По точке пересечения графика J (a 2 ) с осью ординат
можно определить ...
4. Какой из приведенных на рисунке графиков соответствует
маятнику с наименьшей массой исследуемого тела?
5. Систематическую погрешность измерения времени колебаний можно оценить равной ...
Вариант 6-6
1. Период колебаний маятника определяется формулой:
2. На сколько изменится момент инерции маятника, если расстояние до одного
из полуцилиндров уменьшить от a до a2 ?
3. В работе измеряются периоды колебаний ненагруженного
маятника и маятника с цилиндром в центре для того, чтобы определить ...
4. Какой из приведенных на рис. графиков невозможно получить в данной работе ни при какой массе исследуемого тела?
5. Систематическую погрешность измерения расстояния a
можно оценить равной ...
Выберите правильные ответы:
1. ... не изменится;
4.
7. 1;
k
;
J
2. ... увеличится;
5. 2π
8. 2;
J
;
k
3. ...уменьшится;
6.
1
2π
10. t p ,n
9. 3;
k
;
J
∑ ( xi −
x )2
n(n − 1)
;
11. ... цене деления шкалы;
12. ... единице последнего разряда табло;
13. 1,5 ma 2 ;
14. 0,75 ma 2 ;
15. 3 ma 2 ;
16. ... момент инерции маятника;
17. ... момент инерции исследуемого цилиндра относительно оси симметрии;
18. ... момент инерции исследуемого цилиндра относительно оси вращения.
26
Задание №7
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Определение ускорения свободного падения"
Вариант 7-1
1. Физический маятник – это тело ...
2. Колебания физического маятника происходят по закону ...
3. Если изготовить физический маятник из более плотного материала, то период колебаний ...
4. Если увеличить расстояние x (см. рис.) от опорной призмы до
груза, то период колебаний оборотного маятника ...
5. Систематическую погрешность измерения расстояния между
призмами можно оценить равной ...
Вариант 7-2
1. Математический маятник – это тело ...
2. Основной закон динамики вращательного движения для физического маятника имеет вид:
3. Если изготовить физический маятник из более плотного материала, то его момент инерции ...
4. Если увеличить расстояние x (см. рис.) от призмы до груза, то
период колебаний ...
5. Случайную погрешность измерения расстояния между призмами можно оценить равной ...
Выберите правильные ответы:
1. J ε = − mgl sin α ;
3. α = α 0 cos ω t ;
d 2α
+ ω 2α = 0 ;
2
dt
4. J = J c + ml 2 ;
2.
5. ... произвольной формы, центр масс которого ниже точки подвеса;
6. ... произвольной формы, подвешенное на упругом подвесе ничтожной массы;
7. ... произвольной формы, подвешенное на невесомой нерастяжимой нити,
длина которой много больше размеров тела;
8. ... увеличится;
9. ... уменьшится;
10... не изменится;
11. ... нулю, так как измерение проводится один раз;
12. ... нулю, так как все измерения дают одно и то же значение;
13. ... половине цены деления шкалы линейки.
27
Вариант 7-3
1. Оборотный маятник – это тело ...
2. Колебания физического маятника происходят под действием ...
3. Уравнение теоремы Штейнера имеет вид:
4. Как изменится период T = 2π
J C + ml 2
mgl
, если увеличить l ?
5. Систематическая погрешность измерения ускорения свободного падения
может быть оценена равной ...
Вариант 7-4
1. Основной закон динамики вращательного движения физического маятника
имеет вид:
2. Колебания математического маятника происходят под действием...
3. Как изменится период T = 2π
J 0 + ml 2
mgl
, если уменьшить l ?
4. Если физический маятник поместить в условия невесомости, то период колебаний будет ...
5. Систематическая погрешность измерения периода колебаний при однократном измерении можно оценить равной ...
Выберите правильные ответы:
1. J1 mgl1 = J 2 mgl2 ;
d 2α
2. J 2 = − mgl α ;
3. J = J c + ml 2 ;
dt
5. ... силы натяжения нити;
4. ... силы тяжести;
6. ... силы инерции;
7. ... момент инерции которого можно изменять;
8. ... имеющее две опоры, относительно которых периоды колебаний можно
сделать равными;
9. ... которое совершает полный оборот при колебаниях;
10. ... будет увеличиваться;
11. ... будет уменьшаться;
12. ... останется неизменным;
13. ... будет увеличиваться, стремясь к бесконечности;
14. ... разности между табличным и измеренным значениями;
2
2
 2θ T0   2θ l 
15. θ g = g 
 +
 ;
T
l

 0  
16. …единице последнего разряда табло секундомера.
28
Вариант 7-5
1. Момент силы тяжести, вращающий маятник, равен ...
2. Колебания физического маятника происходят по гармоническому закону,
если ...
3. Если физический маятник изготовить из менее плотного материала, то период колебаний ...
4. Если уменьшить расстояние между призмами, то, при прочих равных условиях, период колебаний ...
5. Систематическую погрешность измерения периода колебаний, если сосчитано время 10 колебаний, можно оценить равной ...
Вариант 7-6
d 2α
1. Дифференциальное уравнение 2 + ω 2α = 0 имеет решение ...
dt
2. Оборотный маятник позволяет сравнительно точно измерить ускорение
свободного падения потому, что ...
3. Если маятник поместить в увеличенное поле силы тяжести, то период колебаний ...
4. Если смещать подвижный груз к краю стержня оборотного маятника, то период колебаний ...
5. Систематическая погрешность измерения периода колебаний с увеличением
числа колебаний, время которых измерено, ...
Выберите правильные ответы:
1. ... увеличится относительно обеих призм, но по разному закону;
2. ... уменьшится;
3. ... останется неизменным;
4. ... увеличится, стремясь к бесконечности;
d 2α
5. mgl sin α ;
6. J 2 = − mgl sin α ;
7. α = α 0 cos(ωt + ϕ ) ;
dt
8. ... единице последнего разряда табло секундомера;
9. θ T = θ t 10 ;
10. θ T = 10θ t ;
11. ... исключены из расчетной формулы грубо измеряемые момент инерции и
расстояние до центра масс маятника от оси колебаний;
12. ... период колебаний физического маятника можно измерить очень точно
по времени 10...500 колебаний;
13. ... амплитуда колебаний настолько мала, что равенство sin α ≈ α выполняется достаточно точно.
29
Задание №8
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение затухающих колебаний"
Вариант 8-1
1. Собственными называются колебания ...
2. Как записывается уравнение затухающих колебаний?
3. Какой из рисунков, приведенных в ответах, соответствует графику зависимости амплитуды затухающих колебаний от времени?
4. Какому из графиков на рисунке соответствует наибольший коэффициент затухания?
5. По какой формуле в данной работе вычисляется случайная погрешность измерения логарифмического декремента затухания?
Вариант 8-2
1. Периодическими называются колебания ...
2. Как записывается уравнение гармонических колебаний?
3. Какой из рисунков, приведенных в ответах, соответствует
графику зависимости амплитуды гармонических колебаний от
времени?
4. Какому из графиков на рисунке соответствует наименьший логарифмический декремент затухания?
5. Как можно оценить систематическую погрешность измерения амплитуды?
Выберите правильные ответы:
1. ... системы, предоставленной самой себе;
2. ... которые повторяются через равные промежутки времени;
3. ... если сила сопротивления пропорциональна скорости тела;
4.
5.
6.
7.
8. ( ln AA − ln AB ) ( N 2 − N1 ) n ; 9. x(t ) = A0e − β t sin(ωt + ϕ ) ; 10. x = A sin(ωt + ϕ ) ;
11. 1;
12. 2;
13. 3;
15. ... как цену деления шкалы.
30
14. t p , n
∑ ( χi −
χ
n(n − 1)
)
2
;
Вариант 8-3
1. Гармоническими называются колебания, при которых ...
2. Как записывается уравнение движения тела, совершающего затухающие колебания?
3. Амплитуда затухающих колебаний уменьшается по экспоненциальному закону, если ...
4. По какой формуле определяется логарифмический декремент затухания для любой колеблющейся системы?
5. Приведенный график построен по результатам измерений в данной работе.
Прямая проводится так, чтобы по обе стороны от нее ...
Вариант 8-4
1. Колебания являются затухающими потому, что ...
2. Как записывается уравнение движения тела, совершающего гармонические колебания?
3. При каком условии амплитуда колебаний уменьшается
согласно уравнению A = A0 exp(− β t ) ?
4. По какой формуле рекомендуется вычислять в данной работе логарифмический декремент затухания колебаний маятника?
5. Приведенный график построен по результатам измерений в данной работе.
Прямые 1 и 3 проводятся параллельно прямой 2 на наименьшем расстоянии от нее
так, чтобы между ними ...
Выберите правильные ответы:
1. ... сумма отклонений точек в одну сторону была бы равна сумме отклонений
в другую;
2. ... находились все экспериментальные точки;
3. ln ( A1 A2 ) , где A1 и A2 – амплитуды колебаний, измеренные через период
колебаний;
4. ( ln A1 − ln A2 ) N , где A1 и A2 – амплитуды колебаний, измеренные через N
колебаний;
d 2x
dx
d 2x
5. m 2 + r + kx = 0 ;
6. m 2 + kx = 0 ;
7. A = A0 exp(− β t ) ;
dt
dt
dt
8. ... энергия системы убывает, вследствие перехода ее во внутреннюю;
9. ... переменная физическая величина изменяется по закону синуса или косинуса;
10. ... амплитуда которых изменяется по гармоническому закону;
11. ... сила сопротивления среды постоянна;
12. ... сила сопротивления среды прямо пропорциональна скорости;
13. ... находилось большинство экспериментальных точек, исключая промахи.
31
Вариант 8-5
1. Коэффициент затухания – физическая величина, характеризующая быстроту затухания колебаний и ...
2. Можно ли называть затухающие колебания периодическими?
3. Известно, что логарифмический декремент затухания колебаний равен 0,01. Это величина, при которой …
4. Какая величина может быть вычислена в данной работе по приведенному
графику по формуле: ( ln A1 − ln A2 ) NT где T – период затухающих колебаний?
5. Как рекомендуется оценить в данной работе случайную погрешность измерения логарифмического декремента затухания?
Вариант 8-6
1. Логарифмический декремент затухания – физическая величина ...
2. Можно ли назвать гармонические колебания периодическими?
3. Известно, что коэффициент затухания колебаний равен
0,01 с-1. Что это означает?
4. Что определяется в данной работе непосредственно по
приведенному графику?
5. Какой величине, определяемой по графику, равен логарифмический декремент затухания?
Выберите правильные ответы:
1. ... амплитуда колебаний уменьшается в е раз через 100 с;
2. ... амплитуда, колебаний уменьшается в е раз через 100 колебаний;
3. ( ln AA − ln AB ) ( N 2 − N1 ) n ;
4. ( ln A1 − ln A2 ) N ;
5. угловому коэффициенту линейной зависимости;
6. ... да, поскольку значения переменных физических величин не повторяются
через период;
7. ... нет, поскольку значения переменных физических величин не повторяются через период;
8. ... случайная погрешность измерения логарифмического декремента затухания;
9. ... логарифмический декремент затухания;
10. ... коэффициент затухания, поскольку β = χ T ;
11. ... обратная промежутку времени, за который амплитуда колебаний
уменьшается в е-раз;
12. ... обратная числу колебаний, за которое амплитуда колебаний уменьшается в е-раз;
13. ... обратная времени, за которое смещение уменьшается в е раз по сравнению с амплитудой.
32
Задание № 9
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение вынужденных колебаний"
Вариант 9-1
1. Колебания тела являются вынужденными, если ...
2. Амплитуда при резонансе определяется формулой ...
3. Чем меньше коэффициент затухания, тем ширина кривой на графике зависимости амплитуды вынужденных колебаний от частоты ...
4. Если массу маятника, при прочих равных условиях, уменьшить, то частота
собственных колебаний маятника будет ...
π
(ν 2 − ν1 ) , то систематическая погрешность измерения коэф3
фициента затухания равна ...
5. Если β эксп =
Вариант 9-2
1. Колебания тела со временем не будут затухать, если ...
2. Амплитуда вынужденных колебаний определяется формулой ...
3. Чем меньше коэффициент затухания, тем амплитуда колебаний при резонансе ...
4. Если жесткость упругой пластины маятника уменьшить, то резонансная
частота будет ...
5. Если коэффициент затухания определить несколько раз, то случайную
погрешность измерения следует оценить по формуле...
Выберите правильные ответы:
1. A0 exp(− β t ) ;
2.
F0
;
3.
F0
;
2 β mω
m (ω 02 − ω 2 ) 2 + 4 β 2ω 2
4. ... больше;
5. ... меньше;
6. ... остается неизменной;
7. ... действует внешняя периодическая сила;
8. ... сила, возвращающая тело в положение равновесия, пропорциональна
смещению;
9. ... сила трения пропорциональна скорости;
10. ... тело выведено из положения устойчивого равновесия;
θν
;
11. θβ = β
ν
δν
.
14. δβ = β
ν
12. θβ = 2θν ;
13. δβ = t p ,n
33
∑ ( βi −
β
n(n − 1)
)
2
;
Вариант 9-3
1. Уравнение движения тела, совершающего собственные затухающие колебания, имеет вид:
2. Резонанс – это ...
3. Если частота внешней силы стремится к нулю, то
амплитуда вынужденных колебаний равна ...
4. Кривая 1 (см. рис.) соответствует вынужденным
колебаниям тела с наибольшим значением ...
5. Систематическую погрешность измерения частоты колебаний звукового генератора можно оценить равной ...
Вариант 9-4
1. Уравнение движения тела, совершающего вынужденные колебания, имеет вид:
2. Если при малом трении частота внешней силы
приближается к частоте собственных колебаний, то
происходит ...
3. Кривая 3 (см. рис.) соответствует вынужденным
колебаниям тела с наименьшим значением...
4. Если частота внешней силы F = F0 cos ω t , то тело
совершает колебания по закону ...
5. Систематическую погрешность измерения амплитуды можно оценить равной ...
Выберите правильные ответы:
1. ... цене малого деления шкалы;
2. ... единице последнего разряда переключателя частот;
3. ... наибольшему отклонению экспериментальных точек от кривой на графике A(ν ) ;
d 2x
dx
4. m 2 = − kx − r + F0 cos ω t ;
dt
dt
6. x = A cos(ω t − ϕ ) ;
d 2x
dx
5. m 2 = − kx − r ;
dt
dt
7. x = A exp( − β t )cos ω 0t ;
8. ... свободные колебания тела с частотой ω 0 = k m ;
9. ... увеличение амплитуды вынужденных колебаний с изменением частоты
вынуждающей силы при достижении некоторой частоты;
10. ... увеличение амплитуды вынужденных колебаний при увеличении амплитуды внешней силы;
F0
F
11. A = 0 ;
12. A =
;
13. A = 0 ;
2 β mω 0
k
14. ... коэффициента затухания;
15. ... резонансной частоты;
16. ... амплитуды колебаний.
34
Вариант 9-5
1. Решением дифференциального уравнения движеd 2x
dx
ния m 2 = − kx − r + F0 cos ω t является функция ...
dt
dt
2. Если при частотах ω1 и ω 2 амплитуды колебаний
в 2 раз меньше резонансной, то коэффициент затухания ...
3. На графике A(ω ) (см. рис.) ординаты всех точек кривой 2 больше ординат
кривой 1 ровно в 2 раза. Это возможно при условии, если ...
4. Если резонансная частота одного маятника больше, чем у другого, то это
возможно, если ...
5. Результат: β = (0,12 ± 0,01) с-1, Р = 90%. Величина Р = 90% означает ...
Вариант 9-6
d 2x
dx
1. Решением дифференциального уравнения m 2 = − kx − r + F0 cos ω t явdt
dt
ляется гармоническая функция, амплитуда которой равна ...
2. Максимум амплитуды вынужденных колебаний соответствует частоте ...
3. Разность частот, при которых амплитуда колебаний равна половине резонансной, уменьшилась в 2 раза. Это возможно, если ...
4. Колебательную систему с собственной частотой можно разрушить малой
периодической силой такой же частоты, если ...
5. Результат: β = (0,12 ± 0,01) с-1, означает ...
Выберите правильные ответы:
1. ... коэффициент затухания меньше в 2 раза;
2. ... амплитуда силы больше в 2 раза;
3. ... масса тела меньше в 2 раза;
4. x = A cos(ω t + ϕ ) ;
5. x = A cos ω 0t ;
F0
F0
ω − ω1
6. A =
;
7. A =
;
8. β = 2
;
2
2 2
2 2
2 β mω
2
m (ω 0 − ω ) + 4 β ω
9. ω рез = ω 02 − 2 β 2 ;
10. ... изменяется по гармоническому закону;
11. ... коэффициент затухания увеличится;
12. ... масса тела сравнительно мала;
13. ... наступит резонанс;
14. ... 90% результатов измерений находится в доверительном интервале (0,11
... 0,13) с-1;
15. ... истинное значение находится внутри доверительного интервала (0,11 ...
0,13) с-1 с вероятностью 90%;
16. ... среднее арифметическое значение 0,12 с отличается от истинного не более чем на 0,01 с.
35
Задание № 10
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение собственных колебаний струны"
Вариант 10-1
1. Что такое стоячая волна?
2. Что не происходит в плоской гармонической бегущей волне?
3. При каких частотах электрических колебаний генератора струна колеблется?
4. Изменится ли и как скорость распространения волны по струне, если увеличить массу груза на конце струны в 4 раза?
5. Какой из рисунков соответствует виду колеблющейся струны в основном
тоне?
Вариант 10-2
1. Что такое бегущая волна?
2. Что не происходит в стоячей волне?
3. При какой частоте электрических колебаний генератора устанавливается в
струне стоячая волна?
4. Изменится ли и как скорость распространения волны по струне, если при
неизменных остальных условиях увеличить длину струны в два раза?
5. Какой из рисунков соответствует виду колеблющейся струны во втором
обертоне?
Выберите правильные ответы:
1. ... волна, которая образуется в результате наложения двух встречных когерентных волн;
2. ... процесс, при котором колебания передаются от одной точки к другой в
определенном направлении с некоторой скоростью;
3.
4.
5.
6. ... изменение амплитуды с расстоянием;
7. ... перенос энергии;
8. ... при частоте, совпадающей с одной из собственных частот струны;
9. ... не изменится;
10. ... увеличится в 2 раза;
11. ... уменьшится в 2 раза;
12. ... увеличится в 4 раза;
13. ... уменьшится в 4 раза;
14. ... при любой частоте.
36
Вариант 10-3
1. На рисунке показано положение точек среды в стоячей
волне в момент наибольшего смещения. Как изменится рисунок
за половину периода?
2. Расстояние между соседними узлом и пучностью в стоячей волне равно ..
3. Стоячая волна четко формируется, если на рабочей длине струны откладывается ...
4. Изменится ли и как скорость распространения волны по струне, если при
всех неизменных остальных параметрах заменить струну установки другой с
большей в 4 раза линейной плотностью?
5. Как определяется собственная частота колебаний струны экспериментально?
Вариант 10-4
1. На рисунок показано положение точек среды в стоячей
волне в момент времени t . Как изменится рисунок за четверть
периода?
2. Расстояние между соседними узлами в стоячей волне равно ...
3. Какой ток подается на струну?
4. Изменятся ли и как частоты собственных колебаний струны, если при всех
остальных неизменных параметрах заменить струну установки другой, с меньшей
в 4 раза линейной плотностью?
5. Как определяется экспериментально значение скорости волны?
Выберите правильные ответы:
1. ... вычисляется по формуле
3.
k N
;
2L σ
4.
2. ... по лимбу звукового генератора;
5.
6. ... постоянный, так как сила Ампера, действующая на струну, должна быть
постоянной;
7. ... переменный, так как сила Ампера, действующая на струну, должна быть
переменной;
8. ... половине длины волны;
9. ... четверти длины волны;
10. ... кратное число полуволн; 11. ... кратное число четвертей длин волн;
12. ... увеличится в 2 раза;
13. ... уменьшится в 2 раза;
14. ... увеличится в 4 раза;
15. ... уменьшится в 4 раза;
16. ... не изменится;
2L
17. ... вычисляется по формуле
ν.
k
37
Вариант 10-5
1. Пучностями стоячей волны называются точки, в которых ...
2. На рисунке показано положение точек среды в стоячей волне в момент времени t . Точка 2 имеет фазу ϕ1 . Что можно сказать о фазах колебаний точек в интервале 3-4?
3. Что является источником колебаний в струне в данной работе?
4. Изменится ли и как частота собственных колебаний струны, если при неизменных остальных параметрах увеличить длину струны в 2 раза?
5. По какой формуле вычисляется теоретическое значение частоты собственных колебаний струны?
Вариант 10-6
1. Узлами стоячей волны называются точки, в которых ...
2. На рисунке показано положение точек среды в бегущей
волне в момент времени t . Точка 2 имеет фазу ϕ1 . Что можно
сказать о фазах колебаний точек в интервале 2-3?
3. Действие какой силы вызывает колебания струны в данной работе?
4. Изменится ли и как частота собственных колебаний струны, если при неизменных остальных параметрах уменьшить массу груза на конце струны в 4 раза?
5. По какой формуле вычисляется теоретическое значение скорости волны?
Выберите правильные ответы:
1. ... генератор переменного тока и постоянный магнит;
2. ... генератор постоянного тока и магнит, создающий переменное магнитное
поле;
3. ... груз, подвешенный на свободном конце струны;
4. ... амплитуда колебаний равна нулю;
5. ... амплитуда колебаний максимальна;
6. ... фазы одинаковые, равные ϕ1 ;
7. ... фазы изменяются от ϕ1 до ϕ1 + π2 ;
8. ... фазы отличаются на π ;
9. ... увеличится в 2 раза;
10. ... уменьшится в 2 раза;
11. ... уменьшится в 4 раза;
12. ... сила Ампера;
N
k N
kλ
13.
;
14.
;
15.
;
σ
2L σ
2
16. ... сила натяжения струны.
38
Задание № 11
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение звуковых волн в воздухе"
Вариант 11-1
1. Стоячая волна образуется при интерференции ...
2. Чему равна координата пучностей смещений в стоячей волне? (Начало отсчета координат – источник колебаний).
3. Какое из приведенных уравнений является уравнением стоячей волны? (Началом отсчета координат считать источник колебаний).
4. На рисунке приведены графики зависимости расстояния
между телефоном и микрофоном от числа пучностей на нем.
Какой из графиков соответствует большей частоте генератора?
5. С чем необходимо сравнить экспериментальное значение
скорости звуковой волны?
Вариант 11-2
1. Звуковая волна – это процесс ...
2. Чему равна координата узлов смещений в стоячей волне? (Начало отсчета
координат – источник колебаний).
3. Какое из приведенных уравнений является уравнением плоской гармонической бегущей от источника волны? (Началом отсчета координат считать источник
колебаний).
4. На рисунке приведены графики зависимости расстояния
между телефоном и микрофоном от числа пучностей на нем.
Что непосредственно вычисляется по этим графикам?
5. По какой из формул вычисляется экспериментальные значения скорости звуковой волны?
Выберите правильные ответы:
1. ... распространения колебаний в пространстве;
2. ... распространения колебаний в упругой среде, воспринимаемых нашими
органами слуха;
3. ... с теоретическим, вычисленным по формуле υ = γ RT µ ;
4. ... с табличным значением для комнатной температуры;
5. ... длины волн;
6. ... когерентных волн, распространяющихся навстречу друг другу;
7. ξ = A0 sin 2π (ν t + λx ) ;
8. ξ = A0 sin 2π (ν t − λx ) ;
9. ξ = 2 A0 cos 2π λx sin 2π λx ;
10. λν ;
11. γ RT µ ;
15. x = 2m λ4 , где m = 0, 1, 2, ...;
12. 1;
13. 2;
14. 3;
16. x = (2m + 1) λ4 , где m = 0, 1, 2, ...
39
Вариант 11-3
1. На рис. показано положение точек среды в бегущей волне
в момент времени t . Как будет выглядеть рисунок через четверть периода ( T / 4 )?
2. Происходит ли изменение фазы колебаний точек в стоячей волне?
3. Какой из рисунков, приведенных в ответах, характеризует зависимость амплитуды колебаний точек в бегущей волне от координаты?
4. На рисунке приведены графики зависимости расстояния
между телефоном и микрофоном от числа пучностей стоячей
волны на нем. Какой из графиков соответствует большей длине
волны?
5. По какой из формул вычисляется экспериментальное значение показателя адиабаты?
Вариант 11-4
1. На рисунке показано положение точек среды в стоячей
волне в момент наибольшего смещения. Как будет выглядеть
рисунок через половину периода ( T / 2 )?
2. Происходит ли изменение фазы колебаний точек в бегущей волне?
3. Какой из рисунков, приведенных в ответах, характеризует зависимость амплитуды колебаний точек в стоячей волне от координаты?
4. По каким признакам определяют образование стоячей волны в данной работе?
5. По какой из формул вычисляется теоретическое значение показателя адиабаты?
Выберите правильные ответы:
1. ... увеличение амплитуды колебаний на экране осциллографа;
2. ... уменьшение амплитуды колебаний на экране осциллографа;
3.
4.
5.
6. ... да, на π при переходе через узел;
7. ... да, на π по истечении четверти периода колебаний;
8.
9.
11. λν ;
12. µυ 2 RT ;
16. ... ослабление звука;
10.
13. (i + 1) i ;
14. 1;
15. 3;
17. ... да, на любую величину.
40
Вариант 11-5
1. На рисунке показано положение точек среды в бегущей
волне в момент времени t . Фаза точки 1 равна ϕ1 . Что можно
сказать о фазах колебаний точек в интервале 1-3?
2. Переносится ли энергия в стоячей волне? Почему?
3. Чему равна амплитуда колебаний точек среды, находящихся между узлом и
пучностью стоячей волны? (Амплитуда плоской гармонической бегущей волны
равна A0 ).
4. Положение каких характерных точек стоячей волны определяется в данной работе?
5. На рисунке приведены графики, построенные по результатам работы. Что отложено по оси ординат?
Вариант 11-6
1. На рисунке показано положение точек среды в стоячей
волне в момент времени t . Фаза точки 1 равна ϕ1 . Что можно
сказать о фазах колебаний точек в интервале 1-2?
2. Чему равна амплитуда колебаний в узле стоячей волны?
(Амплитуда плоской гармонической бегущей волны равна A0 ).
3. Переносится ли энергия в стоячей волне? Почему?
4. Для формирования стоячей волны в трубе длина воздушного столба должна быть кратна ...
5. На рисунке приведены графики, построенные по результатам работы. Что отложено по оси абсцисс?
Выберите правильные ответы:
1. ... число пучностей между телефоном и микрофоном;
2. ... число пучностей, приходящихся на длину воздушного столба;
3. ... числу полуволн;
4. ... числу четвертей длин волн;
5. ... нет, поскольку бегущая и отраженная волны переносят энергию в равных
количествах и в противоположных направлениях;
6. ... да, поскольку вовлечение в колебательный процесс различных областей
среды требует затраты энергии, доставляемой источником;
7. ... фазы изменяются от ϕ1 до ϕ1 + π 2 ;
8. 0 < A < A0 ;
9. 0 < A < 2 A0 ;
10. A = A0 ;
11. A = 0 ;
12. A = 2 A0 ;
13. ... фазы одинаковые, равные ϕ1 ;
14. ... расстояние между телефоном и микрофоном;
15. ... фазы изменяются от ϕ1 до (ϕ1 − π ) ;
16. ... пучностей смещения;
17. ... узлов смещения.
41
Задание №12
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Определение коэффициента вязкости жидкости"
Вариант 12-1
1. Течение, при котором элементы жидкости совершают неупорядоченное
движение по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию слоев движущейся жидкости, является ...
2. Каково соотношение скоростей двух движущихся слоев жидкости, если вектор градиента скорости совпадает с
положительным направлением оси oy ?
3. Коэффициентом вязкости называется величина ...
4. Как изменится значение силы внутреннего трения при установившемся
движении шарика в данной работе, если шарик меньшего радиуса заменить на
шарик большего радиуса из того же материала?
5. Какие из перечисленных величин: r , l , t ,υ подвергаются в работе прямым
измерениям?
Вариант 12-2
1. Течение жидкости, характеризующееся отсутствием перемешивания между
соседними слоями жидкости, является ...
2. На рисунке изображена сила внутреннего трения, действующая на второй слой жидкости со стороны первого. Каково соотношение скоростей слоев жидкости, если движение жидкости совпадает с направлением оси ox ?
3. Сила внутреннего трения есть величина ...
4. Как изменится значение силы внутреннего трения при установившемся
движении шарика в данной работе, если свинцовый шарик заменить на железный
такого же радиуса?
5. Случайную погрешность измерения коэффициента вязкости в данной работе оценивают ...
Выберите правильные ответы:
1. ... ламинарным;
4. ... не изменится;
7. t p ,n
∑ ( xi −
x )2
n(n − 1)
10. υ1 > υ2 ;
;
2. ... стационарным;
5. ... увеличится;
3. ... турбулентным;
6. ... уменьшится;
8. r , t ,υ ;
9. r , l , t ;
11. υ1 < υ2 ;
12. υ1 = υ2 ;
42
13. ... равная силе внутреннего трения, действующей между слоями жидкости
с единичной площадью их соприкосновения при единичном градиенте скорости;
14. ...прямо пропорциональная градиенту скорости и площади соприкасающихся слоев жидкости;
15. ... показывающая, как быстро изменяется скорость в направлении, перпендикулярном вектору скорости движения жидкости;
16. ... графически.
Вариант 12-3
1. Векторная величина, направление которой совпадает с направлением максимального возрастания скорости, а модуль характеризует изменение скорости по
величине в этом направлении, называется ...
2. На рисунке изображена сила внутреннего трения, действующая на слой 1 со стороны слоя 2. Каково соотношение
скорости движения слоев жидкости, если ее движение совпадает с направлением оси ox ?
3. Как изменится значение силы внутреннего трения при установившемся
движении шарика в данной работе, если жидкость с большим коэффициентом
вязкости заменить на жидкость с меньшим коэффициентом?
4. Угловой коэффициент прямой k можно определить ...
5. Коэффициент вязкости исследуемой жидкости тем больше, чем больше
время падения шарика: η = At . Систематическую погрешность измерения
коэффициента вязкости можно оценить ...
Вариант 12-4
1. Величина, прямо пропорциональная градиенту скорости и площади соприкасающихся слоев жидкости, называется ...
2. На рисунке изображены два слоя жидкости, движущиеся с различными скоростями υ1 и υ2 . Каково соотношение скоростей этих слоев, если вектор градиента скорости
совпадает с отрицательным направлением оси oy ?
3. Как изменится скорость движения шарика, если свинцовый шарик заменить
железным такого же радиуса?
4. Среднее значение коэффициента вязкости в работе определяют...
5. Если функция η = At , то случайная погрешность измерения величины η
равна ...
Выберите правильные ответы:
1. ... коэффициентом вязкости;
2. ... силой внутреннего трения;
43
3. ... градиентом скорости;
4. ... увеличится;
5. ... уменьшится;
6. ... не изменится;
7. υ1 > υ2 ;
8. υ1 < υ2 ;
9. υ1 = υ2 ;
10. ... по формуле 92 ( ρ1 − ρ 2 ) g k ;
11. ... графически как тангенс угла наклона экспериментальной прямой;
12. ... по формуле 92 ( ρ1 − ρ 2 ) gr 2 η ;
2
13.
2
 δ A   δt 

 +   ; 14.
 A   t 
2
2
 θ A   θt 

 +  .
 A   t 
Вариант 12-5
1. Ламинарным называется течение ...
2. На рисунке изображены два слоя жидкости с различными скоростями υ1 и υ2 < υ1 . Как направлен вектор силы
трения, действующей на второй слой со стороны первого?
3. Как изменится скорость движения шарика, если свинцовый шарик заменить таким же, но большего радиуса?
4. Можно ли в данной работе начинать отсчет времени сразу после попадания
шарика в жидкость?
5. Систематическую погрешность измерения скорости шарика, определяемой
2
2
 ∂υ   ∂υ 
выражением υ = l / t , можно оценить по формуле: θυ =  θ t  +  θ l  .
 ∂t   ∂l 
∂υ
В формуле погрешности величина
равна ...
∂t
Вариант 12-6
1. Турбулентным называется течение ...
2. На рисунке изображены два слоя жидкости, движущиеся с различными скоростями скоростями υ1 и υ2 < υ1 .
Как направлен вектор силы трения, действующей на первый
слой со стороны второго?
3. Как изменится скорость движения шарика, если уменьшить его радиус?
4. Можно ли в данной работе величину l , входящую в формулу υ = l / t для
определения скорости шарика, принять равной расстоянию от поверхности жидкости до дна трубы?
44
5. Систематическую погрешность измерения скорости шарика, определяемой
2
2
 ∂υ   ∂υ 
выражением υ = l / t , можно оценить по формуле θυ =  θ t  +  θ l  . В
 ∂t   ∂l 
∂υ
формуле погрешности величина
равна ...
∂t
Выберите правильные ответы:
1. ... при котором скорость жидкости в каждой точке пространства, занятого
жидкостью, не изменяется с течением времени;
2. ... при котором элементы жидкости совершают неупорядоченное движение
по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию слоев
жидкости;
3. ... характеризующееся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости;
4. ... уменьшится;
5. ... увеличится;
6. ... не изменится;
7. … да;
8. ... в положительном направлении оси ox ;
9. ... в отрицательном направлении оси ox ;
10. ... в положительном направлении оси oy ;
11. 1 t ;
14. ... нет;
15. ... да.
12. − l t 2 ;
45
13. t l 2 ;
Задание № 13
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение процесса теплопроводности в газах"
Вариант 13-1
1. Теплопроводность – это процесс ...
2. Коэффициент теплопроводности численно равен ...
3. В установке тепло от нагретой нити передается посредством ...
4. Тепловой поток, отдаваемый нитью, равен ...
5. Систематическая погрешность измерения напряжения может быть оценена
...
Вариант 13-2
1. Уравнение теплопроводности имеет вид ...
2. Градиент температуры в установке направлен ...
3. Тепловой поток, отдаваемый стенками трубки окружающему воздуху, равен
...
4. Температура нити определяется ...
5. Систематическая погрешность измерения силы тока может быть оценена ...
Выберите правильные ответы:
1. δ J = tn, p
∑ ( Ji −
J
)
∑ (U i −
2
U
)
2
;
2. δ U = tn, p
;
n(n − 1)
n(n − 1)
3. ... повышения кинетической энергии молекул;
dT
q
S;
4. q = − χ
5. q = UJ ;
6. χ = C
;
dx
T1 − T2
7. ... с помощью термометра;
8. ... потоку тепла через единичную площадку при градиенте температуры,
равном единице;
9. ... отношению количества передаваемого тепла к перепаду температур между телами;
10. ... переноса кинетической энергии молекулами при их хаотическом движении;
11. ... от стенок трубки к нити;
12. ... от нити к стенкам трубки;
13. ... по классу точности прибора;
14. ... по зависимости сопротивления от температуры.
46
Вариант 13-3
1. Передача тепла в газах осуществляется посредством ...
2. Уравнение теплопроводности имеет вид ...
3. Поток тепла в трубке через воображаемую цилиндрическую поверхность с
удалением от нити ...
4. Коэффициент теплопроводности газа с ростом температуры ...
5. Случайная погрешность коэффициента теплопроводности оценивается ...
Вариант 13-4
1. Поток тепла – это ...
2. Градиент температуры в трубке с удалением от нити ...
3. Коэффициент теплопроводности воздуха, соответствующий температуре
стенок трубки, определяется ...
4. Если увеличить температуру воздуха, окружающего трубку, то поток тепла
от стенок при постоянной мощности, потребляемой нитью ..,
5. Если χ = q ∆T C , то относительная систематическая погрешность коэффициента теплопроводности может быть оценена ...
Выберите правильные ответы:
1. ... количество тепла, передаваемое через единичную площадку;
dT
q
S;
2. q = − χ
3. χ = C
;
dx
T1 − T2
4. ... уменьшается;
5. ... графическим методом;
θχ θ C θ q θ (∆T )
6.
;
=
+
+
χ
∆T
C
q
7. δχ = tn, p
∑ ( χi −
χ
)
2
;
n(n − 1)
8. ... количество тепла, передаваемое за единицу времени;
9. ... теплопроводности, конвекции, излучения;
10. ... не изменяется;
11. ... увеличивается;
12. ... направленного движения молекул от горячего тела к холодному;
13. q = J U ;
14. ... по уравнению теплопроводности при градиенте температур, равном нулю.
47
Вариант 13-5
1. В процессе теплопроводности количество молекул, переходящих от нагретого слоя к холодному по сравнению с перемещающимися в обратном направлении ...
2. Уравнение теплопроводности имеет вид ...
3. Тепловой поток в системе СИ измеряется в ...
4. Если увеличить силу тока в нити накала, то градиент температуры будет ...
5. Если q = J U , то относительная систематическая погрешность измерения
теплового потока может быть оценена ...
Вариант 13-6
1. Теплопроводность в газах обусловлена ...
2. Тепловой поток, переносимый молекулами от нити к стенкам трубки, равен
...
3. Коэффициент теплопроводности с системе СИ измеряется в ...
4. Если увеличить силу тока в нити накала, то тепловой поток будет ...
5. Если q = J U , то относительная случайная погрешность многократных измерений теплового потока может быть оценена ...
Выберите правильные ответы:
θq
2
2
 θ J   θU 
= 
1.
 +
 ;
q
 J  U 
δq
2
2
 δ J   δU 
= 
2.
 +
 ;
q
 J   U 
dT
q
S;
3. q = J U ;
4. q = − χ
5. χ = C
;
dx
T1 − T2
6. Вт;
7. Дж;
8. ... переносом энергии при хаотическом движении молекул;
9. ... больше;
10. ... меньше;
11. ... одинаково;
12. ... переносом кинетической энергии при движении слоев газа;
13. Вт/м·К;
14. Дж/м2·К.
48
Задание № 14
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Определение показателя адиабаты"
Вариант 14-1
1. Теплоемкость численно равна ...
2. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при адиабатическом
сжатии?
3. Показатель адиабаты для гелия равен ...
4. После закрытия крана баллона с воздухом происходит процесс...
5. Систематическую погрешность измерения разности уровней жидкости h в
манометре можно принять равной ...
Вариант 14-2
1. Удельная теплоемкость численно равна ...
2. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при изотермическом
расширении?
3. Показатель адиабаты для водорода равен ...
4. При открытии крана баллона с воздухом происходит процесс ...
5. Если провести серию идентичных опытов измерения высоты уровней жидкости в манометре, то случайную погрешность можно оценить равной ...
Выберите правильные ответы:
1. 7/5;
2. 5/3;
3. 4/3;
4. ... количеству тепла, получаемого телом, при нагревании на 1 K;
5. ... количеству тепла, получаемого единицей массы вещества, при нагревании на 1 K;
6. ... повышению температуры тела при получении 1 Дж тепла;
7. ... увеличится;
8. … уменьшится;
9. … не изменится;
10. ... цене малого деления шкалы;
11. ... единице последнего разряда цифрового табло;
12. tn, p
∑ ( hi − h )
2
n(n − 1)
13. ... адиабатического расширения;
14. ... адиабатического сжатия;
15. ... изохорическое нагревание;
16. ... изотермическое сжатие.
49
Вариант 14-3
1. Молярная теплоемкость по определению численно равна ...
2. Теплоемкость некоторой массы газа при изобарическом нагревании выше,
чем при изохорическом, на ...
3. При адиабатическом расширении температура газа ...
4. Молярная теплоемкость газа при изобарическом нагревании в зависимости
от числа степеней свободы молекул находится по формуле:
5. Если число опытов с разными временами открытия крана баллона увеличить, то случайная погрешность измерения показателя адиабаты ...
Вариант 14-4
1. Молярная теплоемкость газа при изохорическом нагревании, согласно молекулярно-кинетической теории, находится по формуле:
2. Тепло, подводимое к газу при изохорическом нагревании, расходуется на ...
3. Для твердых: тел и жидкостей теплоемкости при изохорическом и изобарическом нагревании практически равны, так как ...
4. Если время открытия крана баллона увеличивать, то повышение давления
после закрытия крана ...
5. Если γ = H ( H − h) , то систематическую погрешность измерения показателя адиабаты можно оценить ...
Выберите правильные ответы:
2
2
θ H  θ H +θ h 
1. γ 
 +
 ; 2. tn, p
 H   H −h 
i
i+2
4. CV = R ;
5. CV =
R;
2
2
∑ (γ i −
γ
)
2
n(n − 1)
6. C =
µ dQ
m dT
θh
;
3. γ
;
7. C p = CV + R ;
h
;
8. ... работу расширения газа при нагревании на 1 К;
9. ... изменение объема незначительно и работа расширения отсутствует;
10. ... увеличение внутренней энергии;
11. ... универсальную газовую постоянную;
12. ... увеличивается;
13. ... уменьшается;
14. ... не изменяется.
50
Вариант 14-5
1. Уравнение адиабатического процесса имеет вид:
2. При адиабатическом сжатии температура газа повышается, так как ...
3. В цикле Клемана-Дезорма (см. рис.) в процессе 3-1 происходит ...
4. Если время, в течение которого баллон после сброса воздуха остается открытым, увеличивать, то наибольшее избыточное давление после закрытия крана будет ...
5. Если y = ( B − x) A , где A и B – постоянные, то случайная погрешность измерения величины y равна ...
Вариант 14-6
1. Первое начало термодинамики для адиабатического процесса принимает
вид:
2. Согласно молекулярно-кинетической теории показатель
адиабаты равен ...
3. В термодинамическом процессе все подводимое тепло
превращается в приращение внутренней энергии, если происходит ...
4. В цикле Клемана-Дезорма (см. рис.) процесс 2-3 – это ...
5. Если y = A ( B − x) , где A и B – постоянные, то случайная погрешность измерения величины равна ...
Выберите правильные ответы:
1. ... работа внешних сил превращается в приращение внутренней энергии;
2. ... уменьшается объем;
3. ... происходит сжатие;
δx
δx
4. δ y = y δ x ;
5. δ y =
;
6. δ y =
;
B−x
A
7. ... изотермическое сжатие;
8. ... изохорическое нагревание;
p
9. A + ∆U = 0 ;
10. pV γ = const ;
11. = const ;
T
C
i+2
12. γ = p ;
13. γ =
;
CV
i
14. ... увеличиваться;
15. ... уменьшаться;
16. ... не изменится.
51
Вариант 14-7
1. Адиабатический процесс происходит ...
2. Молярная теплоемкость при изобарическом нагревании
водорода больше, чем при изохорическом, на величину ...
3. Процесс является изохорическим, если ...
4. Для построения графика ln h(τ ) (см. рис.) во всех опытах
должно оставаться постоянным …
5. Если при оценке погрешности измерения получено, что
δγ
γ
θh
h
, то ...
Вариант 14-8
1. Молярная теплоемкость водорода при изохорическом нагревании равна ...
2. Расширение воздуха в баллоне при открытии крана происходит …
3. График ln h(τ ) (см. рис.) строится для того, чтобы определить ...
4. Если избыточное давление накачки баллона несколько
увеличить, то уменьшится ...
5. Если y = Ax 2 , где A – постоянная величина, то систематическая погрешность измерения величины …
Выберите правильные ответы:
1. ... избыточное давление после накачивания баллона;
2. ... время, в течение которого баллон открыт;
3. ... избыточное давление в закрытом баллоне (величина h ), если бы расширение оставшегося воздуха было б мгновенным;
4. ... температура воздуха в баллоне после его адиабатического расширения;
5. R ;
6.
3
R;
2
7.
5
R;
2
8. ... без теплообмена с окружающей средой;
9. ... когда все параметры состояния изменяются;
10. ... если внутренняя энергия постоянна;
11. ... если давление пропорционально температуре;
12. ... систематическими погрешностями измерений можно пренебречь;
13. ... систематические погрешности измерений отсутствуют;
δx
14. 2 A x θ x ;
15. A
.
x
52
Вариант 14-9
1. При изобарическим нагревании тепло, получаемое газом, расходуется ...
2. По определению число степеней свободы жесткой молекулы – это число ...
3. Уравнение процесса 1-2 (см. рис.) имеет вид:
4. После накачивания воздуха в баллон рекомендуется выждать 2 мин, чтобы произошло ...
5. Если избыточное давление при накачивании воздуха H
уменьшить в 2 раза, то относительная систематическая поθH
грешность
будет ...
H
Вариант 14-10
1. При изохорическом нагревании тепло, получаемое газом, расходуется ...
2. По сравнению с молем одноатомного газа внутренняя энергия моля многоатомного газа ...
3. Уравнение процесса 2-3 (см. рис.) имеет вид:
4. В процессе 2-3 происходит ...
5. Случайная погрешность измерения показателя адиабаты
h −h
δγ = γ max min , где hmax и hmin определяются как ...
2 n ( H − h)
Выберите правильные ответы:
1. pγ −1T γ = const ;
2. pV = const ;
3.
p
= const ;
T
4. ... увеличение внутренней энергии;
5. ... совершение работы расширения;
6. ... увеличение внутренней энергии и совершение работы;
7. ... независимых координат, определяющих положение молекулы в пространстве;
8..... связей, ограничивающих движение;
9. ... одинакова;
10. ... больше в 2 раза;
11. ... меньше в k =
µ1
раз, где k – отношение масс молей;
µ2
12. ... установление теплового равновесия;
13. ... выравнивание давления до атмосферного;
14. ... антилогарифмы точек пересечения вспомогательных прямых с осью ординат на графике ln h(τ ) .
53
Задание №15
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Изучение изотермического процесса реального газа"
Вариант 15-1
1. Реальный газ – газ, который можно ...
2. Критическое состояние вещества – состояние, при котором ...
3. Участок ВСД на диаграмме p − V соответствует ...
4. Если критическая температура водорода 33 К, то при
комнатной температуре водород подчиняется уравнению …
5. Пузырек воздуха, который находится в трубке над пентаном, вносит погрешность в длину столбика пара, которую
можно учесть по уравнению...
Вариант 15-2
1. Уравнение Ван-дер-Ваальса для 1 моля газа имеет вид ...
2. Критическая температура – температура, когда газ можно …
3. Если критическая температура пентана 196°С, то при Т
= 459 К его состояние подчиняется уравнению ...
4. На диаграмме p − V зона Д соответствует состоянию ...
5. Наименьшее отличие изотерм пентана и идеального газа наблюдается на участке ...
Выберите правильные ответы:
1. ... конденсации насыщенного пара;
2. ... образованию пересыщенного пара;
3. ... кипению жидкости;
µ
a 

6.  p + 2  (V − b ) = RT ;
m
V 

7. ... сжатием при температуре меньше критической превратить в жидкость;
8. ... считать идеальным при температуре меньше критической;
9. ... свойства жидкости и пара одинаковы;
10. ... давление равно давлению насыщенного пара;
11. ... жидкости;
12. ... насыщенного пара;
13. ... ненасыщенного пара;
14. ... давление в жидкости равно давлению пара.
4. pV =
RT ;
5. θ l = l0 ;
54
Вариант 15-3
1. Уравнение Ван-дер-Ваальса отличается от уравнения состояния идеального
газа тем, что ...
2. Какой из графиков соответствует изотерме Ван-дер-Ваальса?
3. Если давление равно давлению насыщенного пара, то пентан (tкр = 196o C)
при комнатной температуре находится в состоянии …
4. С повышением давления кипение происходит при более высокой температуре, так как ...
5. Систематическая погрешность измерения длины столбика пара оценивается
как ...
Вариант 15-4
1. Изотерма Ван-дер-Ваальса отличается от экспериментальной изотермы реального газа тем, что ...
2. Какой из графиков соответствует изотерме идеального
газа?
3. Вещество, если ему соответствует точка С на диаграмме
p − V , находится в состоянии ...
4. На участке ДЕ диаграммы p − V давление сильно возрастает, так как ...
5. Случайная погрешность измерения давления оценивается как ...
Выберите правильные ответы:
1. ... учтено взаимодействие молекул со стенками сосуда;
2. ... введены поправки на объем молекул и их взаимодействие;
3. ... насыщенного пара в равновесии с жидкостью;
4. ... критическом;
5.
6.
7.
8. ... метастабильные состояния обычно не осуществляются;
9. ... давление насыщенного пара растет с температурой;
10. ... жидкость малосжимаема;
11. ... затруднено образование пузырьков пара из-за отсутствия центров парообразования;
p − pmin
12. ... половина цены деления шкалы;
13. δ p = max
;
2 n
14. ... не оценивается, так как измерения однократные.
55
Вариант 15-5
1. Реальный газ – газ, молекулы которого взаимодействуют ...
a
2. Поправка 2 в уравнении Ван-дер-Ваальса учитывает ...
V
3. При температуре выше критической вещество находится в состоянии ...
4. Если длина столбика пара пентана в установке увеличивается без изменения
давления, значит, происходит процесс ...
5. Случайная погрешность измерения давления насыщенного пара в работе
оценивается ...
Вариант 15-6
1. Идеальный газ – газ, молекулы которого взаимодействуют ...
2. Поправка b в уравнении Ван-дер-Ваальса учитывает ...
3. При температуре ниже критической вещество находится в состоянии ...
4. Пентан при комнатной температуре может находится в состоянии ...
5. Систематическая погрешность измерения давления оценивается …
Выберите правильные ответы:
1. ... отталкивание молекул друг от друга на малом расстоянии;
2. ... объем сосуда;
3. ... только в момент удара;
4. ... на расстоянии;
5. ... только со стенками сосуда в момент удара;
6. ... кипение;
7. ... в жидком или газообразном в зависимости от давления;
8. ... притяжение молекул друг к другу;
9. ... газа при любом давлении;
10. ... жидкости при любом давлении;
11. ... пара, если давление меньше давления насыщенного пара;
p − pmin
12. δ p = max
;
2 n
13. δ p = tn, p
14. ... как половина цены деления шкалы манометра.
56
∑ ( pi −
p
n(n − 1)
)
2
Задание № 16
Контрольные вопросы к лабораторной работе
"Определение теплоемкости воздуха"
Вариант 16-1
1. Теплоемкость вещества численно равна ...
2. Молярная теплоемкость при изобарическом нагревании больше чем при
изохорическом на величину ...
3. Процесс нагревания воздуха, протекающего через калориметр, является
изобарическим, так как ...
4. Мощность электронагревателя при разном расходе воздуха через калориметр выбирается так, чтобы ...
5. Относительная систематическая погрешность измерения мощности может
быть оценена ...
Вариант 16-2
1. Молярная теплоемкость вещества численно равна ...
2. Тепло, поглощенное при изобарическом нагревании, больше, чем при изохорическом на величину ...
3. Согласно молекулярно-кинетической теории молярная теплоемкость при
изобарическом нагревании равна ...
4. Тепло, поглощаемое воздухом, протекающим через калориметр, равно ...
5. Случайную погрешность измерения молярной теплоемкости в работе рекомендуется оценить ...
Выберите правильные ответы:
2
1.
2
 θ J   θU 

 +
 ;
 J  U 
2.
m
µ
C p ∆T + q ;
3. δ C p =
N A − NB
µ
;
n (m02 − m01 ) Tk − T0
i+2
R;
µ
2
6. ... теплу, поглощаемому при нагревании на 1 К;
7. ... теплу, поглощаемому молем вещества при нагревании на 1 К;
8. ... универсальной газовой постоянной;
9. ... давление воздуха в калориметре и снаружи одинаково;
10. ... воздух в калориметре расширяется;
11. ... объем калориметра был постоянным;
12. ... температура воздуха в калориметре была постоянной;
13. ... графическим методом;
14. ... работы расширения.
4.
m
C p ∆T ;
5.
57
Вариант 16-3
1. Количество тепла, поглощенное молем газа при изобарическом нагревании
на 1 К можно определить по уравнению...
2. Уравнение теплового баланса калориметра имеет вид ...
3. Одинаковые массы кислорода ( µ = 32 г/моль) и водорода ( µ = 2 г/моль) получили одинаковое количество тепла. Чему равно
отношение изменения температур кислорода и водорода?
4. Мощность электронагревателя при разном расходе воздуха через калориметр подбирается так, чтобы ...
5. Систематическую погрешность измерения температуры биметаллическим
термометром можно оценить ...
Вариант 16-4
1. Количество тепла, поглощаемое газом при изобарическом нагревании можно определить по уравнению ...
2. Молярная теплоемкость – это коэффициент пропорциональности в уравнении ...
3. Чему равно отношение молярных теплоемкостей кислорода ( µ = 32 г/моль)
и водорода ( µ = 2 г/моль) ?
4. Для исключения влияния неизвестных тепловых потерь калориметра на теплоемкость необходимо, чтобы ...
5. Систематическую погрешность измерения силы тока амперметром можно
оценить ...
Выберите правильные ответы:
1. ... тепловые потери были бы постоянны;
2. ... давление воздуха было постоянным;
3. C p = i +22 R ;
4. Q = mµ CV ∆T + p∆V ;
5. J U = mµ C p ∆T + q ;
6. dQ = mµ CdT ;
7. ... работа расширения была равна нулю;
8. 1;
9. 16;
10. 1/16;
12. δ J = tn, p
∑ ( Ji −
J
)
2
;
n(n − 1)
13. ... как половину цены деления шкалы;
14. ... по классу точности пробора.
58
11. 1/2 ;
Вариант 16-5
1. При изобарическом нагревании газа тепло расходуется на ...
2. Теоретически молярная теплоемкость двухатомного газа при изохорическом
нагревании равна ...
3. Моль газа при изобарическом нагревании на 1 К совершает работу, равную
…
4. Если воздух не проходит через калориметр, то подводимое тепло расходуется, в основном, на ...
5. Случайная погрешность измерения силы тока может быть оценена ...
Вариант 16-6
1. При изохорическом нагревании газа тепло расходуется на ...
2. Теоретически молярная теплоемкость двухатомного газа при изобарическом
нагревании равна ...
3. Тепло, поглощаемое воздухом, протекающим через калориметр, расходуется ...
4. Моль гелия ( µ = 4 г/моль) и моль водорода ( µ = 2 г/моль) получили одинаковое количество тепла. Отношение повышения температур гелия и водорода при
изобарическом нагреве равно ...
5. Отрезок, отсекаемый на оси ординат, зависимости мощности электронагревателя от расхода воздуха это ...
Выберите правильные ответы;
1. ... по классу точности прибора;
2. ... не оценивается, так как измерения однократные;
3. ... повышение внутренней энергии и работу расширения;
4. ... нагрев и тепловые потери;
5. ... повышение внутренней энергии;
6. ... повышение теплоемкости;
7. 1,4;
8. 29,1 Дж/моль·К;
9. 20,8 Дж/моль·К;
10. 8,31 Дж/моль·К;
11. 7/5;
12. 2;
13. δ J = tn, p
∑ ( Ji −
J
n(n − 1)
14. ... тепловые потери.
)
2
;
59