Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра "Физика"
ФИЗИКА
Рабочая программа и контрольные задания
для студентов заочного факультета
(специальности УПП, УПЛ, Т, МТ, СЖУ, СЖД)
Часть 1
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2011

Стоимость одной готовой задачи по физике составляет 100 руб.
Стоимость решения одной задачи по физике уточняйте при заказе.

Контрольная работа 2

021. В баллоне вместимостью V = 25 л находится водород при температуре Т = 290 К . После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δр = 0.4 МПа. Определить массу m израсходованного водорода.

022. Плотность газа при давлении 9,6•104 Па и температуре 0° С равна 1,35 кг/м3 . Найти молярную массу этого газа.

023. Найти полную кинетическую энергию, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака NH3 при температуре 290 К.

024. Водород находится под давлением 2∙105 Па и имеет температуру 300 К. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы водорода при этих условиях.

025. Кислород, занимающий объем 1 м3 и имеющий давление 8∙104 Па, нагревается так, что его объем увеличивается втрое. Определить изменение внутренней энергии кислорода, работу, совершенную им при нагревании, а также теплоту, полученную газом.

026. Газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в три раза выше температуры холодильника. Газ получил от нагревателя 41,9 кДж теплоты. Какую работу совершил газ ?

Контрольная работа 3

0.3.1. Два точенных заряда 9 нКл и -1 нКл закреплены на расстоянии 50 см друг от друга. Определить положение третьего точечного заряда, при котором он будет находиться в равновесии, если его поместить в поле, образуемое этими двумя зарядами. При каком знаке третьего заряда это равновесие будет устойчивым ?

0.3.2. Плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого 2 см, заряжен до потенциала 3000 В. Затем конденсатор отключается от источника напряжения и пластины раздвигаются до расстояния 5 см. Площадь пластин конденсатора 100 см2. Найти напряжённость и энергию конденсатора до и после раздвижения пластин.

0.3.3. Четыре одинаковые капельки ртути, заряженных до потенциала 10 В каждая, сливаются в одну каплю. Определить потенциал получившейся капли.

0.3.4. Резистор сопротивлением 5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр показывает напряжение 10 В. Если заменить резистор другим с сопротивлением 12 Ом, то вольтметр покажет напряжение 12 В. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

0.3.5. От источника тока напряжением 600 В требуется передать потребителю на расстояние 1 км мощность 5 кВт. Каковы минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных подводящих проводов равен 0,5 см?

0.3.6. Определить силу тока в сопротивлении R3 , если Е1=6 В , Е2=8 В, R1=14 Ом, R2=8 Ом, R3= 6 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 26/12/2011

Контрольная работа 2

121. Плотность газа при давлении 9,6•104 Па и температуре 0° С равна 1,35 кг/м3 . Найти молярную массу газа.
122. В баллоне объемом 1,5•10-2 м3 находится аргон под давлением 6•105 Па и температуре 300 К. Когда из баллона было выпущено некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до 4•105 Па, а температура упала до 260 К. Определить массу аргона, выпущенного из баллона.

123. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде объемом 3•10-3 м3 под давлением 5,4•105 Па.

124. Кислород находится под давлением 1,33•105 Па при температуре 200 К. Вычислить среднее число столкновений молекулы кислорода при этих условиях за 1 с.

125. Объем водорода, имеющего температуру 300 К, при изотермическом расширении увеличился в три раза. Определить работу, совершенную газом, и теплоту, полученную при этом, если масса водорода равна 200 г.

126. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия цикла Карно при повышении температуры нагревателя от 380 К до 560 К. Температура холодильника 280 К.

Контрольная работа 3

1.3.1. В центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды по3,5 нКл, помещён отрицательный заряд. Найти величину этого заряда, если вся система зарядов находится в равновесии.

1.3.2. Определить напряжённость электростатического поля, создаваемого тонким длинным стержнем, равномерно заряженным с линейной плотностью заряда 20 мКл/м в точке, находящейся в 2 см от стержня вблизи его середины.

1.3.3. Восемь маленьких капелек ртути, заряженных каждая до потенциала 100 В, сливаются в одну. Каков потенциал образовавшейся капли?

1.3.4. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора равна 90 В. Площадь каждой пластины 60 см^2 и заряд 10-9 Кл На каком расстоянии друг от друга находятся пластины?

1.3.5. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цеди 0,8 А, а при сопротивлении 15 Ом сила тока 0,5 А. Определить силу тока короткого замыкания.

1.3.6. Две батареи с ЭДС 12 В и 24 В и внутренними сопротивлениями 2 Ом и 6 Ом соответственно, соединены с резистором 12 Ом так, как показано на рисунке. Определить силы токов в батареях и резисторе.

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 26/12/2011

Вариант 02

Контрольная работа 2

221. Кислород в количестве 0,2 моля находится в сосуде объемом 2•10-3 м3. Какова концентрация молекул кислорода в сосуде ?

222. Каков должен быть вес оболочки воздушного шара диаметром 5 м, наполненного водородом, чтобы он находился в воздухе во взвешенном состоянии ? Воздух и водород находятся при нормальных условиях. Давление внутри шара равно атмосферному.

223. В сосуде объемом 2 л находится 200 г азота под давлением 104 Па. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа и его плотность.

224. Чему равна удельная теплоемкость при постоянном объеме и постоянном давлении некоторого двухатомного газа, если его плотность при 0° С и давлении 105 Па равна 1,43 кг/м3 ?

225. Какова средняя длина свободного пробега молекул углекислого газа при температуре 100° С и давлении 13,33 Па? Диаметр молекул углекислого газа принять равным 3,2•10-8 см.

226. Газ, занимающий объем 5 л и находящийся под давлением 2•105 Па при температуре 17° С был нагрет и расширился изобарически. Работа расширения газа при этом оказалась равной 200 Дж. На сколько градусов нагрели газ ?

Контрольная работа 3

2.3.1. Четыре одинаковых заряда по 40 нКл каждый закреплены в вершинах квадрата со стороной 10 см, Найти силу, действующую на один из этих зарядов со стороны остальных трёх.

2.3.2. К бесконечной равномерно заряженной вертикальной плоскости подвешен на нити одноимённо заряженный шарик массой 50 мг и зарядом 10 -10 Кл. Сила натяжения нити, на которой висит шарик 7•10-4 Н. Найти поверхностную плотность заряда на плоскости.

2.3.3. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе заряженная капелька ртути находится в равновесии. Расстояние между обкладками конденсатора равно 1 см, разность потенциалов 600 В. Заряд капли равен 8•10-19 Кл. Определить радиус капли.

2.3.4. Генератор с ЭДС равной 2 В имеет внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Определить падение напряжения внутри генератора при силе тока в цепи равной 0,5 А. Найти внешнее сопротивление при этих условиях.

2.3.5. Источник тока замкнут сначала на внешнее сопротивление 2 Ом, а затем на внешнее сопротивление 0,5 Ом. Найти его ЭДС и внутреннее сопротивление, если известно, что мощность, выделяемая во внешней цени, в обоих случаях одинакова и равна 2,54 Вт.

2.3.6. Определить напряжение на зажимах реостата сопротивлением R=3 Ом, если ЭДС источников и их внутренние сопротивления равны: Е1=5 В, Е2=3 В, R1 =1 Ом, R2 =0,5 Ом.

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Дата выполнения: 26/12/2011

Контрольная работа 2

321. Вода при температуре 4°С занимает объем 1 см3. Определить сколько молекул воды находится в этом объеме.

322. Сколько воздуха выйдет из аудитории объемом 400 м3 при нагревании его от 15°С до 20°С ? Давление не меняется и составляет 105 Па.

323. 10 г азота находятся в закрытом сосуде при температуре 7°С. Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул вдвое ?

324. Водород массой 300 г, имевший температуру 300 К, адиабатно расширился, увеличив объем в три раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в 2 раза. Определить полную работу, совершенную газом и его температуру.

325. Средняя длина свободного пробега молекулы водорода при некоторых условиях равна 2 мм. Найти плотность водорода при этих условиях.

326. Газ, совершающий цикл Карно, отдал холодильнику теплоту, равную 14 кДж. Определить температуру нагревателя, если при температуре холодильника 280 К работа цикла равна 6 кДж.

Контрольная работа 3

3.3.1. Расстояние между двумя точечными зарядами 2 нКл и 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую надо поместить третий заряд так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить величину и знак этого заряда. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?

3.3.2. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы получить скорость 8•105 м/с?

3.3.3. Плоский конденсатор с площадью пластин 100 см2 и расстоянием между ними 1 мм заряжают до 100 В. Затем пластины раздвигаются до 25 мм. Найти энергию конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением пластин: а) не отключался от конденсатора, б) отключался от конденсатора.

3.3.4. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цеди 0,8 А, а при сопротивлении 15 Ом сила тока 0,5 А. Определить силу тока короткого замыкания.

3.3.5. ЭДС батареи 12 В. При силе тока 4 А КПД батареи равен 60%. Определить внутреннее сопротивление батареи.

3.3.6. В схеме, показанной ниже на рисунке, E1 = E2 = 110 В и R1 = R2 =200 Ом. Сопротивление вольтметра 1000 Ом. Что показывает вольтметр ? Сопротивлением источников тока пренебречь.

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 27/12/2011

Контрольная работа 2

421. Вычислить плотность азота, находящегося в баллоне при температуре 400 К и под давлением 2•106 Па.

422. В баллоне вместимостью V = 25 л находится водород при температуре Т = 290 К . После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δр = 0.4 МПа. Определить массу m израсходованного водорода.

423. Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа равна 450 м/с. Давление газа равно 5•104 Па. Найти плотность газа при этих условиях.

424. 2•10-3 м³ азота находятся под давлением 105 Па. Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы при постоянном давлении увеличить его объем вдвое ?

425. В сосуде находится углекислый газ, плотность которого равна 1,7 кг/м3. Длина свободного пробега его молекул при этих условиях равна 7,9•10-8 м. Найти диаметр молекул углекислого газа.

426. В сосуде под поршнем находится гремучий газ. Найти какое количество тепла выделяется при взрыве гремучего газа, если известно, что внутренняя энергия газа изменилась при этом на 3,37•105 Дж и поршень поднялся на 20 см. Масса поршня 2 кг, площадь его поперечного сечения 10 см2, давление под поршнем равно нормальному атмосферному - 105 Па.

Контрольная работа 3

4.3.1. Три одинаковых точечных заряда по 2•10-9 Кл каждый расположены в вершинах равностороннего треугольника, со стороной 10 см. Определить величину и направление силы, действующей на один из зарядов со стороны двух других.

4.3.2. Расстояние между двумя точечными зарядами 22,5 нКл и –44,0 нКл равно 5 см. Найти напряжённость электрического поля в точке, удаленной от положительного заряда на 3 см и от отрицательного заряда на 4 см.

4.3.3. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе заряженная капелька ртути находится в равновесии. Расстояние между обкладками конденсатора равно 1 см, разность потенциалов 600 В. Заряд капли равен 8•10-19 Кл. Определить радиус капли.

4.3.4. Расстояние между пластинами плоского конденсатора 2 мм, разность потенциалов 600 В. Заряд каждой пластины 4•10-8 Кл. Определить энергию поля конденсатора и силу взаимного притяжения его пластин.

4.3.5. Источник тока, реостат и амперметр включены последовательно. ЭДС источника 2 В, внутреннее сопротивление 0,4 Ом, Амперметр показывает 1 А. С каким КПД работает источник тока?

4.3.6. ЭДС батареи 24 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, 10 А. Определить максимальную мощность, которая может выделяться во внешней цени.

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 27/12/2011

Контрольная работа 2

521. Найти массу сернистого газа (SO2 ), занимающего объем 0,025 м3 при температуре 300 К и давлении 105 Па.

522. Какую массу воздуха перевозит железнодорожный состав, идущий порожняком, если он состоит из 60 вагонов объемом 80 м3 каждый. Температура воздуха 17° С, атмосферное давление 105 Па.

523. Водород в количестве 0,5 моль находится при температуре 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию всех молекул этого газа.

524. 10 г кислорода, находящегося при 0° С и давлении 105 Па, сжимаются до объема 1,4 л. Найти давление и температуру кислорода после сжатия, если: а) кислород сжимается изотермически, б) кислород сжимается адиабатически. Определить работу сжатия в обоих случаях.

525. Азот массой 0,1 г был изобарно нагрет от температуры 200 К до температуры 400 К. Определить работу совершенную газом, полученную газом теплоту и изменение внутренней энергии газа.

526. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температуры нагревателя и холодильника 500 К и 250 К соответственно. Определить термический КПД цикла, а также работу рабочего тела при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии была совершена работа 70 Дж.

Контрольная работа 3

5.3.1. Расстояние между двумя точечными зарядами 2 нКл и 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую надо поместить третий заряд так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить величину и знак этого заряда. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?

5.3.2. Поле образовано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 40 нКл/м2. Определить разность потенциалов двух точек, отстоящих от плоскости на 15 см и 20 см.

5.3.3. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора равна 90 В. Площадь каждой пластины 60 см2 и заряд 10-9 Кл На каком расстоянии друг от друга находятся пластины?

5.3.4. Определить число электронов, проходящих за 1 с через поперечное сечение 1 мм2 железной проволоки длиною 20 м, при напряжении на ее концах 16 В.

5.3.5. Источник тока замкнут сначала на внешнее сопротивление 2 Ом, а затем на внешнее сопротивление 0,5 Ом. Найти его ЭДС и внутреннее сопротивление, если известно, что мощность, выделяемая во внешней цени, в обоих случаях одинакова и равна 2,54 Вт.

5.3.6. В схеме, указанной на рисунке: E1 = 2 В, Е2=1,9 В, R1 =R2=10 Ом, R3 =45 Ом.. Найти силу тока во всех участках цепи. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 27/12/2011

Контрольная работа 2

621. В баллоне объемом 0,003 м3 содержится кислород массой 10 г. Определить концентрацию молекул кислорода.

622. Один баллон объемом 10-2 м3 содержит кислород под давлением 1,5•106Па, а другой баллон объемом 2,2•10-2 м3 содержит азот под давлением 0,6•105 Па Когда баллоны соединили между собой, оба газа смешались, образовав однородную смесь, а температура осталась без изменения. Определить давление смеси газов.

623. Какова средняя длина свободного пробега молекулы азота в сосуде объемом 0,005 м3, если масса азота 0,5 г?

624. При адиабатическом сжатии давление воздуха было увеличено от 5•105 Па до 5•106 Па. Затем при неизменном объёме его температура была понижена до первоначальной. Определить давление воздуха в конце процесса.

625. Кислород массой 0,2 кг занимает объем 0,1 м3 и находится под давлением 2•105 Па. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема 0,3 м3, а затем его нагрели при постоянном объеме так, что давление стало равным 5•105 Па . Найти изменение внутренней энергии кислорода, совершенную им работу и теплоту, переданную газу. Построить график процесса.

626. Газ, совершающий цикл Карно, получил от нагревателя 8,4•104 Дж теплоты. Определить работу газа, если температура нагревателя в три раза больше температуры холодильника.

Контрольная работа 3

6.3.1. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на некоторый угол. Шарики погружаются в масло с диэлектрической проницаемостью 2,2. Какова плотность масла, если угол расхождения нитей остался неизменным ? Плотность материала шариков 1,5•103 кг/м3

6.3.2. Пылинка массой 2•10-7 кг, несущая на себе заряд 40 нКл влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения в поле разности потенциалов в 200 В пылинка имела скорость 10 м/с. Определить скорость пылинки до того, как она влетела в поле.

6.3.3. Конденсатор емкостью 667 пФ зарядили до разности потенциалов 1500 В и отключили от источника напряжения. Затем к нему параллельно присоединили незаряженный конденсатор емкостью 144 пФ. Определить энергию, израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов.

6.3.4. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цеди 0,8 А, а при сопротивлении 15 Ом сила тока 0,5 А. Определить силу тока короткого замыкания.

6.3.5. ЭДС батареи 80 В, внутреннее сопротивление 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 100 Вт. Определить силу тока в цепи, напряжение, под которым находится внешняя цепь и ее сопротивление.

6.3.6. В схеме, указанной на рисунке, Е1 =2 В, Е 2=4 В, Е3= 6 В, R1=4 Ом, R2=6 Ом, R3=8 Ом. Найти силу тока во всех участках цепи. Сопротивлением источников тока пренебречь.

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 27/12/2011

Контрольная работа 2

721. Сосуд откачан до давления 1,33•10-2 Па. Чему равна плотность воздуха в этом сосуде ?

722. 10 г кислорода находятся под давлением 3•105 Па при температуре 10°С. После расширения, вследствие нагревания при постоянном давлении, кислород занял объем 0,01 м3 . Найти температуру газа после расширения.

723. Сколько молекул кислорода находится в сосуде объемом 10-5 м3, если давление равно 2,66•104 Па, а средняя квадратичная скорость молекул при данных условиях равна 2400 м/с.

724. Чему равны удельные теплоемкости при постоянном объёме и постоянном давлении некоторого двухатомного газа, если его плотность при давлении 105 Па и температуре 300 К равна 1,43 кг/м^3.

725. 3,7 г углекислого газа нагреваются от 20°С до 100°С при постоянном давлении. Какое количество тепла сообщается газу, и насколько изменится кинетическая энергия одной молекулы этого газа ?

726. В цикле Карно газ получил от нагревателя 500 Дж теплоты и совершил работу 100 Дж. Температура нагревателя 400 К. Определить температуру холодильника

Контрольная работа 3

7.3.1. В вершинах квадрата находятся одинаковые точечные заряды по 8•10-10 Кл каждый. Какой отрицательный заряд нужно поместить в центр квадрата, чтобы он находился в равновесии ?

7.3.2. На какое расстояние могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу с относительной скоростью равной 108 см/с ?

7.3.3. Плоский конденсатор с площадью пластин 200 см2 каждая заряжен до разности потенциалов 2 кВ. Расстояние между пластинами 2 см, диэлектрик - стекло. Определить энергию поля конденсатора и объёмную плотность энергии.

7.3.4. Резистор сопротивлением 5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр показывает напряжение 10 В. Если заменить резистор другим с сопротивлением 12 Ом, то вольтметр покажет напряжение 12 В. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

7.3.5. Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что выделяемая во внешней цепи мощность, одинакова при значениях внешнего сопротивления 5 Ом и 0.2 Ом.

7.3.6. Определить силу тока в сопротивлении R3 , если Е1=6 В, Е2=8 В, R1=14 Ом, R2=8 Ом, R3= 6 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 27/12/2011

Контрольная работа 2

821. Какой объём занимают 200 г гелия, находящегося при температуре –73°С и имеющего давление 105 Па.

822. При температуре 50°С давление насыщенных водяных паров равно 1.25•104 Па . Чему при этом равна плотность водяных паров?

823. Баллон объёмом 0.025 м3 заполнен азотом при температуре 400 К. Когда часть азота израсходовали, давление в баллоне понизилось на 200 кПа. Сколько азота взяли из баллона? Процесс считать изотермическим.

824. В сосуде объёмом 2•10-3 м3 находится 10 г кислорода под давлением 9•104 Па. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа и число молекул, находящихся в сосуде.

825. Кислород массой 250 г, имевший температуру 200 К, был адиабатно сжат. При этом была совершена работа 2.5•104 Дж. Определить конечную температуру газа.

826. Газ, совершающий цикл Карно, отдал холодильнику 67% тепла, полученного от нагревателя. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя 430К.

Контрольная работа 3

8.3.1. Два шарика массой по 1 г подвешены на нитях длиною 10 см каждая так, что верхние концы нитей соединены вместе. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол равный 60° ?

8.3.2. Определить напряжённость электростатического поля около одновалентного иона, радиус которого 2•10-8 см. Заряд иона считать точечным.

8.3.3. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной 2 мм и парафина толщиной 3 мм. Разность потенциалов между обкладками 300 В. Определить напряжённость поля и падение потенциала на каждом из слоев.

8.3.4. В сеть с напряжением 100 В включили катушку сопротивлением 2000 Ом и вольтметр, соединенные последовательно. При этом вольтметр показал напряжение 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал 60 В. Определить сопротивление второй катушки.

8.3.5. ЭДС батареи 24 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, 10 А. Определить максимальную мощность, которая может выделяться во внешней цени.

8.3.6. Три батареи с ЭДС 8В,3В и 4В и внутренним сопротивлением 2 Ом каждая соединены одноимёнными полюсами. Пренебрегая сопротивлением соединительных проводов, определить силы токов, идущих через батареи.

Ниже указана стоимость за одну готовую задачу:

Цена: 100 р.

Дата выполнения: 27/12/2011