2003-06-16
Transkrypt
2003-06-16
EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 16 VI 2003 dla I roku Wydziału Inżynierii Środowiska I termin T T ! TT ................................ ............................. Imię i nazwisko Wydział, rok i nr albumu wersja A Arkusz testowy należy podpisać na obu stronach imieniem, nazwiskiem i numerem albumu. Odpowiedzi (litery A, B, C lub D) należy wpisywać do kratek u dołu każdej strony. Na arkuszu nie wolno robić żadnych innych znaków! Do pomocniczych obliczeń służy przydzielona kartka. Wskazanie poprawnej odpowiedzi = +2 pkt, błędna odpowiedź = −1 pkt. Wybrane stałe fizyczne i matematyczne: π ≈ 3, g ≈ 10 m/s2, R ≈ 8 J/(mol K). 1. Pojazd jadący z prędkością 144 km/h wchodzi w płaski zakręt o promieniu 500 m. Pojazd nie wpadnie w poślizg, jeśli współczynnik tarcia będzie równy: (A) 0,25; (B) 0,40; (C) 0,16; (D) 0,30. 2. Dwa pojazdy A i B poruszają się w tym samym kierunku po dwóch równoległych pasach ruchu jezdni. Ich prędkości vA = 10 m/s, vB = 30 m/s, masy mB = 2mA , a współczynniki tarcia µA = µB = 0,25. Drogi hamowania pojazdów są równe: (A) 20 m i 180 m; (B) 15 m i 135 m; (C) 30 m i 270 m; (D) 10 m i 90 m. 3. Ciśnienie p wywierane przez falę sprężystą padającą na daną powierzchnię zależy od jej intensywności I (o wymiarze W/m2) i prędkości fali c jak p = I α · cβ . Wykładniki α i β spełniają równości: (A) α = −β = 1; (B) α = −β/2 = 1; (C) α = β = 1; (D) 2α = −β = 1. 4. Ciało p rzucono poziomo z prędkością v0 z wysokości H. Jego prędkość i przyspieszenie styczne po czasie t < p2H/g są równe odpowiednio: p p p 2t/ (2v )2 + (4gt)2 ; (C) p(2v0)2 + (2gt)2 i 4gp (A) (v0)2 + (gt)2 i g 2t/ (v0)2 + (gt)2; 0 (B) v0 + gt i g; (D) (gt)2 − (v0 )2 i g 2t/ (gt)2 − (v0 )2. 5. Źródłami dźwięku są dwie obustronnie zamknięte tuby wypełnione powietrzem i wydające tony podstawowe. Jeśli c — prędkość dźwięku, l i l + l0 — długości tub, to częstotliwość dudnień jest równa: (A) cl0/[(2l(l + l0)]; (B) cl0/[(2l(l − l0 )]; (C) 2cl0/[l(l + l0)]; (D) c/(l + l0). ◦ 3 6. Pewna substancja topi się przy 20 C, a jej ciepło topnienia wynosi 2 · 10 J/kg. Ciepła właściwe w fazach stałej i ciekłej są równe odpowiednio 1000 J/(kg K) i 600 J/(kg K). Ilość ciepła, którą trzeba dostarczyć do 0,3 kg tej substancji, aby podnieść jej temperaturę od 0◦ C do 50◦C jest równa: (A) 11,4 kJ; (B) 9,6 kJ; (C) 12 kJ; (D) 15,6 kJ. 7. Motocykl stojący nieruchomo na wysokości H rusza w dół nachylonego pod kątem α odcinka toru, zakończonego u dołu pionową pętlą o promieniu R. Jeśli zaniedbamy siły oporu, to minimalna wysokość Hmin zapewniająca nieodpadnięcie motocykla w najwyższym punkcie pętli spełnia relację: (A) Hmin 5R/2; (B) Hmin 2R; (C) Hmin 7R sin α/2; (D) Hmin 3R/2. 8. Ciało o masie m zsuwa się z równi pochyłej o kącie nachylenia β z przyspieszeniem a. Do ciała przyłożona jest siła ciężkości i siła tarcia. Współczynnik tarcia µ jest równy: (A) tg β − a/(g cos β); (B) tg β − g sin β/a; (C) tg β + a/(g cos β); (D) ctg β − a/(g sin β). 9. Dwie cząstki A i B poruszają się ruchem jednostajnym po okręgach mających wspólny środek, ale różne promienie. Ich przyspieszenia dośrodkowe są równe. Cząstka A obiega okrąg o promieniu 1,8 m w czasie 3 s. Prędkość cząstki B jest równa 6 m/s. Okres obiegu okręgu cząstki B wynosi około: (A) 0,2 s; (B) 5 s; (C) 0,6 s; (D) 5/3 s. 10. Patrol policyjny obserwuje motocykl przejeżdżający koło szkoły z niedozwoloną prędkością 15 m/s. Policjanci ruszają w pościg w momencie, gdy mija ich motocykl. Przyspieszenie policyjnego auta a = 2 m/s2. Czas pogoni i odległość przebyta przez auto do momentu dogonienia motocykla są równe odpowiednio: (A) 15 s i 225 m; (B) 5 s i 75 m; (C) 10 s i 150 m; (D) 12 s i 120 m. 11. Gaz doskonały znajduje się w pojemniku o objętości V0 pod ciśnieniem p = 2·105 Pa. Po otwarciu zaworu z pojemnika ubywa 5% masy gazu. Jeśli wypływ gazu odbywa się przy stałej temperaturze, to ciśnienie gazu po zamknięciu zaworu wyniesie: (A) 2 · 105 Pa; (B) 2,1 · 105 Pa; (C) 0,1 · 105 Pa; (D) 1,9 · 105 Pa. 12. W ruchu Ziemi po orbicie okołosłonecznej stałe są jej: (A) pęd i prędkość; (C) prędkość polowa i energia potencjalna; (B) energia kinetyczna i promień orbity; (D) moment pędu i energia mechaniczna. Pytanie Odpowiedź 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 EGZAMIN TESTOWY Z FIZYKI 16 VI 2003 dla I roku Wydziału Inżynierii Środowiska I termin ................................ ............................. wersja Imię i nazwisko Wydział, rok i nr albumu A 13. Ciało o masie 0,80 kg podwieszone do sprężyny rozciąga ją o 0,1 m. Okres jego małych drgań wynosi: (A) 0,2π s; (B) 0,4π s; (C) 0,02π s; (D) π s. 14. Cylindryczny zbiornik wody o promieniu R jest wypełniony do wysokości H. Przez kran w dnie zbiornika wycieka N litrów w ciągu t sekund. Szybkość obniżania się poziomu wody w zbiorniku wynosi (w m/s): √ (D) 10−3N/(πR2t). (A) N/(πR2t); (B) 3,6N/(πR2t); (C) 2gH; 15. Moment pędu L ciała o pędzie p = 5i + 6j, znajdującego się w punkcie r = 7k, wynosi: (A) −42i + 35j; (B) +42i − 35j; (C) −35i + 42j; (D) 35i − 42j. 16. Gaz idealny o cieple molowym 3R/2 poddano izotermicznemu rozprężaniu przy T = 300K. Jego objętość wzrosła od 0,08 m3 do 4 m3. Końcowe ciśnienie jest równe 105 Pa. Zmiana energii tego gazu wynosi: (A) (2400 ln 5) J; (B) 0 J; (C) 12 J; (D) 3,92 · 105 J. 17. Równanie fali poprzecznej rozchodzącej się w naciągniętej strunie o gęstości liniowej masy 0,25 kg/m ma postać (w SI) y(x, t) = 0,075 sin 2π(2t − x/6). Prędkość fazowa tej fali oraz jej średnia moc hP i są, w jednostkach SI, w przybliżeniu równe odpowiednio: (A) 12 i 1,2; (B) 12 i 4,8; (C) 6 i 16; (D) 6 i 24. 18. Łyżwiarz o masie 30m stoi na gładkiej tafli lodu i wyrzuca jednocześnie przed siebie hantle o masach m i 2m, nadając im poziome prędkości (względem tafli) odpowiednio v i v/2. Prędkość łyżwiarza wynosi: √ (A) v/15; (B) v/10; (C) v/30; (D) v/(2 5). 9 19. Ściśliwość wody B = 2,25·10 Pa. Fala dźwiękowa o częstotliwości 2 kHz ma w wodzie prędkość i długość: (A) 1000 m/s i 0,5 m; (B) 2000 m/s i 1 m; (C) 1500 m/s i 0,75 m; (D) 1400 m/s i 0,70 m. 20. Zjawisko rezonansu mechanicznego jest konsekwencją zależności amplitudy drgań wymuszonych od: (A) przyspieszenia ziemskiego; (C) prędkości układu mechanicznego; (B) częstości siły wymuszającej; (D) energii mechanicznej układu. 21. Pociąg przejeżdża z prędkością 40 m/s obok wieży sygnałowej, wydającej dźwięk o częstotliwości 1 kHz. Prędkość dźwięku w powietrzu 340 m/s. Pasażer pociągu podczas zbliżania i oddalania się od wieży słyszy dźwięk o częstotliwościach równych (w kHz) odpowiednio: (A) 19/15 i 17/19; (B) 17/15 i 15/17; (C) 19/17 i 15/17; (D) 17/15 i 17/19. 22. Krążek o masie m i promieniu R wiruje z prędkością kątową ω. Na krążek działa hamujący moment siły τ . Czas t, po którym krążek zatrzyma się, jest równy: (A) ωmr2 /(2τ ); (B) 2ωτ /(mr2); (C) ωτ /(mr2); (D) ωmr2/τ . 23. Na środku obrotowego stolika stoi człowiek, trzymając nad głową wirujące z prędkością kątową ωk wokół pionowej osi (którą podtrzymuje jedną ręką) koło rowerowe o momencie bezwładności Ik . Jeśli łączny moment bezwładności człowieka, koła i stolika jest równy 7Ik /2, to prędkość kątowa stolika po zahamowaniu koła przez człowieka wyniesie: (A) 0; (B) ωk /7; (C) 2ωk/5; (D) 2ωk /7. 24. Na huśtawce o masie mh = 20 kg podpartej w środku, siedzą Jacek i Agatka o masach mJ = 42 kg i mA = 24 kg. Belka przyjmuje położenie poziome, jeśli Jacek siedzi w odległości dJ = 0,8 m od środka, a Agatka w odległości x. Siła nacisku na punkt podparcia belki oraz odległość x są równe odpowiednio: (A) 660 N i 1,6 m; (B) 660 N i 1,4 m; (C) 860 N i 1,6 m; (D) 860 N i 1,4 m. 25. Grawitacyjne przyspieszenie na powierzchni Marsa, którego promień R = 3,4 · 106 m, wynosi 4 m/s2. Wysokość h nad powierzchnią Marsa, na której ciężar ciała stanowi 40% ziemskiego ciężaru, jest równa: (A) 0; (B) R; (C) R/2; (D) 0,4R. 26. Praca W wykonana przez wypadkową siłę F nad ciałem o masie m jest równa zmianie jego energii: (A) mechanicznej; (B) kinetycznej; (C) wewnętrznej; (D) potencjalnej. 27. Skład powietrza: 80% azotu i 20% tlenu. Ciepła molowe powietrza Cp i CV są równe odpowiednio: (A) 7R/2 i 5R/2; (B) 3R i 2R; (C) 4R i 3R; (D) 5R/2 i 3R/2. Wrocław, 16 VI 2003 Pytanie Odpowiedź 13 dr hab. inż. W. Salejda, prof. PWr i zespół 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27