Полная версия сайта

Академия ФСО России

официальный сайт


Специальности Порядок действий абитуриента Профессиональный отбор Дополнительное испытание Дистанционные курсы по математике Правила приема Часто задаваемые вопросы

Особенности проведения вступительных испытаний для отдельных категорий кандидатов

Программа вступительного испытания по физике

1. Общие указания

На вступительном испытании по физике поступающий должен знать и понимать:

уметь:

2. Содержание

Раздел 1. Механика

Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Относительность движения. Мгновенная скорость. Классический закон сложения скоростей. Ускорение.

Равноускоренное прямолинейное движение. Ускорение свободного падения.

Графики зависимости кинематических величин от времени в равномерном и равноускоренном движениях.

Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Центростремительное ускорение. Период и частота вращения.

Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета.

Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил.

Третий закон Ньютона. Прямая и обратная задача механики.

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести, центр тяжести.

Движение под действием силы тяжести с начальной скоростью. Движение искусственных спутников. Расчет первой космической скорости.

Сила упругости. Закон Гука.

Вес тела. Невесомость. Перегрузка.

Сила трения.

Равновесие тел. Момент силы.

Условия равновесия твердого тела.

Угловая скорость. Угловое ускорение. Кинематика равномерного вращательного движения.

Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

Механическая работа. Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в механических процессах. КПД механизмов и машин.

Механические колебания и волны

Колебательное движение. Свободные колебания. Амплитуда, период, частота, фаза. Математический маятник. Формула периода колебаний математического маятника. Колебание груза на пружине.

Превращение энергии при колебательном движении.

Вынужденные колебания. Резонанс.

Распространение колебаний в упругих средах. Длина волны. Связь длины волны со скоростью ее распространения и периодом (частотой).

Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика

Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытные обоснования. Диффузия и броуновское движение. Масса и размеры молекул. Постоянная Авогадро.

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютный нуль. Уравнение состояния идеального газа как следствие основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов и его частные случаи для постоянного значения температуры, объема и давления.

Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Точка росы.

Свойства жидкости. Процессы конденсации и испарения в природе и технике. Сжижение газов.

Поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.

Строение кристаллов. Анизотропия кристаллов. Симметрия кристаллов.

Аморфные тела.

Внутренняя энергия тела. Первый закон термодинамики.

Применение первого закона термодинамики к различным тепловым процессам. Адиабатный процесс. Теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме.

Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики.

Тепловые машины. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и пути его повышения. Цикл Карно.

Раздел 3. Электричество и магнетизм

Электрическое поле

Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.

Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Линии напряженности. Электрическое поле точечного заряда. Однородное электрическое поле. Поток напряженности электрического поля. Теорема Гаусса и ее применение для расчета электрических полей.

Работа электрического поля при перемещении зарядов. Потенциал. Разность потенциалов.

Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Электроемкость плоского конденсатора. Энергия электрического поля. Плотность энергии.

Диэлектрики в электрическом поле. Механизм поляризации диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость.

Законы постоянного тока

Электрические цепи с последовательным и параллельным соединением проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для полной цепи. Шунты и добавочные сопротивления.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца.

Электрический ток в металлах. Основные положения электронной теории проводимости металлов. Зависимость сопротивления от температуры.

Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Закон электролиза.

Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряды в газах.

Магнитное поле

Взаимодействие токов. Магнитное поле тока. Магнитная индукция. Линии магнитной индукции. Магнитный поток. Сила Ампера.

Сила Лоренца. Движение электрических зарядов в электрическом и магнитном полях. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость.

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция. ЭДС индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

Самоиндукция. Индуктивность. Влияние среды на индуктивность. Явление взаимной индукции. Трансформатор.

Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

Понятие об электромагнитном поле.

Раздел 4. Электромагнитные колебания

Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращения энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре.

Вынужденные электромагнитные колебания. Электрический резонанс.

Раздел 5. Оптика

Свет как электромагнитная волна. Скорость света. Интерференция света. Когерентность. Стоячие волны. Дифракция света. Принцип Гюйгенса - Френеля. Дифракционная решетка. Дифракционный спектр. Дисперсия света.

Электромагнитные излучения разных длин волн: радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма- излучение. Эффект Доплера.

Законы геометрической оптики: прямолинейного распространения, отражения, преломления. Плоское и сферическое зеркало. Полное отражение.

Линза. Формула тонкой линзы. Увеличение линзы.

Световой поток. Сила света. Освещенность. Законы освещенности.

Раздел 6. Квантовая физика

Световые кванты.

Фотоэлектрический эффект и его законы. Уравнение фотоэффекта. Фотон, его энергия и импульс.

Физика атома

Модель атома Резерфорда.

Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. Происхождение линейчатых спектров. Спектры излучения и поглощения.

Гипотеза де Бройля. Волновые свойства электрона.

Физика атомного ядра

Состав атомного ядра. Изотопы. Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер. Радиоактивность. Альфа-, бетта- распад. Гамма- излучение при альфа- и бета- распаде. Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций.

Деление ядер урана. Ядерный реактор. Ядерный синтез. Термоядерные реакции.

3. Литература для подготовки

  1. Физика 10 класс. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. – М.: Просвещение, 2012.
  2. Физика 11 класс. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М.Чаругин. – М.: Просвещение, 2012.
  3. Физика. Задачник 10-11 кл.: пособие для общеобразовательных учреждений./А.П. Рымкевич. М.: Дрофа, 2013.
  4. Физика ЕГЭ. Типовые тестовые задания. Кабардин О.Ф., Кабардина С.И. – М.: 2013.
  5. Гольдфарб Н.И. Сборник вопросов и задач по физике. Учебное пособие для поступающих в ВУЗЫ. М.: Высшая школа, 2012.
  6. Кабардин О.Ф., Пинский А.А. Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений и школ с углубленным изучением физики. М.: Просвещение, 2013.
  7. Кабардин О.Ф., Пинский А.А. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений и школ с углубленным изучением физики. М.: Просвещение, 2014.».

Рекомендации для подготовки к вступительному испытанию по физике

Структура билета для вступительного испытания по физике

Билет содержит 15 заданий, примеры которых приведены в приложении. Эти задания разделены на три блока. В каждом блоке пять заданий, включающих основные темы курса физики: 1) механика, 2) молекулярная физика, 3) электродинамика, 4) колебания и волны, 5) оптика и квантовая физика.

В первом блоке необходимо дать письменный ответ на вопросы, включающие в себя определения физических явлений, понятий, формулировки физических законов.

Во втором блоке необходимо решить пять сравнительно простых задач, записав в бланке ответа численное значение, полученного результата.

В третьем блоке необходимо также решить пять, но уже более сложных задач, и записать в бланке ответа численное значение, полученного результата.

Требования к выполнению и оформлению письменной работы по физике

Задания рекомендуется выполнять по порядку. Однако, если задание не удается выполнить сразу, перейдите к следующему. В некоторых задачах для облегчения понимания условия задачи целесообразно сделать рисунок, иллюстрирующий физические процессы, рассматриваемые в задаче. Если останется время, вернитесь к пропущенным заданиям. При выполнении заданий билета разрешено пользоваться калькулятором и таблицей фундаментальных физических констант. Если в тексте задач не указаны единицы измерений, в которых необходимо выразить ответ, то пользуйтесь единицами системы СИ. Если нет специальных оговорок, то для ускорения свободного падения берется приближенное значение . Ответы на вопрос «во сколько раз больше…» или «найти отношение...» представьте в виде числа большего единицы. При округлении результатов расчетов оставляйте не более трех значащих цифр.

ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ А

  1. Что такое масса тела?
  2. Сформулируйте первый закон термодинамики?
  3. Сформулируйте закон Фарадея для электролиза?
  4. Что такое электромагнитное поле?
  5. Сформулируйте условие интерференционных минимумов?
  6. Вагон, масса которого 20 т, идет со скоростью 18 км/ч. Какой должна быть сила торможения, чтобы тормозной путь был 250 м?
  7. Определить объем куска меди, который при погружении в керосин выталкивается с силой 8 Н. (Плотность меди 8,9*103 кг/м3, плотность керосина 0,8*103 кг/м3).
  8. Чему равна ЭДС, возникающая в проводнике индуктивностью 2 Гн, если скорость изменения тока в нем равна 3 А/с?
  9. Груз, подвешенный на длинном резиновом жгуте, совершает колебания с периодом Т. Как изменится частота колебаний, если отрезать 1/2 длины жгута?
  10. Для данного света длина волны в воде равна 0,46 мкм. Какова длина волны в воздухе. (Показатель преломления воды 1,3).
  11. Самолет для взлета должен иметь скорость 25 м/с. Длина пробега перед взлетом 100 м. Какую работу совершают моторы при взлете, если масса самолета 1000 кг и коэффициент сопротивления 0,02?
  12. В баллоне емкостью 10 л находится газ при температуре 27°C. Вследствие утечки газа давление в баллоне снизилось на 4,2 кПа. Сколько молекул вышло из баллона? Температуру считать неизменной. (Постоянная Больцмана равна 1,38*1023 Дж/К).
  13. Положительно заряженный шарик массой 0,18 г, сделанный из вещества с плотностью 1800 кг/м3, находится в равновесии в жидком диэлектрике плотностью 900 кг/м3. В диэлектрике имеется однородное электрическое поле напряженностью 45 кВ/м, направленное вертикально вверх. Найти заряд шарика.
  14. Мощность, потребляемая трансформатором, равна 90 Вт. Определите силу тока вo вторичной обмотке, если напряжение на зажимах вторичной обмотки 12 В, а КПД трансформатора 75%.
  15. На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12 см надо поставить предмет, чтобы его действительное изображение было втрое больше самого предмета?

Ответы варианта А

  1. Физическая величина, являющаяся количественной мерой инерции тела.
  2. Изменение внутренней энергии системы равно сумме совершенной над ней работы внешних сил и полученного системой количества теплоты.
  3. Масса выделившегося в результате электролиза вещества пропорциональна прошедшему через электролит заряду.
  4. Совокупность переменного электрического и неразрывно связанного с ним переменного магнитного полей.
  5. Оптическая разность хода волн равна нечетному числу полуволн в вакууме.
  6. 1000 Н.
  7. 10–4 м3.
  8. 6 В.
  9. Увеличится в √2 раз.
  10. 0,6 мкм.
  11. 333 кДж.
  12. 1022.
  13. 2*10–8 Кл.
  14. 5,6 А.
  15. 16 см.

ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ Б

  1. Сформулируйте закон сохранения импульса.
  2. Что такое поляризация диэлектриков?
  3. Что такое период колебаний?
  4. Сформулируйте основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.
  5. Что такое удельная энергия связи ядра?
  6. Какое расстояние пройдет автомобиль, движущийся со скоростью 36 км/ч, после выключения двигателя? Коэффициент трения 0,05.
  7. Смешали 12 кг воды при температуре 10°C и 5 кг воды при 80°C. Определите температуру смеси воды.
  8. Электрон, двигаясь под действием электрического поля, увеличил свою скорость с 3 км/с до 5 км/с. Найти разность потенциалов между начальной и конечной точками перемещения. Ответ дать в мкВ. (Заряд электрона 1,6*10-19 Кл, масса электрона 9,1*10-31 кг).
  9. Во сколько раз масса груза одного пружинного маятника больше массы другого, если за одно и то же время первый совершает 10 колебаний, а второй – 30 колебаний? Пружины имеют одинаковую жесткость.
  10. В результате фотоэффекта электроны, вырываемые с поверхности металла излучением с частотой 2*1015 Гц, полностью задерживаются тормозящим полем при разности потенциалов 7 В. Определите работу выхода из металла.
  11. Шары массами 1 кг и 2 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 1 м/с и 2 м/с соответственно. Найдите изменение кинетической энергии системы после абсолютно неупругого удара.
  12. В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем массой 10 кг, скользящим без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20 см. Какую работу совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа.
  13. В вершинах правильного шестиугольника со стороной 1 см помещены последовательно друг за другом три положительных и три отрицательных заряда по 1 нКл каждый. Найти силу, действующую на заряд 1 нКл, помещенный в центре шестиугольника. Ответ дать в мН. (Электрическая постоянная 8,85*10-12 Ф/м).
  14. Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли, а радиус Земли в 3,7 раза больше радиуса Луны. Как изменится период колебания математического маятника при перенесении его с Земли на Луну?
  15. Дифракционная решетка представляет собой пластинку длиной 1 см, на которую нанесено 2500 штрихов. На решетку нормально падает монохроматический свет с длиной волны 500 нм. Какой наибольший порядок максимума можно наблюдать с помощью такой решетки?

Ответы варианта Б

  1. Суммарный импульс изолированной системы тел остается неизменным.
  2. Смещение положительных и отрицательных связанных зарядов диэлектрика в противоположные стороны под действием внешнего электрического поля.
  3. Время, за которое совершается одно колебание.
  4. Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул.
  5. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон.
  6. 100 м.
  7. 30° C.
  8. 45,5 мкВ.
  9. В 9 раз.
  10. 2*10-19 Дж.
  11. 3 Дж.
  12. 220 Дж.
  13. 0,36 мН.
  14. Увеличится в 2,4 раза.
  15. 8.