Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
ФИЗИКА
Профильный экзамен
В 2017 году профильный экзамен (дополнительное вступительное испытание) по физике в МГУ и в его Севастопольском филиале проводился в письменной форме. Типовое задание для абитуриента охватывало все основные разделы программы по физике для поступающих в МГУ: 1) механику, 2) молекулярную физику и термодинамику, 3) электродинамику, 4) оптику. По каждому разделу программы абитуриенту предлагались краткий вопрос по теории и дополняющая его задача. На выполнение всего задания отводилось четыре астрономических часа. Ниже приводятся примеры заданий профильного экзамена 2017 года.
МЕХАНИКА
- Сформулируйте законы сухого трения. Дайте определение коэффициента трения. Задача. На гладкой горизонтальной поверхности лежит брус массой кг и длиной l = 1 м (рис.1). Сверху на брус
Задача. По гладкому горизонтальному льду замерзшего озера скользит доска массой M = 20 кг со скоростью, модуль которой равен м с. Скорость доски параллельна ее длинной стороне. В некоторый момент времени стоящий на льду человек аккуратно опустил на эту доску брусок массой m = 1 кг так, что его центр масс оказался на прямой, проходящей через центр масс доски параллельно ее длинной стороне. Определите коэффициент трения M бруска о доску, если брусок перестал скользить по доске, переместившись относительно нее на расстояние l = 95 см. Считайте, что модуль ускорения свободного падения равен g 10 м . Ответ округлите до двух знаков после запятой. 3. Дайте определение момента силы относительно оси вращения. Сформулируйте правило моментов. Задача. Тонкая однородная пластина П опирается одним ребром на гладкую горизонтальную поверхность, а другим – на шероховатую наклонную плоскость, образующую с горизонтом угол A 45 o (рис.2).
Рис. 1
положили однородную доску такой же длины, масса которой кг. Через время с после того, как за привязанную к брусу веревку начали тянуть в горизонтальном направлении с силой F = 8 Н, левый конец доски стал опускаться вниз. Определите коэффициент трения M между доской и брусом. Ускорение свободного падения примите равным g 10 м Приведите формулы для зависимости от времени координаты и скорости материальной точки, совершающей прямолинейное равнопеременное движение.
Рис. 2
Модуль действующей на пластину силы тяжести равен P = 10 Н. К середине верхнего ребра пластины прикреплена гладкая невесомая нить, переброшенная через блок. На другом конце нити подвешен груз. Отрезок нити между пластиной и блоком параллелен наклонной плоскости, а между грузом и блоком – вертикален. Определите вес груза Q, при котором рассмотренная система будет находиться в равновесии, если коэффи-
45
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ
Рис. 5
сферу. Электрическая постоянная равна
Ф м. 3. Сформулируйте закон Ома для участка цепи. Чему равны сопротивления последовательно и параллельно соединенных проводников? Задача. Резистор сопротивлением R = 8 Ом подключен к источнику постоянного тока с внутренним сопротивлением r = 4 Ом. Резистор с каким сопротивлением надо подсоединить параллельно резистору сопротивлением R, чтобы мощность, выделяющаяся во внешней цепи, не изменилась?
ОПТИКА
- Дайте определения фокусного расстояния и оптической силы тонкой линзы. Задача. В отверстие в вертикальной стенке аквариума плотно заделана тонкая плосковыпуклая линза с фокусным расстоянием F = 20 см (рис.6). На выпуклую поверх-
Рис. 6
ность линзы падает параллельно ее главной оптической оси узкий пучок света, который фокусируется внутри первоначально пустого аквариума. Если аквариум заполнить некоторой жидкостью, то точка, в которой фокусируются лучи, сместится на расстояние l 4 см. Определите показатель преломления жидкости n. Углы падения и преломления лучей считайте малыми. Учтите, что для малых значений аргумента x,
МАТЕРИАЛЫ
заданного в радианах, справедливы приближенные формулы sin x tg x x. 2. Сформулируйте законы преломления света. Дайте определения абсолютного и относительного показателей преломления. Задача. На сферическую поверхность прозрачного полушара радиусом R = 10 см c показателем преломления n = 1,5 падает луч света, параллельный оси, перпендикулярной основанию полушара и проходящей через его центр (рис.7). Точка паде-
Рис. 7
ния луча находится на расстоянии a = 1 см от этой оси. Какой угол G образует луч, вышедший из полушара, с нормалью к его основанию? При расчетах учтите, что a ≪ R, а для малых значений аргумента x, заданного в радианах, справедливо приближенное равенство sin x x. 3. Какие линзы называют тонкими? Запишите формулу тонкой линзы и поясните смысл входящих в нее величин. Задача. На расстоянии f = 15 м от объектива проекционного аппарата расположен экран размером 2 s 3 м. На экране получено четкое изображение диапозитива, имеющего размер 24 s 36 мм. При этом изображение занимает половину площади экрана. Рассчитайте оптическую силу D тонкой линзы, которую следует вплотную приставить к объективу проекционного аппарата, не меняя его положения, чтобы четкое изображение точно уложилось в размеры экрана. Объектив проекционного аппарата считайте тонкой линзой. Ответ приведите в диоптриях, округлив до одного знака после запятой. Публикацию подготовил С.Чесноков