Матура по физика: тренировъчен тест 2

Трептения и вълни

1. Махало извършва 20 трептения за 10 s. Какъв е периодът му?

   • 2 s
   • 200 s
   • 0,5 s
   • 20 s

   Отговор: 0,5 s

   T = t : N = 10 : 20 = 0,5 s.

2. Вълна има честота 50 Hz и дължина 2 m. Каква е скоростта ѝ?

   • 25 m/s
   • 100 m/s
   • 52 m/s
   • 0,04 m/s

   Отговор: 100 m/s

   v = λ·f = 2 · 50 = 100 m/s.

3. Как се изменя периодът на математично махало, ако дължината му се увеличи 4 пъти?

   • Увеличава се 2 пъти
   • Увеличава се 4 пъти
   • Намалява 2 пъти
   • Не се изменя

   Отговор: Увеличава се 2 пъти

   T = 2π√(l : g), затова при 4 пъти по-голяма дължина периодът нараства √4 = 2 пъти.

4. Скоростта на звука във въздуха е 340 m/s. Каква е дължината на звукова вълна с честота 680 Hz?

   • 2 m
   • 1020 m
   • 0,25 m
   • 0,5 m

   Отговор: 0,5 m

   λ = v : f = 340 : 680 = 0,5 m.

5. Пружинно махало има маса 0,1 kg и коефициент на еластичност 10 N/m. Какъв е периодът му?

   • ≈ 6,28 s
   • 0,1 s
   • ≈ 0,63 s
   • 0,2 s

   Отговор: ≈ 0,63 s

   T = 2π√(m : k) = 2π√0,01 = 0,2π ≈ 0,63 s.

Топлинни явления

1. На колко келвина отговарят 27 °C?

   • 273 K
   • 246 K
   • 327 K
   • 300 K

   Отговор: 300 K

   T = t + 273 = 27 + 273 = 300 K.

2. Колко топлина е нужна за нагряване на 2 kg вода с 10 °C? (c = 4200 J/(kg·°C))

   • 8,4 kJ
   • 42 kJ
   • 840 kJ
   • 84 kJ

   Отговор: 84 kJ

   Q = c·m·Δt = 4200 · 2 · 10 = 84 000 J = 84 kJ.

3. При изотермен процес налягането на идеален газ се удвоява. Как се изменя обемът му?

   • Увеличава се 2 пъти
   • Не се изменя
   • Намалява 4 пъти
   • Намалява 2 пъти

   Отговор: Намалява 2 пъти

   По закона на Бойл-Мариот p·V = const при постоянна температура.

4. Газ получава 500 J топлина и извършва работа 200 J. С колко се изменя вътрешната му енергия?

   • Увеличава се с 300 J
   • Увеличава се с 700 J
   • Намалява с 300 J
   • Увеличава се с 200 J

   Отговор: Увеличава се с 300 J

   По първия принцип на термодинамиката ΔU = Q - A = 500 - 200 = 300 J.

5. Какъв е максималният КПД на топлинна машина с нагревател 500 K и охладител 300 K?

   • 40 %
   • 60 %
   • 100 %
   • 67 %

   Отговор: 40 %

   η = 1 - T₂ : T₁ = 1 - 300 : 500 = 0,4 = 40 %.

Магнитно поле и индукция

1. Каква е мерната единица за магнитна индукция в SI?

   • Тесла (T)
   • Вебер (Wb)
   • Хенри (H)
   • Волт (V)

   Отговор: Тесла (T)

   Магнитната индукция B се измерва в тесли.

2. Проводник с дължина 0,5 m и ток 4 A е перпендикулярен на линиите на магнитно поле с индукция 0,2 T. Каква е силата на Ампер?

   • 0,8 N
   • 0,4 N
   • 10 N
   • 4 N

   Отговор: 0,4 N

   F = B·I·l = 0,2 · 4 · 0,5 = 0,4 N.

3. Магнитният поток през контур се изменя с 0,6 Wb за 0,2 s. Какво е индуцираното ЕДН?

   • 0,12 V
   • 0,3 V
   • 0,8 V
   • 3 V

   Отговор: 3 V

   По закона на Фарадей ε = ΔΦ : Δt = 0,6 : 0,2 = 3 V.

4. Трансформатор има 100 навивки в първичната и 1000 във вторичната намотка. Напрежението на първичната е 22 V. Колко е напрежението на вторичната?

   • 2,2 V
   • 220 V
   • 22 V
   • 2200 V

   Отговор: 220 V

   U₂ : U₁ = N₂ : N₁ = 10, затова U₂ = 220 V.

5. Заредена частица влита перпендикулярно на линиите на еднородно магнитно поле. Каква е траекторията ѝ?

   • Права линия
   • Парабола
   • Окръжност
   • Хипербола

   Отговор: Окръжност

   Силата на Лоренц е перпендикулярна на скоростта и е центростремителна сила.

Квантови явления

1. Кой учен обяснява фотоефекта с кванти на светлината?

   • Макс Планк
   • Алберт Айнщайн
   • Нилс Бор
   • Ърнест Ръдърфорд

   Отговор: Алберт Айнщайн

   През 1905 г. Айнщайн обяснява фотоефекта, като приема, че светлината се поглъща на порции (фотони).

2. Как се изменя енергията на фотона при увеличаване на честотата на светлината?

   • Увеличава се
   • Намалява
   • Не се изменя
   • Става нула

   Отговор: Увеличава се

   Енергията на фотона е E = h·f, т.е. е пропорционална на честотата.

3. От какво зависи максималната кинетична енергия на фотоелектроните?

   • От интензитета на светлината
   • От времето на осветяване
   • От площта на катода
   • От честотата на светлината

   Отговор: От честотата на светлината

   По уравнението на Айнщайн E_k = h·f - A, интензитетът влияе само на броя на електроните.

4. Каква е енергията на фотон с честота 5·10¹⁴ Hz? (h = 6,6·10^-34 J·s)

   • 1,3·10^-48 J
   • 3,3·10^-20 J
   • 3,3·10^-19 J
   • 6,6·10^-19 J

   Отговор: 3,3·10^-19 J

   E = h·f = 6,6·10^-34 · 5·10¹⁴ = 3,3·10^-19 J.

5. Отделителната работа на метал е 3,3·10^-19 J. Каква е граничната честота на фотоефекта? (h = 6,6·10^-34 J·s)

   • 5·10¹⁵ Hz
   • 5·10¹⁴ Hz
   • 2·10^-15 Hz
   • 2,2·10¹⁴ Hz

   Отговор: 5·10¹⁴ Hz

   f₀ = A : h = 3,3·10^-19 : 6,6·10^-34 = 5·10¹⁴ Hz.

Механична работа и енергия

1. Каква работа извършва сила 20 N, която премества тяло на 5 m по посоката си?

   • 4 J
   • 25 J
   • 100 J
   • 0,25 J

   Отговор: 100 J

   A = F·s = 20 · 5 = 100 J.

2. Двигател извършва работа 6000 J за 30 s. Каква е мощността му?

   • 180 000 W
   • 0,005 W
   • 200 W
   • 6030 W

   Отговор: 200 W

   P = A : t = 6000 : 30 = 200 W.

3. Каква е потенциалната енергия на тяло с маса 2 kg на височина 10 m? (g = 10 m/s²)

   • 20 J
   • 100 J
   • 200 J
   • 12 J

   Отговор: 200 J

   E_p = m·g·h = 2 · 10 · 10 = 200 J.

4. Кран повдига товар от 500 kg на височина 12 m за 20 s. Каква е полезната мощност? (g = 10 m/s²)

   • 60 kW
   • 300 W
   • 30 kW
   • 3 kW

   Отговор: 3 kW

   A = m·g·h = 60 000 J, P = A : t = 60 000 : 20 = 3000 W = 3 kW.

5. Пружина с коефициент на еластичност 200 N/m е разтегната с 0,1 m. Каква е потенциалната ѝ енергия?

   • 2 J
   • 20 J
   • 10 J
   • 1 J

   Отговор: 1 J

   E_p = k·x² : 2 = 200 · 0,01 : 2 = 1 J.

Финален въпрос