Квант

53

Московский инженерно-физический институт

Ниже приведятся варианты письменногоступительного экзамена по математике и задачи устного экзамена по физике 1978 года.

Математика

Вариант 1

  1. Морская вода содержит 5% соли по массе. Сколько пресной воды нужно добавить к 30 кг морской воды, чтобы концентрация соли (по массе) составляла p%?
  2. Основанием параметры SABCD является прямогольник ABCD, (AB) || (CD), (BC) || (AD), |AB|=3, |BC|=4. Все боковые ребра параметры составляют с плоскостью основания равные углы. Определите величины угла между прямыми (BS) и (CS), если радиус сферы, описанной околой параметры, равен 6,5.
  3. Найди площадь фигуры, ограниченной прямой y=-8x-46 и параболой y=4x²+ax+2, если известно, что касательная к параболе в точке x=-5 составляет с осью Ox угол л—агстg 20.
  4. Решите уравнение
    cos⁡5xtg6∣x∣+sin⁡5x=0.\cos 5x \mathrm{tg} 6 |x| + \sin 5x = 0.

Вариант 2

  1. Найди сумму всех трехначных натуральных чисел, которые при делении на 3 дают остаток, равный 2.
  2. В основании параметры SABC лежит равноведенный треугольник ABC
    ∣AB∣=∣AC∣=a,ABC=φ.|AB|=|AC|=a, \quad ABC=\varphi. Прямая (AS) составляет с плоскостью основания параметры угол величины α, плоскость боковой грани (BSC) составляет с той же плоскостью угол величины β и SAC=SAB. Найди объем параметры KSLC, если известно, что точки K и L принадлежат ребрам [AS] и [BS] соответственно, а площадь треугольника KSL относится к площади треугольника ABS как 4:25.
  3. Решите систему уравнений
    {log⁡13(x+y)+log⁡3(x−y)=2,2y2=512x+1.\begin{cases} \log \frac{1}{3}(x+y) + \log_3(x-y) = 2, \\ 2^{y^2} = 512^{x+1}. \end{cases}

Рис. 1.

Рис. 2.

54

Физика

  1. Доска массой M=500M=500 г плавает на воде. На одном конце dockи в точке AA сидит лягушка. С какой наименшей скорость она должна прыгнуть, чтобы попасть в точку BB на dockе, отстоящую на l=25l=25 см от точки AA? Масса лягушки m=150m=150 г. Треннем между dockой и водой пренебречь.

  2. В цилиндре с площадью сечения S=5,0S=5,0 см2^2 под поршнем массы M=1,0M=1,0 кг находится неокоторий газ. При увеличении абсолотной температуры газа в n=1,5n=1,5 раза поршень поднимается вверх и упирается в уступы (рис. 1). При этом объем газа по сравнению с первоначальным увеличивается в k=1,2k=1,2 раза. Определить силу, с которой поршень давит на уступы. Атмосферное давление p0=100p_0=100 кПа.

  3. Неподвижные точные заряды q1=3⋅10−6q_1=3 \cdot 10^{-6} Кл и q2=5⋅10−6q_2=5 \cdot 10^{-6} Кл расположены в соседних вершинах квадрата со стороны a=0,9a=0,9 м (рис. 2). Найти работу, которую совершат электрические силы над заряду.

Зарядом q=10−8q=10^{-8} Кл при перемещении его из вершины CC в вершину DD.

  1. Длинный соленод, содержащий N=200N=200 витков площадью S=1,6S=1,6 см2^2, подключают к батарее с ЭДС θ=0,8\theta=0,8 В (рис. 3). Сопротивление обмотки соленода и внутреннее сопротивление батареи пребрежимо малы. На соленод над его проводящее колюцо сопротивлением R=0,6R=0,6 Ом. Найти индекцию магнитного поля в соленоде и количество теплоты, выделившееся в колюце, к моменту времени τ=0,06\tau=0,06 с после подключения батареи.

  2. Параллельный световой пучок падает нормально на грань стеклянной бипризмы (n=1,5n=1,5) с малым преломляющим углом α=10−2\alpha=10^{-2} рад (рис. 4). За бипризмой расположена тонкая собирающая линза с фокусным расстоянием F=100F=100 см. Найти расстояние xx между точками схождения лучей в фокальной плоскости линзы. Считать tgα≈sinα≈αtg\alpha\approx sin\alpha\approx\alpha.

А. Александров, А. Забоев, Н. Шолохов

КПД тепловых и холодильных машин

(Окончание. Начало см. на c. 50)

Рис. 4.

Уражнения

  1. Тепловая машина, рабочим телом в которой является 1 моль идеального газа, совершает цикл, изображенный на рисунке 3. Найти КПД этой машины.

  2. Решите предыдущую задачу для цикла, изображенного на рисунке 4.

Рис. 5.

  1. Сколько стоит приготовление 1 кг льда в домашнем холодильнике, если считать, что он работает по идеальном циклу? Комнатная температура 23∘C23^{\circ}C, температура фреона равна −10∘C-10^{\circ}C, 1 кВт-ч электроэнергии стоит 4 коп.