Kvant

Bản dịch tự động sơ bộ, chất lượng thấp: có thể còn lỗi và câu chữ chưa tự nhiên. Bản này sẽ được thay bằng bản dịch tốt hơn. Bản gốc →

48

Viện Vật lý và Công nghệ Moscow

Toán học
Bài thi viết
Tùy chọn 1

  1. Giải phương trình
    10cos⁡2x−16sin⁡x=cos⁡2x+15.10 \cos^2 x - 16 \sin x = \cos 2x + 15.

  2. Cho một đường tròn bán kính 7\sqrt{7} có tâm tại điểm (2; 3) trên mặt phẳng tọa độ. Tìm tất cả các điểm nằm ngoài đường tròn này có tọa độ thỏa mãn hệ phương trình
    {3x+3y−12=4,(2x−y)2=94.\begin{cases} 3x + 3y - \frac{1}{2} = 4, \\ (2x - y)^2 = \frac{9}{4}. \end{cases}

  3. Độ dài các cạnh ABAB và CDCD của hình thang ABCDABCD lần lượt là 8 cm và 10 cm, và chiều dài đáy BCBC là 2 cm. Phân giác của góc ADCADC đi qua giữa cạnh ABAB. Tìm diện tích của hình thang.

  4. Chiều cao của một paramid hình tứ giác đều gấp đôi đường chéo của đáy của nó, thể tích của paramid là VV. Chúng ta xem xét các đặc điểm tứ giác đều được viết thành một paramid sao cho các cạnh bên của chúng song song với đường chéo của đáy paramid, một mặt bên thuộc về đáy này và các đỉnh của mặt bên đối diện nằm trên bề mặt bên của paramid. Tìm thấy:

a) thể tích của đối tượng đó, mặt phẳng của cạnh bên chia chiều cao của paramid theo tỷ lệ 4:1, tính từ trên xuống;
b) giá trị tối đa của khối lượng công nhận được công nhận.

  1. Giải hệ phương trình
    {2x2y−xy5z=z2,xz+3y4z2=10x2y5,5y4z+3xy8z2=2x2.\begin{cases} 2x^2y - xy^5z = z^2, \\ xz + 3y^4z^2 = 10x^2y^5, \\ 5y^4z + 3xy^8z^2 = 2x^2. \end{cases}

Tùy chọn 2

  1. Giải bất đẳng thức
    (14)x−32(18)x2−1<0.\left(\frac{1}{4}\right)^x - 32 \left(\frac{1}{8}\right)^{x^2-1} < 0.

  2. Giải phương trình
    log⁡cos⁡x(sin⁡2x2+cos⁡x−sin⁡2x−2sin⁡x)=2.\log_{\cos x} \left( \frac{\sin 2x}{\sqrt{2}} + \cos x - \sin^2 x - \sqrt{2} \sin x \right) = 2.

  3. Có hai dây cung ABAB và CDCD vuông góc với nhau và cắt nhau trong một đường tròn. Được biết, ∣AB∣=∣BC∣=∣CD∣|AB| = |BC| = |CD|. Xác định cái nào lớn hơn: diện tích hình tròn hay diện tích hình vuông có cạnh ABAB.

  4. Tìm tất cả các giá trị của aa mà hệ phương trình
    {2x(y+1)(1−y⋅2x)=a3,(1+2x)(1−y⋅2x)=a\begin{cases} 2^x(y+1)(1-y \cdot 2^x) = a^3, \\ (1+2^x)(1-y \cdot 2^x) = a \end{cases}
    a) không có lời giải;
    b) có tập vô hạn lời giải. Trong trường hợp 6), mọi thứ trong đó là lời giải.

  5. Độ dài cạnh đáy của một paramid tứ giác đều là aa, độ dài trung điểm của paramid là 32a\frac{3}{2}a. Hình chiếu trực giao của paramid lên mặt phẳng vuông góc với một trong các mặt bên là hình thang cân. Tìm diện tích của hình thang này.

Tùy chọn 3

  1. Giải phương trình
    2x−x3+2x2−3x=0.2x - \sqrt{x^3 + 2x^2 - 3x} = 0.

  2. Giải bất đẳng thức
    log⁡x−15x−6(6−2x)<0.\log_{\frac{x-1}{5x-6}} (\sqrt{6} - 2x) < 0.

  3. Một vòng tròn được ghi trong một hình thang đều. Khoảng cách từ tâm hình tròn đến giao điểm của các đường chéo của hình thang có quan hệ với bán kính từ 3 đến 5. Tìm tỉ số giữa chu vi hình thang và chiều dài của hình tròn.

  4. Trên mặt phẳng tọa độ, chúng ta xét tập NN của tất cả các điểm có tọa độ (a;b)(a; b) thỏa mãn các điều kiện a<ba < b, ∣a∣<3|a| < 3, ∣b∣<3|b| < 3 và sao cho phương trình
    (a3−b3)x4+(3a+b)x2+1a−b=0\left(a^3 - b^3\right)x^4 + (3a + b)x^2 + \frac{1}{a-b} = 0
    không có rễ.

a) Điểm P(−2;−1)P(-2; -1) có thuộc tập NN không?

b) Tìm diện tích của đa giác có vùng bên trong là tập hợp NN.

  1. Trên cạnh BB1BB_1 của khối lập phương ABCDA1B1C1D1ABCDA_1B_1C_1D_1 chúng ta lấy điểm FF sao cho ∣B1F∣=13∣BB1∣|B_1F| = \frac{1}{3} |BB_1|, trên cạnh C1D1C_1D_1 chúng ta lấy điểm EE sao cho ∣D1E∣=13∣C1D1∣|D_1E| = \frac{1}{3} |C_1D_1|. Giá trị quan trọng nhất mà mối quan hệ ∣AP∣∣PQ∣\frac{|AP|}{|PQ|} có thể nhận là gì, trong đó điểm PP nằm trên tia (DE)(DE) và điểm QQ nằm trên đường thẳng A1FA_1F? Lời giải bài toán tùy chọn 1

  2. Biểu diễn cos⁡2x\cos^2 x và cos⁡2x\cos 2x theo y=sin⁡xy = \sin x, ta thu được hệ
    {4y2+8y+3=0,∣y∣≤1,\begin{cases} 4y^2 + 8y + 3 = 0, \\ |y| \leq 1, \end{cases}
    từ đâu y=−12y = -\frac{1}{2}. Việc còn lại là giải phương trình sin⁡x=−12\sin x = -\frac{1}{2}.

49

Đáp số. x=(−1)nπ6+πn (n∈Z)x = (-1)^n \frac{\pi}{6} + \pi n \ (n \in \mathbb{Z}).

bài toán này rất đơn giản, nhưng những người đăng ký không phải là cử tri đã không thể giải chính xác. Sai lầm chính là họ không loại bỏ căn bậc hai y=−32y = -\frac{3}{2} của phương trình bậc hai và xem xét biểu thức arcsin (−32)\left(-\frac{3}{2}\right). Kiến thức về hàm lượng giác nghịch đảo cũng được thể hiện rõ trong bài thi vấn đáp.

  1. Từ phương trình thứ hai, chúng ta thấy ngay rằng y=2x−32y = 2x - \frac{3}{2} hoặc y=2x+32y = 2x + \frac{3}{2}.

Trong trường hợp đầu tiên, chúng ta thu được phương trình 3x+32x−2=43^x + 3^{2x-2} = 4, bằng cách thay thế z=3x−1z = 3^{x-1} được rút gọn thành phương trình bậc hai z2+3z−4=0z^2 + 3z - 4 = 0 bằng nghiệm z1=−4,z2=1z_1 = -4, z_2 = 1.

Vì z>0z > 0, chúng ta nhận được 3x−1=13^{x-1} = 1, từ đó x=1,y=12x = 1, y = \frac{1}{2}.

Trong trường hợp thứ hai, như trong trường hợp đầu tiên, chúng ta đạt được phương trình 3z2+z−4=03z^2 + z - 4 = 0, trong đó z=3xz = 3^x; giải quyết nó, chúng tôi tìm thấy x=0,y=32x = 0, y = \frac{3}{2}.

lời giải tìm thấy có thể được biểu diễn trên mặt phẳng tọa độ bằng các điểm M(1;12)M\left(1; \frac{1}{2}\right) và N(0;32)N\left(0; \frac{3}{2}\right). Khoảng cách từ điểm MM đến tâm O(2;3)O(2; 3) của một đường tròn nhất định là (1−2)2+(12−3)2=1229>7\sqrt{(1-2)^2 + \left(\frac{1}{2} - 3\right)^2} = \frac{1}{2} \sqrt{29} > \sqrt{7}.

Tương tự như vậy ∣ON∣=(0−2)2+(32−3)2=254=52<7|ON| = \sqrt{(0-2)^2 + \left(\frac{3}{2} - 3\right)^2} = \sqrt{\frac{25}{4}} = \frac{5}{2} < \sqrt{7}.

Như vậy, điểm MM nằm ngoài đường tròn.

Đáp số. {(1;12)}\{(1; \frac{1}{2})\}.

Với lời giải, những người nộp đơn không phải là cử tri bài toán này không thể viết chính xác điều kiện là điểm (x;y)(x; y) nằm ngoài vòng tròn đã cho.

  1. Gọi EE là trung điểm của đoạn ABAB. Hãy vẽ đường giữa EFEF của hình thang ABCDABCD. Vì ADE=DEFADE = DEF, (EF)∥(AD)(EF) \parallel (AD) và ADE=EDFADE = EDF (theo điều kiện), chúng ta thu được DEF=EDFDEF = EDF, tức là tam giác EFDEFD là tam giác đều. Vì vậy, ∣EF∣=∣FD∣=12∣CD∣=5|EF| = |FD| = \frac{1}{2} |CD| = 5. Pozny ∣AD∣=2∣EF∣−∣BC∣=8|AD| = 2 |EF| - |BC| = 8. Hãy vẽ một đoạn BGBG song song với cạnh CDCD (Hình 1). Chúng ta có ∣BG∣=10;∣AG∣=∣AD∣−∣DG∣=∣AD∣−∣BC∣=6|BG| = 10; |AG| = |AD| - |DG| = |AD| - |BC| = 6 (BCDGBCDG là hình bình hành). Điều này có nghĩa là độ dài các cạnh của tam giác là ABGABG, chúng ta có thể tính được góc BAGBAG. Theo định lý cosin

cos⁡(BAG^)=∣BG∣2−∣AB∣2−∣AG∣22∣AB∣∣AG∣=100−64−362⋅8⋅6=0,\cos(\widehat{BAG}) = \frac{|BG|^2 - |AB|^2 - |AG|^2}{2|AB||AG|} = \frac{100 - 64 - 36}{2 \cdot 8 \cdot 6} = 0,

nghĩa là, BAG^=90∘\widehat{BAG} = 90^\circ. Điều này có nghĩa là ABAB là chiều cao của hình thang ABCDABCD và diện tích của hình thang là 8⋅5=408 \cdot 5 = 40.

Đáp số. 40cm2.

Thật không may, chỉ có một số ứng viên tìm thấy lời giải hình học đơn giản được đưa ra ở đây. Một số cố gắng giải bài toán bằng cách sử dụng vectơ, những người khác nhìn thấy số lượng lớn hơn các tham số mới (ví dụ: các góc của hình thang) và liên tục áp dụng định lý cosine, những người khác sử dụng định lý về tỉ lệ mà đáy của một đường phân giác chia cạnh của một tam giác.

  1. Chúng ta hãy biểu thị các điểm giao nhau của mặt phẳng của mặt bên “trên” của kim tự tháp với các cạnh bên của kim tự tháp SABCDSABCD bằng A1,B1,C1,D1A_1, B_1, C_1, D_1 (Hình 2) và điểm giao nhau của chiều cao SOSO của kim tự tháp với mặt phẳng này bằng O1O_1. Chúng ta hãy biểu thị chiều dài của cạnh EHEH bằng bb, chiều dài cạnh EE1EE_1 của đáy bằng aa, chiều cao của hình chóp SABCDSABCD bằng HH. Lấy điểm O1O_1 chia chiều cao theo tỉ lệ λ:∣O1O∣∣SO∣=λ\lambda : \frac{|O_1O|}{|SO|} = \lambda (rõ ràng là λ∈[0;1]\lambda \in [0; 1]).

Vì ∣O1O∣=∣E1E∣=a|O_1O| = |E_1E| = a, chúng ta có a=λHa = \lambda H. Khoảng cách đã cho ngụ ý rằng các đoạn F1G,E1H1F_1G, E_1H_1 và A1C1A_1C_1 song song theo cặp. Hãy tìm độ dài đường chéo A1C1A_1C_1. Từ sự giống nhau của các tam giác ASCASC và A1SC1A_1SC_1 ta có ∣A1C1∣∣AC∣=∣SO1∣∣SO∣\frac{|A_1C_1|}{|AC|} = \frac{|SO_1|}{|SO|}, từ đó

∣A1C1∣=H2⋅H−λHH=(1−λ)H2.|A_1C_1| = \frac{H}{2} \cdot \frac{H - \lambda H}{H} = (1 - \lambda) \frac{H}{2}.

Hãy tìm độ dài bb của cạnh bên E1H1E_1H_1 của điểm nhận biết: b=∣A1C1∣−2∣KE1∣=∣A1C1∣−∣E1F1∣=(1−λ)H2−λH=(1−3λ)H2b = |A_1C_1| - 2 |KE_1| = |A_1C_1| - |E_1F_1| = (1 - \lambda) \frac{H}{2} - \lambda H = (1 - 3\lambda) \frac{H}{2}.

50

Thể tích VnpV_{np} của lăng kính EFGHE1F1G1H1EFGHE_1F_1G_1H_1 bằng Vnp=a2b=λ2(1−3λ)H32V_{np} = a^2b = \lambda^2(1 - 3\lambda)\frac{H^3}{2}. Vì 124H3=V\frac{1}{24}H^3 = V, kết quả cuối cùng là

Vnp=12λ2(1−3λ)V,V_{np} = 12\lambda^2(1 - 3\lambda)V,

ở đâu λ∈]0;1[\lambda \in ]0; 1[.

Bây giờ bạn có thể trả lời câu hỏi a). Giá trị của λ\lambda trong trường hợp này là 11+4=15\frac{1}{1+4} = \frac{1}{5} và do đó Vnp=24125VV_{np} = \frac{24}{125}V.

Để trả lời câu hỏi 6), chúng ta tìm giá trị lớn nhất của hàm Vnp(λ)V_{np}(\lambda) trên khoảng ]0;1[]0; 1[. Chúng ta hãy đánh đồng đạo hàm Vnp′(λ)=2λ−9λ2=0V'_{np}(\lambda) = 2\lambda - 9\lambda^2 = 0 với 0, do đó λ=29\lambda = \frac{2}{9}. Vì tại λ<29Vnp′(λ)>0\lambda < \frac{2}{9}V'_{np}(\lambda) > 0 và tại λ>29Vnp′(λ)<0\lambda > \frac{2}{9}V'_{np}(\lambda) < 0 nên hàm Vnp(λ)V_{np}(\lambda) có giá trị lớn nhất ở λ=29\lambda = \frac{2}{9} trong khoảng ]0;1[]0; 1[, bằng Vnp(29)=1681VV_{np}\left(\frac{2}{9}\right) = \frac{16}{81}V.

Đáp số. a) 24125V;6)1681V\frac{24}{125}V; 6)\frac{16}{81}V.

Nhiều người trong số những người nộp đơn đã không chọn đúng tham số để biểu thị thể tích của lăng kính, mặc dù trong điều kiện a) có một gợi ý rõ ràng về vấn đề này. Khi nghiên cứu hàm Vnp(λ)V_{np}(\lambda) cho một cực trị, họ chỉ chứng minh được một chút rằng tại λ=29\lambda = \frac{2}{9} có mức cực đại.

  1. Nhân phương trình thứ nhất với 5y45y^4 và cộng nó với phương trình thứ hai, ta được

2y4z2=−5xy9z+xz.2y^4z^2 = -5xy^9z + xz.

(1)

Có hai trường hợp có thể xảy ra: z=0z = 0 và z≠0z \neq 0. Trong trường hợp đầu tiên, từ phương trình thứ ba, chúng ta thu được x=0x = 0 và các giá trị của yy có thể là bất kỳ giá trị nào. Chúng ta nhận được một tập hợp vô hạn lời giải: (0,α;0),α∈R(0, \alpha; 0), \alpha \in \mathbb{R}.

Nếu y=0y = 0, thì từ phương trình thứ ba và phương trình thứ nhất, chúng ta thu được x=0x = 0 và z=0z = 0, tức là một trong những lời giải đã được tìm thấy. Nếu x=0x = 0, thì từ phương trình đầu tiên z=0z = 0 và một lần nữa chúng ta đạt đến lời giải (0,α;0),α∈R(0, \alpha; 0), \alpha \in \mathbb{R}.

Hãy để bây giờ z≠0,y≠0,x≠0z \neq 0, y \neq 0, x \neq 0. Từ (1) ta có

z=x−5xy92y4.z = \frac{x - 5xy^9}{2y^4}.

(2)

Thay thế sự tương ứng này vào phương trình đầu tiên của hệ, chúng ta thu được sau khi biến đổi phương trình

15y18−16y9+1=0.15y^{18} - 16y^9 + 1 = 0.

Hãy đặt t=y9t = y^9. Giải phương trình 15t2−16t+1=015t^2 - 16t + 1 = 0, ta thu được t1=1,t2=115t_1 = 1, t_2 = \frac{1}{15}, từ đó y1=1,y2=(15)−1/9y_1 = 1, y_2 = (15)^{-1/9}.

Từ thư từ (2) chúng ta có được

y14z=x(1−5y92)=−2xy_1^4z = x\left(\frac{1 - 5y^9}{2}\right) = -2x

trong trường hợp đầu tiên và

y24z=x(1−1/32)=x3y_2^4z = x\left(\frac{1 - 1/3}{2}\right) = \frac{x}{3}

trong lần thứ hai.

Hãy nhìn vào trường hợp đầu tiên. Thay y4zy^4z vào phương trình thứ ba, chúng ta nhận được 12x2−2x−10=012x^2 - 2x - 10 = 0, do đó x1=−56,x2=1x_1 = -\frac{5}{6}, x_2 = 1. Sử dụng sự tương ứng (2), chúng ta thu được hai lời giải:

(−56;1;53),(1;1;−2).\left(-\frac{5}{6}; 1; \frac{5}{3}\right), (1; 1; -2).

Trong trường hợp thứ hai, thực hiện tương tự như trường hợp đầu tiên, chúng ta tìm thấy thêm hai lời giải: (1;15−1/9;5⋅15−5/9),(5;15−1/9;25⋅15−5/9)(1; 15^{-1/9}; 5 \cdot 15^{-5/9}), (5; 15^{-1/9}; 25 \cdot 15^{-5/9}).

Đáp số. {(0; α;0\alpha; 0), α∈R\alpha \in \mathbb{R}; (−56;1;53)\left(-\frac{5}{6}; 1; \frac{5}{3}\right); (1;1;−2)(1; 1; -2); (1;15−1/9;5⋅15−5/9)(1; 15^{-1/9}; 5 \cdot 15^{-5/9})}.

Lời giải điều bài toán này đòi hỏi sự khéo léo và rất ít thành công hoàn toàn. Tuy nhiên, những người kiểm tra thể tích của lăng kính thường mất lời giải, (0;α;0)(0; \alpha; 0), α∈R\alpha \in \mathbb{R}, chỉ hiển thị (0,0,0)(0, 0, 0). Nhiều người nộp đơn không thể nhìn thấy phương trình bậc hai mà họ nhận được cho y9y^9 và không biết phải làm gì với nó tiếp theo.

Vật lý

Bài thi viết

Tùy chọn 1

  1. Một lực không đổi F⃗\vec{F} tác dụng lên một tải trọng đứng yên có khối lượng m=10m = 10 kg, nằm trên một bàn nằm ngang và được gắn vào tường bằng một lò xo có độ cứng k=4⋅103k = 4 \cdot 10^3 N/m, trong thời gian t (Hình 4). Tại những giá trị nào của tt thì F⃗\vec{F} sẽ đứng yên trở lại sau khi lực ngừng tác dụng? Hãy chạy về phía trước.

  2. Một vật nặng hình trụ treo trên đồng hồ đo đường kính được hạ xuống nước (Hình 5) cho đến khi mực nước trong bình thay đổi Δh=8\Delta h = 8 cm. Sau đó, chỉ số của máy đo đường kính thay đổi thành ∣ΔF∣=0,5|\Delta F| = 0,5 N. Xác định mặt cắt ngang của bình.

  3. Một chùm tia song song gồm các phần tích điện âm rơi vào hai lưới phẳng song song, giữa đó đặt một hiệu điện thế U0U_0, ở một góc α=60∘\alpha = 60^\circ (Hình 6). Các hạt có thể đi qua lưới ở mức năng lượng nào nếu điện tích của bộ phận đó là qq?

Hình 4.

Hình 5.

51

  1. Ở một khoảng cách nào đó phía sau đường âm mỏng có tiêu cự Fn=10F_n = 10 cm có một gương cầu lõm. Hệ thống thấu kính + gương tạo ra hình ảnh có kích thước thật của vật thể. Sau đó, gương được di chuyển ra xa đường thẳng l=2l = 2 cm và một lần nữa thu được ảnh có kích thước thật của vật đó. Xác định khoảng cách từ vật đến đường thẳng.

Tùy chọn 2

  1. Phản ứng hạt nhân 14N+4He→17O+p^14\text{N} + ^4\text{He} \rightarrow {}^{17}\text{O} + p có thể xảy ra nếu các hạt alpha tới hạt nhân nitơ đứng yên có năng lượng vượt quá năng lượng ngưỡng En=1,45E_n = 1,45 MeV. Năng lượng của hạt α phải lớn hơn ngưỡng bao nhiêu để động năng của proton tạo thành trong phản ứng bằng 0?

  2. Trong một hình trụ nằm ngang có tiết diện SS có một pít-tông lớn (Hình 7). Tại thời điểm ban đầu, pít-tông được giữ ở một khoảng l0l_0 tính từ đáy bình, do đó phải tác dụng một lực FF vào nó. Sau khi lực FF dừng lại, piston bắt đầu chuyển động không ma sát. Ở khoảng cách nào tính từ đáy thì pít-tông sẽ có tốc độ cao nhất? Quá trình được coi là đẳng nhiệt. Áp suất bên ngoài là p0p_0.

  3. Mạch dao động, bao gồm một cuộn cảm và một tụ điện, được kết nối thông qua một công tắc KK với một nguồn EMF không đổi có điện trở trong rr (Hình 8). Ban đầu phím KK bị đóng. Sau khi cài đặt chế độ đứng yên, công tắc được mở và một bộ dao động có chu kỳ TT xuất hiện trong mạch. Trong trường hợp này, biên độ điện áp trên tụ điện lớn hơn nn lần so với suất điện động của pin. Tìm độ tự cảm của cuộn dây và điện dung của tụ điện. Bỏ qua điện trở thuần của cuộn dây.

  4. Vật và ảnh của nó được tạo bởi một đường dương mỏng, nằm về một phía của đường thẳng đó. Khoảng cách giữa vật và ảnh là a1=4a_1 = 4 cm. Người ta thu được chính xác ảnh của cùng một vật khi sử dụng gương cầu có cùng tiêu cự với đường thẳng. Trong trường hợp này, khoảng cách giữa vật và ảnh bằng a2=8a_2 = 8 cm. Xác định tiêu cự của đường thẳng.

Tùy chọn 3

  1. Phải tác dụng lực ngang tối thiểu FF lên một khối có khối lượng m=1m = 1 kg nằm trên mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α=30°α = 30° để khối đào được (Hình 9)? Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là μ=0,2μ = 0,2.

  2. Từ một xi lanh có thể tích V1=200V_1 = 200 l chứa heli ở nhiệt độ T1=273T_1 = 273 K dưới áp suất p1=2⋅106p_1 = 2 \cdot 10^6 N/m2, một phần khí đã bị tiêu hao, trong điều kiện bình thường chiếm thể tích V2=1000V_2 = 1000 l. Khi đo lại áp suất trong xi lanh, thu được giá trị p2=1,4⋅106p_2 = 1,4 \cdot 10^6 N/m2. Phép đo này được thực hiện ở nhiệt độ nào?

52

Hình 13.

  1. Mạch điện bao gồm hai tụ điện có xương C1C_1 và C2C_2 và một cuộn dây có độ tự cảm LL, ban đầu mở (Hình 10). Tụ điện có xương C1C_1 được tích điện đến hiệu điện thế UU, còn tụ điện có xương C2C_2 vẫn không được tích điện. Xác định dòng điện cực đại trong mạch sau khi đóng phím KK. Điện trở hoạt động của cuộn dây bị đánh giá thấp.

  2. Sử dụng gương cầu, người ta thu được ảnh A′B′A'B' của vật ABAB (Hình 11). Bằng cách xây dựng, xác định vị trí của gương và tiêu điểm của nó.

Tùy chọn 4

  1. Một nắm cát được đổ xuống đáy một quả cầu có bán kính RR (Hình 12). Xác định vị trí của các hạt cát sau khi quả cầu quay quanh một trục thẳng đứng với vận tốc góc ω\omega. Cát thổi vào quả cầu.

  2. Mật độ của dung dịch muối có độ sâu hh thay đổi theo định luật ρ=ρ0+Ah\rho = \rho_0 + Ah, trong đó ρ0=1 г/cm3\rho_0 = 1 \text{ г/cm}^3, A=0,01 г/cm4A = 0,01 \text{ г/cm}^4. Hai quả bóng được nối với nhau bằng một sợi dây có chiều dài l=5l = 5 cm được hạ xuống hỗn hợp. Thể tích của mỗi quả bóng là V=1 см3V = 1 \text{ см}^3 và khối lượng là m1=1,2 гm_1 = 1,2 \text{ г}, m2=1,4 гm_2 = 1,4 \text{ г}. Mỗi quả bóng sẽ ở độ sâu bao nhiêu trong đường ống nếu biết rằng sợi chỉ bị căng?

  3. Khi nghiên cứu một tế bào quang điện chân không, người ta thấy rằng với hiệu điện thế chậm lại U3=1,5U_3 = 1,5 V giữa cực âm KK và anom AA (Hình 13), dòng quang điện từ bề mặt cực âm, được chiếu sáng bởi ánh sáng có bước sóng λ0\lambda_0, dừng lại. Xác định λ0\lambda_0 nếu công của vật liệu catốt và dị thường là A=4A = 4 eV. Hằng số Planck ℏ=1,05×10−34\hbar = 1,05 \times 10^{-34} J s, điện tích electron e=1,6×10−19e = 1,6 \times 10^{-19} Cl.

  4. Phía sau một thấu kính dương mỏng có tiêu cự F1=15F_1 = 15 cm có một gương cầu lồi có tiêu cự F2=5F_2 = 5 cm. Hệ thống này tạo ra hình ảnh trực tiếp, có kích thước thật của một vật thể bất kể khoảng cách của nó với ống kính. Xác định khoảng cách giữa thấu kính và gương. (Gương nằm giữa thấu kính và tiêu điểm của nó.)

Lời giải lựa chọn vấn đề 1

  1. Trong quá trình tác dụng của lực F⃗\vec{F}, tải thực hiện dao động điều hòa với chu kỳ T=2πm/k≈0,3T = 2\pi \sqrt{m/k} \approx 0,3 s xung quanh vị trí cân bằng mới, được xác định bởi điều kiện kx0=∣F⃗∣kx_0 = |\vec{F}|, trong đó x0x_0 là độ dịch chuyển của vị trí cân bằng mới so với vị trí cân bằng cũ. Trong trường hợp này, biên độ dao động cũng bằng x0=∣F⃗∣/kx_0 = |\vec{F}|/k và vị trí cực đại bên phải của tải trùng với vị trí ban đầu của nó. Rõ ràng, tốc độ của tải và gia tốc của nó tại thời điểm này bằng 0. Do đó, nếu lực dừng ở vị trí này thì tải sẽ không chuyển động. Vì vậy, thời gian tt của lực phải bằng τ=nT\tau = nT, trong đó n=1,2,3,…n = 1, 2, 3, \dots.

Lỗi đặc trưng với lời giải bài toán này là do hiểu sai câu hỏi bài toán. Sau khi lực dừng lại, tải sẽ đứng yên nếu cả vận tốc và gia tốc của tải đều bằng không. Điều này sẽ chỉ ở vị trí ngoài cùng bên phải. (Ở vị trí cực bên trái, tốc độ của tải thực sự bằng 0, nhưng gia tốc của nó khác 0. Tại thời điểm các lực cân bằng và gia tốc của tải bằng 0, tốc độ của nó khác 0.)

  1. Sự thay đổi số đọc đường kính có liên quan đến tác động của lực nổi lên thủy điện, lực này bằng với trọng lượng của nước trong thể tích của phần ngâm trong tay kẹp:

∣ΔF∣=ρgSΔh,|\Delta F| = \rho g S \Delta h,

Ở đâu

S=∣ΔF∣ρgΔh≈6,25 cm2.S = \frac{|\Delta F|}{\rho g \Delta h} \approx 6,25 \text{ cm}^2.

bài toán đơn giản này hóa ra lại có một “cạm bẫy” mà đại đa số những người nộp đơn thực sự không nhận thấy và hoàn toàn hình thành nên hướng đi lời giải. Trong cuộc thảo luận miệng về bài toán, nhiều người không thể trả lời được câu hỏi tại sao họ lại viết ra