Структурно-содержательные (обучающие) тесты по основным разделам дисциплины

1. Физика.

2. Химия.

3. Геология.

4. Биология.

А. Совокупность наук о живой природе и её эволюции.

Б. Наука о химических моделях вещест-ва: химических элементах и соединени-

ях, их составе и структуре; о химических процессах и химической эволюции природных систем.

В. Комплекс наук о составе, строении, истории развития земной коры и Земли.

Г. Наука о движении тел, их взаимодействии и взаимопревраще-ниях на всех структурных уровнях материи, об единой теории поля.

1. Гипермир.

2. Мегамир.

3. Макромир.

4. Микромир.

5. Гипомир.

А. Мир мегаобъектов и мегасостояний. Пространство измеряется в астрономичес-ких единицах, световых годах и парсеках; время в миллионах и миллиардах лет.

Б. Представление о множестве мегамиров.

В. Микромир в микромире. Характерные размеры Планкеона ( ) .

Г. Мир микрообъектов и микросостояний. Пространственные характеристики исчисляются от 10 до 10 время от беско-нечности до .

Д. Мир макрообъектов и макросостояний, размерность которых соотносима с масштабами жизни на Земле. Пространственные раз-меры измеряются в микро-, милли-, сантиметрах, метрах и кило-метрах; время – в секундах, минутах, часах и годах.

1. Мегамир.

2. Макромир.

3. Микромир.

Объекты мира:

А. Вселенная; Б. Планеты;

В. Элементарные частицы;

Г. Галактики; Д. Звёзды;

Е. Города; Ж. Корабли;

З. Молекулы; И. Атомы;

К. Ядра атомов; Л. Океаны, моря; М. Растения, животные;

Н. Спутники планет.

• З – И – К – В

• А – Г – Д – Б – Н

• Л – Е – Ж - М

1. Гравитационное взаимодействие.

2. Электромагнитное взаимодействие.

3. Слабое взаимодействие.

4. Сильное взаимодействие.

А. Имеет универсальный харак-тер и может выступать либо как притяжение, либо как отталки-вание. Оно определяет возник-новение атомов, молекул и макроскопических тел. Описывается электростатикой,

электродинамикой и квантовой электродинамикой. В квантовой электродинамике квантами фундаментального электромагнитного взаимодействия являются фотоны.

Б. Действует только в микромире и описывает взаимопрев-ращения элементарных частиц. Оно короткодействующее и характеризует все виды бета-превращений. Взаимодействие слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. Описывается теорией, созданной в 1967 г. С. Вайнбергом и А. Саламом. Кван-тами данного поля взаимодействия являются промежуточные век-торные бозоны.

В. Имеет универсальный характер и выступает в виде притяжения. Оно является самым слабым из всех остальных взаимодействий. В классической физике описывается законом всемирного тяготения И. Ньютона. В общей теории относительности является проявлением кривизны пространственно-временного континуума и описывается уравнением гравитации А. Эйнштейна. В квантовой теории квантами поля взаимодействия являются гравитоны.

Г. Взаимодействие обеспечивает связь между нуклонами в ядре и связь кварков в андронах. Описывается – квантовой хромо-динамикой, основоположником которой является М. Гелл-Манн. Квантами поля взаимодействия являются глюоны.

1. Лептоны.

2. Кварки.

3. Кванты полей взаимодействия.

А. Электроны; Б. Мюоны;

В . Фотоны; Г. Тяжёлый тау - лептон;

Д. Шесть типов кварков по аромату, в каждом из которых различают три цвета;

Е. Электронное нейтрино; Ж. Мюонное нейтрино; З. Тау – лептонное нейтрино; И. Промежуточные векторные бозоны; К. Гравитоны + гравитино (?); Л. Глюоны;

М. Античастицы лептонов; Н. Античастицы кварков.

1. Классическая механика.

2. Специальная теория относительности.

3. Общая теория относи-тельности.

А. Все механические явления в инерциальных системах отсчёта (ИСО) протекают одинаково (прин-цип относительности Галилея).

Б. Скорость света в вакууме одина-

кова во всех ИСО и не зависит от движения источников и приём-ников света, т.е. является универсальной постоянной передачи взаимодействия (информации).

В. Все физические явления во всех системах отсчёта протекают одинаково.

Г. Все физические явления в ИСО протекают одинаково. (В и

Г – принципы относительности Эйнштейна).

Д. Массы инертная и гравитационная эквивалентны.

1. Однородность.

2. Изотропность.

3. Евклидовость.

4. Трёхмерность.

А. Все направления в пространстве обладают одинаковыми свойствами, и поворот на любой угол сохраняет неизменными законы физики.

Б. Описывается геометрией Евклида ( ).

В. Каждая точка пространства однозначно определяется набором трёх действительных чисел – координат.

Г. Все точки пространства обладают одинаковыми свойствами, и параллельный перенос не изменяет вид законов физики.

1. Однородность.

2. Непрерывность.

3. Однонаправленность или необратимость.

А. Между двумя моментами времени, как бы близко они не располагались, всегда можно выделить третий. Дискретность

времени и пространства носит гипотетический характер в модели гипомира.

Б. Любые явления, происходящие в одних и тех же условиях, но в различные моменты времени, протекают совершенно одинаково.

В. Законы классической механики симметричны относительно прошлого и будущего. Однако включение в механистическую исследовательскую программу равновесной термодинамики, привело к понятию необратимости времени, которую можно рассматривать как следствие второго начала термодинамики или принципа возрастания энтропии.

1. Однородность времени.

2. Однородность пространства.

3. Изотропность пространства.

А. Закон сохранения импульса.

Б. Закон сохранения энергии.

В. Закон сохранения момента импульса.

1. Специальная теория относительности (СТО).

2. Общая теория относительности (ОТО).

А. Промежуток времени и расстояние оказываются относительными к выбору ИСО. Неизменным (инвариантным)

относительно ИСО оказывается только четырёхмерный простран-ственно-временной интервал между событиями: (ИСО).

Б. Пространственные интервалы относительны, что проявляется в Лоренцевом сокращении размеров тел в направлении движения: .

В. Пространство искривляется, становится неэвклидовым. Изменение геометрических свойств пространства-времени вблизи массивных тел приводит к появлению сильных гравитационных полей.

Г. Временные интервалы относительны, что проявляется в том, движущиеся часы идут медленнее неподвижных: .

Д. Вблизи массивных тел время замедляет свой ход, и в центре планет время течёт медленнее, чем на поверхности.

Е. Пространство-время является выражением наиболее общих отношений материальных объектов и вне материи существовать не может.

1. Глобальная симметрия.

2. Дисимметрия.

А. Понижает симметрию. Творит явления на основе фундаментальных полей взаимодей-ствия.

Б. Задаёт фундаментальные законы сохране-ния фундаментальных физических величин.

1. Первый постулат Бора: энергетический спектр атома (квантовой системы) дискретен.

2. Второй постулат Бора: частоты атомного излучения (электромагнитного излучения квантовой системы) связаны с энергети-ческими уровнями атома (квантовой системы). При переходе с уровня на уровень испускается квант излу-чения с частотой . При обратном перехо-де квант поглощается.

А.

1. n – главное квантовое число. (n=1,2,3,…).

2. ℓ - азимутальное (орбитальное) квантовое число (ℓ = 0,1,2,3,…n).

3. m – магнитное квантовое число (m = 0, ±1, ±2,… ±ℓ).

4. s – спиновое квантовое число (s = 0, 1/2, 1, 3/2,…).

5. m_s – магнитное спиновое число (m_s = 0, ±1/2, ±1,… ±s).

А. Задает условие квантования энергии: для энергетического спектра атома .

Б. Задает условие квантования собственного момента импульса микрочастицы: .

В. Задает условие квантования проекции собственного момента импульса: .

Г. Задает условие квантования момента импульса микрочастицы: .

Д. Задает условие квантования проекции момента импульса микрочастицы: .

1. Бозоны («коллективисты») имеют тенденцию скапливаться в одном квантовом состоянии. Элементарные частицы с целочисленными спинами.

2. Фермионы («индивидуалисты»). Согласно принципу Паули, в квантовом состоянии, задаваемом всеми квантовыми числами, может находиться только один фермион. Элементарные частицы с полуцелочисленными спинами.

А. При перестановке двух одинаковых микрочастиц меняется знак волновой функции.

Б. При перестановке двух одинаковых микрочастиц знак волновой функции не изменяется.

1.ΔxΔp_x≥ ; ΔyΔp_y≥ ; ΔzΔp_z≥ - соотношение неопределенностей Гейзенберга.

2. ΔtΔW≥ - соотношение неопределенностей Гейзенберга для энергии и времени.

3. ΔWΔβ≥k_Б, где или ΔWΔТ≥(k_БТ_о)², где ΔW~ k_БТ_о и ΔТ~Т_о , а Т_о – температура термостата – соотношение неопределенностей Эйнштейна

А. Неальтернативная корреляция флуктуаций энергии ΔW и темпе-ратуры ΔТ макросостояния.

Б. Альтернативная корреляция флуктуаций импульса и коорди-наты. Если, например, местополо-жение частицы по координатной оси Х известно с точностью Δx, то в тот же момент времени х – компоненту импульса микрочастицы можно измерить только с точностью Δ Δx.

В. Альтернативная корреляция флуктуаций энергии и времени ее измерения. Для измерения энергии с точностью до ΔW необходимо время, не меньшее, чем .

А. Существует ограничение на одновременное точное пред-ставления объекта с помощью отдельных «проекций».

Б

1. Принцип дополнительности

В. Более простая теория имеет «внешнее оправдание» (соответствие эксперименту), и «внутреннее совершенство» (красоту теории в виде ограничений на возможные качества систем), более «фальсифицируема» и в то же время более информативна.

Г. Любая новая более общая теория, являющаяся развитием предыдущих классических теорий, справедливость которых была экспериментально установлена для определенных групп явлений, не отвергает эти классические теории, а включает их в себя. В определенных случаях существует возможность предельного перехода новой теории в старую.

1. Равенство давлений: P₁=P₂

2. Равенство температур: Т₁=Т₂=Т_приб.

3. Равенство химических потенциалов: μ₁= μ₂, где хими-ческий потенциал μ характе-ризует среднюю энергию, передаваемую одной частицей через границу между двумя макрообъектами или между макрообъектом и термостатом.

А. Корпускулярный (диффузионный) контакт.

Б. Тепловой (энергетический) контакт.

В. Механический контакт

А

1. Нулевое начало термодинамики

Б. При стремлении температуры макрообъекта к нулю его энтро-пия также стремится к нулю независимо от значений внешних параметров: .

В. При равновесном переходе системы между двумя макросостояниями изменение внутренней энергии не зависит от вида процесса, посредством которого произведен этот переход:

.

Г. Во всех изолированных (закрытых) системах энтропия никогда не убывает, она либо остается постоянной, либо возрастает:

А. Энтропия макросостояния пропорциональна числу микро-состояний, с помощью которых реализуется данное макросос-тояние (термодинамической вероятности или статистичес-кому весу макросостояния). Энтропия выступает в качестве меры беспорядка.

Б. Средний радиус «миграции» броуновской частицы пропор-ционален корню квадратному из времени «миграции».

В

1.

Г. Распределение молекул газа по абсолютным значениям их скоростей (распределение Максвелла).

Д. Распределение молекул газа по высоте в однородном поле тяжести (распределение Больцмана).

Этапы

Характерные процессы

Название

Косми-ческое время

Тем-пера-тура

(К)

А. Большой взрыв: от первона-чального сингулярного состо-яния Вселенная перешла к расширению (около 20 млрд. лет назад). В результате Боль-шого взрыва образовалась не только материя, но и само про-странство – время.

Б. Рождение элементарных частиц, во Вселенной домини-рует излучение; установление числа барионов, возникновение асимметрии между материей и антиматерией; аннигиляция протон-антипротонных пар; ан-нигиляция электрон-позитрон-ных пар; становление первона-чального химического состава Вселенной (ядер водорода – 70%, ядер гелия (α-частиц) – 30%); во Вселенной начинает доминировать вещество, состо-ящее из нейтральных атомов водорода, дейтерия и гелия с небольшой примесью молекул водорода; отделение излучения от вещества.

В. Создание неустойчивой относительно флуктуаций плотности за счет гравита-ционного взаимодействия в неравновесной смеси газов из нейтральных атомов и фотонов. Гравитационному коллапсу (полному сжатию) препят-ствует вращение и внутреннее давление, причем до отделения излучения от вещества силы давления излучения превышали гравитационные. Критический размер и масса объекта, для которого обе силы (гравитации и давления) уравновешивают-ся, называются длиной и мас-сой Джинса. Если исходный размер тела превосходит длину Джинса, то, в конце концов, должна наблюдаться его фраг-

1. Начальное состояние Вселенной - сингулярность

2. Этап первичного синтеза включает в себя следующие эпохи:

а) Планка;

10^-43 с

10³²

б) барионов;

10^-35 с

10²⁸

в) адронов;

10^-6 с

10¹⁴

г) лептонов;

10^-3 с

10¹²

д) синтеза ядер;

100 с

е) вещества (синтеза атомов);

104 лет

ж) прозрачной Вселенной.

3. Этап формирования галактик, в том числе и нашей галактики, включающий в себя следующие события:

3·105 лет

3500

а ) начало образования галактик;

1-2 млрд. лет

б ) галактики начинают образовывать скопления;

3 млрд. лет

в) сжатие нашей протогалактики;

4 млрд. лет

г) образование звезд;

4,1 млрд. лет

д) образование межзвездного облака, давшего начало Солнечной системе;

15,2 млрд. лет

е) образование планет.

15,4 млрд. лет

2,7

ментация. Если же этот размер меньше длины Джинса, то объект должен коллапсировать как целое. Образование иерархической структуры Вселенной– галактик, их скоплений, с одной стороны, и звезд, шаровых скоплений, планет и т.п. с другой – обусловлено флуктуациями плотности описываемого одно-родного шара, имеющими различную природу. По современным представ-лениям, центральным объектом структуры Вселенной являются галактики, масса которых эквивалентна в среднем ста миллиардам масс Солнца. К числу таких объектов относится и наша Галактика – Млечный путь. Формирование галактик сопровождалось возникновением и эволюцией звезд различных масс, в которых путем различного вида ядерных реакций создавались в различных пропорциях легкие, средние и тяжелые элементы.