Експериментална физика

Величини и единици

1. Колко основни единици има Международната система SI?

   • 7
   • 5
   • 10
   • 3

   Отговор: 7

   Метър, килограм, секунда, ампер, келвин, мол и кандела.

2. Коя е основната единица за маса в SI?

   • Грам (g)
   • Тон (t)
   • Килограм (kg)
   • Нютон (N)

   Отговор: Килограм (kg)

   Килограмът е една от седемте основни единици на SI.

3. Коя е основната единица за време в SI?

   • Минута
   • Секунда
   • Час
   • Херц

   Отговор: Секунда

   Секундата е една от седемте основни единици на SI.

4. Коя от изброените единици е производна в SI?

   • Килограм
   • Келвин
   • Мол
   • Нютон

   Отговор: Нютонът (N)

   1 N = 1 kg·m/s², т.е. изразява се чрез основни единици.

5. Какъв множител означава представката "мега" (M)?

   • 10⁶
   • 10³
   • 10⁹
   • 10⁻⁶

   Отговор: 10⁶

   Мега означава милион, т.е. 10⁶.

6. Какъв множител означава представката "мили" (m)?

   • 10³
   • 10⁻⁶
   • 10⁻³
   • 10⁻²

   Отговор: 10⁻³

   Например 1 mm = 10⁻³ m.

7. Колко пикофарада са 0,02 μF?

   • 200 pF
   • 2000 pF
   • 2·10⁻⁸ pF
   • 20 000 pF

   Отговор: 20 000 pF

   1 μF = 10⁶ pF, затова 0,02 μF = 0,02·10⁶ pF = 20 000 pF.

8. Колко метра в секунда са 54 km/h?

   • 54 m/s
   • 5,4 m/s
   • 150 m/s
   • 15 m/s

   Отговор: 15 m/s

   54 km/h = 54 000 m/3600 s = 15 m/s.

9. Колко kg/m³ са 2,5 g/cm³?

   • 25 kg/m³
   • 250 kg/m³
   • 0,0025 kg/m³
   • 2500 kg/m³

   Отговор: 2500 kg/m³

   1 g/cm³ = 1000 kg/m³, затова 2,5 g/cm³ = 2500 kg/m³.

10. Как се изразява ватът чрез основните единици на SI?

    • kg·m²/s²
    • kg·m/s²
    • kg·m²/s³
    • kg·m/s

    Отговор: kg·m²/s³

    1 W = 1 J/s, а 1 J = kg·m²/s², затова 1 W = kg·m²/s³.

11. Как се изразява паскалът чрез основните единици на SI?

    • kg·m/s²
    • kg/(m·s²)
    • kg/(m²·s²)
    • kg·m²/s²

    Отговор: kg/(m·s²)

    1 Pa = 1 N/m² = (kg·m/s²)/m² = kg/(m·s²).

12. Как се изразява джаулът чрез основните единици на SI?

    • kg·m²/s²
    • kg·m/s²
    • kg·m²/s³
    • kg·m/s

    Отговор: kg·m²/s²

    1 J = 1 N·m = 1 (kg·m/s²)·m = 1 kg·m²/s².

13. Как се изразява теслата чрез основните единици на SI?

    • kg·A/s²
    • A·m/kg
    • kg/(A·m)
    • kg/(A·s²)

    Отговор: kg/(A·s²)

    От F = BIl: 1 T = 1 N/(A·m) = (kg·m/s²)/(A·m) = kg/(A·s²).

14. Как се изразява волтът чрез основните единици на SI?

    • kg·m²/(A·s²)
    • kg·m²/(A·s³)
    • kg·m/(A·s³)
    • kg·m²/(A²·s³)

    Отговор: kg·m²/(A·s³)

    1 V = 1 W/A, а 1 W = kg·m²/s³.

15. Как се изразява кулонът чрез основните единици на SI?

    • A/s
    • A·s
    • A·s²
    • A·m

    Отговор: A·s

    q = It, затова 1 C = 1 A·s.

Уреди и безопасност

1. С какъв уред се измерва налягането на газ в балон?

   • Динамометър
   • Амперметър
   • Манометър
   • Хигрометър

   Отговор: Манометър

   Манометърът измерва налягане на газове и течности.

2. С какъв уред се измерва атмосферното налягане?

   • Манометър
   • Термометър
   • Динамометър
   • Барометър

   Отговор: Барометър

   Атмосферното налягане се измерва с барометър (живачен или анероид).

3. С какъв уред се измерва масата в лабораторията?

   • Динамометър
   • Везни
   • Мензура
   • Ареометър

   Отговор: Везни

   Масата се измерва чрез сравняване с еталонни тежести на везни.

4. Какво вътрешно съпротивление има идеалният волтметър?

   • Нула
   • Безкрайно голямо
   • Равно на съпротивлението на консуматора
   • Около 1 Ω

   Отговор: Безкрайно голямо

   Волтметърът се включва успоредно и не бива да отклонява ток от веригата.

5. С какъв уред се измерва електричното съпротивление?

   • Омметър
   • Волтметър
   • Амперметър
   • Ватметър

   Отговор: Омметър

   Омметърът (или мултиметър в режим Ω) показва съпротивлението.

6. За какво служи предпазителят в електрическата инсталация?

   • Повишава напрежението
   • Намалява съпротивлението
   • Прекъсва веригата при твърде голям ток
   • Измерва тока

   Отговор: Прекъсва веригата при твърде голям ток

   При претоварване или късо съединение предпазителят прекъсва веригата и предотвратява пожар.

7. Между чертите 20 °C и 30 °C на скалата на термометър има 5 равни интервала. Каква е цената на делението?

   • 2 °C
   • 5 °C
   • 10 °C
   • 0,5 °C

   Отговор: 2 °C

   Цената на делението е (30 − 20)/5 = 2 °C.

8. За какво служи заземяването на металния корпус на електроуредите?

   • За да намали сметката за ток
   • За да увеличи мощността на уреда
   • За да отведе тока в земята при повредена изолация
   • За да охлажда уреда

   Отговор: За да отведе тока в земята при повредена изолация

   При пробив на изолацията токът минава през заземителя, а не през човека, и защитата изключва веригата.

9. С какъв уред се измерват малки дебелини с точност 0,01 mm?

   • Линийка
   • Шублер
   • Рулетка
   • Микрометър

   Отговор: Микрометър

   Микрометричният винт позволява отчитане до 0,01 mm.

10. Какво трябва да се направи първо, ако човек е попаднал под напрежение?

    • Да се хване за ръката и дръпне
    • Да се изключи захранването
    • Да се полее с вода
    • Да се изчака да се освободи сам

    Отговор: Да се изключи захранването

    Докосването на пострадалия, докато е под напрежение, е опасно и за спасяващия.

11. Амперметър има обхват 0,6 A, а очакваният ток е около 2 A. Какво трябва да се направи?

    • Да се избере по-голям обхват
    • Да се свърже успоредно
    • Да се свърже без промяна
    • Да се намали обхватът

    Отговор: Да се избере по-голям обхват

    Ток над обхвата може да повреди уреда, затова се избира обхват, по-голям от очакваната стойност.

12. Защо не бива да се пипат електроуреди с мокри ръце?

    • Мократа кожа има по-малко съпротивление и токът през тялото е по-голям
    • Водата увеличава напрежението в мрежата
    • Водата е идеален диелектрик
    • Уредите прегряват

    Отговор: Мократа кожа има по-малко съпротивление и токът през тялото е по-голям

    При същото напрежение по-малкото съпротивление означава по-голям и по-опасен ток.

13. Нулата на нониуса на шублер е след 12 mm по основната скала, а 7-ата черта на нониуса (точност 0,1 mm) съвпада с черта от основната скала. Колко е отчетът?

    • 12,07 mm
    • 19 mm
    • 1,27 mm
    • 12,7 mm

    Отговор: 12,7 mm

    Отчет = 12 mm + 7·0,1 mm = 12,7 mm.

14. Амперметър с вътрешно съпротивление 0,9 Ω има обхват 1 A. Какъв шунт е нужен, за да стане обхватът 10 A?

    • 0,09 Ω
    • 9 Ω
    • 0,1 Ω
    • 0,9 Ω

    Отговор: 0,1 Ω

    През шунта трябва да минават 9 A при същото напрежение: R_ш = 0,9·1/9 = 0,1 Ω.

15. Волтметър с вътрешно съпротивление 1 kΩ има обхват 10 V. Какво допълнително съпротивление е нужно за обхват 100 V?

    • 10 kΩ
    • 9 kΩ
    • 99 kΩ
    • 0,9 kΩ

    Отговор: 9 kΩ

    Общото съпротивление трябва да е 10 пъти по-голямо, т.е. 10 kΩ; допълнителното е 10 − 1 = 9 kΩ.

Измервания и грешки

1. Какъв вид е грешката, която се дължи на изместена нула на уреда?

   • Случайна
   • Груба грешка (пропуск)
   • Систематична
   • Относителна

   Отговор: Систематична

   Изместената нула дава отклонение с един и същ знак при всяко измерване.

2. Как се нарича грешката, която се дължи на невнимание, например при неправилно отчитане на скалата?

   • Систематична грешка
   • Груба грешка (пропуск)
   • Относителна грешка
   • Инструментална грешка

   Отговор: Груба грешка (пропуск)

   Грубите грешки рязко се отличават от останалите резултати и се отхвърлят.

3. Как се нарича разликата между измерената и истинската стойност, изразена в единиците на величината?

   • Относителна грешка
   • Абсолютна грешка
   • Груба грешка
   • Процентна грешка

   Отговор: Абсолютна грешка

   Абсолютната грешка има същата единица като измерваната величина.

4. Дължина е измерена като (20,0 ± 0,2) cm. Каква е относителната грешка?

   • 0,2%
   • 10%
   • 1%
   • 2%

   Отговор: 1%

   δ = Δl/l = 0,2/20 = 0,01 = 1%.

5. Колко значещи цифри има резултатът 2,35 m?

   • 2
   • 4
   • 1
   • 3

   Отговор: 3

   Значещи са цифрите 2, 3 и 5.

6. Колко значещи цифри има числото 0,0420?

   • 5
   • 2
   • 3
   • 4

   Отговор: 3

   Нулите пред 4 не са значещи, а крайната нула след 2 е значеща: 4, 2, 0.

7. Математическо махало с дължина 1 m има период 2 s. Каква стойност на g дава измерването? (T = 2π√(l/g))

   • ≈ 19,7 m/s²
   • ≈ 3,14 m/s²
   • ≈ 9,87 m/s²
   • ≈ 4,93 m/s²

   Отговор: ≈ 9,87 m/s²

   g = 4π²l/T² = 4π²·1/4 = π² ≈ 9,87 m/s².

8. Средната стойност е 12,34 cm, а абсолютната грешка 0,2 cm. Как се записва правилно резултатът?

   • (12,34 ± 0,2) cm
   • (12 ± 0,2) cm
   • (12,340 ± 0,200) cm
   • (12,3 ± 0,2) cm

   Отговор: (12,3 ± 0,2) cm

   Резултатът се закръгля до същия разред, в който е грешката (десети).

9. Измерени са времената 4,8 s; 5,0 s; 5,2 s и 5,0 s. Как се записва резултатът със средната стойност и най-голямото отклонение?

   • (5,0 ± 0,4) s
   • (4,8 ± 0,2) s
   • (5,0 ± 0,1) s
   • (5,0 ± 0,2) s

   Отговор: (5,0 ± 0,2) s

   Средното е 20,0/4 = 5,0 s, а най-голямото отклонение от него е 0,2 s.

10. Тяло с маса 54 g има обем 20 cm³. Каква е плътността му?

    • 2,7 g/cm³
    • 1080 g/cm³
    • 0,37 g/cm³
    • 27 g/cm³

    Отговор: 2,7 g/cm³

    ρ = m/V = 54/20 = 2,7 g/cm³ (като на алуминия).

11. Времето за 10 трептения на махало е (15,0 ± 0,2) s. Каква е абсолютната грешка на периода?

    • 0,2 s
    • 0,02 s
    • 2 s
    • 0,002 s

    Отговор: 0,02 s

    T = t/10, затова и грешката се дели на 10: 0,2/10 = 0,02 s.

12. Как се намалява систематичната грешка?

    • С калибриране на уреда или смяна на метода
    • С повече повторни измервания
    • С по-бързо отчитане
    • Със закръгляне на резултата

    Отговор: С калибриране на уреда или смяна на метода

    Систематичната грешка има постоянен знак и не се премахва с осредняване; трябва да се отстрани причината ѝ.

13. Страната на квадрат е измерена с относителна грешка 1%. Каква е относителната грешка на лицето му?

    • 2%
    • 1%
    • 4%
    • 0,5%

    Отговор: 2%

    S = a²; при степен относителната грешка се умножава по показателя: 2·1% = 2%.

14. Плътност се пресмята по ρ = m/V. Масата е измерена с относителна грешка 1%, а обемът с 3%. Каква е приблизително относителната грешка на плътността?

    • 2%
    • 3%
    • 4%
    • 1%

    Отговор: 4%

    При деление на величини относителните грешки приблизително се събират: 1% + 3% = 4%.

15. Измерени са l₁ = (12,0 ± 0,1) cm и l₂ = (8,0 ± 0,2) cm. Как се записва сборът им?

    • (20,0 ± 0,1) cm
    • (20,0 ± 0,3) cm
    • (20,0 ± 0,2) cm
    • (4,0 ± 0,3) cm

    Отговор: (20,0 ± 0,3) cm

    При събиране абсолютните грешки се събират: 0,1 + 0,2 = 0,3 cm.

Графики и зависимости

1. Каква е графиката на скоростта v(t) при равномерно праволинейно движение?

   • Наклонена права през началото
   • Парабола
   • Хипербола
   • Права, успоредна на оста на времето

   Отговор: Права, успоредна на оста t

   Скоростта не се изменя с времето.

2. Каква е графиката на пътя s(t) при равномерно праволинейно движение от s = 0?

   • Наклонена права през началото
   • Хоризонтална права
   • Парабола
   • Хипербола

   Отговор: Наклонена права през началото

   s = vt е линейна зависимост.

3. По коя ос обикновено се нанася времето в графиката v(t)?

   • По вертикалната
   • По хоризонталната
   • И по двете
   • По никоя

   Отговор: По хоризонталната

   Независимата величина (времето) се нанася по хоризонталната ос.

4. Графиката на пътя s(t) е клон на парабола с връх в началото на координатната система. Какво е движението?

   • Равноускорено без начална скорост
   • Равномерно праволинейно
   • Покой
   • Равнозакъснително до спиране

   Отговор: Равноускорено без начална скорост

   s = at²/2 е квадратична функция на времето с връх в началото.

5. По графиката v(t) скоростта нараства равномерно от 0 до 10 m/s за 5 s. Какво е ускорението?

   • 50 m/s²
   • 0,5 m/s²
   • 2 m/s²
   • 10 m/s²

   Отговор: 2 m/s²

   a = Δv/Δt = 10/5 = 2 m/s².

6. Каква е графиката V(T) при изобарен процес в идеален газ (T в келвини)?

   • Хипербола
   • Парабола
   • Права през началото
   • Окръжност

   Отговор: Права през началото

   При p = const V/T = const, т.е. V е право пропорционален на T.

7. Периодът на математическо махало е T = 2π√(l/g). Коя графика е права линия през началото?

   • T² като функция на l
   • T като функция на l
   • T като функция на l²
   • T като функция на 1/l

   Отговор: T²(l)

   T² = (4π²/g)·l е права пропорционалност.

8. По графиката v(t) скоростта е постоянна 4 m/s в продължение на 6 s. Какъв път е изминат?

   • 10 m
   • 1,5 m
   • 2 m
   • 24 m

   Отговор: 24 m

   Пътят е лицето на правоъгълника под графиката: 4·6 = 24 m.

9. Каква зависимост показва графика, която е права, минаваща през началото на координатната система?

   • Обратно пропорционална
   • Квадратична
   • Експоненциална
   • Право пропорционална

   Отговор: Право пропорционална

   y = kx е права през началото.

10. Защо графиката U(I) на лампа с нажежаема жичка не е права линия?

    • Лампата не спазва закона за запазване на заряда
    • Токът в лампата не зависи от напрежението
    • Напрежението на лампата е постоянно
    • Съпротивлението на жичката расте с температурата

    Отговор: Съпротивлението расте с нагряването

    При по-голям ток жичката се нагрява силно и съпротивлението ѝ се увеличава многократно.

11. Каква е графиката на p(V) при изотермен процес в идеален газ?

    • Хипербола
    • Права през началото
    • Парабола
    • Хоризонтална права

    Отговор: Хипербола

    pV = const, т.е. p е обратно пропорционално на V.

12. Какво показва площта под графиката F(x) на разтегната пружина?

    • Извършената работа (еластичната енергия)
    • Коефициента на еластичност
    • Скоростта
    • Масата

    Отговор: Извършената работа (еластичната енергия)

    Площта под F(x) е работата: за пружина kx²/2.

13. Графиката F(x) за пружина е права през началото, като F = 6 N при удължение 3 cm. Колко е коефициентът на еластичност?

    • 2 N/m
    • 200 N/m
    • 18 N/m
    • 0,5 N/m

    Отговор: 200 N/m

    k = F/x = 6/0,03 = 200 N/m.

14. Графиката I(U) на резистор е права през началото, като I = 0,15 A при U = 3 V. Каква мощност отделя резисторът при U = 6 V?

    • 0,45 W
    • 1,8 W
    • 0,9 W
    • 3,6 W

    Отговор: 1,8 W

    R = 3/0,15 = 20 Ω; P = U²/R = 36/20 = 1,8 W.

15. По графиката v(t) скоростта нараства равномерно от 2 m/s до 8 m/s за 4 s. Какъв път е изминат?

    • 32 m
    • 20 m
    • 24 m
    • 16 m

    Отговор: 20 m

    Пътят е площта на трапеца: (2 + 8)/2 · 4 = 20 m.

Сензори и опити

1. Какво измерва термодвойката?

   • Температура
   • Налягане
   • Сила на тока
   • Осветеност

   Отговор: Температура

   Термодвойката дава напрежение, което зависи от разликата в температурите на спойките.

2. Какво измерва барометричният сензор в смартфона?

   • Температурата
   • Атмосферното налягане
   • Осветеността
   • Магнитното поле

   Отговор: Атмосферното налягане

   Барометричният сензор отчита налягането на въздуха.

3. Какво измерва светлинният сензор, който регулира яркостта на екрана на смартфона?

   • Звука
   • Осветеността
   • Температурата
   • Налягането

   Отговор: Осветеността

   Сензорът за осветеност отчита колко светлина пада върху него.

4. Кой сензор в смартфона следи наклона му, за да завърти изображението на екрана?

   • Микрофон
   • Фоторезистор
   • Акселерометър
   • Термистор

   Отговор: Акселерометърът

   Акселерометърът измерва ускорение, включително посоката на земното привличане.

5. Какво определя ултразвуковият датчик за паркиране?

   • Разстоянието до препятствието
   • Скоростта на вятъра
   • Температурата на въздуха
   • Масата на колата

   Отговор: Разстоянието до препятствието

   Датчикът измерва времето, за което ултразвукът се отразява и се връща, и пресмята разстоянието.

6. Кой приемник определя местоположението на смартфона по сигнали от спътници?

   • Жироскопът
   • Магнитометърът
   • GPS приемникът
   • Акселерометърът

   Отговор: GPS приемникът

   GPS приемникът пресмята положението по времето за пристигане на сигналите от няколко спътника.

7. Как се изменя съпротивлението на фоторезистор при осветяване?

   • Увеличава се
   • Намалява
   • Не се изменя
   • Става безкрайно голямо

   Отговор: Намалява

   Светлината освобождава допълнителни токоносители в полупроводника.

8. Кой опит показва, че магнит, движещ се в намотка, създава в нея електричен ток?

   • Опитът на Ерстед
   • Опитът на Кулон
   • Опитът на Юнг
   • Опитът на Фарадей

   Отговор: Опитът на Фарадей

   Фарадей открива, че изменящият се магнитен поток индуцира ток.

9. Какво показва опитът на Торичели?

   • Плътността на живака
   • Скоростта на звука
   • Закона на Хук
   • Съществуването и стойността на атмосферното налягане

   Отговор: Съществуването и стойността на атмосферното налягане

   Атмосферното налягане уравновесява живачен стълб с височина около 760 mm.

10. Какво показва опитът на Ерстед?

    • Светлината е вълна
    • Около проводник с ток има магнитно поле
    • Електричният заряд е квантуван
    • Земята се върти около оста си

    Отговор: Около проводник с ток има магнитно поле

    Магнитната стрелка до проводника се отклонява, когато по него протече ток.

11. Коя величина определя опитът на Миликан с маслени капчици?

    • Скоростта на светлината
    • Гравитационната константа
    • Елементарния електричен заряд
    • Константата на Планк

    Отговор: Елементарния електричен заряд

    Миликан установява, че зарядът на капчиците е кратен на най-малкия заряд e.

12. Какво свойство има термисторът тип NTC?

    • Съпротивлението му намалява при нагряване
    • Съпротивлението му расте при осветяване
    • Създава напрежение при натиск
    • Съпротивлението му не зависи от температурата

    Отговор: Съпротивлението му намалява при нагряване

    NTC означава отрицателен температурен коефициент: при нагряване съпротивлението намалява.

13. Какво явление демонстрира опитът на Юнг с два процепа?

    • Фотоефект
    • Интерференция на светлината
    • Поляризация на светлината
    • Дисперсия на светлината

    Отговор: Интерференция на светлината

    Светлината от двата процепа образува редуващи се светли и тъмни ивици на екрана.

14. Коя величина измерва за първи път Кавендиш с торзионни везни?

    • Гравитационната константа G
    • Елементарният заряд
    • Скоростта на звука
    • Константата на Болцман

    Отговор: Гравитационната константа G

    Чрез привличането между оловни сфери Кавендиш определя G, а оттам и масата на Земята.

15. Коя величина определя опитът на Джаул с бъркалка във вода в изолиран съд?

    • Специфичния топлинен капацитет на медта
    • Механичния еквивалент на топлината
    • Скоростта на звука
    • Гравитационната константа

    Отговор: Механичния еквивалент на топлината

    Джаул показва, че определена механична работа винаги дава едно и също количество топлина.

Финален въпрос