PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы встречались в курсе физики:
радиоволны, удельная теплоёмкость, период полураспада, видимый свет,
ультрафиолетовое излучение, электроёмкость.
Разделите эти понятия на две группы по выбранному Вами признаку. Запишите в таблицу название каждой группы и понятия, входящие в эту группу.
| Название группы понятий | Перечень понятий |
Выберите два верных утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
Запишите в ответ их номера.
1) Энергия характеризует способность тела совершать работу.
2) Заряд ядра в единицах элементарного электрического заряда (зарядовое число ядра) равняется числу протонов в ядре.
3) Силой Лоренца называют силу, с которой однородное электрическое поле действует на постоянные магниты.
4) Разноимённые полюса постоянных магнитов отталкиваются друг от друга.
5) Конденсацией называют процесс преобразования пара в твёрдое вещество, минуя жидкую фазу.
Мяч, неподвижно лежавший на полу вагона движущегося поезда, покатился вправо, если смотреть по ходу поезда. Как изменилось движение поезда?
Положения молекулярно-кинетической теории формулируются следующим образом.
1. Вещество состоит из частиц.
2. Частицы находятся в непрерывном хаотическом движении.
3. Частицы взаимодействуют друг с другом.
Газы занимают весь предоставленный объем. Каким из положений молекулярно-кинетической теории строения вещества можно объяснить этот факт?
Прочитайте текст и вставьте на место пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.
В 1832 году американский физик Дж. Генри открыл явление, которое можно увидеть в эксперименте. Схема эксперимента представлена на рисунке. Генри использовал плоские катушки из полосовой меди, индуктивность которых значительно превышала индуктивность обычных проволочных соленоидов. Опыт показывает, что при наличии в цепи мощной катушки электрический ток при замыкании источника тока достигает своего максимального значения ________________________, чем без катушки. Экспериментально это проявлялось в том, что при замыкании цепи ____________ загоралась раньше по сравнению с ________________. Это явление в физике называется _________________________________________.
Список слов
1) быстрее
2) медленнее
3) лампа (1)
4) лампа (2)
5) индуктивность
6) самоиндукция
7) электроёмкость
На рисунке изображена схема планетарной модели некоторого атома. Чёрными точками обозначены электроны. Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, определите, какой элемент соответствует данной схеме. Запишите словом его название.
Автомобиль на большой скорости въехал на «горбатый мост», при этом скорость его движения по мосту остаётся постоянной по модулю (см. рис.). Как изменились в верхней точке моста импульс и полная механическая энергия автомобиля, а также сила его давления на асфальт по сравнению с тем, какими они были на горизонтальном участке дороги?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
| Импульс автомобиля | Полная механическая энергия автомобиля | Сила давления автомобиля на асфальт |
Велосипедист движется по прямому участку дороги. На рисунке представлен график зависимости скорости велосипедиста υ от времени t. Участки А–Е на графике соответствуют участкам пути, пройденным за одинаковые промежутки времени.
Выберите два верных утверждения, соответствующих данным графика. Запишите в ответе их номера.
1) На участке Е велосипедист преодолел максимальное расстояние по сравнению с остальными участками пути.
2) На участке B велосипедист двигался равномерно.
3) На участках A и С велосипедист двигался равномерно с одинаковой скоростью.
4) На участке E велосипедист двигался с минимальным по модулю ускорением.
5) На участке D равнодействующая сил, действующих на велосипедиста, равна нулю.
Многие педиатры советуют в любое время года температуру в детской комнате поддерживать на уровне 18–22 °С. Нормой относительной влажности воздуха в квартире для ребёнка считается 50–70%. Психрометрический гигрометр, помещённый в детской комнате, даёт показания сухого термометра 20 °С. При каких показаниях влажного термометра требования к указанным нормам будут соблюдены? Для решения используйте данные психрометрической таблицы.
С помощью вольтметра проводились измерения напряжения на участке электрической цепи переменного тока (см. рисунок). Погрешность измерений напряжения равна цене деления шкалы вольтметра. Запишите в ответ показания вольтметра (в вольтах) с учётом погрешности измерений. В ответе запишите значение и его погрешность одним числом без пробелов, оставляя разделяющие целое число и его нецелую часть запятые.
Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А) трансформатор
Б) лампа накаливания
1) взаимодействие постоянных магнитов
2) действие магнитного поля на проводник с током
3) электромагнитная индукция
4) тепловое действие тока
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| A | Б |
Между давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость (см. таблицу).
| Давление, атм | Температура плавления льда, °C | Изменение объёма при кристализации, см3/моль | Давление, атм | Температура плавления льда, °C | Изменение объёма при кристализации, см3/моль |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,0 | −1,62 | 5280 | −10,0 | 1,73 |
| 610 | −5,0 | −1,83 | 5810 | −5,0 | 1,69 |
| 1970 | −20,0 | −2,37 | 7640 | 10,0 | 1,52 |
| 2115 | −22,0 | 0,84 | 20000 | 73,8 | 0,68 |
С повышением давления до 2200 атмосфер температура плавления падает: с увеличением давления на каждую атмосферу она понижается примерно на 0,0075 °C. При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 20 670 атмосфер вода замерзает при 76 °C. В этом случае будет наблюдаться горячий лёд.
При нормальном атмосферном давлении объём воды при замерзании внезапно возрастает примерно на 11%. В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению громадного избыточного давления до 2500 атм. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы.
В XIX веке было обнаружено явление режеляции льда, которое можно продемонстрировать на опыте. Поставим на два столбика прямоугольный ледяной брусок. Перекинем через него тонкую стальную проволоку (диаметром 0,1 мм) и подвесим на ней груз массой 3 кг (см. рис. а). Все это оставим на лёгком морозе. Важно, чтобы температура на улице была лишь немногим ниже нуля. Примерно через сутки мы обнаружим, что проволока и гиря лежат на земле, а на столбиках стоит наш ледяной брусок, целый и невредимый. Если бы мы в течение опыта выходили на улицу, то увидели бы, как постепенно проволока опускается, как бы разрезая ледяной брусок (см. рис. б, в, г), никакого разреза не остаётся – выше проволоки брусок оказывается монолитным.
Долгое время думали, что лёд под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается и лёд плавится. Однако расчёты показывают, что под коньками температура плавления льда уменьшается примерно на 0,1 °C, что явно недостаточно для катания, например, при –10 °C.
Оцените на основании данных текста, какое давление на лёд оказывает человек, стоя на коньках. Ответ поясните.
Учитель на уроке собрал следующую установку: прямой проводник с током поместил между полюсами дугообразного магнита (см. рисунок). При замыкании цепи можно было наблюдать, как проводник втягивается в область магнита.
Какой вывод можно сделать на основании данного опыта?
Вам необходимо исследовать, зависит ли модуль силы Ампера, действующей на проводник с током в магнитном поле, от силы тока, протекающего по проводнику. Имеется следующее оборудование (см. рис.):
− источник постоянного тока, ключ, реостат;
− проводник длиной 10 см (на рис. проводник АВ);
− три одинаковых постоянных подковообразных магнита;
− штатив, соединительные провода.
В ответе:
1. Опишите экспериментальную установку.
2. Опишите порядок действий при проведении исследования.
Прочитайте текст и выполните задания 14 и 15.
Масс-спектрометр
Масс-спектрометрия — это метод исследования вещества, основанный на разделении различных по массе и предварительно ионизированных молекул и определении отношения массы к заряду ионов. Современные масс-спектрометры (рис. 1) позволяют установить состав исследуемого вещества и используются в самых разных областях: химии, экологии, геологии, криминалистке и т. д.
На рис. 2 представлена схема устройства масс-спектрометра. Из ионного источника 1 ускоренные ионы через щель 2 попадают в область 3 постоянных и однородных электрического и магнитного полей. Направление электрического поля между пластинами конденсатора показано стрелками. Магнитное поле подбирается таким образом, чтобы ионы двигались равномерно и прямолинейно.
Ион не отклоняется от направления движения и проходит через вторую щель 4, попадая в область 5 однородного и постоянного магнитного поля c индукцией 
направленной перпендикулярно плоскости рисунка. В магнитном поле 
ион движется по окружности 6, радиус R которой прямо пропорционален отношению массы иона к его заряду: 
В качестве детектора ионов 7 можно использовать фотопластинку, хотя в современных масс-спектрометрах в качестве детекторов обычно используют электронные умножители или микроканальные пластинки.
При каком условии ионы могут двигаться через область 3 равномерно и прямолинейно?
Прочитайте текст и выполните задания 14 и 15.
Масс-спектрометр
Масс-спектрометрия — это метод исследования вещества, основанный на разделении различных по массе и предварительно ионизированных молекул и определении отношения массы к заряду ионов. Современные масс-спектрометры (рис. 1) позволяют установить состав исследуемого вещества и используются в самых разных областях: химии, экологии, геологии, криминалистке и т. д.
На рис. 2 представлена схема устройства масс-спектрометра. Из ионного источника 1 ускоренные ионы через щель 2 попадают в область 3 постоянных и однородных электрического и магнитного полей. Направление электрического поля между пластинами конденсатора показано стрелками. Магнитное поле подбирается таким образом, чтобы ионы двигались равномерно и прямолинейно.
Ион не отклоняется от направления движения и проходит через вторую щель 4, попадая в область 5 однородного и постоянного магнитного поля c индукцией направленной перпендикулярно плоскости рисунка. В магнитном поле ион движется по окружности 6, радиус R которой прямо пропорционален отношению массы иона к его заряду:
В качестве детектора ионов 7 можно использовать фотопластинку, хотя в современных масс-спектрометрах в качестве детекторов обычно используют электронные умножители или микроканальные пластинки.
Тяжёлый и лёгкий ионы, имеющие одинаковые заряды, влетают в область 5 магнитного поля с одинаковыми скоростями. Радиус траектории какого иона будет больше? Ответ поясните.
Как исследовали теплопроводность материалов
То, что различные тела обладают разной способностью проводить тепло, т. е. разной теплопроводностью, было известно давно, однако инструментальные исследования начались лишь в конце XVIII в. Ж.-Б.-Фурье предложил способ, показанный на рисунке: в стержне AB, один конец которого нагревался, на равном расстоянии высверливались небольшие отверстия под термометры (a, b, … f). Вначале температура каждого термометра поднималась, но затем подъём прекращался, устанавливалось стационарное распределение температуры вдоль стержня. Лучшей теплопроводностью обладал тот материал, для которого различие между показаниями двух соседних термометров было наименьшее. Используя эту идею, Г. Видеман и Р. Франц получили данные о теплопроводности металлов и сплавов, сопоставив их с электропроводностью. Результаты опытов в относительных единицах представлены в табл. 1 (наилучшая проводимость — у серебра; наихудшая — у висмута).
Наряду с теплофизическими свойствами проводников, изучались и аналогичные свойства теплоизоляторов. Граф Б.-Т. Румфорд исследовал теплопроводность материалов, используемых для одежды. Он помещал термометр в стеклянную трубку с окончанием в виде сферы так, чтобы шарик термометра был в её центре. Пространство между стеклянной сферой и термометром заполнялось исследуемой материей. Вся трубка сначала помещалась в горячую воду, прогревалась до тех пор, пока не устанавливалась неизменная температура, затем прибор помещался в смесь толчёного льда и соли и охлаждался. В опытах измерялось время понижения температуры для каждого материала на 135 ºF (57,2 ºС). Данные, полученные Румфордом, представлены в табл. 2.
Наряду с экспериментальной базой в XIX в. были заложены и основы теории теплопроводности.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вставьте в предложение пропущенные слова, используя информацию из текста.
Исследуя железа и свинца на одной и той же установке Фурье, можно видеть, что соседние термометры показывают разность температур в случае изучения свинца.
С поверхности Земли человек издавна наблюдает космические объекты в видимой части спектра электромагнитного излучения (диапазон видимого света включает волны с длиной примерно от 380 нм до 760 нм).
При этом большой объём информации о небесных телах не доходит до поверхности Земли, т. к. большая часть инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, а также рентгеновские и гамма-лучи космического происхождения недоступны для наблюдений с поверхности нашей планеты. Для изучения космических объектов в этих лучах необходимо вывести телескопы за пределы атмосферы. Результаты, полученные в космических обсерваториях, перевернули представление человека о Вселенной. Общее количество космических обсерваторий превышает уже несколько десятков.
Так, с помощью наблюдений в инфракрасном (ИК) диапазоне были открыты тысячи галактик с мощным инфракрасным излучением, в том числе такие, которые излучают в ИК-диапазоне больше энергии, чем во всех остальных частях спектра. Активно изучаются инфракрасные источники в газопылевых облаках. Интерес к газопылевым облакам связан с тем, что, согласно современным представлениям, в них рождаются и вспыхивают звёзды.
Ультрафиолетовый спектр разделяют на ультрафиолет-А (УФ-A) с длиной волны 315–400 нм, ультрафиолет-В (УФ-B) – 280–315 нм и ультрафиолет-С (УФ-С) – 100–280 нм. Практически весь УФ-C и приблизительно 90% УФ-B поглощаются озоновым слоем при прохождении лучей через земную атмосферу. УФ-A не задерживается озоновым слоем.
С помощью ультрафиолетовых обсерваторий изучались самые разные объекты: от комет и планет до удалённых галактик. В УФ-диапазоне исследуются звёзды, в том числе, с необычным химическим составом.
Гамма-лучи доносят до нас информацию о мощных космических процессах, связанных с экстремальными физическими условиями, в том числе и ядерных реакциях внутри звёзд. Детекторы рентгеновского излучения относительно легки в изготовлении и имеют небольшую массу. Рентгеновские телескопы устанавливались на многих орбитальных станциях и межпланетных космических кораблях. Оказалось, что рентгеновское излучение во Вселенной явление такое же обычное, как и излучение оптического диапазона. Большое внимание уделяется изучению рентгеновского излучения нейтронных звёзд и чёрных дыр, активных ядер галактик, горячего газа в скоплении галактик.
В спектре излучения (поглощения) атомарного водорода выделяют несколько серий спектральных линий: серия Лаймана, Бальмера, Пашена, Брэкетта, Пфунда и др. (см. рис.)
К какой части спектра электромагнитного излучения принадлежит серия Бальмера (Б)? В ответе заполните пропуск в предложении «Серия Бальмера относится к _________ части электромагнитного спектра».
