PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы встречались в курсе физики:
самоиндукция, ом, джоуль, электризация, фотоэффект, вебер.
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) Свободным падением является движение тела только под действием силы тяжести.
2) Скорость диффузии жидкостей уменьшается с повышением температуры.
3) При последовательном соединении резисторов напряжения на всех резисторах одинаковы.
4) Магнитное поле индукционного тока в контуре всегда увеличивает магнитный поток, изменение которого привело к возникновению этого индукционного тока.
5) Движение электронов атома, находящегося в стационарном состоянии, не сопровождается излучением электромагнитных волн.
Мяч, неподвижно лежавший на полу вагона поезда, движущегося относительно Земли, покатился вперёд по ходу поезда. Как при этом изменилась скорость поезда относительно Земли?
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 оказывают давление на стенки сосуда, в котором находятся. Каким из положений молекулярно-кинетической теории строения вещества можно объяснить этот факт?
К корпусу движущегося бензовоза прикрепляется металлическая цепь, которая волочится по земле. Во время слива топлива или заправки бензовоз обязательно заземляют с помощью металлического троса. Против какого явления, наблюдаемого во время движения и заправки бензовоза, направлены такие меры предосторожности?
На рисунке представлена диаграмма нижних энергетических уровней атома. Какой из отмеченных стрелками переходов между энергетическими уровнями сопровождается излучением кванта минимальной частоты?
В ответе укажите последовательность номеров электронных уровней, например: если переход E2→E4, то 24.
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 сила тяжести, действующая на автомобиль, импульс и потенциальная энергия автомобиля 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.
| Сила тяжести, действующая на автомобиль | Импульс автомобиля | Потенциальная энергия автомобиля |
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.
Мячик массой 200 г из состояния покоя падает вертикально вниз с высоты 5 м и имеет у поверхности Земли скорость 9 м/с. Отскочив от поверхности Земли со скоростью 8 м/с, мяч поднялся на высоту 2,5 м. Чему равен модуль работы сил сопротивления при движении мяча вверх?
Запишите решение и ответ.
Ученик исследовал зависимость изменения длины пружины от массы груза, подвешенного к этой пружине. Груз неподвижен. Погрешность измерения длины пружины равна 0,1 см, а массы тела — 1 г. Результаты измерений представлены в таблице.
| № опыта | Масса тела, г | Удлинение пружины, см |
|---|---|---|
| 1 | 50 ± 1 | 1,3 ± 0,1 |
| 2 | 100 ± 1 | 2,5 ± 0,1 |
| 3 | 150 ± 1 | 3,7 ± 0,1 |
Какова приблизительно жёсткость данной пружины? Ответ запишите в ньютонах на метр.
Установите соответствие между научными открытиями и именами учёных, которым эти открытия принадлежат. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) экспериментальное определение величины элементарного электрического заряда
Б) правило для определения направления индукционного тока в проводнике
1) Р. Милликен
2) М. Фарадей
3) А. Ампер
4) Э. Х. Ленц
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| A | Б |
Рентгеновское излучение
Рентгеновские лучи (первоначально названные Х-лучами) были открыты в 1895 г. немецким физиком Рентгеном. Открыв Х-лучи, Рентген тщательными опытами выяснил условия их образования. Он установил, что эти лучи возникают при торможении на веществе быстро летящих электронов. Исходя из этого обстоятельства, Рентген сконструировал и построил специальную трубку, удобную для получения рентгеновских лучей (см. рис. 1).
Рентгеновские трубки представляют собой стеклянные вакуумные баллоны с расположенными внутри электродами. Разность потенциалов на электродах нужна очень высокая — до сотен киловольт. На вольфрамовом катоде, подогреваемом током, происходит термоэлектронная эмиссия, то есть с него испускаются электроны, которые, ускоряясь электрическим полем, «бомбардируют» анод. В результате взаимодействия быстрых электронов с атомами анода рождаются фотоны рентгеновского диапазона.
Было установлено, что чем меньше длина волны рентгеновского излучения, тем больше проникающая способность лучей. Рентген назвал лучи с высокой проникающей способностью (слабо поглощающиеся веществом) жёсткими.
Различают тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Электроны могут, встречаясь с анодом, тормозиться, то есть терять энергию в электрических полях его атомов. Эта энергия излучается в виде рентгеновских фотонов. Такое излучение называется тормозным. Тормозное излучение содержит фотоны разных частот и, соответственно, длин волн. Поэтому спектр его является сплошным (непрерывным). Энергия излучаемого фотона не может превышать кинетическую энергию порождающего его электрона. Кинетическая же энергия электронов зависит от приложенной к электродам разности потенциалов.
Механизм получения характеристического излучения следующий. Быстрый электрон может проникнуть внутрь атома и выбить какой-либо электрон с одной из нижних орбиталей, то есть передать ему энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера. Образовавшаяся в результате выбивания вакансия заполняется электроном с одного из вышележащих уровней. Занимая более низкий уровень, электрон излучает излишек энергии в форме кванта характеристического рентгеновского излучения. Наиболее быстрые электроны могут выбить электрон с K-оболочки, менее быстрые — с L-оболочки и т. д. (рис. 2а).
Электронная структура атома — это дискретный набор возможных энергетических состояний электронов. Поэтому рентгеновские фотоны, излучаемые в процессе замещения электронных вакансий, также могут иметь только строго определённые значения энергии, соответствующие разности уровней. Вследствие этого характеристическое рентгеновское излучение обладает спектром не сплошного, а линейчатого вида. Такой спектр позволяет характеризовать вещество анода — отсюда и название этих лучей. На рис. 2б показан характеристический спектр на фоне тормозного спектра.
На рис. 2б представлен спектр рентгеновского излучения. Изменятся ли и если изменятся, то как значения длин волны λ1 и λ2 при увеличении напряжения на рентгеновской трубке? Ответ поясните.
Учитель на уроке провёл серию опытов по преломлению светового луча на границе различных прозрачных сред: воздух–вода и воздух–стекло (см. рис.).
Какой вывод можно сделать на основании проведённых опытов?
Вам необходимо исследовать, как меняется давление воздуха при изменении его объёма, если другие параметры воздуха остаются неизменными. Имеется следующее оборудование (см. рис.):
− сильфон (прибор, при помощи которого можно изменять объём воздуха; сильфон подключается к манометру);
− манометр;
− сосуд с водой;
− горелка.
В ответе:
1. Опишите экспериментальную установку.
2. Опишите порядок действий при проведении исследования.
Прочитайте фрагмент инструкции к посудомоечной машине и выполните задания 14 и 15.
В инструкции указано, что посудомоечную машину нужно устанавливать горизонтально.
Что может произойти, если нарушить это правило?
Прочитайте фрагмент инструкции к посудомоечной машине и выполните задания 14 и 15.
Почему в инструкции запрещается срезать с вилки третий штырек? Ответ поясните.
Прочитайте текст и выполните задания 16, 17 и 18.
Прогноз землетрясений
Некоторые виды природных катастроф в значительной мере поддаются прогнозу. Так, по резкой активизации сейсмичности и по «всплыванию» очагов землетрясений к земной поверхности можно прогнозировать начало извержения вулканов. С приемлемой достоверностью прогнозируют силу и трассу движения урагана. Довольно точно удаётся предсказать время прихода и высоту волны цунами на отдалённом участке берега. Для землетрясений прогноза пока получить не удаётся.
В результате систематизации данных по крупным землетрясениям был установлен ряд некоторых типичных явлений, которые могут служить оперативными предвестниками землетрясений. К ним относятся форшоки, аномальные атмосферные явления, изменения уровня грунтовых вод и их химического состава, беспокойное поведение животных.
Созданная система наблюдений фиксирует рост количества слабых землетрясений, которые предшествуют сильному землетрясению. Высокая форшоковая активность в сочетании с другими явлениями может служить оперативным предвестником. Так, например, Китайское сейсмологическое бюро на этом основании начало эвакуацию миллиона человек за день до сильного землетрясения в 1975 году. Хотя половине крупных землетрясений предшествуют форшоки, из общего количества небольших землетрясений форшоками являются только 5–10%. Это часто порождает ложные предупреждения.
С давних времён замечено, что многим крупным землетрясениям предшествуют необычные для данной местности оптические явления в атмосфере: сполохи, похожие на полярные сияния, световые столбы, облака странной формы. Появляются они непосредственно перед толчками, но иногда могут возникать и за несколько суток. Согласно современным представлениям необычные оптические явления в атмосфере могут быть связаны с такими процессами в зоне будущего землетрясения, как выход в атмосферу газов из деформированных горных пород. Вид и характер явлений зависят от исходящих газов: горючие метан и сероводород могут давать факелы пламени, радон под действием собственной радиоактивности флюоресцирует голубым светом и вызывает флюоресценцию других атмосферных газов, сернистые соединения могут вызывать хемилюминесценцию. В результате электризации напряжённых горных пород могут образоваться электрические разряды на поверхности Земли и в атмосфере в районе будущего очага.
Многим крупным землетрясениям предшествовало аномальное изменение уровня грунтовых вод, как в колодцах и скважинах, так и в родниках. Тем не менее значительная часть землетрясений не вызывала предшествующих изменений в водоносных горизонтах.
Достоверно засвидетельствовано, что многим сильным землетрясениям предшествует необъяснимое беспокойство животных на значительной территории. Наиболее вероятно, что животные ощущают при этом непривычные вибрации или реагируют на инфразвуковые колебания. Но при некоторых землетрясениях массового аномального поведения животных замечено не было.
Для характеристики силы землетрясений существуют различные шкалы (см. таблицу).
| Описание разрушений во время землетрясения и воздействие его на человека | Шкала Меркалли | Шкала Рихтера |
|---|---|---|
| Не ощущается людьми | 1 | − |
| Ощущается людьми на верхних этажах здания | 2 | 2 |
| Ощущается в зданиях: подвешенные предметы раскачиваются | 3 | 2,5−3 |
| Двигаются двери и окна, позванивают стёкла | 4 | 3,5 |
| Ощущается снаружи, появляется рябь на поверхности жидкости | 5 | 4−4,5 |
| Идущие люди ощущают потерю равновесия; разбиваются стёкла, растрескивается штукатурка | 6 | 5 |
| Человеку трудно устоять на ногах; ломается мебель, начинают разрушаться низкокачественные строения | 7 | 5,5−6 |
| Частичное разрушение строений, падение труб, карнизов, памятников и т. д.; появление трещин в земле | 8 | 6−6,5 |
| Серьёзные разрушения строений, разрыв трубопроводов под землёй, значительные трещины в земле | 9 | 7 |
| Разрушение большей части строений, большие оползни, колеи незначительно отклоняются | 10 | 7,5−8 |
(Наука и жизнь. Прогноз землетрясений: крушение надежд? <https://www.nkj.ru/archive/articles/30653/>)
Как называются слабые и умеренные землетрясения, предшествующие сильному землетрясению?
Рассмотрим некоторые погрешности (аберрации), которые дают оптические приборы, основанные на использовании линз: сферические и хроматические аберрации.
На практике часто приходится применять собирающие линзы большого диаметра, позволяющие собрать широкие световые потоки. Однако в этом случае не удаётся получить резкое изображение источника (рис. 1). Как бы мы ни перемещали экран (Э), на нём получается довольно расплывчатое изображение. И только ограничив пучки, падающие на линзу, с помощью диафрагмы Д (непрозрачного экрана с отверстием), можно получить достаточно резкое изображение источника (рис. 2). Погрешность, связанная с тем, что линза большого диаметра даёт изображение точечного источника S не в виде точки, а в виде расплывчатого светлого пятна, называется сферической аберрацией.
Хроматическая аберрация связана с тем, что показатель преломления световых лучей в стекле зависит от длины волны: красные лучи преломляются слабее, чем зелёные, зелёные – слабее, чем фиолетовые. Из-за этого изображение в линзе получается окрашенным.
Рассмотрим, как можно убрать хроматическую аберрацию в оптических телескопах. Телескоп состоит из двух основных частей – объектива и окуляра. В первых телескопах (т. н. рефракторных) в качестве объектива использовалась собирающая линза. В фокусе объектива формируется действительное изображение весьма удалённого источника света (например, звезды). Чтобы разглядеть полученное с помощью объектива изображение, используется окуляр. В качестве окуляра может использоваться собирающая линза, действующая как лупа. На рис. 3 представлен ход лучей в телескопе И. Кеплера (1611 г.).
С помощью телескопа Кеплера яркие звёзды наблюдатель увидит как сине-зелёные точки (к сине-зелёной части спектра человеческий глаз наиболее чувствителен ночью), окружённые красной и синей каймой.
Чтобы устранить искажения изображения, связанные с хроматической аберрацией, И. Ньютон в 1668 году предложил новую модель телескопа – рефлекторный телескоп, в котором вместо собирающей линзы использовалось вогнутое зеркало (рис. 4).
Из-за хроматической аберрации для световых волн различной длины образуются разные фокусы. На рисунке показано прохождение световых волн фиолетового, зелёного и красного участков спектра через собирающую линзу. Какая из точек (А, В, С) является фокусом для волн красного цвета?
