PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы встречались в курсе физики:
масса, индуктивность, плавление, дисперсия, самоиндукция, длина волны.
Выделите среди этих понятий 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) Потенциальная энергия тела зависит от его массы и скорости движения тела.
2) Хаотическое тепловое движение частиц тела прекращается при достижении термодинамического равновесия.
3) Общее сопротивление системы параллельно соединённых резисторов равно сумме сопротивлений всех резисторов.
4) В однородной и изотропной среде свет распространяется прямолинейно.
5) В процессе электронного бета-распада из ядра атома вылетает электрон, возникший из-за самопроизвольного превращения нейтрона в электрон и протон.
В истории известны случаи обрушения мостов, когда по ним проходил строй солдат, марширующих «в ногу». Дело в том, что в этих случаях частота шагов солдат совпадала с собственной частотой свободных колебаний моста, и он начинал колебаться с очень большой амплитудой. Какое явление наблюдалось в этих случаях?
Прочитайте текст и вставьте на место пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.
В конце XVIII века английский инженер и физик Бенджамин Румфорд заметил, что при высверливании канала в пушечном стволе выделяется большое количество теплоты. Чтобы исследовать это явление, Румфорд проделал следующий опыт: в высверленный канал пушки, укутанный толстым слоем фланели, поместил сверло, плотно прижатое к стенкам канала и приводившееся во вращение конской тягой. Термометр, измерявший температуру пушечного ствола, показал, что за 30 минут операции температура ствола значительно ______________________________(А).
Далее Румфорд повторил опыт, погрузив пушечный ствол со сверлом в сосуд с водой (см. рис.). В процессе сверления ____________________(Б) и спустя 2,5 часа закипала. Таким образом, опыт Румфорда доказал, что внутренняя энергия тела может быть изменена ____________________________________(В).
Список словосочетаний:
1. вода нагревалась
2. вода испарялась
3. сверло затупилось
4. повысилась
5. понизилась
6. путём совершения механической работы
7. при теплопередаче
8. за счёт сгорания топлива
| А | Б | В |
Сплошной кубик ставят на стол сначала гранью, имеющей наименьшую площадь поверхности, затем — гранью с наибольшей площадью поверхности (см. рис.).
Как при этом меняются давление и сила давления кубика на стол, а также потенциальная энергия кубика относительно поверхности стола?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
| Давление | Сила давления | Потенциальная энергия |
Магнитная стрелка компаса зафиксирована (северный полюс затемнен, см. рис.). К компасу поднесли сильный постоянный полосовой магнит, затем освободили стрелку, она повернулась и остановилась в новом положении. Изобразите, новое положение стрелки.
Ядерная реакция, происходящая при бомбардировке ядер быстрыми протонами, была осуществлена на ускорителе в 1932 г. В процессе этой реакции ядра изотопа лития поглощают протон, и образуется два одинаковых ядра.
Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, определите, ядра какого элемента образуются в этой реакции.
Мотоциклист движется по прямой улице. На графике представлена зависимость его скорости от времени.
Выберите два утверждения, которые верно описывают движение мотоциклиста. Запишите номера, под которыми они указаны.
1) В промежутке времени от 20 до 40 с равнодействующая сил, действующих на мотоциклиста, сообщает ему постоянное по модулю ускорение, отличное от нуля.
2) В течение первых 20 с мотоциклист двигался равноускоренно, а в течение следующих 20 с – равномерно.
3) Модуль максимальной скорости мотоциклиста за весь период наблюдения составляет 72 км/ч.
4) В момент времени 60 с мотоциклист остановился, а затем начал движение в противоположном направлении.
5) Модуль максимального ускорения мотоциклиста за весь период наблюдения равен 4 м/с2.
В таблице приведена верхняя граница частот, воспринимаемых органом слуха некоторых животных.
| Животные | Верхняя граница частоты (кГц) |
|---|---|
| лягушки | 30 |
| собаки | 60 |
| кошки | 100 |
| летучие мыши | 150 |
Кто из указанных животных воспринимают ультразвуковой сигнал с длиной волны 5 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 340 м/с. Запишите решение и ответ.
С помощью амперметра проводились измерения силы тока в электрической цепи. Использовалась шкала с пределом измерения 8 А. Погрешность измерений силы тока равна цене деления шкалы амперметра.
Запишите в ответ показания амперметра с учётом погрешности измерений. В ответе запишите значение и его погрешность одним числом без пробелов, оставляя разделяющие целое число и его нецелую часть запятые.
Учитель на уроке уравновесил на рычажных весах два одинаковых стакана с водой, только один стакан был заполнен холодной водой, а другой — горячей.
Через некоторое время учитель обратил внимание учащихся на тот факт, что равновесие весов нарушилось: перевесил стакан с холодной водой.
С какой целью был проведен данный опыт?
Вам необходимо исследовать, зависит ли выталкивающая сила, действующая на полностью погружённое в жидкость тело, от плотности жидкости. Имеется следующее оборудование (см. рис.):
− динамометр;
− сосуды с тремя жидкостями: водой, подсолнечным маслом и спиртом;
− набор из трёх стальных грузов объёмом 30 см3, 40 см3 и 80 см3.
В ответе:
1. Опишите экспериментальную установку.
2. Опишите порядок действий при проведении исследования.
Установите соответствие между процессами и действиями электромагнитных волн, которые проявляются в этих процессах. Для каждого явления из первого столбца подберите соответствующее действие электромагнитных волн из второго столбца.
А) образование загара на теле человека
Б) нагревание воздуха в теплице от нагретой поверхности Земли
1) химическое действие видимого света
2) тепловое действие ультрафиолетового излучения
3) химическое действие ультрафиолетовых лучей
4) тепловое действие инфракрасных лучей
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| A | Б |
Прочитайте фрагмент инструкции к микроволновой печи и выполните задания 14 и 15.
Почему в инструкции рекомендуется помещать в нагреваемую жидкость пластмассовую ложку?
Прочитайте фрагмент инструкции к микроволновой печи и выполните задания 14 и 15.
Почему в инструкции людям с кардиостимуляторами запрещается слишком близко приближаться к микроволновой печи?
Теплообмен
Теплообмен тела человека с окружающей средой может осуществляться, путём всех трёх видов теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения), а также за счёт испарения воды с поверхности тела.
Перенос тепла в случае теплопроводности прямо пропорционален разности температуры тела и температуры окружающей среды. Чем больше разность температур, тем интенсивнее происходит теплоотдача энергии живым организмом в окружающую среду. Кроме того, большое значение имеет коэффициент теплопроводности окружающей среды, который показывает, какое количество теплоты переносится через поверхности площадью 1 м2, отстоящими друг от друга на расстоянии 1 м за единицу времени (час), при разности температур между ними 1 ºС. Известно, что коэффициент теплопроводности для воды (при 20 °C) равен 2,1 кДж/(ч·м·°С), а для сухого воздуха — примерно 0,08 кДж/(ч·м·°С). Поэтому для человека теплопроводность через воздух составляет очень незначительную величину.
Теплоотдача излучением для человека в состоянии покоя составляет 43–50% всей потери тепла. Излучение человеческого тела характеризуется длиной волны от 5 до 40 мкм с максимальной длиной волны в 9 мкм.
Испарение позволяет охлаждать тело даже в том случае, когда температура окружающей среды выше, чем температура тела. При низкой температуре воздуха конвенция и излучение с поверхности тела человека составляют около 90% общей суточной теплоотдачи, а испарение при дыхании – 9–10%. При температуре 18–20 °C теплоотдача за счёт конвенции и излучения уменьшается, а за счёт испарения увеличивается до 25–27%.
При температуре воздуха 34–35 °C испарение пота становится единственным путём, с помощью которого организм освобождается от избыточного тепла. На каждый литр испарившегося пота кожа теряет количество теплоты, равное 2400 кДж, она становится холоднее, охлаждается и протекающая через неё кровь.
Если при температуре окружающей среды 37–39 °C потеря воды с потом составляет около 300 г/ч, то при температуре 42 °C и более она повышается до 1–2 кг/ч. Испарение эффективно только тогда, когда воздух сухой и подвижный. Если воздух влажный и неподвижный, испарение происходит очень медленно. Вот почему особенно тяжело переносится жара во влажных субтропиках.
Самый простой и наиболее эффективный способ охлаждения организма путём испарения (при невысокой физической активности) – усиление дыхания. Ведь лёгкие работают ещё и в качестве холодильника. Выдыхаемый воздух всегда имеет стопроцентную влажность, а на испарение воды с громадной поверхности лёгких уходит большое количество избыточного тепла. Именно так охлаждают свой организм многие животные.
Вставьте в предложение пропущенные слова, используя информацию из текста.
Лёгкие работают в качестве холодильника, так как выдыхаемый воздух имеет _____________________________, а на ________________ затрачивается большое количество теплоты.
Теплообмен
Теплообмен тела человека с окружающей средой может осуществляться, путём всех трёх видов теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения), а также за счёт испарения воды с поверхности тела.
Перенос тепла в случае теплопроводности прямо пропорционален разности температуры тела и температуры окружающей среды. Чем больше разность температур, тем интенсивнее происходит теплоотдача энергии живым организмом в окружающую среду. Кроме того, большое значение имеет коэффициент теплопроводности окружающей среды, который показывает, какое количество теплоты переносится через поверхности площадью 1 м2, отстоящими друг от друга на расстоянии 1 м за единицу времени (час), при разности температур между ними 1 ºС. Известно, что коэффициент теплопроводности для воды (при 20 °C) равен 2,1 кДж/(ч·м·°С), а для сухого воздуха — примерно 0,08 кДж/(ч·м·°С). Поэтому для человека теплопроводность через воздух составляет очень незначительную величину.
Теплоотдача излучением для человека в состоянии покоя составляет 43–50% всей потери тепла. Излучение человеческого тела характеризуется длиной волны от 5 до 40 мкм с максимальной длиной волны в 9 мкм.
Испарение позволяет охлаждать тело даже в том случае, когда температура окружающей среды выше, чем температура тела. При низкой температуре воздуха конвенция и излучение с поверхности тела человека составляют около 90% общей суточной теплоотдачи, а испарение при дыхании – 9–10%. При температуре 18–20 °C теплоотдача за счёт конвенции и излучения уменьшается, а за счёт испарения увеличивается до 25–27%.
При температуре воздуха 34–35 °C испарение пота становится единственным путём, с помощью которого организм освобождается от избыточного тепла. На каждый литр испарившегося пота кожа теряет количество теплоты, равное 2400 кДж, она становится холоднее, охлаждается и протекающая через неё кровь.
Если при температуре окружающей среды 37–39 °C потеря воды с потом составляет около 300 г/ч, то при температуре 42 °C и более она повышается до 1–2 кг/ч. Испарение эффективно только тогда, когда воздух сухой и подвижный. Если воздух влажный и неподвижный, испарение происходит очень медленно. Вот почему особенно тяжело переносится жара во влажных субтропиках.
Самый простой и наиболее эффективный способ охлаждения организма путём испарения (при невысокой физической активности) – усиление дыхания. Ведь лёгкие работают ещё и в качестве холодильника. Выдыхаемый воздух всегда имеет стопроцентную влажность, а на испарение воды с громадной поверхности лёгких уходит большое количество избыточного тепла. Именно так охлаждают свой организм многие животные.
Какое примерно количество теплоты отдаёт тело человека каждый час в процессе испарения пота при температуре окружающей среды 37–39 °C? Ответ запишите в килоджоулях.
Теплообмен
Теплообмен тела человека с окружающей средой может осуществляться, путём всех трёх видов теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения), а также за счёт испарения воды с поверхности тела.
Перенос тепла в случае теплопроводности прямо пропорционален разности температуры тела и температуры окружающей среды. Чем больше разность температур, тем интенсивнее происходит теплоотдача энергии живым организмом в окружающую среду. Кроме того, большое значение имеет коэффициент теплопроводности окружающей среды, который показывает, какое количество теплоты переносится через поверхности площадью 1 м2, отстоящими друг от друга на расстоянии 1 м за единицу времени (час), при разности температур между ними 1 ºС. Известно, что коэффициент теплопроводности для воды (при 20 °C) равен 2,1 кДж/(ч·м·°С), а для сухого воздуха — примерно 0,08 кДж/(ч·м·°С). Поэтому для человека теплопроводность через воздух составляет очень незначительную величину.
Теплоотдача излучением для человека в состоянии покоя составляет 43–50% всей потери тепла. Излучение человеческого тела характеризуется длиной волны от 5 до 40 мкм с максимальной длиной волны в 9 мкм.
Испарение позволяет охлаждать тело даже в том случае, когда температура окружающей среды выше, чем температура тела. При низкой температуре воздуха конвенция и излучение с поверхности тела человека составляют около 90% общей суточной теплоотдачи, а испарение при дыхании – 9–10%. При температуре 18–20 °C теплоотдача за счёт конвенции и излучения уменьшается, а за счёт испарения увеличивается до 25–27%.
При температуре воздуха 34–35 °C испарение пота становится единственным путём, с помощью которого организм освобождается от избыточного тепла. На каждый литр испарившегося пота кожа теряет количество теплоты, равное 2400 кДж, она становится холоднее, охлаждается и протекающая через неё кровь.
Если при температуре окружающей среды 37–39 °C потеря воды с потом составляет около 300 г/ч, то при температуре 42 °C и более она повышается до 1–2 кг/ч. Испарение эффективно только тогда, когда воздух сухой и подвижный. Если воздух влажный и неподвижный, испарение происходит очень медленно. Вот почему особенно тяжело переносится жара во влажных субтропиках.
Самый простой и наиболее эффективный способ охлаждения организма путём испарения (при невысокой физической активности) – усиление дыхания. Ведь лёгкие работают ещё и в качестве холодильника. Выдыхаемый воздух всегда имеет стопроцентную влажность, а на испарение воды с громадной поверхности лёгких уходит большое количество избыточного тепла. Именно так охлаждают свой организм многие животные.
В таблице приведены данные о теплоотдаче тела человека посредством различных способов.
| Способ теплоотдачи | Процент теплоотдачи организма за сутки, % |
|---|---|
| Излучение | 43,0 |
| Конвекция | 22,0 |
| Испарение через кожу | 17,5 |
| Испарение через лёгкие | 9,0 |
| Нагревание вдыхаемого воздуха | 3,5 |
| Прочее | 5,0 |
| Всего | 100,0 |
Какому диапазону температур воздуха соответствует такое распределение теплопотерь (в отсутствии физических нагрузок)? Ответ поясните.
Зависимость давления от площади обратная. Во втором случае площадь опоры увеличилась, следовательно, давление уменьшилось. Брусок давит на стол своим весом, который в данном случае равен 
Поскольку масса бруска не изменилась, значит, сила давления на стол не изменилась. При изменении положения бруска изменилось расположение его центра тяжести — он опустился во втором случае. Поэтому потенциальная энергия бруска стала меньше.
Тогда погрешность измерения равна 0,2 А. Показание прибора I = 5,4 A. Значит, с учетом погрешности сила тока равна 
кДж.