Вариант №1 1. Плотность бетона 2200 кг/м означает, что:

Вариант №1
1. Плотность бетона 2200 кг/м3 означает, что:
А. 2200 кг бетона имеют объем 1м3.
Б. 2200 кг бетона имеют объем 2200 м3.
В. 1 кг бетона имеют объем 2200м3.
2. Чтобы определить плотность вещества, надо:
А. Его массу разделить на объем.
Б. Его объем разделить на массу.
В. Его массу умножить на объём.
3. Цистерна вместимостью 20 м3 наполнена керосином, масса которого 16000 кг.
Вычислите плотность керосина.
А. 320000 кг/м3. Б. 800 кг/м3.
В. 320 кг/м3.
4. Три кубика из железа, меди, свинца имеют одинаковые размеры. Кокай из кубиков
имеют наибольшую массу?
А. Железный. Б. Медный.
В. Свинцовый. Г. Массы одинаковые.
Вариант №1
2. Плотность бетона 2200 кг/м3 означает, что:
А. 2200 кг бетона имеют объем 1м3.
Б. 2200 кг бетона имеют объем 2200 м3.
3
В. 1 кг бетона имеют объем 2200м .
3. Чтобы определить плотность вещества, надо:
А. Его массу разделить на объем.
Б. Его объем разделить на массу.
В. Его массу умножить на объём.
4. Цистерна вместимостью 20 м3 наполнена керосином, масса которого 16000 кг.
Вычислите плотность керосина.
А. 320000 кг/м3. Б. 800 кг/м3.
В. 320 кг/м3.
5. Три кубика из железа, меди, свинца имеют одинаковые размеры. Кокай из кубиков
имеют наибольшую массу?
А. Железный. Б. Медный.
В. Свинцовый. Г. Массы одинаковые.
Вариант №1
3. Плотность бетона 2200 кг/м3 означает, что:
А. 2200 кг бетона имеют объем 1м3.
Б. 2200 кг бетона имеют объем 2200 м3.
3
В. 1 кг бетона имеют объем 2200м .
4. Чтобы определить плотность вещества, надо:
А. Его массу разделить на объем.
Б. Его объем разделить на массу.
В. Его массу умножить на объём.
5. Цистерна вместимостью 20 м3 наполнена керосином, масса которого 16000 кг.
Вычислите плотность керосина.
А. 320000 кг/м3. Б. 800 кг/м3.
В. 320 кг/м3.
6. Три кубика из железа, меди, свинца имеют одинаковые размеры. Кокай из кубиков
имеют наибольшую массу?
А. Железный. Б. Медный.
В. Свинцовый. Г. Массы одинаковые.
Вариант 1
1. За какое время велосипедист проедет 250 м, двигаясь со скоростью 5 м/с?
1. 1250 с; 2. 20 с; 3. 50 с; 4. 30 с.
2.
На каком расстоянии от пристани окажется лодка через 15 с, двигаясь по течению
реки? Скорость течения воды 4 м/с.
1. 30 м; 2. 40 м; 3. 50 м; 4. 60 м.
3.
Поезд движется со скоростью 60 км/ч. Какое расстояние он пройдет за 1,5 ч?
1. 120 км; 2. 80 км; 3. 90 км; 4. 150 км.
4.
Через 5 с после вспышки молнии наблюдатель услышал раскаты грома. На каком
расстоянии произошел грозовой разряд, если считать, что свет распространяется почти
мгновенно, а скорость звука 0,34 км/с?
1. 170 м; 2. 68 м; 3. 1700 м; 4. 345 м; 5. 335 м.
5.
За один оборот вокруг Земли искусственный спутник прошел путь 43 200 км. За какое время он
совершил полный оборот вокруг Земли, если его скорость 8000 м/с.
1. 2100 с; 2. 3600 с; 3. 5400 с; 4. 8000 с; 5. 540 с.
Вариант 2
1.
За какое время самолет, движущийся со скоростью 200 м/с, пройдет путь, равный 3000 м?
1. 150 с; 2. 15 с; 3. 6000 с; 4. 60 с.
2.
Поезд движется со скоростью 80 км/ч. Какой путь он пройдет за 4 ч?
1. 20 км; 2. 160 км; 3. 320 км; 4. 240 км.
3.
Электровоз движется со скоростью 90 км/ч. Какое расстояние он пройдет за 40 с?
1. 100 м; 2. 360 м; 3. 3600 м; 4. 1000 м.
4.
Какое расстояние пройдет поезд метро за 2,5 мин, если его скорость равна 20 м/с?
I. 18 км; 2. 3 км; 3. 28,8 км; 4. 48 км.
5.
Скорость магнитной ленты равна 0,095 м/с. Сколько минут можно воспроизводить запись ленты длиной
200 м?
1.
≈31,7мин; 2. ≈35 мин; 3. ≈21 мин; 4. ≈19мин.
Тест по теме « Строение атома»
1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон?
А. Электрон - отрицательным, протон - положительным.
Б. Электрон - положительным, протон - отрицательным.
В. Электрон и протон - положительным.
Г. Электрон и протон - отрицательным.
Д. Электрон - отрицательным, протон не имеет заряда.
2. Сколько электронов в нейтральном атоме водорода?
А. 1.
Б. 2.
В. 3.
Г. 4.
Д. 0.
3. Сколько протонов в атоме лития?
А. 1.
Б. 2.
В.3.
Г.4.
Д.0.
4. Из каких частиц состоит ядро атома?
А. Из протонов и нейтронов.
Б. Из протонов и электронов.
В. Из нейтронов и электронов.
5. Кто создал модель атома?
А. Иоффе и Милликен. Б. Резерфорд. В. Кулон.
Г. Фарадей и Максвелл.
6. В каких единицах измеряется электрический заряд?
А. Кулон.
Б. Джоуль.
В. Метр.
Г. Килограмм.
Тест по теме « Строение атома»
1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон?
А. Электрон - отрицательным, протон - положительным.
Б. Электрон - положительным, протон - отрицательным.
В. Электрон и протон - положительным.
Г. Электрон и протон - отрицательным.
Д. Электрон - отрицательным, протон не имеет заряда.
2. Сколько электронов в нейтральном атоме водорода?
А. 1.
Б. 2.
В. 3.
Г. 4.
Д. 0.
3. Сколько протонов в атоме лития?
А. 1.
Б. 2.
В.3.
Г.4.
Д.0.
4. Из каких частиц состоит ядро атома?
А. Из протонов и нейтронов.
Б. Из протонов и электронов.
В. Из нейтронов и электронов.
5. Кто создал модель атома?
А. Иоффе и Милликен. Б. Резерфорд. В. Кулон.
Г. Фарадей и Максвелл.
6. В каких единицах измеряется электрический заряд?
А. Кулон.
Б. Джоуль.
В. Метр.
Г. Килограмм.
Тест по теме « Строение атома»
1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон?
А. Электрон - отрицательным, протон - положительным.
Б. Электрон - положительным, протон - отрицательным.
В. Электрон и протон - положительным.
Г. Электрон и протон - отрицательным.
Д. Электрон - отрицательным, протон не имеет заряда.
2. Сколько электронов в нейтральном атоме водорода?
А. 1.
Б. 2.
В. 3.
Г. 4.
Д. 0.
3. Сколько протонов в атоме лития?
А. 1.
Б. 2.
В.3.
Г.4.
Д.0.
4. Из каких частиц состоит ядро атома?
А. Из протонов и нейтронов.
Б. Из протонов и электронов.
В. Из нейтронов и электронов.
5. Кто создал модель атома?
А. Иоффе и Милликен. Б. Резерфорд. В. Кулон.
Г. Фарадей и Максвелл.
6. В каких единицах измеряется электрический заряд?
А. Кулон.
Б. Джоуль.
В. Метр.
Г. Килограмм.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ИСТОЧНИКИ ТОКА
Вариант 1
Электрическим током называют ...
1. движение электронов по проводнику.
2. упорядоченное движение электронов по проводнику.
3. движение электрических зарядов по проводнику.4. упорядоченное движение электрических зарядов по
проводнику.
2. Какие превращения энергии происходят в гальванических элементах?
1. Электрическая энергия превращается в химическую.
2. Механическая энергия превращается в электрическую.
3. Внутренняя энергия превращается в электрическую.
4. Химическая энергия превращается в электрическую.
1.
3.
Из чего делают электроды в сухих элементах?
1. Из свинца.
3. Из цинка и меди.
цинка и угля.
4. Какой раствор используется в сухих элементах?
5.
6.
7.
8.
9.
2. Из угля и пероксида марганца.
4. Из
1. Водный раствор серной кислоты. 2. Клейстер из муки и раствора нашатыря.
3. Водный раствор поваренной соли.
Какой электрод в сухом элементе положительный и какой отрицательный?
1. Цинк — положительный, медь — отрицательный.
2. Цинк — отрицательный, медь — положительный.
3. Уголь — положительный, цинк — отрицательный. 4. Уголь — отрицательный, цинк — положительный.
Какие превращения энергии происходят при зарядке аккумуляторов?
1. Электрическая энергия превращается в механическую.
2. Механическая энергия превращается в
электрическую.
3. Внутренняя энергия превращается в электрическую. 4. Химическая энергия превращается в электрическую.
5. Электрическая энергия превращается в химическую.
Из какого металла изготовляют электроды в простейших кислотных аккумуляторах?
1. Из цинка
2. Из угля и пероксида марганца.
3. Из цинка и меди.
4. Из цинка и угля.
5. Из двух свинцовых пластин.
Какой раствор используется в кислотных аккумуляторах?
1. Водный раствор серной кислоты. 2. Водный раствор поваренной соли.
3. Клейстер из муки и раствора нашатыря.
Какие химические источники тока используются в автомобилях?
1. Сухие элементы.
2. Элементы Вольта.
3. Аккумуляторы.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ИСТОЧНИКИ ТОКА
Вариант 1
Электрическим током называют ...
1. движение электронов по проводнику.
2. упорядоченное движение электронов по проводнику.
3. движение электрических зарядов по проводнику.4. упорядоченное движение электрических зарядов по
проводнику.
2. Какие превращения энергии происходят в гальванических элементах?
1. Электрическая энергия превращается в химическую.
1.
2. Механическая энергия превращается в электрическую.
3. Внутренняя энергия превращается в электрическую.
4. Химическая энергия превращается в электрическую.
3.
Из чего делают электроды в сухих элементах?
1. Из свинца.
3. Из цинка и меди.
цинка и угля.
4. Какой раствор используется в сухих элементах?
5.
6.
7.
8.
9.
2. Из угля и пероксида марганца.
4. Из
1. Водный раствор серной кислоты. 2. Клейстер из муки и раствора нашатыря.
3. Водный раствор поваренной соли.
Какой электрод в сухом элементе положительный и какой отрицательный?
1. Цинк — положительный, медь — отрицательный.
2. Цинк — отрицательный, медь — положительный.
3. Уголь — положительный, цинк — отрицательный. 4. Уголь — отрицательный, цинк — положительный.
Какие превращения энергии происходят при зарядке аккумуляторов?
1. Электрическая энергия превращается в механическую.
2. Механическая энергия превращается в
электрическую.
3. Внутренняя энергия превращается в электрическую. 4. Химическая энергия превращается в электрическую.
5. Электрическая энергия превращается в химическую.
Из какого металла изготовляют электроды в простейших кислотных аккумуляторах?
1. Из цинка
2. Из угля и пероксида марганца.
3. Из цинка и меди.
4. Из цинка и угля.
5. Из двух свинцовых пластин.
Какой раствор используется в кислотных аккумуляторах?
1. Водный раствор серной кислоты. 2. Водный раствор поваренной соли.
3. Клейстер из муки и раствора нашатыря.
Какие химические источники тока используются в автомобилях?
1. Сухие элементы.
2. Элементы Вольта.
3. Аккумуляторы.
Тест по теме «Понятие о электрическом токе»
1. Электрическим током называют:
А. Движение электронов по проводнику.
Б. Движение заряженных частиц по проводнику.
В. Упорядоченное движение заряженных частиц по проводнику.
Г. Движение ионов по проводнику.
2. Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо:
А. Создать в нем электрическое поле.
Б. Разделить в нем электрические заряды.
В. Создать в нем электрические заряды. Г. Среди ответов А-В нет правильного,
3. Упорядоченным движением каких частиц создается электрический ток в металлах?
А. Положительных ионов.
Б. Отрицательных ионов.
В. Положительных и отрицательных ионов.
Г. Электронов.
Д. Положительных и отрицательных ионов и электронов.
4. Какой процесс происходит внутри источника тока при его работе?
А. Источник тока создает электрические заряды, которые движутся по проводникам.
Б. Источник тока вырабатывает электрический ток.
В. Источник тока совершает работу по разделению частиц, имеющие заряды.
5. К какому виду источников тока относится генератор?
А. Механическому.
Б. Тепловому. В. Световому. Г. Химическому.
6. Какой знак заряда у частиц, направленно перемещающихся в металлическом проводнике под действием
электрического поля?
А. Положительный.
Б. Отрицательный.
В. Положительный или отрицательный. Г. Нет
заряда.
Тест по теме «Понятие о электрическом токе»
1. Электрическим током называют:
А. Движение электронов по проводнику.
Б. Движение заряженных частиц по проводнику.
В. Упорядоченное движение заряженных частиц по проводнику.
Г. Движение ионов по проводнику.
2. Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо:
А. Создать в нем электрическое поле.
Б. Разделить в нем электрические заряды.
В. Создать в нем электрические заряды. Г. Среди ответов А-В нет правильного,
3. Упорядоченным движением каких частиц создается электрический ток в металлах?
А. Положительных ионов.
Б. Отрицательных ионов.
В. Положительных и отрицательных ионов.
Г. Электронов.
Д. Положительных и отрицательных ионов и электронов.
4. Какой процесс происходит внутри источника тока при его работе?
А. Источник тока создает электрические заряды, которые движутся по проводникам.
Б. Источник тока вырабатывает электрический ток.
В. Источник тока совершает работу по разделению частиц, имеющие заряды.
5. К какому виду источников тока относится генератор?
А. Механическому.
Б. Тепловому. В. Световому. Г. Химическому.
6. Какой знак заряда у частиц, направленно перемещающихся в металлическом проводнике под действием
электрического поля?
А. Положительный.
Б. Отрицательный.
В. Положительный или отрицательный. Г. Нет
заряда.
Тест по физике для 7 класса (1 полугодие)
1. Какое из пяти слов обозначает физическое тело?
А. Кислород.
Б. Звук.
В. Метр.
Г. Атом.
Д. Скорость.
2. Какое из пяти слов обозначает физическую величину?
А. Длина.
Б. Алюминий. В. Килограмм. Г. Термометр. Д. Земля.
3. Какое из пяти слов обозначает физическое явление?
А. Сила.
Б. Эхо.
В. Атом.
Г. Весы. Д. Метр.
4. Какое из пяти слов обозначает единицу физической величины?
А. Миллиграмм. Б. Грамм.
В. Килограмм. Г. Центнер.
Д. Тонна.
5. Сколько сантиметров в одном метре?
А. 1000.
Б. 100.
В. 10.
Г. 0,001.
Д. 0,1.
6. Как взаимодействуют между собой молекулы?
А. Только отталкиваются.
Б. Только притягиваются.
В. Притягиваются и отталкиваются.
Г. Не притягиваются и не отталкиваются.
7. Как называют явление сохранения скорости движения тела при отсутствии действия на него других тел?
А. Покой.
Б. Движение.
В. Инерция.
Г. Полет.
Д. Свободное падение.
8. Сила - причина:
А. Движения тела.
Б. Изменения скорости движения тела. В. Постоянной скорости тела.
9. Чем отличается горячая вода от холодной?
А. Различные молекулы. Б. Внутреннее строение различно.
В. Молекулы горячей воды движутся быстрее молекул холодной воды.
Г. Молекулы холодной воды движутся быстрее молекул горячей воды.
10. Можно ли заполнить газом сосуд наполовину?
А. Можно.
Б. Газ займет весь сосуд.
В. Газом невозможно заполнить весь сосуд.
Г. Молекулы газа сконцентрируются на дне сосуда.
Тест по физике для 7 класса (1 полугодие)
1. Какое из пяти слов обозначает физическое тело?
А. Кислород.
Б. Звук.
В. Метр.
Г. Атом.
Д. Скорость.
2. Какое из пяти слов обозначает физическую величину?
А. Длина.
Б. Алюминий. В. Килограмм. Г. Термометр. Д. Земля.
3. Какое из пяти слов обозначает физическое явление?
А. Сила.
Б. Эхо.
В. Атом.
Г. Весы. Д. Метр.
4. Какое из пяти слов обозначает единицу физической величины?
А. Миллиграмм. Б. Грамм.
В. Килограмм. Г. Центнер.
Д. Тонна.
5. Сколько сантиметров в одном метре?
А. 1000.
Б. 100.
В. 10.
Г. 0,001.
Д. 0,1.
6. Как взаимодействуют между собой молекулы?
А. Только отталкиваются.
Б. Только притягиваются.
В. Притягиваются и отталкиваются.
Г. Не притягиваются и не отталкиваются.
7. Как называют явление сохранения скорости движения тела при отсутствии действия на него других тел?
А. Покой.
Б. Движение.
В. Инерция.
Г. Полет.
Д. Свободное падение.
8. Сила - причина:
А. Движения тела.
Б. Изменения скорости движения тела. В. Постоянной скорости тела.
9. Чем отличается горячая вода от холодной?
А. Различные молекулы. Б. Внутреннее строение различно.
В. Молекулы горячей воды движутся быстрее молекул холодной воды.
Г. Молекулы холодной воды движутся быстрее молекул горячей воды.
10. Можно ли заполнить газом сосуд наполовину?
А. Можно.
Б. Газ займет весь сосуд.
В. Газом невозможно заполнить весь сосуд.
Г. Молекулы газа сконцентрируются на дне сосуда.
11 класс
1. От водяной капли, обладающей электрическим зарядом -2е, отделилась маленькая капля с зарядом +3е.
Каким стал электрический заряд оставшейся части капли?
1. –е.
2. –5е.
3. +5е.
4. +е.
2.
На чем основывается физической принцип электростатической защиты?
1. Происходит нейтрализация противоположных по знаку электрических зарядов в проводящем
приспособлении.
2. Электрический заряд находиться на поверхности проводника.
3. Напряженность электрического поля внутри проводника равно нулю.
4. Происходит наведение электрического заряда в проводящей части приспособления.
5. Происходит отвод образующегося статического заряда.
3.
При перемещении электрического заряда в электрическом поле из точки с потенциалом 8В в точку с
потенциалом 4В была совершена работа в 16 Дж. Чему равен перемещенный заряд?
1. 2 Кл.
2. 4 Кл.
3. 8 Кл.
4. 16 Кл.
4.
На электрической лампочке написано 1 А; 6,3 В. Чему равно электрическое сопротивление лампочки?
1. 0,63 Ом.
2. 0,16 Ом.
3. 1,6 Ом.
4. 6,3 Ом.
5.
Общее сопротивление двух проводников, соединенных последовательно, равно 8 Ом. Сопротивление
первого равно 6 Ом. Чему равно сопротивление второго проводника?
1. 4/3 Ом.
2. 2 Ом.
3. 14 Ом.
4. 48 Ом.
6.
ЭДС источника тока равна 100 В. При внешнем сопротивлении 49 Ом сила тока в цепи составила 2 А.
Найдите силу тока короткого замыкания.
1. 2 А.
2. 10 А.
3. 20 А.
4. 100 А.
7.
На рисунке изображена электрическая цепь. Течет ли ток в данной цепи? Будет ли течь ток в этой цепи,
если полярность источника тока сменить на противоположную?
1. Да. Да.
2. Да. Нет.
3. Нет. Да.
4. Нет. Нет.
8.
Как называется выделение на электродах веществ, входящих в состав электролита?
1. Электролиз. 2. Электролитическая диссоциация.
3. Термоэлектронная эмиссия.
Ударная ионизация.
9.
4.
Какую проводимость получают при добавлении в германий, в качестве примеси, мышьяка?
1. Электронную.
2. Дырочную. 3. Ионную.
4. Смешанную.
10. Вектор индукции однородного магнитного поля направлен вертикально вверх. Как будет двигаться
первоначально неподвижный электрон в этом поле? Влияние силы тяжести не учитывать.
1. Равномерно вверх.
2. Равномерно вниз.
3. Равноускоренно вверх.
4. Равноускоренно вниз. 5. Останется неподвижным.
11. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 80 см 2 при индукции магнитного
поля 250 Тл, если эта поверхность перпендикулярна вектору индукции магнитного поля?
1. 0 Вб.
2. 2 Вб.
3. 3,2 Вб.
4. 2000 Вб.
12. При вращении рамки в магнитном поле на ее концах возникает ЭДС, изменяющаяся со временем по
закону : е=10sin 8 t. Чему равно максимальное значение ЭДС, если все величины в уравнении даны
в системе СИ?
1. 4 В.
2. 5 В.
3. 8 В.
4. 10 В.
13. При изменении милы тока в катушке от 1 до 5 А за 4 с на концах катушки возникла ЭДС самоиндукции
20 В. Чему равна индуктивность катушки?
1. 4 Гн.
2. 5 Гн.
3. 20 Гн.
4. 80 Гн.
14. Какое физическое явление использовано в принципе действия электрических генераторов?
1. Сила Ампера.
2. Электромагнитная индукция.
3. Самоиндукция.
4. Изменение индуктивности катушки.
15. Почему воздушный зазор между якорем и индуктором генератора стремятся сделать как можно
меньшим?
1. Чтобы уменьшить размеры генератора.
2. Чтобы увеличить рассеяние магнитного поля.
3. Чтобы уменьшить рассеяние магнитного поля.
16. На рисунке изображена электрическая цепь. Что произойдет с лампочками после замыкания ключа?
1. Обе лампочки загорятся одновременно.
2. Сначала загорится первая лампочка.
3. Сначала загорится вторая лампочка.
17. Какая энергия превращается в электрическую на ветроэлектростанциях?
1. Кинетическая энергия движущейся воды.
2. Внутренняя энергия топлива.
3. Кинетическая энергия движущегося воздуха. 4. Солнечная энергия.
18. Имеются три электрона. Первый электрон покоится, второй движется прямолинейно и равномерно,
третий движется равномерно по окружности. Какой электрон излучает электромагнитные волны?
1. Первый.
2. Второй.
3. Третий.
4. Второй и третий.
5. Ни один не излучает.
19. Какие из колебаний, графики которых приведены на рисунке, являются колебаниями несущей частоты?
1. 1.
2. 2.
3. 3.
4. 4.
20. Детекторный приемник принимает сигналы от радиостанции, работающей на частоте 1 МГц. На какую
длину волны настроен колебательный контур радиоприемника?
1. 30 м.
2. 300 м.
3. 3000м.
21. Как называется устройство для превращения видеосигнал в видимое изображение?
1. Диод.
2. Транзистор. 3. Кинескоп.
4. Иконоскоп.
22. Какое из перечисленных излучений имеет самую низкую частоту?
1. Ультрафиолетовые лучи.
3. Видимый свет.
2. Инфракрасные лучи.
4. Радиоволны.
23. Передатчик радиолокатора работает в импульсном режиме. Длительность промежутка между
импульсами:
1. Гораздо больше длительности импульса.
2. Равна длительности импульса.
3. Гораздо меньше длительности импульса.
ТЕСТ ПО ФИЗИКЕ
(11 класс, итоговый)
Вариант 1
Вопрос 1.
Определите ЭДС источника тока, если при перемещении электрического заряда 5 Кл
сторонние силы совершают работу 50 Дж.
1. 250В.
2. 55В.
3. 10В.
4. 45В.
Вопрос2.
Как называют разряд, возникающий в газовой трубке при низких давлениях?
1. Дуговой. 2. Тлеющий. 3. Искровой. 4. Коронный. 5. Плазма.
Вопрос3.
Как называется процесс испускания электронов нагретым металлическим катодом?
1. Электролиз.
2. Электролитическая диссоциация.
3. Термоэлектронная эмиссия.
4. Ударная ионизация.
Вопрос 4.
Чему равна ЭДС индукции в проводнике длиной 2 м, движущемся в магнитном поле с
В = 10 Тл со скоростью 5 м/с вдоль линий магнитной индукции.
1. 0В.
2. 10 В.
3. 50 В.
4. 100 В.
Вопрос 5.
На рисунке изображена электрическая цепь. Что произойдет с лампочками после замыкания
ключа ?
1. Обе лампочки загорятся одновременно.
2. Сначала загорится первая лампочка.
3. Сначала загорится вторая лампочка.
Вопрос 6.
Определить индуктивность катушки, если при прохождении по ней электрического тока
силой 5 А, около катушки возникает магнитный поток 100 Вб.
1. 4 Гн.
2. 5 Гн.
3. 20 Гн.
4. 100 Гн.
Вопрос 7.
Чему равна энергия магнитного поля катушки с L = 200 мГн при силе тока в ней
равной 5А ?
1. 0,025 Дж. 2. 0,25 Дж. 3. 2,5 Дж.
4. 25 Дж.
Вопрос 8.
На рисунке представлен график зависимости силы тока в катушке колебательного контура
от времени. Чему равен период колебаний колебательного контура ?
1. 0,5 с.
2. 1 с.
3. 2 с.
4. 4 с..
Вопрос 9.
При вращении рамки в магнитном поле на ее концах возникает ЭДС, изменяющаяся
со временем по закону : е = 10 sin 8 t. Чему равно максимальное значение ЭДС ,если
все величины в уравнении даны в системе СИ ?
1. 4 В.
2. 5 В.
3. 8 В.
4. 10 В.
Вопрос 10.
Действующее значение напряжения на участке цепи переменного тока равно 100 В. Чему
примерно равно амплитудное значение напряжения на этой участке ?
1. 100 В.
2. Примерно 142 В. 3. 200 В.
4. Примерно 284 В.
Вопрос 11.
Колебательный контур подключен к: источнику переменного тока. При каком условии
возникает резонанс в этом колебательном контуре ?
1. Если частота источника переменного тока меньше частоты собственных
колебаний колебательного контура.
2. Если частота источника переменного тока равна частоте собственных
колебаний
колебательного контура.
3. Если частота источника переменного тока больше частоты собственных
колебаний колебательного контура.
Вопрос 12.
На каком физическом явлении основан принцип действия трансформатора ?
1. На создании магнитного поля движущимися электрическими зарядами.
2. На создании электрического поля движущимися электрическими зарядами.
3. На явлении электромагнитной индукции.
Вопрос 13.
Куда будут направлены линии напряженности вихревого электрического поля при
увеличении магнитного поля ?
1. В направлении стрелки 1. 2. В направлении стрелки 2.
Вопрос 14.
Передающий и приемный вибраторы Герца расположены взаимно перпендикулярно.
Возникнут ли колебания в приемном вибраторе ?
1.Да, очень сильные. 2. Да, но слабые. 3. Не возникнут.
Вопрос 15.
Какое устройство в приемнике А. С. Попова служит чувствительным индикатором
электромагнитных волн ?
1. Антенна. 2. Когерер. 3. Электромагнит.
4. Заземление. 5. Катушка. 6. Батарея питания.
Вопрос 16.
Почему воздушный зазор между якорем и индуктором генератора стремятся сделать как
можно меньшим?
1. Чтобы уменьшить размеры генератора.
2. Чтобы увеличить рассеяние магнитного поля.
3. Чтобы уменьшить рассеяние магнитного поля.
Вопрос 17.
Какое из перечисленных излучений имеет самую низкую частоту?
1. Ультрафиолетовые лучи.
2. Инфракрасные лучи.
3. Видимый свет.
4. Радиоволны.
Вопрос 18.
На рисунке изображена схема детекторного радиоприемника. С помощью какого элемента
приемника производится настройка на радиостанцию ?
1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. .
Вопрос 19.
Детекторный радиоприемник принимает сигналы от радиостанции, работающей на волне
30 м. Какова частота колебаний в колебательном контуре радиоприемника ?
1.10^ -7 Гц. 2.10^7 Гц. 3. 9*10^9 Гц.
Вопрос 20.
Какие радиоволны дают самую надежную радиосвязь при достаточной мощности
передающей радиостанции ?
1. Длинные волны. 2. Средние волны. 3.Короткие волны. 4. Ультракороткие волны.
ТЕСТ ПО ФИЗИКЕ
(11 класс, итоговый)
Вариант 2
Вопрос 1.
Определите ЭДС источника тока, если при перемещении электрического заряда 5 Кл
сторонние силы совершают работу 100 Дж?
1. 500В.
2. 20В.
3. 95В.
4. 105В.
Вопрос 2.
За 2 секунды в катушке, содержащей 10 витков провода, магнитный поток изменился
на 40 Вб. Найти ЭДС индукции в катушке.
1. 20 В.
2. 40 В.
3. 200 В.
4. 400 В.
Вопрос 3.
Как называют разряд, возникающий при высоком напряжении между электродами в
воздухе?
1. Дуговой. 2. Тлеющий. 3. Искровой. 4. Коронный.
5. Плазма.
Вопрос 4.
Как называется процесс образования ионов при растворении веществ в жидкости?
1. Электролиз.
2. Электролитическая диссоциация.
2. Термоэлектронная эмиссия. 4. Ударная ионизация.
Вопрос 5.
В каком направлении потечет ток в резисторе R после замыкания и размыкания ключа К?
1.При замыкании - влево, при размыкании - вправо.
2. При замыкании - вправо, при размыкании - влево.
3. При замыкании - влево, при размыкании тока не будет.
4. При замыкании - вправо, при размыкании тока не будет.
Вопрос 6.
При изменении силы тока от 4 А до 10 А за 2 секунды, на концах катушки возникла ЭДС
самоиндукции 30 В. Чему равна индуктивность катушки?
1. 3 Гц.
2. 10 Гц.
3. 12 Гц.
4. 15 Гц.
Вопрос 7.
Энергия магнитного поля катушки индуктивностью 2 Гн равна 16 Дж. Определить
силу тока в катушке.
1. 2 А.
2. 4 А.
3. 8 А.
4. 16 А.
Вопрос 8.
На рисунке представлен график зависимости заряда на обкладках конденсатора
колебательного контура от времени. Чему равна частота колебаний колебательного
контура?
1.0.5 Гц. 2. 1 Гц. 3. 2,5 Гц. 4. 4 Гц.
Вопрос 9.
При вращении рамки в магнитном поле магнитный поток, пронизывающий рамку,
изменяется от 0 до максимального значения за 1 с. Чему равна частота переменного тока
индуцированного в рамке?
1. 0.25 Гц. 2. 0,5 Гц. 3. 2 Гц. 4. 4 Гц.
Вопрос 10.
Имеется конденсатор емкостью 10 мкФ с рабочим напряжением 250 В. Можно ли
включать его в электрическую сеть переменного тока с действующим значением
напряжения 220 В?
1. Да.
2. Нет.
Вопрос 11.
Что произойдет с амплитудой колебаний в колебательном контуре во время резонанса,
если уменьшить активное сопротивление контура?
1. Амплитуда колебаний уменьшится.
2. Амплитуда колебаний увеличится.
3. Амплитуда колебаний не изменится.
Вопрос 12.
Как изменится коэффициент трансформации трансформатора, если увеличить число
витков в первичной обмотке, не изменяя их во вторичной?
1. Увеличится.
2. Уменьшится.
3. Не изменится.
Вопрос 13.
Куда будут направлены линии магнитной индукции магнитного поля при уменьшении
электрического поля?
1. В направлении стрелки 1.
2. В направлении стрелки 2.
Вопрос 14.
Между передающий и приёмным вибраторами Герца поместили лист металла.
Возникнут ли колебания в приемном вибраторе?
1. Да, очень сильные.
3. Да, но слабые.
3. Не возникнут.
Вопрос 15.
Какое устройство в приемнике А. С. Попова обеспечивает автоматичность приёма
электромагнитных волн?
1. Антенна.
2. Когерер. 3. Электромагнит.
4. Заземление. 5. Катушка. 6. Батарея питания.
Вопрос 16.
Зачем к электрическому звонку телефонного аппарата присоединяют конденсатор?
1. Чтобы предотвратить потери мощности.
2. В качестве фильтра для переменного тока.
3. В качестве фильтра для постоянного тока.
Вопрос 17.
Как изменяется частота электромагнитных излучений с уменьшением длины волны?
1. Увеличивается. 2. Уменьшается.
3. Не изменяется.
Вопрос 18.
На рисунке изображена схема детекторного радиоприемника. С помощью какого
элемента приемника производится детектирование колебаний?
1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5.
Вопрос 19.
Ручкой настройки радиоприемника на радиостанцию уменьшили емкость конденсатора
колебательного контура радиоприемника. Как изменилась частота принимаемой
радиоволны?
1. Увеличилась.
2. Уменьшилась.
3. Осталась неизменной.
Вопрос 20.
С помощью каких радиоволн можно осуществлять радиосвязь на любых расстояниях
между радиостанциями на Земле?
1. Длинные волны.
2. Средние волны.
3. Короткие волны.
4. Ультракороткие волны.
Вариант №1
Вопрос 1.
Одинаковы ли объемы и состав молекул холодной и горячей воды ?
1.Объёмы одинаковы, а состав разный.
2.Объёмы разные, а состав одинаковый.
3.Объемы и состав одинаковы.
Вопрос 2.
Как изменяются силы молекулярного взаимодействия при растяжении тела ?
1.Силы притяжения увеличиваются, а силы отталкивания
уменьшаются.
2.Силы притяжения уменьшаются, а силы отталкивания
увеличиваются.
3.Силы притяжения и силы отталкивания уменьшаются.
4.Силы притяжения и силы отталкивания увеличиваются.
Вопрос 3.
Во сколько раз увеличилось давление идеального газа, при увеличении средней
квадратичной скорости молекул газа в 2 раза ?
1.В 2 раза. 2.В 4 раза. 3.В 8 раз. 4.В 16 раз.
Вопрос 4.
Температура газа равна 20 С. Чему приблизительно равна его температура в абсолютной
шкале температур ?
1. - 253 К. 2. 253 К. 3. 293 К.
Вопрос 5.
В системе координат РТ изображены графики газовых процессов. Какой график является
изохорой ?
1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4.
Вопрос 6.
Давление газа при изохорном процессе увеличилось в 4 раза. Во сколько раз
изменилась абсолютная температура газа?
1.Уменьшилась в 2 раза. 2. Увеличилась в 2 раза.
3.Уменьшилась в 4 раза. 4. Увеличилась в 4 раза.
Вопрос 7.
Какое выражение соответствует изотермическому процессу?
1. p/T=const.
2. V/T=const.
3. PV/T=const.
4. pV=const.
Вопрос 8.
В стальном баллоне находится идеальный газ. Как изменится давление газа, если
половину газа выпустить из сосуда, а абсолютную температуру увеличить в 2 раза ?
1. Увеличится в 2 раза. 2. Уменьшится в 2 раза.
3. Увеличится в 4 раза. 4. Уменьшится в 4 раза.
5. Не изменится.
Вопрос 9.
Что происходит с температурой жидкости при ее испарении ?
1. Повышается. 2. Не изменяется. 3. Понижается.
Вопрос 10.
Выполняется ли для насыщенного и ненасыщенного паров закон Бойля Мариотта ?
1. Для насыщенного пара выполняется, а для ненасыщенного нет.
2. Для насыщенного пара не выполняется, а для ненасыщенного да.
3. Для насыщенного и ненасыщенного паров выполняется.
4. Для насыщенного и ненасыщенного паров не выполняется.
Вопрос 11.
Как изменится относительная влажность воздуха при проветривании помещения, если
температура в помещении выше, чем снаружи ?
1. Уменьшится. 2. Увеличится. 3. Не изменится.
Вопрос 12.
Парциальное давление пара при 18 С равно 1 кПа. Давление насыщенного пара при этой
температуре равно 2 кПа. Чему равна относительная влажность воздуха ?
1. 40 %.
2. 50 %.
3. 60 %.
4. 80 %.
Вопрос 13.
Какого вида деформации возникают в стержне, на котором крепятся дверные петли, во
время открывании двери ?
1. Сдвиг и изгиб.
2. Кручение и сжатие.
3. Сдвиг и кручение. 4. Изгиб и кручение.
Boпрoс 14.
На рисунке представлена диаграмма растяжения. На каком участке диаграммы
выполняется закон Гука ?
1. ОА.
2. АВ.
3. ВС.
4. СД.
5. ДЕ.
Вопрос 15.
Как изменится внутренняя энергия идеального газа при его изотермическом сжатии ?
1. Увеличится. 2. Уменьшится. 3. Не изменится.
Вопрос 16.
Сравните количества теплоты Q1 и Q2, необходимые для плавления 1кг льда (Q1) и для
испарения 1кг воды (Q2)?
1. Q1>Q2. 2. Q1<Q2.
3. Q1=Q2.
4. Данных недостаточно для
ответа на вопрос.
Вопрос 17.
Какую работу совершают 0,5 моль водорода при изобарном нагревании на 200 К
? R = 8,31 Дж/(Моль*К) Относительная молекулярная масса водорода = 2.
1. 83,1 Дж. 2. 169,2 Дж. 3. 831 Дж. 4. 1692 Дж.
Вопрос 18.
Газу передано количество теплоты 100 Дж и внешние силы совершили над ним работу
в 300 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии газа ?
1. - 200 Дж. 2. 200 Дж. 3. 400Дж.
Вопрос 19.
В каком процессе при расширении идеального газа количество теплоты, переданное
газу, равно работе, совершенной этим газом ?
1. В изохорном.
2. В изобарном.
3. В изотермическом. 4. В адиабатическом.
Вопрос 20.
КПД идеальной тепловой машины равен 75 %. Температура нагревателя равна 400 К.
Чему равна температура холодильника ?
1. 100 К. 2. 200 К. 3. 300 К. 4.400 К.
Вариант 2
Вопрос 1.
Чем обусловлено броуновское движение ?
1. Столкновением молекул жидкости друг с другом.
2. Столкновением частиц, взвешенных в жидкости.
3. Столкновением молекул жидкости с частицами, взвешенными в
жидкости.
Вопрос 2.
На рисунке представлен график зависимости силы взаимодействия молекул от расстояния
между молекулами. Укажите расстояние соответствующее равновесию молекул ?
1.ОА.
2. ОБ.
3. ОС.
4.OD.
Вопрос З.
Во сколько раз увеличилось давление идеального газа, при увеличении концентрации
молекул газа в 4 раза ?
1. В 2 раза.
2. В 4 раза. 3. В 8 раз.
4. В 16 раз
Вопрос 4.
Газ нагрели от 20 С до 100 С. На сколько изменилась его абсолютная температура ?
1. На 80 К. 2.На 193 К. 3. На 353 К.
Вопрос 5.
В системе координат VT изображены графики газовых процессов. Какой график
является изобарой ?
1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4.
Вопрос 6.
Температура газа при изобарическом процессе увеличилась в 2 раза. Во сколько раз
изменился объем газа ?
1.Уменьшился в 2 раза. 2. Увеличился в 2 раза.
3.Уменьшился в 4 раза. 4. Увеличился в 4 раза.
Вопрос 7.
Какое выражение соответствует изобарному процессу?
2. p/T=const.
2. V/T=const.
3. PV/T=const.
4. pV=const.
Вопрос 8.
В цилиндре под поршнем находится идеальный газ. Как изменился объём газа, если
давление увеличилось в 2 раза, а абсолютная температура уменьшилась в 2 раза ?
1. Увеличился в 2 раза. 2. Уменьшился в 2 раза.
3. Увеличился в 4 раза. 4. Уменьшился в 4 раза.
5. Не изменился.
Вопрос 9.
Какой пар является насыщенным ?
1. Пар находящийся в динамическом равновесии со своей
жидкостью.
2. Пар не находящийся в динамическом равновесии со своей
жидкостью.
3. Любой пар.
Вопрос 10.
Выполняется ли для насыщенного и ненасыщенного паров уравнение Менделеева Клайперона ?
1. Для насыщенного пара выполняется, а для ненасыщенного нет.
2. Для насыщенного пара не выполняется, а для ненасыщенного
да.
3. Для насыщенного и ненасыщенного паров выполняется.
4. Для насыщенного и ненасыщенного паров не выполняется.
Вопрос 11.
Как изменится относительная и абсолютная влажность воздуха при его охлаждении ?
1. Увеличатся.
2. Абсолютная увеличится, относительная уменьшится.
3. Абсолютная увеличится, относительная увеличится.
4. Абсолютная не изменится, относительная увеличится.
5. Абсолютная увеличится, относительная не изменится.
t (сух)
0
2
4
t
8
100
75
51
10
100
76
54
12
100
78
57
14
100
79
60
Вопрос 12.
На рисунке изображен фрагмент психрометрической таблицы. Показания сухого термометра
психрометра 10С. Показания влажного 8С. Чему равна относительная влажность воздуха ?
1. 75 %.
2. 76%.
3. 78 %.
Вопрос 13.
Какого вида деформации возникают в струнах гитары во время игры на гитаре ?
1. Только изгиб.
2. Изгиб и растяжение.
3. Изгиб и кручение. 4. Сжатие и кручение.
Вопрос 14.
На рисунке представлена диаграмма растяжения. На каком участке диаграммы материал
образца "течет" ?
1.ОА.
2. АВ.
3. ВС.
4. СД.
5. ДЕ.
Bопpoc 15.
Как изменится внутренняя энергия идеального газа при адиабатическом расширении ?
1. Увеличится.
2. Уменьшится. 3. Не изменится.
Вопрос 16.
Сравните количества теплоты Q1 и Q2, необходимые для нагревания 1кг воды на
1°С(Q1) и для испарения 1кг воды (Q2)?
1. Q1>Q2. 2. Q1<Q2.
3. Q1=Q2.
4. Данных недостаточно для
ответа на вопрос.
Вопрос 17.
Сравните работы, которые совершают одинаковые массы водорода и кислорода при
изобарном нагревании на 100 К ? Относительная молекулярная масса водорода = 2,
кислорода = 32.
..R = 8,31 Дж/(Моль*К)
1. Одинаковые.
2. Аводор. = 8*Aкислор.
3. Аводор. = 1б*Акислор. 4. Акислор.= 16*Аводор.
5. Акислор.=8*Аводор.
Вопрос 18.
Газ получил количество теплоты 300 Дж, при этом его внутренняя энергия увеличилась
на 200 Дж. Чему равна работа, совершенная газом ?
1. - 100 Дж. 2. 100Дж.
3. 500 Дж.
Вопрос 19.
На рисунка изображен процесс расширения газа сначала по изобаре 1 - 2, потом
по адиабате 2 - 3. В каком процессе газ совершил большую работу ?
1. В 1 - 2. 2.В 2 - 3.
3. В обоих процессах одинаковые.
Вопрос 20.
Идеальная тепловая машина с КПД 40 % получила от нагревателя 1000 Дж теплоты.
Какое количество теплоты пошло на совершение работы ?
1. 400 Дж.
2. 600 Дж.
3. 1000 Дж.
Тест по ФИЗИКЕ, 11 класс . Итог 1999-2000 уч. год.
I - вариант
1. Из катушки вынимается магнит южным полюсом, В каком направлении потечет ток в проводнике АВ ?
1. Вверх.
2. Вниз. 1. Ток в проводнике АВ не потечет.
2. На рисунке изображена электрическая цепь. Будет ли течь электрический ток в лампочках после
размыкания ключа ?
1. Нет, лампочки погаснут сразу и одновременно.
2. Сначала погаснет вторая, а потом первая лампочка.
3. В лампочках некоторое время будет течь одинаковый, уменьшающийся со временем, ток.
3. Как изменится период колебаний колебательного контура, если увеличить расстояние между обкладками
конденсатора ?
1. Уменьшится.
2. Не изменится.
3. Увеличится.
4. При вращении рамки в магнитном поле магнитный поток, пронизывающий рамку, изменяется от
максимального значения до О за 0,1 с. Чему равен период переменного тока индуцированного в рамке ?
1.0,1с.
2.0,4с.
3.1с.
4.4с.
5. Во сколько раз необходимо повысить напряжение в линии электропередачи переменного тока, чтобы
уменьшить потери энергии в линии в 16 раз ?
1. В 2 раза.
2. В 4 раза.
3. В 16 раз.
6. В открытом колебательном контуре течет уменьшающийся во времени ток, направленный вверх, в
результате чего контур излучает электромагнитные волны. Какая стрелка t или 2 показывает верное
направление правой линии магнитной индукции ?
1. 1,
2.2.
7. Между передающим и приемным вибраторами Герца поместили лист диэлектрика. Возникнут ли
колебания в приемном вибраторе ?
1. Да.
2. Не возникнут.
8. Ручкой настройки радиоприемника на радиостанцию уменьшили емкость конденсатора колебательного
контура радиоприемника. Как изменилась длина принимаемой радиоволны ? 1. Увеличилась.
2.
Уменьшилась. 3. Осталась неизменной.
9. В радиолокаторе прием отраженных радиоволн осуществляется :
1. Непрерывно.
2. Во время пауз между импульсами передатчика. 3. Во время излучения импульса
передатчиком.
10. Угол падения луча равен 60 градусов. Чему равны сумма углов падения и отражения ? 1. 60 градусов.
2. 90 градусов.
3. 120 градусов.
11. Имеются две прозрачные пластинки одинаковой толщины. Во сколько раз отличается время движения
светового луча в первой пластинке относительно второй, если абсолютный показатель преломления
вещества первой пластинки 1,2 , а второй 2,4 ?
1. Время движения светового луча в первой пластинке в 2 раза больше, чем во второй.
2. Время движения светового луча во второй пластинке в 2 раза больше, чем в первой.
3. Время движения светового луча в обеих пластинках одинаково.
12. На рисунке изображены стеклянные линзы, находящиеся в воздухе. Какие линзы являются
рассеивающими ?
1. 1,2,3,4,5,6. 4. 4,5,6.
2. 1,2,3. 5. 3,4,6.
3. 1,3,5.
13. Какое изображение получается в проекционном аппарате ?
1. Увеличенное, действительное, перевернутое. 2. Уменьшенное, действительное, перевернутое. 3. Увеличенное,
мнимое, прямое.
4. Уменьшенное, мнимое, прямое.
14. Может ли на сетчатке невооруженного глаза образоваться изображение предмета, равное по величине самому
предмету ?
1 Да
2 Нет
3. Это зависит от размеров предмета.
15. На зеркальную поверхность падает плоская световая волна и отражается от нее. Какой отрезок
на этом рисунке отмечает положение волновой поверхности отраженной волны ?
1.АВ.
2. AC.
3.CD.
16. На границу раздела двух сред падает плоская световая волна и преломляется при переходе во вторую среду. Какой
отрезок на этом рисунке отмечает положение волновой поверхности падающей волны ?
1.АВ.
2. AC.
3.CD.
17 Для какого цвета стекло обладает наименьшим показателем преломления при переходе луча света из воздуха в
стекло?
1. Красного. 2. Синего. 3. Зеленого. 4 Фиолетового. 5 У всех одинаковый
Что будут представлять из себя интерференционные полосы, если цилиндрическую собирающую линзу положить на
плоскую стеклянную пластинку ?
1. Прямые линии.
2. Окружности. 3. Дуги окружностей.
Недалеко от Земли пролетает космический корабль в горизонтальном направлении с релятивистской скоростью. В в
кабине корабля космонавты смотрят мультфильм, продолжительностью 10 минут. Сколько времени будет идти этот
фильм на космическом корабле в системе отсчета связанной с Землей ?
1. 10 минут,
2. Больше 10 минут.
3 Меньше 10 минуг
Положительно заряженная цинковая пластинка, изолированная от других тел, освещается светом электрической I.
Как изменится положительный электрический заряд этой пластинки в результате фотоэффекта ?
1. Увеличится.
2. Уменьшится,
3. Не изменится. 1 Сколько электронов содержится в
электронной оболочке нейтрального атома, в атомном ядре которого содержится протона и 3 нейтрона ?
1.0.
2.3.
3.4.
4.7.
На рисунке изображена трехуровневая система квантового оптического генератора (лазера ). При переходе между
какими уровнями происходит вынужденное излучение лазера ?
1.1->3.
2.3->2
3.2->1.
23 Укажите второй продукт ядерной реакции ?
1 Нейтрон.
2. Протон.
14 1
14 N + n -> С + ? 706
3. Электрон.
4 Альфа-частица.
24. Почему при термоядерных реакциях выделяется больше энергии на один нуклон, чем в ядерных ?
1. Потому что температура, при которой идет термоядерная реакция намного выше, чем в ядерной.
2. Потому что для термоядерной реакции не существует критической массы.
3. Потому что удельная энергия связи для ядер дейтерия и трития намного меньше, чем у ядер урана или плутония.
Тест по ФИЗИКЕ, 11 класс . Итог 1999-2000 уч. год.
II - вариант
1. Из катушки вынимается магнит северным полюсом. В каком направлении потечет ток в проводнике АВ ?
1. Вверх.
2. Вниз. 3. Ток в проводнике АВ не потечет.
2. На рисунке изображена электрическая цепь. Куда будет течь электрический ток в резисторе R после
размыкания ключа ?
1. Вправо.
2. Влево. 1. В резисторе тока не будет.
3. Как изменится частота колебаний в колебательном контуре, если емкость конденсатора и индуктивность
катушки уменьшить в 2 раза ?
1. Увеличится в 2 раза. 2. Увеличится в 4 раза. 3. Уменьшится в 2 раза.
4. Уменьшится в
4 раза.
4. При вращении рамки в магнитном поле на ее концах возникает ЭДС, изменяющаяся со временем по
закону : е = 10 sin 31.4 t Чему равна частота переменного тока , если все величины в уравнении даны в
системе СИ ?
1.5Гц.
2.10Гц.
3.15.7Гц.
4.31.4Гц.
5. Во сколько раз уменьшатся потери в линии электропередач, при повышении напряжения в 2 раза ? 1. В 2
раза.
2. В 4 раза,
3. В 16 раз.
6. Как изменяется ток в открытом колебательном контуре, если направление правой линии магнитной
индукции в электромагнитной волне, излучаемой контуром, изображено
стрелкой 1 ?
1. Увеличивается. 2. Уменьшается. 3. Не изменяется.
7. Передающий и приемный вибраторы Герца расположены в одной плоскости. Возникнут ли колебания в
приемном вибраторе ?
1 Да.
2. Не возникнут.
8. Ручкой настройки радиоприемника на радиостанцию увеличили индуктивность катушки колебательного
контура радиоприемника. Как изменилась длина принимаемой радиоволны ?
1. Увеличилась.
2. Уменьшилась.
3. Осталась неизменной.
9. Острая направленность излучения радиолокатора достигается вследствие :
1. Дифракции. 2. Интерференции. 3. Отражения. 4. Преломления.
10. Угол между падающим и отраженным лучами равен 120 градусов. Определите угол между зеркалом и
падающим лучем.
1.30 градусов.
2.60 градусов.
3. 90 градусов.
11. Чему равна скорость распространения света в стекле, если абсолютный показатель преломления стекла
равен 1,5 ? Скорость света в вакууме равна 300000 км/с.
1. 200000 км/с.
2. 300000 км/с.
3. 450000 км/с.
12. В куске стекла имеется воздушная полость в виде двояковогнутой линзы. Какой будет эта линза :
собирающей или рассеивающей ?
1. Собирающей.
2. Рассеивающей.
3. Ни какой.
13. С помощью проекционного аппарата на экране получили резкое изображение диапозитива. Потом экран придвинули
ближе к проекционному аппарату. Куда нужно передвинуть объектив проекционного аппарата, чтобы опять получить
резкое изображение ?
1. Ближе к диапозитиву.
2. Дальше от диапозитива. 3. Никуда, так как изображение в обоих случаях будет
резким.
14. Человек читал книгу, а потом перевел взгляд на удаленное дерево. Как при этом изменилось фокусное расстояние
глаза ?
1. Уменьшилось.
2. Увеличилось.
3. Не изменилось.
15. На зеркальную поверхность падает плоская световая волна и отражается от нее. Какие отрезки на этом рисунке
являются лучами падения ?
1.АВиАС.
2.MA и NC. 3. ЕА и FC.
4. АС и CD.
16. На границу раздела двух сред падает световой луч и преломляется при переходе во вторую среду. Угол преломления,
при этом, меньше угла падения. В какой среде скорость света больше ? 1. В 1-й.
2. Во 2-й.
3. Скорость света в обоих
средах всегда одинаковая.
17. Свет какого цвета больше других отклоняется стеклянной призмой, находящейся в воздухе ? 1. Красного. 2. Синего.
3. Зеленого. 4. Фиолетового. 5. У всех одинаковый.
18. Что будут представлять из себя интерференционные полосы, если плосковыпуклую собирающую линзу положить на
плоскую стеклянную пластинку ?
1. Прямые линии.
2. Окружности. 3. Дуги окружностей.
19. Недалеко от Земли пролетает космический корабль в горизонтальном направлении со скоростью с. В носовой части
корабля находится прожектор, из которого выходит световой луч со скоростью с относительно корабля. Чему будет
равна скорость луча света, выходящего из прожектора космического корабля относительно Земли ?
1.2с.
2. с.
-
З.с/2.
20. Если цинковую пластинку освещать синими лучами с небольшой интенсивностью, то фотоэффект не возникает.
Возникнет ли фотоэффект, если увеличить интенсивность синих лучей в несколько раз ? 1.Да.
2. Нет.
21. Сколько электронов содержится в электронной оболочке нейтрального атома, в атомном ядре которого содержится 4
протона и 5 нейтрона ?
1.0.
2.4.
3.5.
4.9.
22. Чем отличается излучение лазера от излучения лампы накаливания ?
1. Лазерное излучение когерентно, а лампы накаливания - нет.
2. Излучение лазера немонохроматично, а лампы монохроматично.
3. Лазеры создают направленное излучение, а лампы нет.
1.1 и 2.
2.2и3.
3.1и3.
4. 1,2 и 3.
23. У кажите второй продукт
9
4
ядерной реакции ?
Be + Не -> С + ?
426
1. Нейтрон.
2. Протон.
3. Электрон.
12
4. Альфа-частица.
24. Что является источником энергии Солнца ?
1. Горение водорода в недрах Солнца.
2. Ядерные реакции в недрах Солнца.
3. Термоядерные реакции в недрах Солнца.
Тест по ФИЗИКЕ, 9 класс. Итог 1999-2000 уч. год. I вариант
1. Камень упал с высоты 10 м на землю. Чему равен путь пройденный камнем и модуль его перемещения ? l.L= 0 м, S=
Ом. 2.L= 0 м, S=10 м. 3.L=10 м, S=10 м. 4. L= Юм, S = 0 м.
2. По прямолинейному шоссе в одном направлении едут : грузовой автомобиль со скоростью 10 м/с и легковой со
скоростью 20 м/с. Чему равна скорость легкового автомобиля в системе отсчета связанной с грузовым автомобилем ?
1.10м/с.
2.15м/с.
3.20м/с.
4.30м/с.
3. Мяч, брошенный вертикально вверх, поднялся на высоту 20 м и упал на землю в точку бросания. Чему равен модуль
средней скорости перемещения мяча, если он находился в полете 4с?
1.0м/с.
2.5м/с.
З.Юм/с.
4. Дано уравнение координаты материальной точки : х = 2 + 3t -6t2. Какой вид имеет уравнение скорости для этой
материальной точки ?
l.V=3-6t.
2.V=2-12t.
3.V=3-12t.
4.V=2-6t.
5. Координата материальной точки через 1 с после начала движения с начальной скоростью 1 м/с и ускорением 2 м/с 2
стала равной 5 м. Чему была равна начальная координата этой точки ?
1.1м.
2.2м.
3.3м.
4.4м.
6. Тело падает свободно без начальной скорости. Через сколько времени после начала движения его скорость будет
равна 10 м/с. Сопротивление воздуха не учитывать ? g = 10 м/с 2.
1. Через 0,5 с.
2. Через 1 с. 3. Через 5 с.
4. Через 10 с.
7. Поезд движется равномерно и прямолинейно. Будет ли являться инерциальной система отсчета, связанная с одним из
вагонов ?
1 Да. 2. Нет.
8. Тело массой m движется под действием силы F с ускорением а. Как изменится эта сила, если массу тела увеличить в 2
раза.
1. Увеличится в 2 раза.
2. Уменьшится в 2 раза. 3. Не изменится.
9. На рисунке изображены силы действующие на тело и землю. Какая сила будет являться противодействующей силе mg
по III закону Ньютона ? I.Q.
2.Fд. 3. Этой силы на чертеже нет.
10. На весах стоит человек с тяжелым грузом в руках. Что произойдет с показаниями весов, если человек резко
поднимет груз вверх ?
1. Не изменятся.
2. Увеличатся.
3. Уменьшатся.
11. Две одинаковые пружины с жесткостью 2 Н/м соединили параллельно. Чему равна жесткость полученной
пружины ?
1.1 Н/м
2 Н/м.
3.4 Н/м.
12. Болт подвешен на нити так, как показано на рисунке. Будет ли одинаков вес частей болта, если болт распилить по
линии касания нити ?
1. Да.
2. Нет.
13. Во сколько раз изменится импульс тела, если его массу увеличить в два раза, а скорость уменьшить в четыре раза ?
1. Увеличится в 2 раза. 2. Уменьшится в 2 раза. 3. Увеличится в 4 раза. 4. Уменьшится в 4 раза. 5. Увеличится в 8
раз. 6. Уменьшится в 8 раз.
4. Мальчик может бросить камень с груженой баржи или с легкой надувной лодки. В каком случае камень полетит
дальше ?
1. В первом.
2. Во втором.
3. В обоих случаях камень пролетит одинаковое расстояние.
5. Подъемный кран поднял груз. Что в этом процессе совершает положительную работу, а что отрицательную ?
1. Кран и сила тяжести совершают положительную работу.
2. Кран и сила тяжести совершают отрицательную работу.,
3. Кран совершает положительную работу, а сила тяжести - отрицательную.
6. Спутник вращается по круговой орбите вокруг Земли. Как изменяются потенциальная и кинетическая энергия
спутника во время полета ?
1. П и К - периодически уменьшаются и увеличиваются.
2. П и К - не изменяются.
3. П - постоянна, К - периодически уменьшается и увеличивается.
4. К - постоянна, П - периодически уменьшается и увеличивается.
Навстречу друг другу движутся два стальных шара и сталкиваются друг с другом. Выполняются ли при их
столкновении законы сохранения импульса и механической энергии ?
1. Да, выполняются оба закона.
2. Нет, не выполняются оба закона.
3. Выполняется только закон сохранения импульса.
4. Выполняется только закон сохранения энергии.
Что произойдет, если под левую чашку уравновешенных весов направить горизонтальную струю воздуха.
1. Равновесие весов не нарушится.
2. Равновесие нарушится, перевесит левая чашка.
3. Равновесие нарушится, перевесит правая чашка.
За 3 секунды маятник совершает 6 колебаний. Чему равна частота колебаний ? 1,0,5Гц.
2.1Гц.
3.2Гц.
4.4Гц.
Девочка качается на качелях. Как изменится период колебаний качелей, если она начнет сильнее раскачиваться ?
1. Не изменится. 2. Увеличится . 3. Уменьшится .
11.
Как изменится период колебаний груза на пружине, если этот же груз подвесить на такой же пружине, но большей
длины ?
1. Не изменится.
2. Увеличится . 3. Уменьшится .
2 . В поперечной волне частица А имеет направление скорости, указанное на рисунке. В каком направлении движется
волна ?
1. Вправо.
2. Влево.
3. Кто в полете чаще машет крыльями : муха или комар ?
1. Муха.
2. Комар.
3. Оба насекомых одинаково.
4 . Расстояние от человека до леса 340 м. Человек громко крикнул и услышал эхо через 2 с? Чему равна скорость звука ?
1. 170 м/с.
2. 340 м/с.
3. 510 м/с.
4. 680 м/с.
Электромагнитная индукция. Электромагнитные колебания.
Вариант 3
1. Из катушки вынимается магнит южным полюсом. В каком направлении
потечет ток в проводнике АВ?
1. Вверх. 2. Вниз.
3. Ток в проводнике АВ не потечет.
При изменении магнитного потока в катушке, содержащей 10 витков, за 2 с
на ее концах возникла ЭДС индукции 20 В. Чему равно изменение
магнитного потока в катушке?
3. 10 Вб. 4. 40 Вб.
2.
1. 2 Вб.
3.
2. 4 Вб.
В какую сторону направлена линия напряженности вихревого электрического
поля при уменьшении магнитного поля, изображенного на чертеже? Линии
магнитной индукции перпендикулярны плоскости чертежа.
1. В направлении стрелки 1. 2. В направлении стрелки 2.
4.
На рисунке изображена электрическая цепь.
Будет ли течь электрический ток в лампочках
после размыкания ключа?
1. Лампочки погаснут сразу и одновременно.
2. Сначала погаснет вторая, а потом первая лампочка.
3. В лампочках некоторое время будет течь одинаковый
уменьшающийся со временем ток.
5.
При изменении силы тока в катушке от 1 до 5 А за 4 с на концах катушки возникла ЭДС
самоиндукции20 В. Чему равна индуктивность катушки?
1. 4 Гн.
2. 5 Гн.
3. 20 Гн.
4. 80 Гн.
6.
Чему равна энергия магнитного поля катушки с индуктивностью 400 мГн при силе тока в ней 10 А?
1. 4 Дж. 2. 20 Дж. 3. 40 Дж. 4. 200 Дж.
7.
На рисунке представлен график зависимости заряда на
обкладках конденсатора колебательного контура от
времени. Чему равен период колебаний колебательного
контура?
1. 0,5 с. 2. 1 с. 3. 2 с.
4. 3 с.
5. 4 с. 6. 5 с.
Сила тока в колебательном контуре изменяется по
закону i = 8 cos 4t. Чему равен максимальный заряд на
обкладках конденсатора в колебательном контуре, если все величины даны в системе СИ?
1. 0,5 Кл. 2. 2 Кл. 3. 4 Кл. 4. 8 Кл.
8.
9.
Как изменится период колебаний в колебательном контуре, если увеличить расстояние меду
обкладками конденсатора?
1. Уменьшится. 2. Не изменится. 3. Увеличится.
10. Частота электромагнитных колебаний в контуре равна 10 Гц. Чему равна частота изменения энергии
магнитного поля катушки?
1. 5 Гц. 2. 10 Гц.
3. 20 Гц.
4. 40 Гц.
11. При вращении рамки в магнитном поле магнитный поток, пронизывающий рамку, изменяется от
максимального значения до нуля за 0,1 с. Чему равен период переменного тока, индуцированного в
рамке?
1. 0,1 с. 2. 0,4 с. 3. 1 с.
4. 4 с.
12. На рисунке представлен график зависимости ЭДС,
возникающей на концах рамки, вращающейся в
магнитном поле. Чему равна частота переменного тока?
1. 0,5 Гц.
2. 1 Гц.
3. 2 Гц.
13. На рисунке представлен
график зависимости напряжения на участке цепи переменного тока от
времени. Чему примерно равно действующее значение напряжения?
1. 310 В.
2. Примерно 220 В.
3. 155 В
4. Примерно 127 В.
14. Что произойдет с амплитудой колебаний в колебательном контуре во
время резонанса, если увеличить активное сопротивление контура?
1. Уменьшится. 2. Увеличится.
3. Не изменится.
15. На рисунке изображена схема генератора на транзисторе.
Укажите элемент схемы генератора, с помощью которого
осуществляется пополнение энергии колебательного контура.
16. Генератор переменного тока имеет на роторе четыре пары
полюсов. Какой должна быть частота вращения ротора, чтобы
генератор вырабатывал ток стандартной частоты 50 Гц?
1. 200 с-1.
2. 100 с-1. 3. 50 с-1.
4. 25 с-1.
5. 12,5 с-1.
17. Если к вторичной обмотке трансформатора подключить большую нагрузку, то он начинает гудеть.
Какова частота звука трансформатора, включенного в сеть с частотой 50 Гц?
1. 25 Гц. 2. 50 Гц. 3. 100 Гц.
18. Первичная обмотка трансформатора содержит 50 витков, а вторичная – 150 витков. Какое
напряжение будет на вторичной обмотке, если к первичной подключить источник переменного тока
с напряжением 30 В?
1. 10 В. 2. 30 В. 3. 90 В.
19. Какая энергия превращается в электрическую на ветроэлектростанциях?
1. Кинетическая энергия движущейся воды.
2. Внутренняя энергия топлива.
3. Солнечная энергия.
4. Кинетическая энергия движущегося воздуха.
20. Во сколько раз необходимо повысит напряжение в линии электропередачи переменного тока, чтобы
уменьшить потери энергии в линии в 16 раз?
1. В 2 раза. 2. В 4 раза.
3. В 16 раз.
Электромагнитная индукция. Электромагнитные колебания.
Вариант 4
21. Из катушки вынимается магнит северным полюсом. В каком
направлении потечет ток в проводнике АВ?
1. Вверх.
2. Вниз.
3. Ток в проводнике АВ не потечет.
22. С какой скоростью движется проводник длиной 1 м в магнитном поле с
магнитной индукцией 10 Тл перпендикулярно линиям магнитной
индукции, если на его концах возникла ЭДС 20 В?
1. 1 м/с. 2. 2 м/с. 3. 10 м/с. 4. 20 м/с.
23. В какую сторону направлена линия напряженности вихревого электрического поля при
уменьшении магнитного поля, изображенного на чертеже? Линии магнитной индукции
перпендикулярны плоскости чертежа.
1. В направлении стрелки 1. 2. В направлении стрелки 2.
24. На рисунке изображена электрическая цепь. Куда будет течь
электрический ток в резисторе R после размыкания ключа?
1. Вправо.
2. Влево.
3. В резисторе тока не будет.
25. В катушке с индуктивностью 2 Гн сила тока за 3 с уменьшилась с 4 до
1 А. Чему равна ЭДС самоиндукции, возникшей при этом на концах катушки?
1.1 В. 2. 2 В. 3. 3 В. 4. 4 В. 5. 6 В. 6. 8 В.
26. Как изменится энергия магнитного поля катушки, если индуктивность катушки увеличить в 4 раза, а
силу тока в катушке уменьшить в 2 раза?
1. Увеличится в 2 раза.
4. Уменьшится в 8 раз.
2. Уменьшится в 2 раза.
5. Не изменится.
3. Увеличится в 8 раз.
27. На рисунке представлен график зависимости силы тока в
катушке колебательного контура от времени. Чему равен
период колебаний колебательного контура?
1. 1 с. 4. 4 с.
2. 2 с. 5. 5 с.
3. 3 с. 6. 6 с.
28. Заряд на обкладках конденсатора колебательного контура
изменяется по закону q = 4cos2t. Чему равна максимальная
сила тока в колебательном контуре, если все величины в уравнении даны в системе СИ?
1. 0,5 А. 2. 2 А. 3. 4 А.
4. 8 А.
29. Как изменится частота колебаний в колебательном контуре, если емкость конденсатора и
индуктивность катушки уменьшить в 2 раза?
1. Увеличится в 2 раза.
3. Уменьшится в 2 раза.
2. Увеличится в 4 раза.
4 Уменьшится в 4 раза.
30. Как нужно изменить емкость конденсатора колебательного контура для того, чтобы при неизменном
максимальном значении напряжения на нем энергия электрического поля увеличилась в 4 раза?
1. Уменьшить в 2 раза.
3. Увеличить в 2 раза.
2. Уменьшить в 4 раза.
4. Увеличить в 4 раза.
31. При вращении рамки в магнитном поле на ее концах возникает ЭДС, изменяющаяся по закону e =
10sin31,4t. Чему равна частота переменного тока, если все величины в уравнении даны в системе
СИ?
1. 5 Гц. 2. 10 Гц. 3. 15,7 Гц. 4. 31,4 Гц.
32. На рисунке представлен график зависимости ЭДС,
возникающей на концах рамки, вращающейся в магнитном
поле. Чему равна циклическая частота переменного тока?
1. 0,157 рад/с. 3. 1,57 рад/с.
2. 0,314 рад/с. 4. 3,14 рад/с.
1. 50 В.
2. Примерно 70 В.
33. Амплитудное значение напряжение на участке цепи
переменного тока равно 100 В. Чему примерно равно
действующее значение напряжении на этом участке?
3. 100 В. 4. Примерно 142 В.
34. В какой из схем может возникнуть электрический резонанс?
1. В левой. 2. В средней. 3. В правой.
35. На
рисунке изображена схема генератора на транзисторе. Укажите элемент
схемы генератора, с помощью которого регулируется поступление энергии
от источника тока.
36. Ротор генератора переменного тока вращается в однородном магнитном
поле. Как изменится ЭДС индукции при уменьшении частоты вращения в 2 раза?
1. Уменьшится в 2 раза.
3. Не изменится.
2. Увеличится в 2 раза.
4. Уменьшится в 4 раза.
37. Как зависит коэффициент трансформации трансформатора от частоты переменного тока?
1. С повышением частоты увеличивается.
2. С повышением частоты уменьшается.
3. Не зависит.
38. Первичная обмотка трансформатора содержит 400 витков, а вторичная – 100 витков. Напряжение на
вторичной обмотке равно 80 В. Чему равно напряжение источника переменного тока, к которому
подключена первичная обмотка трансформатора?
1. 20 В. 2. 40 В. 3. 80 В. 4. 320 В.
39. Какая энергия превращается в электрическую на гелиоэлектростанциях?
1. Кинетическая энергия движущейся воды.
2. Внутренняя энергия топлива.
воздуха.
3. Солнечная энергия.
4. Кинетическая энергия движущегося
40. Во сколько раз уменьшаться потери в линии электропередачи при повышении напряжения в 2 раза?
1. В 2 раза. 2. В 4 раза. 3. В 16 раз.
Вариант 1(Контрольная работа "Закон э/м индукции")
На "отлично":
1. В однородном магнитном поле, с индукцией 0,25 Тл, находится плоская катушка радиусом 25 см,
содержащая 75 витков. Плоскость катушки составляет угол 60 о с направлением вектора магнитной
индукции. Определите вращающий момент, действующий на катушку, если по виткам течет ток силой 3 А.
Какую работу надо совершить, чтобы удалить катушку из поля?
2. Проводник длиной 0,2 м, сопротивлением 0,01 Ом под действием силы поля перемещается в однородном
магнитном поле под углом 30о к вектору магнитной индукции с постоянной скоростью 2 м/с. Напряжение на
концах проводника 0,5 В. Магнитная индукция 1 Тл. Определите силу тока в проводнике и силу,
действующую на него.
На "хорошо":
1. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 60 о к вектору магнитной индукции,
модуль которого равен 0,2 Тл, чтобы в проводнике возбудилась ЭДС индукции 1 В?
2.По катушке длиной 20 см и диаметром 3 см, имеющей 400 витков, течет ток 2 А. Найти индуктивность катушки и магнитный поток,
пронизывающий ее сечение.
На "удовлетворительно":
1. Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении ЭДС индукции 120 В.
2. Какова индуктивность катушки, если при равномерном изменении в ней тока от 5 до 10 А за 0,1 с возникает ЭДС самоиндукции ,
равная 20 В?
3. В катушке индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки?
Вариант 2 (Контрольная работа "Закон э/м индукции")
На "отлично":
1. В однородном магнитном поле, с индукцией 1 Тл, находятся два параллельных провода, замкнутых на
одном конце. На провода положена металлическая перемычка, которая может скользить по проводам без
трения. Сопротивление всей цепи 0,1 Ом. Найти силу, которую нужно приложить к перемычке, чтобы
перемещать её со скоростью 2,5 м/с. Длина перемычки 20 см.
2. Квадратная рамка из медной проволоки, площадь которой 25 см2 , помещена в магнитное поле с
индукцией 0,1 Тл. Нормаль к рамке параллельна вектору магнитной индукции поля. Площадь сечения
проволоки 1 мм2. Какой заряд пройдет по рамке после выключения поля?
На "хорошо":
1. Какую длину активной части должен иметь проводник, чтобы при перемещении его со скоростью 15 м/с перпендикулярно вектору
магнитной индукции равной 0,4 Тл, в нем возбуждалась ЭДС индукции 3 В?
2. Катушка сопротивлением 50 Ом и индуктивностью 10-3 Гн находится в магнитном поле. При равномерном изменении магнитного
поля поток через катушку возрос на 10-3 Вб и ток в катушке увеличился на 0,1 А. Какой заряд прошел за это время по катушке?
На "удовлетворительно":
1.В контуре проводника за 0,3 с магнитный поток изменился на 0,06 Вб. Какова скорость изменения магнитного потока? Какова ЭДС
индукции в контуре?
2. Какова скорость изменения силы тока в обмотке реле с индуктивностью 3,5 Гн, если в ней возбуждается ЭДС самоиндукции 105 В?
3.Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.
Вариант 1(Контрольная работа "Закон э/м индукции")
На "отлично":
1. В однородном магнитном поле, с индукцией 0,25 Тл, находится плоская катушка радиусом 25 см,
содержащая 75 витков. Плоскость катушки составляет угол 60 о с направлением вектора магнитной
индукции. Определите вращающий момент, действующий на катушку, если по виткам течет ток силой 3 А.
Какую работу надо совершить, чтобы удалить катушку из поля?
2. Проводник длиной 0,2 м, сопротивлением 0,01 Ом под действием силы поля перемещается в однородном
магнитном поле под углом 30о к вектору магнитной индукции с постоянной скоростью 2 м/с. Напряжение на
концах проводника 0,5 В. Магнитная индукция 1 Тл. Определите силу тока в проводнике и силу,
действующую на него.
На "хорошо":
1. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 60 о к вектору магнитной индукции,
модуль которого равен 0,2 Тл, чтобы в проводнике возбудилась ЭДС индукции 1 В?
2.По катушке длиной 20 см и диаметром 3 см, имеющей 400 витков, течет ток 2 А. Найти индуктивность катушки и магнитный поток,
пронизывающий ее сечение.
На "удовлетворительно":
1. Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении ЭДС индукции 120 В.
2. Какова индуктивность катушки, если при равномерном изменении в ней тока от 5 до 10 А за 0,1 с возникает ЭДС самоиндукции ,
равная 20 В?
3. В катушке индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки?
Вариант 2 (Контрольная работа "Закон э/м индукции")
На "отлично":
1. В однородном магнитном поле, с индукцией 1 Тл, находятся два параллельных провода, замкнутых на одном конце. На провода
положена металлическая перемычка, которая может скользить по проводам без трения. Сопротивление всей цепи 0,1 Ом. Найти силу,
которую нужно приложить к перемычке, чтобы перемещать её со скоростью 2,5 м/с. Длина перемычки 20 см.
2. Квадратная рамка из медной проволоки, площадь которой 25 см2 , помещена в магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. Нормаль к рамке
параллельна вектору магнитной индукции поля. Площадь сечения проволоки 1 мм2. Какой заряд пройдет по рамке после выключения
поля?
На "хорошо":
1. Какую длину активной части должен иметь проводник, чтобы при перемещении его со скоростью 15 м/с перпендикулярно вектору
магнитной индукции равной 0,4 Тл, в нем возбуждалась ЭДС индукции 3 В?
2. Катушка сопротивлением 50 Ом и индуктивностью 10 -3 Гн находится в магнитном поле. При равномерном изменении магнитного
поля поток через катушку возрос на 10-3 Вб и ток в катушке увеличился на 0,1 А. Какой заряд прошел за это время по катушке?
На "удовлетворительно":
1.В контуре проводника за 0,3 с магнитный поток изменился на 0,06 Вб. Какова скорость изменения магнитного потока? Какова ЭДС
индукции в контуре?
2. Какова скорость изменения силы тока в обмотке реле с индуктивностью 3,5 Гн, если в ней возбуждается ЭДС самоиндукции 105 В?
3.Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.
Вариант 1(Контрольная работа "Закон э/м индукции")
На "отлично":
1. В однородном магнитном поле, с индукцией 0,25 Тл, находится плоская катушка радиусом 25 см,
содержащая 75 витков. Плоскость катушки составляет угол 60о с направлением вектора магнитной
индукции. Определите вращающий момент, действующий на катушку, если по виткам течет ток силой 3 А.
Какую работу надо совершить, чтобы удалить катушку из поля?
2. Проводник длиной 0,2 м, сопротивлением 0,01 Ом под действием силы поля перемещается в однородном
магнитном поле под углом 30о к вектору магнитной индукции с постоянной скоростью 2 м/с. Напряжение на
концах проводника 0,5 В. Магнитная индукция 1 Тл. Определите силу тока в проводнике и силу,
действующую на него.
На "хорошо":
1. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 60 о к вектору магнитной индукции,
модуль которого равен 0,2 Тл, чтобы в проводнике возбудилась ЭДС индукции 1 В?
2.По катушке длиной 20 см и диаметром 3 см, имеющей 400 витков, течет ток 2 А. Найти индуктивность катушки и магнитный поток,
пронизывающий ее сечение.
На "удовлетворительно":
1. Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении ЭДС индукции 120 В.
2. Какова индуктивность катушки, если при равномерном изменении в ней тока от 5 до 10 А за 0,1 с возникает ЭДС самоиндукции ,
равная 20 В?
3. В катушке индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки?
Вариант 2 (Контрольная работа "Закон э/м индукции")
На "отлично":
1. В однородном магнитном поле, с индукцией 1 Тл, находятся два параллельных провода, замкнутых на одном
конце. На провода положена металлическая перемычка, которая может скользить по проводам без трения.
Сопротивление всей цепи 0,1 Ом. Найти силу, которую нужно приложить к перемычке, чтобы перемещать её со
скоростью 2,5 м/с. Длина перемычки 20 см.
2. Квадратная рамка из медной проволоки, площадь которой 25 см2 , помещена в магнитное поле с индукцией
0,1 Тл. Нормаль к рамке параллельна вектору магнитной индукции поля. Площадь сечения проволоки 1 мм 2.
Какой заряд пройдет по рамке после выключения поля?
На "хорошо":
1. Какую длину активной части должен иметь проводник, чтобы при перемещении его со скоростью 15 м/с перпендикулярно вектору
магнитной индукции равной 0,4 Тл, в нем возбуждалась ЭДС индукции 3 В?
2. Катушка сопротивлением 50 Ом и индуктивностью 10 -3 Гн находится в магнитном поле. При равномерном изменении магнитного
поля поток через катушку возрос на 10-3 Вб и ток в катушке увеличился на 0,1 А. Какой заряд прошел за это время по катушке?
На "удовлетворительно":
1.В контуре проводника за 0,3 с магнитный поток изменился на 0,06 Вб. Какова скорость изменения магнитного потока? Какова ЭДС
индукции в контуре?
2. Какова скорость изменения силы тока в обмотке реле с индуктивностью 3,5 Гн, если в ней возбуждается ЭДС самоиндукции 105 В?
3.Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.
Самоиндукция.
Рассмотрим электрическую схему , содержащую источник тока две одинаковые лампы накаливания, реостат
и катушку с большим количеством витков и ферромагнитным стержнем.
Рассмотрим момент замыкания ключа.
1). Первая лампа при замыкании загорается позднее второй на время t.
Можно предположить , что это происходит потому что
сопротивление катушки больше чем сопротивление реостата,
но:
2). Лампы 1 и 2 горят одинаковым накалом, значит сопротивления катушки
индуктивности и реостата одинаковы. Rк = Rр.(Сопротивление катушки
находится по формуле R =l/S.)
В момент замыкания и размыкания в цепи(в катушке) возникает ЭДС самоиндукции is.
Если I = const, то is = 0.
Ф
t
ФВI
Ф  L*I
E is  
Е is   L
I
t
L – индуктивность [Гн] Генри
Физический смысл: Если I = 1 А и t =1c, то L = Eis (численно)
Аналогия между явлениями инерции и самоиндукции
Инерция
1.
2.
3.
4.
5.
Внешняя сила Fвн.
Скорость V
Сила трения Fтр
Инерция, масса m
Кинетическая энергия Е =mV2/2
Самоиндукция
1.
2.
3.
4.
5.
Разность потенциалов 
Сила тока I
Сопротивление R
Самоиндукция , индуктивность L
Энергия магнитного поля тока Wм = LI2/2
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Урок-практикум решения качественных задач
На доске вывешиваются рисунки к заданиям и таблица для учета ответов. На демонстрационном столе размещается
оборудование для проведения опытов: два подковообразных магнита, обмотка на одном магните, демонстрационный
гальванометр; катушка Томсона (дроссельная катушка в 3600 витков и сердечник с ярмом), алюминиевое и медное кольца;
подковообразный магнит, длинная, сложенная вдвое проволока, гальванометр; два демонстрационных гальванометра,
соединительные провода (длинные); выпрямитель на 6 В, выключатель лабораторный, лампочка на подставке на 6,3 В,
модель электрического звонка, дроссельная катушка, неоновая лампочка.
I. Ход урока
I. Физический диктант (устно)
1. Явление электромагнитной индукции.
2. М.Фарадей и его опыты.
3. Правило Ленца.
4. Закон электромагнитной индукции (для неподвижного и подвижного контуров).
5. Правило левой руки.
6. Самоиндукция.
7. Индуктивность.
8. Энергия магнитного поля.
9. Тесла.
10. Правило буравчика.
11. Вебер.
12. Магнитный поток.
13. Ферромагнетики.
14. Соленоид.
15. Дроссель.
II. Решение задач. Класс делится на пять групп, каждая выбирает карточку с заданиями и обсуждает ответы на каждый
вопрос. Экспериментальное задание сначала выполняют сами, а потом демонстрируют всему классу и дают объяснение.
III. Подведение итогов (в таблице на доске)
1-я группа
1. Для чего на горловину телевизионных кинескопов надевают магниты?
2. Стеклянные U-образные трубки, наполненные ртутью, соединены скобой из толстой алюминиевой проволоки. Как должны
быть расположены полюсы сильного постоянного магнита, чтобы при замыкании ключа алюминиевая проволока взлетела
вверх?
3. Почему иногда недалеко от места удара молнии плавятся предохранители и повреждаются чувствительные
электроизмерительные приборы?
4. Опыт. Два одинаковых подковообразных магнита сложены противоположными полюсами так, как показано на рисунке. На
один из магнитов надета катушка А, концы которой присоединены к гальванометру.
В момент отрывания одного магнита от другого и в момент их соединения стрелка гальванометра отклоняется (в
противоположные стороны). Укажите причины отклонения стрелки гальванометра.
2-я группа
1. Для гашения электрической дуги, образующейся при размыкании больших токов, часто вблизи рубильника располагают
магнит так, чтобы линии магнитной индукции были перпендикулярны возникающей дуге. Почему?
2. В кольцо из диэлектрика вдвигают магнит. Какое явление возникает?
3. Почему на заводе для переноса раскаленных болванок нельзя использовать электромагнитные краны?
4. Опыт. На железный сердечник катушки Томсона надевают алюминиевое кольцо несколько большего диаметра, чем
сердечник. Кольцо держится в воздухе. Если надеть на сердечник и приближать к алюминиевому кольцу медное (не
выпуская его из рук), то алюминиевое кольцо будет подниматься. Почему?
3-я группа
1. Два тонких проводника, имеющих форму окружности, расположены в перпендикулярных плоскостях так, как показано на
рисунке. Будет ли в проводнике А возникать индукционный ток при изменении тока в контуре В?
2. Почему корпус компаса не делают из железа?
3. Для исследования стальных балок, рельсов и т.п. на них надевают катушку изолированной проволоки, замкнутую на
гальванометр, и перемещают ее вдоль балки. При всякой неоднородности строения балки (трещины, раковины и т.п.) в
гальванометре возникает ток. Объясните это явление.
4. Опыт. Концы сложенной вдвое проволоки присоединены к гальванометру. Проволока движется, пересекая линии
индукции магнитного поля, но стрелка гальванометра остается на нуле. Почему?
4-я группа
1. Проволочная прямоугольная рамка падает между полюсами электромагнита. Укажите направление индукционных токов в
рамке при прохождении ею положений А, В, С.
2. Почему сверхпроводящий шарик «парит» в магнитном поле?
3. В какой момент искрит рубильник: при замыкании или размыкании?
4. Опыт. Если два демонстрационных гальванометра соединить и раскачивать стрелку одного из них, то что произойдет со
стрелкой другого? Почему?
5-я группа
1. В каком месте Земли магнитная стрелка обоими концами показывает на юг?
2. Почему подземный кабель, по которому подается переменный ток в жилые дома и на предприятия, не разрешается
прокладывать вблизи газовых, водопроводных и теплофикационных труб?
3. При электросварке применяется стабилизатор – катушка со стальным сердечником, включаемая последовательно с дугой.
Почему стабилизатор обеспечивает устойчивое горение дуги?
4. Опыт. При замыкании цепи работает электрический звонок и горит неоновая лампа, а лампа накаливания не горит. Если
исключить из цепи звонок, то загорается лампа накаливания, а неоновая лампа гаснет. Почему?
Ответы
1-я группа
1. В магнитном поле на движущиеся электроны действует сила Лоренца, отклоняя их от прямолинейного движения по
горизонтали или вертикали.
2. Вектор индукции должен быть направлен к читателю.
3. Изменяющееся магнитное поле молнии индуцирует в электроизмерительных приборах и в осветительных сетях сильные
токи.
4. Отрывание магнитов друг от друга и их соединение связано с резким изменением магнитного потока, пронизывающего
катушку, и наведением в ней ЭДС индукции.
2-я группа
1. Электроны и ионы воздуха, образующие ток в дуге, отклоняются в магнитном поле; дуга смещается в сторону и гаснет.
2. Поляризация диэлектрика.
3. При нагревании ферромагнитные материалы теряют магнитные свойства, они полностью исчезают при температуре Кюри.
4. Кольца сближаются, потому что в них наводятся индукционные токи одинакового направления.
3-я группа
1. Не будет, т.к. поток магнитной индукции контура В не пронизывает контур А.
2. Железо является ферромагнетиком, и все магнитные силовые линии пойдут через корпус, уже не оказывая влияния на
стрелку.
3. Неоднородность в стальной балке создает искажения магнитного потока, а значит, в катушке дефектоскопа наводится ЭДС
индукции.
4. В двух отрезках проволоки возникают равные по величине, но имеющие разный знак ЭДС индукции, которые взаимно
компенсируются.
4-я группа
1. При прохождении рамкой положения А ток направлен против часовой стрелки, положения В – ток отсутствует, положения
С – направлен по часовой стрелке, если смотреть на рамку справа. [Вертикальный размер рамки меньше вертикального
размера магнита. – Ред.]
2. Возникают токи Фуко (вихревые индукционные токи), магнитное поле которых противодействует магнитному полю В,
вызвавшему эти токи. Взаимодействуют одноименные полюсы – отталкиваются.
3. ЭДС самоиндукции, возникающая при размыкании, вызывает искру через рубильник.
4. Она также будет раскачиваться, но в противофазе, – направление отклонения стрелки второго гальванометра будет
противоположно направлению отклонения стрелки первого.
5-я группа
1. На Северном полюсе.
2. [Токи утечки подземных кабелей при высокой влажности почвы обуславливают явление электролиза, которое вызывает
окисление (коррозию) металла и разрушение труб. – Ред. ]
3. Действие стабилизатора основано на явлении самоиндукции. По правилу Ленца, при изменении сварочного тока в катушке
возникает вихревое поле, которое препятствует изменению тока (и возрастанию, и убыванию).
4. Когда работает звонок, происходит замыкание и размыкание цепи. Вследствие возникновения при замыкании ЭДС
самоиндукции, направленной против ЭДС генератора тока, и быстрого затем размыкания цепи волосок лампы накаливания
не успевает разогреться. Возникающая при частом размыкании значительная по величине ЭДС самоиндукции поддерживает
горение неоновой лампы. Если из цепи исключить звонок, то в цепи будеть течь постоянный ток, – загорается лампа
накаливания.
Упражнение 26
Упражнение 26
Учитывая расположение тел и их начальные скорости,
Учитывая расположение тел и их начальные скорости,
определите:
1. когда первое тело встретится с третьим;
2. когда и где первое тело встретится со вторым;
3. сколько времени будут двигаться все три тела, прежде
чем упадут на землю.
определите:
1. когда первое тело встретится с третьим;
2. когда и где первое тело встретится со вторым;
3. сколько времени будут двигаться все три тела, прежде
чем упадут на землю.
Упражнение 26
Упражнение 26
Учитывая расположение тел и их начальные скорости,
Учитывая расположение тел и их начальные скорости,
определите:
1. когда первое тело встретится с третьим;
2. когда и где первое тело встретится со вторым;
3. сколько времени будут двигаться все три тела,
прежде чем упадут на землю.
определите:
1. когда первое тело встретится с третьим;
2. когда и где первое тело встретится со вторым;
3. сколько времени будут двигаться все три тела,
прежде чем упадут на землю.
Упражнение 26
Упражнение 26
Учитывая расположение тел и их начальные скорости,
Учитывая расположение тел и их начальные скорости,
определите:
1. когда первое тело встретится с третьим;
2. когда и где первое тело встретится со вторым;
3. сколько времени будут двигаться все три тела,
прежде чем упадут на землю.
определите:
1. когда первое тело встретится с третьим;
2. когда и где первое тело встретится со вторым;
3. сколько времени будут двигаться все три тела,
прежде чем упадут на землю.
Упражнение 41
Найдите результирующую сил:
Упражнение 42
Найдите результирующую сил:
Упражнение 43
Найдите результирующую сил:
Упражнение 4.
Задание 1.
1. Определите начальные координаты бензоколонки, грузового и легкового автомобилей и мотоцикла.
2. Запишите уравнение координаты для каждого тела.
3. Определите координаты тел через 1,5 часа.
4. Нарисуйте вектор перемещения для каждого тела (t=1,5 ч.).
Задание 2.
1. Проделайте те же упражнения, что и в задании 1, но в условии задачи (соответственно и на чертеже) измените
направление всех скоростей на противоположные.
2. Сравните координаты и проекции вектора перемещения , полученные при выполнении заданий 1 и 2.
Упражнение 27
На чертеже изображены ось координат, три тела их начальные скорости и ускорения движения. Определите:
1. Когда первое тело догонит второе?
2. Когда первое тело встретится с третьим?
3. Когда второе тело встретится с третьим?
Задачу решите аналитически.
Упражнение 28
На чертеже изображены ось координат, три тела, их начальные скорости и вектор
ускорения свободного падения. Определите:
1. Когда первое тело догонит второе?
2. Когда первое тело встретится с третьим?
3. Когда второе тело встретится с третьим?
Упражнение 29
Решите следующие задачи:
1.о=0
а=2м/с²
t=4c
S-?
-?
2. о=2м/с
а=0,5м/с²
t=6c
S-?
-?
3. о=100м/с
=20м/с
t=4c
a-?
S-?
4. о=50м/с
=0
t=5c
a-?
S-?
Упражнение 23
Учитывая расположение тел на координатной оси и характеристики их движения, запишите уравнение
координаты для каждого тела и определите:
1. Когда и где первое тело догонит второе?
3. Когда и где встретятся первое тело и третье?
2. Когда и где второе тело встретиться с третьим?
4. Когда и где четвертое тело догонит третье?
Упражнение 23
Учитывая расположение тел на координатной оси и характеристики их движения, запишите уравнение
координаты для каждого тела и определите:
1. Когда и где первое тело догонит второе?
3. Когда и где встретятся первое тело и третье?
2. Когда и где второе тело встретиться с третьим?
4. Когда и где четвертое тело догонит третье?
Упражнение 23
Учитывая расположение тел на координатной оси и характеристики их движения, запишите уравнение
координаты для каждого тела и определите:
1. Когда и где первое тело догонит второе?
3. Когда и где встретятся первое тело и третье?
2. Когда и где второе тело встретиться с третьим?
4. Когда и где четвертое тело догонит третье?
Упражнение 23
Учитывая расположение тел на координатной оси и характеристики их движения, запишите уравнение
координаты для каждого тела и определите:
1. Когда и где первое тело догонит второе?
3. Когда и где встретятся первое тело и третье?
2. Когда и где второе тело встретиться с третьим?
4. Когда и где четвертое тело догонит третье?
Упражнение 3
Лифт движется в семиэтажном доме с трехэтажным подвалом. Высота каждого этажа
3 м.
Задание 1
Нарисуйте в тетради ось координат; примите за начало отсчета уровень поверхности
Земли;
определите координаты каждого этажа; нарисуйте векторы перемещения и определите их проекции для следующих случаев:
1) лифт поднялся с 1-го на 6-й этаж; 2) лифт спустился с 7-го на 2-й этаж;
3) лифт поднялся с З-го этажа подвала до 5-го этажа и вновь опустился на 1-й
этаж;
4) лифт опускается с 6-го этажа до 2-го этажа подвала.
Задание 2.
Выполните упражнения, что и в задании 1, но за начало отсчета примите пол З-го
этажа подвала.
Задание 3.
Выполните упражнения, что и в задании 1, но за начало отсчёта примите 3-й этаж
дома.
Задание 4.
Сравните пути и перемещения (проекции перемещения), полученные при
выполнении первых трёх заданий.
Упражнение 3
Лифт движется в семиэтажном доме с трехэтажным подвалом. Высота каждого
этажа 3 м.
Задание 1
Нарисуйте в тетради ось координат; примите за начало отсчета уровень поверхности
Земли;
определите координаты каждого этажа; нарисуйте векторы перемещения и определите их проекции для следующих случаев:
1) лифт поднялся с 1-го на 6-й этаж; 2) лифт спустился с 7-го на 2-й этаж;
3) лифт поднялся с 3-го этажа подвала до 5-го этажа и вновь опустился на 1-й
этаж;
4) лифт опускается с 6-го этажа до 2-го этажа подвала.
Задание 2.
Выполните упражнения, что и в задании 1, но за начало отсчета примите пол 3-го
этажа подвала.
Задание 3.
Выполните упражнения, что и в задании 1, но за начало отсчёта примите 3-й этаж
дома.
Задание 4.
Сравните пути и перемещения (проекции перемещения), полученные при
выполнении первых трёх заданий.
Упражнение 63
Для каждого из шести случаев запишите основное уравнение динамики в проекциях на ось, определите
силу натяжения. Внимательно следите за направлением ускорения и начальной скорости груза, движущегося на
веревке.
Упражнение 64
Показаны четыре случая движения груза массой М, начальные скорости и ускорения для каждого
случая. Изобразите действующие силы. Запишите основное уравнение динамики и определите силу тяги в
каждом случае, зная, что коэффициент трения груза об опору равен µ.
Упражнение 65
Тело массой М находится в лифте. Начальные скорости и ускорения лифта указаны. Изобразите силы,
действующие на тело. Запишите основное уравнение динамики. Определите реакцию опоры в каждом случае.
Упражнение 16
Используя данные, приведённые на рисунке, запишите для каждого тела:
1. Уравнение скорости;
2. Определите скорости тел через 2 секунды;
3. Постройте графики скорости;
4. По графикам определите скорости через 2 секунды;
5. Сравните полученные результаты с результатами аналитического расчёта.
Упражнение 17
По графикам зависимости проекции скорости от времени определите для каждого тела :
1. Начальную скорость и ускорение;
2. Запишите уравнение скорости;
3. Определите скорость всех тел через 5 с;
4. Через сколько времени скорости всех тел будут равны
6 м/с?
Упражнение 18
По графикам проекции скорости (см. Упр. 17 ) постройте для каждого тела графики проекции
ускорения.
Упражнение 19
Прочитайте график, показанный на рисунке. Определите характер движения тела на каждом участке.
Упражнение 20
На рисунке вдоль оси координат расставлены движущиеся тела, показаны их скорости и ускорения. Запишите
для каждого тела уравнения скорости, перемещения и координаты.
Упражнение 21
Даны уравнения скорости, перемещения и координаты для каждого из пяти тел. Нарисуйте ось
координат и расставьте тела соответственно их начальным координатам, обозначьте их начальные скорости и
ускорения ( модуль и направление ).
1.νx=- 8 + 5t
2.νx=10
3.νx=4 - 3t
Sx=- 8 + 2,5t²
Sx=10t
Sx=4t -1,5t²
х=- 60- 8t + 2,5t²
х=- 40 + 10t
х=30 + 4t -1,5t²
4.νx=- 10 - 5t
Sx=- 10 – 2,5t²
X=60 - 10t – 2,5t²
5.νx=- 8
Sx=- 8t
х=110 - 8t
Упражнение 22
Решите квадратные уравнения : x²+4x+4=0 ; 2x²-8 -10=0 ; 2x²+8x+4=0
Упражнение 20
На рисунке вдоль оси координат расставлены движущиеся тела, показаны их скорости и ускорения. Запишите
для каждого тела уравнения скорости, перемещения и координаты.
Упражнение 21
Даны уравнения скорости, перемещения и координаты для каждого из пяти тел. Нарисуйте ось
координат и расставьте тела соответственно их начальным координатам, обозначьте их начальные скорости и
ускорения (модуль и направление ).
1.νx=- 8 + 5t
2.νx=10
3.νx=4 - 3t
Sx=- 8 + 2,5t²
Sx=10t
Sx=4t -1,5t²
х=- 60- 8t + 2,5t²
х=- 40 + 10t
х=30 + 4t -1,5t²
4.νx=- 10 - 5t
Sx=- 10 – 2,5t²
X=60 - 10t – 2,5t²
5.νx=- 8
Sx=- 8t
х=110 - 8t
Упражнение 22
Решите квадратные уравнения : x²+4x+4=0 ; 2x²-8 -10=0 ; 2x²+8x+4=0
Тест по теме
(АРХИМЕДОВА СИЛА)
1. В какой воде легче плавать: в речной или морской?
1. Одинаково легко в речной и морской.
2.В морской. 3. В речной.
2. Лодка с мальчиком вытесняет 0,1 м3 воды. Чему равен вес
мальчика,если лодка весит 500 н? Плотность воды 1000 кг/м3.
1.50 н. 2. 100 н. 3.500 н. 4.1000 н.
3.Как изменяется осадка корабля если он переходит из реки в
море?
1.Увеличивается. 2. Уменьшается. 3.Не изменяется.
4. В атмосфере какой планеты будет подниматься воздушный
шар,наполненный воздухом?
1. В любой атмосфере. 2. Не будет в любой атмосфере.
3.В атмосфере, плотность которой больше плотности воздуха.
5.Когда тело,целиком погруженное в жидкость, тонет?
1. Если сила тяжести больше архимедовой силы.
2. Если сила тяжести меньше архимедовой силы.
3. Если сила тяжести равна архимедовой силе.
6. Дирижабль наполняют легким газом-водородом или гелием.
Не лучше ли было бы выкачать из него воздух?
1. Нет. 2. Да.
7. Воздушные шары могут подняться на:
1. Определенную высоту от поверхности Земли.
2. Любую высоту от поверхности Земли.
8.Железный брусок тонет в воде, а на деревянный брусок такого
же объема плавает на ее поверхности. На какой из них действует
большая выталкивающая сила?
1. На железный.
2. На деревянный.
3. На оба одинаковые.
9. С увеличением количества грузов на морском корабле
архимедова сила, действующая на корабль:
1. Увеличится. 2. Уменьшится. 3. Не изменится.
10. В воду опущен медный кубик массой 0,1 кг и очень тонкая
медная пластинка массой 100 г. Одинаковая ли выталкивающая
сила действует на кубик и пластинку?
1. На кубик больше. 2. Одинаковые.
3. На пластинку больше.
Итоговый тест по физике_3
Вопрос №1: Какие из перечисленных ниже величин являются векторными величинами? 1) Скорость 2)
Ускорение 3) Путь.
1. Только 1
2. Только 2
3. Только 3
4. 1 и 2
Вопрос №2: Наибольшие заслуги в открытии закона сохранения и превращения энергии принадлежат...
1. Гюйгенсу и Лейбницу
2. Галилею и Ньютону
3. Даламберу, Декарту и Энгельсу
4. Майеру, Джоулю и Гельмгольцу
Вопрос №3: Когда мы говорим, что смена дня и ночи на Земле объясняется вращением Земли вокруг своей оси,
то мы имеем в виду систему отсчета, связанную с...
1. Солнцем
2. Землей
3. планетами
4. любым телом
Вопрос №4: Мяч, брошенный вертикально вниз с высоты 6 м, достиг пола и поднялся на высоту 4 м. Чему
равны путь l, пройденный мячом, и его перемещение S?
1. l = 10 м, S = 2 м
2. l = 10 м, S = 0
3. l = 6 м, S = 4 м
4. l = 4 м, S = 6 м
Вопрос №5: Автомобиль, движущийся прямолинейно равноускоренно, увеличил свою скорость с 3 м/с до 12
м/с за 3 с. С каким ускорением двигался автомобиль?
1. 1 м/с 2
2. З м/с 2
3. 4 м/с 2
4. 12 м/с 2
Вопрос №6: Самолет начал движение по взлетной полосе из состояния покоя с постоянным ускорением 2
м/с 2. Какой путь пройден им за 10 с?
1. 20 м
2. 40 м
3. 100 м
4. 200 м
Вопрос №7: Автомобиль движется на повороте по круговой траектории радиусом 50 м с постоянной по модулю
скоростью 10 м/с. Каково ускорение автомобиля?
1. 0,2 м/с2
2. 2 м/с2
3. 5 м/с2
4. 500м/с2
Вопрос №8: Теплоход движется равномерно и прямолинейно со скоростью 3 км/ч относительно воды. Человек
идет по палубе теплохода со скоростью 4 км/ч в направлении, перпендикулярном вектору скорости теплохода.
Какова скорость человека относительно воды?
1. 7 км/ч
2. 5 км/ч
3. √7 км/ч
4. 1 км/ч
Вопрос №9: Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю. Какова траектория движения этого
тела?
1. Прямая
2. Окружность
3. Парабола
4. Эллипс
Вопрос №10: Луна и Земля притягиваются друг к другу. Каково соотношение между модулями сил F1 действия
Земли на Луну и F2 - действия Луны.
1. F1> F2
2. F1 < F2
3. F1= F2
4. F1>>F2
Вопрос №11: Три тела: свинцовая дробинка, пробка и перышко начинают одновременно свободно падать на
Землю в вертикальной трубке, из которой откачан воздух. Какое из этих тел быстрее достигнет дна трубки?
1. Дробинка
2. Пробка
3. Перышко
4. Все три тела одновременно
Вопрос №12: Как будет двигаться тело массой 3 кг под действием постоянной силы 6 Н?
1. Равномерно, со скоростью 2 м/с
2. Равномерно, со скоростью 0,5 м/с
3. Равноускоренно, с ускорением 2 м/с2
4. Равноускоренно, с ускорением 0,5 м/с2
Вопрос №13: На космонавта, находящегося на поверхности Земли, действует сила тяготения 360 Н. Какая
гравитационная сила действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом корабле, находящемся
на расстоянии двух радиусов Земли от земной поверхности?
1. 360 Н
2. 180 Н
3. 120 Н
4. 90 Н
5. 40 Н
Итоговый тест по физике_3
Вопрос №1: Какие из перечисленных ниже величин являются векторными величинами? 1) Скорость 2)
Ускорение 3) Путь.
1. Только 1
2. Только 2
3. Только 3
4. 1 и 2
Вопрос №2: Наибольшие заслуги в открытии закона сохранения и превращения энергии принадлежат...
1. Гюйгенсу и Лейбницу
2. Галилею и Ньютону
3. Даламберу, Декарту и Энгельсу
4. Майеру, Джоулю и Гельмгольцу
Вопрос №3: Когда мы говорим, что смена дня и ночи на Земле объясняется вращением Земли вокруг своей оси,
то мы имеем в виду систему отсчета, связанную с...
1. Солнцем
2. Землей
3. планетами
4. любым телом
Вопрос №4: Мяч, брошенный вертикально вниз с высоты 6 м, достиг пола и поднялся на высоту 4 м. Чему
равны путь l, пройденный мячом, и его перемещение S?
1. l = 10 м, S = 2 м
2. l = 10 м, S = 0
3. l = 6 м, S = 4 м
4. l = 4 м, S = 6 м
Вопрос №5: Автомобиль, движущийся прямолинейно равноускоренно, увеличил свою скорость с 3 м/с до 12
м/с за 3 с. С каким ускорением двигался автомобиль?
1. 1 м/с 2
2. З м/с 2
3. 4 м/с 2
4. 12 м/с 2
Вопрос №6: Самолет начал движение по взлетной полосе из состояния покоя с постоянным ускорением 2
м/с 2. Какой путь пройден им за 10 с?
1. 20 м
2. 40 м
3. 100 м
4. 200 м
Вопрос №7: Автомобиль движется на повороте по круговой траектории радиусом 50 м с постоянной по модулю
скоростью 10 м/с. Каково ускорение автомобиля?
1. 0,2 м/с2
2. 2 м/с2
3. 5 м/с2
4. 500м/с2
Вопрос №8: Теплоход движется равномерно и прямолинейно со скоростью 3 км/ч относительно воды. Человек
идет по палубе теплохода со скоростью 4 км/ч в направлении, перпендикулярном вектору скорости теплохода.
Какова скорость человека относительно воды?
1. 7 км/ч
2. 5 км/ч
3. √7 км/ч
4. 1 км/ч
Вопрос №9: Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю. Какова траектория движения этого
тела?
1. Прямая
2. Окружность
3. Парабола
4. Эллипс
Вопрос №10: Луна и Земля притягиваются друг к другу. Каково соотношение между модулями сил F1 действия
Земли на Луну и F2 - действия Луны.
1. F1> F2
2. F1 < F2
3. F1= F2
4. F1>>F2
Вопрос №11: Три тела: свинцовая дробинка, пробка и перышко начинают одновременно свободно падать на
Землю в вертикальной трубке, из которой откачан воздух. Какое из этих тел быстрее достигнет дна трубки?
1. Дробинка
2. Пробка
3. Перышко
4. Все три тела одновременно
Вопрос №12: Как будет двигаться тело массой 3 кг под действием постоянной силы 6 Н?
1. Равномерно, со скоростью 2 м/с
2. Равномерно, со скоростью 0,5 м/с
3. Равноускоренно, с ускорением 2 м/с2
4. Равноускоренно, с ускорением 0,5 м/с2
Вопрос №13: На космонавта, находящегося на поверхности Земли, действует сила тяготения 360 Н. Какая
гравитационная сила действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом корабле, находящемся
на расстоянии двух радиусов Земли от земной поверхности?
1. 360 Н
2. 180 Н
3. 120 Н
4. 90 Н
5. 40 Н
Механика_3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
4
4
1
1
2
3
2
2
1
3
4
3
5
Итоговый тест по физике_4
Вопрос №1: В космическом пространстве за пределами земной атмосферы телу сообщается вторая космическая
скорость в горизонтальном направлении. По какой траектории будет двигаться тело?
1. По прямой
2. По эллипсу
3. По параболе
4. По окружности
5. По гиперболе
Вопрос №2: Тело массой 10 кг движется равномерно прямолинейно по горизонтальной поверхности при
действии на него силы 20 Н, направленной горизонтально. Каково значение коэффициента трения? Ускорение
свободного падения примите равным 10 м/с 2.
1. 2
2. 0,5
3. 0,2
4. 0,05
Вопрос №3: Тело массой 5 кг движется со скоростью 4 м/c. Чему равно численное значение импульса тела?
1. 0,8
2. 1,25
3. 20
4. 40
5. 80
Вопрос №4: Мяч массой 1 кг, движущийся со скоростью 2 м/с, сталкивается со стенкой и отталкивается от нее
в противоположном направлении с той же по модулю скоростью. Чему равен модуль изменения импульса мяча?
1. 0
2. 4 кг * м/с
3. 8 кг * м/с
4. 4 *√ 2 кг * м/с
Вопрос №5: Тело массой 5 кг движется со скоростью 4 м/с. Чему равно численное значение кинетической
энергии тела?
1. 0,8
2. 1,25
3. 20
4. 40
5. 80
Вопрос №6: Тележка массой 3 кг, движущаяся со скоростью 2 м/с, сталкивается с неподвижной тележкой
массой 5 кг и сцепляется с ней. Чему равна скорость обеих тележек после взаимодействия?
1. 0,5 кг*м/с
2. 1 кг *м/с
3. 1,5 кг* м/с
4. 6 кг * м/с
Вопрос №7: При каких из перечисленных ниже углов между действующей на тело силой и его перемещением
работа этой силы положительна?
1. 30°
2. 90°
3. 150°
4. 210°
Вопрос №8: Груз массой 2 кг колеблется на пружине в вертикальной плоскости с амплитудой 0,1 м. Чему равна
работа силы упругости за один период? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с 2.
1. 0
2. 1 Дж
3. 2 Дж
4. 4 Дж
Вопрос №9: Как изменится потенциальная энергия упруго деформированного тела при увеличении его
деформации в 2 раза?
1. Не изменится
2. Уменьшится в 2 раза
3. Уменьшится в 4 раза
4. Уменьшится в 8 раз
Вопрос №10: В замкнутой системе тел, в которой действуют силы тяготения и трения, сохраняется...
1. только суммарный импульс всех тел системы
2. только суммарная кинетическая энергия всех тел системы
3. только суммарная потенциальная энергия всех тел системы
4. только полная механическая энергия всех тел системы
5. импульс и полная механическая энергия всех тел системы
Вопрос №11: Как нужно изменить длину нити математического маятника, чтобы его период колебаний
увеличить в 2 раза?
1. Увеличить в 2 раза
2. Увеличить в 4 раза
3. Уменьшить в 2 раза
4. Уменьшить в 4 раза
Вопрос №12: На пружине жесткостью 200 Н/м колеблется груз с амплитудой, равной 10 см. Чему равна полная
энергия груза в момент его наибольшего отклонения?
1. 1 Дж
2. 2 Дж
3. 10 Дж
4. 20 Дж
Механика_4
1. 3
2. 3
3. 3
4. 3
5. 4
6. 4
7. 1
8. 1
9. 3
10. 1
11. 2
12. 1
Вариант 2
Постоянная Авогадро NA=6,02 1023 моль-1.
Универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/К моль.
Постоянная Больцмана k=1,38 10-23 Дж/К.
Объем одного моля газа при нормальных условиях VM=22,4 л.
Молярная масса азота М=28 г.
Молярная масса кислорода М=32 г.
Молярная масса водорода М=2,0 г.
Удельная теплоемкость алюминия с=0,90 103 Дж/кг К
Удельная теплоемкость меди с=0,38 103 Дж/кг К
Удельная теплоемкость свинца с=0,13 103 Дж/кг К
Удельная теплота плавления льда =333 103 Дж/кг.
Удельная теплота плавления меди =175 103 Дж/кг.
Удельная теплота плавления свинца =25 103 Дж/кг.
1.
Газ при расширении совершил работу 20 Дж. Внутренняя энергия при этом
увеличилась на 30 Дж.
1.
2.
3.
4.
Газ получил количество теплоты, равное 10 Дж
Газ получил количество теплоты, равное 50 Дж
Газ отдал количество теплоты, равное 10 Дж
Газ отдал количество теплоты, равное 50 Дж
2.
В тепловом двигателе за полный цикл газ получил 500 Дж тепла и отдал 300 Дж тепла. Какую при этом
он совершил работу?
1.
500 Дж
2.
200 Дж
3.
300 Дж
4.
800 Дж
3.
Какую работу совершил газ при переходе из
первого состояния во второе?
P, МПа
1
1,6 кДж
–1,6 кДж
1,2 кДж
–1,2 кДж
1.
2.
3.
4.
p
4.
В каком состоянии объем газа
больше?
1.
2.
3.
4.
5.
В первом
Во втором
Одинаково
Недостаточно данных
.2
.1
Т условиях (р=10 5
Кислород О2 массой 2,4 г находится в сосуде под невесомым поршнем при нормальных
Па, Т=273 К). Какой объем занимает этот газ?
1.
2.
3.
4.
1,9 л
1,7 л
27 л
15 л
Чему равна концентрация молекул азота N2 при нормальных условиях (р=105 Па, Т=273 К).
6.
1
2
3
4
1,9 1025 1/м3
2,7 1025 1/м3
2,2 1019 1/м3
2,7 1023 1/м3
7.
Концентрация молекул газа в сосуде 1,5 1028 м-3. Давление при постоянном объеме
изменилось на 0,20 МПа. На сколько изменилась температура газа?
1.
2.
3.
4.
1,5 К
2,7 К
2,0 К
1,0 К
Какое количество тепла надо сообщить, чтобы расплавить 2,0 кг меди?
8.
1.
2.
3.
0,35 МДж
0,67 МДж
0,50 МДж
0,20 МДж
4.
На сколько изменилась внутренняя энергия 1,5 кг алюминия при нагревании от 20 0С до 100 0С?
9.
11 МДж
0,55 МДж
0,16 МДж
0,32 МДж
1.
2.
3.
4.
10.
В идеально газе средняя кинетическая энергия молекул увеличилась в два раза. Во сколько раз
изменилась температура газа?
1.
2.
3.
4.
2
2
4
2
2
1. 2
2. 2
3. 3
4. 1
5. 2
6. 2
7. 4
8. 1
9. 1
10. 2
Вариант 3
Постоянная Авогадро NA =6,02 1023 моль-1.
Универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/К моль.
Постоянная Больцмана k=1,38 10-23 Дж/К.
Объем одного моля газа при нормальных условиях VM=22,4 л.
Молярная масса азота М=28 г.
Молярная масса кислорода М=32 г.
Молярная масса водорода М=2,0 г.
Удельная теплоемкость алюминия с=0,90 103 Дж/кг К
Удельная теплоемкость меди с=0,38 103 Дж/кг К
Удельная теплоемкость свинца с=0,13 103 Дж/кг К
Удельная теплота плавления льда =333 103 Дж/кг.
Удельная теплота плавления меди =175 103 Дж/кг.
Удельная теплота плавления свинца =25 103 Дж/кг.
Газ при расширении совершил работу 20 Дж, при этом получил количество
теплоты, равное 10 Дж.
2.
1.
2.
3.
4.
3.
Внутренняя энергия газа увеличилась на 30 Дж
Внутренняя энергия газа увеличилась на 10 Дж
Внутренняя энергия газа уменьшилась на 10 Дж
Внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 Дж
В тепловом двигателе за полный цикл газ получил 500 Дж тепла и отдал 300 Дж тепла. Чуму равен
КПД?
5.0,4
6.0,6
7.0,375
8.0,625
3.
Какую работу совершил газ при переходе из
первого состояния во второе?
P, МПа
5. 1,6 кДж
6. –1,6 кДж
7. 1,2 кДж
8. –1,2 кДж
2
4
1
2
2
6
V.л
V
4.
В каком состоянии давление газа
больше?
5.
6.
7.
8.
В первом
Во втором
Одинакова
Недостаточно данных
.2
.1
5. Водород Н2 массой 2,4 г находится в сосуде под невесомым поршнем при нормальных условиях (р=10 5
T
Па, Т=273 К). Какой объем занимает этот газ?
5.
6.
7.
8.
6.
1,9 л
1,7 л
27 л
15 л
Чему равна концентрация молекул кислорода О2 при нормальных условиях (р=105Па, Т=273 К).
1
2
3
4
1,9 1025 1/м3
2,7 1025 1/м3
2,2 1019 1/м3
2,7 1023 1/м3
7.
Концентрация молекул газа в сосуде 2,5 1028 м-3. Давление при постоянном объеме
изменилось на 0,50 МПа. На сколько изменилась температура газа?
5.
6.
7.
8.
2,0 К
2,7 К
1,5 К
1,0 К
8.
Какое количество тепла надо сообщить, чтобы расплавить 8,0 кг свинца?
5.
6.
7.
8.
9.
0,50 МДж
0,67 МДж
0,35 МДж
0,20 МДж
На сколько изменилась внутренняя энергия 1,5 кг свинца при нагревании от 20 0С до 100 0С?
5.
6.
7.
8.
11 МДж
0,55 МДж
0,16 МДж
0,32 МДж
10.
В идеальном газе средняя кинетическая энергия молекул увеличилась в два раза. Во сколько раз
изменилось давление газа?
5.
6.
7.
1.
2
4
2
2
2
1. 3
2. 1
3. 3
4. 1
5. 3
6. 2
7. 3
8. 4
9. 3
10. 2
Оптические приборы
Фотоаппарат
Прообразом фотоаппарата послужила камера – обскура. Устроена эта камера так: в стене непрозрачной
коробки проделано небольшое отверстие. На противоположной стене коробки проходящие сквозь отверстие
лучи света создают светлые пятна. Если отверстие мало, то можно увидеть на стенке коробки изображение того,
что находится перед отверстием камеры. Правда, для этого нужно забраться внутрь коробки. Если
противоположную отверстию стенку сделать из полупрозрачной бумаги, то изображение можно наблюдать, не
залезая в коробку.
Для повышения качества изображения в отверстие помещают линзу - объектив, которая позволяет
получить резкое изображение на задней стенке коробки. Перемещением линзы можно добиться резкости
изображения предметов, находящихся на определенном расстоянии от камеры. Если уменьшить диаметр
входного отверстия – диафрагмировать его, то достаточно резкими будут изображения предметов, находящихся
в определенном диапазоне расстояний от камеры. Диафрагма определяет «глубину резкости» изображения.
Например, фотоаппараты, установленные на космических кораблях, делают очень качественные снимки.
Однако аппарат движется вместе с кораблем со скоростью примерно 8 км/с. Как же в этом случае решается
проблема получения достаточно быстрого и качественного снимка? На хороших фотографиях, полученных из
космоса можно разглядеть объекты размером до 1 метра. Для того чтобы были понятны возможности техники,
приводился пример: можно различить генеральские погоны на человеке. Современные фотоаппараты имеют
множество деталей, которые дополняют основу – камеру + объектив. Фотоаппарат имеет регулируемый затвор,
лентопротяжный механизм, регулируемую диафрагму, устройство фокусировки (перемещения объектива), и так
далее. Некоторые фотоаппараты предоставляют возможность настройки резкости изображения с помощью
системы зеркал. Аппараты могут быть снабжены источником света и прочими «прибамбасами». Сейчас
используются цифровые фотоаппараты, в которых отсутствует фотопленка. Такие аппараты снабжены
полупроводниковой матрицей, состоящей из множества светочувствительных элементов. Запись изображения
осуществляется в электронную (flash-карты) или магнитную память. Пока качество изображений, получаемых с
помощью хороших и средних пленочных аппаратов, выше, чем у самых хороших цифровых. Но прогресс
цифровой техники идет столь стремительно, что уже ставятся под сомнение перспективы выживания
традиционной пленочной фотографии. По крайней мере, в бытовых (не профессиональных) применениях
удобство цифрового аппарата неизмеримо выше, чем традиционного.
Фотография
В 19 веке был изобретен способ фиксации таких изображений с помощью светочувствительных
материалов. В современной фотографии используются серебросодержащие вещества, которые под
воздействием света могут разлагаться на составляющие части. Светочувствительная пленка состоит из прочной
прозрачной основы и нанесенного на неё слоя желатины с вкрапленными в неё светочувствительными
кристалликами. Подвергнутый освещению светочувствительный материал сохраняет информацию о том, на
какие его частички попадал свет, то есть хранит скрытое изображение. Химическая обработка такого материала
приводит к многократному увеличению количества разложившихся молекул вследствие того, что в процессе так
называемого «проявления» изображения происходят цепные химические реакции. В результате этих реакций
выделяется серебро и на месте частички светочувствительного материала возникает темное пятнышко.
Регулируя время проявления, можно получить определенное фиксированное увеличение количества
разложившихся молекул. Процесс проявления прекращают и оставшиеся неразложившиеся молекулы удаляют с
помощью другого химического процесса, который называется «закреплением» изображения.
«Чувствительность» и разрешающая способность фотопленки зависят от размеров и концентрации
серебросодержащих частичек в слое желатины. Чем меньше размеры частичек, тем выше разрешающая
способность пленки, но одновременно меньше её чувствительность.
Оптическая система глаза
Состав, назначение каждого элемента, работа.
Склера (корпус), роговица (входное окошко), жидкость, радужная оболочка – зрачок регулируемого
размера, хрусталик, стекловидное тело, сетчатка, центральная ямка, зрительный нерв (место входа - слепое
пятно).
Прозрачная роговица глаза создает для света, попадающего в глаз, преломляющую (примерно
сферическую) поверхность с радиусом кривизны близким к 1 см. За достаточно тонкой роговицей находится
жидкость, по оптическим свойствам близкая к воде (n≈4/3). Параллельный пучок лучей после прохождения
роговицы собрался бы внутри жидкости на расстоянии примерно nR/(n-1) ≈ 4 см от места входа в глаз.
Нормальный глаз может аккомодироваться на наблюдение предметов удаленных от глаза на расстояния от 20
см до бесконечности. Внешняя поверхность роговицы при этом обеспечивает собирание пучка на расстояниях
от 5 см до 4 см от места входа света в глаз внутри жидкости. Глаз имеет размер от роговицы до сетчатки
примерно 30 мм. На пути сходящегося пучка света находится хрусталик, оптическая плотность которого больше
плотности воды n~1,4. Хрусталик обеспечивает дополнительное отклонение лучей света и укорачивает
расстояние, на котором лучи фокусируются. Фокусировка лучей осуществляется на сетчатке – чувствительном
слое клеток, выстилающих почти всю внутреннюю поверхность глаза. Оптическая сила хрусталика при
изменении его формы может меняться по величине от ~8 до ~13 диоптрий. Хрусталик находится внутри
жидкости с показателем преломления близким к 4/3. В состоянии, обеспечивающем наибольшее преломление
света, хрусталик имеет радиусы кривизны преломляющих свет поверхностей (если их считать одинаковыми)
около 0,8 см, а в состоянии наименьшего преломления радиусы кривизны соответствующих поверхностей
равны примерно 1,3 см.
Разрешающие возможности глаза. Нормальный глаз может различить как отдельные две светящиеся
точки, если угловое расстояние между ними составляет около одной угловой минуты. Это означает, что
соседние светочувствительные элементы в центральной ямке на сетчатке глаза находятся в среднем на
расстоянии равном 5 микрометрам. Если учесть, что длины волн света, видимого глазом, находятся в диапазоне
от 0,4 до 0,8 микрометра, нужно признать, что глаз это весьма качественный оптический прибор.
Чувствительность и разрешающая способность глаза зависят от длины волны света и от его
интенсивности. Диапазон воспринимаемых глазом интенсивностей света необычайно велик. Мы можем,
прищурившись, смотреть на Солнце в зените, а самой темной ночью что-то различать и ориентироваться при
свете звезд. Огонек сигареты можно увидеть ночью на расстоянии нескольких километров.
В основе механизма чувствительности глаза к свету лежат обратимые химические реакции разложения
молекул под действием света. Глаз содержит светочувствительные клетки двух сортов: так называемые
«колбочки» и «палочки». За цветное зрение отвечают колбочки. Зрение при слабом освещении обеспечивают
палочки.
Для рассматривания предмета во всех подробностях его подносят ближе к глазам. При этом его
изображение на сетчатке глаза становится больше. Однако особо близко предмет подносить бесполезно, так как
глаз не может аккомодироваться на рассматривание предметов на расстоянии меньшем 10 см. Минимальное
расстояние, на котором можно долго без утомления рассматривать глазами предмет, называется расстоянием
наилучшего зрения. Для людей с нормальным зрением это расстояние в среднем равно 25 см.
Дефекты зрения проявляются в том, что глаз не обеспечивает получения резкого изображения на
сетчатке. Причинами могут быть самые разные факторы. Глаз может быть, например, вытянут или укорочен в
продольном направлении. В обоих случаях при определенном напряжении мышцы, управляющей хрусталиком
на сетчатке не получается резкого изображения. Для коррекции зрения применяют дополнительные линзы
(очки), которые различают по знаку оптической силы. Очки подбираются такие, чтобы при расслабленной
мышце, управляющей хрусталиком, глаз был бы настроен на рассматривание предметов, удаленных на большое
(бесконечное) расстояние. Менее распространенным дефектом зрения является астигматизм. Причиной
астигматизма является отсутствие осевой симметрии глаза, например его сплющенность в направлении
перпендикулярном оси. Астигматизм исправляют цилиндрическими линзами.
Лупа
Если между предметом и глазом поместить собирающую линзу на расстоянии от предмета меньшем,
чем фокусное расстояние линзы, то можно заметить изображение предмета увеличенных угловых размеров.
Пользуясь лупой, можно рассматривать не сам предмет, а его изображение с расстояния наилучшего зрения.
Лупу приближают к глазу вплотную, а затем перемещают предмет так, чтобы его изображение оказалось на
расстоянии наилучшего зрения. При рассматривании маленького (Х) предмета с расстояния наилучшего зрения
(D) невооруженным глазом на сетчатке возникает изображение равное по размеру примерно Хf/D.
Здесь величина f фокусное расстояние глаза (примерно 20 мм). Если мы рассматриваем с расстояния
наилучшего зрения мнимое изображение этого же маленького предмета через лупу с фокусным расстоянием F,
то предмет можно расположить на расстоянии L, которое связано с F, и D соотношением:
1/L-1/D=1/F.
L=DF/(D+F)
В этом случае размер изображения предмета на сетчатке глаза будет равен Хf/L. Отношение размеров
изображений называется увеличением лупы. Оно равно D/L=(D+F)/F.
Заметим, что чем больше угол, под которым виден предмет, тем больше его изображение на сетчатке
глаза.
Подзорная труба и телескоп
Представляете себе, какие замечательные возможности получил человек, когда появился телескоп –
прибор, позволяющий рассматривать удаленные предметы. С его помощью были открыты самые различные
объекты на звездном небе! Спутники Юпитера и кольца Сатурна, фазы Венеры, горы и цирки на Луне!
Существуют два основных типа телескопов. Рефракторы и рефлекторы. Свет от далеких объектов в рефракторе
собирается с помощью линзы большого диаметра - объектива и формируется в изображение. Свет от этого
изображения направляется с помощью окуляра в глаз наблюдателя или на какой-либо регистрирующий прибор
(например, фотопластинку). Телескоп и подзорная труба в принципе устроены одинаково, только подзорные
трубы обычно предназначены для того, чтобы получать прямое (то есть не перевернутое) изображение, а для
телескопов это свойство не является существенным.
Рассмотрим два типа подзорных труб для наблюдения далеких объектов, их придумали Галилей и
Кеплер. В обеих трубах объективом служит длиннофокусная линза. Окуляром в трубе Галилея служит
рассеивающая линза. Труба Галилея создает прямое изображение. Окуляром в трубе Кеплера служит
собирающая линза. Труба Кеплера создает перевернутое изображение. Чтобы труба Кеплера могла
использоваться как подзорная труба, внутри корпуса между объективом и окуляром устанавливают
«оборачивающую» систему линз. Чтобы весь собранный объективом свет от далекого источника направить в
глаз наблюдателя нужно сформировать его в пучок параллельных лучей, имеющий диаметр равный диаметру
входного зрачка глаза, то есть примерно 8 мм для ночных наблюдений или около 3 мм для дневных
наблюдений. Если диаметр объектива D, а его фокусное расстояние F, то для такого объектива нужен окуляр с
диаметром примерно равным диаметру входного зрачка глаза (d) (или чуть больше) и с фокусным расстоянием
равным
f=Fd/D.
Подзорные трубы дают угловое увеличение (F/f), а также увеличивают световой поток, попадающий в
глаз, в (D/d)2 раз. При рассматривании земных объектов в подзорных трубах используется их свойство
увеличивать угол зрения, а при наблюдении далеких звезд, когда, сколько ни увеличивай угол, все равно он
близок к нулю, свойство концентрировать световой поток. Звезды, которые не видно невооруженным глазом из
за их малой яркости, видны в телескоп! Дважды мы уже употребили слова световой поток - это тоже мостик в
самое ближайшее будущее. На следующем уроке мы поговорим о фотометрии.
Второй основной тип телескопов, который сейчас наиболее широко применяется - это рефлекторы. В
этом типе приборов основной элемент, собирающий световой поток и формирующий изображение, - это
сферическое (а ещё лучше параболическое) зеркало. Как мы выяснили ранее, качество телескопа определяются
диаметром его входного отверстия, то есть диаметром объектива или зеркала, так как он определяет световой
поток. Преимущество зеркальных телескопов перед линзовыми не только в том, что технически легче
изготовить зеркало, чем линзу, но и в том, что в зеркальном телескопе фокусное расстояние объектива не
зависит от длины волны света, а также в том, что в зеркальном телескопе более широк диапазон длин световых
волн. Известна конструкция телескопа Ньютона. Остроумную конструкцию телескопа, которая при наименьших
технологических требованиях обеспечивает высокое качество, предложил Максутов. В его менисковом
телескопе используются и отражение света в зеркале, и преломление света на стеклянном мениске.
Преломляющие и отражающие поверхности подобраны так, что одна исправляет ошибки (аберрации) другой.
Микроскоп
Следующий прибор, который мы с Вами рассмотрим это микроскоп. Этот прибор позволяет
значительно увеличить угол зрения на объект. Наблюдатель рассматривает мнимое изображение объекта с
расстояния наилучшего зрения (D=25см). Объектив создает увеличенное перевернутое изображение предмета
внутри тубуса микроскопа. Это изображение рассматривается через окуляр, который работает, как лупа. Если
фокусные расстояния объектива F1 и окуляра F2 малы в сравнении с длиной тубуса L и расстоянием наилучшего
зрения D, то линейное или угловое увеличение микроскопа можно рассчитать так:
(L/F1)×(D/F2).
Наблюдатель, рассматривая объект невооруженным глазом, поднес бы его на расстояние наилучшего
зрения, поэтому линейное и угловое увеличения микроскопа совпадают.
В формуле увеличения микроскопа нет никаких ограничений на величину увеличения. Однако волновая
природа света такие ограничения накладывает: существует так называемый дифракционный предел разрешения
оптических приборов.
Свойства зрения
Свет и цвет
Электромагнитные волны (видимый свет в том числе) переносит энергию. Напомним, что плотность
потока энергии определяется вектором Пойнтинга
P=[E×H]
Человеческий глаз воспринимает как видимые электромагнитные волны в диапазоне от 0,4 до примерно
0,8 микрометра. Волны в этом диапазоне мы будем называть светом. Человеческий глаз имеет разную
чувствительность для воспринимаемых нами как свет электромагнитных волн разных длин. Одинаковый по
плотности энергии поток в зависимости от распределения энергии этого потока по спектру воспринимается
глазом по-разному. Характеристиками светового потока, который воспринимается глазом, являются яркость,
цвет и насыщенность цвета. Глаз воспринимает как одинаково яркие световые потоки разной энергии, если они
соответствуют разным цветам. Наибольшая чувствительность глаза достигается для длин волн в диапазоне
0,550 – 0,555 микрометров. Именно в этом диапазоне находится максимум плотности потока энергии от нашего
светила – Солнца. Во всем спектральном диапазоне видимых волн чувствительность глаза изменяется в десятки
и сотни раз, уменьшаясь к границам этого диапазона. Можно говорить об относительной чувствительности
глаза к волнам разной длины. За единицу можно принять чувствительность к волнам в максимуме. Кривая
относительной чувствительности называется кривой видности (страница 51). Значения видности приведены в
таблице 3.1 на странице 52 в «Оптике» Ландсберга. Чтобы поток фиолетового цвета казался одинаково ярким в
сравнении с потоком желто-зеленого цвета, нужно в две с лишним тысячи раз больший энергетический поток.
Для того чтобы вызвать одинаковое ощущение яркости для длин волн 0,55 и 0,760 требуется в 20 000 раз
отличающиеся потоки энергии.
Чувствительность глаза зависит от интенсивности полного светового потока, попадающего в глаз. При
малой интенсивности потока глаз различает только наличие и отсутствие света – видит в черно – белом
варианте. При ярком освещении глаз различает цвета.
Цветовое зрение
В сетчатке глаза человека есть два типа светочувствительных клеток: колбочки и палочки. Палочки
распределены по всей поверхности сетчатки приблизительно равномерно. Они отвечают за черно-белое зрение.
За цветовое зрение отвечают колбочки, которые распределены неравномерно по площади сетчатки. Наибольшая
концентрация колбочек достигается в области желтого пятна на сетчатке. Угловые размеры желтого пятна
примерно 8° в вертикальном направлении и около 7° в горизонтальном направлении. Самая большая
концентрация колбочек в районе центральной ямки. Именно на это место проецируется изображение той части
объекта, которую глаз рассматривает с наибольшим разрешением. Глаз обладает тремя типами рецепторов,
реагирующих по-разному на свет разных длин волн. Условно можно говорить о синих, зеленых и красных
рецепторах. Точно не известно, обладает ли каждая колбочка рецепторами всех трех типов, или существуют
специализированные клетки, но этих трех типов рецепторов нам достаточно, чтобы видеть мир в цвете.
Одному и тому же ощущению цвета и насыщенности цвета светового потока могут соответствовать
разные распределения энергии по спектру.
Актуальной является задача подбора интенсивностей и спектральных составов красок при цветной
печати или токов в трубках цветных мониторов. Устройствам печати или мониторам нужно обеспечить
правильную цветопередачу. В чем состоит проблема? Дело в том, что регистрирующие свет устройства не
имеют такого же спектрального распределения чувствительности, как и человеческий глаз, кроме того,
существует неоднозначность представления цвета составляющими элементарными цветами.
Фотометрия
В связи с указанными особенностями зрения для сравнения потоков электромагнитной энергии нужно
ввести величину, которая характеризовала бы энергетический поток по зрительному восприятию.
Энергию, переносимую через какую-нибудь площадку за единицу времени, оцениваемую по
зрительному восприятию называют световым потоком Ф через эту поверхность. Единицей светового потока
является люмен
Отношение светового потока к площади, на которую он падает, называется освещенностью
поверхности Е = Ф/S. Единицей освещенности является люкс.
Если световой поток Ф излучается с поверхности S, то отношение Ф/S – называют светимостью
поверхности.
Если световой поток распространяется от источника света в определенном направлении и в
определенном телесном угле Ω, то силой света I называют величину Ф/Ω. Единицей силы света является
кандела.
Освещенность площадки зависит угла наклона площадки к лучам и от расстояния от источника до
площадки. E=Icos(α)/R2.
Самая субъективная из всех физических единиц измерения в СИ – кандела. Для определения этой
единицы измерения силы света изготавливают по определенным правилам эталонный источник света. В эталоне
света используется тепловое излучение при температуре плавления платины.
Единица силы света кандела – равная 1/60 силы света, излучаемого в направлении нормали с 1/60 см 2
указанного светового эталона.
Если выделить из всего спектра излучения небольшой участок вблизи 0,555 микрометра, то для того,
чтобы создать одинаковое по зрительному восприятию яркости ощущение с потоком света в один люмен, нужна
мощность 0,00160 Вт. Величина 0,00160 Вт/лм называется механическим эквивалентом света.
Для измерения силы света используют метод сравнения силы света от измеряемого источника с
эталонным источником света. С помощью этих двух источников освещают рядом расположенные одинаковые
площадки. Путем ослабления потоков света добиваются одинаковой освещенности этих площадок. Если
источники света можно считать точечными, то убывание освещенностей происходит по закону обратного
квадрата расстояния, поэтому их можно располагать на разных расстояниях от освещаемых площадок и
отношение квадратов расстояний даст отношение сил источников света. Конечно, существуют и другие способы
калиброванного ослабления световых потоков. Устройства, в которых сравнивают силы света, называют
фотометрами.
Колориметрия
Понятие цвета очень субъективно. Дело в том, что свойства глаз у всех людей разные и один и тот же
предмет для разных людей кажется окрашенным по разному. От чего зависит цвет того или иного светящегося
объекта? Конечно, он зависит от спектрального состава излучения объекта, но вместе с тем и от общего фона,
на котором виден объект.
Объект, излучающий свет, может светиться самостоятельно или частично отражать падающий на него
внешний поток света. В свете, отраженном объектом, излучение в какой-то части спектра может присутствовать
в большей или меньшей степени в сравнении с распределением энергии излучения в падающем свете. Если
предмет освещается белым светом Солнца и поглощает синие и зеленые лучи, то он кажется нам красным.
Поглощение красного и зеленого цветов дает синюю окраску предмету.
Ощущение цвета весьма обманчиво. Если девушка в белом платье освещается красным светом
заходящего Солнца, то мы все равно приписываем платью белый цвет, хотя спектр света вовсе не содержит
синих и зеленых лучей!
Устройства, в которых объективно устанавливают цвет световых потоков, называются колориметрами.
В настоящее время принята трехмерная система классификации цветов. Основными цветами можно выбрать
любые три, которые не могут быть выражены друг через друга. Широко используется система с тремя
основными цветами красным, синим и зеленым. На осях XYZ отложим отрезки единичной длины из начала
координат и проведем через концы отрезков плоскость. В центре треугольника, образованного концами этих
отрезков находится нейтральный (ахроматический) белый цвет. Для полной характеристики света достаточно
двух основных цветов и суммы (яркости). При сложении двух световых потоков разного цвета положение
точки, характеризующей цвет на цветовой диаграмме, выбирается на линии, соединяющей цветовые точки двух
складывающихся световых потоков на расстояниях, которые обратно пропорциональны интенсивностям
потоков.
Существуют цвета, которые имеют одинаковые относительные количества трех основных цветов,
однако отличаются по названию. Примером может служить желтый цвет. Если суммарная яркость цветного
пятна мала в сравнении со средней яркостью объекта или изображения, то желтый по составу цвет мы называем
коричневым.
А что такое серый цвет? Это белый цвет малой яркости. Одинаковый по яркости света объект в
зависимости от окружающих его освещенных предметов может быть назван черным, серым или белым.
Цвет, который мы приписываем объекту, при одинаковом спектральном распределении энергии в
излучаемом объектом свете зависит от яркости (общей освещенности) – это так называемый эффект Пуркинье.
Самосветящиеся объекты, создающие белый свет, имитирующий солнечное дневное освещение, (лампы
накаливания, люминесцентные лампы) характеризуются так называемой цветовой температурой. Дело в том,
что накаленные до разной температуры тела излучают во всем диапазоне электромагнитных волн, и
распределение плотности энергии по спектру зависит от температуры. Нетепловые источники света, такие как
люминесцентные лампы, создают ощущение голубоватого белого цвета, который характерен для звезд с
температурой поверхности 10 – 40 тысяч градусов.
Основы молекулярно-кинетических представлений об
устройстве всех физических тел
Атомы и молекулы
1. Все тела состоят из мельчайших частиц – атомов и молекул.
2. Эти частицы находятся в состоянии непрерывного хаотического движения.
3. Частицы взаимодействуют между собой.
Вот эти три утверждения – это три кита, на которых основывается молекулярная теория вещества.
Для качественного и в некоторых случаях количественного объяснения поведения вещества в
различных условиях используются достаточно простые модели устройства молекул и модели их
взаимодействия друг с другом.
Размеры частиц и их «количества»
В 18 граммах воды - в одном моле - содержится 6.02(1023) молекул. Это так называемое число
Авогадро. Плотность воды 103 кг/м3. Какими экспериментами было установлено это число, и с какой
точностью? Найдите сами ответ на этот вопрос.
Задачи – оценки:
1. Наперсток воды (1 см3) вылили в Океан и основательно перемешали. Сколько нужно
зачерпнуть воды, чтобы в ней оказалась хотя бы одна молекула из этого наперстка?
2. Все молекулы из этого наперстка выстроились вдоль одной прямой линии вплотную друг к
другу. Какой длины получится цепочка?
3. Вам нужно собрать все молекулы с поверхности мирового Океана в один сосуд. Какого он
должен быть объёма, чтобы все молекулы (в виде жидкости) поместились в нём?
Движение атомов и молекул
(Макроскопические движения тел отсутствуют.)
Примеры:
1. Диффузия одного растворенного вещества среди молекул другого (краски, запахи).
2. Испарение молекул с поверхности жидкости или твердого тела (внутри лампочки накаливания
вольфрам испаряется с поверхности нити и попадает на внутреннюю поверхность стеклянной
колбы, испаряется снег).
3. Броуновское движение мелких частиц в жидкости (наблюдается под микроскопом).
Все проявления движения молекул усиливаются (происходят быстрее) при нагреве тел.
Субъективное ощущение нагретости и объективная характеристика – средняя энергия
хаотического движения молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного хаотического
движения молекул – Еср.– это физическая величина, которая характеризует степень «нагретости»
тела. Для проведения усреднения нужно выбрать физически малый объем. Это такой объем,
внутри которого содержится много молекул, однако внешние размеры этого выделенного объема
значительно меньше размеров всего тела.
Взаимодействие молекул
Представление о взаимодействии молекул позволяет объяснить, почему существует давление,
почему существуют твердые и жидкие тела, почему они могут превращаться при определенных
условиях в газ.
Самая существенная особенность в строении атомов и молекул состоит в том, что большинство
атомов и молекул сферически не симметричны. «Несимметрия» может быть долговременной (как у
молекулы воды, например) или возникать в результате флуктуаций при относительном движении
электронов и ядер в атомах (как для молекул благородных газов, например гелия). Отсутствие
сферической симметрии приводит к тому, что в пространстве вокруг молекул создается отличное от
нуля электромагнитное поле, и при определенном пространственном расположении молекул (атомов)
потенциальная энергия их взаимодействия (энергия, обусловленная их взаимным расположением)
имеет минимум. Несимметрия может быть связана с пространственным распределением плотности
заряда в молекуле (дипольные, квадрупольные и др. моменты) или с наличием у атома или молекулы
магнитного момента (дипольного, квадрупольного и др.). Чем менее симметрична молекула или атом,
тем бóльшие по величине создаются вокруг нее поля, и тем глубже может быть потенциальная «яма»,
обусловленная взаимодействием частиц. Самые симметричные атомы – атомы гелия «Не»- имеют
очень неглубокую потенциальную ямку, поэтому в конденсированном состоянии они существуют
только при температуре близкой к абсолютному нулю. Несимметрия атомов гелия связана с
появлением дипольного момента этих атомов, вызванного относительным движением электронов и
ядра. Среднее значение такого дипольного момента равно нулю, но средний квадрат этого момента не
равен нулю. Продемонстрировать сферически несимметричное взаимодействие можно на модели
молекулы (атома), имеющей магнитный момент. В качестве такой модели можно использовать два
полосовых магнита, подвешенных на тонких нитях так, чтобы они расположились горизонтально.
Магниты (молекулы) оказывают друг на друга ориентирующее действие, то есть возникают моменты
сил, и при определенных ориентациях они притягиваются или отталкиваются, то есть между ними
возникают силы.
Тепловое равновесие
Если привести в соприкосновение два по-разному нагретых тела, например, опустить холодную ложку
в стакан с горячим чаем, то со временем они становятся нагретыми одинаково. Говорят, что они
приходят в состояние теплового равновесия.
Сама Жизнь является примером того, что некоторые тела не приходят в тепловое равновесие со
средой, например, даже в пятидесятиградусный мороз живут и работают люди, животные. Такие тела
непрерывно обмениваются энергией с окружением, то есть являются, как говорят, открытыми
термодинамическими системами. Понятно, что поведение таких систем более сложное, чем
поведение тел, находящихся в термически равновесном состоянии.
На первом этапе нам предстоит изучить физику термически равновесных состояний. Следует
напомнить, что термически равновесное состояние является динамическим равновесием. Если
система молекул находится в таком состоянии, то части этой системы могут обмениваться энергией
друг с другом, причем суммарная энергия при таких обменах сохраняется. Еще раз подчеркнем, что
внутренние движения в телах мы будем рассматривать из систем отсчета, в которых тело как целое
покоится.
Каждая часть термодинамической системы может обмениваться энергией с другими частями этой
системы посредством различных механизмов теплопередачи. В равновесной системе отсутствуют
макроскопические движения, поэтому из рассмотрения исключается механизм теплопередачи,
связанный с конвекцией. Если части термодинамической системы находятся в состоянии равновесия,
то выполняется так называемый принцип детального равновесия. Суть его в том, что обмен энергией
между частями системы, происходящий посредством разных механизмов теплопередачи,
характеризуется равенством в среднем по времени прямых и обратных тепловых потоков, связанных
с каждым из механизмов теплопередачи. Ситуация такая же как и в третьем законе Ньютона.
Это означает, что не реализуется на практике такое равновесие, при котором, например, часть «А»
системы в среднем по времени отдает энергию части «В» системы путем излучения, а обратный поток
энергии от «В» к «А» обеспечивается за счет механизма теплопроводности.
Соотношение Больцмана
Каждая молекула тела при взаимодействии со своими соседками может отдавать или приобретать
кинетическую энергию, то есть энергия молекулы после каждого акта взаимодействия меняется.
Хаотическое движение атомов и молекул какого-либо тела характеризуется средним значением
кинетической энергии поступательного движения частиц (в системе отсчета, связанной с самим
телом). Среднее по времени значение кинетической энергии, связанной с хаотическим
поступательным движением каждой молекулы при тепловом равновесии, одинаково. Обозначим это
среднее значение – 3kT/2. (Это фактически определение температуры.) Величина k – это постоянная
Больцмана, равная 1,38 × 10-23 (Дж/К). Неважно, как проводится усреднение, – по всем молекулам в
фиксированный момент времени, или путем слежения за одной из них в течение достаточно долгого
времени. Результат будет одним и тем же. Среднее значение кинетической энергии хаотического
поступательного движения при тепловом равновесии не зависит от того, находится молекула в
составе конденсированной части тела или летает в той части объема тела, которая занята газом.
При тепловом равновесии в любом фиксированном физически малом объеме тела, содержащем
большое число молекул, молекулы имеют некоторое распределение по энергиям. Количество частиц
n1, имеющих энергию от W 1 до W 1+ΔW, и количество частиц n2, имеющих энергию от W 2+ΔW в объеме
определяется соотношением Больцмана:
n1
 W  W2 
 exp  1
n2
kT 

(37)
Здесь ΔW – величина, малая в сравнении с разностью энергий W 1 – W 2.
Это очень важное соотношение, которое устанавливает некоторую закономерность в хаотическом
движении молекул. В частности, энергия W может быть как потенциальной, так и кинетической. Из
этого соотношения можно получить, например, отношение плотностей воды и её насыщенного пара
при заданной температуре. Можно найти распределение плотности молекул и давления в
изотермической атмосфере (барометрическая формула) в зависимости от высоты над поверхностью
Земли.
Распределение Максвелла
В применении к кинетической энергии поступательного движения соотношение Больцмана приводит к
распределению молекул по скоростям при тепловом равновесии, которое впервые вывел (рассчитал)
Джеймс Клерк Максвелл. В частности для распределения по скоростям в направлении Х справедлива
формула:
dn  kNVx e
mVx2

2 kT
(38)
dVx
Здесь N полное число молекул, а К – нормировочный множитель. Аналогичные формулы можно
написать для других (Y и Z) проекций скорости. Обратите внимание на то, что изменение кинетической
энергии молекулы, связанное с изменением проекции её скорости на направление Х равно:
ΔW кинет. = mVх dVх.
Поэтому в приведенной формуле dn пропорционально диапазону энергий ΔW кинет.
Задача 6: Оцените долю времени, в течение которого молекула имеет кинетическую энергию,
превышающую среднее значение в 3 раза или в 10 раз.
Потенциальная энергия взаимодействия молекул
Усредненная (по разным направлениям и взаимным ориентациям) зависимость потенциальной
энергии взаимодействия двух молекул от расстояния между ними (очень близкая к реальной
зависимости от расстояния для двух атомов благородных газов) приведена на рисунке. По общей
договоренности считается, что потенциальная энергия молекул, удаленных друг от друга на очень
большое расстояние, равна нулю. Практика показывает, что на малых расстояниях молекулы
отталкиваются, причем отталкивание с уменьшением расстояния очень быстро растет, так что
молекулы не могут проникать друг в друга. На больших расстояниях молекулы притягиваются.
Собственно с этим отталкиванием и притяжением можно связать "размеры молекул". Например,
можно считать размером молекулы среднее расстояние между молекулами, на котором отталкивание
сменяется притяжением. Область взаимодействия простирается на расстояния большие, чем
размеры молекул. В конденсированном состоянии молекулы находятся на расстояниях близких к
такому, при котором достигается минимум потенциальной энергии R0. Для двух молекул это точно так,
а для числа молекул большего четырех, когда появляются соседи "второго окружения", среднее
расстояние между соседними молекулами становится меньше R0, то есть соседние молекулы
отталкиваются. Эти силы отталкивания компенсируются силами притяжения к молекулам более
далеким, чем соседние.
Говоря о том, что потенциальная энергия взаимодействия двух молекул отрицательна и имеет
минимум, мы будем использовать также и такие выражения: молекула создает вблизи себя для других
молекул «потенциальную яму».
Обратите внимание на правильный порядок расстановки физических моделей и теорий и
экспериментально установленных фактов!
Не потому молекулы притягиваются или отталкиваются, что их потенциальная энергия
зависит от расстояния между ними так или иначе! Это мы вводим модельное
представление о потенциальной энергии взаимодействия молекул для того, чтобы
объяснить экспериментально наблюдаемые факты: существование вещества в
газообразном и конденсированном состоянии, зависимость давления насыщенного
пара от температуры и многие другие.
Кинетическая энергия молекул и потенциальная энергия
взаимодействия молекул
Энергия теплового движения молекул (в частности кинетическая энергия поступательного движения)
при обычных (комнатных) условиях для большинства окружающих нас конденсированных тел много
меньше глубины потенциальной ямы. Грубо можно считать, что в конденсированном состоянии одна
молекула окружена N ближайшими соседками (N от 6 до 12), если находится в объёме жидкости или
твердого тела и имеет на 3-4 соседки меньше, если находится на границе раздела –
конденсированное тело–пар. Внутренняя (тепловая) энергия неподвижного тела в термодинамике
равна сумме потенциальной энергии взаимодействия молекул и кинетической энергии хаотического
теплового движения молекул.1 Агрегатное состояние вещества зависит от внутренней энергии тела.
Конденсированное состояние – это состояние с отрицательной внутренней энергией. Газообразное
состояние - состояние с положительной внутренней энергией. Исключение составляют Солнце и
другие звезды. У звезд сумма тепловой и гравитационной энергий отрицательна! В МКТ не
рассматривают объекты, для которых существенна гравитационная энергия взаимодействия.
Задача 7: Оцените глубину потенциальной ямы, возникающей при взаимодействии двух молекул
гелия, если теплота кипения жидкого гелия при нормальном давлении равна 83,7 Дж/моль.
Вероятности реализации различных микро- и макро- состояний
систем молекул
Термодинамические системы содержат огромное число участников – молекул. Рассмотрим модельную
двумерную систему, состоящую из небольшого числа N (10 – 100) маленьких шариков, которые могут
упруго сталкиваться друг с другом и со стенками плоского квадратного горизонтального сосуда с
гладким дном. (Сторона квадрата имеет длину L = 1м.) После каждого столкновения система
характеризуется новым набором параметров, полностью описывающих состояние системы. Удары
шариков происходят таким образом, что предсказать направления скоростей после соударения
невозможно. Однако удары абсолютно упругие, поэтому суммарная кинетическая энергия до и после
удара сохраняется.
Начальные условия движения шариков можно задать произвольно. Например, пусть все шарики в
первый момент времени имели одинаковые по модулю (V = 1 м/с), но произвольные по направлению
скорости и все находились в правой половинке сосуда. Или пусть в первый момент покоились все
шарики за исключением одного, который имел скорость U=VN0,5. Подождем столько времени, что
шарики распределятся по обеим половинкам сосуда, или такое время, что произошло много
столкновений шариков друг с другом. Начиная с некоторого момента времени, будем ожидать
осуществления такого состояния, что все шарики вновь соберутся в правой половинке сосуда или
такого состояния, когда один из шариков накопит в результате столкновений больше 99% суммарной
кинетической энергии системы. Сколько времени придется ожидать этого события?
За промежуток времени, существенно меньший величины L/V, можно считать, что с системой ничего
не происходит. Таким образом фиксировать состояния системы следует с периодичностью не
меньшей, чем L/V. Вероятность для каждого шарика оказаться в правой половинке сосуда одинакова,
и равна 0,5. Если считать, что все состояния (справа или слева) реализуются для каждого шарика
независимо от состояния других шариков, то вероятность того, что все шарики соберутся в правой
половинке сосуда равна 0,5N. Для того чтобы это событие реализовалось с достаточно большой
вероятностью, нужно подождать в течение промежутка времени, большего, чем Т = (L/V)/0,5N = (L/V)2
N. Интересующее нас событие реализуется всего одним из 2 N возможных способов.
Подставим числовые данные из условия. Для N = 10 нужно подождать Т ≈ 1000 с. Это еще терпимо,
однако для N = 100 получается Т ≈ 2100 с = 1033 с ≈ 3 × 1025 лет. Это на пятнадцать порядков
превышает время существования нашей Вселенной!!!
Оцените самостоятельно время, в течение которого нужно подождать, чтобы обнаружить в правой и
левой половинках сосуда одинаковое число шариков.
Итак: вероятность обнаружить систему в каком-либо состоянии пропорциональна числу возможных
вариантов реализации этого состояния. Например, при заданной величине внутренней энергии тела
количество способов осуществить такое состояние, когда одна половинка тела ( правая или левая,
верхняя или нижняя) имеет меньшую температуру, чем вторая половинка, гораздо меньше, чем
количество способов осуществления состояния с той же внутренней энергией, в котором обе
половинки тела имеют одинаковые температуры. Вероятность определяет направленность процессов
с большим (очень большим) количеством участников событий (с молекулами). Закон сохранения
энергии не препятствует всем молекулам воды в стакане одновременно приобрести скорости одного и
того же направления и всем вместе улететь из стакана. Однако вероятность осуществления этого
1
Полная энергия тела равна МС2. Внутренняя энергия – только часть этой энергии.
события пренебрежимо мала в сравнении с вероятностью хаотического распределения скоростей
молекул по разным направлениям. А вероятность того, что все молекулы имеют одинаковые по
величине скорости, пренебрежимо мала в сравнении с вероятностью для молекул иметь разные
величины скоростей. Причем самым вероятным для разреженных газов оказывается распределение
молекул по скоростям, найденное Максвеллом.
Таким образом, переход тел от неравновесного состояния к состоянию теплового равновесия
соответствует переходу от менее вероятного состояния к более вероятному. Процесс перехода
тепловой энергии от холодного тела к горячему не противоречит закону сохранения энергии, однако
является значительно менее вероятным событием, чем обратный процесс.
Газовые законы.
Термодинамические макроскопические параметры: давление,
температура, плотность газа.
Эмпирические законы поведения газов в равновесном состоянии были установлены Шарлем, ГейЛюссаком, Бойлем и Мариоттом, Дальтоном.
Закон Шарля: при постоянном объеме (и фиксированной массе газа) изменение давления газа
пропорционально изменению температуры, причем повышение температуры на 1 градус приводит к
повышению давления газа в сосуде постоянного объема на 1/273 часть того давления, которое
устанавливается в этом сосуде с данным количеством газа при температуре таяния льда.
Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении (и фиксированной массе газа) изменение объема,
занимаемого газом, пропорционально изменению температуры, причем повышение температуры на 1
градус приводит к увеличению объема, занимаемого газом при неизменном внешнем давлении, на
1/273 часть того объема, который занимает этот газ при температуре таяния льда.
Закон Бойля - Мариотта: при постоянной температуре (и фиксированной массе газа) произведение
давления газа на занимаемый им объем есть величина постоянная.
Закон Дальтона: Общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений, создаваемых
каждой компонентой смеси. Каждая компонента смеси газов создает такое парциальное давление,
какое создавалось бы в этом сосуде, если бы в нем присутствовали только молекулы газа этой
компоненты в соответствующем количестве, то есть каждая компонента действует независимо от
других.
Все доступные во времена этих исследователей чистые газы (кислород, азот, углекислый газ,
водород) в доступном для тогдашних экспериментальных возможностей диапазоне давлений (0 – 10
Атм) и температур (от -20º С до нескольких сотен градусов) при одинаковых условиях имеют очень
похожие (близкие) характеристики.
Из закона, установленного Бойлем и Мариоттом, если бы мы проследили за величиной произведения
давления и объема газа от температуры, следовала бы такая же зависимость от температуры, как и в
законах Шарля и Гей-Люссака. Все эти зависимости подсказывают нам, что для красивой
математической записи формулировок этих законов удобнее всего было бы использовать в качестве
точки отсчета температуры точку –273,15С.
Температурная шкала, в которой 0 соответствует точке –273,15С, а единица измерения температуры
равна 1 градусу Цельсия была введена Томсоном (лорд Кельвин), и носит название шкалы
абсолютных температур Кельвина. Тогда эмпирически установленные газовые законы можно записать
в компактной форме: (Масса газа во всех случаях считается постоянной величиной.)
Закон Шарля:
P~T. (V=const).
Закон Гей-Люссака:
V~T. (P=const).
Закон Бойля – Мариотта:
VP= const. (Т=const).
Я не знаю, чьим именем можно назвать еще один «закон», который можно вывести на основе
перечисленных. При постоянном объеме и постоянной температуре газа давление в сосуде тем выше,
чем большая масса газа данного сорта находится в сосуде. Или по-другому, при постоянной
температуре и постоянном давлении объем, занимаемый газом данного сорта пропорционален его
массе.
Во всех перечисленных законах не использовались идеи МКТ. Следует назвать газовый закон, в
котором идеи МКТ присутствуют – это закон Авогадро:
В разреженных газах при одинаковых внешних условиях в одинаковых объемах содержится
одинаковое количество частиц.
Если газы разных сортов создают в одинаковых по объему сосудах одинаковые давления, то каждому
сорту газа соответствует определенная масса газа. Чтобы сравнивать свойства газов разных сортов
(и для других целей тоже) договорились определенные физические условия считать «нормальными».
Эти условия включают температуру 0°С и давление ≈105 Па. Весьма важная величина – единица
объема. Если в качестве единицы объема выбрать 22,4 литра, то можно сравнивать различные сорта
газов по массе чистого газа, находящейся в сосуде объемом 22,4 литра при нормальных условиях. В
этом случае для химически чистого газа его масса, выраженная в граммах, будет равна массе
химического эквивалента (молярной массе) (?)2. Величина произведения нормального давления на
«единичный» объем, разделенная на величину нормальной температуры, называется универсальной
газовой постоянной и обозначается символом R.
Для чистого газа (газа, состоящего из молекул одного сорта) объединенный газовый закон выражается
уравнением Менделеева–Клапейрона:
VP=MRT/μ,
в котором М – масса газа, R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/моль/К, а μ – масса
газа данного сорта, которая при нормальных условиях занимает «единичный» объем. «Оказалось»,
что для каждого газа эта масса совпадает с молярной массой3 газа. На самом деле единица объема
22,4 литра была выбрана так, что при нормальных условиях именно этот объем занимают 2 грамма
газа водорода, такой же объем занимают при НУ 28 граммов газа азота или 32 грамма кислорода. На
основании представлений, утвердившихся в химии, указанные массы веществ содержат одинаковое
количество частиц – молекул. Таким образом, выяснилось, что при нормальных условиях одинаковые
количества молекул разных веществ в газообразном состоянии занимают одинаковый объем.
Количество молекул принято измерять в «молях», M/μ – число молей данного вещества.
Если газ состоит из смеси молекул разных сортов, то действует закон, установленный Дальтоном.
Каждый сорт газа в сосуде создает парциальное давление (часть общего давления, обусловленная
наличием именно этого сорта газа), равное давлению, которое создавали бы молекулы этого газа в
этом же сосуде в отсутствие молекул других сортов. Суммарное давление смеси газов равно сумме
парциальных давлений молекул всех сортов. С учетом этого закона (закона Дальтона) можно записать
объединенный газовый закон в виде:
VP=RT( M1/μ1 +M2/μ2+M3/μ3 + ....).
Таким образом, «внешние параметры» газа (объем, давление, температура) связаны с полным
количеством молей всех газов, находящихся в рассматриваемом объеме.
Тепловые свойства газов разных сортов позволяют разделить все газы на три группы,
характеризующиеся разными молярными теплоемкостями «С» в одинаковых тепловых процессах.
Если в качестве одинакового для всех теплового процесса выбрать изохорический, то теплоемкости
газов СV, относящихся к этим трем группам относятся друг к другу как числа 3:5:7. Для смеси газов
разных сортов теплоемкости каждой компоненты смеси суммируются, так что суммарная
теплоемкость смеси газов в каком-либо процессе может быть найдена с помощью формулы:
С = С1(Mа1/μа1 +Mв1/μв1+Mс1/μс1 + ....) + С2(Mа2/μа2 +Mв2/μв2+Mс2/μс2 + ....) + С3(Mа3/μа3 +Mв3/μв3+Mс3/μс3 +
....).
Здесь символы 1,2,3 – относятся к трем группам газов по теплоемкости. В скобках при теплоемкостях
стоят суммарные числа молей газов разных сортов а, в, с, и т.д., относящихся к данным группам.
Феноменологическая физическая модель, описывающая свойства реальных газов с помощью
уравнения объединенного газового закона и с учетом тепловых свойств газов, называется моделью
идеального газа.
Условия, при которых реальный газ в состоянии теплового равновесия близок по своим свойствам к
идеальному:
1. Суммарный объем молекул газа существенно меньше объема, который занимают в
пространстве эти молекулы. (Если помните, «размеры молекул» определяются по их
взаимодействию.) То есть, молекулы большую часть времени проводят в состоянии
“свободного полета”.
2. Полная внутренняя энергия газа (равная сумме кинетической энергии молекул и
потенциальной энергии взаимодействия молекул) положительна.4
Здесь важно отметить, что речь пока не идет о количестве молекул, содержащихся в
этой массе газа. То есть можно, таким образом, говорить, например, о моле идеального газа.
Это такое количество газа, который при НУ занимает объем 22,4 литра.
3
Молярные массы веществ введены химиками, исходя из количественных
соотношений между массами различных веществ, вступающих друг с другом в химические
реакции с образованием новых веществ. Молярная масса – это масса определенного
количества молекул данного вещества. Само это количество можно узнать только
экспериментальным путем.
4
Напомним, что по договоренности потенциальная энергия двух молекул,
находящихся на бесконечном удалении друг от друга, равна нулю.
2
3. Газ не является “вакуумом”, то есть средняя длина свободного пробега молекул существенно
меньше среднего расстояния между стенками сосуда. (Это условие определяет возможность
измерения “термодинамических параметров состояния” - температуры, давления.)
4. Температура газа должна быть не слишком велика, чтобы его теплоемкость определялась
только частицами. (При высоких температурах излучение имеет большую теплоемкость, чем
частицы).
Кинетическая модель газов.
Среднеквадратичная скорость, давление, концентрация молекул.
Температура в МКТ - величина, пропорциональная средней
кинетической энергии молекул.
Свойства реальных газов в определенном диапазоне внешних условий при не слишком высоких и не
слишком низких температурах и при больших удельных (на моль) объемах хорошо описываются
моделью идеального газа. Предположим, что газ состоит из отдельных малых по объему частиц
(молекул), которые непрерывно хаотически движутся и, сталкиваясь, упруго отскакивают друг от друга.
На больших расстояниях молекулы не взаимодействуют. Это «усложнение» модели газа позволяет
многое объяснить в его свойствах. Эту модель назовем кинетической моделью газов.
Во-первых, при столкновениях друг с другом частицы случайным образом обмениваются
механической энергией. Эти столкновения со временем приводят систему частиц к состоянию
теплового равновесия.
Можно показать, что при установившемся тепловом равновесии каждая частица в среднем по
времени имеет одну и ту же кинетическую энергию поступательного движения.
Столкновения частиц со стенками сосуда сопровождается передачей импульса стенкам. Это
позволяет объяснить существование давления, которое газ оказывает на стенки сосуда.
Естественным образом объясняется пропорциональность давления внутри сосуда полному
количеству частиц внутри сосуда и средней кинетической энергии поступательного движения частиц.
Можно предположить, что существуют три разных сорта частиц:
Одноатомные (шарики малых размеров), которые и имеют только «поступательную» кинетическую
энергию. Шарики "не вращаются", то есть с этим возможным движением не связывается кинетическая
энергия. Это свойство молекул объясняется их внутренним устройством: основная часть массы таких
молекул сосредоточена в середине (в ядре), в то время как на оболочку приходится меньше десятой
доли процента массы.
Двухатомные (гантельки из двух маленьких шариков, жестко скрепленных друг с другом), которые
имеют возможность двигаться поступательно и вращаться вокруг двух независимых осей вращения. С
вращением вокруг оси, проходящей через центры двух шариков, соединенных в двухатомной
молекуле, также не связывается кинетическая энергия, и это объясняется так же, как и в случае
одноатомных молекул.
Трехатомные (жесткие конструкции из трех и более материальных точек, не расположенных вдоль
одной прямой).
Такое предположение объясняет существование трех групп газов, разделяющихся по теплоемкостям
в одинаковых изохорических тепловых процессах, и объясняет закон сложения теплоемкостей.5
Наличие конечных размеров молекул приводит к тому, что газ в данной модели нельзя сжать до
нулевого объема. В модели идеального газа это не учитывалось.
Найдем среднее давление, которое будут оказывать на стенки сосуда кубической формы три
«молекулы», которые летают с постоянными по величине скоростями каждая только вдоль своей оси
координат. Х-Х, Y-Y, Z-Z. Длина ребра сосуда А, скорость «молекул» V, масса каждой «молекулы» М.
Удары о стенки будем считать абсолютно упругими. После каждого удара молекула передает стенке
импульс 2МV. Время между двумя ударами об одну стенку равно 2А/V. Площадь стенки А2. Отсюда
среднее по времени и по площади стенки давление Р на нее равно Р = МV2/ А3. Итак, три молекулы
создают давление Р, значит N молекул создадут давление РN = РN/3= МV2 N/(3А3). Выделим в
полученном выражении среднюю кинетическую энергию поступательного движения «молекул»:
Е = МV2/2
и концентрацию частиц:
n = N/ А3.
Тогда давление будет равно:
Р = Е×n×2/3.
А теперь скажем, что при тепловом равновесии каждая молекула газа имеет в среднем одну и ту же
кинетическую энергию поступательного движения, но в каждый данный момент все молекулы,
конечно, имеют отличающиеся скорости. Молекула в среднем имеет нулевую скорость, то есть она
хаотически движется, меняя направление скорости, поэтому она с равной вероятностью имеет
В данном случае имеется в виду конкретный процесс – изохорический, в котором
участвуют газы, поэтому говорится о теплоемкости газа, а не о теплоемкости процесса.
5
возможность двигаться вдоль любого направления, в том числе и вдоль выбранных нами осей Х-Х, YY, Z-Z.
При столкновениях со стенкой каждая отдельная молекула может по-разному от нее отскочить.
Некоторые из молекул «прилипают» к стенке и так «живут» некоторое время. Поэтому, говоря, что
молекула передает стенке импульс 2МV, мы конечно «грешим» против истины, но при усреднении по
большому числу ударов этот «грех» усредняется до нуля!
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории:
Р = Е×n×2/3
В этом уравнении давление газа в состоянии теплового равновесия определяется только средней
кинетической энергией поступательного движения молекул и концентрацией молекул. Заметим, что в
этом уравнении давление зависит только от величины Есредн молекул! В статистической физике
показывается, что в состоянии теплового равновесия средняя кинетическая энергия поступательного
движения молекул одинакова для молекул всех сортов.
Дадим новое определение абсолютной температуры: это величина пропорциональная средней
кинетической энергии поступательного движения молекул при тепловом равновесии. Коэффициент
пропорциональности k (Постоянная Больцмана) выбирается на основании соотношения:
Е2/3 = kT.
В новых обозначениях основное уравнение молекулярно-кинетической теории:
р = nkT.
Установление термически равновесного распределения
Установление равновесного распределения молекул по скоростям происходит вследствие упругих
нелобовых столкновений молекул. Характерное время жизни неравновесных распределений по
скоростям в данном малом объеме (с линейными размерами порядка длины свободного пробега)
определяется скоростью движения молекул и их концентрацией (от концентрации зависит средняя
длина свободного пробега). В больших объемах в первую очередь устанавливается одинаковое
давление, время установления которого определяется скоростью распространения звука
(неравновесный процесс). Затем включаются «в работу» такие механизмы, как конвекция, и затем (в
большинстве случаев гораздо медленнее) вследствие теплопроводности устанавливается
равновесная температура.
Доцент кафедры физики,
Специализированного Учебно-Научного Центра МГУ,
Соросовский учитель
Варламов Сергей Дмитриевич