Физика 11 класс Рабочая тетрадь Пурышева Важеевская Исаев

Н. с. Пурышева, Н. Е. Важеевская, Д. А. Исаев, В. М. Чаругин РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ к учебнику Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, Д. А. Исаева, В. М. Чаругина ФИЗИЮ БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ 11 класс ГОС Содержит задания на формирование метапредметных умений и личностных качеств ВЕРТИКАЛЬ Ф'орофа Н. с. Пурышева, Н. Е. Важеевская, Д. А. Исаев, В. М. Чаругин РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ к учебнику Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, Д. А. Исаева, В. М. Чаругина ФИЗИКА БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ И Учени класса школы ВЕРТИКАЛЬ МОСКВА 4^врофа 2016 ГОС УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я72 П88 Условные знаки: ^ — личностные качества; /И метапредметные результаты. Пурышева, Н. С. П88 Физика. Базовый уровень. 11 кл. : рабочая тетрадь к учебнику Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, Д. А. Исаева, В. М. Чаругина / Н. С. Пурышева, Н. Е. Важеевская, Д. А. Исаев, В. М. Чаругин. — М. : Дрофа, 2016. — 127, [1] с. : ил. ISBN 978-5-358-16132-0 Предлагаемая рабочая тетрадь является составной частью учебно-методического комплекса, в который входят учебник, тетрадь для лабораторных работ и методическое пособие тех же авторов. В тетради содержатся вычислительные, качественные и графические задачи, которые сгруппированы по темам в соответствии с главами учебника. В каждой теме рассмотрены примеры решения типовых задач, приведены задачи для самостоятельного решения и тренировочный тест. Пособие предназначено для организации самостоятельной работы учащихся при изучении нового материала, а также для закрепления и проверки полученных знаний по физике. УДК 373.167.1:53 ______________________________________________________________ББК 22.3я72 Учебное издание Пурышева Наталия Сергеевна, Важеевская Наталия Евгеньевна Исаев Дмитрий Аркадьевич, Чаругин Виктор Максимович ФИЗИКА. Базовый уровень. 11 класс Рабочая тетрадь Зав. редакцией Е. Н. Тихонова. Ответственный редактор И. Г. Власова Художник Л. Я. Александрова. Художественное оформление М. В. Мандрыкина Технический редактор С. А. Толмачева. Компьютерная верстка С. Л. Мамедова Корректор Г. И. Мосякина 12+ Сертификат соответствия № РОСС Ки.АГ99.Н01901. Подписано к печати 19.08.15. Формат 70 х 90 Vie-Бумага офсетная. Гарнитура «Школьная». Печать офсетная. Уел. печ. л. 9,36. Тираж 3000 экз. Заказ № 11349. ООО «ДРОФА». 127254, Москва, Огородный проезд, д. 5, стр. 2. Предложения и замечания по содержанию и оформлению книги просим направлять в редакцию общего образования издательства «Дрофа»: 127254, Москва, а/я 19. Тел.: (495) 795-05-41. E-mail: [email protected] По вопросам приобретения продукции издательства «Дрофа» обращаться по адресу: 127254, Москва, Огородный проезд, д. 5, стр. 2. Тел.: (495) 795-05-50, 795-05-51. Факс: (495) 795-05-52. Сайт ООО «ДРОФА»: www.drofa.ru Электронная почта: [email protected] Тел.: 8-800-200-05-50 (звонок по России бесплатный) Отпечатано в ООО «Тульская типография». 300026, г. Тула, пр. Ленина, 109. ISBN 978-5-358-16132-0 ООО «ДРОФА», 2016 ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Постоянный электрический ток Удельное сопротивление некоторых веществ, Ом • м Сталь 1,2- 10-7 Нихром 1,1 • 10-6 Никелин 4,2* 10-7 Удельная теплоёмкость некоторых веществ, Дж/(кг • К) Алюминий 880 Вода 4200 Температурный коэффициент сопротивления вольфрама 4,8*10-3 К-1 Электрохимический эквивалент некоторых веществ, мг/Кл Водород 0,01045 Медь 0,33 Алюминий 0,093 Примеры решения задач При решении задач на расчёт смешанного соединения резисторов следует придерживаться следующей последовательности действий. 1. Каждую из групп параллельно соединённых резисторов (рис. 1, а) замените эквивалентной схемой из одного резистора, сопротивление которого равно общему сопротивлению параллельно соединённых резисторов. Получится ряд последовательно соединённых резисторов (эквивалентная схема 1) (рис. 1, б). 2. Последовательно соединённые резисторы замените эквивалент- ной схемой 2, включающей один резистор (рис. 1, в), сопротивление которого равно сумме последовательно соединённых резисторов: R = + /?2* б) о—I I—о б) а) Рис. 1 3. Найдите силу тока в неразветвлённой части цепи и напряжение на внешней части цепи, если даны ЭДС источника и его внутреннее сопротивление. 4. Зная сопротивление резисторов R1 и R2 в эквивалентной схеме 1 и силу тока, найдите напряжение на каждом резисторе. 5. Зная сопротивление каждого резистора в исходной схеме и напряжение на нём, найдите силу тока в каждом резисторе. 1. В цепь (рис. 2) включены три резистора сопротивлениями R^ = 6 Ом, "" 14 Ом и = 8 Ом. Вольтметр показывает напряжение 42 В. Определите общее сопротивление цепи, силу тока и напряжение на каждом резисторе. R1 Дано: = 6 Ом == 14 Ом = 8 Ом t/i2 = 42B Ri I12* t/i, - ? Решение: В задаче рассматривается смешанное соединение резисторов: резисторы Д1 и R2 соединены параллельно друг с другом, а резистор RS — последовательно с этой параллельно соединённой группой. Схему можно заменить эквивалентной (рис. 3), где R12 — резистор, заменяющий параллельно соединённые резисторы R1 и R2. Сопротивление резистора R12 равно сопротивлению параллельно соединённых резисторов R1 и R2. Найдём общее сопротивление цепи: R — R\2 ^ -^-^2 12 Л R 12 |,Рм,.-,14.9м =4,2 Ом; 6 Ом -I- 14 Ом Л = 4,2 Ом + 8 Ом = 12,2 Ом. Силу тока в резисторах R1 и R2 найдём, учитывая, что при параллельном соединении U-^2 ^2- J _ ^2 /1 = = 7 A; j _ 42 В 2 14 Ом = 3 A. 1 6 Ом Сила тока через резистор i?3 равна общей силе тока: /3 = / = /1 + /2; /3 = 7 А + 3 А = 10 А. Напряжение на резисторе RZ: = /Яз; t/з = 10 А • 8 Ом = 80 В. Ответ: i? = 12,2 Ом; 7 А; /3 = 3 А; /3 = / = 10 А; = t/g = 42 В; 1/3 = 80 В. 2. При подключении к источнику тока резистора сопротивлением 4,5 Ом сила тока в цепи оказалась равной 0,2 А, а при подключении резистора сопротивлением 10 Ом сила тока уменьшилась до 0,1 А. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока. Дано: /1 = 0,2 А /?1 = 4,5 Ом /2 = 0,1 А /?п = 10 Ом Решение: Воспользуемся законом Ома для полной цепи. Запишем его для двух указанных в условии случаев: “^1 R + г Ro + г ' ч ■ ' -«-г Выразим ЭДС источника тока: (5 = /l(/?l-Hr), ^ = /2(/?2 + r). Получили два уравнения с двумя неизвестными. Поскольку левые части уравнений равны, то, приравняв правые части уравнений, получим: /i/?i + I^r — 12^2 ^2^' Отсюда внутреннее сопротивление источника . „ = -^2-^2_____ Il-h ’ 0,1 А - 10 0м -0,2 А-4,5 Ом 1 Ом. 0,2 А-0,1 А Подставив значение г в первое уравнение для ЭДС, получим: ^ = 0,2 А *(4,5 Ом-Н Юм) = 1,1В. Ответ: (э=1,1В;г=1 Ом. 3. В электрический чайник, сопротивление нагревательного элемента которого 50 Ом, налили 1,2 кг воды и нагрели от 20 °С до кипения за 5 мин. Сила тока, потребляемого нагревательным элементом, 6 А. Чему равен КПД чайника? = 20 °C = 100 °C 1 = 5 мин 1 = 6 A c = 4200 Дж/(кг • °C) Л Дано: СИ Решение: JR = 50 Ом В задаче описан процесс превраще- т = 1,2кг ния энергии электрического тока во внутреннюю энергию воды. При этом не вся выделившаяся энергия идёт на на-300 с гревание воды: часть энергии расходуется на нагревание чайника и окружаю-идего воздуха. КПД чайника равен отно- __шению полезной энергии (количеству теплоты Qjj, пошедшему на нагревание воды) к затраченной энергии (количеству теплоты Q^, выделившемуся при прохождении электрического тока через нагревательный элемент): Qa ‘ Количество теплоты, пошедшее на нагревание воды, равно: = mc(^2 - ^i), где с — удельная теплоёмкость воды. Количество теплоты, выделившееся при прохождении электрического тока через нагревательный элемент, согласно закону Джоуля—Ленца, равно: Оз = PRt. Отсюда: тс(^2 “ ^i) Л ц = [Л] кг Дж кг-°С /2Дт °С Д2 • Ом 1,2-4200-80 36-50-300 Дж Дж = 1. 0,75 или г| « 75% . Ответ: г| ~ 75% . Задачи для самостоятельного решения ^ 1. Прочитайте § 1 учебника и заполните таблицу 1, отражаюидую историю становления учения о постоянном электрическом токе. *Допол-ните таблицу сведениями, не приведёнными в учебнике. Таблица 1 Фамилия учёного Описание явления Окончание табл. Фамилия учёного Описание явления 0 2. Вспомните известные вам источники электрического тока. Какие превращения энергии в них происходят? Какие силы играют роль сторонних сил? Заполните таблицу 2. Таблица 2 Название источника тока Превращения энергии Сторонние силы ^ Сравните электростатическое поле и стационарное электрическое поле, заполнив таблицу 3. Таблица 3 Характеристика Электростатическое поле Стационарное электрическое поле Какими зарядами создаётся Потенциальное или не потенциальное Картина линий напряжённости поля ^ Звёздочкой отмечены задания повышенной сложности. 4. Чему равна ЭДС источника тока, если при перемещении заряда 3 • 10“^ Кл сторонние силы совершают работу 9 • 10"“^ Дж? Дано: Решение: Ответ: 5. ЭДС источника тока равна 40 В. Какой заряд перемещается по цепи, если при этом совершается работа 8 • 10“^ Дж? Дано: Решение: Ответ: 6*. Как изменится сила тока в цепи, если скорость направленного движения электронов (скорость дрейфа) увеличится в 2 раза? 07. При напряжении 220 В сила тока в нагревательном элементе электрического чайника равна 5 А. Чему равно сопротивление нагревательного элемента? Постройте его вольт-амперную характеристику. Дано: Решение: Ответ: На рисунке 4 приведена вольт-ам-перная характеристика металлического проводника. Определите сопротивление проводника и силу тока в нём при напряжении 110 В. Рис. 4 Результаты измерения силы тока в резисторе при разных напряжениях на его клеммах приведены в таблице 4. Чему равна сила тока в резисторе при напряжении 4,5 В? Таблица 4 и, в 0 1 2 3 4 5 /, А 0 1,2 2,4 3,6 4,8 6 Дано: Решение: Ответ: 10. В таблице 5 приведены результаты измерения силы тока в резисторе при разных напряжениях на его клеммах. Выполняется ли закон Ома? Если да, то для всех ли значений напряжения? Ответ поясните. Таблица 5 С/, В 0 20 40 60 80 /, А 0 2 4 5,5 7 g 11. На рисунке 5 приведены вольт-ампер-ные характеристики двух металлических проводников. Сравните их сопротивления. 12. Сколько электронов пройдёт через поперечное сечение проводника за 5 мин, если сопротивление проводника равно 44 Ом, а напряжение на его концах 220 В? Дано: СИ Решение: Ответ: 13. Вычислите силу тока, проходящего по нихромовому проводу длиной 10 м и площадью поперечного сечения 0,2 мм^ при напряжении 220 В. Дано: СИ Решение: Ответ: 14. Спираль электронагревателя изготовлена из никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 0,1 мм^. Чему равна длина проволоки, если при напряжении 120 В сила тока в спирали 6 А? 10 Дано: СИ Решение: Ответ: ___________________ 15. Как изменится сила тока в проводнике, если его длину и напряжение между концами проводника увеличить в 4 раза? 16. Сопротивление медной проволоки равно 8 Ом. Чему равно сопротивление другой медной проволоки, у которой в 4 раза больше длина и в 2 раза меньше плопдадь поперечного сечения? 17. Каким станет сопротивление вольфрамовой нити лампы при её нагревании до 819 К, если при комнатной температуре оно равно 5,5 Ом? Дано: Решение: Ответ: 18. От чего зависит степень электролитической диссоциации? Правильные ответы отметьте каким-либо значком. I I от температуры электролита I I от концентрации электролита I I от диэлектрической проницаемости электролита I I от напряжённости электрического поля 11 19. Как изменится сила тока в электролитической ванне, если а) увеличить напряжение на зажимах ванны__________ б) увеличить концентрацию электролита_____________ в) сблизить электроды_____________________________ г) частично вынуть электроды из электролита. д) нагреть электролит____________________ 20. Какой процесс вызывает образование электронов в вакууме? □ ионизация □ диссоциация I I термоэлектронная эмиссия I I рекомбинация 21. На рисунке 6 приведена вольт-ампер-ная характеристика вакуумного диода. Опишите характер изменения его сопротивления. От чего зависит сила тока насыпдения? ^ 22. Сравните процессы диссоциации электролита и ионизации газа (табл. 6). Таблица 6 Сходство Различие 12 ^ 23. Сравните несамостоятельный и самостоятельный газовые разряды (табл. 7). Таблица 7 Сходство Различие 24. На рисунке 7 приведена вольт-амперная характеристика газового разряда. Как и почему изменяется сопротивление газа при изменении напряжения? 25. Проводимостью какого типа будет в основном обладать полупроводник, если в четырёхвалентный кремний ввести трехвалентныи индии пятивалентный фосфор 0 26. Сравните характер проводимости металлов и полупроводников (табл. 8). Таблица 8 Металлы Полупроводники Носители электрического заряда продолжение задания см. на следующей странице. 13 Окончание табл. Металлы Полупроводники Зависимость силы тока от напряжения (график) Выполняется ли закон Ома Зависимость сопротивления от температуры (график) 27. На рисунке 8 приведены вольт-ампер-ные характеристики двух полупроводников. Сопротивление какого полупроводника больше? Какой график относится к освеш;ённому полупроводнику? 28. Чему равно сопротивление участка цепи АВ (рис. 9), если R = 2 Ом? Ш А о--[ В В 3R Рис. 9 14 29. На рисунке 10 показан участок цепи АВ. Чему равно сопротивление этого участка, если сопротивление каждого резистора 8 Ом? 30. В цепь (рис. 11) включены два резистора сопротивлениями = = 8 Ом и "" 12 Ом. Вольтметр показывает напряжение 48 В. Определите общее сопротивление цепи, напряжение и силу тока на каждом резисторе, показания амперметра. Дано: Решение: Ответ: RI R2 Рис. 11 31. На рисунке 12 изображён участок цепи, содержащий резисторы сопротивлениями = 1 Ом, ^ 4 Ом, = 2 Ом, R^ = S Ом. Амперметр показывает силу тока 6 А. Определите общее сопротивление участка цепи, силу тока и напряжение на каждом резисторе. 15 32. Цепь состоит из источника тока, резистора и ключа. ЭДС источника тока 30 В, внутреннее сопротивление 2 Ом. Сопротивление резистора 13 Ом. Определите силу тока в цепи и напряжение на резисторе. Дано: Решение: Ответ: 33. Резистор, изготовленный из стальной проволоки длиной 2,1 м и площадью поперечного сечения 0,21 мм^, подключён к источнику тока, ЭДС которого 2 В и внутреннее сопротивление 0,8 Ом. Каковы сила тока в цепи и напряжение на зажимах источника? Дано: Решение: Ответ: 16 34. 35. 36. 37. Резистор подключён к источнику тока, ЭДС которого 10 В и внутреннее сопротивление 1 Ом. Сила тока в электрической цепи 2 А. Чему равно сопротивление резистора? Дано: Решение: Ответ: Цепь состоит из источника тока, резистора и ключа. ЭДС источника тока 60 В, сила тока в цепи 5 А, напряжение на клеммах источника 40 В. Определите внутреннее сопротивление источника тока и сопротивление резистора. Решение: Ответ: При подключении к источнику тока реостата сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи была 5 А, при сопротивлении реостата 2 Ом сила тока стала 8 А. Определите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока. Решение: Ответ: При сопротивлении реостата 1 Ом напряжение на зажимах источника тока было 1,5 В, при сопротивлении реостата 2 Ом напряжение 2 В. Определите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, к которому подключён реостат. 17 Дано: Решение: Ответ: _______________________________ 38. Чему равны сила тока и напряжение на каждом резисторе (рис. 13), если R = 2 Ом, внутреннее сопротивление источника тока 0,6 Ом, а ЭДС 20 В? 6Я R Дано: Решение: 1 1 4Я 1 в, г Рис. 13 Ответ: 4 Ом и = 6 Ом 39. Три резистора сопротивлениями R^ = 2 Ом, включены в цепь параллельно. Чему равно отношение значений работы электрического тока, совершённой при прохождении тока через эти резисторы за одинаковое время? Дано: Решение: Ответ: 40. На цоколе автомобильной лампочки написано: «20 Вт, 12 В». Какую работу совершит электрический ток за 2 мин свечения лампочки при её работе в сети с напряжением 12 В? 18 Дано: СИ Решение: 41 42. 43. Ответ: __________________ Чему равно сопротивление проводника, если при силе тока 10 А за 3 мин электрический ток совершает работу 360 кДж? Дано: СИ Решение: Ответ: В электронагревателе при прохождении постоянного электрического тока выделяется количество теплоты Q. Чему будет равно количество теплоты, выделившееся в нагревателе, если увеличить в 3 раза силу тока и время его прохождения через нагревательный элемент? Дано: Решение: Ответ: Два резистора сопротивлениями = 20 Ом и i?2 = 40 Ом включены в сеть сначала последовательно, а затем параллельно. Чему равно отношение мощностей, выделяющихся на резисторах в каждом из этих случаев? Дано: Решение: Ответ: 19 44*. Электроплитка, сопротивление спирали которой 5 Ом, включена в сеть с напряжением 220 В. Вода массой 1 кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 300 г, закипела на этой плитке через 37 с. Чему равна начальная температура воды и кастрюли? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. Дано: СИ Решение: 45^ 46. Ответ: Две спирали электроплитки, сопротивлением 10 Ом каждая, соединены последовательно и включены в сеть. Каково напряжение сети, если вода массой 1 кг закипит на этой плитке через 174 с? Начальная температура воды равна 20 °С, а КПД плитки 80% . (Полезной считается энергия, необходимая для нагревания воды.) Дано: Решение: Ответ: Можно ли на основании закона Фарадея сделать вывод о том, что для выделения веществ одинаковой массы из раствора при прохождении через него электрического тока требуется затратить одинаковую энергию? Ответ поясните. 20 47. 48. Какие вещества будут осаждаться на электродах при прохождении электрического тока через растворы НС1__________________________________________________________ CuSO, Имеются три электролитические ванны, в которых содержатся растворы НС1, NaCl, CUCI2. Опущенные в эти ванны электроды соединены последовательно. Сравните массу хлора, выделяющегося на электродах при электролизе. 49. Необходимо покрыть деталь слоем меди. Какие вещества следует взять в качестве электролита и анода для осуществления этого про- цесса? 50. 51. Чему равна масса меди, выделившейся на катоде при электролизе раствора CUSO4, если через него пройдёт электрический заряд 200 Кл? Дано: Решение: Ответ: При прохождении электрического тока через раствор соляной кислоты (НС1) в течение 30 мин выделился водород массой 1 г. Чему равна сила тока? Дано: СИ Решение: Ответ: 52. Чему равна электрическая энергия, которую нужно затратить для получения 2 кг алюминия, если на электроды подано напряжение 10 В и КПД установки 75% ? 21 Дано; Решение: 53. Ответ: ___________________ Электрон влетает в электрическое поле между пластинами электронно-лучевой трубки. Чему равна напряжённость электрического поля, если на электрон действует сила 4,8 • 10“^^ Н? Дано: Решение: Ответ: 54. Почему на электроды свечи в цилиндре двигателя внутреннего сгорания подаётся высокое напряжение (до 20 000 В)? ^55. Заполните таблицу 9, Таблица 9 Вид разряда Условия возникновения Применение Искровой Дуговой Коронный Тлеющий 22 ^ 56. Заполните таблицу 10. Таблица 10 Вид плазмы Условия получения Применение Низкотемпературная Высокотемпературная 57. Каково основное свойствор—^-перехода? ^ 58. Прочитайте § 10 учебника и заполните таблицу 11. Таблица 11 Название прибора Принцип работы Применение 59*. Начертите схему включения полупроводникового диода в цепь. Условное обозначение прибора на схеме: Тренировочный тест 1 Постоянный электрический ток При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 Установите соответствие между именами учёных и проведёнными ими исследованиями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ИМЕНА УЧЁНЫХ A) Луиджи Гальвани Б) Алессандро Вольта B) Георг Ом ИССЛЕДОВАНИЯ 1) установил связь между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника 2) установил действие электрического поля на электрический заряд 3) открыл явление возникновения электрического тока при помещении в ткань лягушки двух разных металлов 4) создал источник тока А Б В Электрический ток в газах обусловлен упорядоченным движением 1) только электронов 2) только отрицательных ионов 3) только положительных ионов 4) отрицательных и положительных ионов и электронов Каким типом проводимости обладают полупроводники с донорными примесями? 1) в основном электронной 2) в основном дырочной 3) в равной степени электронной и дырочной 4) ионной 24 4. Установите соответствие между проводящей средой и зависимостью её сопротивления от температуры. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ИЗМЕНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ПОВЫШЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ 1) не изменяется 2) увеличивается 3) уменьшается 4) в разных диапазонах температуры ведёт себя по-разному СРЕДА A) металлы Б) полупроводники B) растворы электролитов А Б В На рисунке 14 приведены вольт-амперные характеристики различных сред. Какая из них соответствует газу? , А). / Рис. 14 Чему равно сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке 15? 5 Ом 1) 24 Ом 2) 16 Ом 3) 11 Ом 4) ^1,3 Ом На диаграмме (рис. 16) показано соотношение между сопротивлениями двух проводников одинаковой длины и площади поперечного сечения. Сравните значения удельного сопротивления (р^ и Р2) веществ, из которых сделаны эти проводники. 1) Pi = Р2 2) Pi = 4р2 3) 4pj = р2 4) 2pi = Р2 О 12 0м -\zzy- 4 Ом Рис. 15 R и, В 4) 3 Ом 2 Рис. 16 25 На рисунке 17 приведены графики зависимости силы тока от напряжения для двух резисторов. Какой резистор обладает большим сопротивлением? 1) i 2) 2 3) сопротивление одинаково 4) ответ зависит от температуры резисторов При замкнутой цепи сила тока в ней 1 А, напряжение на зажимах источника тока 5 В. После размыкания цепи напряжение на зажимах источника стало равным б В. Определите ЭДС S и внутреннее сопротивление источника тока г. 1) ^-бВ; г = 1 Ом 2) ё = 1 В; 50м 3) = 5 В; г - 1 Ом 4) ё = 6 В; г = 5 Ом 10. Два резистора сопротивлениями = 6 Ом и В2 ^ 12 Ом включены параллельно в цепь. Чему равно отношение мощностей Р1/Р2 электрического тока, выделяющихся на этих резисторах? 1)1:1 Ответы. 2) 1 : 2 3) 2 : 1 4) 4 : 1 Номера заданий 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 <с 1 □ □ ZZ^ □ □ □ □ □ □ „ о ф о, S 1 й) £ it: rs ^ 2 □ □ □ □ □ □ □ □ 1 а § ^ в О 3 □ □ □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Вариант 2 Установите соответствие между именами учёных и проведёнными ими исследованиями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. 26 ИМЕНА УЧЁНЫХ A) Георг Ом Б) Луиджи Гальвани B) Алессандро Вольта ИССЛЕДОВАНИЯ 1) установил действие электрического поля на электрический заряд 2) создал источник тока 3) установил связь между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника 4) открыл явление возникновения электрического тока при помещении в ткань лягушки двух разных металлов А Б В Электрический ток в растворах и расплавах электролитов обусловлен упорядоченным движением 1) только электронов 2) только отрицательных ионов 3) только положительных ионов 4) отрицательных и положительных ионов Каким типом проводимости обладают полупроводники с акцепторными примесями? 1) в основном электронной 2) в основном дырочной 3) в равной степени электронной и дырочной 4) ионной Установите соответствие между проводящей средой и зависимостью её сопротивления от температуры. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. СРЕДА A) растворы электролитов Б) металлы B) полупроводники ИЗМЕНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ПОНИЖЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ 1) не изменяется 2) увеличивается 3) уменьшается 4) в разных диапазонах ведёт себя по-разному температуры А Б В 27 5. На рисунке 18 приведены вольт-амперные характеристики различных сред. Какая из них соответствует раствору электролита? /, А / О и, В 1) Рис. 18 3) 4) Чему равно сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке 19? 1) 20 Ом 2) 16 Ом 3) 13,5 Ом 4) « 1 Ом На диаграмме (рис. 20) показано соотношение между сопротивлениями двух проводников одинаковой длины и плош;ади поперечного сечения. Сравните значения удельного сопротивления (р^ и Р2) веидеств, из которых сделаны эти проводники. 1) Pl ==Р2 2) Pi ~ Зр2 3) 3pj = Р2 4) 9pi= Р2 8 Ом -CZZb 6 Ом 4 Ом 2 Ом Рис. 19 Ri о Рис. 20 На рисунке 21 приведены графики зависимости силы тока от напряжения для двух резисторов. Какой резистор обладает меньшим сопротивлением? 1)1 2)2 3) сопротивление одинаково 4) ответ зависит от температуры резисторов 28 9. Определите ЭДС в и внутреннее сопротивление источника тока г, если при замкнутой цепи сила тока в ней 2 А, напряжение на зажимах источника 6 В. После размыкания цепи напряжение на зажимах источника тока стало равным 8 В. 1) ё = 8В; г= 50м 2) (S - 2 В; г = 5 Ом 3) (? = 6 В; г = 1 Ом 4) (5 = 8 В; г = Юм 10. Два резистора сопротивлениями ^ 6 Ом и R2 = 12 Ом включены последовательно. Чему равно отношение мош;ностей PJP^ электрического тока, выделяюш;ихся на этих резисторах? 1)1:1 2)1 2 3)2 : 1 4)4 : 1 Ответы. 1 2 3 Номера заданий 4 5 6 7 8 9 10 1 □ □ □ □ □ □ „ о §.S 2 2 S □ □ □ □ □ □ □ □ 0 а ® □ □ □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Взаимосвязь электрического и магнитного полей Примеры решения задач 1. По горизонтальному проводнику длиной 20 см и массой 2,5 г, находящемуся в магнитном поле, проходит электрический ток. Определите минимальное значение модуля вектора магнитной индукции, при котором проводник будет висеть не падая. Вектор магнитной индукции поля перпендикулярен проводнику, сила тока в проводнике б А. Дано: / = 20 см т = S г / = б А а-90° В — ? СИ 0,2 м 0,003 кг Решение: На проводник действуют сила тяжести и сила Ампера, эти силы направлены в противоположные стороны и уравновешивают друг друга: F = F.. ТЯЖ А Сила тяжести равна ^ сила Ампера — B//sin а. Подставим эти выражения в условие равновесия: mg — B//sin а. Отсюда модуль вектора индукции магнитного поля mg [В] в = Ilsin а кг*м/с^ _ Н А • м 0,003* 10 = Тл. Ответ: Б = 25 мТл. 6*0,2-sin 90° А • м — 0,025 Тл. 2. Два первоначально покоившихся электрона ускоряются в электрическом поле: первый проходит разность потенциалов U, второй — 2U. Ускорившиеся электроны попадают в однородное магнитное поле, линии ин- 30 дукции которого перпендикулярны скорости движения электронов. Чему равно отношение радиусов кривизны траекторий первого и второго электронов в магнитном поле? Дано: U2 = 2U а = 90° А Rn Решение: На электроны, движущиеся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Она направлена перпендикулярно скорости электронов, поэтому каждый из них движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Запишем второй закон Ньютона, учитывая, что центростремительное ускорение создаёт сила Лоренца: ^’л = Учитывая, что Fjj = Bgysin а, а = , получим Bgi;sin а mv‘ Разгоняясь в электрическом поле, электроны приобретают кинетическую энергию, равную энергии электрического поля = qU, т. е. тт qU, откуда mv^ = 2qU. Подставив полученное выражение в уравнение динамики, получим Bqvsin а = » откуда _ 2qU _ 2U R Bqvsin а Busin а Записав последнее уравнение для каждого электрона и разделив одно равенство на другое, получим А = Bg 2uj Связь скорости с напряжением найдём из закона сохранения энергии для каждого электрона qU = получим mu" . Разделив одно равенство на другое, _ и 2 и, Отсюда отношение радиусов окружностей электронов _ А г- i?2 2 ‘ Bi _ А Ответ: Во 31 3*. с какой скоростью надо перемещать проводник под углом 30° к линиям индукции магнитного поля, чтобы в нём возбуждалась ЭДС индукции 2 В? Длина активной части проводника 0,5 м, индукция магнитного поля 0,4 Тл. Дано: а = 30° ^i = 2B I = 0,5 м В = 4Тл _ ? Решение: При движении проводника в магнитном поле (в данном случае под углом 30° к линиям магнитной индукции) в проводнике возникает ЭДС индукции, равная = vBls'm а. Выразим из этого равенства скорость B/sin а [v] = В Дж Кл Н-м Кл с Тл *м Н А • м 2 'М Кл-Н 4-0,5-0,5 2 м/с. Ответ: и = 2 м/с. Задачи для самостоятельного решения 60. Прочитайте § 11 учебника и заполните таблицу 12, отражающую историю становления учения о магнитном поле. *Дополните таблицу сведениями, не приведёнными в учебнике. Таблица 12 Фамилия учёного Описание явления 61. Вставьте пропущенные слова. Магнитное поле создаётся_ зарядами и действует на__ 32 заряды. 62, 63. На рисунке 22 показано расположение магнитной стрелки, находяпдей-ся рядом с магнитом. Укажите полюсы стрелки. Рис. 22 Какой полюс появится на острие стальной иголки, если к другому её концу приблизить северный полюс полосового магнита? 64. В отсутствие тока в проводнике магнитная стрелка располагалась перпендикулярно ему. Что произойдёт с магнитной стрелкой, если по проводнику пропустить ток? 65. Чему равен модуль вектора индукции магнитного поля, если на помещённый в него проводник с током длиной 25 см действует сила 7,5 мН? Сила тока в проводнике 3 А. Дано: СИ Решение: Ответ: 66. На проводник длиной 10 см, помещённый в магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции, действует сила 0,08 Н. Чему равна сила тока в проводнике, если индукция магнитного поля 0,4 Тл? Дано: СИ Решение: Ответ: 33 67. Проволочный виток, по которому течёт электрический ток, расположен в плоскости чертежа (рис. 23). Укажите направление вектора индукции магнитного поля, созданного витком в его центре. © Рис. 23 а) Рис. 24 68. На рисунке 24 показаны проводники с током. Изобразите в каждом случае линии магнитной индукции и вектор магнитной индукции в нескольких точках. Сила тока в двух тонких проводниках (рис. 25) одинакова. Изобразите в точке А вектор магнитной индукции. ^70. Заполните таблицу 13. Таблица 13 б) А 69. Рис. 25 Класс веществ Значение магнитной проницаемости Влияние на магнитное поле Примеры веществ Применение Диа- магне- тики Пара- магне- тики Ферро- магне- тики 71. Почему магнитное действие катушки, по которой идёт электрический ток, усиливается при введении в неё железного сердечника? 34 72. С какой силой действует магнитное поле индукцией 20 мТл на проводник, в котором сила тока 10 А, если длина активной части проводника 15 см? Проводник расположен перпендикулярно вектору магнитной индукции поля. Дано: СИ Решение: Ответ: 73. На прямой проводник длиной 0,2 м, расположенный в магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции, действует сила 0,16 Н. Чему равна сила тока в проводнике, если индукция магнитного поля 5 • 10"2 Тл? Дано: Решение: Ответ: 74. Сила тока в проводнике, длина активной части которого 10 см, равна 30 А. Проводник расположен в однородном магнитном поле индукцией 15 мТл перпендикулярно вектору магнитной индукции поля. Чему равна работа, совершённая силой Ампера, если проводник переместился на 8 см? Дано: СИ Решение: Ответ: 35 75. Изобразите на рисунке 26 вектор силы Ампера в каждом случае. ®в и I (8) в а) б) в) X г) X X Рис. 26 76. Укажите направление тока в проводнике в приведённых на рисунке 27 случаях. а) X X /а X X ! X X X ^ X X га б) в) Рис. 27 77. В каких из приведённых ниже случаев на частицу действует сила Лоренца? I I незаряженная частица перемещается в магнитном поле заряженная частица перемещается в магнитном поле в направлении вектора магнитной индукции заряженная частица перемещается в магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции заряженная частица покоится в магнитном поле незаряженная частица перемещается в электрическом поле заряженная частица перемещается в электрическом поле заряженная частица покоится в электрическом поле Изобразите на рисунке 28 векторы силы Лоренца, действующей на заряженные частицы, движущиеся в однородном магнитном поле. О Щ _ ^ г _ * D □ □ □ □ □ □ 78 га о) ai: б) Рис. 28 в) 36 79. 80. 81. Электрон движется со скоростью 2*10® м/с в вакууме в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равен модуль вектора магнитной индукции, если на электрон действует сила 0,64 • 10“^^ Н? Дано: Решение: Ответ: Протон, двигаясь со скоростью 4,8 • 10® м/с в магнитном поле индукцией 0,02 Тл, описал окружность. Чему равен радиус окружности? Дано: Решение: Ответ: __________________ Электрон и протон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями v и. 2v соответственно. Чему равно отношение сил, действуюгцих на электрон и протон со стороны магнитного поля? Дано: Решение: Ответ: 82*. Электрон движется в однородном магнитном поле индукцией 2 мТл. Чему равен период обращения электрона? Дано: СИ Решение: Ответ: 37 83*. Две частицы с одинаковыми зарядами и отношением масс т m-t 2 _ влетели в однородные магнитные поля, векторы индукции которых перпендикулярны их скоростям: первая — в поле индукцией В^, вторая — индукцией В2- Найдите отношение периодов обращения частиц , если радиус их траектории одинаков, а отношение = 2. Дано: Решение: Ответ: Я2 84*. Две частицы, отношение зарядов которых = 2, влетели в однород- Ч\ ное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Найдите отношение масс частиц , если их кинетические энергии одинаковы, а отношение радиусов траектории А Дано: Решение: Ответ: 85. Вставьте пропущенные слова. Электромагнитной индукцией называют явление проводящем контуре при изменении в замкнутом 86. В каких из приведённых ниже случаев в замкнутом проводнике возникает индукционный ток? I I замкнутый виток движется вдоль линий магнитной индукции I I магнит падает в проводящее кольцо северным полюсом 38 87. 88. I I магнит падает в проводящее кольцо южным полюсом I I круглый стержень из магнитного материала вращается в кольце □ замкнутый виток падает вертикально вниз таким образом, что линии магнитной индукции перпендикулярны его плоскости Отметьте среди перечисленных ниже факторов те, от которых зависит направление индукционного тока в катушке. I I скорость движения магнита в катушке направление движения магнита относительно катушки направление движения катушки относительно магнита направление врапдения магнита, помещ,ённого в катушку скорость движения катушки относительно магнита □ □ □ □ Чему равен магнитный поток, пронизывающий плоскую поверхность площадью 50 см^, находящуюся в однородном магнитном поле индукцией 40 мТл, если нормаль к поверхности составляет угол 0*^; 60"; 90"? Дано: СИ Решение: Ответ: 89. Укажите на рисунке 29 направление индукционного тока. га а) б) Рис. 29 И о Ь в) 90. Вставьте пропущенные слова. ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре равна. пронизывающего этот контур с . знаком. 39 91. Магнитный поток, пронизываюпдий контур проводника, за 5 с изменился на 0,15 Вб. Какова скорость изменения магнитного потока? Чему равна ЭДС индукции в проводнике? При каком условии ЭДС индукции не будет изменяться? Дано: Решение: Ответ: 92. Проволочный виток площадью 6 см^ расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля. Чему равна ЭДС индукции, возникающая в витке, если за 0,06 с индукция магнитного поля равномерно убывает от 0,7 до 0,2 Тл? Решение: 93. На рисунке 30 приведён график зависимости магнитного потока, пронизывающего проводящий контур, от времени. В какой промежуток времени в контуре наблюдается минимальный индукционный ток? 40 94*. При движении проводника в однородном магнитном поле в нём возникает ЭДС индукции Чему будет равна ЭДС индукции если скорость движения проводника уменьшится в 2 раза? 95*. В однородном магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции движется провод длиной 1 м со скоростью 4 м/с, перпендикулярной проводнику. Какая ЭДС индукции возникает в этом проводнике? Дано: Решение: Ответ: 96. Вставьте пропуш;енные слова. Самоиндукцией называют явление возникновения в замкнутом проводнике при в нем 97. Как следует намотать на каркас провод, чтобы получить катушку, не обладаюш;ую индуктивностью?________________________________ 98. Какова индуктивность проволочного витка, если при силе тока 0,6 А создаётся магнитный поток 18 мВб? Дано: СИ Решение: Ответ: 41 99. Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке, индуктивность которой 2 Гн, при равномерном уменьшении силы тока от 5 до 2 А за 3 с? Дано: Решение: Ответ: 100. Как изменится энергия магнитного поля катушки при увеличении её индуктивности в 2 раза и уменьшении в ней силы тока в 2 раза? 101. Сила тока в катушке уменьшилась с 16 до 12 А. При этом энергия её магнитного поля уменьшилась на 4 Дж. Какова индуктивность катушки? Чему равна энергия магнитного поля в обоих случаях? Дано: Решение: Ответ: Тренировочный тест 2 Взаимосвязь электрического и магнитного полей При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 В отсутствие тока в проводнике магнитная стрелка располагалась параллельно ему. Что произойдёт со стрелкой, если по проводнику пропустить ток? 1) останется неподвижной 2) повернётся на 90° 3) повернётся на 180° по ходу часовой стрелки 4) повернётся на 180° против хода часовой стрелки Проволочный виток с током расположен в горизонтальной плоскости (рис. 31). Как направлен вектор магнитной индукции в центре витка? 1) вертикально вверх 2) вертикально вниз 3) горизонтально вправо 4) горизонтально влево Сила, действуюш,ая на проводник с током, находящийся в магнитном поле между полюсами магнита (рис. 32), направлена 1) вверх 3) вправо 2) вниз 4)влево 0 ® Рис. 32 Сила Лоренца, действующая на электрон, движущийся по окружности со скоростью 10^ м/с в однородном магнитном поле индукцией 0,5 Тл, равна 1) 8-10-13 Н 2)5-10^Н 3)0 4)8-10 11Н Электрон и а-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями. Отношение сил, действующих со стороны магнитного поля на электрон и на а-частицу, равно 1)4:1 2)2:1 3)1:1 4)1:2 43 Две одинаковые катушки А и Б замкнуты на гальванометры. Из катушки А вынимают полосовой магнит, а катушку Б надевают на такой же магнит. В какой катушке гальванометр зафиксирует индукционный ток? 1) только в катушке А 2) только в катушке Б 3) в обеих катушках 4) ни в одной из катушек При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции При уменьшении скорости движения проводника в 4 раза ЭДС индукции будет равна 1)4^ 2)ё 3)0,5^ 4)0,25^^ 8. На рисунке 33 приведён график зависимости магнитного потока, пронизываюш;его проводяш;ий контур, от времени. Минимальный индукционный ток, возни-каюш;ий в контуре, наблюдается в промежуток времени 1) 0—2 с 2) 2—4 с 3) 4—6 с 4) 6—Юс 9. Как изменится энергия магнитного поля катушки при увеличении её индуктивности в 3 раза и уменьшении в ней силы тока в 3 раза? 1) уменьшится в 27 раз 2) уменьшится в 9 раз 3) уменьшится в 3 раза 4) увеличится в 27 раз 10. Сила тока в проводнике равномерно возрастает на 8 А в течение 0,2 с. При этом в проводнике возникает ЭДС самоиндукции 0,2 В. Чему равна индуктивность проводника? 1) 0,125 мГн 2)5мГн Ответы. 3) 8 мГн Номера заданий 4) 32 мГн „ о ?0 §,s S ^ S с ^ ^ 1 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 5 □ 6 □ 7 □ 8 □ 9 □ 10 □ 2 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя 44 Вариант 2 6. При пропускании тока по проводнику магнитная стрелка расположилась перпендикулярно ему. Что произойдёт со стрелкой, если изменить направление тока в проводнике на противоположное? 1) останется в прежнем положении 2) повернётся на 90° по ходу часовой стрелки 3) повернётся на 90° против хода часовой стрелки 4) повернётся на 180° Проволочный виток с током расположен в горизонтальной плоскости (рис. 34). Как направлен вектор магнитной индукции в центре витка? 1) вертикально вверх 2) вертикально вниз 3) горизонтально вправо 4) горизонтально влево Сила, действующая на проводник с током, находящийся в магнитном поле между полюсами магнита (рис. 35), направлена 1) вверх 2) вниз 3) вправо 4) влево Рис. 35 Сила Лоренца, действующая на электрон, движущийся по окружности со скоростью 10^ м/с в однородном магнитном поле, равна 8 • 10~13 Н. Чему равен модуль вектора индукции магнитного поля? 1) 5 • 1Q13 Тл 2) 2 Тл 3) 0,5 Тл 4) 1,28 • 10~^^ Тл Нейтрон и электрон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями. Чему равно отношение сил, действующих со стороны магнитного поля на нейтрон и на электрон? 1)0 2) 1 3) много больше 1 4) много меньше 1, но не равно 0 Две одинаковые катушки А и Б замкнуты на гальванометры. В катушку А вносят полосовой магнит, а в катушке Б покоится внесённый в неё другой такой же магнит. В какой катушке гальванометр зафиксирует индукционный ток? 1) только в катушке А 2) только в катушке Б 3) в обеих катушках 4) ни в одной из катушек 45 При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции При увеличении скорости движения проводника в 4 раза ЭДС индукции будет равна 1)4^ 2) 2^ 3)^ 4)0,5^ 10. На рисунке 36 приведён график зависимости магнитного потока, пронизывающего проводящий контур, от времени. Максимальный индукционный ток, возникающий в контуре, наблюдается в промежуток времени 1) 0—2 с 2) 2—4 с 3) 4—6 с 4) 6-Юс Как изменится энергия магнитного поля катушки при уменьшении её индуктивности в 3 раза и увеличении в ней силы тока в 3 раза? 1) уменьшится в 27 раз 2) уменьшится в 9 раз 3) увеличится в 3 раза 4) увеличится в 27 раз В проводнике индуктивностью 5 мГн сила тока в течение 0,2 с равномерно возрастает на 8 А. Чему равна возникающая при этом в проводнике ЭДС самоиндукции? 1)0,125 В Ответы. 2) 0,2 В 3)8 В Номера заданий 4) 400 В „ о щ С5, S 2 £ 5 ^ « ад 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Электромагнитные колебания и волны Примеры решения задач 1. Какова жёсткость пружины, на которой колеблется груз массой 2 кг с циклической частотой колебаний 10 рад/с? Каков период колебаний? Дано: m = 2 кг (0 = 10 рад/с k — ? Т — ? Решение: Циклическая частота колебаний груза: со Отсюда выразим жёсткость пружины k: (0^ = откуда k = (o^m. k = (10 рад/с)2 • 2 кг = 200 Н/м = 0,2 кН/м. Для определения периода колебаний воспользуемся формулой, связы- ваюгцеи циклическую частоту и период: со = откуда Т = . 2»3,14 “ Юрад/с Ответ: k = 0,2 кН/м; Т = 0,628 с. 0,628 с. При решении задач по уравнению колебаний придерживайтесь следу-югцей последовательности действий. 1. Запишите уравнение колебаний конкретной физической величины в обгцем виде и сопоставьте его с уравнением в условии задачи. 2. Определите из уравнения амплитуду колебаний и циклическую частоту. 3. При необходимости запишите формулы, связываюгцие величины. Выразите искомую величину. 47 (Из курса алгебры и начал анализа вам известно, что, продифференцировав уравнение координаты колебаний по времени, получают уравнение колебаний скорости, при этом (cos t)' = -sin ^, (sin t)' = = cos t.) 2. Колебания заряда в колебательном контуре описываются уравнением q = 10~^cos 4 • 10'^7г^ (Кл). Определите амплитуды колебаний заряда и силы тока, частоту и фазу колебаний. Запишите уравнение зависимости силы тока от времени. Дано: Решение: q = 10 '^cos 4 • 10'^7г^ (Кл) V. <Р. — ? Запишем уравнение зависимости q{t) в об-щ,ем виде: q = 9^cos ayt. Сравнивая его с данным в условии, определяем амплитуду колебаний заряда = 10“^ Кл, фазу колебаний Ф = co^ = 4 • 10'^7г^ (рад). Разделив фазу на время ^, получаем циклическую частоту со = 4 • Ю'^тг рад/с. Поскольку со = 2tiv, то частота колебаний заряда v = 2 • Гц. Амплитуда силы тока равна: = сод^; = 10 • 4 • 10% = 4 • 10 % (А). Уравнение зависимости силы тока от времени имеет вид: i = -I^sin co^; г = -4 • 10“^7isin 4 • 10‘^7г^ (А). Уравнение зависимости i{t) можно также получить, продифференцировав уравнение q{t): i = q' = (10"^ cos 4 • 10‘^Tity = -4 • lO'^ тг • lO^sin 4 • 10'^7l^; i = -4 • 10“%sin 4 • 10^7l^ (A). Ответ: = 10“^ Кл; /^ = 4 • 10“^ti A; v = 2 • 10^ Гц; ф = 4 • (рад); i{t) = -4 • 10“%sin 4 • 10'^тt^ (A). 3. Какова циклическая частота в колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивностью 10 мкГн и конденсатора ёмкостью 10 мкФ? Дано: L = 10 мкГн С = 10 мкФ со СИ 10-5 Гн 10-5 Ф со Решение: В данном примере известны индуктивность катушки и ёмкость конденсатора. Поэтому следует непосредственно использовать формулу, связывающую эти величины: 1 л/lC со ^10-5 Гн*10-5ф = 105 рад/с. Ответ: со = 105 рад/с. 48 Задачи для самостоятельного решения 102. Какова частота колебаний груза на пружине, если за 1 мин он совершает 240 полных колебаний? Дано: СИ Решение: Ответ: 103. Груз, подвешенный на нити, привели в колебательное движение, отведя его в сторону и отпустив. Какую энергию сообпдили грузу — потенциальную или кинетическую?____________________________ 104. Какова масса груза пружинного маятника, если при жёсткости пружины 0,4 кН/м циклическая частота его колебаний составляет 10 рад/с? Дано: Ответ: СИ Решение: 105. Каков период колебаний математического маятника при длине нити 9,8 м? Дано: Решение: Ответ: 106. Какова должна быть длина математического маятника, чтобы период его колебаний составлял 12,56 с? 49 Дано: Решение: Ответ: 107. Уравнение гармонических колебаний имеет вид х = 3cos 6,28f (м). Чему равны амплитуда, фаза, период, частота и циклическая частота колебаний? Дано: Решение: Ответ: 108. По уравнению гармонических колебаний х ^ 6cos 12t (м) запишите уравнения для скорости и ускорения колебаний. Дано: Решение: Ответ: 109. По графику зависимости x(t) (рис. 37) определите, как соотносятся амплитуды и частоты двух колебаний. 50 110. Запишите уравнение зависимости силы тока в колебательном контуре от времени, если изменение заряда на пластинах конденсатора описывается уравнением q = 2* 10~^cos 10^л:^ (Кл). Дано: Решение: Ответ: 111. Изменение заряда в колебательном контуре с течением времени описывается уравнением q = 10~^cos 2 • (Кл). Определите ампли- туды колебаний заряда и силы тока, а также период, фазу, частоту и циклическую частоту колебаний. Дано: Решение: Ответ: 112. Установите соответствие между элементами из второго столбца, которые являются необходимой частью элементов первого столбца. А) цепь постоянного тока 1) вольтметр Б) колебательный контур 2) источник тока 3) конденсатор 4) лампа накаливания 113. Определите наибольшую силу тока, возникаюпдего в колебательном контуре, если энергия конденсатора перед тем, как он стал разряжаться, составляла 10 кДж, а индуктивность катушки 0,03 мГн. Дано: СИ Решение: Ответ: 51 114. Максимальное напряжение на конденсаторе колебательного контура составляет 90 В. Какова максимальная сила тока в контуре, если ёмкость конденсатора 5 мкФ, а индуктивность катушки 0,2 Гн? Дано: СИ Решение: Ответ: 115. Какова амплитуда колебаний напряжения в контуре, состоящем из конденсатора ёмкостью 0,4 мкФ и катушки индуктивностью 16 мГн, если амплитуда колебаний силы тока 0,2 А? Дано: СИ Решение: Ответ: 116. Определите амплитуду силы тока в колебательном контуре, если ёмкость конденсатора 800 пФ, индуктивность катушки 20 мГн, а амплитуда напряжения 500 В. Дано: СИ Решение: Ответ: 117. Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 2 мкФ и катушки индуктивностью 8 Гн. Запишите уравнения зависимости заряда и силы тока от времени, если амплитуда колебаний заряда 10-4 Кл. 52 Дано: СИ Решение: Ответ: ___________________________________ 118. Зависимость заряда на пластинах конденсатора колебательного контура от времени описывается уравнением q = 10“^cos 250^ (Кл). Определите амплитуду колебаний напряжения и запишите уравнение зависимости u{t), если ёмкость конденсатора 2 мкФ. Дано: СИ Решение: Ответ: 119. В каких пределах изменяется циклическая частота в колебательном контуре, если при индуктивности катушки 10 мкГн ёмкость конденсатора можно изменять в пределах от 0,1 до 10 мкФ? Дано: СИ Решение: Ответ: 120. Каково амплитудное значение ЭДС, возникаюш;ей в рамке плош;а-дью 0,024 м^, состояш;ей из 100 витков, если она враш;ается с циклической частотой 94 рад/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл? 53 121. Напряжение во вторичной обмотке трансформатора, содержащей 200 витков, равно 44 В, в первичной обмотке — 220 В. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков в первичной обмотке? Дано: Решение: Ответ: 122. Какова сила тока во вторичной обмотке трансформатора, если сила тока в первичной обмотке 0,2 А, а коэффициент трансформации равен 5? Дано: Решение: Ответ: 123. Радиостанция ведёт передачу на частоте 85 МГц. Определите соответствующую этой частоте длину волны. Дано: СИ Решение: Ответ: 124. Определите частотный диапазон радиоприёмника, который может принимать передачи на длине волны от 28 до 30 м. Дано: Решение: Ответ: 54 125. Индуктивность катушки приёмного контура радиоприёмника составляет 4 мкГн, ёмкость конденсатора 0,07 мкФ. Какова длина волны, принимаемой радиоприёмником? Дано: СИ Решение: Ответ: 126. Колебательный контур радиоприёмника состоит из катушки индуктивностью 60 мкГн и конденсатора переменной ёмкости. В каких пределах может меняться ёмкость конденсатора, если приёмник принимает радиоволны, диапазон длин волн которых от 362 до 650 м? Дано: СИ Решение: Ответ: Тренировочный тест 3 Электромагнитные колебания и волны 1. 3. 4. 5. 6. При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 Какая из приведённых формул отражает соотношение между периодом колебаний и частотой? l)T = vX 2)Т- 3)Т = - Циклическая частота колебаний пружинного маятника определяется по формуле *1 Ч Д 1) со = — т 2) со = km 3) со = yfkm 4) со = Какова собственная частота колебаний в контуре, состояш;ем из катушки индуктивностью 5 Гн и конденсатора ёмкостью 5 мкФ? 1)5000 Гц 2)500 Гц 3) 50 Гц 4)0,5Гц Уравнение, выражаюпдее зависимость заряда конденсатора колебательного контура от времени, имеет вид а = -Т~ cos 2nt (Кл). Чему с 2я равна амплитуда силы тока в этом контуре? 1)1 А 2) я А 3)6,28 А 4)4я2 А Каково амплитудное значение возникаюш;ей ЭДС в витке провода, врапдаюпоемся в магнитном поле индукцией 0,4 Тл с циклической частотой 100 рад/с? Площадь витка 0,02 м^. 1)800 В 2)400 В 3)40 В 4) 0,8 В Вычислите коэффициент трансформации, если в первичной обмотке трансформатора 3450 витков, а во вторичной — 690 витков. 1)0,2 2)5 3)2760 4)2 380 500 На каком расстоянии от радиолокатора находится объект, если излучённый импульс вернулся через 0,02 мс? 1) 30 км 2) 30 м 3) 3 м 4) 3 км 56 Ответы. Номера заданий Ф о со о, S 2 g" ai 5 ^ сз ^ ^ СЗ о со 1 2 3 4 5 6 7 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя 2. 3. 5. i)« = f 2) со = 3) со = А)(и = gl Вариант 2 Какая из приведённых формул отражает соотношение между частотой колебаний и циклической частотой? l)v=-|^ 2)С0=-^ 3)2>t = (0V 4)v=i Циклическая частота колебаний математического маятника определяется по формуле Каков период колебаний в контуре, если его собственная частота составляет 62 800 Гц? 1)10-4 с 2) 1с 3)6,28 с 4) 104 с Уравнение, выражающее зависимость заряда конденсатора колебательного контура от времени, имеет вид \ cos Qnt (Кл). Чему равна фаза колебаний? 2) 3 3) бтс 4) &Tit 1)^п Амплитудное значение возникающей ЭДС в витке провода, вращающемся в магнитном поле индукцией 0,3 Тл, составляет 0,24 В. Какова циклическая частота вращения? Площадь витка 0,01 м^. 1) 800 рад/с 2) 80 рад/с 3)0,8 рад/с 4) 0,08 рад/с Сколько витков во вторичной обмотке трансформатора, если в первичной обмотке 48 витков, а коэффициент трансформации равен 0,02? 1)2400 2) 960 3) 240 4)96 57 Через какое время вернётся на радиолокатор импульс, отразившись от объекта, удалённого от него на 12 км? 1) 40 мс 2) 4 мс 3) 0,4 мс 4) 0,04 мс Ответы. Номера заданий 1 2 3 4 5 6 7 1 □ □ □ □ □ □ □ СО ^ О СО 2 2 й (5: □ □ □ □ □ □ □ ^ а ^ §•! ® □ □ □ □ □ □ □ со 4 □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Оптика Примеры решения задач При решении задач на законы отражения и преломления света придерживайтесь следуюпдей последовательности действий. 1. Сделайте рисунок, обозначьте на нём углы падения, отражения и преломления, известные по условию задачи. Помните, что угол падения (угол отражения) — это угол между падаюпдим (отражённым) лучом и перпендикуляром, восставленным в точке падения луча. 2. Запишите закон отражения или преломления света. С учётом данных задачи определите искомую величину. 1. Как изменится угол между падаюпдим и отражённым лучами, если угол падения увеличится на 15°? Решение: Первоначально угол между падаюпдим и отражённым лучами составлял 5 = а + р (рис. 38). Но, согласно закону отражения света, а = р, поэтому 5 = а + Р==а-1-а = 2а. Когда угол падения увеличили на 15°, он составил = а + 15°. По закону отражения света угол отражения стал таким же, поэтому угол между падаюпдим и отражённым лучами равен 5j = = 2aj = 2(а + 15°) = = 2а + 30°. Таким образом, разность между углами во втором и в первом случаях составляет: 5i - 5 = 2а + 30° - 2а - 30°. Следовательно, угол между падаюпдим и отражённым лучами увеличился на 30°. Ответ: увеличится на 30°. 59 При решении задач на построение изображения в линзе придерживайтесь следуюш;ей последовательности действий. 1. Проведите луч от точки, изображение которой вы строите, параллельно главной оптической оси, если точка не лежит на ней. Далее от точки пересечения этого луча с плоскостью линзы продолжите его через фокус. 2. Проведите луч от точки, изображение которой необходимо получить, через оптический центр линзы: луч, идуш;ий таким образом, не преломляется. Пересечение преломлённых лучей и даёт нам искомое изображение точки. 3. Если же точка лежит на главной оптической оси, то для построения необходимо воспользоваться побочной оптической осью. 2. Постройте изображение светяш;ейся точки в собираюш;ей линзе (рис. 39). Рис. 39 Рис. 40 Решение: В приведённой задаче светяш;аяся точка А лежит на главной оптической оси. Строим произвольный луч АВ (рис. 40) до пересечения с плоскостью линзы. Затем параллельно этому лучу проводим побочную оптическую ось а. Построим фокальную плоскость и через точку пересечения побочной оптической оси а и фокальной плоскости проводим луч из точки В. В точке пересечения этого луча с главной оптической осью и будет изображение светяш;ейся точки А'. При решении задач на формулу тонкой линзы придерживайтесь сле-дуюш;ей последовательности действий. 1. Определите, какие из величин известны по условию задачи: расстояние от предмета до линзы, расстояние от изображения до линзы, фокусное расстояние. 2. Запишите формулу тонкой линзы, учитывая особенности изображения предмета. 3. Дополните решение величинами, приведёнными в условии задачи. Выразите искомую величину. 3. Предмет находится на расстоянии 30 см от собираюш;ей линзы. На каком расстоянии от линзы получится изображение этого предмета, если оптическая сила линзы составляет 10 дптр? 60 Дано: d = 30 см £) = 10 дптр f-1 СИ 0,3 м Решение: В данной задаче следует применить формулу тонкой линзы. Фокусное расстояние непосредственно не дано, но известна оптическая сила линзы, а она обратно пропорциональна фокусному расстоянию: Запишем формулу тонкой линзы в виде: D d f Выразим из этой формулы расстояние от линзы до изображения: d f = Dd 1 • м f дптр•м 0,3 м -1. м = м. Ответ: f = 15см. 10*0,3-1 = 0,15 м = 15 см. Задачи для самостоятельного решения 127. Каков угол падения луча света на зеркало, если угол между отражённым лучом и зеркалом 30°? 128. Определите угол отражения луча света от зеркала, если угол между падаюш;им и отражённым лучами 90°. 129. На рисунке 41 изображены падаюш;ий и отражённый лучи света. Покажите, как должно быть расположено в этом случае плоское зеркало. 130. Луч света падает на горизонтальную поверхность зеркала под углом 25°. Каким станет угол падения, если зеркало повернуть на 10°? Дано: Решение: Ответ: Рис. 41 61 131. На какой угол повернули плоское зеркало, если угол падения луча света, первоначально составлявший 15*^, стал равен 35°? Дано; Решение: Ответ: 132. Луч света переходит из воздуха в воду. Синус угла преломления равен 0,75. Определите угол падения луча света, если абсолютный показатель преломления воды 1,33. Дано: Решение: Ответ: 133. На рисунке 42 пунктирной линией показана ось зеркала заднего вида 3 легкового автомобиля. Сделав необходимые построения, выясните, виден ли водителю автомобиля В догоняюш;ий его мотоциклист М, или мотоциклист находится в так называемой «мёртвой зоне». В 134. Какова скорость света в алмазе? Абсолютный показатель преломления алмаза 2,42. Дано; Решение: Ответ: 62 135. Предельный угол полного внутреннего отражения для льда равен 50°. Каков показатель преломления льда? Дано: Решение: Ответ: 136. Луч света падает перпендикулярно на треугольную стеклянную призму с преломляюпдим углом 3°. На какой угол отклонится луч после прохождения призмы? Показатель преломления стекла 1,5. Дано: Решение: Ответ: 137. Каким получится изображение предмета в собираюш;ей линзе (рис. 43): увеличенным или уменьшенным, прямым или перевёрнутым, действительным или мнимым? Ответы проверьте построением. 2F Рис. 43 138. Постройте изображение предмета в собираюпдей линзе (рис. 44) и охарактеризуйте его. Рис. 44 63 139*. Постройте изображение предмета в собирающей линзе (рис. 45). Рис. 45 140. Предмет расположен на расстоянии 30 см от собирающей линзы, а его изображение — на расстоянии 60 см от линзы. Вычислите фокусное расстояние линзы. Дано: СИ Решение: Ответ: 141. Расстояние от собирающей линзы до изображения предмета, расположенного на главной оптической оси, равно 0,25 м, а увеличение линзы — 0,25. Каково расстояние от предмета до линзы и фокусное расстояние линзы? Дано: Решение: Ответ: 142. Определите оптическую силу линзы, если её фокусное расстояние равно 40 см. Дано: СИ Решение: 64 Ответ: 143. Фотограф сделал снимок Останкинской башни с расстояния 1 км. Какова высота башни, если высота её изображения на матрице фотоаппарата 16,5 мм? Фокусное расстояние объектива 50 мм. {Указание'. при решении задачи считать, что изображение предмета находится в фокальной плоскости.) Дано: СИ Решение: Ответ: 144. Установите соответствие между элементами из второго столбца, которые являются необходимой частью элементов первого столбца. А) оптический прибор 1) лампа накаливания Б) трансформатор 2) призмы и линзы 3) конденсатор 4) обмотка 145. Разность хода волн от двух когерентных источников до некоторой точки А составляет 1,2 • 10“® м. Будет ли наблюдаться в этой точке интерференционный минимум или максимум, если частота излучаемого света 5 • 10^^ Гц? Дано: Решение: Ответ: 65 146. Будет ли наблюдаться интерференционный максимум или минимум в точке, в которую приходят волны от двух когерентных источников й тг? с разностью фаз, равной л? 147. Какова длина волны монохроматического света, падающего на дифракционную решётку, если угол между двумя спектрами первого порядка составляет 8°? Дифракционная решётка содержит 100 штрихов на 1 мм. Дано: СИ Решение: Ответ: s Тренировочный тест 4 Оптика 2. 3. 4. При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Угол преломления луча света на рисунке 47 обозначен буквой 1) а 2) р 3) 7 4) 6 В каком направлении пойдёт луч света после преломления тонкой линзой (рис* 48)? 1) А 2) Б 3) В 4) Г Каково фокусное расстояние линзы, если её оптическая сила составляет 4 дптр? Рис. 48 1) 25 см 2) 40 см 3) 2,5 м 4) 4 м 5. Условие наблюдения интерференционных максимумов {к 1) Ad = kX 2) Ad = (2A;-h 1)- 3) Ad = kX 0,1,2, k 4) Ad = 67 6. Дифракционная решётка с периодом d перпендикулярно освещается светом длиной волны Х. Какое из выражений позволяет вычислить угол ф, под которым наблюдается спектр второго порядка? ,, . X l)sm(p-^ 2)cos ф X 2d 3) sin ф 2Х d 4)cos ф - 2Х d Ответы. 1 2 Номера заданий 3 4 5 6 1 ф □ □ □ □ □ □ гч ® ® о, S 2 2 □ □ □ □ □ □ ^ в ^ ^|| ® □ □ □ □ □ □ ® 4 □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Вариант 2 1. Угол отражения луча света на рисунке 49 обозначен буквой 1) а 2) р 3) у 4) 5 2. Угол падения луча света на рисунке 50 обозначен буквой 1) а 2) Р 3) 7 4) 5 3. В каком направлении пойдёт луч света после преломления тонкой линзой (рис. 51)? 1) А 2) Б 3) В 4) Г Рис. 50 68 4. Какова оптическая сила линзы, если её фокусное расстояние составляет 20 см? 1)0,5дптр 2) 5 дптр 3) 20 дптр 4) 50 дптр 5. Условие наблюдения интерференционных минимумов (fe = 0, 1,2, ...) l)Ad = (2fe-f 1)|- 2)Ad = 2kX 3)Ad = k\ Дифракционная решётка с периодом d перпендикулярно освеш;ается светом длиной волны X. Какое из выражений позволяет вычислить угол ф, под которым наблюдается спектр третьего порядка? 3d 04 А. 2)С08Ф= 3^ гх d 4) cos ф = ^ 1) sin ф 3) sin ф Ответы. Номера заданий 50 О ® g Й О ^ а S ^ а ^ ^ Q о 50 1 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 5 □ 6 □ 2 □ □ □ □ □ □ 3 □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Основы специальной теории относительности Примеры решения задач 1. Длина линейки, неподвижной относительно земного наблюдателя, равна 2 м. Какова её длина для того же наблюдателя, если линейка движется со скоростью 0,8с? Решение: Пусть I — длина линейки в неподвижной системе отсчёта, Г — длина линейки в движущейся системе отсчёта. Запишем формулу, связывающую эти длины: Дано; 1 = 2м V = 0,8с I' 1 = V Преобразовав формулу, получим Ответ: Г = 1,2 м. 2. В процессе химической реакции выделилась энергия 9*10^ Дж. На сколько уменьшилась масса продукта реакции по сравнению с массой исходных веществ? Дано: АЕ = 9 • 10^ Дж с = 3 • 10® м/с Ат — ? Решение: В соответствии с формулой Эйнштейна изменение энергии покоя системы (тела) прямо пропорционально изменению её массы: АЕ = Атс^. 70 Выразим из этой формулы изменение массы ^E ^ 9 • 105 Дж Ат = —; Ат = 9 • 10^5 = кг. Ответ: Ат = 10“^^ кг. Задачи для самостоятельного решения 148. Запишите классические законы сложения перемеш;ений и скоростей. 149. Запишите преобразования Галилея. 150. Заполните пропуски в тексте. Инерциальными называют системы отсчёта, относительно которых тела движутся _________________________________ при отсутствии_________________________________________ Согласно принципу относительности Галилея все _________ процессы в ____________________________________________ протекают____________________________ 151. Заполните пропуски в тексте. Все ____________________ явления при начальных условиях протекают_________ _________________________ системах отсчета. Скорость света в вакууме_____________во всех и не зависит ни от ни от во всех 71 152. Два автомобиля движутся навстречу друг другу со скоростями и l>2 относительно поверхности земли. Какова скорость света от фар первого автомобиля в системе отсчёта, связанной со вторым автомобилем? 153. Источник света движется в инерциальной системе отсчёта со скоростью V, а зеркало — со скоростью и в противоположную сторону. С какой скоростью распространяется свет, отражённый от зеркала? 154. Отметьте утверждения, которые, с вашей точки зрения, являются справедливыми. I I скорость света во всех инерциальных системах отсчёта зависит только от скорости движения источника света □ □ □ □ □ скорость света в вакууме является максимально возможной скоростью движения частиц скорость света во всех инерциальных системах отсчёта зависит как от скорости источника света, так и от скорости движения приёмника света физические законы одинаковы во всех системах отсчёта физические законы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта все инерциальные системы отсчёта равноправны для описания физических явлений 155. Мимо космической станции пролетает ракета со скоростью 0,9с. Расстояние между концами линейки, измеренное в системе отсчёта, связанной с самой линейкой, в 3 раза больше, чем в системе отсчёта, относительно которой она движется вдоль своей оси. С какой скоростью движется линейка относительно этой системы отсчёта? Дано: Решение: 72 Ответ: 156. Ракета длиной 80 м движется со скоростью 0,5с. Какое время будет длиться полёт ракеты мимо иллюминатора космической станции? Дано: Решение: Ответ: 157. Время жизни частиц, покояндихся относительно ускорителя, равно X. Чему равно время жизни частиц, которые движутся в ускорителе со скоростью 0,5с? Дано: Решение: Ответ: 158. Рассчитайте скорость движения мезона, если время его жизни в дви-жундейся системе отсчёта 12 мкс. Дано: СИ Решение: Ответ: 159*. Чему равна скорость карандаша в системе отсчёта, в которой его длина в 2 раза меньше измеренной в неподвижной системе отсчёта? Направление движения карандаша совпадает с его осью. Дано: Решение: Ответ: 73 160*. Две ракеты движутся вдоль одной прямой навстречу друг другу со скоростями, равными по модулю 0,5с. Чему равна скорость сближения ракет в системе отсчёта, связанной с одной из них? Какое расстояние в этой системе отсчёта проходит вторая ракета? Дано: Решение: Ответ: 161*. Две частицы движутся относительно Земли со скоростями 0,4с и 0,7с соответственно. Какова скорость первой частицы в системе отсчета, связанной со второй частицей Дано: Решение: Ответ: 162. Чему равен импульс электрона, движущегося со скоростью 0,8с? Дано: Решение: Ответ: 163. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс увеличился на 100% ? Дано: Решение: Ответ: 74 164. При какой скорости электрона его релятивистский импульс в 3 раза больше нерелятивистского импульса? Дано: Решение: Ответ: 165. Энергия системы взаимодействующих частиц при их сближении уменьшилась на АЕ. Как изменилась при этом масса частиц? 166. На сколько граммов увеличивается масса воды в озере объёмом 2 • 10® м^ при её нагревании на 20 °С? Решение: Ответ: 167. Мощность излучения Солнца 3,8*10® Вт. Определите, на сколько уменьшается масса Солнца за 1 ч. Дано: СИ Решение: Ответ: 168. Каково соотношение между законами классической механики и специальной теорией относительности? Какой методологический принцип отражает связь между этими теориями? 75 ^ Тренировочный тест 5 Основы специальной теории относительности При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 Какое из приведённых ниже высказываний является постулатом специальной теории относительности? 1) скорость света в вакууме зависит только от скорости движения источника света 2) скорость света в вакууме зависит только от скорости движения приёмника света 3) скорость света в вакууме зависит от скорости движения источника света и от скорости движения приёмника света 4) скорость света в вакууме не зависит ни от скорости движения источника света, ни от скорости движения приёмника света Один учёный изучает закономерности, которым подчиняется интерференция электромагнитных волн, в лаборатории на Земле, а другой учёный — в лаборатории на космическом корабле, летящем с выключенным двигателем. Если экспериментальные установки совершенно одинаковы, то в обеих лабораториях эти закономерности 1) одинаковые при любой скорости корабля 2) разные, так как на корабле время течёт медленнее 3) одинаковые только в том случае, если скорость корабля мала 4) ответ зависит от модуля и направления скорости корабля Луч света распространяется в воздухе с запада на восток. Наблюдатель движется относительно Земли со скоростью с востока на запад. С какой скоростью движется луч света относительно наблюдателя? i)i 2) с 3)|с 4) Чему равен импульс частицы массой т, движущейся со скоростью 0,6с? 1)0,6тс 2)0,75тс 3)0,9тс 4) тс 76 Масса системы взаимодействующих частиц при их сближении уменьшилась на Ат. Как изменилась при этом энергия частиц? 1) увеличилась на 2Атс^ 2) увеличилась на Amc^‘ 3) уменьшилась на Arne‘S 4) не изменилась Ответы. Номера заданий 1 2 3 4 5 1 □ □ □ □ □ со о со E.S 1 2 ? а « □ □ □ □ □ 0 3® in §■! 3 со □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Вариант 2 Зависит ли скорость света в вакууме от скорости движения источника света и от скорости движения приёмника света? 1) зависит только от скорости движения источника света 2) зависит только от скорости движения приёмника света 3) зависит от скорости движения источника света и от скорости движения приёмника света 4) не зависит ни от скорости движения источника света, ни от скорости движения приёмника света Один учёный изучает закономерности, которым подчиняется дифракция электромагнитных волн, в лаборатории на Земле, а другой учёный — в лаборатории на космическом корабле, летящем с выключенным двигателем. Если экспериментальные установки совершенно одинаковы, то в обеих лабораториях эти закономерности 1) разные, так как на корабле время течёт медленнее 2) одинаковые при любой скорости корабля 3) одинаковые только в том случае, если скорость корабля мала 4) ответ зависит от модуля и направления скорости корабля 77 3. Луч света распространяется в воздухе с севера на юг. Наблюдатель движется относительно Земли со скоростью с юга на север. С ка- кой скоростью движется луч света относительно наблюдателя? 4 2) с 3)|с 4) —с Чему равен импульс частицы массой т, движущейся со скоростью 0,8с? 1) 0,8тпс 2) 0,5тс 3) тс 4) 1,3тпс Масса системы взаимодействующих частиц при их сближении увеличилась на Ат. Как изменилась при этом энергия частиц? 1) увеличилась на Amc^‘ 2) увеличилась на 2Атс^ 3) уменьшилась на Атпс^ 4) не изменилась Ответы. Номера заданий 1 2 3 4 5 1 □ □ □ □ □ р. О Ф §,Е I 2 Й К □ □ □ □ □ ^ а ^ ^§-1 ® □ □ □ □ □ ф 4 □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ Фотоэффект Постоянная Планка h = 6,62 • 10“^'* Дж • с Примеры решения задач 1. Чему равна длина волны света, которым освещается поверхность металла, если кинетическая энергия вылетающих электронов составляет 4,5 • 10^2® Дж? Работа выхода электронов из металла равна 7,6 • 10“^^ Дж. Дано: £^ = 4,5*10-20 Дж =7,6-10-1«Дж Я, — ? Следовательно, Отсюда Решение: В задаче представлено явление фотоэффекта, которое описывается уравнением Эйнштейна: Длину волны можно найти из соотношения V =^вых + -Е„- Я = he _ Дж « с ♦ м/с _ ^ Дж -Ь Дж 6,62 • 10-34 . 3 . 108 7,6 • 10-19 +4,5 • 10-20 -2,5*10 7 м. Ответ: Х = 2,5 • 10-^ м. 79 2. Для света с длиной волны 500 нм порог зрительного восприятия, т. е. минимальное число фотонов, вызывающее зрительные ощущения, равен 2,1»10“1^ Дж. Чему равно число фотонов, воспринимаемых глазом на пороге зрительного восприятия? Дано: А, = 500 нм 2,1-10-13 Дж п — ? СИ 5 • 10-7 м Решение: Для определения числа фотонов, воспринимаемых глазом, необходимо вычислить энергию одного фотона данной длины волны: Е = hv. he А Поскольку V = , то Е Следовательно, число фотонов равно: W WX п = [п] = Е he Дж • м Дж м/с 1. 2,1 • 10-13 . 5.10-7 п = 6,62 • 10-34 • 3 • 10» ^ Ответ: п = 5,3 • 10-з. 3. Пылинка массой 10-^ кг движется со скоростью 10 м/с. Проявляет ли она при своём движении волновые свойства? Дано: т = 10^ кг и = 10 м/с А. — ? Решение: Формула де Бройля для определения длины волны частицы справедлива для любого тела. Определим длину волны пылинки: А. h [^] Дж кг • м/с Н • м • С' кг • м mv кг • м/сЗ • С‘ м. кг А.= 6,62 • 10-34 105 . 10 = 6,62* 10 -30 м. Длина волны настолько мала, что размеры частицы во много раз больше её, поэтому волновые свойства пылинки не проявляются. Ответ: волновые свойства пылинки не проявляются. 80 Задачи для самостоятельного решения 169. Какой из законов фотоэффекта, полученных в результате эксперимента, может быть объяснён с позиций классической волновой теории? 170. Установите соответствие между физическими величинами, характе-ризуюпдими явление фотоэффекта на цинковой пластине, и их возможными изменениями, проанализировав следующую ситуацию: «Если интенсивность света, падающего на поверхность металла, будет постепенно возрастать, то...» К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА A) сила тока насыщения Б) задерживающее напряжение B) число фотоэлементов ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится А Б В излучении. ^ 172. Что общего и чем отличаются фотоны и частицы вещества? 173. Какие из законов сохранения выполняются для частиц электромагнитного поля (фотонов)?_____________________________________ 81 174. Является ли фотон электрически заряженной частицей? 175. Определите энергию фотонов, соответствующих наиболее длинным и наиболее коротким волнам видимой части спектра (А,^ ==0,75 мкм, A<2 = 0,4 мкм). Сравните полученные величины. СИ Решение: Ответ: 0 176. В таблице 14 приведены средние значения характеристик фотонов различных видов электромагнитных излучений. Таблица 14 Вид излучения Длина волны, м Энергия фотона, Дж Импульс фотона, кг - м/с Радиоизлучение 10 1,99* 10-26 6,6-10-35 Инфракрасное 10-6 1,99-10-19 6,6-10-28 Видимое 5 • 10-7 3,97-10-19 1,32-10-27 Ультрафиолетовое 10-7 1,99-10-18 6,6-10-27 Рентгеновское 10-9 1,99-10-16 6,6-10-25 Гамма-излучение 10-14 1,99-10-11 6,6-10-20 а) Как изменяется энергия фотонов при увеличении длины волны? б) Фотоны какого излучения обладают самой большой энергией? 82 в) в каких излучениях и по каким причинам будут заметнее проявляться волновые свойства?_________________________________ 177. Чему равен импульс фотона, если частота электромагнитного излучения 5 • Гц? Дано: Решение: Ответ: 178. Определите частоту и импульс фотона энергией 1,6 • Дж. Дано: Решение: Ответ: 179. Как взаимосвязаны уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и законы Столетова?__________________________________________________ 180. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями, проанализировав следуюпдую ситуацию: «Как изменится работа выхода электрона с поверхности металла, его кинетическая энергия и энергия фотонов, падаюпдих на метгшличе-скую пластину, если вместо свинцовой пластины взять медную?» К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. 83 ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ A) работа выхода Б) кинетическая энергия фотоэлектрона B) энергия фотонов, падающих на пластину 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится А Б В 181. Изменится ли быстрота разрядки электрометра, если цинковую пластину заменить медной? Почему?_____________________________________ 182. Фотон выбивает с поверхности металла электрон, обладающий энергией 3,2 • 10“^^ Дж. Чему равна минимальная энергия такого фотона, если работа выхода с поверхности металла составляет 3,2 • 10~l^ Дж? Дано: Решение: Ответ: 183. Наибольшая длина волны света, при которой может наблюдаться фотоэффект на металлической пластине, равна 6,2 • 10“^ см. Чему равна работа выхода электронов? Дано: Решение: Ответ: 84 184. Работа выхода электронов из золота равна 7,62 • Дж. Определите красную границу фотоэффекта для золота. Дано: Решение: Ответ: 185. Чему равна длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для: а) калия; б) лития; в) вольфрама? Дано: Решение: Ответ: 186. Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0,26 мкм. Чему равна работа выхода фотоэлектронов? Дано: СИ Решение: Ответ: 187. Цезий освещают жёлтым светом с длиной волны 5,89 • 10“м. Работа выхода электронов равна 1,81 • 10“^^ Дж. Чему равна кинетическая энергия вылетающих из цезия фотоэлектронов? 85 Дано: Решение: Ответ: __________________ 188*. Наибольшая длина волны света, при которой происходит фотоэффект на вольфрамовой пластине, равна 0,273 мкм. Чему равна работа выхода электронов из вольфрама? Какова наибольшая скорость электронов, вырываемых из вольфрама светом длиной волны 0,18 мкм? Дано: СИ Решение: Ответ: 189. Почему давление света на чёрную поверхность в 2 раза меньше, чем на белую? ________________________________________________________ 0 190. Каково значение опытов П. Н. Лебедева в физике? 191. Определите длину волны электрона, движуш;егося со скоростью 6 * 10^ м/с. Дано: Решение: Ответ: 86 Тренировочный тест 6 Фотоэффект При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 Как называется минимальная энергия, которую может излучать система? 1) джоуль 2) квант 3) электрон 4) атом Энергия фотона, соответствующая излучению с длиной волны X, пропорциональна 1)-^ 2)^2 3)?, 4) Г Энергия фотона, поглощённого при фотоэффекте, равна Е. Кинетическая энергия электрона, вылетевшего с поверхности металла под действием этого фотона, 1) больше Е 2) меньше Е 3) равна Е 4) может быть больше или меньше Е при разных условиях Чему равна частота света, если энергия фотона Е1 l)Eh 2)^ 3) — 4) Eh В результате фотоэффекта отрицательно заряженная металлическая пластина постепенно теряет свой заряд. Как изменится скорость потери заряда пластиной, если на пути света поставить фильтр, задерживающий ультрафиолетовые лучи и свободно пропускающий все остальные? 1) уменьшится 2) увеличится 3) не изменится 4) возможны различные изменения Импульс фотона р рассчитывается по формуле 1) hvc 2) hv с 3) с hv 4) hw 87 Металлическая поверхность, работа выхода электронов которой равна освещается светом частотой v. Что в этом случае определяет разность hv - 1) красную границу фотоэффекта 2) среднюю кинетическую энергию фотоэлектронов 3) максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов 4) задерживающее напряжение Поверхность металла освещают светом, длина волны которого меньше длины волны X, соответствующей красной границе фотоэффекта для данного вещества. При увеличении интенсивности света 1) фотоэффект не будет происходить при любой интенсивности света 2) увеличится число фотоэлектронов 3) увеличится максимальная энергия фотоэлектронов 4) увеличится число фотоэлектронов и их максимальная энергия Определите частоту света, который следует направить на поверхность вольфрама, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 1000 км/с. Работа выхода электрона из вольфрама 7,2 • 10“^® Дж. 1) 7,5-1010 Гц 2) 1,5* 1011 Гц 3) 7,5-1014 Гц 4) 1,8-1015 Гц 1. Ответы. Номера заданий 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ „ о 50 О. S 2 2 □ □ □ □ □ □ □ □ □ ^ а ^ □ □ □ □ □ □ □ □ □ 50 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Вариант 2 Единицей выражения К в СИ является 1) Дж - с 2) Дж 3)Н/с 4)Н- м/с^ 88 Энергия кванта прямо пропорциональна 1) длине волны 2) частоте колебаний 3) времени излучения 4) скорости фотона Импульс фотона в первом световом пучке в 2 раза больше, чем во втором пучке. Отношение частоты света первого пучка к частоте второго равно 2) 42 1)2 2) 42 3)1 Энергия фотона, соответствующего свету с длиной волны 6 мкм, равна 1) 3,3-10-40 Дж 2) 4- 10-39 3) 3,3-10-20 Дж 4) 4-10-19 Дж Как зависит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов от частоты электромагнитного излучения и его мощности? 1) линейно возрастает с увеличением частоты и мощности 2) линейно убывает с увеличением частоты, не зависит от мощности 3) линейно возрастает с увеличением мощности, убывает с увеличением частоты 4) линейно возрастает с увеличением частоты, не зависит от мощности Как изменится красная граница фотоэффекта, если работа выхода электронов уменьшится в 2 раза? 1) уменьшится в 4 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) увеличится в 4 раза 4) увеличится в 2 раза При освещении катода фотоэлемента светом частотой максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов а при облучении светом частотой Vg = 3vj она равна Е2> Каково соотношение между и Е2^ 1)^2 = 2) £2 = 3^1 3)^2= 4^ 4)Е2>Е^ При какой частоте света v, падающего на поверхность металла, возможен фотоэффект? 1) при любой частоте 2) v ^ h 3)v^ h 4)v = h 89 9. Поток фотонов с энергией 6* Дж выбивает из металла фото- электроны, максимальная кинетическая энергия которых в 2 раза меньше работы выхода электронов из металла. Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов? 1) 12- 10-19 Дж 2) 8-10-19 Дж 3) 6* 10-19 Дж 4) 2-10-19 Дж Ответы. со о со §.8 2 й S ^ « =5 §■! со 1 2 3 Номера заданий 4 5 6 7 8 9 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 2 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Строение атома Пример решения задачи Атом водорода переходит из одного энергетического состояния в другое. Разность энергий атома в этих состояниях равна 1,89 эВ. Определите длину волны данного излучения. Дано: АБ = 1,89 эВ си 3,02* 10-19 Дж Решение: При переходе атома из одного состояния в другое излучается фотон, энергия которого hv = Е2~ = АЕ, отсюда частота излучения Длина волны излучения V = Х= V А£ h ' ^ ch АЕ м/с • Дж • с Дж м. 3 • 108 • е,б2 • 10-34 к =----^2 • 10-39--- ~ • 10-"^ м. Ответ: X » 6,62 • 10-^ м. Задачи ДЛЯ самостоятельного решения 192. Чем отличается модель атома по Резерфорду от модели атома по Бору? 91 01 93. Планетарное строение атома аналогично строению Солнечной системы. В чём различие между этими моделями? 194. Предположите, как может быть увеличено в опыте Резерфорда число частиц, рассеянных под одним и тем же углом, если поток а-частиц остаётся постоянным.______________________________________ 195. Какое из утверждений соответствует планетарной модели атома? □ □ □ □ ядро расположено в центре атома, заряд ядра положителен, электроны вращаются по орбитам вокруг ядра ядро расположено в центре атома, заряд ядра отрицателен, электроны вращаются по орбитам вокруг ядра электроны расположены в центре атома, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра положителен электроны расположены в центре атома, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра отрицателен 196. Как изменится угол отклонения а-частиц в опыте Резерфорда, если масса атомных ядер пластины, на которую попадают частицы, уменьшится?________________________________________________ 197. В каком состоянии энергия электрона меньше — в основном или возбуждённом? Ответ поясните._________________________________ 92 198. На вопрос: «Какое отношение имеет к частоте излучаемого света частота вращения электрона вокруг ядра?» — Бор ответил: «Никакого»Обоснуйте справедливость точки зрения Бора. 199. Какое место в структуре теории строения водородоподобного атома занимают постулаты Бора?__________________________________________ 0 200. Составьте план рассказа о теории Резерфорда—Бора как о частной физической теории. 201. Сколько квантов с различной энергией может испустить атом водорода, если он находится на третьем энергетическом уровне? Почему? 1 См.: Сауров Ю.А. Физика в 11 классе: Модели уроков. — М.: Просвещение, 2005. — С. 223. 93 202. Какой из приведённых на рисунке 52 спектров является спектром излучения атома водорода? Ответ обоснуйте. Рис. 52 203. При переходе электрона из возбуждённого состояния с энергией Е-^ в основное состояние с энергией испускается фотон. Чему равна масса этого фотона? 204. Используя рисунок 145 учебника, определите частоту излучения атома водорода при его переходе из второго энергетического состояния в основное. Дано: СИ Решение: Ответ: 205. По рисунку 145 учебника определите, во сколько раз длина волны излучения атома водорода при переходе электрона с третьей орбиты на вторую больше длины волны, обусловленной переходом со второй орбиты на первую. 94 Дано: СИ Решение: Ответ: ___________________ 206. Как можно объяснить совпадение спектров испускания и спектров поглощения газов?___________________________________________________ 207. При облучении паров ртути электронами энергия атома ртути увеличивается на 4,9 эВ. Чему равна длина волны излучения, которое испускают атомы ртути при переходе в основное состояние? Дано: СИ Решение: Ответ: 208. Мощность лазера может достигать значения до 10^^ Вт. Используя справочник, сравните это значение с мощностью крупнейших электростанций _______________________________________________________ 0 209. В каких практических целях может использоваться лазер? 95 Тренировочный тест 7 Строение атома При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 1. На основе опытов по рассеянию а-частиц Резерфорд: A. ввёл понятие атомного ядра; Б. опроверг модель атома Томсона; B. открыл законы фотоэффекта. Правильным является ответ 1) только А 2) только Б 3)БиВ 4) АиБ 2. 4. Используя планетарную модель атома, можно утверждать, что: A. суммарный заряд электронов, входящих в состав атома, равен заряду ядра атома; Б. суммарный заряд электронов, входящих в состав атома, больше заряда ядра атома; B. суммарный заряд электронов, входящих в состав атома, меньше заряда ядра атома; Г. каждый из ответов А—В может быть верным. Правильным является ответ 1)А 2) Б 3)В 4) Г В опытах Резерфорда большая часть а-частиц, падающих на тонкую фольгу из золота, 1) поглощалась фольгой 2) свободно проходила сквозь фольгу, практически не отклоняясь 3) отклонялась на 90° 4) отклонялась на 180° Частота фотона, излучаемого при переходе атома из возбуждённого состояния с энергией в основное состояние с энергией Eq, равна 1) Е, 2) 3) Ef^ 4) Eq Е^ 96 На рисунке 53 приведены возможные значения энергии электронов в атоме водорода. Чему равна длина волны излучения атома при переходе электронов с четвёртого энергетического уровня на второй? 1) 4,87-10-15 м 2) 1,62- 10-15 м 3) 4,87-10-7 м 4) 1,62-10-7 м На рисунке 54 приведены спектры поглощения гелия (рис. 54, в), водорода (рис. 54, а) и неизвестного разреженного атомарного газа (рис. 54, б). В химический состав газа входят атомы а) б) в) Рис. 54 1) только гелия 2) только водорода 3) водорода и гелия 4) водорода, гелия и ещё какого-то вещества Н Газ Ш Е, эВ 0--0,85 -1,5 -3,4 — Е, -13,6-h^^o Рис. 53 Ответы. р. о Ф Си а» ё ^ в ^ ^ S’ I ^ в о 1 2 Номера заданий 3 4 5 6 1 □ □ □ □ □ □ 2 1—1 ы 1—1 ы □ □ □ 1—1 ы 3 □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ Самооценка □ Оценка учителя 97 Вариант 2 1. В опытах Резерфорда по рассеянию а-частиц на золотой фольге только одна из примерно 100 000 частиц отклонялась на углы, большие 90°. Причина подобного явления заключалась в том, что 1) площадь сечения ядра во много раз меньше площади сечения атома 2) скорость а-частицы во много раз меньше скорости электронов в атоме 3) масса а-частицы во много раз меньше массы ядра золота 4) почти все а-частицы поглощаются ядрами золота 2. Какое утверждение соответствует планетарной модели атома? 1) в центре атома расположены электроны, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра положителен 2) в центре атома расположены электроны, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра отрицателен 3) в центре атома расположено ядро, заряд ядра положителен, по орбитам вокруг ядра вращаются электроны 4) в центре атома расположено ядро, заряд ядра отрицателен, по орбитам вокруг ядра вращаются электроны 3. Длина волны фотона, излучаемого при переходе атома из возбуждённого состояния с энергией в основное состояние с энергией Eq, равна 1) h 2) ^0 -^1 h 3) ch £l Eq 4) ch Eq E^ 4. Какие из приведённых ниже утверждений соответствуют смыслу постулатов Бора? A. Атом может находиться только в одном из стационарных состояний, в стационарном состоянии атом энергию не излучает. Б. При переходе из одного стационарного состояния в другое атом поглощает или излучает квант электромагнитного излучения. B. В атоме электроны движутся по круговым орбитам и излучают при этом электромагнитные волны. Правильным является ответ 1) только А 2) только Б 3) только В 4) АиБ 98 На рисунке 55 приведены возможные значения энергии атомов разреженного газа. В начальный момент времени атомы находятся в состоянии с энергией Е^. Свет, испускаемый газом, может содержать фотоны 1) только с энергией 2 • 10“^® Дж 2) с энергиями 3 • 10“^® Дж и 6 • 10“^® Дж 3) с энергиями 2 • 10"^^ Дж, 5 • 10“^^ Дж и 8 • 10“l^ Дж 4) с любой энергией в пределах от 2 • 10“^® Дж до 8-10-^9 Дж На рисунке 56 приведены спектры излучения паров стронция (рис. 56, а), неизвестного образца (рис. 56, б) и кальция (рис. 56, в). Можно ли утверждать, что в образце 1) не содержится ни стронций, ни кальций 2) содержится кальций, но нет стронция 3) содержится и стронций, и кальций 4) содержится стронций, но нет кальция Е, Дж 0- -2-10 Е. -8•10^^+ £о Рис. 55 а) б) в) Рис. 56 Ответы. Номера заданий ^ о Ф ^ S ь ^ в ^ ^ Q О ^0 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 5 □ 6 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя 99 Атомное ядро Масса протона гПр = 1,67265 • 10“^^ кг Масса нейтрона т„ == 1,67495 • 10“^^ кг Масса электрона = 9,11 • 10“^^ кг 1эВ-1,6 *10-19 Примеры решения задач 1. Рассчитайте удельную энергию связи нуклонов в ядре изотопа неона 29Ne, масса ядра которого 33,1888 • 10-27 j^p Решение: Удельную энергию связи найдём, разделив энергию связи ядра на число нуклонов, содержащихся в данном ядре: Е = ЛД уд Z^N " где АЕ — энергия связи ядра, Z — число протонов, N — число нейтронов в ядре. Число нейтронов равно разности массового А и зарядового Z чисел: N ^ А-Z;N = 10. Энергия связи ядра рассчитывается по формуле: АЕ = (ZiTip + Nrrij^ - т^)с^у следовательно, (Zm +Nm^ - 10 Дано: m =33,1888*10-27 кг А = 20 Z=10 Е УД Z +Л7 Е уд (10 * 1,67265 • 10-27 + 10 • 1,67495 * 10-27 - 33,1888 • 10-27) кг • 9 • 101бм2/с2 10 + 10 = 1,2924 * 10-12 Дж/нуклон = 8,07 МэВ/нуклон. Ответ: Е^^ = 8,07 МэВ/нуклон. 100 2. Чему равен период полураспада радиоактивного ргщона, если известно, что количество радона уменьшилось в 8 раз за 11,4 дня? Дано: Решение: 11,4 дня При решении данной задачи можно воспользоваться п = д> графиком зависимости числа радиоактивных ядер от вре- мени (рис. 152 в учебнике). Возможно и простое логическое рассуждение: так как за период полураспада Т количество вещества уменьшается вдвое, за 2Т — вчетверо, значит, в 8 раз оно уменьшится за время ЗТ. Следовательно, ЗТ - 11,4 дня, а Т = = 3,8 дня. Возможно решение данной задачи и с использованием формулы закона радиоактивного распада: t Тогда Т = Ответ: Т = 3,8 дня. N = Nq • 2~", где п = 11,4 дня = 3,8 дня. Задачи для самостоятельного решения 210. При исследовании естественной радиоактивности были обнаружены три вида излучений: а-, р- и у-излучение. Что представляют собой эти излучения? а-излучение —______________________________________________ р-излучение —______________________________________________ у-излучение —______________________________________________ 211. Порошок радия, полученный супругами Кюри, выделял тепло в течение всего времени исследования без изменения интенсивности тепловыделения. Какая из приведённых ниже гипотез верна? I I запасы энергии связи нуклонов в атомах радия столь велики, что трудно заметить её уменьшение даже при интенсивном тепловыделении □ □ запасы энергии в экспериментах пополнялись за счет поглощения её из воздуха запасы энергии связи атомов радия в его кристалле столь велики, что трудно заметить её уменьшение даже при интенсивном тепловыделении Г~] был открыт источник неиссякаемой энергии 101 212. Чему равно массовое число ядра атома кальция 20^^^ 213. Сколько протонов содержит ядро атома марганца 25^^ _________________________________ свинца ^g2?b___________________________________ 214. Сколько нейтронов содержит ядро атома бария ^5бВа ______________________ алюминия 13 А1____________________ 215. Определите число нуклонов, протонов и нейтронов в ядре атома бериллия 4 Be________________________________________________ кобальта с массовым числом 59___________________________ 216. Ядро атома платины содержит I I 117 нейтронов и 78 протонов □ 78 протонов и 195 нейтронов I I 117 нейтронов и 195 протонов I I 195 протонов и 78 нейтронов 217. Каков заряд ядра атома свинца ^||РЬ? I I положительный, равный 82 I I положительный, равный 132 I I отрицательный, равный 82 I I отрицательный, равный 132 218. Установите соответствие между научными открытиями и именами учёных, которым эти открытия принадлежат. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. 102 ФИЗИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ A) явление естественной радиоактивности Б)состав радиоактивного излучения B) открытие нейтрино ИМЕНА УЧЕНЫХ 1) Резерфорд 2) Чедвик 3) Беккерель 4) Иваненко и Гейзенберг 5) Ферми А Б В 219. Чем отличаются ядра изотопов азота и 220. Изменение числа нуклонов в ядре приводит к появлению нового изотопа или ядра нового элемента. К каким изменениям приводит изме- нение числа электронов в атоме?. 221. В ядре есть положительно заряженные протоны, они отталкиваются друг от друга. Почему же ядро не распадается на отдельные частицы? 222. Между какими парами частиц внутри атомного ядра действуют ядерные силы притяжения: протон — протон; протон — нейтрон; нейтрон — нейтрон? Ответ обоснуйте. 223. Используя график зависимости удельной энергии связи от массового числа А (рис. 151 в учебнике), определите примерное значение удельной энергии связи для лития (^Li), бора (^°B) и железа (|б^е). 103 224. Рассчитайте энергию связи ядра трития jH. Масса ядра трития 4,9959 • 10“^^ кг. Дано: Решение: Ответ: 225. Рассчитайте удельную энергию связи ядра бора |В, если масса его ядра 13,3208 • кг. Дано: Решение: Ответ: 226. Почему существует именно два вида радиоактивного распада? 227. Что собой представляет а-распад__________________ р-распад 228. Можно ли считать радиоактивный распад ядерной реакцией? Ответ поясните.___________________________________________________ 104 229. Напишите реакцию а-распада ядра радия с массовым числом 210. 230. Напишите реакцию р-распада ядра кислорода с массовым числом 19. 231. В результате какого радиоактивного распада изотоп свинца превраш,ается в изотоп висмута 232. Период полураспада радиоактивного изотопа кальция составляет 160 сут. Если изначально было 4 • 10^4 атомов |о^^» сколько их будет через 320 сут? Дано: Решение: Ответ: 233. Во сколько раз уменьшается активность радиоактивного элемента за время, равное пяти периодам полураспада? Дано: Решение: Ответ: 234. Активность некоторого радиоактивного элемента за 4 мин уменьшилась в 16 раз. Чему равен период полураспада этого элемента? Дано: Решение: Ответ: 105 0 235. Сравните закон радиоактивного распада, например, с законом Ку- лона. Что между ними общего? Чем они отличаются? 236. Ниже представлены уравнения четырёх ядерных реакций. 1. 1JF + 2н 2. 11С + Je iiB 3. ;§Ne |Не + |Не 4. В соответствии с законами сохранения электрического заряда и массовых чисел все ли они возможны? _______________________________ 237. Определите зарядовое (Z) и массовое (А) числа ядер химических элементов, образовавшихся в результате реакций: а) ||Fe + J/1 -э }Н + ^Мп б) f^Al + |Не }Н + 238. Напишите уравнение ядерной реакции, в которой столкновение а-частицы с ядром алюминия с массовым числом 27 сопровождается образованием протона. 239. Напишите уравнение ядерной реакции, в которой столкновение нейтрона с ядром бора с массовым числом 10 сопровождается образованием а-частицы. 106 240. В результате бомбардировки изотопа лития ^Li ядрами дейтерия образуется изотоп бериллия 4 Be. Какая при этом испускается частица? 241. Какая бомбардирующая частица применялась в ядерных реакциях: а) 27А1 +?^ 24Na + ^Не б) 25Mg + ?^ 22^а + |Не в) ||Мп +?^ ||F + г) '9В +?^ iLi + Ше 242. Чему равны зарядовое и массовое числа ядра элемента, который получился из ядра изотопа урана ^gfU после одного а-распада и двух р-распадов? 243. Установите соответствие между скоростью деления ядер тяжёлых элементов в ядерных реакторах атомных электростанций и уровнем погружения стержней в ядерное горючее. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. 107 ИЗМЕНЕНИЕ УРОВНЯ ПОГРУЖЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ A) от момента введения стержня в ядерное горючее до его среднего положения Б) от среднего положения до максимального погружения B) от среднего положения до минимального уровня ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР 1) увеличится 2) уменьшится 3) останется величиной постоянной А Б В 0 244. С протонно-нейтронной и капельной моделями вы познакомились на страницах учебника. На самом деле в физике известно более двадцати моделей. Нет ли здесь противоречия? Выскажите свою точку зрения______________________________________________________ 245. Какой вид радиоактивного излучения наиболее опасен для человека? Почему?_____________________________________________________ 246. По отношению к какой частице позитрон является античастицей? 108 0 247. Заполните таблицу 15. Таблица 15 Фундаментальное взаимодействие Особенности взаимодействия Сильное Электромагнитное Слабое Гравитационное Тренировочный тест 8 Атомное ядро При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 При исследовании естественной радиоактивности были обнаружены три вида излучений: а, Р и у. Что представляет собой а-излучение? 1) поток электронов 2) поток нейтронов 3) поток протонов 4) поток ядер атома гелия Какое радиоактивное излучение представляет собой поток электронов? 1) а-излучение 2) р-излучение 3) у-излучение 4) такого излучения нет обладает наименьшей Какое из трёх видов излучения — а, р или у проникающей способностью? 1)а 2)Р 3)у 4) проникающая способность всех видов излучения одинакова 4. Сколько нейтронов содержится в ядре элемента Ag? 1) 154 2) 107 3) 60 4)47 Ядро атома радия содержит 1) 88 нейтронов и 138 протонов 2) 88 протонов и 226 нейтронов 3) 138 нейтронов и 226 протонов 4) 88 протонов и 138 нейтронов Период полураспада ядер франция ^||Fr составляет 4,8 мин. Это означает, что 1) каждые 4,8 мин распадается одно ядро франция 2) за 4,8 мин атомный номер каждого ядра франция уменьшается вдвое 110 3) все изначально имевшиеся ядра франция распадутся за 9,6 мин 4) половина исходного числа ядер франция распадётся за 4,8 мин 7. Какие частицы освобождаются из атомного ядра при а-распаде? 1) электрон 2) позитрон 3) а-частица 4) позитрон и нейтрино 8. В результате бомбардировки ядра азота произошла ядерная реакция: +?^ |Н. Какая частица использовалась для бомбардировки ядра? 1) а-частица 3) протон 2) электрон 4) нейтрон 9. Какая частица образуется при реакции термоядерного синтеза: 2Н + ^ ? + |Не? 1) нейтрон 2) нейтрино 3) протон 4) электрон 10. Что называется критической массой в урановом ядерном реакторе? 1) максимальная масса урана в реакторе, при которой он может работать без взрыва 2) минимальная масса урана, при которой в реакторе может быть осупдествлена цепная реакция 3) дополнительная масса урана, вносимая в реактор для его запуска 4) дополнительная масса вещества, вносимая в реактор для его остановки в критических ситуациях Ответы. Номера заданий 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 со а 2 S 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ о, S 2 ^ £ 5 ^ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ о 3 2 ^30 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ ^ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя 111 Вариант 2 1. При исследовании естественной радиоактивности были обнаружены три вида излучений: а, Р и у. Что представляет собой р-излучение? 1) поток электронов 2) поток нейтронов 3) поток протонов 4) поток ядер атома гелия 2. Какое радиоактивное излучение представляет собой поток протонов? 1) а-излучение 2) р-излучение 3) у-излучение 4) такого излучения нет 3. 4. Какое из трёх видов излучения — а, р или у — обладает наибольшей проникающей способностью? 1)а 2)Р 3)у 4) проникающая способность всех видов излучения одинакова Сколько нейтронов содержится в ядре изотопа полония ^||Ро? 1)299 2)215 3) 131 4)84 Ядро атома цинка содержит 1) 50 нейтронов и 132 протона 2) 82 протона и 182 нейтрона 3) 132 нейтрона и 50 протонов 4) 50 протонов и 82 нейтрона Период полураспада ядер радона составляет 3,9 с. Это означа- ет, что 1) каждые 3,9 с атомный номер каждого ядра радона уменьшается вдвое 2) одно ядро радона распадается каждые 3,9 с 3) все изначально имевшиеся ядра радона распадутся за 7,8 с 4) половина исходного числа ядер радона распадётся за 3,9 с Какие частицы освобождаются из атомного ядра при р-распаде? 1) электрон 2) позитрон 3) нейтрон 4) электрон и нейтрино 112 8. Какая частица вызывает ядерную реакцию: IIА\ +?^24]v[g ч- |Не? 1) а-частица 2) нейтрон 3) протон 4)электрон Ядро изотопа тория ^|oTh претерпевает три последовательных а-распада. В результате получится ядро 1) полония gjPo 246 ( 86 L 78- 4) урана ^Ци 2) кюрия ^86 Cm 3) платины ^7|Pt 10. Какие из перечисленных ниже веществ используются в качестве топлива атомных электростанций? A. Графит. Б. Кадмий. B. Каменный уголь. Г. Уран. Правильным является ответ 1) АиБ Ответы. 2) А, БиГ 3)только Г Номера заданий 4) А, Б, В, Г 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ со о со §,£ § ^ 3^ fc 2 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ ^ в ^ ^ §■! 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ со 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя АСТРОФИЗИКА Элементы астрофизики Примеры решения задач 1. Какую массу потеряла сверхновая звезда на излучение, если вспышка длилась около месяца, а её светимость в максимуме блеска L = 4 • 10^^ Вт? СИ Решение: Учитывая связь между массой и энерги- 2,6 • 10® с оценим массу, которую теряет сверхно- вая звезда каждую секунду на излучение: Дано: L = 4- 1037 Вт = 1 месяц с = 3* 103 jyj/c Ат — ? АЕ = Arne‘S, L АЕ At Ат АЕ At п2 Дж Ат At Вт Н м кг , отсюда кг с Ат At 4- 1Q37 (3-108)2 = 4,4 • 1Q2® кг/с. Ат Ат = —^ A^; Ат = 4,4 • кг/с • 2,6 ♦ 10® с ~ 1,1 • кг. At Ответ: Ат s; 1,1 • 10^7 кг. 2. Угловой диаметр Солнца а = 32', расстояние до Солнца г = 150 млн км. Найдите линейный диаметр Солнца. Дано: а = 32' г = 150 млн км D Решение: Линейный диаметр Солнца равен: D = rsin а; Z) = 150 • 10® км • sin 32' = 1,4 • 10® км. Ответ: D = 1,4 млн км. 114 3. Масса Солнца 2 • 10^® кг, радиус 7 * 10® м. Полагая, что Солнце в основном состоит из водорода = 1,7 • 10~^^ кг), определите среднюю плотность Солнца pQ, концентрацию атомов п и среднее расстояние между атомами I. Решение: Средняя плотность Солнца равна: ^ Me Pq JE. r3 ’ о Дано: 10®9 КГ ^0=7* 10® м 77lfj= 1, 7 * 10"27 кг Ро-? п — 1 1 — ? 2 • 10^® кг 4 • 3,14 (7 • 108 1^)3 - 1400 кг/м®. Концентрация атомов: п Ро пи 1400 кг/м^ ^ “ 1,7 • 10-27 кг Среднее расстояние между атомами 1 1 = 1 = 8* 1029 м-з. I ^8 • 1029 10-19 jyj_ Ответ: = 1400 кг/м®; м = 8 • 1029 jyj-з. i = ю-ю jyj^ Задачи для самостоятельного решения 248. к какой группе планет принадлежит Уран_____________________________________ Марс_____________________________________ Сатурн 249. Приведите примеры планет-гигантов_________ планет-карликов планет земной группы астероидов__________ комет_______________ 115 250. На какой планете и почему существует сильный парниковый эффект?_________________________________________________________ 251. Что такое астероиды? Где в основном расположены их орбиты? 252. Где и почему комета Галлея имеет большую скорость — вблизи Солнца или на максимальном удалении от него? 253. Почему на большом удалении от Солнца у комет нет хвостов? 254. Куда и почему направлен хвост кометы? 255. Какой физический механизм определяет свечение метеора? 256. Почему в атмосфере Земли почти нет водорода, тогда как Солнце и планеты-гиганты состоят преимущественно из водорода? 257. Как астрономы узнали, что на Солнце есть натрий и железо? 258. Какие образования, видимые на поверхности Солнца, свидетельствуют о наличии конвективных движений в его недрах? 116 259. Какую массу потеряло Солнце на излучение за 5 млрд лет существования, если его светимость 4 • 10^® Вт? Дано: СИ Решение: Ответ: 260. Почему с помощью оптических приборов мы не можем заглянуть в глубокие слои Солнца? 261. Линейный размер гранул солнечной фотосферы (рис. 166 в учебнике) составляет 1000 км. Почему центр гранулы яркий, а граница более тёмная? 262. Типичное пятно на Солнце видно с Земли под углом 1'. Найдите диаметр такого пятна (в км) и сравните с диаметром Земли. 263. В солнечной короне наблюдаются линии излучения ионизованного железа, у которого недостаёт 9 электронов. Для такой ионизации необходимы электроны с энергией 260 эВ. Исходя из положений МКТ, оцените температуру вещества солнечной короны. Дано: СИ Решение: Ответ: 117 264. Как определили, что звезда Сириус имеет температуру 10 000 К? 265. Радиус звезды белого карлика Сириус В равен 1,6 • 10^ м, масса равна солнечной массе. Рассчитайте среднюю плотность вепдества звезды. Дано: Решение: Ответ: 266. Во сколько раз отличаются массы звёзд главной последовательности спектральных классов В и К?___________________________________ 267. В звёздах каких групп образуются тяжёлые химические элементы вплоть до атомов железа?______________________________________ 268. Где в Млечном Пути и из чего образуются звёзды? Приведите примеры областей звёздообразования.____________________________________ 0 269. На рисунке 57 представлены диаграммы «спектральный класс — светимость» для звёзд рассеянных звёздных скоплений: Плеяды и 118 NGC 188. Определите, звёзды каких спектральных классов в этих скоплениях уже умерли, а какие только начинают умирать. Используя таблицу 37 учебника, определите возраст этих скоплений. 270. На фотографии Млечного Пути (рис. X на форзаце учебника) видно, что он раздваивается. Чем объясняется свечение Млечного Пути и его раздвоение? 271. Каков конечный этап эволюции Солнца? 272. Что представляет собой Крабовидная туманность (рис. IX на форзаце учебника)?_____________________________________________________ 273. Крабовидная туманность является остатком вспышки сверхновой звезды, наблюдаемой в 1054 г. Расстояние до неё 1500 пк, видимый угловой диаметр 5'. Оцените линейный размер туманности и среднюю скорость её расширения. Дано: СИ Решение: Ответ: 274. Звезда Бетельгейзе (а Ориона) создаёт освещённость на Земле 1,26 • 10“® Вт/м^. Расстояние до неё 200 пк. Чему равна светимость звезды? Сравните её со светимостью Солнца. 119 Дано: СИ Решение: Ответ: ______________________________________________________ 275. Светимость звезды L определяется температурой поверхности Т и радиусом R: L ~ Оцените по диаграмме на рисунке 169 учебни- ка, во сколько раз отличаются радиусы звёзд главной последовательности и белых карликов одного цвета. 276. Масса нейтронной звезды равна солнечной. Принимая радиус нейтрона равным м и полагая, что нейтроны касаются друг друга, оцените плотность нейтронной звезды. Дано: Решение: Ответ: 277. Оцените радиус чёрной дыры в центре Млечного Пути, если её масса равна 2 млн масс Солнца. ( Радиус чёрной дыры рассчитывается по формуле Rg = —где с — скорость света, j 278. Освещённость, создаваемая квазаром ЗС273 на Земле, равна 2 • Вт/м^, скорость, с которой он удаляется от нас, равна 4,5* 10“^ м/с. Используя закон Хаббла, оцените расстояние до квазара и его светимость. Сравните полученную светимость с солнечной и со светимостью типичной галактики. 120 Дано: СИ Решение: Ответ: 279. Рассчитайте среднюю плотность Вселенной, если в объёме сферы радиусом, равным радиусу Вселенной, наблюдается около 100 млрд галактик, средняя масса которых равна 100 млрд масс Солнца. 280. Сейчас наблюдаются галактики, от которых луч света идёт около 11,5 млрд лет. Каков был возраст Вселенной в тот момент, когда эта галактика излучила свет, дошедший до нас? 281. Веш,ество во Вселенной состоит почти на 70% из водорода и на 30% из гелия, на остальные элементы приходится менее 2% вещества. Наблюдаемое количество гелия не могло образоваться в звёздах даже за всё время жизни Вселенной. Гелий образовался из водорода в первые секунды жизни Вселенной. Исходя из этой гипотезы, покажите, что Вселенная на ранних этапах своего развития имела очень высокую температуру, т. е. Вселенная была «горячей». Тренировочный тест 9 Элементы астрофизики При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак « х » в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 Укажите два самых распространённых химических элемента на Солнце. 1) углерод и кислород 2) уран и железо 3) гелий и водород 4) натрий и стронций Почему солнечные пятна выглядят темнее окружающей фотосферы? 1) они горячее окружающей фотосферы на 500 К 2) они холоднее окружающей фотосферы на 1500 К 3) пятно — тёмная холодная поверхность Солнца, видимая через просветы в фотосфере 4) пятно — области, куда падают гигантские метеориты Что является источником энергии Солнца? 1) химические реакции горения кислорода и водорода 2) чёрная дыра в центре Солнца 3) термоядерные реакции синтеза гелия из водорода 4) ядерные реакции распада урана Какая сила препятствует сжатию Солнца под действием тяготения? 1) сила ядерного взаимодействия между протонами и нейтронами 2) сила слабого взаимодействия между электронами и нейтрино 3) сила газового давления нагретого вещества в Солнце 4) сила упругости твёрдого вещества внутри Солнца К какой группе звёзд по их спектральному классу и светимости относится Солнце? 1) белым карликам 2) красным гигантам 3) главной последовательности 4) сверхгигантам 122 6. у звёзд какой группы основным источником энергии являются термоядерные реакции синтеза гелия из водорода? 1) красных гигантов 2) главной последовательности 3) белых карликов 4) сверхгигантов 7. Звезда Антарес (а Скорпиона) имеет красный цвет и светимость в 30 000 больше светимости Солнца. К какой группе звёзд она принадлежит? 1) красным гигантам 2) белым карликам 3) главной последовательности 4) красным сверхгигантам 8. Какова конечная стадия эволюции Солнца? 1) нейтронная звезда 2) чёрная дыра 3) белый карлик 4) сверхновая звезда 9. К какому типу галактик относится наша Галактика? 1) эллиптическим 2) спиральным 3) неправильным 4) взаимодействуюгцим 10. Чем отличаются активные галактики от обычных? 1) излучают меньше света в видимых лучах 2) являются могцными источниками радио-, рентгеновского и гамма-излучения 3) быстро врагцаются вокруг оси 4) не имеют ядра 11. Что указывает на расширение Вселенной? 1) разбегание галактик 2) врагцение галактик вокруг оси 3) переменность яркости галактик 4) наличие газа и пыли в галактиках 12. Что указывает на высокие температуры вегцества на ранних этапах эволюции Вселенной? 1) наличие горячих звёзд в галактиках 2) реликтовое излучение 3) наличие активных галактик во Вселенной 4) распределение галактик в пространстве 123 13. Какая сила является определяющей в небесных телах? 1) сила слабого взаимодействия 2) сила гравитации 3) сила ядерного взаимодействия 4) сила электромагнитного взаимодействия Ответы. Номера заданий 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Q0 W ® ® а. S 2 ^ а ^ ^ §■! Q0 □ □□□□□□□□□□□□ □ □□□□□□□□□□□□ □ □□□□□□□□□□□□ □ □□□□□□□□□□□□ Самооценка Оценка учителя Вариант 2 1. Какие газы дают основной вклад в парниковый эффект на Земле? 1) кислород, водород 2) азот, гелий 3) углекислый газ, водяной пар 4) озон, метан 2. Какой второй по распространённости химический элемент на Солнце? 1) водород 2) стронций 3) кислород 4) гелий 3. Что указывает на то, что энергия из внутренних слоёв поступает в фотосферу за счёт конвекции? 1) высокая температура фотосферы 2) грануляция 3) жёлтый цвет поверхности Солнца 4) температура короны 2 • 10® К 4. Что является проявлением солнечной активности? 1) солнечный ветер 2) грануляция 3) солнечные пятна 4) солнечная корона 124 5. Какая сила препятствует разлёту солнечного вещества под действием его высокого давления? 1) сила ядерного взаимодействия 2) сила слабого взаимодействия 3) сила гравитации 4) сила электромагнитного взаимодействия 6. Какие наблюдения подтвердили протекание термоядерных реакций синтеза гелия из водорода в центре Солнца? 1) наблюдения Солнца в рентгеновских лучах 2) наблюдения Солнца в ультрафиолетовых лучах 3) наблюдения солнечных нейтрино 4) наблюдения солнечной активности 7. К какой группе звёзд по их спектральному классу и светимости относится оранжевый Арктур (а Волопаса), светимость которого в 130 раз превышает светимость Солнца? 1) белым карликам 2) гигантам 3) главной последовательности 4) сверхгигантам 8. У звёзд какой группы формируются слоевые источники энергии и протекают реакции синтеза тяжёлых химических элементов вплоть до атомов железа? 1) звёзд типа Солнца 2) белых карликов 3) сверхгигантов 4) нейтронных звёзд 9. Каково время жизни звезды типа Сириуса (а Большого Пса)? 1)10^ лет 2) 10* лет 3)10^*^ лет 4)10^^лет 10. На какой стадии своей жизни звезда становится красным гигантом? 1) после исчерпания водорода в своём ядре 2) во время протекания термоядерных реакций синтеза гелия из водорода в ядре 3) после исчерпания всех источников термоядерных реакций 4) на стадии протозвезды 11. Какова, по современным представлениям, причина активности галактик? 1) наличие массивной чёрной дыры в ядре галактики 2) быстрое вращение галактики 3) спиральная структура галактики 4) взаимодействие с другими галактиками 125 12. Галактика Сомбреро (рис. 171, б в учебнике) удаляется от нас со скоростью 900 км/с. На каком расстоянии она находится? 1) 100 000 СВ. лет 2) 1 Мпк 3) 1000 Мпк 4) 12 Мпк 13. В каких масштабах Вселенной преобладает гравитационное взаимодействие? 1) в масштабах элементарных частиц 2) в масштабах свыше планетных 3) в масштабах клетки 4) в масштабах атомов и молекул Ответы. 1 2 3 4 5 Номера заданий 6 7 8 9 10 11 12 13 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ to ^ о to 2 2 а» С □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ 1§| а: §■! 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ to 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Содержание Электродинамика 1. Постоянный электрический ток............................. 3 Примеры решения задач................................... 3 Задачи для самостоятельного решения..................... 6 Тренировочный тест 1 «Постоянный электрический ток»......................... 24 2. Взаимосвязь электрического и магнитного полей........... 30 Примеры решения задач.................................. 30 Задачи для самостоятельного решения.................... 32 Тренировочный тест 2 «Взаимосвязь электрического и магнитного полей»........ 43 3. Электромагнитные колебания и волны...................... 47 Примеры решения задач.................................. 47 Задачи для самостоятельного решения.................... 49 Тренировочный тест 3 «Электромагнитные колебания и волны» .................. 56 4. Оптика.................................................. 59 Примеры решения задач.................................. 59 Задачи для самостоятельного решения.................... 61 Тренировочный тест 4 «Оптика»............................................... 67 5. Основы специальной теории относительности............... 70 Примеры решения задач.................................. 70 Задачи для самостоятельного решения.................... 71 Тренировочный тест 5 «Основы специальной теории относительности»............ 76 127 Элементы квантовой физики 6. Фотоэффект............................................. 79 Примеры решения задач................................. 79 Задачи для самостоятельного решения................... 81 Тренировочный тест 6 «Фотоэффект» ......................................... 87 7. Строение атома......................................... 91 Пример решения задачи................................. 91 Задачи для самостоятельного решения................... 91 Тренировочный тест 7 «Строение атома»...................................... 96 8. Атомное ядро...........................................100 Примеры решения задач.................................100 Задачи для самостоятельного решения...................101 Тренировочный тест 8 «Атомное ядро»........................................110 Астрофизика 9. Элементы астрофизики.................................. 114 Примеры решения задач................................ 114 Задачи для самостоятельного решения.................. 115 Тренировочный тест 9 «Элементы астрофизики»............................... 122