Физика 9 класс Рабочая тетрадь Пурышева Важеевская Чаругин

Н. с. Пурышева, Н. Е. Важеевская, В. М. Чаругин РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ Тестовые С Г"^ задания С I .7 к учебнику Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, В. М. Чаругина ГОС ФИЗИКА # врофа ВЕРТИКАЛЬ Н. с. Пурышева, Н. Е. Важеевская, В. М. Чаругин РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ К учебнику Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, В. М. Чаругина WMRDC ФИЗИКА Учени....................класса. .школы. ВЕРТИКАЛЬ Москва ^орофа 2014 9 УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я72 П88 Условные знаки: ^ — личностные качества; ^ — метапред метные результаты. Пурышева, Н. С. П88 Физика. 9 класс : рабочая тетрадь к учебнику Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, В. М. Чаругина / Н. С. Пурышева, Н. Е. Важеев-скгш, В. М. Чаругин. —М.: Дрофа, 2014. — 208 с. : ил. ISBN 978-5-358-14169-8 Предлагаемая рабочая тетрадь является составной частью учебно-методического комплекса, переработанного в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта. В комплекс входят учебник, электронное приложение к учебнику, методическое пособие, проверочные и контрольные работы. В тетрадь включены расчётные и графические задачи, экспериментальные задания, лабораторные работы. Задания повышенной сложности отмечены звёздочкой. Специальными знаками отмечены задания, направленные на формирование метапредметных умений (планировать деятельность, выделять различные признаки, сравнивать, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, преобразовывать информацию и др.) и личностных качеств учеников. В конце каждой темы помещён «Тренировочный тест». Пособие предназначено для организации самостоятельной работы учащихся при изучении нового материала, а также для закрепления и проверки полученных знаний по физике. Бесплатный доступ к электронному приложению и рабочей программе можно получить на сайте www.drofa.ru. УДК 373.167.1:53 ______________________________________________________________ББК 22.3я72 Учебное издание Пурышева Наталия Сергеевна, Важеевская Наталия Евгеньевна Чаругин Виктор Максимович ФИЗИКА. 9 класс Рабочая тетрадь к учебнику Н. С. Пурышевой, Н. Е. Важеевской, В. М. Чаругина Зав. редакцией Е. Н. Тихонова. Ответственный редактор И. Г. Власова Оформление М. В. Мак^рыкика. Технический редактор И. В. Грибкова Компьютерная верстка Г. А. Фетисова. Корректор Г. И. Мосякина \2+ Сертификат соответствия № РОСС RU. АЕ51. Н 16508. Подписано в печать 12.05.14. Формат 70 х 90 Vie- Бумага офсетная. Гарнитура «Школьная». Печать офсетная. Уел. печ. л. 15,21. Тираж 5000 экз. Заказ № 9005. ООО «ДРОФА*. 127254, Москва, Огородный проезд, д. 5, стр. 2. Предложения и замечания но 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». 300600, г. Тула, пр. Ленина, 109. ISBN 978-5-358-14169-8 ООО «ДРОФА», 2014 Законы механики Основные понятия механики 1. Определите координаты точек А, В и С (рис. 1). г/, м) г - - -Г 30 i -н » * Н : : 20- 1 j 1 1" -f” — j 1 1 : j -20 . IQ 2QJJC, M М- . -10 Д* -20 i : ! '! i - - ■ —■ 2. 3. Рис. 1 Определите координаты точек А ж В (рис. 2) в системе отсчёта, связанной: а) с деревом___________________________________________; б) с домом_____________________________________________ Жук переместился из точки А с координатами = 2 м, = 3 м в точку В с координатами jCg = 4 м, у2 = 5 м. Каково изменение координат жука? ^ 4. Заполните таблицу 1. Таблица 1 Физическая величина ПЕРЕМЕЩЕНИЕ Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Векторная или скалярная Относительная или инвариантная (абсолютная) Способ измерения 5. Перемещение s автомобиля изображено на рисунке 3. Определите: координаты точки А_____________; координаты точки В_____________; проекцию перемещения на ось X проекцию перемещения на ось Y у. Mil 1 в[ А .1 3 6 9 12 15 л:, м Рис. 3 модуль перемещения 6. На рисунке 4 изображены векторы перемещения двух пешеходов. Для каждого из них определите проекции перемещения на координатные оси и модуль перемещения. 1-й пешеход Проекция перемещения на ось X Проекция перемещения на ось Y Модуль перемещения 2-й пешеход Проекция перемещения на ось X Проекция перемещения на ось Y Модуль перемещения Чему равны путь и модуль перемещения конца минутной стрелки часов длиной 3 см за: а) 0,5 ч; б) 1 ч? а) б) Мальчик спустился на санках с горы длиной 20 м, а затем поднялся с санками на вершину горы в ту же точку, из которой начал спуск. Чему равны путь мальчика и модуль его перемещения? 9. Приведите два примера, в которых одно и то же тело считать материальной точкой можно; нельзя. 10. Автомобиль движется прямолинейно относительно земли. Изобразите траекторию движения точки обода колеса автомобиля относительно: а) земли; б) кузова автомобиля. 11. Человек перемещался по плывущему по реке плоту, двигаясь: а) вдоль плота из точки А в точку Б, как показано на рисунке 5; б) поперёк плота из точки А в точку Б, как показано на рисунке 6. Изобразите на рисунке разными цветами траекторию движения человека для каждого случая в системе отсчёта, связанной с плотом, и в системе отсчёта, связанной с берегом реки. -в Рис. 5 Рис. 6 ^ 12. Экспериментальное задание. Проделайте эксперимент, иллюстрирующий относительность траектории. Нарисуйте от руки окружность в тетради. Затем одной рукой рисуйте окружность, а другой прямолинейно перемещайте тетрадь. Сравните рисунки и сделайте вывод. Вывод: Равномерное прямолинейное движение ^ 13. Заполните таблицу 2. Таблица 2 Физическая величина СКОРОСТЬ Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная (абсолютная) Способ измерения 14. Можно ли считать равномерным прямолинейное движение автомобиля, если модуль его перемещения за каждую минуту равен 1 км? Ответ поясните. 15. Можно ли считать равномерным движение автомобиля по просёлочной дороге, если за любые сколь угодно малые промежутки времени модуль его перемещения одинаков? Ответ поясните. 0 16. Проанализируйте график, приведённый на рисунке 7, ответив на вопросы. Зависимость между какими величинами изображена на графике? Какому движению соответствует график? Чему равна начальная координата тела? Чему равна координата тела в моменты времени 2 с и 5 с? Чему равна проекция скорости тела на ось XI Рис. 7 Щ 17. На рисунке 8 приведены графики зависимости координаты от времени для четырёх тел. Опишите характер движения каждого тела, заполнив таблицу 3. Таблица 3 Тело I II III IV Начальная координата тела Проекция скорости на ось X Направление движения тела Каково соотношение модуля скорости тела и тангенса угла а наклона графика зависимости x{t) к оси абсцисс? I __________________________________________________________ II _________________________________________________________ III ________________________________________________________ IV ________________________________________________________ Что означают точки на графике? А ________________________ В ________________________ С ________________________ D_________________________ Щ 18. Турист вышел из автобуса на остановке, находяш;ейся на расстоянии 300 м от начала деревни, и продолжил двигаться пешком по горизонтальной дороге в том же направлении. На каком расстоянии от начала деревни окажется турист, если он двигался равномерно в течение 3 мин со скоростью 4 км/ч? СИ Решение: Ответ: Постройте графики зависимости: а) координаты туриста от времени; б) проекции перемеш;ения туриста от времени; в) проекции скорости движения туриста от времени. ^19. Решите задачу 18 для случая, когда турист двигался пешком от остановки в противоположном направлении. Решение: 10 0 20. По графикам зависимости координаты движущегося тела от времени (см. рис. 8) запишите уравнения координаты и проекции перемещения. I _________________________________________________________ II ________________________________________________________ III _______________________________________________________ IV _______________________________________________________ 21. 22. Расстояние между двумя населёнными пунктами, равное 20 км, путешественники прошли за 5 ч. Первые 2 ч они шли со скоростью 5,4 км/ч. С какой скоростью они прошли оставшееся расстояние? Скоростной поезд, отходя от станции, разгоняется и, находясь на расстоянии 3 км от неё, начинает двигаться равномерно и прямолинейно со скоростью 144 км/ч. На каком расстоянии от станции окажется поезд через 5 мин после начала равномерного движения? 11 Дано: Решение: Ответ: 23. Два автобуса, находясь на расстоянии 2 км друг от друга, движутся равномерно и прямолинейно: один со скоростью 20 м/с, а другой со скоростью 54 км/ч. Определите: а) координату места встречи автобусов и время их встречи, если автобусы движутся навстречу друг другу; б) промежуток времени, через который первый автобус догонит второй, и координату их встречи, если автобусы движутся в одну сторону. Решите задачу аналитически и графически. СИ Решение: Ответ: 12 СИ Решение: : г ! 1 1 1 [ у t ; "1 Ответ: 0 24. Экспериментальное задание. Измерьте скорость равномерного движения тела. Самостоятельно сформулируйте цель работы; определите приборы и материалы, которыми вы будете пользоваться; составьте план выполнения работы; выполните 3—4 измерения, изменяя время движения тела. Заполните таблицу, записывая результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности. Результат измерения скорости запишите с учётом погрешности. Цель работы:___________________________________________ Приборы и материалы:___________________________________ Порядок выполнения работы: 13 Измерения № 1 2 3 4 Вычисления: Вывод: Относительность механического движения 25. Автобус, длина которого 5 м, отъехал от остановки и проехал по прямолинейному участку дороги 100 м. За это время пассажир, вошедший на остановке в автобус через одну дверь, переместился к другой двери. Чему равен модуль перемещения пассажира относительно задней двери автобуса и относительно остановки, если пассажир двигался: а) от задней двери к передней; б) от передней двери к задней? Решение: 14 Ответ: 26. Лодка переправляется с одного берега реки шириной 400 м на другой (от точки А до точки В) вниз по течению (рис. 9). Чему равен модуль перемещения лодки относительно земли, если расстояние А'В равно 300 м? Изобразите на рисунке вектор перемещения лодки и решите задачу. Дано: Решение: Ответ: А' Рис. 9 27. Два лыжника бегут друг за другом: один со скоростью 10 км/ч, другой со скоростью 12 км/ч. Чему равна: а) скорость первого лыжника в системе отсчёта, связанной со вторым лыжником; б)*^ скорость второго лыжника в системе отсчёта, связанной с первым лыжником? Дано: Решение: а) б) * ^ Звёздочкой отмечены задания повышенной сложности. 15 Ответ: 28. Два автобуса, расстояние между которыми в начальный момент времени 2 км, движутся равномерно и прямолинейно: один со скоростью 20 м/с, а другой 54 км/ч. Определите: а) координату места встречи автобусов и время их встречи, если автобусы движутся навстречу друг другу; б) промежуток времени, через который первый автобус догонит второй, и координату места их встречи, если автобусы движутся в одном направлении. Задачу решите в системе отсчёта, связанной с первым автобусом. СИ Решение: Ответ: 29. Определите время, необходимое моторной лодке для того, чтобы, проплыв по течению реки 300 м, вернуться в исходный пункт. Скорость лодки в стоячей воде 9 м/с, скорость течения 6 м/с. Чему равны модуль перемеш;ения лодки и пройденный путь? 16 Решение: Ответ: 30. Поезд подъезжает к станции со скоростью 10 м/с. На стекло вагона попадает дождевая капля, падающая отвесно относительно земли с такой же скоростью. Какова скорость капли относительно поезда? Сделайте рисунок и решите задачу. Дано: Решение: Ответ: Скорость тела при неравномерном движении 31. Можно ли, зная начальное положение тела и путь, пройденный телом при неравномерном движении за 10 с, найти путь, пройденный за 5 с; за 15 с? Ответ поясните. 17 32. Двигаясь по трассе, автомобиль в течение 20 с разгонялся на пути 200 м, затем в течение 50 с он двигался равномерно и проехал 1 км, после чего резко затормозил и снизил скорость до нуля на пути 50 м за 5 с. Чему ргшна средняя скорость движения автомобиля? Решение: 33. Используя данные задачи 29, определите среднюю скорость моторной лодки. Дано: Решение: Ответ: 34. Чему равна средняя скорость движения поезда на перегоне между двумя станциями, если первую половину расстояния между станциями он проехал со средней скоростью 50 км/ч, а вторую — со средней скоростью 70 км/ч? Сравните полученный ответ со средним арифметическим значением скорости. Можно ли в данном случае вычислять среднюю скорость как среднее арифметическое? 18 Дано: Решение: Ответ:____________________ 35. Чему равна средняя скорость движения поезда на перегоне между двумя станциями, если первую половину времени он ехал со средней скоростью 50 км/ч, а вторую — со средней скоростью 70 км/ч? Можно ли в данной задаче вычислять среднюю скорость как среднее арифметическое? Дано: Решение: Ответ: ^ 36. Экспериментальное задание. Измерьте среднюю скорость неравномерного движения. Докажите экспериментально, что, пользуясь значением средней скорости, нельзя определить положение тела в любой момент времени. Самостоятельно сформулируйте цель работы; определите приборы и материалы, которыми вы будете пользоваться; составьте план выполнения работы; выполните измерения. Составьте таблицу, запишите в неё результаты прямых измерений с учё- 19 том абсолютной погрешности. Результат измерения скорости запишите с учётом погрешности. Цель работы:____________________________________________ Приборы и материалы: Порядок выполнения работы: Измерения Вычисления: Вывод: 20 Равноускоренное прямолинейное движение 37. Модуль перемещения автомобиля за первую секунду движения составил 1 м, за вторую — 2 м, за третью — 3 м и т. д. Является ли движение автомобиля равноускоренным? Ответ поясните. 38. Скорость автомобиля через 1 с после начала движения из состояния покоя стала равной 3 м/с, через 2 с — 6 м/с, через 3 с — 9 м/с и т. д. Является ли движение автомобиля равноускоренным? Ответ поясните. 0 39. Заполните таблицу 4. Таблица 4 Физическая величина УСКОРЕНИЕ Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная (абсолютная) Способ измерения 21 40. С каким ускорением движется самолёт по взлётной полосе, если разгон длится 0,1 мин, а скорость самолёта в момент взлёта равна 270 км/ч? 41 0 Дано: СИ Решение: Ответ: Судно на воздушной подушке, имея начальную скорость 10 м/с, разгоняется до максимальной скорости 90 км/ч, двигаясь с ускорением 1 м/с^. Каково время разгона судна? Дано: СИ Решение: Ответ: 42. Водитель автомобиля, движуш,егося со скоростью 72 км/ч, увидев знак ограничения скорости до 40 км/ч, начинает тормозить и снижает скорость за 10 с. С каким ускорением двигался автомобиль во время торможения? Постройте графики зависимости от времени: а) проекции скорости автомобиля; б) проекции ускорения автомобиля; в) модуля ускорения автомобиля. Дано: СИ Решение: 22 Ответ: ^ 43. На рисунке 10 приведены графики зависимости проекции скорости от времени для четырёх тел. Опишите характер движения каждого тела, заполнив таблицу 5. Таблица 5 Тело I II III IV Проекция начальной скорости Проекция ускорения Направление движения тела Каково соотношение модуля ускорения тела и тангенса угла а наклона графика проекции скорости к оси абсцисс? I __________________________________________________________ II _________________________________________________________ III ________________________________________________________ IV ________________________________________________________ 23 Что означают точки на графике? А _________________________ В _________________________ С _____________^___________ Щ 44. По графикам зависимости от времени проекции скорости четырёх тел (см. рис. 10) запишите уравнения проекции скорости движения. Постройте для каждого тела в одной системе координат графики зависимости от времени: а) проекции ускорения; б) модуля ускорения. а) Перемещение при равноускоренном прямолинейном движении ^45. Заполните таблицу 6, записав в неё соответствующие формулы. Таблица 6 Величина Равномерное движение Равноускоренное движение Проекция перемещения Координата 24 Окончание таблицы Величина Равномерное движение Равноускоренное движение Модуль перемещения Пройденный путь ^ Лабораторная работа ^ «Исследование равноускоренного прямолинейного ^ движения» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для ее выполнения; составьте план работы, выполните необходимые измерения и вычисления, сделайте вывод. Результаты измерений запишите в таблицу с учётом абсолютной погрешности. Цель работы:______________________________________ Приборы и материалы: Порядок выполнения работы: 25 Измерения м опы- та Экспериментальные данные Теоретические результаты Время т, с Путь s', см Время t, с Путь S, см Ускорение а, см/с^ Время т, с Путь s', см 1 2 3 Вычисления: Вывод: 46. На рисунке 11 приведён график зави- м/с ^ симости проекции скорости тела от 8 времени. Определите проекцию перемещения этого тела за 10 с движения. Н-------------------1---------------J- о 2 4 6 8 с Рис. 11 26 47. Автомобиль после остановки у светофора, находящегося в 2 км от магазина, приобрёл скорость 54 км/ч за 2 мин. Чему равны модуль перемещения автомобиля и его координата относительно магазина через 2 мин движения? Решение: 48. Скоростной экспресс «Москва—Санкт-Петербург», имея начальную скорость 72 км/ч, двигался прямолинейно с ускорением 1 м/с^ в течение 2 мин. Каков модуль перемещения экспресса за это время? Дано: СИ Решение: Ответ: 49. Автомобиль, находясь в точке с координатой 200 м, начал тормозить и через 10 с остановился. Чему равна проекция ускорения автомобиля, если его начальная скорость 15 м/с и он движется к началу координат? Чему равна проекция перемещения автомобиля при торможении? Какова координата автомобиля в момент остановки? 27 Решение: Ответ: 50*. Два велосипедиста движутся навстречу друг другу по прямолинейному склону длиной 100 м. Один велосипедист движется вниз без начальной скорости с ускорением 0,1 м/с^, другой — вверх с начальной скоростью 36 км/ч с ускорением 0,1 м/с^, направленным против его движения. Чему равны координата места встречи велосипедистов и время их встречи? Решите задачу в системе отсчёта, связанной: а) с землёй; б) с первым велосипедистом. СИ Решение: 28 Ответ: б) Дано: СИ Решение: Ответ:____________________ 51. С каким ускорением двигалась ракета, если её скорость изменилась от 4 до 6 км/с и при этом было совершено перемеш;ение 1000 км? Чему равно время, за которое это перемещение совершено? 29 СИ Решение: Ответ: Щ 52. На рисунке 12 приведён график зависимости проекции скорости равноускоренного движения от времени. Определите ускорение движения. Запишите уравнение для проекции скорости, со-ответствуюш;ее приведённому графику. Запишите уравнение для проекции перемеш;ения и уравнение для координаты тела, если его начальная координата равна 10 м. Рис. 12 g] 53. Экспериментальное задание. Определите отношение путей, проходимых телом за последовательные равные промежутки времени при равноускоренном прямолинейном движении. Сформулируйте цель работы; подберите приборы, которые нужны для её выполнения; сформулируйте гипотезу; составьте план работы; выполните необходимые измерения и расчёты. Сделайте вывод. 30 Цель работы: Приборы и материалы: Гипотеза: Порядок выполнения работы: Измерения Вычисления: Вывод: 31 54. Докажите теоретически, что пути, проходимые телом при равноускоренном прямолинейном движении, относятся как последовательный ряд нечётных чисел. Свободное падение Щ 55. Заполните таблицу 7, записав формулы для величин, характеризующих свободное падение, по аналогии с формулами равноускоренного движения. Таблица 7 Движение Величина Равно- ускоренное Свободное падение Вертикально вверх с начальной скоростью Проекция скорости Проекция перемещения Координата Квадрат проекции скорости 32 56. Во сколько раз ускорение свободного падения на полюсе Земли больше, чем на орбите первого искусственного спутника Земли? 57. С высоты 125 м на поверхность земли падает камень без начальной скорости. Через какое время он достигнет поверхности земли? Какой будет в этот момент его скорость? На какой высоте окажется камень через 3 с после начала падения? Чему будет равна скорость камня в этот момент времени? Сопротивлением воздуха пренебречь. Решение: Ответ: 33 ^58. На рисунке 13 приведены графики зависимости проекций скорости движения двух тел на ось Y от времени. Опишите характер движения каждого тела. Постройте графики зависимости модулей скорости движения этих тел от времени. а) Рис. 13 б) 0 59. По данным рисунка 13, а постройте графики зависимости проекции скорости движения камня на ось У и модуля скорости его движения от времени, если ось У направлена: а) вертикально вверх; б) вертикально вниз. *Постройте для этих двух случаев графики зависимости координаты камня от времени, приняв за начало координат точку, из которой бросили камень. i 1 п:: 1 34 б) 60. Каков модуль перемещения свободно падающего тела за четвёртую секунду падения? Решение: Ответ: Щ 61. Мяч брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какую максимальную высоту поднимется мяч? Сколько ему для этого понадобится времени? Через какое время после начала движения мяч упадёт на землю? Постройте графики зависимости проекции и модуля скорости движения мяча от времени, считая, что ось У направлена вертикально вверх. *Постройте график зависимости координаты мяча от времени, приняв за начало координат точку, из которой мяч бросили вверх. 35 Решение: Ответ: -.....I" Щ 62*. Два мяча бросили одновременно вертикально вверх: один с поверхности земли со скоростью 20 м/с, другой с высоты 50 м со скоростью 10 м/с. Определите время и координату места встречи мячей. Решите задачу аналитически и графически. Решение: 36 Ответ: 63*. Мяч бросили вертикально вверх с поверхности земли со скоростью 20 м/с. В тот момент, когда он достиг высшей точки подъёма, с поверхности земли ему навстречу бросили ещё один мяч с такой же начальной скоростью. Определите время и координату места встречи мячей. Решите задачу аналитически и графически. Решение: Ответ: 37 Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью Щ 64. Заполните таблицу 8. Таблица 8 Физическая величина Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Период Частота Угол поворота Линейная скорость Угловая скорость Центростре- мительное ускорение 65. Скорость поступательного движения автомобиля возросла в 3 раза. Как изменилось центростремительное ускорение точек обода колеса автомобиля? 66. Точка А колеса находится от центра его вращения на расстоянии в 2 раза большем, чем точка В. Каково соотношение между линейными скоростями точек и их центростремительными ускорениями? 38 67. Чему равна частота обращения точки вращающейся детали, находящейся на расстоянии 2 см от оси вращения, при её обработке на станке, если время одного полного оборота составляет 0,5 с? Определите угловую скорость вращения этой точки, её линейную скорость и центростремительное ускорение. СИ Решение: 68. 69. Ответ: Велосипедист движется со скоростью 36 км/ч. Чему равно центростремительное ускорение точки обода колеса велосипеда, если радиус колеса 40 см? Дано: СИ Решение: Ответ: Чему равна частота обращения минутной и секундной стрелок часов, если длина минутной стрелки 3 см, а секундной — 2 см? Определите их угловую скорость. Чему были бы равны линейные скорости концов стрелок, если бы они двигались равномерно? 39 СИ Решение: Ответ: 70. Предложите способ измерения центростремительного ускорения движения точки какого-либо вращающегося тела, например колеса. По возможности осуществите его. Первый закон Ньютона Щ 71. Составьте план § 11 «Первый закон Ньютона» 40 72. Заполните таблицу 9, записав в соответствующие столбцы номера систем отсчёта, которые можно считать инерциальными, и тех, которые инерциальными считать нельзя. 1. Автобус, подъезжающий к остановке. 2. Велосипедист, поворачивающий на перекрёстке. 3. Лыжник, спускающийся с горы. 4. Автомобиль, движущийся равномерно прямолинейно под уклон. 5. Автомобиль, движущийся равномерно прямолинейно в гору. 6. Велосипедист, движущийся по велотреку с неизменной по модулю скоростью. 7. Автомобиль, стоящий на парковке. 8. Теплоход, плывущий по реке с постоянной скоростью. Таблица 9 Инерциальная система отсчёта Неинерциальная система отсчёта 73. Сравните инерциальные и неинерциальные системы отсчёта (табл. 10). Таблица 10 Инерциальная система отсчёта Неинерциальная система отсчёта Взаимодействие тел. Масса и сила 74. Заполните таблицу 11. Таблица 11 Физическая величина МАССА ПЛОТНОСТЬ СИЛА Что характеризует Условное обозначение 41 Окончание таблицы Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 75. В результате столкновения двух тележек одна из них приобрела ускорение 0,1 м/с^, а другая — 0,3 м/с^. Чему равна масса второй тележки, если масса первой 500 г? СИ Решение: 76. Чему равен объём алюминия, который пошёл на изготовление кастрюли, имеюш,ей массу 0,5 кг? Плотность алюминия 2700 кг/м^. Дано: Решение: Ответ: 42 ^ 77. На рисунке 14 приведены графики зависимости массы двух тел от их объёма. Сравните плотности веществ, из которых изготовлены эти тела. 78. 79. На металлическом стержне вращаются два соединённых нитью цилиндра разного объёма, один из которых изготовлен из алюминия, другой — из меди. Объём алюминиевого цилиндра 4 см^. Чему равен объём медного цилиндра, если радиус вращения алюминиевого цилиндра 5 см, а медного — 1 см? Плотность алюминия 2700 кг/м^, плотность меди 9000 кг/м^. СИ Решение: На автомобиль, движущийся по горизонтальной поверхности, действуют сила тяги 20 кН и сила сопротивления движению 2 кН. Чему равна равнодействующая этих сил? 80. На тело действуют две силы — 12 и 16 Н, направленные под прямым углом друг к другу. Чему равна равнодействующая этих сил? 43 g 81. На тело действуют четыре силы (рис. 15). Постройте вектор равнодействующей силы и вычислите её модуль. Масштаб: 1 Н 3 ^2 Рис. 15 82. На тело, лежащее на наклонной плоскости, действуют сила тяжести и сила реакции опоры со стороны наклонной плоскости (рис. 16). Определите модуль равнодействующей этих сил и её направление, если масса тела 500 г, а угол наклонной плоскости с горизонтом равен 30°. Дано: СИ Решение: Ответ: 83. На тело, движущееся вниз по наклонной плоскости (рис. 17), действуют: сила тяжести, со стороны наклонной плоскости сила реакции опоры и сила трения, направленная вдоль наклонной плоскости. Изобразите силы, действующие на тело, и их равнодействующую. Определите модуль равнодействующей этих сил и её направление, если масса тела 500 г, а угол наклонной плоскости с горизонтом равен 30°, Рис. 17 44 Дано: СИ Решение: Ответ: Второй закон Ньютона 84. На рисунке 18 указаны в некоторой системе отсчёта направления скорости и ускорения движения тела. Изобразите действующую на тело силу. Опишите характер движения тела. а Рис. 18 85. Как изменится ускорение движения автомобиля при увеличении действующей на него силы в 2 раза? 86. На рисунке 46 учебника изображена экспериментальная установка для изучения второго закона Ньютона. Изменится ли, и если изменится, то как, ускорение движения связанных тел, если лежащую на тележке гирю переставить на платформу? 45 87. С каким ускорением начинает двигаться стартующая ракета массой 3000 т, если на неё действует реактивная сила тяги 39 000 кН? Какую скорость будет иметь ракета через 30 с после старта? СИ Решение; Ответ; 88. Равнодействующая сил, действующих на автомобиль массой 1,5 т, равна 3 кН. Какой путь пройдёт автомобиль из состояния покоя за 10 с и какую он приобретёт скорость за это время? Дано; СИ Решение; Ответ; 89. На автомобиль массой 1,2 т действуют сила тяги 2,2 кН и сила сопротивления движению 1 кН. За какое время, двигаясь из состояния покоя, автомобиль проедет расстояние 200 м? 46 СИ Решение: ^ 90. На рисунке 19 приведены графики зависимости ускорения движения двух тел от времени. Сравните массы движущихся тел, если известно, что на них действует одинаковая сила. а, м/с^ II О t, с Рис. 19 91. С каким ускорением будет всплывать в воде парафиновый шарик? Плотность парафина 900 кг/м^. Дано: Решение: Ответ: 47 ^ Лабораторная работа ^ «Изучение второго закона Ньютона» Сформулируйте цель работы, гипотезы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:_________________________________________ Приборы и материалы: набор лабораторный «Механика». Гипотезы:________________________________________ Порядок выполнения работы 1. Соберите установку для выполнения работы: укрепите в штативе направляющую рейку под некоторым углом к горизонту; на верхнем конце направляющей рейки укрепите неподвижный блок; подключите к секундомеру разъём; установите датчики на некотором расстоянии друг от друга. 2. Измеряйте ускорение движения каретки с грузами под действием переменной силы, сохраняя постоянной массу каретки и грузов. Для этого прикрепите один конец нити, перекинутой через блок, к каретке, а другой — к грузу; положите на каретку два груза; измерьте ускорение движения каретки с грузами под действием груза, привязанного к нити; переложите один груз с каретки на груз, привязанный к нити; измерьте ускорение для этого случая; повторите опыт, переложив второй груз с каретки на груз, привязанный к нити. 3. Вычислите для всех случаев отношение силы к ускорению движения. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу. 48 № t, с S, м а, м/с^ Р,Я F/а, кг 1 2 3 4. Измеряйте ускорение движения тела, оставляя постоянной действующую силу и изменяя массу каретки с грузами. Для этого повторите п. 2, только грузы снимайте с каретки, не перекладывая их на груз, подвешенный к нити. 5. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу. № с S, м а, м/с^ т, кг та, Н 1 2 3 Вывод: Третий закон Ньютона 92. Заполните таблицу 12, сравнив силы действия и противодействия. Таблица 12 Модуль Направление Точки приложения Природа Равнодействующая 49 93. На рисунке 20 изображён вектор силы тяготения Fj, действующей на Луну со стороны Земли. Изобразите силу, действующую со стороны Луны на Землю. 94. 95. Й Рис. 20 Рис. 21 На горизонтальной поверхности стола лежит яблоко (рис. 21). Изобразите силы взаимодействия яблока и Земли, яблока и стола. Какова природа этих сил? Какая сила является весом яблока? На рисунке 22 показан шарик, находящийся внутри жидкости в состоянии покоя. Изобразите силы взаимодействия шарика с жидкостью. Рис. 22 96. Нарисуйте автомобиль, стоящий на середине выпуклого моста. Изобразите силы действия и противодействия. 97. Нарисуйте груз, висящий на тросе. Изобразите силы действия и противодействия. 50 98. Два мальчика тянут за концы верёвку в противоположные стороны с силой 50 Н каждый. Разорвётся ли верёвка, если она выдерживает силу натяжения до 60 Н? Ответ поясните. 99. Почему лошадь перемепцает телегу, несмотря на то что они действуют друг на друга с равными по модулю и противоположными по направлению силами? ^ 100. Экспериментальное задание. Изучите третий закон Ньютона. Используйте для этого два динамометра и штатив. 1. Прикрепите один динамометр к штативу, растяните свободный конец его пружины с помопцью другого динамометра. Запишите показания динамометров. Объясните результат опыта. 2. Соедините свободные концы пружин динамометров и растяните их. Запишите показания динамометров и объясните результат опыта. ^•2 = — продолжение задания см. на следующей странице. 51 Вывод: Движение искусственных спутников Земли 101. Вспомните закон всемирного тяготения и запишите его формулу. Каковы границы применимости этого закона? Каков физический смысл гравитационной постоянной? Кто экспериментально определил значение гравитационной постоянной? Какой прибор был для этого использован? Какой способ измерения гравитационной силы был в нём использован? 102. Одинаково ли растянет пружину подвешенный к ней груз массой 3 кг на Земле и на Луне? 52 103. Чему равна сила тяготения между Солнцем и Землёй, если масса Земли 6 • кг, масса Солнца 2 • 10^® кг, расстояние от Земли до Солнца 1,5 • 10® км? Радиусами Земли и Солнца пренебречь. Решение: 104. Чему равно ускорение свободного падения на Марсе? Масса Марса 6,4 • 10^® кг, радиус 3,4 • 10® км. Дано: СИ Решение: Ответ: 105. Чему равно ускорение свободного падения на высоте, равной двум радиусам Земли? Масса Земли 6 • 10®^ кг, радиус 6,4 • 10® км. СИ Решение: 53 106*. На каком расстоянии от Земли сила притяжения тела к Земле равна силе его притяжения к Солнцу? Масса Земли 6 • 10^^ кг, масса Солнца 2 • 10^® кг, расстояние от Земли до Солнца 1,5 • 10^ км. СИ Решение: 107. Чему равна первая космическая скорость у поверхности Луны, если радиус Луны 1,7 *10^ км, а ускорение свободного падения на Луне 1,6 м/с^? Дано: СИ Решение: Ответ: Невесомость и перегрузки ^ 108. Заполните таблицу 13, сравнив силу тяжести, действующую на тело, и его вес. Таблица 13 Сила тяжести Вес Что характеризует Формула для расчёта 54 Окончание таблицы Сила тяжести Вес Природа Точка приложения От чего зависит 0 109. Заполните таблицу 14, записав в неё выражение для веса тела и рассмотрев различные случаи ускоренного движения. Таблица 14 Движение вертикально вверх с ускорением а Движение вертикально вниз с ускорением а Движение вертикально вниз с ускорением g Схематический рисунок Второй закон Ньютона в векторной форме Второй закон Ньютона в проекциях на ось Y Выражение для веса тела 110. Высота столба жидкости в сосуде равна h. Чему равно давление жидкости на дно сосуда, когда он покоится на Земле? Чему равно давление жидкости на дно сосуда, если он находится в космическом корабле, движущемся по орбите? 55 111. Лифт начинает движение с ускорением 1,5 м/с^. Чему равен вес стоящего в этом лифте человека массой 70 кг, если лифт движется: а) вниз; б) вверх? Чему равна перегрузка? Решение: Ответ: 112. Какую перегрузку испытывает космонавт массой 70 кг при старте космического корабля, если ускорение его движения направлено вертикально вверх и равно 250 м/с^? Решение: Ответ: 113. С какой силой давит автомобиль массой 1 т на середину выпуклого моста, имеющего радиус кривизны 80 м? Скорость автомобиля 54 км/ч. Какую предельную скорость должен иметь автомобиль, чтобы проехать по мосту? 56 СИ Решение: Ответ: 114. Груз массой 200 г вращают равномерно в вертикальной плоскости на верёвке длиной 0,6 м со скоростью 1,5 м/с. Чему равна сила натяжения верёвки при прохождении грузом верхней и нижней точек траектории? СИ Решение: Ответ: Движение тела под действием нескольких сил ^115. Вспомните, что называют силой трения, и заполните таблицу 15. Таблица 15 Виды трения Формула 'Ъ 57 Что является причиной трения? Может ли трение быть полезным? Приведите пример. Как увеличить силу трения? Как уменьшить силу трения? Щ 116. На рисунке 23 приведены графики зависимости силы трения от силы нормального давления для двух движу-пцихся тел. Сравните коэффициенты трения для этих тел. Вычислите коэффициенты трения по данным, приведённым на графиках. Рис. 23 58 ^ Лабораторная работа «Исследование зависимости силы трения от силы нормального давления» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения; сформулируйте гипотезы; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:______________________________________ Приборы и материалы:. Гипотезы: Порядок выполнения работы: Измерения № N±AN,n F,p±AF,p,H 1 2 3 59 Вычисления: Постройте график зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления. Вывод:_________________________ ^117. Экспериментальное задание. Установите, зависит ли коэффи-_ циент трения от силы нормального давления. Сформулируйте Ш цель работы, гипотезу; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:__________________________________________ Приборы и материалы: Гипотеза: Порядок выполнения работы: 60 Измерения № 1 2 3 4 Вычисления: Вывод: ^118. Начертите график зависимости силы трения покоя от приложенной к телу силы. 119. Ящик массой 50 кг тянут равномерно по горизонтальной поверхности. Чему равны сила трения, приложенная к ящику, и коэффициент трения, если на него действует сила тяги 100 Н? 61 120. Автомобиль движется по горизонтальной дороге со скоростью 72 км/ч. На расстоянии 100 м от светофора он начинает тормозить. Достаточным ли будет тормозной путь, если водитель просто отключит двигатель, не включая тормозную систему? Коэффициент трения принять равным 0,1. Каким должен быть коэффициент трения, чтобы тормозной путь оказался равным 100 м? СИ Решение: Ответ: 121. К концам нити, перекинутой через неподвижный блок, прикреплены два груза массами 0,24 и 0,26 кг. Определите ускорение грузов, силу натяжения нити и расстояние между грузами через 2 с после начала движения, если в начгшьный момент времени они находились на одинаковой высоте относительно земли. Считать, что массы нити и блока равны нулю и нить нерастяжима. Решение: 62 Ответ: 122*. К концам нити, перекинутой через неподвижный блок, прикреплены два груза массами по 0,2 кг каждый. На один из грузов положили перегрузок массой 0,1кг. Определите ускорение грузов, силу натяжения нити, вес перегрузка и расстояние между грузами через 2 с после начала движения, если в начальный момент времени они находились на одинаковой высоте относительно земли. Считать, что массы нити и блока равны нулю и нить нерастяжима. Решение: Ответ: 63 123. Тепловоз массой 100 т тянет вагон массой 50 т по горизонтальному участку траектории, развивая силу тяги 30 кН. Чему равны ускорение состава и сила упругости, возникающая в сцепке, если: а) трение в системе отсутствует; б)* коэффициент трения равен 0,04? Дано: а) бГ СИ Решение: Ответ: 124*. По горизонтальной поверхности движется брусок массой 200 г, связанный с грузом массой 150 г нерастяжимой нитью, перекинутой через блок (рис. 24). Коэффициент трения бруска о поверхность равен 0,1. Чему равны ускорение грузов и сила натяжения нити? Массой нити и блока пренебречь. Дано: СИ Решение: Рис. 24 64 Ответ:____________________ 125*. Ящик массой 100 кг тянут вверх по наклонной плоскости, образующей угол 30° с горизонтом, прикладывая силу 600 Н (рис. 25). С каким ускорением движется ящик, если: а) трение отсутствует; б) коэффициент трения ящика о наклонную плоскость равен 0,2? Дано: Решение: а) б) Ответ: 126*. Вдоль наклонной плоскости с углом наклона 30° перемещается брусок массой = 200 г (рис. 26). Он связан нитью, перекинутой через неподвижный блок, с грузом массой mg = 100 г. Определите ускорение, с которым движутся грузы, и силу натяжения нити, если: а) брусок перемещается без трения; б) коэффициент трения бруска о наклонную плоскость равен 0,1. Рис. 26 65 СИ Решение: Ответ: 127. Вспомните, какую силу называют силой упругости. Запишите формулу закона Гука. Как называется коэффициент k в законе Гука? Что характеризует эта величина? 66 Почему в формуле закона Гука стоит знак «минус»? 128. Чему равна жёсткость пружины, которая под действием силы 5 Н удлинилась на 4 см? Дано: СИ Решение: Ответ: симости силы упругости от удлинения для двух тел. Чем различаются эти тела? Щ ^30. Экспериментальное задание. Измерьте жёсткость резинки, _ пружины или какого-либо жгута, используя грузы известной ш массы. Цель работы:___________________________________________ Приборы и материалы:. Порядок выполнения работы: 67 Измерения № 1 2 3 Вычисления: Дополнительное задание*. Установите, как зависит жёсткость резинки от её длины. Цель работы:___________________________________________ Приборы и материалы: Гипотеза: Порядок выполнения работы: 68 Измерения № 1 2 3 Вычисления: Вывод: щ Лабораторная работа «Исследование зависимости силы упругости от удлинения» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения; сформулируйте гипотезы; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:_______________________________________ Приборы и материалы:. 69 гипотезы: Порядок выполнения работы: Измерения № 1 2 3 Постройте график зависимости силы упругости от удлинения. Вывод:____________________________ 131. На сколько удлинится трос при подъёме груза массой 500 кг с ускорением 2 м/с^, если его жёсткость равна 30 000 Н/м? 70 СИ Решение: Ответ: 132. Тепловоз массой 100 т тянет вагон массой 50 т по горизонтальному участку траектории. На рисунке 28 представлен график зависимости проекции скорости состава на ось X от времени. Определите силу тяги, которую развивает тепловоз, и удлинение сцепки, если её жёсткость составляет 400 кН/м. Решите задачу, рассмотрев два случая: а) трение в системе отсутствует; б)* коэффициент трения равен 0,01. Решение: Рис. 28 71 Решение: Импульс тела. Закон сохранения импульса Щ 133. Заполните таблицу 16. Таблица 16 Физическая величина ИМПУЛЬС СИЛЫ ИМПУЛЬС ТЕЛА Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Формула Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 72 134. На рисунке 29 представлены графики зависимости импульсов двух тел от скорости. Определите импульсы этих тел при скорости 5 м/с. Рис. 29 135. Два автомобиля массами 1 т движутся навстречу друг другу со скоростью 20 м/с каждый относительно земли. Чему равны импульсы автомобилей в системе отсчёта, связанной с землёй? Чему равен импульс одного из автомобилей в системе отсчёта, связанной с другим автомобилем? СИ Решение: Ответ: 136. Два автомобиля массами 1 т движутся в одном направлении: один со скоростью 25 м/с, другой со скоростью 20 м/с относительно земли. Чему равны импульсы автомобилей в системе отсчёта, связанной с землёй? Чему равен импульс первого автомобиля в системе отсчёта, связанной со вторым автомобилем? Чему равен импульс второго автомобиля в системе отсчёта, связанной с первым автомобилем? 73 СИ Решение: Ответ; 137. Чему равно изменение импульса автомобиля массой 800 кг при уменьшении его скорости от 72 до 36 км/ч? Каково значение силы, вызываювцей торможение автомобиля, если его скорость изменилась за 5 с? СИ Решение: Ответ: 138. Мяч массой 100 г, отскочив после удара об асфальт, поднялся на прежнюю высоту (удар абсолютно упругий). Чему равно изменение импульса мяча, если его скорость при ударе об асфальт равна 1,4 м/с? 74 Дано: СИ Решение: Ответ: 139. Чему равно изменение импульса мяча массой 100 г, если он, упав на землю с высоты 1,5 м и отскочив от неё, поднялся на высоту 1 м (удар неупругий)? Дано: СИ Решение: Ответ: 140. Тело под действием некоторой силы изменило направление своего движения. На рисунке 30 показаны векторы импульсов тела до и после взаимодействия. Изобразите вектор изменения импульса тела. Ро Рис. 30 141. Шарик массой 40 г, прикреплённый к нити, вращают в горизонтальной плоскости с постоянной по модулю скоростью, равной 1 м/с. Чему равно изменение импульса шарика после совершения им целого оборота; половины оборота; одной четверти оборота? 75 СИ Решение: Ответ: 142. Два бильярдных шара, столкнувшись, разлетелись в разные стороны. Какие силы для системы, включаюш;ей эти шары, являются внутренними, а какие — внешними? Является ли эта система тел замкнутой? 143. Каковы границы применимости закона сохранения импульса? 144. Граната массой 400 г, летевшая со скоростью 12 м/с, разорвалась на два осколка. Осколок массой 240 г после разрыва приобрёл скорость 25 м/с и продолжил движение в прежнем направлении. Найдите скорость другого осколка. 76 СИ Решение: Ответ: 145. С судна массой 500 т произведён выстрел из пушки в направлении его движения. На сколько изменилась скорость судна, если снаряд массой 30 кг вылетел со скоростью 1 км/с относительно земли? На сколько изменится скорость судна, если снаряд вылетит с той же скоростью в направлении, противоположном направлению движения судна? Дано: СИ Решение: Ответ: 146. Вагон массой 20 т, движущийся горизонтально со скоростью 2 м/с, сталкивается с другим вагоном такой же массы, движущимся ему навстречу со скоростью 1 м/с, и автоматически с ним сцепляется. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться вагоны после сцепления? 77 СИ Решение: Ответ: Механическая работа и мощность ^ 147. Заполните таблицу 17. Таблица 17 Физическая величина МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА МОЩНОСТЬ Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 78 148. в каких из приведённых примеров сила тяжести совершает механическую работу? Мяч падает вертикально вниз._________________________ Мяч поднимают вертикально вверх. Мальчик стоит и держит портфель. _ Мальчик идёт с портфелем в руке, не меняя расстояние портфеля относительно поверхности земли.____________________ Трамвай движется по горизонтальному участку_____________ Лыжник спускается с горы._______________________________ 0 149. Заполните таблицу 18. Таблица 18 Угол между векторами силы и перемещения Знак работы Пример а = 0° 0° < а < 90° а-90° 90° < а < 180° 150. Мальчик везёт санки за верёвку, которая составляет угол 60° с горизонтом, прикладывая силу 40 Н. Чему равна механическая работа силы натяжения верёвки, если перемещение санок 20 м? Решение: 79 151. Какую работу совершает сила тяжести при подъёме груза массой 3 кг на высоту 2 м? Дано: Решение: Ответ: 152. Груз массой 3 кг с помош;ью привязанной к нему верёвки поднимают на высоту 2 м с ускорением 2 м/с^. Какую работу совершает сила натяжения верёвки? Решение: 153. Спортсмен массой 65 кг прыгает в воду с высоты 10 м от поверхности земли. Какую работу совершит сила тяжести к тому моменту, когда спортсмен будет находиться на высоте 4 м? Решение: 80 154. Мяч массой 100 г падает с высоты 2 м. Чему равна работа силы тяжести, если он, отскочив после удара: а) об асфальт, поднялся на ту же высоту; б) о землю, поднялся на высоту 1 м? СИ Решение: Ответ: 155. Пружина жёсткостью 100 Н/м растянулась на 5 см под действием приложенной к ней силы. Чему равна работа, совершённая этой силой? Чему равна работа силы упругости пружины? Дано: СИ Решение: Ответ: 156. Какую работу совершает сила упругости при изменении длины деформированной пружины жёсткостью 80 Н/м от 10 до 8 см? Дано: СИ Решение: Ответ: 81 ^ 157. Пользуясь графиком зависимости модуля силы, действующей на тело, от модуля перемещения (рис. 31), определите работу этой силы. 0 1 58. Покажите с помощью графика, что работа силы упругости, возникающей в пружине жёсткостью 200 Н/м, при одной и той же деформации больше, чем работа силы упругости, возникающей в пружине жёсткостью 100 Н/м. 159. Какую мощность развивает человек, перемещая за 2 с груз массой 3 кг на высоту 1 м? Решение: 160. Какую мощность развивает двигатель автомобиля, если за 10 с движения он проезжает 200 м при силе тяги двигателя 350 Н? 82 Решение: 161. При скорости 90 км/ч мощность, развиваемая двигателем автомобиля, составляет 50 кВт. Чему равна сила тяги двигателя? Дано: СИ Решение: Ответ: щ Лабораторная работа «Измерение механической работы и механической мощности» Сформулируйте цель работы; предложите способ (один или два) измерения механической работы и мощности; определите, какие приборы и материалы для этого нужны; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:______________________________________ Способы измерения механической работы и мощности: 83 приборы и материалы: Порядок выполнения работы: Измерения Вычисления: Вывод: Работа и потенциальная энергия 162. Заполните таблицу 19. Таблица 19 Физическая величина ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА, ПОДНЯТОГО НАД ЗЕМЛЁЙ Что характеризует Условное обозначение 84 Окончание таблицы Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 163. К потолку на высоте 3 м от пола подвешена люстра массой 4 кг. Чему равна потенциальная энергия люстры относительно пола и относительно поверхности стола высотой 80 см? Решение: 164. Докажите, что разность значений потенциальной энергии тела в двух состояниях не зависит от выбора нулевого уровня отсчёта потенциальной энергии. 85 165. На какой высоте относительно земли потенциальная энергия самолёта массой 150 т равна 120 МДж? Дано: СИ Решение: Ответ: 166. На рисунке 32 приведён график зависимости потенциальной энергии от высоты тела относительно земли. Чему равна потенциальная энергия тела на высоте 5 м? Чему равна работа, совершённая силой тяжести при падении тела с высоты 8 м до высоты 3 м? Дано: Решение: Ответ: 0 167. Заполните таблицу 20, Таблица 20 Физическая величина ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ УПРУГО ДЕФОРМИРОВАННОГО ТЕЛА Что характеризует Условное обозначение 86 Окончание таблицы Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 168. Под действием силы 20 Н длина пружины уменьшилась на 4 см. Чему равна в этом состоянии потенциальная энергия сжатой пружины? Дано: СИ Решение: Ответ: 169. Какую работу нужно совершить, чтобы длину пружины жёсткостью 200 Н/м, растянутой на 3 см, увеличить еш;ё на 5 см? Чему равна потенциальная энергия пружины в каждом из этих состояний? Решение: 87 170. Чтобы привести пружину в состояние 1, сжав её на 1 см, надо совершить работу 0,05 Дж. Какую работу нужно совершить, чтобы перевести пружину в состояние 2, сжав её ещё на 2 см? Чему равна потенциальная энергия пружины в каждом состоянии? СИ Решение: Ответ: 171. Пользуясь графиком зависимости удлинения пружины от приложенной к ней силы (рис. 33), определите потенциальную энергию пружины при удлинении 2 см. Чему равна работа, совершённая приложенной к пружине силой, при изменении длины пружины от 5 до 3 см? СИ Решение: Рис. 33 Ответ: 88 Работа и кинетическая энергия Щ 172. Заполните таблицу 21. Таблица 21 Физическая величина КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 173. Автомобиль массой 800 кг движется со скоростью 72 км/ч. Чему равна его кинетическая энергия? Дано: СИ Решение: Ответ: 174. Снаряд массой 20 г, движуш;ийся со скоростью 600 м/с, пробил деревянную преграду и вылетел из неё со скоростью 200 м/с. Чему равна работа, совершённая силой сопротивления? Чему равна сила сопротивления, если толш;ина преграды 10 см? 89 СИ Решение: Ответ: 175*. Автомобиль массой 1 т затормозил на горизонтальной дороге и остановился, пройдя путь 40 м. Чему равны работа силы трения и изменение кинетической энергии автомобиля, если коэффициент трения равен 0,3? СИ Решение: Ответ: 176. На рисунке 34 приведён график зависимости кинетической энергии велосипеда от квадрата его скорости. Пользуясь графиком, определите кинетическую энергию велосипеда при скорости 5 м/с. Чему равна масса велосипедиста с велосипедом? Чему равна работа, совершённая при увеличении скорости велосипеда от 2 до 6 м/с? 90 Решение: Ответ: Закон сохранения механической энергии ^ 177. Составьте план §23 «Закон сохранения механической энергии ». 178. Мяч брошен вертикально вверх со скоростью 10 м/с. Чему равна максимальная высота подъёма мяча? Дано: Решение: Ответ: 91 179. Мяч массой 100 г брошен с земли вертикально вверх со скоростью 10 м/с. Чему равна его полная механическая энергия на высоте 2 м относительно земли? Чему равна на этой высоте кинетическая энергия мяча? Решение: 180. Кинетическая энергия мальчика массой 30 кг, скатившегося на лыжах с горы, равна 1500 Дж. Чему равна высота горы? Дано: Решение: Ответ: 181. Полная механическая энергия самолёта массой 10 т, летящего на высоте 1 км относительно земли, равна 3,3 • 10^ кДж. Чему равна его кинетическая энергия на этой высоте? Дано: СИ Решение: Ответ: 92 182. Лыжник массой 70 кг, скатившись без трения с горы высотой 8 м, проехал по горизонтальной поверхности 50 м и остановился под действием силы трения. Чему равны сила трения и коэффициент трения при движении лыжника по горизонтальной поверхности? Решение: Ответ: 183*. Шарик движется по наклонному жёлобу, переходящему в окружность радиусом 0,4 м. С какой минимальной высоты должен начинать движение шарик, чтобы в верхней точке окружности не оторваться от жёлоба? Дано: Решение: Ответ: 184*. Шарик массой 200 г начинает движение по наклонному жёлобу, переходящему в окружность радиусом R. Чему равна сила давления шарика на жёлоб в верхней и нижней точках окружности, если шарик начинает движение с высоты h — ЗЛ? 93 Решение: 185. Чему равен КПД наклонной плоскости длиной 4 м и высотой 2 м, если для перемещения по ней груза массой 40 кг была приложена сила 250 Н? Решение: 186. Чему равен КПД подвижного блока, если для подъёма груза массой 50 кг на высоту 4 м к свободному концу верёвки была приложена сила 300 Н и он переместился на 5 м? Решение: Ответ: 94 187. Какая работа была совершена подъёмным краном при подъёме плиты массой 300 кг на высоту 10 м, если КПД его двигателя 75% ? Решение: ^ Тренировочный тест 1 Законы механики 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. Расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга примерно 640 км. Чему равны путь I и модуль перемещения s поезда, совершившего поездку из Москвы до Санкт-Петербурга и обратно? 1) / = 0; S = 1280 км 3) / = 1280 км; s = 640 км 2) 1= 1280 км; s = 1280 км 4) Z = 1280 км; s = 0 Используя график зависимости скорое- и, м/с ти движения тела от времени, определите скорость тела в конце седьмой секунды, считая, что его характер движения не меняется. 1) 9 м/с 2) 14 м/с 3) 16 м/с 4) 18 м/с Путь, пройденный телом за 3 с, в соответствии с графиком, приведённым в предыдущем задании, равен 1)6м 2) 9 м 3) 12 м 4) 15 м 95 4. 5. 6. 7. 8. 9. Радиус обода колеса велосипеда 50 см, Vq — линейная скорость точки обода колеса, v — скорость точки, лежащей на той же спице на 10 см ближе к оси вращения колеса. Отношение Vq/v равно 1)0,2 2)0,8 3)1,25 4)5 Сила тяготения между двумя телами малых размеров уменьшится в 2 раза, если расстояние между телами 1) увеличить в J2 раз 2) уменьшить в J2 раз 10. 3) увеличить в 2 раза 4) уменьшить в 2 раза Чему равен вес груза массой /п, лежащего на полу лифта, при движении лифта вниз с ускорением а? l)m(g-\-a) 2)m(g-a) S)m(a-g) 4) mg Имеются две абсолютно упругие пружины: одна жёсткостью 100 Н/м, другая жёсткостью 200 Н/м. Сравните силу упругости Fj, возникающую в первой пружине, с силой упругости Fg* возникающей во второй пружине, при одинаковом их удлинении. l)F^=F^ 2)F, = 2F^ S)2F,=F^ 4)F, = 4F^ Автомобиль массой 1 т начинает тормозить и через 5 с останавливается. Какой была скорость автомобиля в начале торможения, если сила сопротивления движению составляет 4000 Н? 1)0,8 м/с 2) 20 м/с 3) 50 м/с 4) 100 м/с Используя график зависимости скорости движения автомобиля от времени, определите импульс автомобиля массой 1,5 т через 3 с после начала движения. 1) 450 кг* м/с 3) 4500 кг • м/с 2) 600 кг* м/с 4) 7500 кг* м/с Между двумя шарами массами = 2 кг и mg = 4 кг, движущимися со скоростями Uqi = 8 м/с и Vq2 ^ 2 м/с в одном направлении вдоль одной прямой, происходит неупругое соударение. С какой скоростью они будут продолжать совместное движение? 1)1,3 м/с 2) 4 м/с 3) 6 м/с 4) 10 м/с 96 11. 12. 13. Резец станка при обработке детали преодолевает силу сопротивления 500 Н, перемещаясь равномерно на 18 см. Совершённая при этом работа равна 1)40Дж 2)60Дж 3)90Дж 4)160Дж Тело массой 400 г бросают с поверхности земли вертикально вверх со скоростью 3 м/с. Чему будет равна потенциальная энергия тела в наивысшей точке движения? Сопротивлением воздуха пренебречь, потенциальную энергию тела на поверхности земли считать равной нулю. 1)0 2)0,ЗДж 3)1,8Дж 4)1800Дж Тело брошено вертикально вверх. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА A) кинетическая энергия Б) потенциальная энергия B) полная механическая энергия ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ 1) не изменяется 2) увеличивается 3) уменьшается А Б В Ответы. Номера заданий 1 23456789 10 11 12 !□□□□□□□□□□□□ 2ПППППППППППП ^|| зПППППППППППП 4ПППППППППППП 13 ф м о ® I ^ S с ? « в о ф Самооценка Оценка учителя 97 Вариант 2 Длина беговой дорожки стадиона 400 м. Чему равны путь I и модуль перемещения s спортсмена, пробежавшего по этой дорожке дистанцию 800 м? 1) 1 = 800 м; S = 800 м 2) 1 = 800 м; S = о 3) 1 = 800 м; S = 400 м 4) 1 = 800 м; S = о ти движения тела от времени, определите скорость тела в конце седьмой секунды, считая, что его характер движения не меняется. 1) 8 м/с 2) 11 м/с 3) 16 м/с 4) 18 м/с Путь, пройденный телом за 4 с, в соответствии с графиком, приведённым в предыдущем задании, равен 1) 8 м 2) 16 мм 3) 24 м 4) 32 м Во сколько раз линейная скорость точки обода колеса велосипеда радиусом 40 см больше линейной скорости точки, расположенной на той же спице на 15 см ближе к оси вращения колеса? 1) в 2,7 раза 2) в 1,6 раза 3) в 0,63 раза 4) в 0,38 раза Сила тяготения между двумя телами уменьшится в 2 раза, если массу каждого тела 3) увеличить в J2 раз 4) уменьшить в J2 раз 1) увеличить в 2 раза 2) уменьшить в 2 раза Чему равен вес груза массой т, лежащего на полу лифта, при движении лифта вверх с ускорением а? l)m(g + a) 2)m(g-a) 3)m{a-g) 4) mg Имеются две абсолютно упругие пружины: одна жёсткостью 100 Н/м, другая жёсткостью 200 Н/м. Сравните удлинение 98 8. 9. первой пружины с удлинением Х2 второй пружины при одинаковой приложенной к ним силе. 2хо 1)Х^ = Х2 2)х, 3) 2х^ = Х2 4) х^ = 4x2 10. Тело массой 200 г движется по горизонтальной поверхности с ускорением 0,7 м/с^. Если силу трения считать равной 0,06 Н, то горизонтально направленная сила тяги, прикладываемая к телу,равна 1) 0,02Н 3)0,2Н 2) 0,08 Н 4)0,8Н Скорость грузовика изменяется в соот- у, м/с ветствии с графиком, представленным на рисунке. Импульс грузовика в конце пятой секунды составляет 18 000 кг • м/с. Чему равна его масса? 1) 300 кг 3) 3600 кг 2) 3000 кг 4) 10 800 кг Между двумя телами массами = 2 кг и mg = 4 кг, движущимися в одном направлении вдоль одной прямой, происходит неупругое соударение. После соударения они продолжили совместное движение со скоростью v = 4 м/с. С какой скоростью 1>01 двигалось первое тело до соударения, если скорость второго тела была Vq2 = 2 м/с? 1) 1 м/с 2) 2 м/с 3) 4 м/с 4) 8 м/с 11. Коробку подняли вертикально вверх на высоту 60 см, приложив силу 25 Н. Работа силы равна 1) 2,4Дж 2) 15 Дж 3) 42 Дж 4) 1500 Дж 12. Кинетическая энергия книги, упавшей со стола высотой 1,2 м на пол, в момент падения равна 2,4 Дж. Чему равна масса книги? Сопротивлением воздуха пренебречь. 1) 0,2 кг 3) 2 кг 2) 0,288 кг 4) 2,28 кг 99 13. Тело падает вертикально вниз. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствую-щую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующ;ими буквами. ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА A) полная механическая энергия Б) кинетическая энергия B) потенциальная энергия ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется А Б В Ответы. Номера заданий 1 23456789 10 11 12 2ПППППППППППП зПППППППППППП 4ПППППППППППП ^ о ® о, ё 2 ^ Й с ^ i'i Самооценка Оценка учителя 13 Механические колебания и волны Математический и пружинный маятники 188. Какие допущения принимаются при построении модели: а) математический маятник; б) пружинный маятник? 189. Какие силы действуют в колебательной системе: а) математический маятник; б) пружинный маятник? 190. На рисунке 35 изображены три поверхности — плоская, выпуклая и вогнутая. На каждую из них положили по шарику так, что они находятся в состоянии равновесия. Затем шарики из этого состояния вывели. Какой шарик будет возвращаться в состояние равновесия? Почему? 101 Рис. 35 в каких случаях он будет совершать колебания? Почему? 191*. Какие условия должны выполняться, чтобы в системе возникли и существовали свободные колебания? (Каковы свойства колебательной системы?) 192. Чему равно максимальное значение ускорения колебаний пружинного маятника, если масса груза равна 100 г, жёсткость пружины 20 Н/м, а амплитуда колебаний 10 см? Дано: СИ Решение: Ответ: 193. Чему равна длина математического маятника, если ускорение его колебаний в точке, соответствующей смещению 5 см, равно 0,5 м/с^? 102 Дано: СИ Решение: Ответ:_____________________ 194. На рисунке 36 представлен график зависимости модуля ускорения пружинного маятника от смещения. Чему равна жёсткость пружины, если масса груза 300 г? СИ Решение: Рис. 36 Период колебаний математического и пружинного маятников Щ 195. Заполните таблицу 22. Таблица 22 Физическая Условное Единица Связь с другими величина обозначение в СИ величинами Смещение Амплитуда Период Частота 103 196. Груз математического маятника, совершив 10 полных колебаний, прошёл путь 400 см. Чему равна амплитуда колебаний маятника? Дано: СИ Решение: Ответ: 197. Пружинный маятник совершил 8 полных колебаний за 16 с. Чему равны период и частота колебаний маятника? g Лабораторная работа ^ «Изучение колебаний математического маятника» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения. При решении каждой экспериментальной задачи сформулируйте гипотезу; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:________________________________________ Приборы и материалы: 104 1. Установить зависимость периода колебаний математического маятника от длины нити. Гипотеза:________________________________________________ Порядок выполнения работы: Измерения № 1, м п t ± At, с Т±АТ,с 1 2 Вычисления: Вывод: 2. Установить, зависит ли период колебаний математического маятника от массы груза. Гипотеза:________________________________________________ Порядок выполнения работы: 105 Измерения № т, г п t ± At, с T±^T,c 1 2 Вычисления: Вывод: 3. Установить, зависит ли период колебаний математического маятника от амплитуды колебаний. Гипотеза: Порядок выполнения работы: Измерения № А, м п t ± At, с Т ± АТ, с 1 2 106 Вычисления: Вывод: ^ Лабораторная работа ^ «Изучение колебаний пружинного маятника» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения. При решении каждой экспериментальной задачи сформулируйте гипотезу; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:_______________________________________ Приборы и материалы:. 1. Установить зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза. Гипотеза:_________________________________________________ Порядок выполнения работы: 107 Измерения № т, кг п t ± с T±^T,c 1 2 Вычисления: Вывод: 2. Установить зависимость периода колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины. Гипотеза:_________________________________________________ Порядок выполнения работы: Измерения № k, Н/м п T±^T,c 1 2 Вычисления: 108 Вывод: 3. Установить, зависит ли период колебаний пружинного маятника от амплитуды колебаний. Гипотеза:_________________________________________________ Порядок выполнения работы: Измерения № А, м п t±At,c Т ± АТ, с 1 2 Вычисления: Вывод: 198. Длину математического маятника уменьшили в 2 раза. Как изменились частота и период колебаний маятника? 109 199. Маятниковые часы показывают на широте Москвы точное время. Какое время по сравнению с московским показывают такие же часы на полюсе и на экваторе? 200. Каково ускорение свободного падения на Марсе, если период колебаний математического маятника длиной 1,5 м равен 2 с? Считать = 10. Решение: ^ 201. Сравните значения периода и частоты колебаний двух пружинных маятников, имеющих грузы равной массы, жёсткость пружин которых отличается в 4 раза. 110 202. Как влияют изменения температуры на ход маятниковых часов? 0 203. К пружинам одинаковой жёсткости прикреплены грузы, массы которых равны соответственно 100 и 200 г. Сравните значения периода и частоты колебаний этих маятников. Решение: 204. Чему равны период и частота колебаний пружинного маятника, если жёсткость пружины 400 Н/м, а масса груза 0,5 кг? 205*. Как изменится период колебаний пружинного маятника, если длину пружины уменьшить в 2 раза? 111 Дано: Решение: Ответ:__________________ ^ Лабораторная работа* «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения. Составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:________________________________________ Приборы и материалы: Порядок выполнения работы: Измерения № опыта 1 ± м п t ± Ai, с Т ± АТ, с g, м/с2 6^ Ag, м/с2 м/с^ 1 2 112 Вычисления: Вывод: Вынужденные колебания. Резонанс ^ 206. Какие превращения механической энергии происходят при свободных колебаниях математического маятника в течение одного периода колебаний? Заполните таблицу 23. Таблица 23 Момент времени Потенциальная энергия Кинетическая энергия 0 кА^/2 0 Т/8 Т/4 ST/8 Т/2 ЪТ/8 ЗТ/4 7Т/8 Т 207. Можно ли утверждать, что в реальных колебательных системах максимальная потенциальная энергия остаётся равной максимальной кинетической энергии? Ответ поясните. 113 208. Математический маятник раскачивается внешней силой, и при частоте изменения этой силы 0,5 Гц наступает резонанс. Чему равна длина маятника? Дано: Решение: Ответ: 209. Пружинный маятник совершает вынужденные колебания под действием внешней периодической силы. При частоте изменения силы 0,8 Гц наступает резонанс. Чему равна масса груза маятника, если жёсткость пружины 50 Н/м? Дано: Решение: Ответ: Механические волны. Свойства механических волн ^ 210. Сравните продольные и поперечные механические волны (табл. 24). Таблица 24 Сходство Поперечная волна Продольная волна 114 Окончание таблицы Различия Поперечная волна Продольная волна 211. Покажите на рисунке 37 длину продольной (рис. 37, а) и длину поперечной (рис. 37, б) волны. Отметьте несколько точек, расстояние между которыми равно длине волны. б) Рис. 37 212. Определите направление движения частиц А, Б и С в поперечной волне (рис. 38), если она распространяется вправо. Рис. 38 Рис. 39 213. Частицы А и Б в поперечной волне движутся в направлениях, показанных на рисунке 39. Стрелкой укажите направление распространения волны. 214. Поплавок качается на волне, распространяющейся со скоростью 2 м/с. Чему равна частота колебаний поплавка, если расстояние между двумя ближайшими гребнями волны 4 м? Дано: Решение: Ответ: 115 215. Чему равна длина звуковой волны в воздухе, если частота звуковых колебаний 700 Гц, а скорость звука 350 м/с? Дано: Решение: Ответ: Щ 216. Заполните таблицу 25. Таблица 25 Характеристики звука физиологические физические Громкость Высота тона Тембр Щ 217. Изобразите в одной системе координат графики колебаний двух камертонов, имеющих одинаковую высоту тона, но разную громкость. Щ 218. Изобразите в одной системе координат графики колебаний двух камертонов, имеющих разную высоту тона, но одинаковую громкость. 219. В каком диапазоне частот лежит частота звуковых колебаний, воспринимаемых ухом человека? 116 220. Чему равно расстояние до грозового облака, если человек услышал раскаты грома спустя 5 с после того, как увидел молнию? Скорость звука в воздухе принять равной 340 м/с. Дано: Решение: Ответ: 221. Угол между направлением падающей волны и отражающей поверхностью равен 50°. Чему равен угол отражения волны? Дано: Решение: Ответ: 222. При исследовании морского дна с корабля был послан звуковой сигнал. Отражённый сигнал был принят через 0,2 с. Чему равна глубина моря в данном месте? Дано: Решение: Ответ: 223. Охотник выстрелил, находясь на расстоянии 85 м от горы. Чему равна скорость звука, если он услышал эхо через 1 с? Дано: Решение: Ответ: 117 Тренировочный тест 2 Механические колебания и волны При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 Груз, подвешенный на лёгкой пружине жёсткостью 400 Н/м, совершает свободные гармонические колебания. Пружину какой жёсткости нужно взять, чтобы период колебаний этого груза стал в 2 раза меньше? 1) 1600 Н/м 2) 800 Н/м 3) 200 Н/м 4) 100 Н/м Как изменится период колебаний математического маятника, если его длину увеличить в 4 раза? 1) увеличится в 4 раза 3) уменьшится в 2 раза 2) увеличится в 2 раза 4) не изменится Математический маятник совершает колебания между крайними положениями 1 и 3. Кинетическая энергия маятника максимальна, когда он находится в положении 1) только 1 2) только 2 3) только 3 4) только 1 и 3 На рисунке представлен график колебаний математического маятника. Частота колебаний маятника равна 1)4Гц 4) 0,25 Гц 118 5. На рисунке приведены графики колебаний четырёх звучащих струн, находящихся в одинаковых условиях. Одинаковую громкость имеют звуки, которые издают струны 1) АиБ 2) А, БиГ 3) АиВ 4) А, ВиГ 6. Частоту колебаний частиц в волне можно вычислить по формуле 1) v=^ 2) v = vX Ответы. 3) v = A,r 4) v=f Номера заданий со о со а S 2 ^ S S ^ §■! со 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 5 □ 6 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя 119 Вариант 2 Груз, подвешенный на лёгкой пружине жёсткостью 400 Н/м, совершает свободные гармонические колебания. Какую жёсткость должна иметь пружина, чтобы частота колебаний этого груза стала в 2 раза больше? 1) 1600 Н/м 2) 800 Н/м 3) 200 Н/м 4) 100 Н/м Как изменится период колебаний математического маятника, если его массу увеличить в 4 раза? 1) увеличится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) уменьшится в 2 раза 4) не изменится Математический маятник совершает колебания между крайними положениями i и 3. Кинетическая энергия маятника равна нулю, когда он находится в положении 1) только 1 2) только 2 3) только 3 4) только 2 и 3 X, см 0,2 0,1 о -0,1 -0,2 X 7 \ N 1 V2 ¥ 4 5 V t, с Z л. На рисунке представлен график колебаний математического маятника. Период колебаний маятника равен 1) 4 с 2) 2 с 3) 1с 4) 0,2 с На рисунке приведены графики четырёх звуковых колебаний. Какой график соответствует наибольшей высоте звука? 120 6. Длину волны можно вычислить по формуле Ответы. ф о ф g а о S в Ф о ф S о ф VV 2)X^vT 3)>.= V Т 4)Х = - V Номера заданий 1 2 3 4 5 6 1 □ □ □ □ □ □ 2 □ □ □ □ □ □ 3 □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Электромагнитные колебания и волны Явление электромагнитной индукции Щ 224. Закончите фразу. Электромагнитной индукцией называют явление Укажите причину и следствие в явлении электромагнитной индукции. Причина: Следствие:. 225. Как вы считаете, если в опыте, изображённом на рисунке 99 учебника, полосовой магнит, вставленный в катушку, вра-ш;ать вдоль своей оси, возникнет ли в катушке индукционный ток? Ответ поясните. 122 226. Зарегистрирует ли гальванометр индукционный ток в проводнике CD (рис. 40), если перемещать его: а) слева направо; б) справа налево; в) снизу вверх; г) сверху вниз? Ответы обоснуйте. а)---------------------------------------- б) в) г) 227. Как изменятся показания гальванометра, если в опыте Фарадея в катушку вместо одного магнита вдвигать два магнита, сложенные вместе одноимёнными полюсами; _______________________________ разноимёнными полюсами? Магнитный поток 228. Запишите формулу для определения магнитного потока. -------------, где 123 229. Заполните таблицу 26. Таблица 26 Физическая величина МАГНИТНЫЙ ПОТОК Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 230. Магнитный поток, пронизывающий контур, помещённый в однородное магнитное поле индукцией 50 мТл, равен 0,3 мВб. Чему равна площадь контура, если он расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции? СИ Решение: 231. Чему равен магнитный поток, пронизывающий контур площадью 1000 см^, находящийся в однородном магнитном поле индукцией 0,5 Тл, если: а) плоскость контура перпендикуляр- 124 на вектору магнитной индукции; б)* угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура 60°? СИ Решение: Ответ: 232. На рисунке 41 приведён график зависимости магнитного потока, пронизывающего катушку, от времени. Объясните, как будет изменяться возникающий в катушке индукционный ток в промежутке времени от О до ^д. 233. Заполните пропуски в тексте. Устройство, в котором создаётся электрический ток, называют ______________________________________________ Его действие основано на явлении _________________В______________ происходит преобразование в______________________ энергии 125 Направление индукционного тока. Правило Ленца 234. Полосовой магнит свободно падает, проходя через вертикально расположенную катушку. В первом случае катушка замкнута на гальванометр, во втором — электрическая цепь разомкнута. Одинаковы ли будут ускорения магнита в обоих случаях? Ответ поясните. 235. Лёгкое медное кольцо, подвешенное на нитях, привели в колебательное движение, слегка толкнув его. Кольцо при этом может колебаться продолжительное время. Если на его пути поместить полосовой магнит (рис. 42) так, чтобы при колебаниях кольцо надевалось на магнит, то оно быстро останавливается. Объясните причину быстрого торможения кольца. 236. Вблизи неподвижного алюминиевого кольца располагают электромагнит (рис. 43). При замыкании цепи электромагнита кольцо отталкивается, а при размыкании — притягивается к электромагниту. Объясните явление. шх \ 126 237. Определите направление индукционного тока, возникаюп^его в катушке при введении в неё второй катушки, направление тока в которой указано на рисунке 44. г пт: Рис. 44 щ Лабораторная работа ^ «Изучение явления электромагнитной индукции» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения; сформулируйте гипотезы; составьте план работы; проведите наблюдения и сделайте вывод. Цель работы:_______________________________________ Приборы и материалы: Гипотезы: Порядок выполнения работы: Наблюдения:. 127 Вывод: Самоиндукция ^ 238. Сравните явления электромагнитной индукции и самоиндукции. Общее:__________________________________________ Различное: ^ 239. Укажите причину и следствие явления самоиндукции. Причина:_____________________________________________ Следствие: ^ 240. На рисунке 45 приведены графики зависимости силы тока самоиндукции от времени при замыкании (рис. 45, а) и при размыкании (рис. 45, б) электрической цепи, содержащей катушку. Объясните эти графики. а) 128 б) Рис. 45 ^ 241. Заполните таблицу 27. Таблица 27 Физическая величина ИНДУКТИВНОСТЬ Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 129 242. Чему равна индуктивность витка проволоки, если при силе тока 4 А создаётся магнитный поток 12 мВб? Зависит ли индуктивность витка от силы тока в нём? Дано: СИ Решение: Ответ: 243. В катушке индуктивностью 5 мГн создаётся магнитный поток 2 • 10“2 Вб. Чему равна сила тока в катушке? Дано: СИ Решение: Ответ: 244. Сила тока в электрической цепи изменяется в соответствии с представленным на рисунке 46 графиком. В какие промежутки времени в этой цепи существует явление самоиндукции? Ответ поясните. Конденсатор 245. Покажите на рисунке 47 распределение зарядов на конденсаторе, если правой пластины коснуться положительно заря- 130 женной палочкой, сообщив ей заряд +8д. Каким будет заряд левой пластины? Ответ поясните. Щ 246. Заполните таблицу 28. Таблица 28 Рис. 47 Физическая величина ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЁМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Векторная или скалярная Относительная или инвариантная Способ измерения 247. Изменится ли ёмкость конденсатора, если в 2 раза увеличить напряжение на его пластинах, оставив неизменным заряд? Ответ обоснуйте. 131 248. Чему равен заряд конденсатора ёмкостью 20 мкФ, если на его пластины подано напряжение 100 В? Как изменится заряд на пластинах этого конденсатора, если напряжение уменьшить в 2 раза? СИ Решение: Ответ: 249. Закончите предложения. Если расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличить в 2 раза, то его ёмкость _____________ Если площадь пластин плоского конденсатора уменьшить в 2 раза, то его ёмкость____________________ Если между пластинами плоского конденсатора поместить диэлектрик, то ёмкость конденсатора ___________ 250*. Как изменится ёмкость плоского конденсатора, если пло-ш;адь его пластин увеличить в 3 раза, а расстояние между ними уменьшить в 9 раз? Ответ обоснуйте. 132 251. На рисунке 48 приведён график зависимости напряжения на пластинах конденсатора от заряда на них. Чему равна ёмкость конденсатора? Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания 252. Докажите, что колебательный контур представляет собой колебательную систему. 253. Идеальный колебательный контур представляет собой модель реального колебательного контура. Укажите основные характеристики этой модели. g] 254. Заполните таблицу 29, записав значения величин, характеризующих электромагнитные колебания, в указанные моменты времени. 133 Таблица 29 Мо- мент времени Заряд конденсатора, q Сила тока в катушке, I Напряжённость электрического поля, Е Модуль вектора магнитной индукции, В 0 Я.т 0 Ет 0 Г/4 Т!2 ЗГ/4 Т ^ 255*. Установите аналогию между свободными электромагнитными и механическими колебаниями. Заполните таблицу 30. Таблица 30 Электромагнитные колебания в колебательном контуре Механические колебания пружинного маятника Электрический заряд, q Сила тока, I Индуктивность катушки, L Ёмкость конденсатора, С 256. Закончите предложения. При увеличении ёмкости конденсатора колебательного контура в 9 раз частота электромагнитных колебаний____ При уменьшении индуктивности катушки колебательного контура в 4 раза частота электромагнитных колебаний ____________________________________________ 134 257. Чему равны период и частота электромагнитных колебаний в колебательном контуре, если ёмкость конденсатора 4 • 10“^ мкФ, а индуктивность катушки 9 • 10“^ Гн? СИ Решение: Ответ: 258. Ёмкость конденсатора колебательного контура 0,4 мкФ. Какую индуктивность должна иметь катушка для того, чтобы получить электромагнитные колебания частотой 800 Гц? Дано: СИ Решение: Ответ: Вынужденные электромагнитные колебания 259. Какие превраш;ения энергии происходят: в идеальном колебательном контуре; 135 в реальном колебательном контуре? 260. Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 6,4 пФ и катушки индуктивностью 25 мкГн. При какой частоте включённого в контур источника переменного напряжения наступит резонанс? Дано: СИ Решение: Ответ: 261. При частоте изменения напряжения источника тока, включённого в колебательный контур, равной 50 Гц, наблюдается резонанс. Чему равна при этом индуктивность катушки колебательного контура, если ёмкость конденсатора 2,6*10-8 ф7 Решение: Ответ: 136 Переменный электрический ток 262*. Как вы думаете, почему не применяют для освещения переменный ток частотой 10—15 Гц? ^ 263. По графику зависимости силы тока от времени (рис. 49) определите: период колебаний частоту колебаний амплитудное значение силы тока действующее значение силы тока 0 264*. Начертите в одной системе координат графики зависимости силы тока от времени для двух переменных токов, действующие значения силы тока которых равны 4 и 5 А, а периоды — соответственно 0,01 и 0,02 с. В начальный момент времени сила тока равна нулю. 265*.Чему равно амплитудное значение напряжения переменного тока, если действующее значение напряжения 110 В? 266. На рисунке 50 схематично показано устройство гидрогенератора, т. е. генератора переменного тока, в котором ротор вращается с помощью водяной турбины. На этом рисунке цифрами обозначены: 1 — статор, 2 — ротор, 3 — водяная турбина. Используя рисунок, объясните, как работает гидрогенератор. Рис. 50 Т рансформатор. Передача электрической энергии 267. Заполните пропуски в тексте. Трансформатор используется для _ Первичная обмотка трансформатора присоединяется к а вторичная — к____________________________________ Если первичная обмотка имеет большее число витков, чем вторичная, то трансформатор________________________ напряжение. 138 268. Запишите формулу, по которой можно рассчитать коэффициент трансформации. где 269. Первичная обмотка повышаюш;его трансформатора содержит 50 витков, вторичная — 500. Напряжение на вторичной обмотке 600 В. Чему равно напряжение на первичной обмотке? Решение: 270. Трансформатор, содержаш;ий во вторичной обмотке 240 витков, понижает напряжение с 1100 до 220 В. Чему равен коэффициент трансформации? Сколько витков содержит первичная обмотка? 139 271. Трансформатор содержит в первичной обмотке 300 витков, во вторичной — 160 витков. Чему равна сила тока во вторичной обмотке, если сила тока в первичной обмотке 3 А? Решение: Ответ; Щ 272. Составьте план § 38 «Передача электрической энергии» 273. Изобразите схему передачи электроэнергии от электростанции до потребителя. 140 Электромагнитные волны 274. Сравните механические и электромагнитные волны. Заполните таблицу 31. Таблица 31 Характеристика Механические волны Электромагнитные волны Источник волн Среда, в которой волны распространяются Частота Скорость распространения 275. Чему равны период и частота электромагнитных колебаний, если длина волны, излучаемой при этом, равна 5 м? Решение: 276. Частота излучаемых радиостанцией электромагнитных колебаний равна 10^ МГц. Чему ргшна длина электромагнитной волны? Дано: СИ Решение: Ответ: 141 277. Радиосвязь впервые была установлена на расстоянии 250 м. За какое время радиосигнал дошёл от источника волн до приёмника? Дано: Решение: Ответ: gj Лабораторная работа* «Сборка детекторного радиоприёмника» Цель работы: собрать детекторный радиоприёмник и определить назначение узлов приёмника. Приборы и материалы: набор «Радиоприёмник», источник питания ВУ-4 или ВУ-4М. Порядок выполнения работы 1. Начертите схему детекторного приёмника. 2. Изучите набор «Радиоприёмник» и найдите необходимые детали для сборки приёмника. 3. Соберите радиоприёмник и настройте его. ^ 278*. Заполните таблицу 32. Таблица 32 Свойства электромагнитных волн Название Определение и {или) закон 142 Электромагнитная природа света 279. Сравните показатели преломления световых волн, соответствующих красному и зелёному цвету; жёлтому и голубому цвету. 280. Какой метод используется в опытах по интерференции света для создания двух источников света, излучающих волны одинаковой частоты? 281. Два источника излучают световые волны одинаковой частоты, длина волны которых 500 нм. Максимум или минимум интерференционной картины наблюдается в точках пространства, если разность хода волн равна: 2,5 см;___________________________________________________ 1 см?_____________________________________________________ 282. Придумайте и осуществите опыт, позволяющий наблюдать ин-_ терференцию света. Опишите его. 283. Будет ли наблюдаться дифракция света, если ширина преграды 20 см, а расстояние от преграды до экрана 50 см? 143 284. Проделайте опыт по наблюдению дисперсии света. Опишите его. Шкала электромагнитных волн Щ 285. Заполните таблицу 33, отражающую характеристики и свойства электромагнитных волн разного диапазона. Таблица 33 Название диапазона волн Диапазон частот Диапазон длин волн Свойства Низкочастотные Радиоволны Инфракрасное излучение Видимое излучение Ультрафиолетовое излучение Рентгеновское излучение Гамма- излучение 144 Щ 286*. Составьте план сообщения о применении инфракрасного излучения. Щ 287*. Составьте план сообщения о применении ультрафиолетового излучения, его пользе и вреде для здоровья человека. Щ 288*. Составьте план сообщения о применении рентгеновского излучения в медицине, его пользе и вреде для здоровья человека. 145 ^ тренировочный тест 3 Электромагнитные колебания и волны 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. Две одинаковые катушки А и Б замкнуты на гальванометры. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. Б какой катушке гальванометр зафиксирует индукционный ток? 1) только в катушке А 2) только в катушке Б 3) ни в одной из катушек 4) в обеих катушках Направление индукционного тока зависит: А. от скорости перемещения магнита в катушке; Б. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку. Правильным является ответ 1)только А 2)только Б 3)и А, и Б 4) ни А, ни Б Значение индукционного тока зависит: А. от того, вносят магнит в катушку или выносят его из катушки; Б. от скорости перемещения магнита в катушке. Правильным является ответ 1)только А 2)только Б 3) и А, и Б Идеальный колебательный контур состоит из: A. катушки индуктивности; Б. конденсатора; B. резистора. Правильным является ответ 1) только А 2) только Б 3) только А и Б 4) и А, и Б, и В 4) ни А, ни Б 146 8. Если ёмкость конденсатора колебательного контура уменьшить в 4 раза, то частота электромагнитных колебаний 1) увеличится в 4 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) уменьшится в 2 раза Если индуктивность катушки колебательного контура увеличить в 4 раза, то период электромагнитных колебаний 1) увеличится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) увеличится в 4 раза 4) уменьшится в 4 раза К электромагнитным волнам относятся: А. звуковые волны; Б. радиоволны. Правильным является ответ 1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б Электромагнитные волны распространяются 1) только в веществе 2) только в вакууме 3) и в веществе, и в вакууме 4) только в воздухе и в вакууме Какие из приведённых ниже формул могут быть использованы для определения частоты электромагнитной волны? A.v=^; В. V = сХ; Г. V = сТ. Правильным является ответ Б. v= Т 1)только А 2)только Б 3) Б и В 147 4) АиГ 10. Скорость света в веществе 1) больше, чем скорость света в вакууме 2) может быть либо больше, чем скорость света в вакууме, либо равна ей 3) равна скорости света в вакууме 4) меньше скорости света в вакууме 11. Зарядив конденсатор колебательного контура, его замкнули на катушку индуктивности. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями в течение первой четверти периода электромагнитных колебаний в контуре. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ A) заряд конденсатора 1) увеличивается Б) сила тока в катушке 2) уменьшается B) напряжённость электрическо- 3) не изменяется го поля конденсатора Г) индукция магнитного поля катушки А Б В Г Ответы. Номера заданий 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ® 1 , С5 СС5 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ ^ S 2 2 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ ^ ® m □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ ^ в о ® 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя 11 148 Вариант 2 Две одинаковые катушки А и Б замкнуты на гальванометры. Из катушки А вынимают полосовой магнит, а в катушке Б покоится внесённый в неё 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 Направление индукционного тока зависит: А. от того, вносят магнит в катушку или выносят его из катушки; Б. от скорости перемепдения магнита в катушке. Правильным является ответ 1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б Значение индукционного тока зависит: А. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку; Б. от скорости перемепдения магнита в катушке. Правильным является ответ 1)только А 2)только Б 3)и А, и Б Идеальный колебательный контур состоит из: A. катушки индуктивности; Б. конденсатора; B. лампочки. Правильным является ответ 4) ни А, ни Б 1) только А 2) только Б 3) только А и Б 4) и А, и Б, и В Если ёмкость конденсатора колебательного контура увеличить в 4 раза, то период электромагнитных колебаний 1) увеличится в 2 раза 2) увеличится в 4 раза 3) уменьшится в 2 раза 4) уменьшится в 4 раза 149 6. 7. 9. Если индуктивность катушки колебательного контура уменьшить в 4 раза, то частота электромагнитных колебаний 1) увеличится в 4 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) уменьшится в 2 раза К электромагнитным волнам относятся: А. волны на поверхности воды; Б. световые волны. Правильным является ответ 1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б 8. Световые волны распространяются 1) только в веществе 2) только в вакууме 3) только в воздухе и в вакууме 4) и в веществе, и в вакууме Какие из приведённых ниже формул могут быть использованы для определения длины электромагнитной волны? А.Х = cv; ВЛ^-; В.Х = сТ; т Правильным является ответ 1) только А 2)БиВ 3)АиВ 4)ВиГ 10. Сравните скорость света в воде v и скорость света в вакууме с. l)v>c 2)v ffNa + |Не; igB + ? —> lU + |Не? Дефект массы. Энергетический выход ядерных реакций* 334. Вставьте пропущенные слова. Суммы масс, составляющих ядро,_________ всегда массы ядра. 335. Как вы считаете, не противоречит ли возникновение дефекта массы при образовании ядра из составляющих его нуклонов закону сохранения массы вещества? Почему? 163 336. Закончите фразы. Ядерная реакция происходит с выделением энергии, если Ядерная реакция происходит с поглощением энергии, если 337. Энергия связи ядра рассчитывается по формуле ----------------, где 338. Чему равна энергия связи ядра изотопа водорода |Н? Масса протона 1,0073 а. е. м., масса нейтрона 1,0087 а. е. м., масса ядра дейтерия 2,0141 а. е. м. СИ Решение: 164 Деление ядер урана. Цепная реакция 339. Почему считается, что эпоха ядерной энергетики началась после опытов по бомбардировке ядер урана? 340. Как вы считаете, не противоречит ли капельная модель ядра протонно-нейтронной модели? Почему? 341. Почему после поглощения нейтронов ядро урана приходит в возбуждённое состояние и начинает деформироваться? 342. Почему именно нейтроны, а не электроны или а-частицы оказываются наиболее эффективными снарядами для осуществления ядерной реакции деления урана? 343. Какие частицы образуются при делении ядер урана? 165 344. Ядро урана-235 под действием нейтрона разделилось на два осколка, зарядовые числа которых 36 и 56. Какие это элементы? 345. По каким причинам в результате деления ядра высвобождается энергия? 346. В чём состоит отличие при бомбардировке нейтронами двух изотопов урана: и ^ЦП? Ядерный реактор. Ядерная энергетика* 347. Как может быть осуществлена остановка ядерного реактора? 348. Где ещё, кроме электростанций, нашли применение ядерные реакторы? 166 |g 349. Заполните таблицу 36. Таблица 36 Электростанции Преимущества Недостатки Атомные Тепловые 350. Закончите фразу. В процессе получения электроэнергии на атомных электростанциях происходят следующие преобразования энергии: 351. Для замедления быстрых нейтронов в ядерных реакторах используют, например, тяжёлую воду или углерод. В каком из этих замедлителей нейтрон испытывает большее число столкновений, пока его скорость не уменьшится? Почему? 167 ^ 352. в настоящее время возникла проблема поиска новых источни-^ ков энергии. С чем это связано? Термоядерные реакции* 353. Ядерную энергию можно получить либо в процессе деления ядер, либо при их синтезе. Нет ли здесь противоречия? 354. Почему синтез лёгких ядер более выгоден, чем реакция деления тяжёлых ядер? 355. Почему реакции слияния лёгких ядер называют термоядерными? 356. По каким причинам на Солнце происходят термоядерные реакции? 168 357. В процессе ядерного синтеза 10 000 кг водорода образовалось 9644 кг гелия. Сколько энергии при этом выделилось? Дано: Решение: Ответ: Действия радиоактивных излучений и их применение 358. Запишите формулу для определения поглош;ённой дозы излучения. где 359. Заполните таблицу 37. Таблица 37 Физическая величина ПОГЛОЩЁННАЯ ДОЗА ИЗЛУЧЕНИЯ Что характеризует Условное обозначение Единица в СИ Связь с другими величинами Способ измерения 169 ^ 360. Выясните, чему равна доза облучения человека при рентгенов-_ ском и флюорографическом обследованиях. Опасны ли они м для организма человека? 361. Почему в настоящее время производством радиоактивных изотопов во всём мире занимается достаточно большая отрасль промышленности? Элементарные частицы* 362. Является ли а-частица элементарной частицей? Почему? 363. Фотон достаточно большой энергии превратился в пару частиц, одна из которых — электрон. Что представляет собой другая частица? 364. Нарушением какого закона явился бы распад свободного нейтрона на протон, позитрон и антинейтрино? 170 365. Ещё в середине XX в. у учёных возникли сомнения в том, что все элементарные частицы полностью оправдывают это название. Какие основания существуют для подобных сомнений? 366. Чем отличается в камере Вильсона трек протона от трека позитрона? Тренировочный тест 4 Элементы квантовой физики при выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. Вариант 1 Какой из видов радиоактивного излучения представляет собой поток положительно заряженных частиц? 1) а-из лучение 2) р-излучение 3) у-излучение 4) поток нейтронов Какое из трёх видов излучения — а, р или у — обладает наименьшей проникающей способностью? 1) а 2) р 3) У 4) проникающая способность всех видов излучения одинакова 171 Сколько протонов и нейтронов содержит ядро атома железа l|Fe? 1) 26 протонов и 30 нейтронов 2) 30 протонов и 26 нейтронов 3) 56 протонов и 26 нейтронов 4) 26 протонов и 56 нейтронов В результате бомбардировки изотопа лития ^Li ядрами дейтерия образуется изотоп бериллия: gLi + при ЭТОМ испускается частица? > ? + |Ве. Какая 1) а-частица |Не 2) электрон _^е 3) протон \р 4) нейтрон -> ^Li + |Не? Какая частица взаимодействует с ядром бора в следующей ядерной реакции: ^§В + ? 1) протон \р 2) а-частица |Не 3) нейтрон 4) электрон _^е Суммарный заряд электронов в нейтральном атоме 1) положительный и равен по модулю заряду ядра 2) отрицательный и равен по модулю заряду ядра 3) может быть положительным или отрицательным, но равным по модулю заряду ядра 4) отрицательный и больше по модулю заряда ядра Ответы. „ о ® а. S 2 ^ « =5 §■! ф Самооценка Номера заданий 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 5 □ 6 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Оценка учителя 172 Вариант 2 Какой из видов радиоактивного излучения представляет собой поток отрицательно заряженных частиц? 1) а-излучение 2) р-излучение 3) у-излучение 4) поток нейтронов Какое из трёх видов излучения — а, р или у — обладает наибольшей проникаюш;ей способностью? 1) а 2) Р 3) у 4) проникаюш;ая способность всех видов излучения одинакова 3. Сколько протонов и нейтронов содержит ядро атома алюминия 13AI? 1) 27 протонов и 13 нейтронов 2) 13 протонов и 27 нейтронов 3) 14 протонов и 13 нейтронов 4) 13 протонов и 14 нейтронов 4. В результате бомбардировки изотопа азота а-частицами образуется изотоп кислорода: ^yN -Н |Не —> ? -Н Какая при этом испускается частица? 1) а-частица gHe 2) электрон J(e 3) протон \р 4) нейтрон Jn Какая частица взаимодействует с ядром алюминия в следую-ш;ей ядерной реакции: -I- ? —> ||Na -I- ^Не? 1) нейтрон Jn 2) электрон 3) протон \р 4) а-частица |Не 173 6. Суммарный заряд протонов в ядре нейтрального атома 1) положительный и равен по модулю суммарному заряду электронов 2) отрицательный и равен по модулю суммарному заряду электронов 3) может быть положительным или отрицательным, но равным по модулю суммарному заряду электронов 4) положительный и больше по модулю суммарного заряда электронов Ответы. Номера заданий ф §,6 2 ^ ^ §•! ф 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 5 □ 6 □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ Самооценка Оценка учителя Вселенная Строение и масштабы Вселенной 367. в каком созвездии находится: Полярная звезда;_____________ самая яркая звезда на небе? 368. Приведите примеры: зодиакальных созвездий___ самого заметного созвездия летнего неба. самого заметного созвездия осеннего неба, самого заметного созвездия зимнего неба_ самого заметного созвездия весеннего неба 369. Какие небесные тела можно увидеть на небе невооружённым глазом? 370. Звёздная величина Венеры -4"*, а Юпитера-2^. Какая из этих планет выглядит на небе более яркой? 371. Какие небесные тела перемещаются среди звёзд? 175 372. Путь Солнца среди звёзд называют эклиптикой. Эклиптика проходит через зодиакальные созвездия. В день весеннего равноденствия, когда продолжительность дня равна продолжительности ночи, Солнце находится в созвездии Рыб в точке эклиптики, которую называют точкой весеннего равноденствия и обозначают Через полгода в день осеннего равноденствия Солнце находится в точке осеннего равноденствия^ которую обозначают В каком созвездии находится точка осеннего равноденствия? 373. Космический аппарат, исследующий планеты Солнечной системы, движется со скоростью около 30 км/с. Сколько времени аппарат будет совершать путешествие до а Центавра, если расстояние до этой звезды 4,2 св. года? Дано: СИ Решение: Ответ: 374. В 1974 г. на шаровое звёздное скопление М13 был послан радиосигнал с Земли. Как долго он идёт до этого скопления? лет. 375. Рассчитайте среднюю плотность вещества: а) звезды белого карлика спутника Сириуса, если его масса равна 0,8Mq, а радиус около 10^ км. Сравните это значение со средней плотностью Солнца (pQ = 1400 кг/м^, Mq = 2 • 10^^ кг); б) звезды сверхгиганта Бетельгейзе (а Ориона), если его масса равна 15Mq, а радиус почти в 1000 раз больше солнечного (i?Q = 7 • 10® кг). Сравните это значение с плотностью воздуха (Рз= 1,3кг/м®); 176 в) нейтронной звезды, которая находится в Крабовидной туманности, если её масса равна примерно массе Солнца, а радиус составляет около 10 км. Развитие представлений о системе мира. Строение и масштабы Солнечной системы 376. Перечислите по порядку расположения относительно Солнца все планеты Солнечной системы_____________________ 377. Как объясняется суточное вращение небесной сферы в геоцентрической и гелиоцентрической системах мира? 378. Наибольшее удаление Меркурия от Солнца составляет 23°. Нарисуйте взаимное расположение Меркурия, Земли и Солнца в момент наибольшего удаления Меркурия от Солнца к западу от него (западная элонгация) и рассчитайте расстояние Меркурия от Солнца (в а. е. и км). 177 379. По каким созвездиям перемещаются планеты Солнечной системы? 380. За счёт чего светят планеты и астероиды? 381. Перечислите планеты, которые можно увидеть невооружённым глазом. 382. а) Когда Венера находилась на максимальном удалении от Солнца (западнее Солнца на 48°), была проведена её радиолокация. Импульс радиосигнала вернулся через 11 мин 15 с. Определите расстояние до Венеры в момент наблюдения. Дано: Решение: Ответ: б) По полученному значению расстояния до Венеры определите значение астрономической единицы. Система Земля—Луна 383. Через какие созвездия проходит Луна в течение месяца? 178 384. Рассчитайте центростремительное ускорение, с которым движется Луна по своей орбите. Дано: Решение: Ответ: 385. Рассчитайте ускорение свободного падения Луны на Землю и сравните его с полученным в задании 384 значением центростремительного ускорения. Дано: Решение: Ответ: 386. Луна повёрнута к Земле одной стороной. Каков период обращения Луны вокруг своей оси, если сидерический месяц равен 27,3 сут? 387. В какой фазе увидели бы вы Луну, если бы она восходила: в 6 ч вечера;_________________________________________ в полдень?____________________________________________ 388. На картине художника (рис. 53) изображена Луна, которую он увидел на даче в Подмосковье во время сумерек. Но он забыл написать, утро это или вечер. Определите и обоснуйте, утро или вечер изобразил художник. 179 Рис. 53 389. Ещё в Древнем Египте и Китае определили, что все затмения повторяются через промежуток времени, названный Саросом, который равен 18 годам 11,3 сут (или 10,3 сут, если в 18 годах будет 5 високосных лет). Рассчитайте, когда в прошлом было и в будущем будут два солнечных затмения, если солнечное затмение наблюдалось 29 марта 2006 г. 390. В какой фазе должна быть Луна, чтобы произошло: солнечное затмение;___________________________ лунное затмение?______________________________ 391.21 сентября произошло полное лунное затмение. В каком созвездии находилась Луна? 180 392. Дополните рисунок 54, нарисовав положение Солнца во время полнолуния. Отметьте ускорения точек А, Е и В под действием притяжения Солнца. Как вы думаете, суммарное приливное ускорение от Луны и от Солнца в точке А увеличится или уменьшится? Рис. 54 Физическая природа планеты Земля и её естественного спутника Луны 393. В III в. до н. э. древнегреческий учёный Эратосфен, принимая, что Земля имеет форму шара, измерил длину окружности земного меридиана. Он знал, что в день летнего солнцестояния в полдень солнце над городом Сиена бывает в зените и его лучи достигают дна самого глубокого колодца. В это же время в Александрии солнце отстояло от зенита на 1/50 часть окружности. Расстояние между Сиеной и Александрией составляет около 5000 греческих стадий. Оцените по этим данным длину земного меридиана (в стадиях). Дано: Решение: Ответ: 181 394. Вследствие прецессии оси вращения Земли точка весеннего равноденствия смещается по эклиптике на 50" в год. Сейчас эта точка Н61ХОДИТСЯ в созвездии Рыб. В каком созвездии находилась точка весеннего равноденствия в начале нашей эры? Рассчитайте период прецессии — промежуток времени, через который точка весеннего равноденствия возвратится в то же зодиакальное созвездие, а полюс мира — на то же место среди звёзд. Дано: Решение: Ответ: 395. а) Какие газы в атмосфере Земли обусловливают парниковый эффект вблизи её поверхности? б) Совпадают ли положения географических и магнитных полюсов Земли? 396. а) Что представляют собой: лунные моря; _______________ лунные материки? б) Почему Луна лишена атмосферы? 182 397. Космонавт на Земле подбросил камень массой 100 г на высоту 20 м. На какую высоту он сможет подбросить этот камень на поверхности Луны? Решение: 398. Оцените радиус сферы действия Луны — расстояние от Луны, на котором сила притяжения Луной космического аппарата равна силе притяжения Землёй этого аппарата. Решение: 399. а) Какие два основных фактора, постоянно изменяюш;ие форму земных гор, не принимают участия в формировании лунных гор? б) Что является наиболее вероятной причиной образования лунных кратеров? 183 щ Лабораторная работа ^ «Определение размеров лунных кратеров» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:_______________________________________ Приборы и материалы: Порядок выполнения работы: Море Дождей Коперник Платон Апеннины Кеплер Тихо Рис. 55 184 Море Паров Море Кризиса Море Ясности Измерения м Объект Измеренные размеры, мм Линейный размер, км макс. мин. макс. мин. 1 Море Дождей 2 Море Ясности 3 Горы Апеннины 4 Кратер Тихо 5 Кратер Платон Вычисления: Вывод: Планеты 400. На какие группы подразделяются планеты Солнечной системы? К какой группе относится: Уран; ____________________ Венера? 185 401 *. в начале XVII в. немецкий учёный Кеплер, изучая движение планет, открыл, что все планеты обращаются вокруг ------v---J Солнца по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце (первый закон Кеплера). Ближайшая к Солнцу точка орбиты (точка В на рис. 56) называется перигелием^ а наиболее удалённая (точка А) — афелием. Линия АВ — большая ось эллипса, а величина а = АВ/2 — большая полуось орбиты, точка О — центр эллипса. Обычно в справочниках приводят значения больших полуосей планет. В какой точке орбиты планета получает от Солнца больше энергии? Q 402. Экспериментальное задание. Нарисуйте эллиптическую орбиту планеты. Используйте для этого плоскую доску, лист бумаги, две кнопки, остро заточенный карандаш, нитку длиной 10 см, связанную концами, и линейку. Закрепите две кнопки на расстоянии 3 см друг от друга, накиньте петельку из нитки на обе кнопки и, натягивая нить карандашом, проведите замкнутую кривую — эллипс (рис. 57). Точки, в которых закреплены кнопки, — два фокуса эллипса. Найдите по рисунку значение большой полуоси эллипса (в см). Нарисуйте в одном из фокусов Солнце. Отметьте положение перигелия и афелия. В какой точке орбиты планета будет ближе всего к Солнцу? 186 403. Закончите фразы. Атмосферу на Венере открыл Атмосфера Венеры состоит из газов: 404. Почему на Марсе перепад ночной и дневной температуры составляет почти 90 °С, а на Земле — обычно около 10 °С? Щ 405. Экспериментальное задание. Определите по фотографии Юпитера (см. рис. на форзаце VI учебника) размер Большого Красного Пятна (гигантский вихрь) и сравните его с размерами Земли. Для этого, принимая видимый радиус Юпитера равным 71 400 км, определите масштаб фотографии, разделив диаметр планеты на измеренный диаметр (в мм). Затем измерьте (в мм) диаметр Большого Красного Пятна и умножьте его на масштаб фотографии. Щ 406*. В 1618 г. Кеплер открыл закономерность движения планет, известную как третий закон Кеплера, который связывает расстояния планет до Солнца — а и периоды их обрапдения вокруг Солнца — Т. 1. Заполните таблицу 38. Таблица 38 Планета а, а. е. Т, годы а^ а^ р2 грЗ Меркурий 0,39 0,24 Венера 0,72 0,62 Земля 1 1 187 Окончание таблицы Планета а, а. е. Т, годы а^ а^ гр2 Марс 1,52 1,88 Юпитер 5,2 11,86 Плутон 248 2. Сравните значения в колонках и найдите связь между а и Г. 3. По полученной связи рассчитайте расстояние до карликовой планеты Плутон. ^ Лабораторная работа «Определение высоты и скорости ^ выброса вещества из вулкана на спутнике Юпитера Ио» Сформулируйте цель работы; определите, какие приборы и материалы нужны для её выполнения; составьте план работы; выполните необходимые измерения и вычисления; сделайте вывод. Цель работы:______________________________________ Приборы и материалы: Порядок выполнения работы: 188 Измерения Рис. 58 D, км g, М/С2 /г, мм /г, км L?, м/с Лф, км Вычисления: Вывод: Малые тела Солнечной системы 407. а) Какие тела входят в состав Солнечной системы? б) Приведите примеры астероидов, указав их размеры. 189 в)* Используя третий закон Кеплера, найдите расстояние до Солнца астероида Церера (в а. е.)> если его период обращения вокруг Солнца равен 4,6 года. Дано: Решение: Ответ: 408. а)* Используя третий закон Кеплера, определите, чему равен период обращения кометы Галлея вокруг Солнца. Дано: Решение: Ответ: б) Из чего состоит ядро кометы? в) Как выглядит и куда направлен хвост кометы Галлея в перигелии; афелии; около орбиты Земли? Ответы поясните. 409. Согласно наиболее распространённой теории, кометы двигаются в обширном кометном облаке (облаке Оорта, названном так в честь голландского астронома Я. Оорта), расположенном вокруг Солнца на расстоянии около 100 000 а. е. и содержащем около 100 млрд «зародышей» комет. Из-за взаимодействия со звёздами некоторые из этих «зародышей» начинают 190 двигаться в сторону Солнца и вблизи него становятся кометами. Оцените период обращения такой новой кометы, полагая, что её афелий находится на расстоянии облака Оорта. 0 410. Метеоры часто называют «падающими звёздами». Приведите аргументы против такого представления о метеорах. 411. Земля обращается вокруг Солнца со скоростью 30 км/с. Определите ширину метеорного потока Леониды, если он наблюдается с 11 по 17 ноября. Дано: Решение: Ответ: Использование результатов космических исследований в науке, технике и народном хозяйстве 412. а) Какие виды излучений пропускает земная атмосфера? б) Какие виды излучений небесных тел исследуются с космических станций и из обсерваторий? 191 413. а) Чем различаются телескопы рефлекторы и рефракторы? б) В чём основное назначение телескопа? 414. а) Как устроен радиотелескоп? б) Приведите пример крупного радиотелескопа в России. 415. а) Спектральные линии каких химических элементов видны на фотографии спектра Солнца? б) Двойная звезда % Волопаса имеет одну компоненту жёлтого цвета, другую — красного. Оцените, на сколько отличаются температуры поверхностей этих звёзд. Щ 416. а) В чём преимущества спутников теле- и радиосвязи по сравнению с обычными наземными теле- и радиостанциями? б) Чем привлекательны для системы теле- и радиосвязи геостационарные спутники? 192 417. Рассчитайте скорость движения геостационарного спутника вокруг Земли. Дано: Решение: Ответ: Щ 418. В чём преимуцдества метеорологических спутников по сравнению с метеостанциями? ^ 419. Каковы преимущества спутникового контроля за природными ресурсами? 420. а) На какие планеты уже совершали посадку космические аппараты? 0 б) Почему приоритет в изучении планет Солнечной системы переходит от астрономии к таким наукам, как геофизика, геология и геохимия? 193 g] Тренировочный тест 5 Вселенная При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответ Вариант 1 Астрономия изучает 1) фотосинтез у растений 2) древнегреческую мифологию 3) небесные тела 4) рельеф земной поверхности 2. К зодиакальным созвездиям не относятся 1) Телец и Скорпион 2) Овен и Близнецы 3) Орион и Лира 4) Лев и Стрелец 3. Световой год — это 1) путь, проходимый Землёй за год 2) период обращения Земли вокруг Солнца 3) расстояние от Солнца до ближайшей звезды а Центавра 4) путь, проходимый светом за 1 год 4. Какое небесное тело имеет наибольшую плотность? 1) туманность Северная Америка 2) Меркурий 3) Солнце 4) нейтронная звезда 5. Что такое Плеяды? 1) шаровое звёздное скопление 2) газовая туманность 3) галактика 4) рассеянное звёздное скопление 194 6. Какие небесные тела не принадлежат Солнечной системе? 1) Солнце и Луна 2) комета Галлея и астероид Ида 3) Марс и Юпитер 4) Плеяды и нейтронная звезда 7. К внутренним планетам относятся 9. 1) Меркурий и Венера 2) Марс и Сатурн 3) Юпитер и Уран 4) Нептун 8. Синодическим месяцем называют 1) период обращения Луны вокруг Земли 2) промежуток времени между восходом и заходом Луны 3) промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны 4) промежуток времени между полнолунием и новолунием Молодая Луна (от новолуния до наступления первой четверти) видна 1) утром 2) всю ночь 3) вечером 4) в полночь 10. Лунные затмения происходят только во время 1) новолуния 2) полнолуния 3) первой четверти 4) последней четверти 11. Сегодня произошло солнечное затмение. Когда можно ожидать ближайшее лунное затмение? 1) через неделю 2) через полгода 3) через две недели 4) через месяц 12. Какое утверждение не относится к планетам земной группы? 1) имеют небольшие размеры, массы и состоят из тяжёлых химических элементов 2) имеют большие плотности и медленно вращаются 3) имеют большие массы, плотные атмосферы и много спутников, состоят в основном из водорода и гелия 4) имеют мало спутников и расположены ближе к Солнцу 195 13. Телескоп не служит для 1) достижения большого увеличения 2) увеличения разрешаюш;ей способности 3) изучения элементарных частиц 4) наблюдений очень слабых объектов, не видимых невооружённым глазом Ответы. со „ о со о, S § ^ S 5 ^ ^ ^ §■! со Номера заданий 5 6 7 8 9 10 11 12 13 il ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 I 2ППППППППППППП зППППППППППППП 4ППППППППППППП Самооценка Оценка учителя Вариант 2 1. Астрономия изучает 1) строение атомов 2) строение и эволюцию звёзд 3) историю Вавилонского царства 4) химические реакции 2. К зодиакальным созвездиям не относятся 1) Козерог и Водолей 2) Рыбы и Рак 3) Большая Медведица и Центавр 4) Весы и Дева 3. Что такое астрономическая единица? 1) расстояние, проходимое светом за год 2) расстояние между Землёй и Солнцем 3) радиус Земли 4) расстояние между Землёй и Луной 196 Плотность какого небесного тела наибольшая? 6. 7. 8. 9. 1) Солнце 2) пространство между галактиками 3) белый карлик 4) нейтронная звезда Что представляет собой туманность Андромеды? 1) шаровое звёздное скопление 2) галактика 3) газовая туманность 4) рассеянное звёздное скопление Какое из небесных тел принадлежит Солнечной системе? 1) туманность Андромеды 3) Плеяды 2) комета Галлея 4) нейтронная звезда К внешним планетам относятся 1) Меркурий 2) Венера 3) Нептун и Уран 4) Земля Сидерическим месяцем называют 1) период обращения Луны вокруг Земли 2) промежуток времени между восходом и заходом Луны 3) промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны 4) промежуток времени между полнолунием и новолунием Старая Луна (от последней четверти до новолуния) видна 1) утром 3)вечером 2) всю ночь 4) в полночь 10. Солнечные затмения происходят только во время 1) новолуния 3) первой четверти 2)полнолуния 4) последней четверти 11. Сегодня произошло лунное затмение. Когда можно ожидать ближайшее солнечное затмение? 1) через неделю 2) через полгода 3) через две недели 4) через месяц 197 12. Какое утверждение не относится к планетам-гигантам? 1) имеют большие массы, плотные атмосферы и много спутников, состоят в основном из водорода и гелия 2) имеют плотность, сравнимую с плотностью воды, быстро вращаются 3) имеют кольца и много спутников 4) имеют большие плотности и медленно вращаются 13. Почему астрономы запускают рентгеновские и гамма-телескопы за пределы земной атмосферы? 1) чтобы не мешало радиоактивное излучение Земли 2) чтобы не мешало излучение атмосферы 3) чтобы повысить качество изображения небесных тел в этих диапазонах излучения 4) потому что земная атмосфера не пропускает рентгеновское и гамма-излучения Ответы. <0 о <с l,g § ^ ^ о а 2 §■! <» Номера заданий 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2ППППППППППППП зППППППППППППП 4ППППППППППППП Самооценка Оценка учителя г А1. А2. Итоговый тест При выполнении заданий в ответах под номером выполняемого вами задания поставьте знак «х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа Автомобиль начинает разгоняться по прямолинейной дороге из состояния покоя с ускорением 0,5 м/с^. Какой будет скорость автомобиля через 10 с? 1)0,05 м/с 2) 0,5 м/с 3)5 м/с 4) 20 м/с Имеются две абсолютно упругие пружины. Под действием одной и той же силы первая пружина удлинилась на 6 см, а вторая — на 3 см. Сравните жёсткость первой пружины с жёсткостью ^2 второй. 1) k^ = k^ 2) = k2 3) 2/jj = k2 4) k^ = 2k2 A3. Высоту, на которой находится тело над поверхностью земли, уменьшили в 2 раза. Потенциальная энергия тела относительно поверхности земли 1) увеличилась в 2 раза 2) уменьшилась в 2 раза 3) увеличилась в 4 раза 4) уменьшилась в 4 раза А4. Период колебаний частиц в волне можно вычислить по формуле l)T = ?Li; Z)T = lv 2)Т^~ V 4)Г = - V А5. □ □ □ На рисунке изображены три тела разного объёма и одинаковой массы. Каково соотношение между плотностью веществ, из которых сделаны эти тела? 1) Р1 = Р2 = РЗ 3)р1<Р2<Рз 2) Pi ^ Рг ^ Рз Pi ^ Рг Рз Аб. Автомобиль массой 1 т начинает тормозить, имея скорость 20 м/с, и через 5 с останавливается. Чему равна сила сопротивления движению? 1) 20 000 Н 2) 4000 Н 3) 3200 Н 4) 1600 Н 199 А7. А8. После того как ложку, имеющую комнатную температуру, опустят в горячий чай, внутренняя энергия 1) и ложки, и чая начнёт увеличиваться 2) и ложки, и чая начнёт уменьшаться 3) ложки начнёт уменьшаться, а чая увеличиваться 4) ложки начнёт увеличиваться, а чая уменьшаться На рисунке приведён график зависимости температуры воды от времени. В начальный момент времени вода находилась в газообразном состоянии. В каком состоянии находится вода в момент времени х^? А9. 1) только в газообразном 2) только в жидком 3) часть воды в жидком состоянии, часть -в газообразном 4) часть воды в жидком состоянии, часть — в твёрдом К подвешенному на тонкой нити положительно заряженному шарику А поднесли, не касаясь, шарик Б. Шарик А отклонился, как показано на рисунке. Шарик Б 1) имеет отрицательный заряд 2) имеет положительный заряд 3) может быть не заряжен 4) может иметь как положительный, так и отрицательный заряд А10.Чему равно сопротивление участка цепи, содержащего три параллельно соединённых резистора сопротивлением по 9 Ом каждый? 1) i Ом 2) 3 0м 3) 9 Ом 4) 27 Ом А11.Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику постоянного тока. В каком из перечисленных опытов гальванометр зафиксирует индукционный ток? А. В малой катушке выключают электрический ток. Б. Малую катушку вынимают из большой. 200 Правильным является ответ 1) только в опыте А 2) только в опыте Б 3) в обоих опытах 4) ни в одном из опытов А12.Свет распространяется из масла в воздух, преломляясь на границе раздела этих сред. На каком рисунке правильно представлены падающий и преломлённый лучи? 1) А13.При электросварке сила тока в электрической дуге достигает 150 А при напряжении 30 В. Чему равно сопротивление дуги? 1) 0,2 Ом 2) 5 Ом 3) 450 Ом 4) 4500 Ом А14.При исследовании естественной радиоактивности были обнаружены три вида излучений: а-, р- и уизлучение. Что представляет собой а-излучение? 1) поток электронов 2) поток нейтронов 3) поток протонов 4) поток ядер атома гелия А15.Необходимо экспериментально установить, зависит ли выталкивающая сила от плотности погружённого в жидкость тела. Какой набор цилиндров из алюминия и меди можно использовать для этой цели? А. Б. В. I А1 А1 А1 Си 2) только Б 3) только В 4) или А, или В 201 Прочитайте текст и выполните задания А16—А18 Полярные сияния Хорошо известно, что в местах земного шара, расположенных за Северным или Южным полярным кругом, во время полярной ночи на небе вспыхивает свечение разнообразной окраски и формы. Это и есть полярное сияние. Иногда оно имеет вид однородной дуги, неподвижной или пульсируюш;ей, иногда как бы состоит из множества лучей разной длины, которые переливаются, свиваются в виде лент и т. п. Цвет этого свечения желтовато-зелёный, красный, серо-фиолетовый. Долгое время природа и происхождение полярных сияний оставались загадочными, и только недавно были объяснены. Удалось установить, что полярные сияния возникают на высоте от 80 до 1000 км над землёй, чаш;е всего — на высоте около 100 м. Дальше было выяснено, что полярные сияния представляют собой свечение разреженных газов земной атмосферы. Была замечена связь между полярными сияниями и рядом других явлений. Многолетние наблюдения показали, что периоды максимальной частоты полярных сияний регулярно повторяются через промежутки в 11,5 лет. В течение каждого такого промежутка число полярных сияний сначала от года к году убывает, а затем начинает возрастать, чтобы через 11,5 лет достигнуть максимума. Оказалось, что так же периодически, с периодом 11,5 лет, меняются форма и положение тёмных пятен на солнечном диске. При этом в годы максимума солнечных пятен или, как говорят, в годы максимальной солнечной активности максимума достигает и число полярных сияний. Такую же периодичность имеет и число магнитных бурь, оно тоже достигает максимума в годы с наибольшей солнечной активностью. Сопоставляя эти факты, учёные пришли к выводу, что пятна на Солнце являются теми местами, откуда с огромной скоростью выбрасываются в пространство потоки заряженных частиц — электронов. Попадая в верхние слои нашей атмосферы, электроны, обла-даюш;ие большой энергией, ионизируют составляющ;ие её газы и заставляют их светиться. Эти же электроны оказывают влияние на магнитное поле Земли. Заряженные частицы, испускаемые Солнцем, подходя к Земле, попадают в земное магнитное поле. На движущиеся в магнитном поле электроны действует сила Лоренца, которая отклоняет их от первоначального направления движения. Было показано, что заряженные частицы, отклоняемые магнитным полем Земли, могут попадать только в приполярные области земного шара. Эта теория хорошо согласуется с большим числом фактов и является в настоящее время общепринятой. 202 А16.ЧТО такое полярное сияние? 1) электрический разряд в атмосфере 2) электрический ток в электролите, которым является влажный воздух 3) свечение разреженных газов земной атмосферы 4) излучение энергии Солнцем А17.Какова природа солнечных сияний? 1) ионизация быстрыми электронами молекул газов, входящих в состав воздуха 2) свечение газов, выбрасываемых Солнцем в пространство 3) свечение быстрых электронов, выбрасываемых Солнцем 4) свечение восходящих от земли потоков воздуха А18. Почему полярные сияния наблюдаются в приполярных областях? А. Заряженные частицы так отклоняются магнитным полем Земли, что могут попадать только в приполярные области Земли. Б. Атмосфера в приполярных областях наиболее разрежена и электроны до столкновения с молекулами могут приобрести достаточно большую энергию. Правильным является ответ 1)только А 2)только Б 3)иА, иБ 4) ни А, ни Б В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами величин в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА A) сила Б) плечо силы B) момент силы ЕДИНИЦА ВЕЛИЧИНЫ 1) джоуль (Дж) 2) ньютон-метр (Н • м) 3) ватт (Вт) 4) метр (м) 5) ньютон (Н) А Б В В2. Установите соответствие между научными открытиями и именами учёных, которым эти открытия принадлежат. 203 к каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ A) экспериментальное открытие магнитного взаимодействия двух проводников с током Б) теоретическое открытие электромагнитных волн B) экспериментальное открытие электромагнитных волн ИМЕНА УЧЁНЫХ 1) А. С. Попов 2) А. Ампер 3) Г. Герц 4) Дж. Максвелл 5) М. Фарадей А Б В ВЗ. В сосуд, содержащий 0,75 кг воды при температуре 20 °С, опустили горячее стальное сверло. В сосуде установилась температура 40 °С. Какое количество теплоты отдало сверло? Потерями энергии на нагревание сосуда и окружающего воздуха пренебречь. Ответ запишите в кДж. (Удельная теплоёмкость воды 4,2 • 10^ Дж/(кг • К), стали 460 Дж/(кг • К).) В4. Тележка массой 20 кг нагоняет другую тележку массой 30 кг, движущуюся в ту же сторону со скоростью 0,2 м/с, и сцепляется с ней. Чему равна скорость движения первой тележки до сцепки, если после сцепки тележки стали двигаться со скоростью 0,24 м/с? При оформлении решения запишите сначала номер задания (С1—С4), а затем решение соответствуюш^его задания С1. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R2, соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока на резисторе. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,2 А. Определите работу электрического тока за 10 мин. В бланке ответов: 1) нарисуйте схему электрической цепи; 2) запишите формулу для расчёта работы электрического тока; 3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,2 А; 4) запишите значение работы электрического тока. 204 С2. Две спирали электроплитки одинакового сопротивления соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление одной спирали плитки, если вода массой 1 кг закипела при нагревании на этой плитке через 43 с? Начальная температура воды равна 20 °С, а КПД процесса 80%. Полезной считается энергия, используемая на нагревание воды. (Удельная теплоёмкость воды 4,2-103 Дж/(кг*К).) СЗ. Поезд, масса которого 4000 т, начал торможение. Сила трения постоянна и равна 2 • 10^ Н. Чему была равна скорость поезда в начале торможения, если за 1 мин он проехал путь 510 м? С4. Камень лежит на дне сосуда, полностью погружённый в воду (см. рис.). Как изменится сила давления камня на дно, если в воду добавить поваренную соль? Ответ поясните. Ответы. Номера заданий 50 О S 50 S О 50 О S S 53 3 §• 50 3 о А1 А2 АЗ А4 А5 А6 А7 А8 А9 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 2 □ D □ □ □ □ □ □ □ 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ А10 АН А12 А13 А14 А15 А16 А17 А18 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 2 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 3 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 4 □ □ □ □ □ □ □ □ □ Б1 Б2 БЗ Б4 Самооценка Оценка учителя Содержание 1. Законы механики Основные понятия механики................................ 3 Равномерное прямолинейное движение....................... 7 Относительность механического движения.................. 14 Скорость тела при неравномерном движении................ 17 Равноускоренное прямолинейное движение.................. 21 Перемещение при равноускоренном прямолинейном движении............................................ 24 Лабораторная работа «Исследование равноускоренного прямолинейного движения»............................ 25 Свободное падение....................................... 32 Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью........................................... 38 Первый закон Ньютона.................................... 40 Взаимодействие тел. Масса и сила........................ 41 Второй закон Ньютона.................................... 45 Лабораторная работа «Изучение второго закона Ньютона». . 48 Третий закон Ньютона.................................... 49 Движение искусственных спутников Земли.................. 52 Невесомость и перегрузки................................ 54 Движение тела под действием нескольких сил.............. 57 Лабораторная работа «Исследование зависимости силы трения от силы нормального давления»................ 59 Лабораторная работа «Исследование зависимости силы упругости от удлинения»............................. 69 Импульс тела. Закон сохранения импульса................. 72 Механическая работа и мощность.......................... 78 Лабораторная работа «Измерение механической работы и механической мощности»............................ 83 Работа и потенциальная энергия.......................... 84 Работа и кинетическая энергия........................... 89 Закон сохранения механической энергии................... 91 Тренировочный тест 1 «Законы механики» ...................................... 95 206 2. Механические колебания и волны Математический и пружинный маятники.................101 Период колебаний математического и пружинного маятников ..................................... 103 Лабораторная работа «Изучение колебаний математического маятника» ..................................... 104 Лабораторная работа «Изучение колебаний пружинного маятника» ..................................... 107 Лабораторная работа* «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»......112 Вынужденные колебания. Резонанс......................113 Механические волны. Свойства механических волн.......114 Тренировочный тест 2 «Механические колебания и волны».....................118 3. Электромагнитные колебания и волны Явление электромагнитной индукции....................122 Магнитный поток......................................123 Направление индукционного тока. Правило Ленца........126 Лабораторная работа «Изучение явления электромагнитной индукции»........................................127 Самоиндукция.........................................128 Конденсатор..........................................130 Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания........................................133 Вынужденные электромагнитные колебания...............135 Переменный электрический ток.........................137 Трансформатор. Передача электрической энергии........138 Электромагнитные волны...............................141 Лабораторная работа* «Сборка детекторного радиоприёмника»..................................142 Электромагнитная природа света.......................143 Шкала электромагнитных волн..........................144 Тренировочный тест 3 «Электромагнитные колебания и волны».................146 207 4. Элементы квантовой физики Фотоэффект*.......................................... 152 Строение атома....................................... 153 Спектры испускания и поглощения...................... 154 Радиоактивность...................................... 155 Состав атомного ядра................................. 156 Радиоактивные превращения............................ 158 Ядерные силы......................................... 161 Ядерные реакции...................................... 162 Дефект массы. Энергетический выход ядерных реакций* .... 163 Деление ядер урана. Цепная реакция................... 165 Ядерный реактор. Ядерная энергетика*................. 166 Термоядерные реакции*................................ 168 Действия радиоактивных излучений и их применение..... 169 Элементарные частицы*................................ 170 Тренировочный тест 4 «Элементы квантовой физики».......................... 171 5. Вселенная Строение и масштабы Вселенной........................ 175 Развитие представлений о системе мира. Строение и масштабы Солнечной системы..................... 177 Система Земля—Луна................................... 178 Физическая природа планеты Земля и её естественного спутника Луны.................................... 181 Лабораторная работа «Определение размеров лунных кратеров» ....................................... 184 Планеты.............................................. 185 Лабораторная работа «Определение высоты и скорости выброса вещества из вулкана на спутнике Юпитера Ио» ..................................... 188 Малые тела Солнечной системы......................... 189 Использование результатов космических исследований в науке, технике и народном хозяйстве............ 191 Тренировочный тест 5 «Вселенная» ........................................ 194= Итоговый тест........................................ 199 208