Экзаменационные материалы для проведения промежуточной аттестации по дисциплине «Физика»

13
0
Материал опубликован 31 March 2019 в группе

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ «ПЕРВОУРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИКУМ»

КОМПЛЕКТ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

для проведения промежуточной аттестации

по учебной дисциплине

ФИЗИКА

в рамках программ подготовки

квалифицированных рабочих и служащих

08.01.05 Мастер общестроительных работ

08.01.09 Слесарь по строительно-монтажным работам

форма промежуточной аттестации – экзамен

Составитель: Кузнецова Алина Валентиновна, преподаватель высшей квалификационной категории

1.Паспорт комплекта контрольно-измерительных материалов

1.1. Общие положения

Контрольно-измерительные материалы (КИМ) предназначены для контроля и оценки образовательных достижений студентов по дисциплине «Физика» в рамках программ подготовки квалифицированных рабочих и служащих

08.01.05 Мастер общестроительных работ

08.01.09 Слесарь по строительно-монтажным работам

Комплект контрольно-измерительных материалов позволяет оценивать личностные, метапредметные и предметные результаты (базового уровня) по разделам:

Раздел I. Механика

Раздел 2. Молекулярная физика. Термодинамика

Раздел 3. Электродинамика (тема 3.1 Электрическое поле, тема 3.2 Законы постоянного тока).

1.2.Комплект контрольно-измерительных материалов включает:

матрицу оценки устного ответа, протокол оценки ответа, 25 билетов с тремя вопросами и приложения к билетам.

1.3. Характеристика экзаменационных заданий:

первый вопрос в билете – имеет теоретическую направленность, при ответе на который студент показывает своё знание и понимание физических понятий, физических величин, физических законов, вклада в науку российских и зарубежных учёных;

второй вопрос в билете – имеет практическую направленность, содержит качественную задачу или экспериментальное задание, выполнение которых позволяет раскрыть умения студентов описывать и объяснять физические явления и свойства тел, поводить наблюдения и эксперименты, делать выводы на основе экспериментальных данных;

третий вопрос в билете – имеет практическую направленность, содержит текст с вопросами, при ответе на которые студент демонстрирует свои умения приводить примеры практического использования физических знаний, самостоятельно оценивать информацию, использовать приобретённые знания для оценки обеспечения безопасности жизнедеятельности в процессе использования транспортных средств, бытовых электроприборов, средств радио- и телекоммуникационной связи, оценки влияния на организм человека и другие организмы загрязнения окружающей среды, рационального природопользования и защиты окружающей среды.

1.4. Условия подготовки ответа:

при подготовке к ответу и непосредственно во время ответа на экзамене студентам разрешается пользоваться лабораторным и демонстрационным оборудованием, калькуляторами, справочниками и таблицами, не содержащими прямого ответа на вопросы билетов.

При подготовке экспериментального задания также рекомендуется воспользоваться алгоритмом, данным в приложении к вопросу.

 

Матрица оценки устного ответа.

Показатели

Сформированность

коммуникативных

универсальных

учебных действий

Сформированность

познавательных

универсальных

учебных действий

Сформированность

регулятивных

универсальных

учебных действий

Сформированность

личностных

универсальных

учебных действий

Критерии

Полнота* представленной информации, %

Изложение информации чёткое,

логичное

Выбирает информацию адекватно

задаче

Переводит информацию из

одной знаковой системы в

другую

Исследует связи и зависимости

Даёт

определения

Делает вывод

Приводит

примеры

Корректное поведение при подготовке и ответе

Номер задания

1-3

1-3

3

1и (или) 2

2

1

2

1

1-3

Базовые

компе-

тенции

Оценка

Социальные

Аналитические

Регуля-

тивные

Само-совер-шен-ство-вания

Творческие

Эмоцио-нально-психоло-гические

«5»

100

+

+

+

+

+

+

+

+

«4»

100

 

+

+

+

   

+

+

«3»

 

+

 

+

       

* 100% представленной информации соответствует ответу на три вопроса билета, (67 %) представленной информации соответствует ответу на два любых вопроса билета, (33 %) представленной информации соответствует ответу на один любой вопрос билета.

 

Протокол оценки устного ответа на экзамене по физике группы ____.

п/п

Показатели

Сформированность

коммуникативных УУД

Сформированность

познавательных УУД

Сформированность

регулятивных УУД

Сформированность личностных УУД

Оценка

Критерии

Полнота представленной информации, %

Изложение информации чёткое, логичное

Выбирает информацию адекватно задаче

Переводит информацию из одной знаковой системы в другую

Исследует связи и зависимости

Даёт определения (формули-ровки)

Делает вывод

Приводит примеры

Корректное поведение при подготовке и ответе

Номер вопроса

Список группы

1-3

1-3

3

1и (или) 2

2

1

2

1

1-3

1

                     

2

                     

3

                     

4

                     

5

                     

6

                     

7

                     

8

                     

9

                     

10

                     

11

                     

12

                     

13

                     

14

                     

15

                     

16

         

 

         

17

                     

18

                     

19

                     

20

                     

21

                     

22

                     

23

                     

24

                     

25

                     

Текст билетов.

Билет № 1

1.Перечислите научные методы познания окружающего мира. Раскройте роль эксперимента и теории в процессе познания. Дайте определение понятий: научная гипотеза, физический закон, физическая теория.

2. Экспериментальное задание по разделу «Механика»: изучение зависимости силы трения скольжения от веса тела.

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий информацию об использовании электрического устройства. Задание на определение условий использования электрического устройства.

Билет № 2

1. Дайте определения механического движения и системы отсчёта. Приведите примеры относительности движения. Дайте характеристику скорости, ускорения, прямолинейного равноускоренного движения.

2. Качественная задача по разделу «Электродинамика».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание экспериментального метода. Задание на формулировку гипотезы метода, условий его проведения и выводов.

Билет № 3

1. Дайте характеристику первого закона Ньютона. Дайте определение и приведите примеры инерциальных систем отчёта.

2. Качественная задача по разделу «Электродинамика».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание использования законов МКТ и термодинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 4

1. Дайте характеристику второго закона Ньютона. Дайте характеристику силы и массы.

2. Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: наблюдение электризации тела с помощью электроскопа.

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 5

1. Дайте характеристику третьего закона Ньютона. Приведите примеры взаимодействия тел.

2. Качественная задача по разделу «Электродинамика».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 6

1. Дайте характеристику закона всемирного тяготения. Приведите примеры действия силы тяжести. При каком условии наступает состояние невесомости?

2. Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: определение мощности лампы накаливания.

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий информацию о воздействии тепловых двигателей на окружающую среду. Задание на понимание основных факторов, вызывающих загрязнение, и выявление мер по снижению воздействия тепловых двигателей на природу.

Билет № 7

1. Раскройте причину возникновения силы упругости. Дайте характеристику закона Гука.

2. Качественная задача по разделу «Электродинамика».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 8

1. Раскройте причину возникновения силы трения. Приведите примеры проявления трения в природе и технике. Дайте определение и формулу силы трения скольжения.

2. Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: определение сопротивления резистора.

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 9

1. Дайте характеристику импульса тела. Дайте характеристику закона сохранения импульса. Приведите примеры реактивного движения в природе и технике.

2. Качественная задача по разделу «Электродинамика».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 10

1. Дайте характеристику механической работы и мощности. Приведите примеры применения механизмов.

2. Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: изучение зависимости электрического сопротивления от длины проводника.

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 11

1. Дайте определение механической энергии, кинетической и потенциальной энергии. Дайте характеристику закона сохранения механической энергии.

2. Качественная задача по разделу «Электродинамика».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание использования законов МКТ и термодинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 12

1. Дайте характеристику молекулярно-кинетической теории. Приведите примеры зависимости свойств тел от их агрегатного состояния.

2. Экспериментальное задание по теме «Механика»: проверка зависимости времени движения шарика по наклонной плоскости от угла наклона.

3. Текст, по разделу «Электродинамика» содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 13

1. Дайте определение идеального газа. Сформулируйте основное уравнение МКТ идеального газа. Дайте характеристику абсолютной температуры. Приведите примеры использования газов в технике.

2. Качественная задача по разделу «Механика».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 14

1. От чего зависит давление газа? Дайте характеристику уравнения состояния идеального газа.

2. Экспериментальное задание по разделу «Механика»: определение работы силы при подъёме тела по наклонной плоскости.

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 15

1. Дайте определение изопроцессов в газах. Дайте характеристику газовых законов.

2. Качественная задача по разделу «Механика».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 16

1. Дайте определение внутренней энергии. Чему равна работа в термодинамике? Дайте характеристику первого и второго законов термодинамики.

2. Экспериментальное задание по разделу «Механика»: изучение зависимости силы упругости от удлинения.

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 17

1. Дайте характеристику адиабатного процесса. Объясните принцип действия тепловой машины. Приведите формулу КПД теплового двигателя. Приведите примеры использования тепловых двигателей.

2. Качественная задача по разделу «Механика».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 18

1. Объясните процесс испарения и конденсации. Дайте характеристику насыщенных паров. Дайте определение и приведите формулу влажности воздуха, назовите способы её измерения.

2. Экспериментальное задание по разделу «Механика»: проверка закона сохранения полной механической энергии.

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 19

1. Какими свойствами обладает жидкое состояние вещества. От чего зависит энергия поверхностного слоя? Приведите формулу коэффициента поверхностного натяжения. Дайте характеристику капиллярных явлений.

2. Качественная задача по разделу «Механика».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 20

1. Как взаимодействуют заряженные тела? Дайте характеристику закона Кулона и закона сохранения электрического заряда.

2. Экспериментальное задание по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: наблюдение явления подъёма жидкости в капилляре.

3. Текст по разделу «Механика», содержащий информацию о мерах безопасности при использовании транспортных средств. Задание на понимание основных принципов, обеспечивающих безопасность.

Билет № 21

1. Дайте определение электрического поля. Дайте характеристику напряжённости и напряжения электрического поля. Приведите примеры графического изображения электрических полей.

2. Качественная задача по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика».

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 22

1. Дайте характеристику электроёмкости. Объясните устройство конденсаторов. Приведите примеры применения конденсаторов.

2. Экспериментальное задание по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: наблюдение изменения давления воздуха при изменении температуры и объёма.

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 23

1. Дайте определение электрического тока. Дайте характеристику силы тока и электрического сопротивления. Дайте характеристику закона Ома для участка цепи.

2. Качественная задача по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика».

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 24

1. Объясните тепловое действие тока. Дайте характеристику работы и мощности электрического тока. Дайте характеристику закона Джоуля-Ленца.

2. Экспериментальное задание по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: применение уравнения теплового баланса при смешивании воды разной температуры.

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Билет № 25

1. Дайте характеристику электродвижущей силы источника тока. Какие источники тока вы знаете? Дайте характеристику закона Ома для полной цепи.

2. Качественная задача по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика».

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Приложение к билету № 1.

Перечислите научные методы познания окружающего мира. Раскройте роль эксперимента и теории в процессе познания. Дайте определение понятий: научная гипотеза, физический закон, физическая теория.

Экспериментальное задание по разделу «Механика»: изучение зависимости силы трения скольжения от веса тела.

Указания для выполнения задания:

С помощью динамометра измерьте вес деревянного бруска.

Равномерно перемещая брусок по деревянной линейке с помощью динамометра, измерьте силу трения.

Повторите опыт, добавив груз весом 1Н.

Сделайте вывод о зависимости силы трения от веса тела.

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий информацию об использовании электрического устройства. Задание на определение условий использования электрического устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Для чего использовали первые конденсаторы?

Почему для обозначения основной характеристики конденсаторов используют термин «ёмкость»?

Назовите области применения конденсаторов.

История создания конденсатора

Первый конденсатор был создан в 1745 г. голландским ученым Питером Мушенбруком (1692 — 1761), профессором Лейденского университета. Проводя опыты по электризации тел, он опустил проводник от кондуктора электрической машины в стеклянный графин с водой. Случайно коснувшись пальцем этого проводника, ученый ощутил сильный электрический удар. А поскольку опыт проводился в городе Лейдене, то эту банку – прототип конденсатора, стали называть Лейденской банкой. Мушенбрук провел с ней ряд опытов, в частности, обратил внимание на физиологическое действие тока.

Ученые и исследователи немного доработали это изобретение – банку изнутри и снаружи покрыли металлом, а воду убрали, и использовали конденсатор для различных опытов в области изучения электрических явлений.

Термин «ёмкость», которое сейчас используется для обозначения характеристики современных конденсаторов – историческая традиция. Ведь изначально этот элемент был стеклянным сосудом (банкой), который имел некий объем или емкость. Лейденские банки были разных объемов, и чем больше, тем больше по площади электроды покрывали их изнутри и снаружи, а чем больше по площади электроды конденсатора, тем больше его ёмкость.

Более сложные и совершенные конденсаторы нашли широкое применение в современных электротехнике и радиоэлектронной технике. Они есть в фильтрах адаптеров, которые подают постоянное напряжение для питания электронных приборов, в радиоприемниках и радиопередатчиках как элементы колебательных контуров или составные различных функциональных схем электронной аппаратуры. Во многих широкодиапазонных радиоприемниках конденсаторы переменной емкости позволяют плавно изменять собственную частоту колебательного контура при поиске передачи необходимой радиостанции.

В фотовспышках конденсаторы накапливают большой заряд, необходимый для работы импульсной лампы.

В электротехнике конденсаторы обеспечивают необходимый режим работы электродвигателей, автоматических и релейных приборов, линий электропередач и т.п.

Конструктивно конденсаторы могут быть плоскими, трубчатыми, дисковыми. В качестве диэлектрика в них применяют парафинированную бумагу, слюду, воздух, пластмассы, керамику и т. п.

Благодаря искусственным изоляционным материалам в наше время созданы конденсаторы большой емкости.

Приложение к билету № 2.

Дайте определения механического движения и системы отсчёта. Приведите примеры относительности движения. Дайте характеристику скорости, ускорения, прямолинейного равноускоренного движения.

Качественная задача по разделу «Электродинамика»: кусок металлической проволоки сложили вдвое. Как изменилось электрическое сопротивление проводника?

 

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание экспериментального метода. Задание на формулировку гипотезы метода, условий его проведения и выводов.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как Р. Броун объяснял своё открытие?

Каковы условия наблюдения броуновского движения?

Какое положение молекулярно-кинетической теории доказывает броуновское движение?

Наблюдение броуновского дви­жения.

Английский ботаник Р. Броун (1773—1858) впервые наблюдал это явление в 1827 г., рассматривая в микроскоп взвешен­ные в воде споры плауна. Позже он рассматривал и другие мелкие частицы, в том числе частички камня из египетских пирамид. Сейчас для наблюдения броуновского дви­жения используют частички краски гуммигут, которая нерастворима в воде. Эти частички совершают бес­порядочное движение.

Самым поразительным и непривычным для нас является то, что это движение никогда не прекращается. Мы ведь привыкли к тому, что любое дви­жущееся тело рано или поздно останавливается. Броун вначале думал, что споры плауна проявляют признаки жизни.

Броуновское движение – тепловое движение, взвешенных в жидкости или в газе частиц, и оно не может прекратиться. Данное явление доказывает непрерывность и беспорядочность движения молекул тела. С увеличением температуры интенсивность его растёт. Медленнее продвигаются более круп­ные частицы, но и они постоянно меняют направление движения. Большие частицы практически тол­кутся на месте. Их выступы явно показывают вращение частиц вокруг своей оси, которая постоянно меняет направление в пространстве. Нигде нет и следа системы или порядка. Господство слепого случая - вот какое сильное, подавляющее впечат­ление производит эта картина на наблюдателя.

Приложение к билету № 3.

Дайте характеристику первого закона Ньютона. Дайте определение и приведите примеры инерциальных систем отчёта.

Качественная задача по разделу «Электродинамика»: для чего к корпусу бензовоза прикреплена цепь, конец которой тянется по земле?

 

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание использования законов МКТ и термодинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

1) Объясните принцип действия двигателя Дизеля.

2) В чём преимущества и недостатки двигателя Дизеля?

3) Где используются двигатели Дизеля?

Двигатель Дизеля.

Нагревание газа при быстром сжатии можно продемонстрировать с помощью прозрачного цилиндра с плотно пригнанным поршнем. Если положить на дно цилиндра смоченный эфиром кусочек ваты и быстро опустить поршень вниз, то пары эфира воспламенятся.

Нагревание воздуха при быстром сжатии нашло применение в двига­телях Дизеля. В этих двигателях отсутствует система зажигания го­рючей смеси, необходимая для обычных карбюраторных двигате­лей внутреннего сгорания. В цилиндр засасывается не горючая смесь, а атмосферный воздух. К концу такта сжатия в цилиндр с помощью специальной форсунки впрыскивается жидкое топливо. К этому моменту температура воз­духа так велика, что горючее воспламеняется.

Двигатели Дизеля имеют больший коэффициент полез­ного действия, чем обычные двигатели внутреннего сгорания, но более сложны в изготовлении и эксплуатации. Сейчас все большее количество автомобилей и специальной техники снабжается двигателями Дизеля.

Приложение к билету № 4.

Дайте характеристику второго закона Ньютона. Дайте характеристику силы и массы.

Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: наблюдение электризации тела с помощью электроскопа.

Указания для выполнения задания:

Энергично потрите шерстяной тряпочкой стеклянную палочку.

Опустите палочку в шарик электроскопа.

Объясните наблюдаемое явление.

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

От чего зависит скорость испарения жидкости?

Как меняется температура жидкости при испарении?

Как протекает процесс конденсации?

Испарение и конденсация.

Хоро­шо закрытый флакон с духами может стоять очень долго, и коли­чество духов в нем не изменится. Если же флакон оставить открытым, то, взглянув на него через доста­точно продолжительное время, вы увидите, что жидкости в нем нет. Жидкость, в которой растворены ароматические вещества, испари­лась. Гораздо быстрее испаряется (высыхает) лужа на асфальте, осо­бенно если высока температура воздуха и дует ветер.

Это явление можно объяснить так. Молекулы жидкости движутся беспорядочно. Чем выше температу­ра жидкости, тем больше кинетиче­ская энергия молекул. Среднее же значение кинетической энергии мо­лекул при заданной температуре имеет определенную величину. У каждой молекулы кинетическая энер­гия в данный момент может ока­заться как меньше, так и больше средней. В какой-то момент кине­тическая энергия отдельных молекул может стать настолько большой, что они окажутся способными вы­лететь из жидкости, преодолев силы притяжения остальных молекул. В этом и состоит процесс испарения.

Вылетевшая молекула принимает участие в беспорядочном тепловом движении газа. Беспорядочно дви­гаясь, она может навсегда удалить­ся от поверхности жидкости, нахо­дящейся в открытом сосуде, но может и вернуться снова в жидкость. Такой процесс называют конденса­цией.

Если поток воздуха над сосудом уносит с собой образовавшиеся пары жидкости, то жидкость испаряется быстрее, так как у молекулы пара уменьшается возможность вновь вер­нуться в жидкость. Чем выше темпе­ратура жидкости, тем большее число молекул имеет достаточную для вылета из жидкости кинетическую энергию, тем быстрее идет испарение.

При испарении жидкость поки­дают более быстрые молекулы, поэтому средняя кинетическая энер­гия молекул жидкости уменьшается. Это означает, что происходит пони­жение температуры жидкости. Смо­чив руку какой-нибудь быстро испа­ряющейся жидкостью (бензином или ацетоном), вы тут же почувствуете сильное охлаждение смоченного мес­та. Охлаждение усилится, если на руку подуть.

Приложение к билету № 5.

Дайте характеристику третьего закона Ньютона. Приведите примеры взаимодействия тел.

Качественная задача по разделу «Электродинамика»: на текстильных фабриках нередко нити прилипают к гребням чесальных машин, путаются и рвутся. Для борьбы с этим явлением в цехах искусственно создаётся повышенная влажность. Зачем?

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Назовите основные свойства кристаллов.

Что называется анизотропией кристаллов?

Как можно наблюдать анизотропию кристаллов?

Анизотропия кристаллов.

Кристаллы – это твёрдые тела, атомы и молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве. Это можно заметить, рассматривая форму снежинок.

Однако правильная внешняя форма не единственное и даже не самое главное следствие упорядоченного строения кристалла. Главное - это зависи­мость физических свойств от выбран­ного в кристалле направления. Прежде всего бросается в глаза различная механическая прочность кристаллов по разным направле­ниям. Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направ­лений на тонкие пластинки, но разорвать его в направлении, перпендикулярном пластинкам, го­раздо труднее. Так же легко расслаи­вается в одном направлении крис­талл графита. Когда вы пишете карандашом, такое расслоение про­исходит непрерывно, и тонкие слои графита остаются на бумаге. Это происходит потому, что кристалличе­ская решетка графита имеет слоис­тую структуру. Слои образованы рядом параллельных сеток, состоя­щих из атомов углерода. Атомы располагаются в вершинах правильных шестиугольников. Рас­стояние между слоями сравнительно велико - примерно в 2 раза больше, чем длина стороны шестиугольника, поэтому связи между слоями менее прочны, чем связи внутри них.

Многие кристаллы по-разному проводят теплоту и электрический ток в различных направлениях. От направления зависят и оптиче­ские свойства кристаллов. Так, крис­талл кварца по-разному преломля­ет свет в зависимости от направления падающих на него лучей.

Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называют анизотропией. Все крис­таллические тела анизотропные.

 

Приложение к билету № 6.

Дайте характеристику закона всемирного тяготения. Приведите примеры действия силы тяжести. При каком условии наступает состояние невесомости?

Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: определение мощности лампы накаливания.

Указания для выполнения задания:

Соберите цепь, состоящую из источника, лампы накаливания, амперметра, соединённых последовательно. Вольтметр подключите параллельно лампе.

Снимите показания с амперметра и вольтметра.

Рассчитайте мощность лампы, перемножив силу тока на напряжение.

Сравните полученное значение с номинальным, объясните причины несовпадения.

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий информацию о воздействии тепловых двигателей на окружающую среду. Задание на понимание основных факторов, вызывающих загрязнение, и выявление мер по снижению воздействия тепловых двигателей на природу.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Какое воздействие на окружающую среду оказывают тепловые двигатели?

Каковы основные направления борьбы с отрицательными последствиями применения тепловых двигателей?

Какими типами двигателей можно заменить тепловые двигатели?

Тепловые двигатели и охрана природы.

Повсеместное применение тепловых двигателей с целью полу­чения удобной для использования энергии связано с воздействием на окружающую среду.

Согласно законам термодинамики производство электрической и ме­ханической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительного количества теплоты, что должно привести к постепенному повышению средней температуры на Земле. Сейчас мощность двигателей в целом составляет около 1010 кВт. Когда эта мощность достигнет 3*1012 кВт, то средняя температура повысит­ся примерно на один градус. Дальнейшее повышение температуры может создать угрозу таяния лед­ников и катастрофического повы­шения уровня Мирового океана.

Кроме того, температура на Зем­ле может угрожающе вырасти из-за увеличения в атмосфере количества углекислого газа (СО2), выделяю­щегося при сжигании топлива в больших масштабах. Углекислый газ в атмосфере наряду с парами воды приводит к «парниковому эффекту». Атмосфера слабо погло­щает видимое солнечное излучение, которое нагревает поверхность Зем­ли. Нагретая поверхность в свою очередь испускает невидимое (теп­ловое) излучение, которое поглоща­ется в основном атмосферным углекислым газом. При ясном небе только 10—20% падающего на Землю солнечного излучения воз­вращается в космос. Температура на поверхности Земли благодаря «парниковому эффекту» примерно на 35°С выше той, которая была бы без него. Увеличение концентра­ции СО2 приведет к еще больше­му поглощению теплового излуче­ния с поверхности Земли. Это вы­зовет увеличение температуры Земли.

Всё это ставит ряд серьёзных проблем перед обществом. Сейчас не допускаются к эксплуатации автомобили с повы­шенным содержанием СО (оксида углерода (II)) в отрабо­танных газах. Разрабатываются модели электромобилей, спо­собные конкурировать с обычными, обсуждается возможность применения горючего без вредных веществ в отработанных газах, например в двигателях, рабо­тающих на смеси водорода с кисло­родом.

Целесообразно для экономии пло­щади водных ресурсов сооружать целые комплексы электростанций, в первую очередь атомных, с замкну­тым циклом водоснабжения. Другое направление прилагаемых усилий - это увеличение эффективности использования энергии, экономное ее расходование.

Решение перечисленных выше проблем жизненно важно для человечества. Организации охраны окружающей среды требует усилий в масштабе земного шара.

Приложение к билету № 7.

Раскройте причину возникновения силы упругости. Дайте характеристику закона Гука.

Качественная задача по разделу «Электродинамика»: можно ли от аккумулятора получить при разрядке всю энергию, которая была затрачена при его зарядке?

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Зачем необходимо определить размер молекул?

Имеет ли значение размеры свободной поверхности воды и объём капли масла?

Как оценить размер молекул масла?

Оценка размеров молекул.

 

Для полной уверенности в реальности молекул надо определить их размеры.

Проще всего это сделать, наблю­дая расплывание капельки масла, например оливкового, по поверхнос­ти воды. Масло никогда не займет всю поверхность, если сосуд велик. Нельзя заставить капельку объемом 1 мм3 расплыться так, чтобы она заняла площадь поверх­ности более 0,6 м2.

Можно пред­положить, что при растекании масла по максимальной площади оно образует слой толщиной всего лишь в одну молекулу. Толщину этого слоя нетрудно определить и тем самым оценить размеры молекулы оливкового масла.

Объем V слоя масла равен произведению его площади поверх­ности S на толщину d слоя, то есть V = S . d. Следовательно, размер мо­лекулы оливкового масла равен: d = 0,001см3 / 6000 см2 = 1,7. 10-7см = 1,7. 10-9 м.

 

 

Приложение к билету № 8.

Раскройте причину возникновения силы трения. Приведите примеры проявления трения в природе и технике. Дайте определение и формулу силы трения скольжения.

Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: определение сопротивления резистора.

Указания для выполнения задания:

Соберите цепь, состоящую из источника, резистора, амперметра, соединённых последовательно. Вольтметр подключите параллельно резистору.

Снимите показания с амперметра и вольтметра.

Рассчитайте сопротивление резистора, разделив напряжение на силу тока.

Сравните полученное значение с номинальным, которое указано на колодке.

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как на опыте можно доказать, что механическая энергия переходит в тепловую?

Какие превращения энергии происходят в опыте Джоуля?

Какой закон был экспериментально установлен Д. Джоулем?

Опыт Джоуля.

В начале XIX века английский ученый Д. Джоуль впервые установил закон сохранения энергии. Ему удалось экспериментально доказать, что механическая энергия переходит в тепловую, тепловая в механическую в эквивалентных отношениях. Баланс сходился всюду: химическая энергия превращалась в тепловую или сначала в электрическую, а затем в тепловую, электрическая энергия в химическую, а затем в тепловую. Многочисленные опыты проверялись и перепроверялись. Перед вами описание опыта, проведенного Джоулем, по измерению перехода потенциальной энергии силы тяжести в тепловую при падении свинцовой дроби. Горсть свинцовой дроби помещалась в закрытую картонную трубку и быстро переворачивалась так, чтобы дробь пролетела всю высоту трубку. Трубку резко переворачивали подряд порядка 50 раз. После этого дробь высыпали в картонный стаканчик. Ртутным термометром измеряли температуру дроби до и после опыта. При каждом переворачивании трубки дробь приобретает потенциальную энергию за счет переворачивания. При падении дроби ее потенциальная энергия превращается в кинетическую, которая при упругом ударе о дно картонной трубки переходит в теплоту,

Можно рассчитать полную потенциальную энергию и количество теплоты, полученное дробью в конце опыта, Это очень неточный эксперимент и его можно усовершенствовать. В промышленности используют потенциальную энергию поднятого молота при штамповке деталей из металла и пластмасс, а также при ковке деталей на кузнечных молотах.

Приложение к билету № 9.

Дайте характеристику импульса тела. Дайте характеристику закона сохранения импульса. Приведите примеры реактивного движения в природе и технике.

Качественная задача по разделу «Электродинамика»: если в пространство между пластинами плоского воздушного конденсатора поместить диэлектрик, то как изменится электроёмкость конденсатора? Почему?

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как можно объяснить текучесть жидкостей?

Почему жидкости мало сжимаемы?

Каков характер движения молекул жидкости?

Жидкости.

Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу, поэтому молекула жидкости ведет себя иначе, чем молекула газа. Зажатая, как в клетке, другими молекулами, она совершает «бег на месте» (колеблется около положения равновесия, сталкиваясь с соседними молекулами). Лишь время от времени она совершает «прыжок», прорываясь сквозь «прутья клетки», но тут же попадает в новую «клетку», образованную новыми соседями. Время оседлой жизни молекулы воды, т. е. время колебаний около одного определенного положения равновесия при комнатной температуре, равно в среднем 10-11 с. Время же одного колебания значительно меньше (10-12. . .10-13 с). С повышением температуры время оседлой жизни молекул уменьшается. Характер молекулярного движения в жидкостях, впервые установленный советским физиком Я. И. Френкелем, позволяет понять основные свойства жидкостей.

Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. При попытке изменить объем жидкости (даже на малую величину) начинается деформация самих молекул. Для этого нужны очень большие силы. Этим и объясняется малая сжимаемость жидкостей.

Как известно, жидкости текучи, т. е. не сохраняют своей формы. Объяснить это можно так. Если жидкость не течет, то перескоки молекул из одного оседлого положения в другое происходят с одинаковой частотой по всем направлениям. Внешняя сила заметно не меняет число перескоков молекул в секунду. Перескоки молекул из одного оседлого положения в другое происходят преимущественно в направлении действия внешней силы. Вот почему жидкость течет и принимает форму сосуда.

Приложение к билету № 10.

Дайте характеристику механической работы и мощности. Приведите примеры применения механизмов.

Экспериментальное задание по разделу «Электродинамика»: изучение зависимости электрического сопротивления от длины проводника.

Соберите цепь, состоящую из источника, реохорда, амперметра, соединённых последовательно. Вольтметр подключите параллельно реохорду.

Установите некоторую длину проволоки реохорда, перемещая скользящий контакт, снимите показания с амперметра и вольтметра.

Рассчитайте сопротивление проволоки, разделив напряжение на силу тока.

Повторите опыт, изменив длину проволоки.

Сделайте вывод о зависимости сопротивления от длины проводника.

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

На каком явлении основано действие термометра?

Почему при измерении температуры требуется снимать показания через некоторое время?

Что называется тепловым равновесием?

Измерение температуры.

Термометр никогда не покажет температуру тела сразу же после того, как он соприкоснулся с ним. Необходимо некоторое время для того, чтобы температуры тела и термометра выровнялись, и между телами установилось тепловое равновесие, при котором температура перестает изменяться.

Тепловое равновесие с течением времени устанавливается между любыми телами, имеющими различную температуру. Бросьте в стакан с водой кусочек льда и закройте стакан плотной крышкой. Лед начнет плавиться, а вода охлаждаться. Когда лед растает, вода начнет нагреваться; после того как она примет температуру окружающего воздуха, никаких изменений внутри стакана с водой происходить не будет.

Из этих и подобных им простых наблюдений можно сделать вывод о существовании очень важного общего свойства тепловых явлений. Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия. Тепловым равновесием называют такое состояние, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются неизменными. Это означает, что в системе не меняются объем и давление, не происходит теплообмен, отсутствуют взаимные превращения газов, жидкостей, твердых тел и др. В частности, не меняется объем столбика ртути в термометре. Это означает, что температура системы остается постоянной.

Приложение к билету № 11.

Дайте определение механической энергии, кинетической и потенциальной энергии. Дайте характеристику закона сохранения механической энергии.

Качественная задача по разделу «Электродинамика»: как защищаются работники лаборатории, в которой экспериментируют с сильными электрическими полями, от действия этих полей?

Текст по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика», содержащий описание использования законов МКТ и термодинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Какое преобразование энергии происходит в паровой турбине?

Как используется отработавший пар?

Как повышают КПД паровой турбины?

Паровая турбина

Паровая турбина является тепловым двигателем, машиной, которая преобразует тепловую энергию пара в механическую энергию вращения вала. Посредством паропровода перегретый свежий пар из котла подводится к паровой турбине, где значительная часть его тепловой энергии преобразуется в механическую работу.

В паровых турбинах (рис. 1) потенциальная энергия пара после его расширении в соплах 4 - преобразуются в кинетическую энергию движущегося с большой скоростью пара. Струя пара воздействует на изогнутые лопатки 3, закрепленные по окружности диска 2, насаженного на вал 1. Воздействие струи пара на лопатки приводит вал во вращение.

Отработавший пар с сильно пониженным давлением и температурой поступает из турбины в конденсатор, где встречает на своем пути систему трубок, через которые непрерывно прокачивается циркуляционным насосом охлаждающая вода из реки, озера или пруда. Соприкасаясь с холодной поверхностью трубок конденсатора, отработавший пар конденсируется, то есть превращается в воду (конденсат).

Конденсат непрерывно откачивается из конденсатора конденсатным насосом, подающим затем конденсат через подогреватель в сборный бак (деаэратор), откуда питательный насос подает его в паровой котел. Назначение подогревателя - сообщить питательной воде (конденсату) добавочное количество теплоты. В современных паротурбинных установках обычно бывает несколько подогревателей, причем для подогрева питательной воды используется главным образом теплота пара, отбираемого из промежуточных ступеней турбины в количестве до 15-30% от общего расхода пара; это дает повышение КПД установки.

Таким образом, в турбинной установке котловая вода - пар - конденсат образуют замкнутый цикл. При этом теряется только небольшое количество воды и пара.

Приложение к билету № 12.

Дайте характеристику молекулярно-кинетической теории. Приведите примеры зависимости свойств тел от их агрегатного состояния.

Экспериментальное задание по разделу «Механика»: проверка зависимости времени движения шарика по наклонной плоскости от угла наклона.

Указания для выполнения задания:

Установите наклонную плоскость;

Измерьте время скатывания шарика по плоскости;

Повторите опыт, увеличив угол наклона плоскости;

Сделайте вывод о зависимости времени движения шарика от угла наклона.

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Какая задача ставилось в опытах Милликена – Иоффе?

Опишите условия проведения опытов?

Какие выводы были получены на основании опытов Милликена – Иоффе?

Опыты Милликена – Иоффе.

Первые наиболее точные опыты по измерению заряда электрона были осуществлены в 1906—1916 гг. американским физиком Р. Милликеном (1868—1953) и независимо то него в 1913 г. русским ученым А. Ф. Иоффе (1880—1960).

Милликен поставил смелую для того времени задачу: измерить электрический заряд отдельных мелких капелек масла. Иоффе измерял заряд маленьких пылинок цинка и капелек ртути. Для этого нужно было измерить силу, равную приблизительно 10-13Н, действующую на частичку вещества массой около10-12г.

Основная часть установки Милликена представляла собой две па­раллельные пластины, между кото­рыми создавалось однородное электрическое поле. В это поле с помощью распылителя впрыскивались капельки масла. Весь прибор был помещен внутрь защит­ного кожуха для того, чтобы тем­пература и давление воздуха оста­вались строго постоянными.

При распылении масла капельки электризовались и двигались под влиянием силы тяжести, электриче­ского поля и других сил. За дви­жением капелек можно было наблюдать в микроскоп через спе­циальное окошко.

Сначала измеряли скорость установившегося падения капли под действием силы тя­жести, выталкивающей силы и силы сопротивления воздуха.

Затем создавалось электрическое поле между пластинами, застав­лявшее капельку подниматься вверх, и измерялась скорость установив­шегося движения капельки под дей­ствием поля.

При облучении капелек масла рентгеновскими лучами наблюдалось скачкообразное изменение скорости движения капельки в электрическом поле. Это свидетельствовало о том, что заряд капельки под действием рентгеновских лучей менялся пре­рывно. Рентгеновские лучи выры­вали из капельки отдельные элек­троны.

Заряду электрона соответствовало минимальное значение заряда капельки. В результате многочисленных опытов Р. Милликен пришел к значению заряда электрона: е = 1,6*10-19 Кл. По современным данным, значение элементарного за ряда равно: е = 1,6021892*10-19Кл.

+

qE

Е

 

mg

-

Приложение к билету № 13.

Дайте определение идеального газа. Сформулируйте основное уравнение МКТ идеального газа. Дайте характеристику абсолютной температуры. Приведите примеры использования газов в технике.

Качественная задача по разделу «Механика»: известно, что при ускоренном движении поезда, его торможении и на поворотах тела в вагоне начинают отклонятся, приходить в движение и даже падать без видимого воздействия на них окружающих тел. Выполняется ли в данном случае первый закон Ньютона?

 

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как можно наблюдать электризацию тел?

Как получить электрически заряженное тело?

Как учитывают электризацию тел на производстве?

Электризация.

Макроскопическое тело заряжено электрически в том случае, если оно содержит избыточное количество элементарных частиц с каким-либо одним знаком заряда. Так, отрица­тельный заряд тела обусловлен избытком числа электронов по срав­нению с числом протонов, а положи­тельный — недостатком электронов.

Для того чтобы получить элек­трически заряженное макроскопическое тело, т.е. наэлектризовать его, нужно отделить часть отрица­тельного заряда от связанного с ним положительного. Это можно сде­лать с помощью трения. Если провести расческой по сухим волосам, то небольшая часть самых подвиж­ных заряженных частиц — электро­нов перейдет с волос на расческу и зарядит ее отрицательно, а волосы зарядятся положительно.

Значительная электриза­ция происходит при трении синтети­ческих тканей. Снимая нейлоновую рубашку в сухом воздухе, можно слышать характерное потрескивание. Между заряженными участками трущихся поверхностей проскаки­вают маленькие искорки.

С подоб­ными явлениями приходится считать­ся на производстве. Так, нити пряжи на текстильных фабриках электри­зуются за счет трения, притягивают­ся к веретенам и роликам и рвутся. Пряжа притягивает пыль и загряз­няется. Приходится применять специальные меры против электризации нитей.

Приложение к билету № 14.

От чего зависит давление газа? Дайте характеристику уравнения состояния идеального газа.

Экспериментальное задание по разделу «Механика»: определение работы силы при подъёме тела по наклонной плоскости.

Указания для выполнения задания:

Установите наклонную плоскость.

Измерьте длину и высоту наклонной плоскости.

Равномерно втаскивая динамометром брусок вверх, измерьте силу тяги.

Рассчитайте работу, умножив силу тяги на длину наклонной плоскости.

Рассчитайте работу по преодолении силы тяжести, умножив вес бруска на высоту.

Сравнив обе работы, сделайте вывод о необходимости использования наклонной плоскости.

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Перечислите основные применения конденсаторов.

Назовите основное свойство конденсаторов.

Почему конденсаторы не могут заменить аккумуляторы?

Применение конденсаторов.

Энергия конденсатора обычно не очень велика — не более сотен джоулей. К тому же она не сохраняется долго из-за неизбежной утечки заряда. Поэтому заряженные конденсаторы не могут заменить, например, аккумуляторы в качестве источников электрической энергии.

Но это совсем не означает, что конденсаторы как накопители энергии не получили практического применения. Они имеют одно важное свойство: конденсаторы могут накапливать энергию более или менее длительное время, а при разрядке через цепь малого сопротивления они отдают энергию почти мгновенно. Именно это свойство используют широко на практике.

Лампа-вспышка, применяемая в фотографии, питается электрическим током разряда конденсатора, заряжаемого предварительно специальной батареей. Возбуждение квантовых источников света — лазеров осуществляется с помощью газоразрядной трубки, вспышка которой происходит при разрядке батареи конденсаторов большой электроемкости.

Однако, основное применение конденсаторы находят в радиотехнике.

Приложение к билету № 15.

Дайте определение изопроцессов в газах. Дайте характеристику газовых законов.

Качественная задача по разделу «Механика»: Две капли воды одновременно отделились от крыши: первая – от ледяной сосульки; вторая – скатившись с конька крыши. В одно ли время упадут капли на землю? Почему?

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как можно наблюдать электризацию тел?

Как получить электрически заряженное тело?

Как учитывают электризацию тел на производстве?

Электризация.

Макроскопическое тело заряжено электрически в том случае, если оно содержит избыточное количество элементарных частиц с каким-либо одним знаком заряда. Так, отрица­тельный заряд тела обусловлен избытком числа электронов по срав­нению с числом протонов, а положи­тельный — недостатком электронов.

Для того чтобы получить элек­трически заряженное макроскопическое тело, т.е. наэлектризовать его, нужно отделить часть отрица­тельного заряда от связанного с ним положительного. Это можно сде­лать с помощью трения. Если провести расческой по сухим волосам, то небольшая часть самых подвиж­ных заряженных частиц — электро­нов перейдет с волос на расческу и зарядит ее отрицательно, а волосы зарядятся положительно.

Значительная электриза­ция происходит при трении синтети­ческих тканей. Снимая нейлоновую рубашку в сухом воздухе, можно слышать характерное потрескивание. Между заряженными участками трущихся поверхностей проскаки­вают маленькие искорки.

С подоб­ными явлениями приходится считать­ся на производстве. Так, нити пряжи на текстильных фабриках электри­зуются за счет трения, притягивают­ся к веретенам и роликам и рвутся. Пряжа притягивает пыль и загряз­няется. Приходится применять специальные меры против электризации нитей.

Приложение к билету № 16.

Дайте определение внутренней энергии. Чему равна работа в термодинамике? Дайте характеристику первого и второго законов термодинамики.

Экспериментальное задание по разделу «Механика»: изучение зависимости силы упругости от удлинения.

Указания для выполнения задания:

Подвесьте тело весом 1 Н к динамометру и измерьте удлинение пружины.

Повторите опыт с двумя телами.

Учитывая, что сила упругости растянутой пружины численно равна весу тела, сделайте вывод о характере зависимости силы упругости от удлинения.

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Какая задача ставилось в опытах Милликена – Иоффе?

Опишите условия проведения опытов?

Какие выводы были получены на основании опытов Милликена – Иоффе?

Опыты Милликена – Иоффе

Первые наиболее точные опыты по измерению заряда электрона были осуществлены в 1906—1916 гг. американским физиком Р. Милликеном (1868—1953) и независимо то него в 1913 г. русским ученым А. Ф. Иоффе (1880—1960).

Милликен поставил смелую для того времени задачу: измерить электрический заряд отдельных мелких капелек масла. Иоффе измерял заряд маленьких пылинок цинка и капелек ртути. Для этого нужно было измерить силу, равную приблизительно 10-13Н, действующую на частичку вещества массой около10-12г.

Основная часть установки Милликена представляла собой две па­раллельные пластины, между кото­рыми создавалось однородное электрическое поле. В это поле с помощью распылителя впрыскивались капельки масла. Весь прибор был помещен внутрь защит­ного кожуха для того, чтобы тем­пература и давление воздуха оста­вались строго постоянными.

При распылении масла капельки электризовались и двигались под влиянием силы тяжести, электриче­ского поля и других сил. За дви­жением капелек можно было наблюдать в микроскоп через спе­циальное окошко.

Сначала измеряли скорость установившегося падения капли под действием силы тя­жести, выталкивающей силы и силы сопротивления воздуха.

Затем создавалось электрическое поле между пластинами, застав­лявшее капельку подниматься вверх, и измерялась скорость установив­шегося движения капельки под дей­ствием поля.

При облучении капелек масла рентгеновскими лучами наблюдалось скачкообразное изменение скорости движения капельки в электрическом поле. Это свидетельствовало о том, что заряд капельки под действием рентгеновских лучей менялся пре­рывно. Рентгеновские лучи выры­вали из капельки отдельные элек­троны.

Заряду электрона соответствовало минимальное значение заряда капельки. В результате многочисленных опытов Р. Милликен пришел к значению заряда электрона: е = 1,6*10-19 Кл. По современным данным, значение элементарного за ряда равно: е = 1,6021892*10-19Кл.

+

qE

Е

 

mg

-

Приложение к билету № 17

Дайте характеристику адиабатного процесса. Объясните принцип действия тепловой машины. Приведите формулу КПД теплового двигателя. Приведите примеры использования тепловых двигателей.

Качественная задача по разделу «Механика»: почему при выстреле ружьё отбрасывается назад? Почему советуют при выстреле ружьё покрепче прижать к плечу?

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Опишите принцип действия гальванического элемента?

Какие преобразования энергии происходят в гальваническом элементе?

В каких устройствах применяются гальванические элементы?

Гальванические элементы

В 1786 году итальянский профессор медицины, физиолог Луиджи Алоизио Гальвани обнаружил интересное явление: мышцы задних лапок препарированной лягушки, подвешенной на медных крючках, сокращались, когда ученый прикасался к ним стальным скальпелем.

Его современник Алессандро Вольта описал и продемонстрировал механизм возникновения электрического тока при контакте разных металлов. Вольта пришёл к выводу о том, что ток появляется в цепи из-за наличия в ней двух проводников из разных металлов, помещенных в жидкость. Подергивание лапок лягушки было следствием действия тока, возникающего при контакте разных металлов (медные крючки и стальной скальпель). В одном из первых экспериментов Вольта опустил в банку с кислотой две пластинки — цинковую и медную — и соединил их проволокой. После этого цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузырьки газа. Вольта предположил и доказал, что по проволоке протекает электрический ток. Так был изобретён первый гальванический элемент. Для удобства Вольта придал ему форму вертикального цилиндра.

Гальванические элементы сегодня называют батарейками. Широко распространены три типа батареек: солевые (сухие), щелочные (их называют еще алкалиновыми, «alkaline» в переводе с английского - «щелочной») и литиевые. Принцип их работы — все тот же, описанный Вольта в 1800 году: два металла взаимодействуют через электролит, и во внешней замкнутой цепи возникает электрический ток.

Напряжение батарейки зависит как от используемых металлов, так и от количества элементов в «батарейке». Батарейки, в отличие от аккумуляторов, не способны к восстановлению своих свойств, поскольку в них происходит прямое преобразование энергии химической, то есть энергии составляющих батарейку реагентов (восстановителя и окислителя), в энергию электрическую.

Входящие в батарейку реагенты, в процессе ее работы расходуются, ток при этом постепенно уменьшается, поэтому действие источника заканчивается после того как реагенты прореагируют полностью.

Щелочные и солевые элементы (батарейки) широко применяются для питания разнообразных электронных устройств, радиоаппаратуры, игрушек, а литиевые чаще всего можно встретить в портативных медицинских приборах типа глюкометров или в цифровой технике вроде фотоаппаратов.

Приложение к билету № 18.

Объясните процесс испарения и конденсации. Дайте характеристику насыщенных паров. Дайте определение и приведите формулу влажности воздуха, назовите способы её измерения.

Экспериментальное задание по разделу «Механика»: проверка закона сохранения полной механической энергии.

Указания для выполнения задания:

Подвесьте к динамометру тело весом 1 Н и поддерживайте его ладонью так, чтобы пружина оставалась нерастянутой.

Резко убрав руку, измерьте удлинение пружины при падении тела.

Рассчитайте потенциальную энергию растянутой пружины, умножив её жёсткость (40 Н/м) на удлинение в квадрате и разделив пополам.

Рассчитайте потенциальную энергию при падении тела, умножив ускорение свободного падения на массу тела и на высоту падения, которая равна удлинению пружины.

Сделайте вывод о выполнении закона сохранения полной механической энергии, объясните причины невыполнения закона.

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

На каком законе основано действие электронагревательного элемента?

Почему в нагревательном элементе выделяется гораздо больше тепла, чем в проводах?

Почему в нагревательных элементах используют нихром?

Электронагревательные приборы

Электронагревательные приборы получили очень широкое распространение в нашей жизни. Например, электроплиты и чайники, утюги, камины, фены и другие уже давно стали привычными «жильцами» наших квартир.

Основной частью любого электронагревательного прибора является нагревательный элемент. Со второй половины XX века и по настоящее время широко используются так называемые ТЭНы – трубчатые электронагреватели. Они представляют собой нихромовую проволоку, свитую в виде спирали и помещённую внутрь металлической трубки, заполненной электроизолирующим теплопроводным порошком. ТЭНы применяют в большинстве водонагревательных приборов, в утюгах, электроплитах, электрокаминах и так далее. Такие ТЭНы имеют размеры до нескольких дециметров и мощность до нескольких тысяч ватт.

Теплота выделяется не только в нагревательном элементе, но и в проводах. Однако на единице длины нагревательного элемента теплоты выделяется гораздо больше, чем на единице длины провода.

Нагревательный элемент и подводящие провода изготовлены из разных металлов: нихрома и меди. Удельное сопротивление нихрома в 50 раз больше удельного сопротивления меди. Нагревательный элемент и подводящие провода представляют собой проводники, соединённые последовательно. В таких проводниках сила тока одинакова. Следовательно, согласно закону Джоуля–Ленца, количество теплоты, выделяющееся в этих проводниках, прямо пропорционально их сопротивлениям. Поэтому каждая единица длины нихромовой проволоки выделяет в 50 раз больше теплоты, чем единица длины медного провода, если площади их поперечного сечения одинаковы.

Нихромовая проволока свёрнута в спираль, длина которой в 10-20 раз меньше длины самой проволоки. Поэтому на единице длины спирали выделяется в 10-20 раз больше теплоты, чем на единице длины прямого отрезка нихромовой проволоки.

Итак, две причины – применение вещества с большим удельным сопротивлением (нихрома или аналогичного) и плотное его размещение (спираль с близкими витками) приводят к тому, что основное количество теплоты выделяется именно в нагревательном элементе электроприбора, а не в проводах.

Приложение к билету № 19.

Какими свойствами обладает жидкое состояние вещества. От чего зависит энергия поверхностного слоя? Приведите формулу коэффициента поверхностного натяжения. Дайте характеристику капиллярных явлений.

Качественная задача по разделу «Механика»: почему возможно равномерное движение автомобиля при работающем двигателе?

Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

На каком явлении основано действие аккумуляторов?

Как проявляется саморазряд аккумуляторов?

Каков режим эксплуатации аккумуляторов?

Аккумуляторы

Электрический аккумулятор — химический источник тока, источник ЭДС многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах.

Первый прообраз аккумулятора, который, в отличие от батареи Алессандро Вольты, можно было многократно заряжать, был создан в 1803 году Иоганном Вильгельмом Риттером. Его аккумуляторная батарея представляла собой столб из пятидесяти медных кружочков, между которыми было проложено влажное сукно. После пропускания через данное устройство тока от вольтова столба оно само начинало вести себя как источник электричества.

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединённых в одну электрическую цепь, составляют аккумуляторную батарею.

Саморазряд — это потеря аккумулятором заряда после полной зарядки при отсутствии нагрузки. Саморазряд проявляется по-разному у разных типов аккумуляторов, но всегда максимален в первые часы после заряда, а после — замедляется.

Следует беречь аккумуляторы от огня и воды, чрезмерного нагревания и охлаждения, резких перепадов температур. Не следует использовать аккумуляторы при температурах выше +50°С и ниже −25°С. При эксплуатации аккумулятора в условиях «холодной зимы» рекомендуется его снимать и хранить в тёплом помещении. Нарушение температурного режима может привести к сокращению срока службы или потере работоспособности.

Приложение к билету № 20.

Как взаимодействуют заряженные тела? Дайте характеристику закона Кулона и закона сохранения электрического заряда.

Экспериментальное задание по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: наблюдение явления подъёма жидкости в капилляре.

Указания для выполнения задания:

Опустите три трубки разного сечения в стакан с водой;

Наблюдайте подъём воды в капиллярах;

Объясните, как зависит высота подъёма жидкости от диаметра капилляра.

3. Текст по разделу «Механика», содержащий информацию о мерах безопасности при использовании транспортных средств. Задание на понимание основных принципов, обеспечивающих безопасность.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

От каких факторов зависит тормозной путь автомобиля?

Как влияют погодные условия и состояние дороги на тормозной путь?

Как тормозной путь зависит от технического состояния транспортного средства?

Тормозной путь

Тормозной путь – расстояние, которое потребуется автомобилю, чтобы полностью остановиться с момента начала работы системы торможения.

Рассматриваемый показатель не является постоянной величиной и может варьировать по ряду причин. Все факторы, влияющие на путь торможения, можно разделить на две большие группы: зависящие от водителя и независящие от водителя. К числу причин, не зависящих от человека за рулем, относят: состояние дороги; погода.

Несложно догадаться, что в дождь, снег или гололед расстояние, которое потребуется для остановки автомобиля, будет большим, чем на сухом асфальте. Торможение окажется длительным и при движении по гладкому асфальту, в который не была добавлена каменная крошка. Здесь колесам не за что зацепиться, в отличие от шершавых покрытий.

Факторы, зависящие от водителя или владельца авто: состояние тормозов; устройство системы; наличие антиблокировочной системы (ABS); вид покрышек; загруженность транспортного средства (ТС); скорость движения.

Тот факт, что длина тормозного пути автомобиля напрямую зависит от исправности системы торможения, не требует доказательств. Машина с неработающим тормозным контуром или изношенными колодками никогда не сможет остановиться также быстро, как исправное ТС.

От устройства тормозных агрегатов зависит многое. Современные машины, оснащенные задними дисковыми тормозами и системами помощи при торможении, имеют гораздо лучшее сцепление с дорогой и короткий отрезок торможения.

В свою очередь, наличие ABS не всегда способствует сокращению расстояния, необходимого для остановки. На сухом твердом покрытии, где блокировка колес наступает только при очень интенсивном торможении, система действительно сокращает тормозной путь. Однако на голом льду «умный» электронный помощник начинает сбрасывать тормозное усилие даже при легком нажатии на педаль тормоза. При этом авто сохраняет управляемость, однако путь его торможения значительно увеличивается.

От чего зависит скорость замедления? Разумеется, от вида покрышек. Так, на голом, пусть и промороженном асфальте, а также в снежной каше, лучше всего тормозят зимние покрышки, не оснащенные шипами. В свою очередь, в гололед и на заснеженных дорогах наиболее эффективной является шипованная «резина».

Немаловажным фактором, влияющим на величину остановочного отрезка, является скорость и загруженность машины. Легковесный автомобиль при скорости 60 км/ч остановится быстрее, чем грузовик, загруженный под завязку и движущийся со скоростью 80-100 км/ч. Последнему не позволит быстро остановиться слишком высокая для него скорость и инерция.

Приложение к билету № 21.

Дайте определение электрического поля. Дайте характеристику напряжённости и напряжения электрического поля. Приведите примеры графического изображения электрических полей.

Качественная задача по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: мука из жерновов выходит горячей, хлеб из печи вынимают тоже горячим. Какова причина повышения температуры этих тел?

Текст по разделу «Механика», содержащий описание опыта. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как можно наблюдать состояние невесомости?

Что объединяет первые три опыта?

Назовите условие свободного падения.

Нет веса?

Проведем наблюдения за состоянием невесомости в нескольких опытах.

Опыт № 1. Возьмем литровую пластиковую бутылку, проделаем в ней по вертикали несколько отверстий. Нальем в нее воды. Из отверстий будут бить под разными углами струи воды. В силу того, что давление на разных высотах разное, поэтому и углы разные.

Сбросим наполненную водой бутылку с некоторой высоты, например, можно встать на стул и сбросить бутылку с высоты вытянутой руки. Поче­му-то струи воды не хотят больше выливаться.

Опыт № 2. Нальем в бутылку с отверстиями снова воду. Подбросим бу­тылку вверх. Увы! Вода при движении бутылки вверх снова не выливается.

Опыт № 3. Бутылку с отверстиями наполним водой и бросим ее под уг­лом к горизонту, в заранее приготовленное ведро (можно вместо бутылки в этом опыте взять наполненный водой теннисный шарик). Вода снова не хочет выливаться через отверстия. (Во всех опытах бутылка, наполненная водой, не закрывается пробкой.)

Во всех трех опытах стало отсутствовать давление верхних слоёв воды на нижние. Проверим эти наблюдения на следующем опыте.

Опыт № 4. К дощечке прикрепим пружину от школьного динамометра, а к ней гирю порядка 300 г. Отметим фломастером насколько растянулась пружина. Снова встанем на стул и с высоты вытянутой вверх руки сбросим дощечку вниз. Предварительно попросим товарища последить за поведением пружины. А ведет она себя «странно». Она во время своего падения не растягивается. Значит, грузы не оказывают действия на пружину во время свободного падения, так как грузы и пружина двигаются с одинаковым ускорением под действием притяжения к Земле.

Приложение к билету № 22.

Дайте характеристику электроёмкости. Объясните устройство конденсаторов. Приведите примеры применения конденсаторов.

Экспериментальное задание по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: наблюдение изменения давления воздуха при изменении температуры и объёма.

Указания для выполнения задания:

Сжимайте и расширяйте воздух в гофрированном сосуде, наблюдайте изменение давления.

Поместите сосуд с воздухом в горячую вводу и наблюдайте изменение давления.

Достаньте сосуд из воды и наблюдайте изменение давления при остывании воздуха.

Сделайте вывод о зависимости давления газа от объёма и температуры.

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как можно наблюдать явление резонанса?

Почему увеличивается ширина полоски флажка?

При каком условии наступает резонанс?

Резонанс

Вы наблюдали, что при вращении велосипедного колеса, начиная с не­которой скорости вращения, невозможно различить спицы колеса. Они стали как бы шире и сливаются воедино.

Представим себе, что между двумя брусочками закрепим четыре упругие гибкие пластинки разной длины (пластинки можно нарубить из металлических линеек). На концах пластинок имеются, сделанные из лёгкой жести, белые флажки. Пластинки могут совершать упругие колебания. Для своих наблюдений прибор прикрепим к центробежной машине (см. рис.).

Начнем плавно вращать рукоятку центробежной машины, медленно и равномерно увеличивая скорость. При этом пластинки нашего прибора испытывают периодические толчки, частота которых равна числу оборотов машины. Наблюдаем, что при постепенном увеличении скорости вращения, визуальная ширина закрепленных пластинок поочередно увеличивается. Чем больше частота вращения центробежной машины, тем у более короткой пластинки наступает эффект увеличения полоски флажка, и наоборот.

Увеличение ширины полоски флажка можно объяснить тем, что у пла­стинок наблюдается максимальное отклонение от положения равновесия при определенной частоте вращения центробежной машины. Когда собственная частота пластинки, определяемая ее параметрами, совпадает с частотой вращения центробежной машины, наступает явление резонанса.

Приложение к билету № 23.

Дайте определение электрического тока. Дайте характеристику силы тока и электрического сопротивления. Дайте характеристику закона Ома для участка цепи.

Качественная задача по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: какие из названных процессов можно рассматривать как тепловые явления: а) нагревание тел; б) падение тел, если трением можно пренебречь; в) трение тел; г) столкновение тел без неупругих деформаций; д) упругая деформация тел; е) испарение жидкостей; ж) излучение света лампой накаливания?

Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Какой закон лежит в основе работы гиревого завода часов?

В каких устройствах используется закон сохранения энергии?

Как можно накапливать «про запас» механическую энергию?

Закон сохранения энергии в технике

Можно строить специальные механизмы, способные запасти работу, а затем отдать ее. Типичным примером является гиревой завод стенных часов. Подтягивая гирю вверх, мы совершаем некоторую работу. В результате часовой механизм получает способность совершать в течение длительного времени работу, необходимую для хода часов, т. е. для поддержания движения всех колес, стрелок и маятника, испытывающих сопротивление движению, вызванное трением. По мере хода часов гиря постепенно опускается и запас работоспособности механизма уменьшается. Через некоторое время понадобится снова завести часы, т. е. вновь сделать их способными к совершению работы, требующей­ся для их хода. При заводе часов гиревой механизм накапливает спо­собность производить работу; по мере хода часов способность производить работу расходуется. Поднимая груз, мы запасаем работу; опускаясь, груз способен производить работу.

Можно «запасать работу» не только путем поднятия тела на не­которую высоту. Деформируя тело, например, сжимая или растягивая пружину, мы производим работу; в результате деформированное тело получает способность совершать работу. Работу совершает «заведённая», т.е. деформированная пружина ручных или карманных часов, «пружинный двигатель» заводных игрушек и т. д.

Сообщая скорость какому-либо телу, также приходится затрачивать работу; в результате тело приобретает способ­ность совершать работу, уменьшая свою скорость. Напри­мер, при составлении поездов маневровый тепловоз толкает вагон к составу; останавливаясь, вагон сжимает пружины буферов; пуля, попадающая в препятствие, производит ра­боту, разрушая материал, и т. д.

Во всех разобранных случаях работа производится при изменении состояния тела: при опускании груза, при раскручивании пружины, при остановке движущегося тела. Пока эти изменения еще не наступили, работа не произведена; в теле имеется некоторый запас еще не совершенной работы. При совершении работы этот запас расходуется. Производя же работу над телом: поднимая его вверх, деформируя его, сообщая ему скорость — мы сообщаем ему запас работы, который в дальнейшем можно использовать, возвращая тело в исходное состояние.

Запас работы, которую может совершить тело, изменяя свое состояние, называют энергией.

К механическим видам энергии относятся: энергия, связан­ная с поднятием тела над землей (и вообще энергия, связанная с силами всемирного тяготения), энергия, связанная с деформациями тела, и энергия, связанная с дви­жением тела.

Приложение к билету № 24.

Объясните тепловое действие тока. Дайте характеристику работы и мощности электрического тока. Дайте характеристику закона Джоуля-Ленца.

Экспериментальное задание по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: применение уравнения теплового баланса при смешивании воды разной температуры.

Указания для выполнения задания:

Измерьте температуры горячей и холодной воды.

Смешайте воду в одном стакане и измерьте температуру смеси.

Рассчитайте температуру смеси с помощью уравнения теплового баланса (т.к. массы горячей и холодной воды одинаковы, то температура смеси равна среднему арифметическому: сложите температуры горячей и холодной воды разделите пополам).

Сравните рассчитанную температуру смеси с измеренной.

Объясните причину несовпадения.

Текст по разделу «Механика», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задание на понимание физических терминов, определение явления при помощи физических знаний.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

На каком явлении основано применение в механизмах подшипников?

Как возникает сила трения качения?

От чего зависит сила трения качения?

Трение качения

Возьмем деревянный цилиндр и положим его на стол так, чтобы он касался стола по образующей. В центры оснований цилиндра вставим концы проволочной вилки и прикрепим к ней снабженный очень легко растяжимой пружиной и, следовательно, очень чувствительный ди­намометр (рис.). Если тянуть за динамометр, то цилиндр покатится по столу. По показаниям динамометра увидим, что нужна весьма небольшая сила тяги, чтобы сдвинуть с места цилиндр и катить его равномерно дальше — гораздо меньшая, чем при скольжении того же цилиндра, если бы он не мог вращаться и скользил бы по столу. Сила, действующая со стороны стола на катящийся по нему цилиндр, называется силой трения качения. При той же силе давления на стол трение качения много меньше силы трения скольжения. Например, при качении стальных колёс по стальным рельсам.

Рис. Измерение трения качения

Поэтому в машинах стремятся заменить трение скольжения трением качения, применяя так называемые шариковые или роликовые подшипники.

Происхождение трения качения можно наглядно представить себе так. Когда шар или цилиндр катится по поверхности другого тела, он немного вдавливается в поверхность этого тела, а сам немного сжимается. Таким образом, катящееся тело всё время как бы вкатывается на горку.

Вместе с тем происходит отрыв участков одной поверх­ности от другой, а силы сцепления, действующие между этими поверхностями, препятствуют этому. Оба эти явления и вызывают силы трения качения. Чем тверже поверхнос­ти, тем меньше вдавливание и тем меньше трение качения.

 

Приложение к билету № 25.

Дайте характеристику электродвижущей силы источника тока. Какие источники тока вы знаете? Дайте характеристику закона Ома для полной цепи.

Качественная задача по разделу «Молекулярная физика. Термодинамика»: может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена с окружающей средой? Как это происходит?

Текст по разделу «Механика», содержащий описание использования законов механики в технике. Задание на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Как зависит период колебаний маятника от амплитуды?

Одинакова ли скорость движения маятника?

От чего зависит период колебаний маятника?

От Галилея до современности

Маятник обладает удивительным свойством — оно казалось удивительным Галилею, измерявшему время по числу биений пульса, оно кажется таким же и современному человеку, пользующемуся секундомером. Заключается оно в том, что колебания маятника и с малой амплитудой и с большой амплитудой совершаются практически за одно и то же время. Период колебаний маятника зависит практически только от длины подвеса.

Если сначала колебания происходят с очень большим отклонением, скажем на 80° от вертикали, то при затухании колебаний до 60...40...20° период уменьшится лишь на несколько процентов; а при уменьшении отклонений от 20° до едва заметного период изменяется меньше чем на 1%. При отклонениях меньше 5° период остается неизменным с точностью до 0,05%.

Это свойство маятника оказалось не только удивительным, но и полезным. Галилей предложил использовать маятник в качестве регулятора в часах. Лишь столетие спустя после Галилея часы с маятниковым регулятором вошли в обиход. Однако мореплаватели нуждались в точных часах для измерения долготы на море. Была объявлена премия за создание морских часов, которые позволяли бы измерять время с достаточной точностью. Премию получил Гариссон за хронометр, в котором для регулирования хода использовалось маховое колесо (баланс) и специальная пружина.

Свойство независимости периода колебаний маятника от амплитуды называется изохронностью.


Экзаменационные материалы
DOC / 388 Кб

в формате Microsoft Word (.doc / .docx)
Комментарии
Комментариев пока нет.

Похожие публикации