Департамент образования Владимирской области

Профессиональное училище № 51

Практическая часть

К экзаменам по физике

Преподаватель физики:

Караваева А.В.

Билет № 1

Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда.

1. При облучении ядер алюминия – 27 жесткими γ-квантами образуются ядра магния – 26. какая частица выделяется в этой реакции? Напишите уравнение ядерной реакции.

2. При облучении ядер некоторого химического элемента протонами образуются ядра натрия-22 и α-частицы (по одной на каждый акт превращения). Какие ядра облучились? Напишите уравнение ядерной реакции.

По периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева: ; ; .

3. Напишите уравнение термоядерной реакции и определите ее энергетический выход, если известно, что при слиянии двух ядер дейтерия образуется нейтрон и неизвестное ядро.

Ответ: Е = - 3,3 МэВ

Билет № 2

Лабораторная работа

Измерение показателя преломления стекла.

Оборудование: Стеклянная призма, лампочка, булавки, транспортир, карандаш, линейка, таблица.

Выполнение работы.

α-угол падения

β-угол преломления

α=60 0 , sin α=0,86

β=35 0 , sin β=0,58

n – относительный показатель преломления

;

Вывод: Определили относительный показатель преломления стекла.

Билет № 3

Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.

1. Вычислите частоту собственных колебаний в контуре, если его индуктивность равна 12 мГн, емкость 0,88 мкФ? А активное сопротивление равно нулю.

α=2х3,14х3х10 8 х

Ответ: α = 3,8 х 10 4 м.

Билет № 4

Задача на применении 1-го закона термодинамики.

1. При нагревании газ в цилиндре расширяется. При этом он толкает поршень, совершая работу 1000 Дж. Определить количество теплоты сообщаемое газу, если внутренняя энергия изменяется на 2500 Дж.

А / = 1000 Дж	Q = 2500+1000=3500 Дж Ответ: 3500 Дж.

2. При изотермическом расширении газ совершил работу 50 Дж. Найдите изменение его внутренней энергии и количество теплоты, переданное ему в этом процессе.

Ответ: Δ U = 0, Q = 50 Дж.

3. Кислород массой 0,1 кг сжимается адиабатически. Температура газа при этом возрастает от 273 К до 373 К. Чему равно превращение внутренней энергии и работа, совершенная при сжатии газа?

Билет № 5

Лабораторная работа

Расчет и измерение сопротивления 2-х параллельно включенных резисторов.

Оборудование: амперметр, вольтметр, 2 резистора, источник тока, ключ.

Выполнение работы:

R 1 =40 м; R 2 =20 м

R=Ом

Вывод: Определили сопротивление 1-го и 2-го резисторов, общее сопротивление.

Билет № 6

Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.

1. Капелька массой 10 -4 г находится в равновесии в электрическом поле с напряженностью 98 Н/Кл. Найти величину заряда капельки.

Билет № 8

Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

1. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов калия при освещении лучами с длиной волны 4х10 -7 м, если работа выхода 2,26 эВ.

	2,26 эВ = 2,26 х 1,6х10 -19 Дж = 3,6х10 -19 Дж Дж≈ 4,97х10 -19 – 3,6х10 -19 ≈ 1,4х10 -19 Дж.
	Ответ: 1,4х10 -19 Дж.

2. Работа выхода электронов из кадмия равна 4,08 эВ. Какова длина волны света, падающего на поверхность кадмия, если максимальная скорость фотоэлектронов равна 7,2х10 5 м/с 2 ?

Билет № 9

Лабораторная работа

Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

Оборудование: дифракционная решетка, источник света, черный экран с узкой вертикальной щелью посередине.

Выполнение работы

λ – длина волны

d- постоянная решетки

d=0,01 мм = 10 -2 мм = 10 -5 м

b-расстояние по шкале экрана от щели до выбранной лини спектра

к – порядок спектра

а – расстояние от решетки до шкалы

Вывод: Научились определять длину световой волны с помощью дифракционной решетки.

Билет № 10

Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.

1. Определите показатель преломления скипидара, если известно, что при угле падения 45 0 угол преломления 30 0 .

	Ответ: 1,4.

(рисунок)

Билет № 11

Задача на применение закона электромагнитной индукции.

1. За какой промежуток времени магнитный поток изменится на 0,04 Вб, если в контуре возбуждается ЭДС индукции 16 В?

Δt - ?		Ответ: 2,5х10 -3 .

Ответ: ε= 400 В.

Билет № 12

Лабораторная работа

«Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника»

Оборудование: штатив, математический маятник, секундомер или часы, линейка.

Выполнение работы

g-ускорение свободного падения

l – длина нити

N=50 – число колебаний

Вывод: Экспериментально определили ускорение свободного падения при помощи математического маятника.

Билет № 13

Задача на применение уравнения идеального газа.

Билет № 14

Лабораторная работа

«Определение фокусного расстояния собирающей линзы»

Выполнение работы

F- фокусное расстояние

d- расстояние от предмета до линзы

f-расстояние от изображения до линзы

Д – оптическая сила линзы

м

Вывод: Научились определять фокусное расстояние и оптическую силу собирающей линзы.

Билет № 15

Лабораторная работа

«Измерение влажности воздуха»

Выполнение работы

Психрометр

1. Сухой термометр

2. Влажный термометр

3. Психрометрическая таблица

tc = 20 0 С tвп = 16 0 С

Δt = 20 0 C- 16 0 C=4 0 C

φ=98% - относительная влажность воздуха

Вывод: Научились определять влажность воздуха.

Билет № 16

Задача на применение графиков изопроцессов.

1. На рисунке изображены процессы изменения состояния некоторой массы газа. Назовите эти процессы. Изобразите графики процессов в системе координат Р 1 Т и VT

Р 1 >P 2 T 1 >T 2

... : электроны атомов излучают свет, имеющий линейчатый спектр. Разрешить противоречия планетарной ядерной модели строения атома первым попытался датский физик Нильс Бор. Билет 21. Квантовые постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомами, объяснение этих процессов на основе квантовых представлений. Принцип спектрального...

Называются полупроводниками. Они долгое время не привлекали к себе внимания. Одним из первых начал исследования полупроводников выдающийся советский физик Абрам Федорович Иоффе. Полупроводники оказались не просто «плохими проводниками», а особым классом со многими замечательными физическими свойствами, отличающими их как от металлов, так и от диэлектриков. Чтобы понять свойства полупроводников, ...

3. Выполнены действия с наименованиеми. 4. Произведены вычисления. 5. Проведен анализ решения. 6. Решена более простая задача. БИЛЕТ N 5 I. Третий закон Ньютона. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. К.Э.Циолковский - ...

Электрического заряда e на порядковый номер Z химического элемента в таблице Менделеева. Атомы, имеющие одинаковое строение, имеют одинаковую электронную оболочку и химически неразличимы. В ядерной физике применяются свои единицы измерения. 1 ферми – 1 фемтометр, . 1 атомная единица массы – 1/12 массы атома углерода. . Атомы с одинаковым зарядом ядра, но различными массами, называются изотопами...

Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел.

Из всех многообразных форм движения материи этот вид движения является самым простым.

Например: перемещение стрелки часов по циферблату, идут люди, колышутся ветки деревьев, порхают бабочки, летит самолет и т.д.

Определение положения тела в любой момент времени является основной задачей механики.

Движение тела, при котором все точки движутся одинаково, называется поступательным.

Материальная точка – это физическое тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, считая, что вся его масса сосредоточенны в одной точке.

Траектория – это линия которую описывает материальная точка при своем движении.

Путь – это длина траектории движения материальной точки.

Перемещение – это направленный отрезок прямой (вектор), соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.

Система отсчета – это: тело отсчета, связанная с ним система координат, а также прибор для отсчета времени.

Важная особенность мех. движения – его относительность.

Относительность движения – это перемещение и скорость тела относительно разных систем отсчета различны (например, человек и поезд). Скорость тела относительно неподвижной системы координат равна геометрической сумме скоростей тела относительно подвижной системы и скорости подвижной системы координат относительно неподвижной. (V 1 – скорость человека в поезде, V 0 - скорость поезда, то V=V 1 +V 0).

Классический закон сложения скоростей формулируется следующим образом: скорость движения материальной точки по отношению к системе отсчета, принимаемой за неподвижную, равна векторной сумме скоростей движения точки в подвижной системе и скорости движения подвижной системы относительно неподвижной.

Характеристики механического движения свя­заны между собой основными кинематическими уравнениями.

s = v 0 t + at 2 / 2;

Предположим, что тело движется без уско­рения (самолет на маршруте), его скорость в течение продолжительного времени не меняется, а = 0, тогда кинематические уравнения будут иметь вид: v = const, s = vt.

Движение, при котором скорость тела не ме­няется, т. е. тело за любые равные промежутки вре­мени перемещается на одну и ту же величину, назы­вают равномерным прямолинейным движением.

Во время старта скорость ракеты быстро воз­растает, т. е. ускорение а > О, а == const.

В этом случае кинематические уравнения вы­глядят так: v = v 0 + at, s = V 0 t + at 2 / 2.

При таком движении скорость и ускорение имеют одинаковые направления, причем скорость изменяется одинаково за любые равные промежутки времени. Этот вид движения называют равноуско­ренным.

При торможении автомобиля скорость умень­шается одинаково за любые равные промежутки вре­мени, ускорение меньше нуля; так как скорость уменьшается, то уравнения принимают вид:v = v 0 + at, s = v 0 t - at 2 / 2.Такое движение называют равнозамедленным.

2. Магнитная проницаемость. Постоянные магниты могут быть изготовлены лишь из немногих веществ, но все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами создают магнитное поле. Благодаря этому вектор магнитной индукции В в однородной среде отличается от вектора Во в той же точке пространства в вакууме.

О
тношение характеризующее магнитные свойства среды, получило название магнитной проницаемости среды.

В однородной среде магнитная индукция равна: где  - магнитная проницаемость данной среды безразмерная величина, показывающая во сколько раз μ в данной среде, больше μ в вакууме.

Магнитные свойства любого тела определяются замкнутыми электрическими токами внутри него.

Парамагнетиками называются вещества, которые создают слабое магнитное поле, по направлению совпадающее с внешним полем. Магнитная проницаемость наиболее сильных парамагнетиков мало отличается от единицы: 1,00036- у платины и 1,00034- у жидкого кислорода. Диамагнетиками называются вещества, которые создают поле, ослабляющее внешнее магнитное поле. Диамагнитными свойствами обладают серебро, свинец, кварц. Магнитная проницаемость диамагнетиков отличается от единицы не более чем на десятитысячные доли.

Ферромагнетики и их применение. Вставляя железный или стальной сердечник в катушку, можно во много раз усилить создаваемое ею магнитное поле, не увеличивая силу тока в катушке. Это экономит электроэнергию. Сердечники трансформаторов, генераторов, электродвигателей и т. д. изготовляют из ферромагнетиков.

При выключении внешнего магнитного поля ферромагнетик остается намагниченным, т. е. создает магнитное поле в окружающем пространстве. Упорядоченная ориентация элементарных токов не исчезает при выключении внешнего магнитного поля. Благодаря этому существуют постоянные магниты.

Постоянные магниты находят широкое применение в электроизмерительных приборах, громкогово­рителях и телефонах, звукозаписывающих аппаратах, магнитных компасах и т. д.

Большое применение получили ферриты - ферромагнитные материалы, не проводящие электрического тока. Они представляют собой химические соединения оксидов железа с оксидами других веществ. Первый из известных людям ферромагнитных материалов-магнитный железняк - является ферритом.

Температура Кюри. При температуре, большей некоторой опреде­ленной для данного ферромагнетика, ферромагнитные свойства его исчезают. Эту температуру называют температурой Кюри. Если сильно нагреть намагниченный гвоздь, то он потеряет способность притягивать к себе железные предметы. Температура Кюри для железа 753 °С, для никеля 365 °С, а для кобальта 1000°С. Существуют ферромагнитные сплавы, у которых температура Кюри меньше 100°С.

Билет № 10

Переменный ток как вынужденные электромагнитные колебания. Действующие значения силы переменного тока и напряжения. Сила трения. Коэффициент трения скольжения. Учет и использования трения в быту и технике. Трения в жидкостях и газах

1. Сила, возникающая на границе взаимодействия тел при отсутствии относительного движения тел, называется силой трения покоя. Сила трения покоя равна по модулю внешней силе, направленной по касательной к поверхности соприкосновения тел и противоположна ей по направлению. При равномерном движении одного тела по поверхности другого под воздействием внешней силы на тело действует сила, равная по модулю движущей силе и противоположная по направлению. Эта сила называется силой трения скольжения. Вектор силы трения скольжения направлен против вектора скорости, поэтому эта сила всегда приводит к уменьшению относительной скорости тела. Силы трения также, как и сила упругости, имеют электромагнитную природу, и возникают за счет взаимодействия между электрическими зарядами атомов соприкасающихся тел. Экспериментально установлено, что максимальное значение модуля силы трения покоя пропорционально силе давления. Также примерно равны максимальное значение силы трения покоя и сила трения скольжения, как примерно равны и коэффициенты пропорциональности между силами трения и давлением тела на поверхность. Сила трения – механическая сила, в земных условиях трение и сила трения всегда сопутствуют любому движению тел. Сила трения возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения.

Трение покоя. Сила трения покоя равна по модулю и направлена противоположно силе, приложенной к покоящемуся телу параллельно поверхности соприкосновения его с другим телом. Сила трения покоя мешает сдвинуть с места тяжёлый предмет. Максимальная сила трения покоя пропорциональна силе нормального давления. Сила трения покоя не только мешает телу начать двигаться, но и служит причиной начала движения.

Трение скольжения. На движущееся тело действует сила трения скольжения (по модулю почти равна максимальной сие трения покоя), направлена всегда в сторону, противоположную направлению движения (напр – ию вектора скорости) тела относительно того тела, с которым оно соприкасается. Значит ускорение, сообщаемое силой трения телу, направлено против движения тела. Сила трения скольжения пропорциональна силе давления. Коэффициент трения характеризует не тело, на которое действует сила трения, а сразу на два соприкасающихся тела. Значение коэффициента зависит от материала, обработки поверхности тела, относительной скорости (при изменении направления скорости изменяется и направление силы трения) …не зависит от площади, и относительного положения тел. Трение между твердыми телами – сухое трение.

Жидкое трение. Сила жидкого трения много меньше силы сухого трения. В жидкости и газе нет силы трения покоя (даже самая малая сила, приложенная к телу в жидкости или газе, сообщает ему ускорение. Сила жидкого трения зависти от направления движения, значения скорости (при небольших скоростях она пропорциональна скорости тела, а при больших – квадрату скорости). Сила сопротивления зависит от формы тела. Форма тела, при которой сопротивление мало называют обтекаемой формой.

2. Устройства, полностью преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии, называют активной нагрузкой, а их сопротивление – активным сопротивлением. Предположим, что напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону u=Umcos wt. Как и в случае постоянного тока, мгновенное значение силы тока пропорционально мгновенному значению напряжения. Поэтому применяется закон Ома для участка цепи: i=U/R=Umcos wt/R = Im cos wt. На активном сопротивлении колебания силы тока совпадают по фазе с колебаниями напряжения. Сила тока в любой момент времени пропорциональна ЭДС источника тока (закон Ома для полной цепи). Если ЭДС источника не изменяется со временем и остаются неизменными параметры цепи, то через некоторое время после замыкания цепи изменения силы тока прекращаются, в цепи течет постоянный ток., но в технике широко применяются различные генераторы электрического тока, в которых ЭДС периодически изменяется. При подключении в электрическую цепь генератора переменной ЭДС в цепи возникают вынужденные электромагнитные колебания. Вынужденными электромагнитными колебаниями называют периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Электромагнитные колебания в электрических цепях создаются генератором переменного тока, работающим на электростанции. (Ф = BScosα = BScosωt; e = BSωsinωt – изменения ЭДС индукции со временем происходит по этому закону или e = ε m sinωt, где ε m = BSω амилитуда ЭДС). Если с помощью контактных колец и скользящих по ним щеток соединить концы витка с электрической цепью, то под действием ЭДС индукции, изменяющейся со временем по гармоническому закону, в электрической цепи возникнут вынужденные электрические колебания силы тока – переменный ток. На практике синусоидальная ЭДС возбуждается не путем вращения витка в магнитном поле, а путем вращения магнита или электромагнита(ротора) внутри статора – неподвижной обмотки, навитой на стальной сердечник. Это позволяет избежать снятия напряжения с помощью контактных колец, что невозможно при больших значениях амплитуды напряжения. U = U m cosωt ; i = I m cosωt ; I m = U m /R ; p = iu = I m U m cos 2 ωt так как среднее значение квадрата косинуса за период равно 0,5, то среднее значение мощности равно: P = I m U m /2 = I 2 m R/2 Из равенства мощностей получим I 2 R = I 2 m R/2 ; I 2 = I 2 m /2. Действующим значением силы тока называют величину, в √2 раз меньшую ее амплитудного значения: I = I m /√2. Действующее значение силы тока равно силе такого постоянного тока, при котором средняя мощность, выделяющаяся в проводнике в цепи переменного тока, равна мощности, выделяющейся в том же проводнике в цепи постоянного тока. Децствующее значение переменного напряжения в √2 раз меньше его амплитудного: U = U m /√2. Средняя мощность переменного тока при совпадении фаз колебаний силы тока и напряжения равна произведению действующих значений силы тока и напряжения: P = IU. P = I 2 R ; R = P/I 2 (активное сопротивление). U m = I m Lω; X l = U m /I m = Lω I m = U m ωC; X c = U m /I m = 1/ωC

Билет №11

1. Второй закон Ньютона устанавливает связь между кинематической характеристикой движения – ускорением, и динамическими характеристиками взаимодействия – силами.
, или, в более точном виде,
, т.е. скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на него силе. При одновременном действии на одно тело нескольких сил тело движется с ускорением, являющимся векторной суммой ускорений, которые возникли бы при воздействии каждой из этих сил в отдельности. Действующие на тело силы, приложенные к одной точке, складываются по правилу сложения векторов. Это положение называют принципом независимости действия сил. Центром масс называется такая точка твердого тела или системы твердых тел, которая движется так же, как и материальная точка массой, равной сумме масс всей системы в целом, на которую действуют та же результирующая сила, что и на тело.
. Центр тяжести – точка приложения равнодействующей всех сил тяжести, действующих на частицы этого тела при любом положении в пространстве. Если линейные размеры тела малы по сравнению с размером Земли, то центр масс совпадает с центром тяжести. Сумма моментов всех сил элементарных тяжести относительно любой оси, проходящей через центр тяжести, равна нулю.

2. Аппараты, преобразующие переменный ток одного напряжения в другое – называются электрическими трансформаторами. Состоит из нескольких катушек изолированного провода, размещенных на магнитопроводе из тонких пластин специально электротехнической стали. Переменный ток, текущий по одной из обмоток (первичной). Создает вокруг нее и в магнитопроводе переменной магнитное поле, пересекающее витки другой (вторичной), возбуждает в ней переменную электродвижущую силу. Если обе обмотки имеют равное количество витков, то в ней наведется такое же напряжение, какое в первичной. Если не равное количество, то трансформатор может быть повышающим (во вторичной обмотке больше витков), понижающим – наоборот. Действие основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке. Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле, так что магнитный поток практически существует только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях.

U1/U2 = I2/I1, U1/U2 = E1/E2 = n1/n2 = К, где К – коэффициент трансформации, при к>0 –понижающий…. Пир разомкнутой вторичной обмотки трансформатор с малым активным сопротивлением первичной обмотки почти не потребляет энергию из сети, так как велико индуктивное сопротивление ненагруженной обмотки трансформатора. Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна 0. Появившийся ток создает в сердечнике свой переменный магнитный поток, который по правилу Ленца должен уменьшить изменения магнитного потока в сердечнике. Но уменьшение амплитуды потока должно уменьшить ЭДС. Однако это невозможно, так как модули U1=e1. Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличивается сила тока в первичной. Увеличение силы тока в первичной цепи (по закону сохранения энергии) увеличит силу тока во вторичной.

Трансформаторы находят широкое применение в промышленности и быту. Силовые электрические трансформаторы дают возможность передавать переменный током линиям электропередачи на большие расстояния с малыми потерями энергии. Для этого напряжение переменного тока, вырабатываемого генераторами электростанции, с помощью трансформаторов повышают до нескольких сотен тысяч вольт и посылают по ЛЭП. В месте потребления напряжение понижают трансформаторами. 1-оеУсловие равновесия М- момент силы – физич. величина, харак-ующая степень вращения тела. Численно = произвед. силы на плечо.

2)
-плечо силы- кратчайшее расст-ние от точки оси вращения до линии действия силы.
F0,

т.к поворот по часовой стрелке.

Условие равновесия тел (№2), имеющих ось вращения:суммы моментов сил = 0

А если тело не имеет оси вращения, то условие равновесия: сема сил, приложенных к телу=0

Равновесие – это либо состояние покоя, либо равномерное движение.

Принцип минимума потенциальной энергии. Одномерное движение частицы вдоль оси 0х может быть ограничено следующим образом. В области

частица движется свободно. За пределы области 0L она выйти не может. На границах области 0L, в точках х=0 и х=L, потенциальная энергия П частицы становится равной бесконечности. Такое движение частицы наз-ся движением в прямоугольной одномерной потенциальной яме.

Билет № 12

1. Элементарной работой силы на элементарном перемещении материальной точки называется скалярная физическая величина. Значение элементарной работы силы зависит от выбора системы отсчета. Единица работы – Дж. Потенциальными называются силы, работа которых зависит от начального и конечного положения движущейся материальной точки или тела и не зависит от формы траектории. При замкнутой траектории работа потенциальной силы всегда равна 0. К потенциальным силам относятся силы тяготения, силы упругости и электрические силы. Быстроту выполнения работы в технике характеризуют мощностью. Она показыввает, какая работа совершается телом в еденицу времени. Это скорость совершения работы N=A/t. Измеряется в ваттах (за 1 с выполняется работы в 1 Дж).

Закон сохранения механической энергии: механическая энергия системы, в которой действуют потенциальные силы, сохраняется постоянной в процессе движения системы.

E1+E2=E1’+Е2’

2. Электромагнитные волны – это процесс распространения электромагнитных колебаний в пространстве с конечной скоростью. Представьте себе, что электрический заряд приведен в быстрые колебания вдоль некоторой прямой. Тогда начнет периодически изменяться и электрическое поле вокруг заряда. Причем период изменений будет равен периоду колебаний заряда. Переменное электрическое поле будет порождать периодически меняющееся магнитное поле, а последнее вызовет появление электрического поля уже на большем расстоянии от заряда.

Условием возникновения электромагнитных волн является ускоренное движение электрических зарядов. Так, изменение магнитного поля происхо­дит при изменении тока в проводнике, а изменение тока происходит при изменении скорости зарядов, т. е. при движении их с ускорением. Скорость рас­пространения электромагнитных волн в вакууме по расчетам Максвелла должна быть приблизительно равна 300 000 км/с.

Впервые опытным путем получил электромаг­нитные волны физик Генрих Герц, использовав приэтом высокочастотный искровой разрядник (вибратор Герца). Герц опытным путем определил также ско­рость электромагнитных волн. Она совпала с теоре­тическим определением скорости волн Максвеллом. Простейшие электромагнитные волны - это волны, в которых электрическое и магнитное поля совер­шают синхронные гармонические колебания.

Конечно, электромагнитные волны обладают всеми основными свойствами волн.

Они подчиняются закону отражения волн:

угол падения равен углу отражения. При переходе из одной среды в другую преломляются и подчиня­ются закону преломления волн: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть вели­чина постоянная для двух данных сред и равная отношению скорости электромагнитных волн в первой среде к скорости электромагнитных волн во второй среде и называется показателем преломле­ния второй среды относительно первой.

Явление дифракции электромагнитных волн, т. е. отклонение направления их распространения от прямолинейного, наблюдается у края преграды или при прохождении через отверстие. Электромагнит­ные волны способны к интерференции. Интерферен­ция - это способность когерентных волн к наложе­нию, в результате чего волны в одних местах друг друга усиливают, а в других местах - гасят. (Когерентные волны - это волны, одинаковые по частоте и фазе колебания.) Электромагнитные волны обладают дисперсией, т. е. когда показатель прелом­ления среды для электромагнитных волн зависит от их частоты. Опыты с пропусканием электромагнит­ных волн через систему из двух решеток показы­вают, что эти волны являются поперечными.

Билет №13

1. Физическая величина, равная отношению модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади это поверхности, называется давлением. Единица давления – паскаль, равный давлению, производимому силой в 1 ньютон на площадь в 1 квадратный метр. Все жидкости и газы передают производимое на них давление во все стороны. В цилиндрическом сосуде сила давления на дно сосуда равна весу столба жидкости. Давление на дно сосуда равно
, откуда давление на глубине h равно . На стенки сосуда действует такое же давление. Равенство давлений жидкости на одной и той же высоте приводит к тому, что в сообщающихся сосудах любой формы свободные поверхности покоящейся однородной жидкости находятся на одном уровне (в случае пренебрежимо малости капиллярных сил). В случае неоднородной жидкости высота столба более плотной жидкости будет меньше высоты менее плотной.

Зависимость давления в жидкости и газе от глубины приводит к возникновению выталкивающей силы, действующей на любое тело, погруженное в жидкость или газ. Эту силу называют архимедовой силой. Если в жидкость погрузить тело, то давления на боковые стенки сосуда уравновешиваются друг другом, а равнодействующая давлений снизу и сверху является архимедовой силой.

т.е. силы, выталкивающая погруженное в жидкость (газ) тело, равна весу жидкости (газа), вытесненной телом. Архимедова сила направлена противоположно силе тяжести, поэтому при взвешивании в жидкости вес тела меньше, чем в вакууме. На тело, находящееся в жидкости, действует сила тяжести и архимедова сила. Если сила тяжести по модулю больше – тело тонет, меньше – всплывает, равны – может находиться в равновесии на любой глубине. Эти отношения сил равны отношениям плотностей тела и жидкости (газа).

2. Важнейшим этапом в развитии радиосвязи было создание в 1913 году генератора незатухающих электромагнитных колебаний). Кроме передачи телеграфных сигналов, состоящих из коротких и более продолжительных импульсов электромагнитных волн, стала возможна надежная и высококачественная радиотелефонная связь – передача речи или музыки с помощью электромагнитных волн. Принцип радиосвязи заключается в следующем. Переменный электрический ток высокой частоты, созданный в передающей антенне, вызывает в окружающем пространстве быстро меняющееся электрическое поле, которое распространяется в виде электромагнитной волны. Достигая приемной антенны, электромагнитная волна вызывает в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне с помощью микрофона превращаются в электрические колебания той же формы. Колебания звуковой частоты представляют собой сравнительно медленные колебания, а электромагнитные волны низкой (звуковой) частоты почти совсем не излучаются.

Обнаружить радиоволны и извлечь из них передаваемую информацию можно с помощью радиоприемника.

Достигая антенны приемника, радиоволны пересекают ее провод и возбуждают (индуцируют) в ней очень слабые радиочастоты. В приемной антенне одновременно находятся высокочастотные колебания от многих радиопередатчиков. Поэтому один из важнейших элементов радиоприемника – селективное (избирательное) устройство, которое из всех принятых сигналов может отобрать нужные. Таким устройством является колебательный контур, позволяющий настраивать приемник на радиоволны определенной длины.

Колебания тока в контуре будут наиболее сильными, если частота колебаний подведенного сигнала совпадает с частотой колебаний контура. Назначение других элементов радиоприемника заключается в том, что бы усилить принятые или отраженные колебательным контуром высокочастотные модулированные колебания, выделить из них колебания звуковой частоты, уменьшить их и преобразовать в сигналы информации. Первую из этих функций выполняет усилитель колебаний радиочастоты, вторую – детектор, третью – усилитель колебаний звуковой частоты, четвертую – динамическая головка громкоговорителя или приемный телеграфный аппарат. В гидроаэростатике рассматриваются условия и закономерности равновесия жидкостей и газов под воздействием приложенных к ним сил и, кроме того, условия равновесия твердых тел, находящихся в жидкостях или газах.

В отличие от твердых тел, жидкости и газы не сохраняют своей формы, а принимают форму того сосуда, в который заключены. Отличительной способностью жидкостей и газов является их текучесть, которая связана с малыми силами трения при относительном движении соприкасающихся слоев.

2) Радиолокацией наз-ся обнаружение и определение местонахождения различных объектов с помощью радиоволн. Радиок основана на явлении отражения и рассеяния радиоволн телами. В радиолокационной астрономии методы радиолокации используются для уточнения движения планет Солнечной системы и их спутников.

Телевидиние. С помощью радиоволн осуществляется передача на расстояние звук. сигалов и изображений предметов.

В телевизионном приемнике –телевизоре –имеется электронно- лучевая трубка с магнитным управлением, называемая кинескопом. В кинескопе электрон пушка создает электронный пучок, который фокусируется на экране, покрытом кристаллами, способными светиться под ударами быстро движущихся электронов, -люминофорами. На пути к экрану электроны пролетаяют через магнитные поля двух пар катушек, расположенных снаружи трубки. О развитие средств связи сам наговоришь –нет нигде.(ну там про оптоволокно…)

Билет №15

Опыт Юнга

Определение колебательного движения. 2. Свободные колебания. 3. Превращения энергии. 4. Вынужденные колебания.

М
еханическими колебаниями называют дви­жения тела, повторяющиеся точно или приблизи­тельно через одинаковые промежутки времени. Основ­ными характеристиками механических колебаний являются: смещение, амплитуда, частота, период. Смещение - это отклонение от положения равнове­сия. Амплитуда - модуль максимального отклоне­ния от положения равновесия. Частота - число полных колебаний, совершаемых в единицу времени. Период - время одного полного колебания, т. е. ми­нимальный промежуток времени, через который происходит повторение процесса. Период и частота связаны соотношением: v = 1/T.

Гармоническими называют колебания, при которых какая-либо физическая величина, описывающая процесс, из­меняется со временем по закону косинуса или синуса:

С
вободными - называют колебания, которые совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воз­действий на систему, совершающую колебания. На­пример, колебания груза на нити (рис. 9).

Рассмотрим процесс превращения энергии на примере колебаний груза на нити (см. рис. 9).

При отклонении маятника от положения рав­новесия он поднимается на высоту h относительно нулевого уровня, следовательно, в точке А маятник обладает потенциальной энергией mgh. При движе­нии к положению равновесия, к точке О, уменьшает­ся высота до нуля, а скорость груза увеличивается, и в точке О вся потенциальная энергия mgh превратит­ся в кинетическую энергию mv г /2. В положении равновесия кинетическая энергия имеет максималь­ное значение, а потенциальная энергия минимальна. После прохождения положения равновесия происхо­дит превращение кинетической энергии в потенци­альную, скорость маятника уменьшается и при мак­симальном отклонении от положения равновесия становится равной нулю. При колебательном движе­нии всегда происходят периодические превращения его кинетической и потенциальной энергий.

При свободных механических колебаниях не­избежно происходит потеря энергии на преодоление сил сопротивления. Если колебания происходят под действием периодически действующей внешней си­лы, то такие колебания называют вынужденными. Например, родители раскачивают ребенка на каче­лях, поршень движется в цилиндре двигателя авто­мобиля, колеблются нож электробритвы и игла швейной машины. Характер вынужденных колеба­ний зависит от характера действия внешней силы, от ее величины, направления, частоты действия и не зависит от размеров и свойств колеблющегося тела. Например, фундамент мотора, на котором он закреп­лен, совершает вынужденные колебания с частотой, определяемой только числом оборотов мотора, и не зависит от размеров фундамента.

2. . Интерференцией света называют пространственное перераспределение светового потока при на­ложении двух (или нескольких) когерентных свето­вых волн (Когерентные волны - это волны, одинаковые по частоте и фазе колебания.), в результате чего в одних местах возника­ют максимумы, а в других минимумы интенсивности (интерференционная картина). Интерференцией света объясняется окраска мыльных пузырей и тонких масляных пленок на воде, хотя мыльный раствор и масло бесцветны. Световые волны частично отража­ются от поверхности тонкой пленки, частично прохо­дят в нее. На второй границе пленки вновь происхо­дит частичное отражение волны (рис. 34). Световые волны, отраженные двумя поверхностями тонкой пленки, распространяются в одном направлении, но проходят разные пути. При разности хода I, кратной целому числу длин волн l = 2k λ/2.

При разности хода, кратной нечетному числу полуволн l = (2k + 1) λ/2, наблюдается интерферен­ционный минимум. Когда выполняется условие мак­симума для одной длины световой волны, то оно не выполняется для других волн. Поэтому освещенная белым светом тонкая цветная прозрачная пленка кажется окрашенной. Явление интерференции в тон­ких пленках применяется для контроля качества об­работки поверхностей просветления оптики. При прохождении света через малое круглое отверстие на экране вокруг центрального светлого пятна наблюдаются чередующиеся темные и светлые кольца; если свет проходит через узкую щель, то по­лучается картина из чередующихся светлых и тем­ных полос.

Интерференцию света удалось наблюдать с помощью установки, предложенной Юнгом. Он был одним из первых, кто понял, что от двух независимых источников света интерференционная картина не получится. Поэтому он пропустил в тёмную комнату солнечный свет через узкое отверстие, затем с помощью двух других отверстий разделил этот пучок на два. Эти два пучка, накладываясь друг на друга, образовали в центре экрана белую полосу, а по краям – радужные. Таким образом, в опыте Юнга интерференционная картина получилась путем деления фронта волны, исходящей из одного источника, при ее прохождении через два близко расположенных отверстия

Билет №16

Механические волны и их свойства. Распространение колебаний в упругих средах

Зоны Френеля. Дифракционная решетка как спектральный прибор.

Акустический резонанс.

1. Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканьем часов и гулом моторов, шелестом листов и завыванием ветра, пением птиц и голосами людей. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. Достигая уха, звук воздействует на барабанные перепонки и вызывает ощущение звука. На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту в переделах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц – одно колебание в секунду). Вот почему упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В воздухе при температуре 0 и нормальном атмосферном давлении звук распространяется со скоростью 330 м/с, а в морской воде – около 1500 м/с, а в некоторых металлах его скорость достигает 700 м/с. Упругие волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуком, а с частотой превышающей 20 кГц – ультразвуком. Звук может распространяться в виде продольных и поперечных волн. В газообразном состоянии возникают только продольные волны, когда колебательное движение частиц происходит лишь в том направлении, в котором распространяется волна. В твердых тела помимо продольных возникает и поперечные, когда частицы среды колеблются в направлении, перпендикулярных направлению волны. Звуковые волны несут с собой энергию, которую сообщают им источник звука. Величину кинетической энергии, протекающей за оду секунду через квадратный сантиметр поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны, вычислил Николай Алексеевич Наумов. Эту величину назвали потоком энергии. Она выражает меру интенсивности, или, как еще говорят, силы звука. Всякий реальный звук – это непросто гармоническое колебание, а своеобразная смесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот. Музыкальный звук характеризуется тремя качествами: высотой (определяюще2йся чистом колебаний в секунду – частотой), громкостью (зависящей от интенсивности колебаний) и тембром – окраской звука (зависящей от формы колебаний). Из –за конечной скорости звука появляется эхо. Чтобы его услышать, можно произнести громкий звук перед крупным зданием, отстоящим от вас на 20 –30 метров. Распространяющаяся звуковая волна, встретив на своем пути большую преграду – стену здания, отражается от нее. Когда отраженная волна достигает нашего уха, мы слышим отголосок или эхо. Эхо – это звуковая волна, отраженная какой – либо преградой и возвратившаяся в то место, откуда она начала распространяться. Легко понять, что мы слышим эхо через такой промежуток времени. В течении которого звуковая волна проходит путь до преграды и обратно, те проходит двойное расстояние между источником звука и преградой. S=V*t/2. Излучая короткие импульсы волн и улавливая их эхо, измеряют время движения волны от преграды и обратно, а потом определит расстояние до преграды. В этом суть эхолокации. Волна – распространение колебаний в пространстве … от точки к точке от частицы к частице. Скорость распространения волны – скорость волны, которая равна произведению частоты колебаний в волне на длину волны. Волна, в которой колебания происходят вдоль той же прямой, что и их распространение, называют продольной волной. Волна, распространяющаяся в направлении, перпендикулярном направлению колебаний частиц в волне, называется поперечной.

Энергия пропорциональна квадрату амплитуды колебаний. Звуковые колебания, переносимые звуковой волной, могут служить вынуждающей, периодически изменяющейся силой для колебательных систем и вызвать в этих системах явление резонанса(это акустический резонанс).

Для звучания – резонаторы.

2. Явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении у края преграды называют дифракцией света. Диф­ракция объясняется тем, что световые волны, прихо­дящие в результате отклонения из разных точек от­верстия в одну точку на экране, интерферируют между собой. Дифракция света используется в спек­тральных приборах, основным элементом в которых является дифракционная решетка. Дифракционная решетка представляет собой прозрачную пластинку с нанесенной на ней системой параллельных непро­зрачных полос, расположенных на одинаковых рас­стояниях друг от друга.

П
усть на решетку (рис. 35) падает монохрома­тический (определенной длины волны) свет. В ре­зультате дифракции на каждой щели свет распро­страняется не только в первоначальном направлении,

но и по всем другим направлениям. Если за решет­кой поставить собирающую линзу, то на экране в фокальной плоскости все лучи будут собираться в одну полоску.

Параллельные лучи, идущие от краев соседних щелей, имеют разность хода l= d sin φ, где d - по­стоянная решетки - расстояние между соответ­ствующими краями соседних щелей, называемое пе­риодом решетки, (φ - угол отклонения световых лу­чей от перпендикуляра к плоскости решетки. При разности хода, равной целому числу длин волн d sin φ = kλ, наблюдается интерференционный мак­симум для данной длины волны. Условие интерфе­ренционного максимума выполняется для каждой длины волны при своем значении дифракционного угла φ. В результате при прохождении через диф­ракционную решетку пучок белого света разлагается в спектр. Угол дифракции имеет наибольшее значе­ние для красного света, так как длина волны красно­го света больше всех остальных в области видимого света. Наименьшее значение угла дифракции для фиолетового света. Для нахождения результата интерференции колебаний от вторичных источников Френель предложил метод разбиения волнового фронта на зоны, называемы зонами Френеля. Обозначим расстояние от точки 0 до до ближайшей точки волновой поверхности D через r0. Первая зона Френеля ограничивается точками волновой поверхности, расстояние от которых до точки 0 равно r1= r0 + λ/2. Эти точки располагаются на окружности. Вторая зона Френеля находится между краем первой зоны и точками волновой поверхности, расстояние от которых до точки 0 равно r2 = r1 + λ/2 = r0 + λ. Все зоны Френеля имеют одинаковую площадь, но если так, то они должны были бы возбуждать в точке наблюдения колебания с одинаковой амплитудой, но это условие не выполняется вследствие того, что у каждой последующей зоны угол α между лучом, проведенным в точку наблюдения, и нормалью к фронту волны несколько больше, чем у предыдущей зоны, а с увеличением этого угла амплитуда колебаний уменьшается. Разность хода двух соседних зон равна λ/2, следовательно колебания от них приходят в точку наблюдения в противоположных фазах, так что волны от любых двух соседних зон Френеля почти гасят друг друга. Суммарная амплитуда колебаний в точке наблюдения меньше амплитуды колебаний, которые вызвала бы одна первая зона Френеля. Пока радиус отверстия меньше радиуса первой зоны Френеля, увеличение ширины отверстия приводит к увеличению амплитуды колебаний в точке 0 (так как разность хода для колебаний, пришедших от различных точек первой зоны не превышает λ/2). Максимального значения амплитуда достигает при равенстве радиуса отверстия радиусу первой зоны Френеля. При дальнейшем увеличении радиуса отверстия амплитуда колебаний в точке 0 уменьшается в результате интерференции колебаний, приходящих от первой и второй зон; она становится минимальной при равенстве радиуса отверстия радиусу второй зоны. При дальнейшем увеличении радиуса отверстия амплитуда колебаний принимает максимальные значения, когда в отверстии укладывается нечетное число зон Френеля, и минимальные значения при четном их числе.

Дифракционная решетка – спектральный прибор, служащий для разложения света в спектр и измерения длины волны. Решетки в зависимости от применения бывают металлическими и стеклянными. Наблюдения проводятся на металлических решетках только в отраженном свете, а на стеклянных – чаще всего в проходящем свете. Главная характеристика решетки – постоянная решетки d = a + b, где b – ширина щели, а – ширина непрозрачного участка. В тех направлениях, для которых разность хода равна четному числу полуволн, наблюдается интерференционный максимум, и наоборот. После падения плоской волны на дифракционную решетку происходит интерференция волн, дифрагировавших на щелях решетки. Различным длинам волн соответствуют разные углы

d sinα = kλ, на которых наблюдается интерференционные максимумы. На этом основано главное свойство решетки – разложение падающего на нее немонохроматического света, в спектр.

Билет №17

поглощение света

1. Можно выделить три основных положения молекулярно-кинетической теории, которая объясняет свойства тел, состоящих из огромного числа молекул, а также особенности тепловых процессов, в них протекающих:

вещество состоит из отдельных мельчайших частиц, называемых молекулами; молекула – это наименьшая электрически нейтральная частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами и могущая существовать самостоятельно;

молекулы находятся в беспристрастном, хаотическом движении;

молекулы взаимодействуют друг с другом.

Реальное существование молекул подтверждает огромное количество экспериментальных фактов. Так, всем известно, что твердое вещество можно раздробить либо растворить в воде или других растворителях. Мы знаем что газы могут расширятся или сжиматься. Броуновское движение или диффузия свидетельствуют о том. Что между молекулами одного и того же вещества есть промежутки.

Молекулы в веществе взаимодействуют друг с другом: наличие сил притяжения подтверждает тот факт, что тела сами по себе не распадаются на молекулы, а для разрыва, например, твердого тела требуется усилие. О наличии сил притяжения можно судить по тому, что две близко расположенные капли жидкости слипаются.

Твердые тела и жидкости практически несжимаемы. Само же существование твердых те и жидкостей свидетельствует о том, что силы отталкивания убывают с увеличением расстояния быстрее, чем силы притяжения. Если бы последние убывали быстрее сил отталкивания, то в природе просто не было бы больших устойчивых совокупностей молекул, так как молекулы разлетелись бы под действием под действием сил отталкивания.

Молекула – это наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Молекула способна с самостоятельному существованию. Она может состоять из одинаковых атомов и различных. Сущность молекулы можно описать и с другой точки зрения: молекула -–это устойчивая система, состоящая из атомных ядер и окружающих электронов, причем химические свойства молекул определяются электронами внешних оболочек в атомах. Атомы объединяются в молекулы в большинстве случаев химическими связями. Обычно такая связь создается одной, двумя или тремя парами электронов, которыми владеют сообща два атома. Молекулы характеризуются определенным размером и формой. Если известны молекулярный вес и плотность данного вещества. То вычислить размер его молекул несложно. Для этого надо объем, занимаемый грамм – молекулой вещества, разделить на число Авогадро (6,02*10^23 1/моль). Зная диаметр молекулы и плотность вещества можно определить массу молекулы m=p*V

2. Дисперсия света. Явление зависимости показателя преломления вещества от частоты света называется дисперсией света. Установлено, что с возрастанием частоты света показатель преломления вещества увеличивается. Пусть на трёхгранную призму па­дает узкий параллельный пучок белого света на котором показано сечение призмы плоскость­ю чертежа и одни из лучей). При прохождении через призму он разлагается на пучки света разного цвета от фиолетового до красного. Цвет­ную полосу на экране называют сплошным спек­тром. Нагретые тела излучают световые волны со всевозможными частотами, лежащими в интерва­ле частот от
до
Гц. При разложении этого света и наблю­дается сплошной спектр. Возникновение сплошного спектра объясняется дисперсией света. Наибольшее значение показатель преломления имеет для фиолетового света, наименьшее - для красного. Это приводит к тому, что сильнее всего будет преломляться фиолетовый свет и слабее всего -красный. Разложение сложного света при прохождении че­рез призму используется в спектрометрах. Поглощение света. Явление поглощения света объясняет классическая электронная теория. Объяснение состоит в следующем. Электроны атомов и молекул совершают вынужденные колебания под действием электрического поля с частотой, равной частоте света. Если частота световой волны приближается к частоте собственных колебаний, то возникает явление резонанса, обуславливающее поглощение света. Поглощенная энергия может переходить в другие виды, в частности, она может превращаться в энергию хаотического, теплового движения частиц вещества.

Билет №18

Естественный свет. Поляризатор.

1. Для объяснения свойств вещества в газообраз­ном состоянии используется модель идеального газа. Идеальным принято считать газ, если:

а) между мо­лекулами отсутствуют силы притяжения, т. е. моле­кулы ведут себя как абсолютно упругие тела;

б) газ очень разряжен, т. е. расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул;

в) тепловое равновесие по всему объему достигается мгновенно. Условия, необходимые для того, чтобы реальный газ обрел свойства идеального, осуществляются при со­ответствующем разряжении реального газа. Некото­рые газы даже при комнатной температуре и атмо­сферном давлении слабо отличаются от идеальных.

Основными параметрами идеального газа являются давление, объем и температура.

Одним из первых и важных успехов МКТ было качественное и количественное объяснение давления газа на стенки сосуда. Качественное объяснение за­ключается в том, что молекулы газа при столкнове­ниях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела и передают свои импульсы стенкам сосуда.

На основании использования основных поло­жений молекулярно-кинетической теории было по­лучено основное уравнение МКТ идеального газа, ко­торое выглядит так: р = 1/3 т 0 пv 2 .

Здесь р - давление идеального газа, m 0 -

масса молекулы, п - концентрация молекул, v 2 - средний квадрат скорости молекул.

Обозначив среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул идеаль­ного газа Е k получим основное уравнение МКТ иде­ального газа в виде: р = 2/3nЕ k .

Однако, измерив только давление газа, невоз­можно узнать ни среднее значение кинетической энергии молекул в отдельности, ни их концентра­цию. Следовательно, для нахождения микроскопиче­ских параметров газа нужно измерение какой-то еще физической величины, связанной со средней кинети­ческой энергией молекул. Такой величиной в физике является температура. Температура - скалярная физическая величина, описывающая состояние тер­модинамического равновесия (состояния, при кото­ром не происходит изменения микроскопических па­раметров). Как термодинамическая величина температура характеризует тепловое состояние системы и измеряется степенью его отклонения от принятого за нулевое, как молекулярно-кинетическая величина характеризует интенсивность хаотического движения молекул и измеряется их средней кинетической энергией.

E k = 3/2 kT, где k = 1,38 10 -23 Дж/К и назы­вается постоянной Больцмана.

Температура всех частей изолированной си­стемы, находящейся в равновесии, одинакова. Изме­ряется температура термометрами в градусах раз­личных температурных шкал. Существует абсолют­ная термодинамическая шкала (шкала Кельвина) и различные эмпирические шкалы, которые отличают­ся начальными точками. До введения абсолютной шкалы температур в практике широкое распростра­нение получила шкала Цельсия (за О °С принята точка замерзания воды, за 100 °С принята точка ки­пения воды при нормальном атмосферном давлении).

2. Опыт показывает, что интенсивность светового пучка, проходящего через некоторые кристаллы, на­пример, исландского шпата, зависит от взаимной ориентации двух кристаллов. При одинаковой ориен­тации кристаллов свет проходит через второй кри­сталл без ослабления.

Если же второй кристалл повернут на 90°, то свет через него не проходит. Происходит явление по­ляризации, т. е. кристалл пропускает только такие волны, в которых колебания вектора напряженности электрического поля совершаются в одной плоскости, плоскости поляризации. Явление поляризации доказывает волновую природу света и поперечность све­товых волн.

Световая волна – поперечная и основная характеризующая ее векторная величина совершает колебания в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Основной хар – ой световой волны является электр – ий вектор Е, поэтому его называют световым вектором. Плоскостью колебаний называют плоскость, в которой колеблется световой вектор. Эта плоскость колебаний для каждого излучающего заряда не может быть произвольной, она определяется направлением распространения волны и вектором ускорения заряда. Плоскость, в которой совершает колебания вектор индукции магнитного поля В, называют плоскостью поляризации(для описания степени поляризации достаточно задать плоскость колебаний). Свет, у которого световой вектор колеблется беспорядочно одновременно во всех направлениях, перпендикулярных лучу, называется естественным или неполяризованным.

Поляризатор – устройство, выделяющее одно из всех направлений колебаний вектора Е. Свет, у которого направление колебаний вектора Е строго фиксировано, называется линейнополяризованным. Под поляризацией света понимают выделение из естественного света световых колебаний с определенным направлением. Поляризатором может служить пластина турмалина, вырезанная из кристалла параллельно его оптической оси. Действие турмалиновой пластинки заключается в том, что она пропускает колебания, электр – ий вектор которых параллелен оптической оси (колебания, вектор которых перпендикулярен оптической оси, почти полностью поглощаются. Зависимость показателя поглощения вещества от направления колебаний вектора Е называется дихроизмом. Устройство, которое позволяет выяснить, какова плоскость колебаний света, называется анализатором, который ничем по конструкции не отличается от поляризатора(разница в функциях). Поляризаторы и анализаторы называют поляроидами. Если плоскость колебаний электр – ого вектора совпадет с оптической осью поляризатора, то наблюдатель увидит свет, в противном случае свет полностью поглощается кристаллом.

Оптически активные вещества – это вещества, проходя через которые у света происходит поворот плоскости, зависящий от концентрации этого вещества в растворе.

Билет №19

Кипение. Критическая температура

1. Испарение - парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Неравномерное распределение кинети­ческой энергии теплового движения молекул приво­дит к тому, что при любой температуре кинетическая энергия некоторых молекул жидкости или твердого тела может превышать потенциальную энергию их связи с другими молекулами. Большей кинетической энергией обладают молекулы, имеющие большую скорость, а температура тела зависит от скорости движения его молекул, следовательно, испарение со­провождается охлаждением жидкости. Скорость ис­парения зависит: от площади открытой поверхности, температуры, концентрации молекул вблизи жид­кости. Конденсация - процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое. Испарение жидкости в закрытом сосуде при неизменной температуре приводит к постепенному увеличению концентрации молекул испаряющегося вещества в газообразном состоянии. Через некоторое время после начала испарения концентрация вещест­ва в газообразном состоянии достигнет такого значе­ния, при котором число молекул, возвращающихся в жидкость, становится равным числу молекул, поки­дающих жидкость за то же время. Устанавливается динамическое равновесие между процессами испа­рения и конденсации вещества. Вещество в газооб­разном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью, называют насыщенным паром. (Паром называют совокупность молекул, по­кинувших жидкость в процессе испарения.) Пар, на­ходящийся при давлении ниже насыщенного, назы­вают ненасыщенным.

Вследствие постоянного испарения воды с по­верхностей водоемов, почвы и растительного покрова, а также дыхания человека и животных в атмосфере всегда содержится водяной пар. Поэтому атмосфер­ное давление представляет собой сумму давления су­хого воздуха и находящегося в нем водяного пара. Давление водяного пара будет максимальным при насыщении воздуха паром. Насыщенный пар в отли­чие от ненасыщенного не подчиняется законам иде­ального газа. Так, давление насыщенного пара не за­висит от объема, но зависит от температуры. Эта зависимость не может быть выражена простой форму­лой, поэтому на основе экспериментального изучения зависимости давления насыщенного пара от темпера­туры составлены таблицы, по которым можно опре­делить его давление при различных температурах. Давление водяного пара, находящегося в воз­духе при данной температуре, называют абсолютной влажностью, или упругостью водяного пара. По­скольку давление пара пропорционально концентра­ции молекул, можно определить абсолютную влаж­ность как плотность водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, выраженную в ки­лограммах на метр кубический (р). Большинство явлений, наблюдаемых в приро­де, например быстрота испарения, высыхание раз­личных веществ, увядание растений, зависит не от количества водяного пара в воздухе, а от того, на­сколько это количество близко к насыщению, т. е. от относительной влажности, которая характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

При низкой температуре и высокой влажности повышается теплопередача и человек подвергается переохлаждению. При высоких температурах и влажности теплопередача, наоборот, резко сокра­щается, что ведет к перегреванию организма. Наибо­лее благоприятной для человека в средних климати­ческих широтах является относительная влажность 40-60%. Относительной влажностью называют от­ношение плотности водяного пара (или давления), находящегося в воздухе при данной температуре, к плотности (или давлению) водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах, т. е. = р/р 0 100%, или (р = р/р 0 100%. Относительная влажность колеблется в широ­ких пределах. Причем суточный ход относительной влажности обратен суточному ходу температуры. Днем, с возрастанием температуры, и следовательно, с ростом давления насыщения относительная влаж­ность убывает, а ночью возрастает. Одно и то же ко­личество водяного пара может либо насыщать, либо не насыщать воздух. Понижая температуру воздуха, можно довести находящийся в нем пар до насыще­ния. Точкой росы называют температуру, при кото­рой пар, находящийся в воздухе, становится насы­щенным. При достижении точки росы в воздухе или на предметах, с которыми он соприкасается, начи­нается конденсация водяного пара. Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются гигрометрами и психрометрами.

При кипении по всему объему жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают на поверхность. Температура кипения жидкости остается постоянной. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется на превращение ее в пар. В жидкости всегда присутствуют растворенные газы, которые выделяются на дне и стенках сосуда, а так же на взвешенных в жидкости пылинках. Пары жидкости, которые находятся внутри пузырьков, являются ненасыщенными. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырьки увеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают. Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слоях происходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает и пузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, сто стенки пузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться и всплывут на поверхность. Жидкость закипит. Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависти от давления на ее поверхность. Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости. Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения. У каждой жидкости своя температура кипения, которая зависит от давления насыщенного пара. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения. Критическая температура – это температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и ее насыщенным паром. При критической температуре плотность и давление насыщенного пара становятся максимальными, а плотность жидкости, находящейся в равновесии с паром, - минимальной. Особое значение критической температуры состоит в том, что при температуре выше критической ни при каких давлениях газа нельзя обратить в жидкость. Газ, имеющий температуру ниже критической, представляет собой ненасыщенный пар.

2. . В однородной среде свет распространяется прямолинейно. Об этом свиде­тельствуют резкие тени, отбрасываемые непрозрачными предметами при освещении их точечными источниками света.

угол падения равен углу отражения. При переходе из одной среды в другую преломляются и подчиня­ются закону преломления волн: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть вели­чина постоянная для двух данных сред и равная отношению скорости электромагнитных волн в первой среде к скорости электромагнитных волн во второй среде и называется показателем преломле­ния второй среды относительно первой.

Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Тонкой, если ее толщина мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей, в противном случае – толстой.

Оптическая сила – это величина, обратная фокусному расстоянию

Измеряется в диоптриях. 1 диоптрий – это оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой 1 м.

Равноускоренным называется движение с ускорением, постоянным по модулю и направлению. Скорость при равноускоренном движении вычисляется как
.

Отсюда формула для пути при равноускоренном движении выводится как:

Также справедливы формулы
, выводимая из уравнений скорости и пути при равноускоренном движении.

При равномерном прямолинейном движении с постоянной скоростью U вектор скорости в каждой точке направлен вдоль траектории.

Средняя скорость и численное значение мгновенной – равны, при таком движении ускорение а остается величиной постоянной, причем нормальная составляющая равна 0.

Если направление ускорения совпадает с направлением скорости, то движение называется - равноускоренным, а если не совпадает – то, равнозамедленным.

Прямолинейное движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется на одинаковую величину, называется равноускоренным прямолинейным движением.

Онологично для равнозамедленного движения с ускорением а0, краевой угол острый и жидкость смачивает тверд тело. И наоборот. Если же
-
>
, то условие равновесия не может быть выполнено, ибо конус не может быть больше единицы.Это значит что жидк полность смачивает тверд тело. Явление смачив и несмачив широко применяется в технике.

Капилляр явления.
-формула высоты подъема жидкости в капилляре -плотность жидкости, r- радиус капилляра, g- ускорен своб пад,

2)Элементы фотометрии. Потоком излучения наз –ся средняя мощность излучения за время, значительно большее периода электромагнитных колебаний. Ф е =W/t=P

СИ –в а т т

Поверхностная плотность потока излучения равна отношению потока излучения к площади пов-ти, через которую проходит этот поток: I e =Ф е /S=P/S=W/(St). Часто эту величину наз-ют облученностью и обозначают E e .

Термин Поверхностная плотность потока излучения аналогичен термину интенсивность волны, или в астрономии –светимость (Вт/м 2)

Фотометрические величины: Световой поток –мощность оптического излучения, оцениваемая по вызываемому им световому ощушению. -св поток.СИ –люмен. Сила света I v –определяется отношением светового потока к телесному углу
, внутри которого этот поток распространяется
. СИ –кандела.

Освещенность E v связывает световой поток с площадью той поверхности, на которую этот поток падает. Освещенность в данной точке поверхности равна отношению светового потока, падающего на элемент пов-ти, к площади этого элемента:
. СИ –люкс

Зак. Освещенности: 1)Освещенность пов-ти, создаваемая точечным источником света, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника

2)Освещенность поверхности прямо пропорциональна косинусу угла падения лучей

3) Освещенность поверхности, создаваемая точечным источником, прямо пропорциональна силе света источника, косинусу угла падения лучей и обратно пропорц квадрату расстояния от источника до освещаемой пов-ти(обобщ. зак освещенности)

Билет №21

Оптические приборы: лупа, микроскоп, телескоп. Разрешающая способность телескопа. Фотоаппарат. Диа-, эпи-, и кинопроекты

1.Каждый может легко разделить тела на твер­дые и жидкие. Однако это деление будет только по внешним признакам. Для того чтобы выяснить, ка­кими же свойствами обладают твердые тела, будем их нагревать. Одни тела начнут гореть (дерево, уголь) - это органические вещества. Другие будут размягчаться (смола) даже при невысоких темпера­турах - это аморфные. Третьи будут изменять свое состояние при нагревании так, как показано на гра­фике (рис. 12). Это и есть кристаллические тела. Та­кое поведение кристаллических тел при нагревании объясняется их внутренним строением. Кристалли­ческие тела - это такие тела, атомы и молекулы которых расположены в определенном порядке, и этот порядок сохраняется на достаточно большом расстоянии. Пространственное периодическое распо­ложение атомов или ионов в кристалле называют кристаллической решеткой. Точки кристаллической решетки, в которых расположены атомы или ионы, называют узлами кристаллической решетки.

Кристаллические тела бывают монокристал­лами и поликристаллами. Монокристалл обладает единой кристаллической решеткой во всем объеме.

Анизотропия монокристаллов заключается в зависимости их физических свойств от направления. Поликристалл представляет собой соединение мел­ких, различным образом ориентированных монокри­сталлов (зерен) и не обладает анизотропией свойств.

Большинство твердых тел имеют поликристалличе­ское строение (минералы, сплавы, керамика).

Основными свойствами кристаллических тел являются: определенность температуры плавления, упругость, прочность, зависимость свойств от поряд­ка расположения атомов, т. е. от типа кристалли­ческой решетки.

Аморфными называют вещества, у которых отсутствует порядок расположения атомов и молекул по всему объему этого вещества. В отличие от кри­сталлических веществ аморфные вещества изотроп­ны. Это значит, что свойства одинаковы по всем на­правлениям. Переход из аморфного состояния в жидкое происходит постепенно, отсутствует опреде­ленная температура плавления. Аморфные тела не обладают упругостью, они пластичны. В аморфном состоянии находятся различные вещества: стекла, смолы, пластмассы и т. п.

У
пругость - свойство тел восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил или других причин, вызвавших дефор­мацию тел. Для упругих деформаций справедлив за­кон Гука, согласно которому упругие деформации прямо пропорциональны вызывающим их внешним воздействиям, где - механическое на­пряжение,

- относительное удлинение, Е - мо­дуль Юнга (модуль упругости). Упругость обусловле­на взаимодействием и тепловым движением частиц, из которых состоит вещество.

Пластичность - свойство твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные де­формации после того, как действие этих сил прекра­тится.

Лупы- короткофокусные двояковыпуклые линзы, сделанные из стекла или пластмассы.

f-фокусн расстоян лизы, D-расстоян до предмета

Микроскоп. Микроскопом называют оптический прибор, служащий для рассматривания мелких предметов, невидимых невооруженным глазом. Микроскоп состоит из двух собирающих линз - короткофокусного объектива и длиннофокусного окуляра, расстояние между которыми можно изменять при настройке на резкость. Объектив создает действительное, перевернутое, увеличенное промежуточное изображение. Окуляр действует как лупа, создавая мнимое увеличенное изображение.
-угловое увеличение микроскопа,- расстоян м\у зад фокусом объектива и передним фокусом окуляра

Телескоп:а)рефлекторы,б)рефракторы

Действие рефлектора- отражающего телескопа- основано на использовании зеркального, отражающего объектива.Впервые создал Ньютон. Ньютон стремился устранить хроиатическую аберрацию. Свойственную линзам.

В
рефракторе- линзовом телескопе используются две системы линз. Оптическую систему телескопа для получения максимального углового увеличения конструируют так. Чтобы задний фокус объектива совпадал с передним фоуксом окуляра

Для характеристики объектива телескопа вводятвеличину А, обратную предельному углу(ее наз-ют разрешающей силой телескопа)
. Для увеличения разрешающей способности телескопа надо брать объективы большого диаметра. Другой путь-уменьшение длины волны регистрируемого излучения. Фотоаппарат представляет собой закрытую светонепрониц камеру и систему линз, называемую объективом.(состоит из 2-3х линз, навороченные 7-9)Диафрагма-при ее помощи получается четкое изображение предметов, находящихся на разных расстояниях от фотоаппарата. Диапроектор- назначение создавать на экране увеличенные изображения прозрачных рисунков или фоток, зафиксированных на кадре диафильма. Эпипроектор-получение изображения зафиксированного на бумаге.(тема такая как в цнире стоит). Кинопроектор отличается от диапроектора лишь тем, что в нем имеется механический прерыватель (обтюратор), который заслоняет объектив в тот момент, когда кинопленка продергивается на 1 кадр. Т.к. смена кадров происходит 24 раза в 1с. Глаз эти прерывания не замечает.

Билет № 22

Элементы специальной теории относительности. Постулаты СТО. Конечность и предельность скорости света. Релятивистский закон преобразование скоростей. Релятивистская динамика.

1.Каждое тело имеет вполне определенную структуру, оно состоит из частиц, которые хаотиче­ски движутся и взаимодействуют друг с другом, по­этому любое тело обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия - это величина, характери­зующая собственное состояние тела, т. е. энергия хаотического (теплового) движения микрочастиц си­стемы (молекул, атомов, электронов, ядер и т. д.) и энергия взаимодействия этих частиц. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа определяется по формуле U=3/2 т/М RT.

Внутренняя энергия тела может изменяться только в результате его взаимодействия с другими телами. Существуют два способа изменения внутрен­ней энергии: теплопередача и совершение механи­ческой работы (например, нагревание при трении или при сжатии, охлаждение при расширении).

Теплопередача - это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Теплопере­дача бывает трех видов: теплопроводность (непо­средственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела); конвекция (перенос энергии потоками жидкости или газа) и излуче­ние (перенос энергии электромагнитными волнами). Мерой переданной энергии при теплопередаче яв­ляется количество теплоты (Q).

Эти способы количественно объединены в за­кон сохранения энергии, который для тепловых про­цессов читается так. Изменение внутренней энергии замкнутой системы равно сумме количества теп­лоты, переданной системе, и работы, внешних сил, совершенной над системой.  U= Q + А, где  U- изменение внутренней энергии, Q - количество теп­лоты, переданной системе, А - работа внешних сил. Если система сама совершает работу, то ее условно обозначают А". Тогда закон сохранения энергии для тепловых процессов, который называется первым за­коном термодинамики, можно записать так: Q = Α" +  U, т. е. количество теплоты, переданное систе­ме, идет на совершение системой работы и измене­ние ее внутренней энергии.

При изобарном нагревании газ совершает ра­боту над внешними силами Α" = p(V 1 -V 2) = pΔV, где

V 1 , и V 2 - начальный и ко­нечный объем газа. Если про­цесс не является изобарным, величина работы может быть определена площадью фигу­ры, заключенной между ли­нией, выражающей зависи­мость p(V) и начальным и ко­нечным объемом газа (рис. 13).

Рассмотрим применение первого закона тер­модинамики к изопроцессам, происходящим с иде­альным газом.

В
изотермическом процессе температура по­стоянная, следовательно, внутренняя энергия не ме­няется. Тогда уравнение первого закона термодина­мики примет вид: Q = А", т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение работы при изотермическом расширении, именно поэтому темпе­ратура не изменяется.

В изобарном процессе газ расширяется и ко­личество теплоты, переданное газу, идет на увеличе­ние его внутренней энергии и на совершение им ра­боты: Q =  U + А".

При изохорном процессе газ не меняет своего объема, следовательно, работа им не совершается, т. е., А = О, и уравнение первого закона имеет вид:

Q =  U, т. е. переданное количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа.

Адиабатным называют процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Q = 0, следо­вательно, газ при расширении совершает работу за счет уменьшения его внутренней энергии, следова­тельно, газ охлаждается, Α" =  U. Кривая, изобра­жающая адиабатный процесс, называется адиабатой.

Адиабатный процесс. Показатель адиабаты.

Адиабатным называется процесс, происходящий при условии отсутствия теплообмена. Близким к адиабатному может считаться процесс быстрого расширения или сжатия газа. При этом процессе работа совершается за счет изменения внутренней энергии, т.е.
, поэтому при адиабатном процессе температура понижается. Поскольку при адиабатном сжатии газа температура газа повышается, то давление газа с уменьшением объема растет быстрее, чем при изотермическом процессе.

Процессы теплопередачи самопроизвольно осуществляются только в одном направлении. Всегда передача тепла происходит к более холодному телу. Второй закон термодинамики гласит, что неосуществим термодинамический процесс, в результате которого происходила бы передача тепла от одного тела к другому, более горячему, без каких-либо других изменений. Этот закон исключает создание вечного двигателя второго рода.

Показатель адиабаты. Уравнение состояния имеет вид PVγ = const.,

где γ = Cp /Cv – показатель адиабаты.

Теплоемкость газа зависит от условий, при которых тепло …

Если газ нагреть при постоянном давлении P, то его теплоемкость обозначается СV.

Если - при постоянном V, то обозначается Cp.

Это значит, что поля покоящихся и движущихся зарядов, в частности движущихся равномерно и прямолинейно, неравноценны. Если обратиться к классическому принципу относительности, то мы здесь приходим к противоречию. Действительно, рассмотрим две инерциальные системы отсчета К и К0, причем последняя связана с движущимся равномерно и прямолинейно зарядом. Согласно принципу относительности мы уверены в их механическом равноправии. Но кажется сомнительной симметрия систем отсчета К и К0 в отношении электромагнитных явлений, так как в системе отсчета К есть, кроме электрического, еще и магнитное поле. Идея эфира оказалась несостоятельной. Если бы скорость света была относительной и подчинялась классическому закону сложения скоростей, то существовал бы в вакууме свет медленный и быстрый – свет от источников, по-разному движущихся в данной системе отсчета. Но экспериментально известно, что свет распространяется в вакууме с одной скоростью, каковы бы ни были его источники – земные или космические, движущиеся или находящиеся в покое относительно лаборатории. Таким образом, следует признать конечность и абсолютность скорости света. Никогда не удавалось разогнать частицы до световой скорости, несмотря на значительные затраты энергии. Превращение элементарных частиц. Установлено, что суммарная масса системы исходных элементарных частиц не равна суммарной системе новых частиц, образовавшихся после столкновения. Два постулата СТО: принцип относительности и абсолютной скорости.

Все инерциальные системы отсчета физически равноправны – любые физические процессы протекают в них одинаково (при одних и тех же начальных условиях). Любая система отсчета, которая движется относительно ИСО равномерно и прямолинейно, так же является инерциальной. ИСО ничем не отличаются друг от друга, они полностью физически тождественны, и какие бы физические опыты ни были поставлены в данной ИСО, они дадут совершенно такие же результаты в любой другой ИСО. Не существует абсолютно покоящейся ИСО или абсолютно равномерно движущейся, речь может идти только о движении и покое относительно другой ИСО.

Основные понятия: событие и ИСО. Событие – физическое явление, происходящее в какой-либо пространственной точке в некоторый момент времени в избранной системе отсчета. Relativity(от англ относительность). Умножив неравенство V" ≤ c на выражение 1 – V/c, положительное т.к. V

Могут быть данные различных типов (целые или вещественные числа, строки, логи­ческие значения). Соответственно переменные бывают различных типов: целочисленные (А%=5), веществен­ные (А=3.14), строковые (А$="информатика"1), логиче­ские (A=True). Массивы являются набором однотипных перемен­ных, объединенных одним именем. Массивы бывают одномерные, которые можно представить как одномер­ные...

Признаков в популяции Задачи генетики: 1. В области с/х - выведение новых сортов растений и новых пород животных, а также усовершенствование существующих 2. Медицинская генетика - разработка методов диагностики неследственных заболеваний, разработка их профилактики 3. Генная инженерия 43. Особенности наследования при моногибридном скрещивании, установленные Г.Менделем. ...

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ЭКЗАМЕНАХ ПО ФИЗИКЕ

В РТУ МИРЭА вступительный экзамен по физике проводится в письменной форме (для абитуриентов не сдававших ЕГЭ). В состав экзаменационного билета входят два теоретических вопроса и пять задач. Теоретические вопросы экзаменационных билетов формируются на основе общероссийской программы вступительных экзаменов по физике в технические ВУЗы. Полный перечень таких вопросов приведен ниже.

Следует отметить, что при проведении экзамена основное внимание уделяется глубине понимания материала, а не его механическому воспроизведению. Поэтому ответы на теоретические вопросы желательно в максимальной степени иллюстрировать поясняющими рисунками, графиками и т.д. В приводимых аналитических выражениях должен быть обязательно указан физический смысл каждого из параметров. Не следует подробно описывать эксперименты и опыты, подтверждающие тот или иной физический закон, а можно ограничиться лишь констатацией выводов из них. Если закон имеет аналитическую запись, то следует привести именно ее, не приводя словесную формулировку. При решении задач и ответах на теоретические вопросы векторные величины должны быть снабжены соответствующими значками и из работы абитуриента у проверяющего должно сложится четкое мнение о том, что абитуриент знает разницу между скаляром и вектором.

Глубина излагаемого материала определяется содержанием стандартных учебников для средней школы и пособиями для поступающих в ВУЗы.
При решении задач рекомендуется:

• привести схематический рисунок, отражающий условия задачи (для большинства физических задач это просто обязательно);
• ввести обозначения для тех параметров, которые необходимы для решения данной задачи (не забыв указать их физический смысл);
• записать формулы, выражающие физические законы, используемые для решения данной задачи;
• провести необходимые математические преобразования и представить ответ в аналитическом виде;
• в случае необходимости проделать численные расчеты и получить ответ в системе СИ или в тех единицах, которые указаны в условии задачи.

При получении ответа к задаче в аналитическом виде, необходимо проверить размерность полученного выражения, а также, безусловно, приветствуется исследование его поведения в очевидных или предельных случаях.

Из приведенных примеров вступительных заданий видно, что предлагаемые в каждом варианте задачи довольно сильно различаются по сложности. Поэтому максимальное количество баллов, которое можно получить за правильно решенную задачу и теоретический вопрос неодинаково и равно: теоретический вопрос - 10 баллов, задача №3 - 10 баллов, задачи №№ 4, 5, 6 - 15 баллов и задача №7 - 25 баллов.

Таким образом, абитуриент, полностью выполнивший задание, может набрать максимум 100 баллов. При пересчете в 10 бальную оценку, которая и проставляется в экзаменационный лист абитуриента, в настоящее время действует следующая шкала: 19 и менее баллов - “три”, 20÷25 баллов -“четыре”, 26÷40 баллов - “пять”, 41÷55 баллов - “шесть”, 56÷65 баллов - “семь”, 66÷75 баллов -“восемь”, 76÷85 баллов - “девять”, 86÷100 баллов - “десять”. Минимальной положительной оценке соответствовала оценка “четыре”. Заметим, что шкала пересчета может меняться в ту или иную сторону.

При проверке работы абитуриента преподаватель не обязан заглядывать в черновик, и делает он это в исключительных случаях с целью уточнения отдельных вопросов, недостаточно ясных из чистовика.

На экзамене по физике допускается использование непрограммируемого калькулятора. Категорически запрещается использовать любые средства связи и карманные компьютеры.

Продолжительность письменного экзамена по физике составляет четыре астрономических часа (240 минут).

ВОПРОСЫ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ЭКЗАМЕНОВ ПО ФИЗИКЕ

*
Adobe Reader

Вопросы составлены на основе общероссийской программы вступительных экзаменов по физике в вузы.

1. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Скорость и ускорение.
2. Закон сложения скоростей материальной точки в различных системах отсчета. Зависимость скорости и координат материальной точки от времени для случая равноускоренного движения.
3. Равномерное движение по окружности. Линейная и угловая скорости и связь между ними. Ускорение при равномерном движении тела по окружности (центростремительное ускорение).
4. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Масса. Сила. Равнодействующая сил. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.
5. Плечо силы. Момент силы. Условие равновесия тел.
6. Силы упругости. Закон Гука. Сила трения. Трение покоя Трение скольжения. Коэффициент трения скольжения.
7. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость. Первая космическая скорость (вывод).
8. Импульс тела. Импульс силы. Связь между изменением импульса тела и импульсом силы.
9. Замкнутая система тел. Закон сохранения импульса. Понятие о реактивном движении.
10. Механическая работа. Мощность, мощность силы. Кинетическая энергия. Связь работы и изменения кинетической энергии тела.
11. Потенциальные силы. Потенциальная энергия. Связь между работой потенциальных сил и потенциальной энергией. Потенциальная энергия силы тяжести и упругих сил. Закон сохранения механической энергии.
12. Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов. Сообщающиеся сосуды. Принцип устройства гидравлического пресса. Закон Архимеда для жидкостей и газов. Условие плавания тел на поверхности жидкости.
13. Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование. Молярная масса. Число Авогадро. Количество вещества. Идеальный газ.
14. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее физический смысл. Абсолютная температурная шкала.
15. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева). Изотермический, изохорный и изобарный процессы.
16. Внутренняя энергия. Количество теплоты. Работа в термодинамике. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первый закон термодинамики).
17. Теплоемкость вещества. Фазовые превращения вещества. Удельная теплота парообразования и удельная теплота плавления. Уравнение теплового баланса.
18. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение. Цикл Карно.
19. Испарение и конденсация. Кипение жидкости. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха.
20. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Электростатическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей.
21. Работа электростатического поля при перемещении заряда. Потенциал и разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда. Связь между напряженностью однородного электростатического поля и разностью потенциалов.
22. Электроемкость. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Энергия, запасенная в конденсаторе, энергия электрического поля.
23. Емкость батареи последовательно и параллельно соединенных конденсаторов (вывод).
24. Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление металлических проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников (вывод).
25. Электродвижущая сила (ЭДС). Закон Ома для полной цепи. Работа и мощность тока - закон Джоуля-Ленца (вывод).
26. Индукция магнитного поля. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера.
27. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Характер движения заряженной частицы в однородном магнитном поле (скорость частицы ориентирована перпендикулярно вектору индукции).
28. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Характер движения заряженной частицы в однородном магнитном поле (скорость частицы составляет острый угол с вектором индукции магнитного поля).
29. Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
30. Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Энергия, запасенная в контуре с током.
31. Свободные электромагнитные колебания в LC-контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре.
32. Переменный электрический ток. Получение переменного тока. Действующее значение напряжения и тока. Трансформатор, принцип его действия.
33. Законы отражения и преломления света. Показатель преломления. Полное внутреннее отражение, предельный угол полного отражения. Построение изображения в плоском зеркале.
34. Собирающая и рассеивающая линзы. Ход лучей в линзах. Формула тонкой линзы. Построение изображения в собирающей и рассеивающей линзах (по одному характерному случаю для каждой линзы на собственный выбор).
35. Кванты света. Явление фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
36. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. Постулаты Бора.
37. Ядерная модель атома. Состав ядра атома. Изотопы. Радиоактивность. Альфа- бета- и гамма-излучение.

ПРИМЕРЫ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ БИЛЕТОВ

*
*Чтобы скачать файл, нажмите на ссылку правой кнопкой мыши и выберите пункт "Сохранить объект как..."
Для чтения файла необходимо скачать и установить программу

О ПРИМЕРНЫХ БИЛЕТАХ ДЛЯ СДАЧИ ЭКЗАМЕНА

ПО ВЫБОРУ ВЫПУСКНИКАМИ XI(XII) КЛАССОВ

ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, ОСУЩЕСТВИВШИХ

ПЕРЕХОД НА ПРОФИЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Письмо Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки

Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки информирует о том, что подготовлены новые комплекты примерных билетов по 20 предметам федерального базисного учебного плана для сдачи экзамена по выбору выпускниками XI(XII) классов общеобразовательных учреждений Российской Федерации.

Новые комплекты экзаменационных билетов разработаны для образовательных учреждений, осуществивших переход на профильное обучение . Они позволяют проводить итоговую аттестацию выпускников XI(XII) классов общеобразовательных учреждений с учетом того уровня (базового или профильного), на котором велось обучение по предмету.

Образовательным учреждениям, не перешедшим на профильное обучение , рекомендуются примерные экзаменационные билеты для проведения устной итоговой аттестации выпускников XI(XII) классов общеобразовательных учреждений, опубликованные в предыдущем году в журнале «Вестник образования» (№ 5–6, 2005) и размещенные в этом году на сайте журнала www.vestnik.edu.ru.

Согласно Закону Российской Федерации «Об образовании» освоение программ среднего (полного) общего образования завершается обязательной итоговой аттестацией. Государственная (итоговая) аттестация выпускников XI(XII) классов общеобразовательных учреждений Российской Федерации проводится на основании Положения о государственной (итоговой) аттестации выпускников IX и XI(XII) классов общеобразовательных учреждений Российской Федерации (утверждено приказом Минобразования России от 3 декабря 1999 г. № 1075 с изменениями от 16 марта 2001 г. № 1022, от 25 июня 2002 г. № 2398, от 21 января 2003 г. № 135).

Итоговая аттестация выпускников XI(XII) классов общеобразовательных учреждений проводится в форме устных и письменных экзаменов. Форма проведения устной аттестации по всем предметам может быть различной: экзамен по билетам, собеседование, защита реферата, комплексный анализ текста (по русскому языку).

Представленные экзаменационные билеты позволяют проводить итоговую аттестацию выпускников XI(XII) классов общеобразовательных учреждений с учетом того уровня, на котором велось обучение по предмету (базового или профильного). Экзаменационные билеты разработаны по 20 общеобразовательным предметам:

1. Русский язык 2. Литература 3. Иностранный язык 4. Алгебра и начала анализа 5. Геометрия 6. История России 7. Всеобщая история 8. Обществознание 9. Экономика 10. Право

11. География 12. Физика 13. Химия 14. Биология 15. Естествознание 16. Информатика и ИКТ 17. Мировая художественная культура (МХК) 18. Технология 19. Основы безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) 20. Физическая культура

Каждый экзаменационный комплект по предмету содержит не менее 25 билетов, каждый билет включает три вопроса (за исключением комплекта по естествознанию, где предложено по два вопроса в билете). К экзаменационным билетам по всем предметам разработаны краткие пояснительные записки об особенностях проведения устного экзамена по предмету. В них объяснена принципиальная разница между комплектами, составленными с учетом базового уровня изучения предмета и комплектами, составленными с учетом профильного уровня изучения предмета, дана характеристика структуры экзаменационного билета в целом, прокомментированы различия первого, второго и третьего вопросов билета. Во всех пояснительных записках указано примерное время, отводимое на подготовку выпускника к ответу, описаны подходы к оцениванию ответа выпускника, носящие рекомендательный характер, даны разъяснения по использованию предложенного экзаменационного материала при разработке экзаменационных билетов на уровне общеобразовательного учреждения.

Билеты всех предложенных комплектов носят примерный характер: общеобразовательное учреждение имеет право в экзаменационный материал внести изменения, учитывающие региональный компонент, особенности программы, по которой строилось обучение; частично заменить вопросы, дополнить другими заданиями, а также разработать собственные экзаменационные материалы для проведения экзаменов по выбору в устной форме.

Порядок экспертизы, утверждения и хранения аттестационного материала для проведения экзаменов по выбору устанавливается уполномоченным органом местного самоуправления.

Руководитель В. БОЛОТОВ

ФИЗИКА – XI класс

Итоговая аттестация выпускников XI классов по физике может проводиться в различных формах: устный экзамен по билетам, собеседование, письменная итоговая работа, защита рефератов, исследовательских или проектных работ.

Для итоговой аттестации выпускников XI классов в форме устного экзамена предлагается два варианта билетов – для учащихся, изучавших физику на базовом уровне, и для учащихся, изучавших физику на профильном уровне.

Приказ Минобразования России от 5 марта 2004 г. № 1089 «Об утверждении федерального компонента государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования».

Приказ Минобразования России от 9 марта 2004 г. № 1312 «Об утверждении федерального базисного учебного плана и примерных учебных планов для образовательных учреждений Российской Федерации, реализующих программы общего образования».

Приказ Минобразования России от 30 июня 1999 г. № 56 «Об утверждении обязательного минимума содержания среднего (полного) общего образования».

Комплект билетов для классов, изучающих физику на базовом уровне (2 часа в неделю, 140 часов за два года обучения), состоит из 26 билетов, каждый из которых включает один теоретический и два практических вопроса. Первый вопрос в билетах проверяет освоение учащимися знаний о фундаментальных физических законах и принципах, наиболее важных открытиях в области физики и методах научного познания природы.

Вторые вопросы представляют собой либо экспериментальные задания, либо качественные задачи. Экспериментальные задания направлены на оценку сформированности практических умений: проводить наблюдения, планировать и выполнять простейшие эксперименты, измерять физические величины, делать выводы на основе экспериментальных данных. Всего выделено четыре основных типа экспериментальных заданий:

1. Наблюдение и объяснение физического явления.

2. Измерение физических величин.

3. Построение графика зависимости одной физической величины от другой.

4. Установление связи между физическими величинами на основании 2–3 опытов.

Во всех экспериментальных заданиях не требуется оценки погрешности измерений.

– объяснение физических явлений, наблюдений и опытов;

– понимание смысла изученных физических величин и законов;

– понимание графиков, электрических схем, схематичных рисунков простых технических устройств и т.п.;

– объяснение примеров проявления физических явлений в окружающей жизни и практического использования физических знаний.

Последние вопросы билетов контролируют предусмотренное требованиями к уровню подготовки выпускников умение работать с научно-популярными текстами физического содержания. Практические задания на основе текстов представляют собой сам текст объемом 200–300 слов и 3–4 вопроса или задания к нему.

В билетах базового уровня предусмотрено использование четырех различных типов текстов по всем разделам школьного курса физики и соответственно разного рода заданий к этим текстам. Ниже приведены рекомендации по отбору содержания текстов и составлению к ним заданий.

1. Тексты с описанием различных физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задания к таким текстам могут проверять: понимание информации, имеющейся в тексте; понимание смысла физических терминов, использующихся в тексте; умение выделить описанное в тексте явление или его признаки; умение объяснить описанное явление при помощи имеющихся знаний.

2. Тексты с описанием наблюдения или опыта по одному из разделов школьного курса физики. Задания к текстам могут проверять: понимание информации, имеющейся в тексте; умение выделить (или сформулировать) гипотезу описанного наблюдения или опыта, понимание условий проведения, назначения отдельных частей экспериментальной установки и измерительных приборов; умение определить (или сформулировать) выводы.

3. Тексты с описанием технических устройств, принцип работы которых основан на использовании каких-либо законов физики. Задания к текстам могут проверять: понимание информации, имеющейся в тексте; понимание смысла физических терминов, использующихся в тексте; умение определить основные физические законы (явления, принципы), лежащие в основе работы описанного устройства; умение оценивать возможности безопасного

Использования описанных технических устройств.

4. Тексты, содержащие информацию о физических факторах загрязнения окружающей среды или их воздействии на живые организмы и человека. Задания к текстам могут проверять: понимание информации, имеющейся в тексте; понимание смысла физических терминов, использующихся в тексте; умение оценивать степень влияния описанных в тексте физических факторов на загрязнение окружающей среды; умение выделять возможности обеспечения безопасности жизнедеятельности в условиях воздействия на человека неблагоприятных факторов.

В приложении к комплекту билетов для базового уровня приводятся образцы всех перечисленных выше типов экспериментальных заданий, качественных задач и текстов.

Комплект билетов для профильных классов (5 часов в неделю, 350 часов за два года обучения) состоит из 26 билетов, каждый из которых включает два теоретических и один практический вопрос. Теоретические вопросы включают дидактические единицы раздела «Обязательный минимум содержания основных образовательных программ» федерального компонента стандарта профильного уровня за исключением материала, выделенного в стандарте курсивом. Практическая часть (третий вопрос билетов) проверят умения школьников решать расчетные задачи, а также измерять физические величины и проводить исследования различных физических явлений и законов. В тексте билетов приведена как тематика задач, так и возможная формулировка экспериментальных заданий. Окончательное решение о количестве и типах экспериментальных заданий принимается образовательным учреждением на основании программы и учебно-методического комплекта, по которому идет обучение в профильных классах.

В разделе стандарта профильного уровня «Требования к уровню подготовки выпускников» указано, что учащиеся должны уметь представлять результаты измерений с учетом их погрешностей. Данное требование интерпретируется следующим образом. При проведении косвенных измерений (расчетов) оцениваются абсолютная и относительная погрешности прямых однократных измерений, лежащих в основе расчетов. Оценка же результатов косвенных измерений проводится лишь при сложении (вычитании) и умножении исходных величин. Во всех случаях, которые сопровождаются случайными погрешностями, требовать оценки погрешностей нельзя. В этих случаях прямо указывается лишь на необходимость проведения 3–5 измерений в неизменных условиях. Чаще всего термин «косвенное измерение» целесообразно заменить на «расчет по результатам прямых измерений». При построении графиков зависимости физических величин необходимо указывать погрешности прямых измерений, на основании которых строится график.

В приложении к комплекту билетов для профильного уровня приводятся примеры задач к некоторым билетам, которые дают представление о рекомендуемом уровне сложности практических заданий для устной итоговой аттестации учащихся.

При подготовке учителями физики комплектов билетов для аттестации выпускников рекомендуется сохранять структуру предлагаемых ниже примерных вариантов как для базового, так и для профильного уровня изучения предмета. При компоновке каждого билета следует помнить, что вопросы и задания, включенные в него, должны отражать различные разделы курса. Количество экзаменационных билетов должно быть не менее 20, причем это количество не зависит от числа учащихся, сдающих экзамен.

Содержание теоретических и практических вопросов может быть изменено в соответствии с тем учебно-методическим комплектом, по которому изучалась физика в данном классе, а также с учетом имеющегося в школе лабораторного оборудования. Практические вопросы для профильных классов должны включать не менее 40% экспериментальных заданий, и при этом не допускается замена экспериментальных заданий расчетными задачами.

При внесении изменений в тексты билетов следует помнить, что общий объем и структура проверяемого на экзамене содержания должны отражать все элементы физических знаний и умений, которые предусмотрены разделом стандарта «Требования к уровню подготовки выпускников» соответствующего уровня.

В процессе подготовки к экзаменам учащимся предлагаются тексты билетов и возможные варианты практических заданий к каждому из них. Для проведения экзамена для каждого класса готовится отдельный комплект текстов заданий практической части, который утверждается администрацией школы и согласуется с методическими службами. Тексты заданий хранятся у директора школы и заранее учащимся не сообщаются.

При проведении устного экзамена по физике учащимся предоставляется право использовать при необходимости:

– справочные таблицы физических величин;

– плакаты и таблицы для ответов на теоретические вопросы;

– непрограммируемый калькулятор для вычислений при решении задач;

– приборы и материалы для выполнения практических заданий.

Для подготовки ответа на вопросы билета учащимся предоставляется не менее 40 минут.

Оценивать ответ можно, исходя из максимума в 5 баллов за каждый вопрос и выводя затем средний балл за экзамен.

При оценивании ответов учащихся на теоретические вопросы целесообразно проведение поэлементного анализа ответа на основе требований к знаниям и умениям той программы, по которой обучались выпускники, а также структурных элементов некоторых видов знаний и умений. Ниже приведены обобщенные планы основных элементов физических знаний, в которых знаком * обозначены те элементы, которые можно считать обязательными и без наличия которых невозможно выставление удовлетворительной оценки.

Решение расчетной задачи (в билетах профильного уровня) считается полностью правильным, если верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. Удовлетворительным может считаться решение, в котором записаны только исходные формулы, необходимые для решения, и таким образом экзаменуемый демонстрирует понимание представленной в задаче физической модели. При этом допускается наличие ошибок в математических преобразованиях или неверной записи одной из исходных формул.

При оценке экспериментальных заданий максимальный балл ставится в том случае, если учащийся выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений; самостоятельно и рационально монтирует необходимое оборудование; все опыты проводит в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; соблюдает требования правил техники безопасности; правильно и аккуратно выполняет все записи, рисунки, чертежи, графики, вычисления, а для профильного уровня еще и правильно делает анализ погрешностей. Удовлетворительная оценка ставится при условии понимания учащимся проверяемого в экспериментальном задании физического явления и правильном проведении прямых измерений.

Задание по работе с текстом (в билетах базового уровня) оценивается максимальным баллом, если учащийся самостоятельно ответил на все поставленные вопросы. Отметка снижается, если для ответа на предложенные вопросы понадобились уточняющие комментарии или наводящие вопросы экзаменатора. Ответ считается удовлетворительным, если ученик понимает содержание текста, но отвечает лишь на вопросы, касающиеся информации, заданной в тексте в явном виде.

БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ

Билет № 1

1. Научные методы познания окружающего мира. Роль эксперимента и теории в процессе познания. Научные гипотезы. Физические законы. Физические теории.

2. Качественные задачи по теме «Законы сохранения в механике».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий информацию об использовании различных электрических устройств. Задания на определение условий безопасного использования электрических устройств.

Билет № 2

1. Механическое движение и его виды. Относительность движения. Система отсчета. Скорость. Ускорение. Прямолинейное равноускоренное движение.

2. Экспериментальное задание по теме «Элементы электростатики»: наблюдение явления электризации тел.

3. Текст по разделу «Квантовая физика и элементы астрофизики», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 3

1. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Взаимодействие тел. Сила. Масса. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.

2. Экспериментальное задание по теме «Оптика»: наблюдение изменения энергии отраженного и преломленного световых пучков.

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

Билет № 4

1. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение в природе и технике.

2. Экспериментальное задание по теме «Молекулярная физика»: наблюдение изменения давления воздуха при изменении температуры и объема.

Билет № 5

1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Невесомость.

2. Качественные задачи по теме «Электростатика».

3. Текст по теме «Ядерная физика», содержащий информацию о влиянии радиации на живые организмы или воздействии ядерной энергетики на окружающую среду. Задания на понимание основных принципов радиационной безопасности.

Билет № 6

1. Силы трения скольжения. Сила упругости. Закон Гука.

2. Экспериментальное задание по теме «Магнитное поле»: наблюдение взаимодействия постоянного магнита и катушки с током (или обнаружение магнитного поля проводника с током при помощи магнитной стрелки).

Билет № 7

1. Работа. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии.

2. Качественные задачи по разделу «Молекулярная физика».

Билет № 8

1. Механические колебания. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. Превращение энергии при механических колебаниях.

2. Экспериментальное задание по теме «Элементы термодинамики»: построение графика зависимости температуры от времени остывания воды.

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

Билет № 9

1. Возникновение атомистической гипотезы строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярнокинетической теории идеального газа. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества.

2. Качественные задачи по теме «Магнитное поле».

Билет № 10

1. Давление газа. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева–Клапейрона). Изопроцессы.

2. Экспериментальное задание по теме «Динамика»: проверка зависимости периода колебания нитяного маятника от длины нити (или независимости периода от массы груза).

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

Билет № 11

1. Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха.

2. Экспериментальное задание по теме «Электромагнитная индукция»: наблюдение явления электромагнитной индукции.

Билет № 12

1. Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс. Второй закон термодинамики.

2. Качественные задачи по теме «Строение атомного ядра».

3. Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 13

1. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле.

2. Экспериментальное задание по разделу «Молекулярная физика»: измерение влажности воздуха при помощи психрометра.

3. Текст по разделу «Механика», содержащий информацию, например, о мерах безопасности при использовании транспортных средств или шумовом загрязнении окружающей среды. Задания на понимание основных принципов, обеспечивающих безопасность использования механических устройств, или выявление мер по снижению шумового воздействия на человека.

Билет № 14

1. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов.

2. Качественные задачи по теме «Строение атома. Фотоэффект».

3. Текст по теме «Тепловые двигатели», содержащий информацию о воздействии тепловых двигателей на окружающую среду. Задания на понимание основных факторов, вызывающих загрязнение, и выявление мер по снижению воздействия тепловых двигателей на природу.

Билет № 15

1. Электрический ток. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.

2. Качественные задачи по теме «Элементы астрофизики».

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

Билет № 16

1. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, иллюстрирующие это действие. Магнитная индукция.

2. Качественные задачи по теме «Электромагнитные волны».

Билет № 17

1. Полупроводники. Полупроводниковые приборы.

2. Экспериментальное задание по теме «Свойства жидкостей и твердых тел»: наблюдение явления подъема жидкости в капилляре.

Билет № 18

1. Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

2. Качественные задачи по теме «Кинематика».

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 19

1. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

2. Качественные задачи по теме «Законы термодинамики».

3. Текст по разделу «Квантовая физика и элементы астрофизики», содержащий описание использования законов квантовой, атомной или ядерной физики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства.

Билет № 20

1. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях.

2. Экспериментальное задание по теме «Динамика»: построение графика зависимости силы упругости от удлинения (для пружины или резинового образца).

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

Билет № 21

1. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Волновые свойства света. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение.

2. Качественные задачи по теме «Строение газов, жидкостей и твердых тел».

3. Текст по теме «Квантовая физика и элементы астрофизики», содержащий описание физических явлений или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задания на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний.

Билет № 22

1. Опыты Резерфорда по рассеянию альфачастиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Лазеры. Испускание и поглощение света атомами. Спектры.

2. Экспериментальное задание по теме «Постоянный ток»: измерение сопротивления при последовательном и параллельном соединении двух проводников.

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

Билет № 23

1. Квантовые свойства света. Фотоэффект и его законы. Применение фотоэффекта в технике.

2. Качественные задачи по теме «Электрический ток».

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

Билет № 24

1. Состав ядра атома. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи ядра атома. Ядерные реакции. Ядерная энергетика.

2. Экспериментальное задание по теме «Кинематика»: проверка зависимости времени движения шарика по наклонному желобу от угла наклона желоба (2–3 опыта).

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

Билет № 25

1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы.

2. Экспериментальное задание по теме «Постоянный ток»: построение графика зависимости силы тока от напряжения.

3. Текст по разделу «Механика», содержащий описание опыта. Задания на определение (или формулировку) гипотезы опыта, условий его проведения и выводов.

Билет № 26

1. Солнечная система. Звезды и источники их энергии. Галактика.

2. Качественные задачи по теме «Законы динамики».

3. Текст по теме «Электромагнитные поля», содержащий информацию об электромагнитном загрязнении окружающей среды. Задания на определение степени воздействия электромагнитных полей на человека и обеспечение экологической безопасности.

Приложение

Примеры практических заданий разработаны в соответствии с Примерной программой среднего (полного) общего образования по физике для X–XI классов (базовый уровень), созданной на основе федерального компонента стандарта образования. Примерная программа определяет минимальный набор опытов, демонстрируемых учителем в классе, а также лабораторных и практических работ, выполняемых учащимися.

ПРИМЕРЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

1. Наблюдение и объяснение физического явления

Экспериментальное задание к билету № 3

«Наблюдение изменения энергии

отраженного и преломленного световых пучков

на границе раздела двух сред»

В вашем распоряжении имеется оборудование для наблюдения преломления света: источник света, экран со щелью, стеклянная пластинка. Пронаблюдайте изменение яркости преломленного и отраженного пучков при изменении угла падения света. Опишите и объясните свои наблюдения.

Экспериментальное задание к билету № 11

«Наблюдение явления электромагнитной индукции»

В вашем распоряжении имеется оборудование для исследования явления электромагнитной индукции: магнит, проволочная катушка, миллиамперметр.

Подключите миллиамперметр к катушке, исследуйте возможные способы получения индукционного тока в катушке. Сделайте вывод об условиях, при которых возникает электрический ток.

2. Измерение физических величин

Экспериментальное задание к билету № 22

«Измерение сопротивления при последовательном

и параллельном соединении двух проводников»

В вашем распоряжении имеется оборудование для измерения сопротивления резисторов: источник тока, два резистора с известными сопротивлениями, амперметр, вольтметр, провода.

Зная сопротивления резисторов, подсчитайте сопротивления участков цепи при их последовательном и параллельном соединении.

Соберите электрическую цепь, соединив резисторы последовательно. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на резисторах. Рассчитайте по закону Ома для участка цепи сопротивление двух последовательно соединенных резисторов. Сравните полученный результат с имеющимися теоретическими расчетами.

Повторите измерения для участка цепи с параллельно соединенными резисторами.

3. Построение графика зависимости одной физической величины от другой

Экспериментальное задание к билету № 8

«Построение графика зависимости температуры

от времени остывания воды»

В вашем распоряжении имеются металлический стакан (от калориметра), термометр и часы.

Исследуйте зависимость температуры остывающей воды от времени. Для этого фиксируйте температуру воды через равные промежутки времени (например, через каждые две или пять минут). Данные запишите в таблицу:

Постройте график зависимости температуры от времени и выясните, справедлива ли закономерность: за любые последовательно равные промежутки времени изменение температуры воды одинаково.

Экспериментальное задание к билету № 25

«Построение графика зависимости силы тока от напряжения»

В вашем распоряжении имеется оборудование для сборки электрической цепи, схема которой представлена на рисунке.

Соберите электрическую цепь, замкните ее и измерьте силу тока и напряжение на резисторе. Перемещая движок реостата, зафиксируйте 4–5 значений силы тока и напряжения на резисторе. Данные занесите в таблицу:

Постройте график зависимости силы тока от напряжения. Какое предположение о зависимости силы тока от напряжения можно сделать на основе этого опыта?

4. Установление связи между физическими величинами на основании 2–3 опытов

Экспериментальное задание к билету № 10

«Проверка зависимости периода колебания нитяного маятника

от длины нити (и независимости периода от массы груза)»

В вашем распоряжении имеются штатив, к лапке которого привязана нить длиной 100 см с грузом массой 0,1 кг, набор грузов массой по 0,1 кг, секундомер.

Измерьте период колебаний груза при начальном отклонении его от положения равновесия на 5 см. Подвесьте к нити еще один груз массой 0,1 кг и снова измерьте период колебаний. Подтверждают ли результаты опытов предположение о том, что период также увеличился в два раза?

Измерьте период колебаний маятника с одним грузом и нитью длиной 100 см при начальном отклонении его от положения равновесия на 5 см. Уменьшите длину нити до 25 см и снова измерьте период колебаний маятника. Подтверждают ли результаты опытов предположение о том, что при уменьшении длины нити в 4 раза период колебаний уменьшается в 2 раза?

Экспериментальное задание к билету № 24

«Проверка зависимости времени движения шарика

по наклонному желобу от угла наклона желоба»

В вашем распоряжении имеются желоб, линейка, шарик, секундомер и металлический цилиндр.

Установите один конец желоба на небольшой высоте h (1–2 см) над поверхностью стола, а в конце желоба положите цилиндр. Измерьте промежуток времени, за который шарик, пущенный из состояния покоя с верхней точки желоба, достигнет цилиндра. Сделайте высоту верхней точки желоба равной 2h и снова измерьте время движения шарика.

Подтверждают ли результаты опытов предположение о том, что время движения шарика уменьшилось в 2 раза при увеличении высоты верхней точки желоба вдвое?

ПРИМЕРЫ КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ

1. Объяснение физических явлений, наблюдений и опытов

Качественная задача к билету № 5

Бумажную гильзу, подвешенную на шелковой нити, зарядили. Когда к ней поднесли руку, гильза притянулась к руке. Почему?

ИЛИ

Маленький металлический шарик на шелковой нити вносят в пространство между пластинами заряженного плоского воздушного конденсатора. Объясните, почему шарик начинает колебаться.

Качественная задача к билету № 16

Объясните происхождение цвета синего стекла, синей бумаги, синего моря.

ИЛИ

В плоскости зеркала видно изображение свечи. Как изменится изображение, если между зеркалом и свечой поставить плоскопараллельную пластинку?

2. Понимание смысла изученных физических величин и законов

Качественная задача к билету № 9

Действует ли сила Лоренца: а) на незаряженную частицу в магнитном поле; б) на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле; в) на заряженную частицу, движущуюся вдоль линий магнитной индукции поля; перпендикулярно линиям магнитной индукции поля?

Почему при быстром сжатии газа он нагревается? Почему при быстром расширении газа он охлаждается? Почему повышается давление газа при его нагревании в закрытом сосуде?

Качественная задача к билету № 23

Как изменяется сопротивление полупроводников при нагревании? Как изменяется сопротивление полупроводников при освещении? Приведите примеры.

3. Понимание графиков, электрических схем, схематичных ри­сунков простых технических устройств и т.п.

Качественная задача к билету № 18

На рисунке изображен график зависимости скорости велосипедиста от времени движения. Опишите, как двигался велосипедист на каждом из участков. Начертите примерный график зависимости координаты велосипедиста от времени.

4. Объяснение примеров проявления физических явлений в окружающей жизни и практического использования физических знаний

Качественная задача к билету № 7

Сухое молоко получают путем выпаривания его в сосуде, откуда непрерывно откачивают воздух, причем температура выпаривания намного ниже 100 °С. Какие физические закономерности лежат в основе этого процесса?

Качественная задача к билету № 19

Почему в рабочих отсеках орбитальной станции устанавливаются постоянно работающие вентиляторы?

ИЛИ

Почему нагретая медицинская банка «присасывается» к телу человека?

Качественная задача к билету № 26

Автомобиль тянет прицеп. По третьему закону Ньютона сила, с которой автомобиль тянет прицеп, равна силе, с которой прицеп действует на автомобиль. Почему же прицеп движется за автомобилем?

ИЛИ

Почему, прыгнув с некоторой высоты, следует согнуть ноги в коленях?

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ПО РАБОТЕ С ТЕКСТОМ

1. Текст с описанием различных физических явлений или процессов

Текст к билету № 16

Ледяная магия

Между внешним давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость. С повышением давления до 2200 атмосфер она падает: с увеличением давления на каждую атмосферу температура плавления понижается на 0,0075 °С. При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 3530 атмосфер вода замерзает при –17 °С, при 6380 атмосферах – при 0 °С, а при 20670 атмосферах – при 76 °С. В последнем случае будет наблюдаться горячий лед.

При давлении в 1 атмосферу объем воды при замерзании резко возрастает примерно на 11%. В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению громадного избыточного давления. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы.

В 1872 г. англичанин Боттомли впервые экспериментально обнаружил явление режеляции льда. Проволоку с подвешенным на ней грузом помещают на кусок льда. Проволока постепенно разрезает лед, имеющий температуру 0 °С, однако после прохождения проволоки разрез затягивается льдом, и в результате кусок льда остается целым.

Долгое время думали, что лед под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается и лед плавится. Однако расчеты показывают, что человек массой 60 кг, стоя на коньках, оказывает на лед давление примерно в 15 атм. Это означает, что под коньками температура плавления льда уменьшается только на 0,11 °С. Такого повышения температуры явно недостаточно для того, чтобы лед стал плавиться под давлением коньков при катании, например, при –10 °С.

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. Как зависит температура плавления льда от внешнего давления?

2. Приведите два примера, которые иллюстрируют возникновение избыточного давления при замерзании воды.

3. Попробуйте объяснить своими словами, что может означать термин «режеляция».

4. При протекании какого процесса может выделяться теплота, которая идет на плавление льда при катании на коньках? (Ответ. В 1936 г. Бауден и Хьюз доказали, что в случае катания на коньках или лыжах решающее значение имеет плавление льда под действием теплоты, выделяющейся при трении.)

Текст к билету № 23

Приливы и отливы

Солнце действует почти одинаковым образом на все, находящееся на Земле и внутри ее. Сила, с которой Солнце притягивает, например, москвича в полдень, когда он ближе всего к Солнцу, почти не отличается от силы, действующей на него в полночь! Ведь расстояние от Земли до Солнца в десять тысяч раз больше земного диаметра и увеличение расстояния на одну десятитысячную при повороте Земли вокруг своей оси на пол-оборота практически не меняет силы притяжения. Поэтому Солнце сообщает почти одинаковые ускорения всем частям земного шара и всем телам на его поверхности.

Почти, но все же не совсем одинаковые. Из-за этой-то небольшой разницы возникают приливы и отливы в океане. На обращенном к Солнцу участке земной поверхности сила притяжения несколько больше, чем это необходимо для движения этого участка по эллиптической орбите, а на противоположной стороне Земли – несколько меньше. В результате, согласно законам механики Ньютона, вода в океане немного выпучивается в направлении, обращенном к Солнцу, а на противоположной стороне отступает от поверхности Земли. Возникают, как говорят, приливообразующие силы, растягивающие земной шар и придающие, грубо говоря, поверхности океанов форму эллипсоида.

Чем меньше расстояния между взаимодействующими телами, тем больше приливообразующие силы. Вот почему на форму мирового океана большее влияние оказывает Луна, чем Солнце. Мы говорили о Солнце просто потому, что Земля вращается вокруг него и здесь легче понять причину деформации поверхности океанов. Если бы не было сцепления между частями земного шара, то приливообразующие силы разорвали бы его.

Приливная волна тормозит вращение Земли. Правда этот эффект мал, за 100 лет сутки увеличиваются на тысячную долю секунды. Но, действуя миллиарды лет, силы торможения приведут к тому, что Земля будет повернута к Луне одной стороной, и дневные сутки станут равными лунному месяцу. С Луной это уже произошло. Луна заторможена настолько, что повернута к Земле все время одной стороной.

1. Когда на человека действует большая сила притяжения со стороны Солнца: в полдень или в полночь? Почему?

2. Объясните своими словами, как возникают приливообразующие силы. Почему они оказывают тормозящее действие на вращение Земли?

3. Почему Луна при возникновении приливов оказывает гораздо большее воздействие, чем Солнце?

4. Период обращения Луны вокруг Земли равен 27 сут. 7 ч 43 мин. Чему примерно равен лунный день?

Текст к билету № 17

Ау, вы меня слышите?

В 1938 г. американские исследователи Г. Пирс и Д. Гриффин, применив специальную аппаратуру, установили, что великолепная ориентировка летучих мышей в пространстве связана с их способностью воспринимать эхо. Оказалось, что во время полета мышь излучает короткие ультразвуковые сигналы на частоте около 8 104 Гц, а затем воспринимает эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых. Гриффин назвал способ ориентировки летучих мышей по ультразвуковому эху эхолокацией.

Ультразвуковые сигналы, посылаемые летучей мышью в полете, имеют характер очень коротких импульсов – своеобразных щелчков. Длительность каждого такого щелчка (1–5) 10–3 с, ежесекундно мышь производит около десяти таких щелчков.

Американские ученые обнаружили, что тигры используют для коммуникации друг с другом не только рев, рычание и мурлыканье, но также и инфразвук. Они проанализировали частотные спектры рычания представителей трех подвидов тигра – уссурийского, бенгальского и суматранского – и обнаружили в каждом из них мощную низкочастотную компоненту. По мнению ученых, инфразвук позволяет животным поддерживать связь на расстоянии до 8 километров, поскольку распространение инфразвуковых сигналов менее чувствительно к помехам, вызванным рельефом местности.

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. В чем отличие ультразвука и инфразвука от звуковых волн, воспринимаемых человеком?

2. Почему Г. Пирс и Д. Гриффин назвали способ ориентировки летучих мышей эхолокацией? Где еще используется подобный принцип обнаружения объекта?

3. Объясните своими словами, как вы понимаете словосочетание «частотные спектры».

4. Почему инфразвук, в отличии от обычного звука, позволяет тиграм общаться на столь далеких расстояниях? Какие известные вам свойства волн проявляются в данном случае?

2. Текст с описанием наблюдения или опыта

Текст к билету № 12

Открытие животного электричества

Днем рождения науки электробиологии по праву считается 26 сентября 1786 г. В этом году итальянский врач и ученый Луиджи Гальвани начинает новую серию опытов, решив изучить действие на мышцы лягушки «спокойного» атмосферного электричества. Поняв, что лапка лягушки является в некотором смысле чувствительным электродом, он решил попробовать обнаружить с ее помощью это атмосферное электричество. Повесив препарат на решетке своего балкона, Гальвани долго ждал результатов, но лапка не сокращалась ни при какой погоде.

И вот 26 сентября лапка, наконец, сократилась. Но это произошло не тогда, когда изменилась погода, а при совершенно других обстоятельствах: лапка лягушки была подвешена к железной решетке балкона при помощи медного крючка и свисающим концом случайно коснулась решетки.

Гальвани проверяет: оказывается, всякий раз, как образуется цепь «железо – медь – лапка», тут же происходит сокращение мышц независимо от погоды. Ученый переносит опыты в помещение, использует разные пары металлов и регулярно наблюдает сокращение мышц лапки лягушки. Таким образом был открыт источник тока, который впоследствии был назван гальваническим элементом.

Как же можно было объяснить эти наблюдения? Во времена Гальвани ученые считали, что электричество не может возникать в металлах, они могут играть только роль проводников. Отсюда Гальвани заключает: источником электричества в этих опытах являются сами ткани лягушки, а металлы только замыкают цепь.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какую гипотезу пытался проверить Л. Гальвани, начиная в 1786 г. новую серию опытов с лапкой лягушки?

2. Какой вывод сделал Л. Гальвани на основании своих опытов? В чем состояла ошибочность его вывода?

3. Из каких основных частей должен состоять гальванический элемент?

4. Если бы вы проводили опыты, аналогичные опытам Л. Гальвани, то какие бы дополнительные исследования (кроме проверки разных пар металлов) вы бы осуществили?

3. Текст с описанием технических устройств

Текст к билету № 7

Трубы‑хамелеоны

Для трубопроводов, которые находятся в помещениях, большое значение имеет их внешний вид. Для красоты их красят, никелируют. Но можно применить необычное покрытие, изобретение которого подсказано бабочками.

Чешуйки тропических бабочек семейства Ураний представляют собой многослойную структуру. Семь хитиновых пластинок разделены между собой воздушными промежутками. В результате многократного отражения и интерференции отраженные лучи приобретают более насыщенный цвет, а поверхность – блеск полированного металла. При деформации чешуйки толщина воздушного зазора изменяется, что вызывает и изменение окраски чешуйки.

Чешуйка Ураний состоит из хитиновых пластинок, между которыми имеются прослойки воздуха (а). Отраженный луч представляет собой результат интерференции лучей, отраженных от передней и задней поверхностей пластинки. Разность хода (АВС) двух частей световой волны определяется толщиной пластинки и углом падения лучей (б).

Современные технологии позволяют получать тонкие пленки толщиной до 0,5 мкм. На внешние стенки труб наносят покрытия из слоев пленки толщиной около 5 мкм, которые склеены между собой. Но клей наносят не сплошь, а тонкими полосками, и получается структура, аналогичная чешуйкам бабочек Ураний.

Такое покрытие, нанесенное на внешнюю стенку трубы, будет менять цвет при изменении температуры: у горячей трубы возрастает давление изнутри на слои покрытия, и толщина воздушных зазоров уменьшается. По оттенкам цвета можно безошибочно определить, течет ли по трубе вода и какая она – горячая или холодная. Кроме того, подобное покрытие также служит хорошим теплоизолятором и уменьшает потери тепла.

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. Что представляет собой явление интерференции света? Рассмотрите первый рисунок и поясните, какие лучи интерферируют в чешуйке бабочки.

2. Почему для нанесения описанного в тексте покрытия на трубы нельзя использовать пленки толщиной, например, в 1 мм?

3. Предположим, что чешуйка бабочки семейства Ураний в данном пучке света имела зеленый цвет. Как изменится цвет пластинки при уменьшении воздушной полости между хитиновыми пластинками (например, при увеличении внешнего давления)?

4. При нагревании металлические трубы расширяются быстрее, чем материал пленок в покрытии. В какую сторону при увеличении температуры протекающей по трубе воды сместиться окраска трубы – в синюю или красную? Почему?

4. Текст, содержащий информацию о физических факторах загрязнения окружающей среды или их воздействии на живые организ­мы и человека

Текст к билету № 26

Магнитобезопасность

Электромагнитные поля окружают нас буквально всюду: дома, в поезде метро, в салоне троллейбуса или трамвая. Тронулся за стеной лифт, загудел компрессор холодильника, щелкнуло реле обогревателя – все это означает, что возникло электромагнитное поле. А его магнитная составляющая, как стало известно, хорошо проникает через любые преграды, в том числе и внутрь нашего тела.

Практически в каждой квартире имеются сегодня электробытовые приборы: телевизоры, холодильники, электроутюги, стиральные машины и т.п. Все они в работающем состоянии окружены соответствующим магнитным полем (см. диаграмму 1). При работе с бытовыми приборами главное значение имеет не столько величина магнитного поля прибора, сколько расстояние до него (пропорционально квадрату этого расстояния падает интенсивность магнитного поля), а также время работы с ним.

Диаграмма 1. Средние уровни магнитного поля промышленной

Частоты бытовых электроприборов на расстоянии 0,3 м

Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта реакция переросла в патологию и привела к заболеванию, необходимо совпадение ряда условий, в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения.

Статистические исследования, проведенные в Швеции, США, Канаде, Франции, Дании и Финляндии, показали, что увеличение индукции магнитного поля от 0,1 мкТл до 4 мкТл в несколько раз повышает риск развития лейкемии у детей, а там, где значение этой индукции составляет 0,3 мкТл и выше, онкологические заболевания встречаются в 2 раза чаще. Поэтому сегодня принято считать, что магнитное поле промышленной частоты может быть опасным для здоровья человека, если происходит продолжительное облучение (регулярно, не менее 8 ч в сутки, в течение нескольких лет) с уровнем выше 0,2 мкТл (микротесла).

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. Почему электробытовые приборы в работающем состоянии окружены магнитными полями?

2. Как вы понимаете используемое в тексте словосочетание «магнитное поле промышленной частоты»?

3. Какие из представленных на диаграмме 1 бытовых приборов могут создавать опасные для человека магнитные поля? Почему в тексте подписи к этой диаграмме указано расстояние 0,3 м?

4. Почему для определения безопасного уровня магнитного поля использовались именно статистические исследования?

ПРОФИЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

Билет № 1

1. Научные методы познания окружающего мира; роль эксперимента и теории в процессе познания природы; моделирование явлений и объектов природы.

2. Электрическая емкость: электроемкость конденсатора; энергия электрического поля.

3. Задача на применение законов сохранения импульса и энергии.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение кинетической энергии поступательного движения шарика известной массы в момент отрыва его от горизонтальной части наклонного желоба по результатам измерения дальности полета в серии из 3–5 опытов».

Билет № 2

1. Научные гипотезы; физические законы и теории, границы их применимости.

2. Электрический ток. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила (ЭДС). Закон Ома для полной электрической цепи.

3. Задача по теме «Интерференция света».

ИЛИ

Оборудование: прибор для измерения длины световой волны, дифракционная решетка, источник света (на демонстрационном столе).

Билет № 3

1. Механическое движение и его относительность; уравнения прямолинейного равноускоренного движения.

2. Электрический ток в газах: несамостоятельный разряд в газах; самостоятельный электрический разряд; виды самостоятельного разряда; плазма.

3. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Оценка (расчет) массы воздуха в колбе известного объема».

Оборудование: колба известного объема, барометр, термометр.

Билет № 4

1. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью; период и частота; центростремительное ускорение.

2. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов: закон Фарадея; определение заряда одновалентного иона; технические применения электролиза.

3. Задача на применение газовых законов.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Оценка (расчет) плотности воздуха в классном помещении».

Оборудование: барометр, термометр.

Билет № 5

1. Первый закон Ньютона: инерциальная система отсчета.

2. Электрический ток в полупроводниках: зависимость сопротивления полупроводников от внешних условий; собственная проводимость полупроводников; донорные и акцепторные примеси; р‑п – переход; полупроводниковые диоды.

3. Задача по теме «Влажность воздуха».

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение (расчет) абсолютной и относительной влажности».

Билет № 6

1. Второй закон Ньютона: понятие о массе и силе, принцип суперпозиции сил; формулировка второго закона Ньютона; классический принцип относительности.

2. Магнитное поле: понятие о магнитном поле; магнитная индукция; линии магнитной индукции, магнитный поток; движение заряженных частиц в однородном магнитном поле.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение температуры равновесного состояния, установившегося в калориметре с водой после опускания в него нагретого тела, и сравнение полученного значения с результатами расчетов».

Билет № 7

1. Третий закон Ньютона: формулировка третьего закона Ньютона; характеристика сил действия и противодействия: модуль, направление, точка приложения, природа.

2.Закон электромагнитной индукции Фарадея; правило Ленца; явление самоиндукции; индуктивность; энергия магнитного поля.

3. Задача по теме «Дифракция света».

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение фокусного расстояния линзы».

Билет № 8

1. Импульс тела. Закон сохранения импульса: импульс тела и импульс силы; выражение второго закона Ньютона с помощью понятий изменения импульса тела и импульса силы; закон сохранения импульса; реактивное движение.

2. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания: затухание свободных колебаний; вывод формулы периода электромагнитных колебаний.

3. Задача на использование закона фотоэффекта.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Исследование зависимости угла преломления от угла падения и определение границ применимости гипотезы: угол преломления пропорционален углу падения».

Билет №9

1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести; вес и невесомость.

2. Автоколебания: автоколебательная система; автоколебательный генератор незатухающих электромагнитных колебаний.

3. Задача на использование формулы линзы.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение фокусного расстояния и оптической силы линзы на основе прямых измерений расстояний от линзы до предмета и изображения».

Оборудование: линза, источник света, мерная лента, экран.

Билет №10

1. Силы упругости: природа сил упругости; виды упругих деформаций; закон Гука.

2. Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток: генератор переменного тока; мощность переменного тока; действующие значения силы переменного тока и напряжения; активное, индуктивное, емкостное сопротивления.

3. Задача на применение закона радиоактивного распада.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Расчет массы воды в одном кубическом метре воздуха класса».

Оборудование: два термометра, марля, стаканчик с водой, психрометрические таблицы.

Билет №11

1. Силы трения: природа сил трения; коэффициент трения скольжения; закон сухого трения; трение покоя; учет и использование трения в быту и технике.

2. Трансформатор: принцип трансформации переменного тока; устройство трансформатора; холостой ход; режим нагрузки; передача электрической энергии.

3. Задача на применение закона Кулона.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение сопротивления неизвестного резистора на основе построения графика зависимости силы тока от напряжения».

Билет №12

1. Равновесие твердых тел: момент силы; условия равновесия твердого тела; устойчивость тел; виды равновесия; принцип минимума потенциальной энергии.

2. Электромагнитное поле. Открытие электромагнитных волн: гипотеза Максвелла; опыты Герца.

3. Задача на применение закона Ома для полной цепи.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока на основе двукратных совместных измерений напряжения на полюсах источника и силы тока во внешней цепи».

Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, реостат, проводники, выключатель.

Билет №13

1. Механическая работа. Мощность. Энергия: кинетическая энергия; потенциальная энергия тела в однородном поле тяготения и энергия упруго деформированного тела; закон сохранения энергии; закон сохранения энергии в механических процессах; границы применимости закона сохранения механической энергии; работа как мера изменения механической энергии тела.

2. Принципы радиосвязи: излучение электромагнитных волн зарядом, движущимся с ускорением; амплитудная модуляция; детектирование; развитие средств связи; радиолокация.

3. Задача на расчет общего сопротивления электрической цепи.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение (расчет) сопротивления известного резистора на основе прямых измерений силы тока и напряжения с определением относительной погрешности измерения».

Оборудование: источник тока, реостат, амперметр, вольтметр, резистор, проводники.

Билет №14

1. Закон Паскаля; закон Архимеда; условия плавания тел.

2. Свет как электромагнитная волна. Скорость света. Интерференция света: опыт Юнга; цвета тонких пленок.

3. Задача на расчет работы или мощности тока, КПД источника тока.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Исследование зависимости напряжения на полюсах источника от силы тока во внешней цепи и определение ЭДС и внутреннего сопротивления на этой основе».

Оборудование: источник тока, вольтметр, амперметр, реостат, проводники, выключатель.

Билет №15

1. Механические колебания: основные характеристики гармонических колебаний: частота, период, амплитуда; уравнение гармонических колебаний; свободные и вынужденные колебания; резонанс; превращение энергии при колебательном движении.

2. Дифракция света: явление дифракции света; явления, наблюдаемые при пропускании света через отверстия малых размеров; дифракция на малом отверстии и от круглого экрана. Дифракционная решетка.

3. Задача на движение заряженной частицы в магнитном поле.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Прямое измерение фокусного расстояния линзы, его обоснование и определение абсолютной и относительной погрешностей измерения».

Оборудование: линза, источник света, мерная лента, экран.

Билет № 16

1. Механические волны: распространение колебаний в упругих средах; поперечные или продольные волны; длина волны; связь длины волны со скоростью ее распространения и периодом (частотой); свойства волн; звуковые волны.

2. Гипотеза Планка о квантах; фотоэффект; опыты А.Г. Столетова; уравнение Эйнштейна для фотоэффекта; фотон.

3. Задача на применение закона электромагнитной индукции.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение ЭДС источника».

Оборудование: источник тока, вольтметр, амперметр, реостат, проводники.

Билет № 17

1. Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Модель идеального газа. Абсолютная температура. Температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц.

2. Законы отражения и преломления света; полное внутреннее отражение; линзы; формула тонкой линзы; оптические приборы.

3. Задача на применение закона сохранения импульса с учетом действия силы трения.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение коэффициента трения скольжения на основе построения графика зависимости силы трения от силы давления».

Оборудование: динамометр, брусок, набор грузов по механике.

Билет № 18

1. Связь между давлением идеального газа и средней кинетической энергией теплового движения его молекул. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.

2. Постулаты специальной теории относительности (СТО). Полная энергия. Энергия покоя. Релятивистский импульс.

3. Задача на применение закона всемирного тяготения.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Сравнение сил упругости, возникающих в резиновом образце при подвешивании к нему последовательно одного, двух и трех грузов по 100 г каждый, и проверка гипотезы: сила упругости пропорциональна удлинению образца».

Оборудование: штатив с лапкой и муфтой, резиновый образец, набор грузов по механике, линейка или мерная лента.

Билет № 19

1. Модель строения жидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары; зависимость давления насыщенного пара от температуры; кипение. Влажность воздуха; точка росы, гигрометр, психрометр.

2. Дисперсия и поглощение света; спектроскоп и спектрограф. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение (расчет) скорости шарика в момент его отрыва от горизонтально расположенной площадки наклонного желоба по результатам серии из 3–5 прямых измерений дальности полета».

Оборудование: линейка, желоб, штатив с лапкой и муфтой, шарик, копировальная бумага.

Билет № 20

1. Модель строения твердых тел. Изменения агрегатных состояний вещества. Кристаллические тела: анизотропия кристаллов; плотная упаковка; пространственная решетка; монокристаллы и поликристаллы; полиморфизм; аморфные тела.

2. Опыт Резерфорда; ядерная модель атома; квантовые постулаты Бора; гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц; дифракция электронов; лазеры.

3. Задача на движение тел с учетом силы трения.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение работы силы упругости пружины динамометра на основе построения графика зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины».

Билет № 21

1. Термодинамический подход к изучению физических явлений. Внутренняя энергия и способы ее изменения. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изотермическому, изохорному, изобарному и адиабатному процессам.

2. Модели строения атомного ядра; ядерные силы; нуклонная модель ядра; энергия связи ядра; ядерные спектры; ядерные реакции.

3. Задача на движение заряженной частицы в электростатическом поле.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение (расчет) показателя преломления вещества на основе прямых измерений углов падения и преломления».

Оборудование: источник тока, лампочка на подставке, экран со щелью, пластина стеклянная с параллельными гранями (или полуцилиндр), булавки, транспортир.

Билет № 22

1. Тепловые машины: основные части и принципы действия тепловых машин; коэффициент полезного действия тепловой машины и пути его повышения; проблемы энергетики и охрана окружающей среды.

2. Радиоактивность; радиоактивные излучения; закон радиоактивного распада.

3. Задача на расчет параметров колебательного контура.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение длины световой волны на основе наблюдения дифракционного спектра».

Оборудование: комплект «Оптика» серии L-микро, состоящий из источника тока, лампочки, щели, с помощью которой создается пучок света, дифракционной решетки, линзы и экрана.

Билет № 23

1. Необратимость тепловых процессов; второй закон термодинамики и его статистическое истолкование.

2. Ядерные реакции: законы сохранения при ядерных реакциях; цепные ядерные реакции; ядерная энергетика; термоядерные реакции.

3. Задача на расчет периода колебаний механической системы.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение ускорения свободного падения с использованием законов колебания математического маятника. Сравнение полученного результата с достоверным значением ускорения свободного падения».

Оборудование: секундомер (часы с секундной стрелкой или секундной индикацией), штатив с лапкой и муфтой, груз с крючком, нить длиной 0,6 - 1,2 м, мерная лента.

Билет № 24

1. Элементарный электрический заряд; два вида электрических зарядов; закон сохранения электрического заряда; закон Кулона; электрическое поле: напряженность электрического поля; линии напряженности электрического поля; принцип суперпозиции электрических полей.

2. Солнечная система. Звезды и источники их энергии. Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звезд.

3. Задача на применение первого закона термодинамики.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение удельной теплоемкости известного вещества на основе теплообмена нагретого тела с водой и сравнение полученного значения с табличными данными».

Оборудование: калориметр с известной массой внутреннего стакана, калориметрическое тело известной массы с привязанной нитью, мензурка с водой, термометр, электрический нагреватель (используется учителем), таблица теплоемкостей.

Билет № 25

1. Работа сил электрического поля. Потенциальность электрического поля. Потенциал и разность потенциалов; эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и разностью потенциалов.

2. Наша Галактика. Другие галактики. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной. Применимость законов физики для объяснения природы космических объектов.

3. Задача на применение законов Ньютона к системе связанных тел.

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение потенциальной энергии деформированной пружины на основе построения графика зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины».

Оборудование: динамометр, линейка.

Билет № 26

1. Проводники в электрическом поле: электрическое поле внутри проводящего тела; электрическое поле заряженного проводящего шара; измерение разности потенциалов с помощью электрометра; диэлектрики в электрическом поле; поляризация диэлектриков.

2. «Красное смещение» в спектрах галактик. Современные взгляды на строение и эволюцию Вселенной.

3. Задача по теме «Кинематика».

ИЛИ

3. Экспериментальное задание: «Измерение конечной скорости шарика, скатывающегося с длинного наклонного желоба, по результатам серии из 3.5 прямых измерений времени движения».

Оборудование: секундомер, желоб, шарик, металлический цилиндр, мерная лента, штатив с лапкой и муфтой.

ПРИМЕРЫ ЗАДАЧ

Ниже приведены примеры задач к некоторым билетам, которые дают представление о рекомендуемом уровне сложности практических заданий для устной итоговой аттестации учащихся, изучающих физику на профильном уровне.

Задача к билету № 1

Пуля массой m= 10 г, летящая с горизонтальной скоростью v = 400 м/с, попадает в ящик с песком массой М = 4 кг, висящий на длинной нити, и застревает в нем. Чему равна высота, на которую поднимается центр масс ящика, если пуля застрянет в нем?

Ответ:

Задача к билету № 2

На плоскопараллельную пленку с показателем преломления 1,3 почти нормально к поверхности падает пучок белого света. При какой наименьшей толщине пленки она будет наиболее прозрачна для света с длиной волны 0,60 мкм?

Ответ:

Задача к билету № 4

На сколько изменяется масса воздуха, заполняющего помещение объемом 50 м 3 , зимой и летом, если температура воздуха изменяется от 7 до 37 о С, а атмосферное давление остается постоянным и равным 10 5 Па?

Ответ:

Задача к билету № 9

Два точечных источника света находятся на расстоянии l = 24 см друг от друга. Между ними на расстоянии d = 6 см от одного из источников помещена собирающая линза. При этом изображение обоих источников получилось в одной точке на прямой между ними. Чему равно фокусное расстояние линзы?

Ответ:

Задача к билету № 13

Кусок однородной проволоки разрезали на 4 одинаковых части, а затем соединили эти части параллельно. Сопротивление такой системы оказалось равным 1 Ом. Каким было сопротивление проволоки до разрезания?

Ответ: 16 Ом.

Задача к билету № 14

Два резистора с сопротивлениями 7 и 11 Ом соединены последовательно. На обоих резисторах выделилось количество теплоты, равное 900 Дж. Какое количество теплоты выделилось за это время на первом резисторе?

Ответ:

Задача к билету № 22

Колебательный контур состоит из катушки индуктивности величиной 10 –4 Гн, конденсатора емкостью 4 мкФ. Катушка имеет активное сопротивление 1 Ом. Какую энергию следует подводить к контуру для поддержания в нем незатухающих колебаний, если на конденсаторе должно быть действующее напряжение 1 В?

Ответ:

Задача к билету № 24

2 моль идеального газа расширяется так, что его давление изменяется прямо пропорционально объему. Чему равна работа газа при увеличении его температуры на 20 К?

Ответ:

Задача к билету № 25

Брусок массой m 1 = 400 г под действием перекинутого через неподвижный блок груза массой m 2 = 100 г проходит по горизонтальной плоскости из состояния покоя путь S = 8 см за время t = 2 с. Чему равен коэффициент трения скольжения бруска по плоскости?