ПРИМЕРНЫЕ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ В ТРАДИЦИОННОЙ ФОРМЕ УСТНОЙ
ИТОГОВОЙ АТТЕСТАЦИИ ВЫПУСКНИКОВ XI(XII) КЛАССОВ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ
В 2004/05 УЧЕБНОМ ГОДУ
Объяснительная записка
Согласно Закону Российской Федерации «Об образовании» в редакции, введенной в действие с 15 января 1996 года Федеральным законом от 13 января 1996 года № 12ФЗ с изменениями на 22 августа 2004 года, освоение программ среднего (полного) общего образования завершается обязательной итоговой аттестацией. 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: по билетам, собеседование, защита реферата, комплексный анализ текста (по русскому языку).
В первом случае выпускник отвечает на вопросы, сформулированные в билетах, выполняет предложенные практические задания (решение задачи, лабораторная работа, демонстрация опыта и др.).
Выпускник, избравший собеседование как одну из форм устного экзамена, по предложению аттестационной комиссии дает без подготовки развернутый ответ по одной из ключевых тем курса или отвечает на вопросы обобщающего характера по темам, изученным в соответствии с учебной программой. Собеседование целесообразно проводить с выпускниками, имеющими отличные знания по предмету, проявившими интерес к научным исследованиям в избранной области знаний.
Защита реферата предполагает предварительный выбор выпускником интересующей его темы работы с учетом рекомендаций учителя-предметника, последующее глубокое изучение избранной для реферата проблемы, изложение выводов по теме реферата. Не позднее чем за неделю до экзамена реферат представляется выпускником на рецензию учителю-предметнику. Аттестационная комиссия на экзамене знакомится с рецензией на представленную работу и выставляет оценку выпускнику после защиты реферата.
Выпускник, избравший комплексный анализ текста как одну из форм устного экзамена по русскому языку, характеризует тип, стиль подобранного учителем текста, определяет его тему, главную мысль, комментирует имеющиеся в нем орфограммы и пунктограммы.
Выпускник XI (XII) класса для итоговой устной аттестации может выбрать любые предметы, изучавшиеся на ступени среднего (полного) общего образования.
На итоговой аттестации по всем учебным предметам проверяются соответствие знаний выпускников требованиям государственных образовательных программ, глубина и прочность полученных знаний, их практическое применение.
Общеобразовательное учреждение имеет право в предложенный материал внести изменения, дополнения, содержащие региональный компонент, учитывающие профиль школы, а также разработать собственные экзаменационные билеты. При корректировке примерных билетов по истории России и обществознанию желательно внести вопросы, связанные с российской государственной символикой (герб, флаг, гимн).
Порядок экспертизы, утверждения и хранения аттестационного материала устанавливается уполномоченным органом местного самоуправления.
При подготовке к устной итоговой аттестации выпускников рекомендуется учесть особенности изучения различных учебных предметов.
Начальник Управления государственного надзора
по соблюдению законодательства Российской Федерации
в сфере образования В.И. ГРИБАНОВ
Примечание: В этот список входят билеты по следующим 20-ти предметам:
ФИЗИКА – XI класс
Ниже приводятся два варианта билетов для общеобразовательных школ, составленных на основе одних и тех же вопросов: первый вариант 26 билетов, второй – 16 билетов.
На подготовку к ответу учащимся отводится обычно до 30 минут. За это время нужно успеть подготовить необходимые выкладки, схемы и графики и воспроизвести их на доске. Эти записи помогут построить связный, логичный и полный ответ. Для решения задачи или выполнения лабораторной работы в некоторых случаях может быть выделено дополнительное время. Задача или лабораторная работа обычно выполняется на отдельном листе и члены экзаменационной комиссии могут проверить правильность решения по этим записям.
Структура билетов 1-го варианта такова:
– первые вопросы билетов охватывают основной материал физических теорий, изучаемых в школьном курсе;
– вторые вопросы предполагают решение задачи или выполнение лабораторной работы из числа обязательных, предусмотренных примерной программой среднего (полного) общего образования.
Структура билетов 2-го варианта иная:
– первые вопросы билетов, как и в первом варианте, охватывают основной материал физических теорий, изучаемых в школьном курсе физики;
– вторые вопросы предполагают рассмотрение практических приложений физических теорий и требуют не столько изложение теоретического материала, сколько демонстрацию опытов, иллюстрирующих описываемое явление, выявляющих основные закономерности явления и пр., или выполнение лабораторной работы, или простейших измерений, предусмотренных требованиями к уровню подготовки выпускников;
– третьи вопросы проверяют умение решать задачи.
ВАРИАНТ I
Билет № 1
2. Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.
Билет № 2
2. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».
Билет № 3
2. Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.
Билет № 4
2. Задача на применение первого закона термодинамики.
Билет № 5
2. Лабораторная работа «Расчет и измерение сопротивления двух параллельно соединенных резисторов».
Билет № 6
2. Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.
Билет № 7
2. Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или формулы для расчета силы Лоренца).
Билет № 8
2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.
Билет № 9
1. Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.
2. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с использованием дифракционной решетки».
Билет № 10
1. Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел.
2. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.
Билет № 11
2. Задача на применение закона электромагнитной индукции.
Билет № 12
2. Задача на применение закона сохранения энергии.
Билет № 13
1. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.
Билет № 14
1. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
2. Лабораторная работа «Измерение массы тела».
Билет № 15
1. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие.
2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».
Билет № 16
1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.
2. Задача на применение графиков изопроцессов.
Билет № 17
2. Задача на определение работы газа с помощью графика зависимости давления газа от его объема.
Билет № 18
1. Явление самоиндукции. Индуктивность. Электромагнитное поле.
2. Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена проволока.
Билет № 19
2. Задача на применение закона Джоуля–Ленца.
Билет № 20
1. Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи и примеры их практического использования.
2. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».
Билет № 21
1. Волновые свойства света. Электромагнитная природа света.
2. Задача на применение закона Кулона.
Билет № 22
2. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления материала, из которого сделан проводник».
Билет № 23
1. Испускание и поглощение света атомами. Спектральный анализ.
2. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра».
Билет № 24
2. Задача на применение закона сохранения импульса.
Билет № 25
2. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».
Билет № 26
ВАРИАНТ II
Билет № 1
1. Механическое движение. Относительность движения. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение.
2. Лабораторная работа «Оценка массы воздуха в классной комнате при помощи необходимых измерений и расчетов».
Билет № 2
1. Взаимодействие тел. Сила. Законы динамики Ньютона.
2. Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел. Лабораторная работа «Измерение жесткости пружины».
Билет № 3
1. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и его использование в технике.
2. Параллельное соединение проводников. Лабораторная работа «Расчет и измерение сопротивления двух параллельно соединенных резисторов».
Билет № 4
1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
2. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».
Билет № 5
1. Превращения энергии при механических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.
2. Постоянный электрический ток. Сопротивление. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления материала, из которого сделан проводник».
3. Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда.
Билет № 6
1. Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории строения вещества. Масса и размеры молекул.
2. Масса. Плотность вещества. Лабораторная работа «Измерение массы тела».
3. Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.
Билет № 7
1. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.
2. Последовательное соединение проводников. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».
Билет № 8
1. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева–Клапейрона). Изопроцессы.
2. Электромагнитные волны и их свойства. Лабораторная работа «Сборка простейшего детекторного радиоприемника».
3. Задача на применение закона сохранения энергии.
Билет № 9
1. Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
2. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Лабораторная работа «Измерение ЭДС источника тока».
3. Задача на определение работы газа с помощью графика зависимости давления газа от его объема.
Билет № 10
1. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс.
2. Явление преломления света. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».
3. Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или по формуле для расчета силы Лоренца).
Билет № 11
1. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.
2. Испарение и конденсация. Влажность воздуха. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».
3. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.
Билет № 12
1. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур и превращение энергии при электромагнитных колебаниях.
2. Волновые свойства света. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с использованием дифракционной решетки».
Билет № 13
1. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.
2. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд (продемонстрировать опыты, подтверждающие это действие).
3. Задача на применение графиков изопроцессов.
Билет № 14
1. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике.
2. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
3. Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена проволока.
Билет № 15
1. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция. Условия ее протекания. Термоядерные реакции.
2. Явление самоиндукции. Индуктивность. Электромагнитное поле. Их использование в электрических машинах постоянного тока.
3. Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.
Билет № 16
1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Биологическое действие ионизирующих излучений.
2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.
Классы с углубленным изучением предмета
Экзаменационные билеты для классов с углубленным изучением физики состоят из трех вопросов. Первые два вопроса имеют теоретическую направленность, третий – практическую (выполнение лабораторной работы или решение задачи).
При отсутствии необходимого лабораторного оборудования работы могут быть заменены на равнозначные.
Билет № 1
1. Механическое движение. Относительность механического движения. Закон сложения скоростей в классической механике. Кинематика прямолинейного движения материальной точки.
2. Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость. Природа ферромагнетизма. Температура Кюри.
3. Лабораторная работа «Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости».
Билет № 2
1. Равноускоренное прямолинейное движение. Аналитическое и графическое описание равноускоренного прямолинейного движения.
2. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Самоиндукция. ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля катушки с током.
3. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».
Билет № 3
1. Движение материальной точки по окружности. Центростремительное ускорение. Угловая скорость. Связь угловой и линейной скоростей.
2. Электрический ток в металлах. Природа электрического тока в металлах. Закон Ома для участка цепи. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость.
3. Задача на применение закона электромагнитной индукции.
Билет № 4
1. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности в классической механике и в специальной теории относительности.
2. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Законы электролиза. Определение заряда электрона.
3. Задача на применение основного уравнения МКТ.
Билет № 5
1. Второй закон Ньютона и границы его применимости. Использование второго закона Ньютона в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции.
2. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный электрический разряд.
3. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».
Билет № 6
1. Третий закон Ньютона. Свойства сил действия и противодействия. Границы применимости третьего закона Ньютона.
2. Электрический ток в вакууме. Электровакуумные приборы и их применение.
3. Лабораторная работа «Измерение фокусного расстояния собирающей линзы».
Билет № 7
1. Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского.
2. Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость полупроводников, р–n-переход. Полупроводниковый диод. Транзистор.
3. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.
Билет № 8
1. Закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная и ее измерение. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость. Движение тел под действием силы тяжести.
2. Свободные электрические колебания. Колебательный контур. Превращение энергии в колебательном контуре. Затухание колебаний. Формула Томсона.
3. Задача на применение первого закона термодинамики.
Билет № 9
1. Сила упругости. Виды упругих деформаций. Закон Гука. Модуль Юнга. Диаграмма растяжения.
2. Автоколебания. Автоколебательная система. Генератор незатухающих электромагнитных колебаний.
3. Лабораторная работа «Измерение электрического сопротивления при помощи амперметра и вольтметра».
Билет № 10
1. Силы трения. Коэффициент трения скольжения. Учет и использование трения в быту и технике. Трение в жидкостях и газах.
2. Переменный ток как вынужденные электромагнитные колебания. Действующие значения силы переменного тока и напряжения. Активное и реактивное сопротивление. Закон Ома для электрической цепи переменного тока.
3. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.
Билет № 11
1. Равновесие твердого тела. Момент силы. Условия равновесия твердого тела. Виды равновесия. Принцип минимума потенциальной энергии.
2. Трансформатор. Устройство и принцип действия трансформатора. Передача электроэнергии.
3. Задача на применение закона радиоактивного распада.
Билет № 12
1. Механическая работа и мощность. Энергия. Закон сохранения энергии в механических процессах.
2. Электромагнитные волны и их свойства. Скорость распространения электромагнитных волн. Опыты Герца.
3. Лабораторная работа «Определение электроемкости конденсатора методом баллистического гальванометра».
Билет № 13
1. Гидро- и аэростатика. Общие свойства жидких и газообразных тел. Закон Паскаля. Сила Архимеда. Условия плавания тел.
2. Принципы радиосвязи. Изобретение радио. Радиолокация. Телевидение. Развитие средств связи.
3. Задача на расчет явлений интерференции и дифракции света.
Билет № 14
1. Гидро- и аэродинамика. Уравнение Бернулли. Движение тел в жидкостях и газах. Подъемная сила крыла самолета. Значение работ Н.Е. Жуковского в развитии авиации.
2. Электромагнитная природа света. Методы измерения скорости света. Шкала электромагнитных волн. Уравнение волны.
3. Задача на применение закона Ома для полной цепи.
Билет № 15
1. Механические колебания. Уравнение гармонических колебаний. Свободные и вынужденные колебания. Период колебаний груза на пружине и математического маятника. Превращение энергии при колебательном движении.
2. Интерференция света. Опыт Юнга. Когерентные волны. Цвета тонких пленок и применение интерференции.
3. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока».
Билет № 16
1. Механические волны и их свойства. Распространение колебаний в упругих средах. Длина волны. Звуковые волны и их свойства. Эхо. Акустический резонанс.
2. Явление дифракции света. Зоны Френеля. Дифракционная решетка как спектральный прибор.
3. Лабораторная работа «Измерение электроемкости конденсатора в цепи переменного тока».
Билет № 17
1. Основные положения молекулярнокинетической теории и их опытные обоснования. Размеры и масса молекул.
2. Дисперсия и поглощение света. Классическая электронная теория дисперсии. Аномальная дисперсия. Поглощение света и электронная теория. Спектроскоп и спектрограф.
3. Лабораторная работа «Измерение индуктивности катушки в цепи переменного тока».
Билет № 18
1. Идеальный газ. Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура как мера средней кинетической энергии молекул. Длина свободного пробега.
2. Поляризация света. Естественный свет. Поляризатор. Двойное лучепреломление.
3. Задача на применение основных формул кинематики.
Билет № 19
1. Насыщенный и ненасыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Кипение. Зависимость температуры кипения от давления. Критическая температура. Относительная влажность воздуха и ее измерение.
2. Закон прямолинейного распространения света. Законы отражения и преломления света. Полное отражение. Линзы. Формула тонкой линзы.
3. Задача на применение закона всемирного тяготения.
Билет № 20
1. Свойства поверхности жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления.
2. Элементы фотометрии: энергетические и фотометрические величины. Законы освещенности.
3. Задача на применение закона сохранения импульса.
Билет № 21
1. Кристаллические тела и их свойства. Монокристаллы и поликристаллы. Аморфные тела. Экспериментальные методы изучения внутреннего состояния кристаллов. Дефекты в кристаллах. Способы повышения прочности твердых тел.
2. Оптические приборы: лупа, микроскоп, телескоп. Разрешающая способность телескопа. Фотоаппарат. Диа-, эпи- и кинопроекторы.
3. Лабораторная работа «Измерение коэффициента трения скольжения».
Билет № 22
1. Внутренняя энергия и способы ее изменения. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу.
2. Элементы специальной теории относительности. Постулаты СТО. Конечность и предельность скорости света. Релятивистский закон преобразования скоростей. Пространство-время в СТО. Релятивистская динамика.
3. Задача на применение закона сохранения механической энергии.
Билет № 23
1. Тепловые машины, их устройство и принцип действия. Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики и его статистический смысл. Тепловые машины и проблемы экологии.
2. Квантовая гипотеза Планка. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Квантовая теория фотоэффекта. Фотоэлементы и их применение.
3. Задача на применение закона Кулона.
Билет № 24
1. Электрическое взаимодействие и электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
2. Строение атома. Опыты Резерфорда. Квантовые постулаты Бора. Опыты Франка и Герца. Принцип соответствия.
3. Задача на применение второго закона Ньютона.
Билет № 25
1. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Линии напряженности. Теорема Гаусса.
2. Спонтанное и индуцированное излучение. Лазеры и их применение.
3. Лабораторная работа «Исследование зависимости КПД наклонной плоскости от массы тела и угла наклона плоскости к горизонту».
Билет № 26
1. Работа сил электрического поля. Потенциал и разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и разностью потенциалов.
2. Атомное ядро. Строение атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра. Удельная энергия связи и прочность ядер.
3. Лабораторная работа «Измерение плотности тела методом гидростатического взвешивания».
Билет № 27
1. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
2. Радиоактивность. Свойства радиоактивных излучений. Закон радиоактивного распада.
3. Лабораторная работа «Измерение ускорения свободного падения при помощи нитяного маятника».
Билет № 28
1. Электроемкость. Электроемкость конденсатора. Энергия заряженного конденсатора. Точка Кюри. Пьезоэлектрический эффект.
2. Свойства ионизирующих излучений. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. Методы регистрации ионизирующих излучений.
3. Задача на применение закона Джоуля–Ленца.
Билет № 29
1. Электрический ток и условия его существования. ЭДС источника тока. Закон Ома для однородного и неоднородного участка электрической цепи. Закон Ома для полной цепи. Короткое замыкание.
2. Ядерные реакции. Выделение и поглощение энергии в ядерных реакциях. Цепные ядерные реакции. Термоядерные реакции. Проблемы ядерной энергетики.
3. Лабораторная работа «Расчет и экспериментальная проверка времени скатывания шара с наклонной плоскости».
Билет № 30
1. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле и его характеристики. Сила Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле.
2. Элементарные частицы и их свойства. Античастицы. Взаимные превращения частиц и квантов. Фундаментальные взаимодействия.
3. Задача на применение законов электролиза.
ФИЗИКА – XI класс
Ниже приводятся два варианта билетов для общеобразовательных школ, составленных на основе одних и тех же вопросов: первый вариант 26 билетов, второй – 16 билетов.
На подготовку к ответу учащимся отводится обычно до 30 минут. За это время нужно успеть подготовить необходимые выкладки, схемы и графики и воспроизвести их на доске. Эти записи помогут построить связный, логичный и полный ответ. Для решения задачи или выполнения лабораторной работы в некоторых случаях может быть выделено дополнительное время. Задача или лабораторная работа обычно выполняется на отдельном листе и члены экзаменационной комиссии могут проверить правильность решения по этим записям.
Структура билетов 1-го варианта такова:
– первые вопросы билетов охватывают основной материал физических теорий, изучаемых в школьном курсе;
– вторые вопросы предполагают решение задачи или выполнение лабораторной работы из числа обязательных, предусмотренных примерной программой среднего (полного) общего образования.
Структура билетов 2-го варианта иная:
– первые вопросы билетов, как и в первом варианте, охватывают основной материал физических теорий, изучаемых в школьном курсе физики;
– вторые вопросы предполагают рассмотрение практических приложений физических теорий и требуют не столько изложение теоретического материала, сколько демонстрацию опытов, иллюстрирующих описываемое явление, выявляющих основные закономерности явления и пр., или выполнение лабораторной работы, или простейших измерений, предусмотренных требованиями к уровню подготовки выпускников;
– третьи вопросы проверяют умение решать задачи.
ВАРИАНТ I
Билет № 1
2. Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.
Билет № 2
2. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».
Билет № 3
2. Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.
Билет № 4
2. Задача на применение первого закона термодинамики.
Билет № 5
2. Лабораторная работа «Расчет и измерение сопротивления двух параллельно соединенных резисторов».
Билет № 6
2. Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.
Билет № 7
2. Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или формулы для расчета силы Лоренца).
Билет № 8
2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.
Билет № 9
1. Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.
2. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с использованием дифракционной решетки».
Билет № 10
1. Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел.
2. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.
Билет № 11
2. Задача на применение закона электромагнитной индукции.
Билет № 12
2. Задача на применение закона сохранения энергии.
Билет № 13
1. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.
Билет № 14
1. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
2. Лабораторная работа «Измерение массы тела».
Билет № 15
1. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие.
2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».
Билет № 16
1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.
2. Задача на применение графиков изопроцессов.
Билет № 17
2. Задача на определение работы газа с помощью графика зависимости давления газа от его объема.
Билет № 18
1. Явление самоиндукции. Индуктивность. Электромагнитное поле.
2. Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена проволока.
Билет № 19
2. Задача на применение закона Джоуля–Ленца.
Билет № 20
1. Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи и примеры их практического использования.
2. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».
Билет № 21
1. Волновые свойства света. Электромагнитная природа света.
2. Задача на применение закона Кулона.
Билет № 22
2. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления материала, из которого сделан проводник».
Билет № 23
1. Испускание и поглощение света атомами. Спектральный анализ.
2. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра».
Билет № 24
2. Задача на применение закона сохранения импульса.
Билет № 25
2. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».
Билет № 26
ВАРИАНТ II
Билет № 1
1. Механическое движение. Относительность движения. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение.
2. Лабораторная работа «Оценка массы воздуха в классной комнате при помощи необходимых измерений и расчетов».
3. Задача на применение закона электромагнитной индукции.
Билет № 2
1. Взаимодействие тел. Сила. Законы динамики Ньютона.
2. Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел. Лабораторная работа «Измерение жесткости пружины».
3. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.
Билет № 3
1. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и его использование в технике.
2. Параллельное соединение проводников. Лабораторная работа «Расчет и измерение сопротивления двух параллельно соединенных резисторов».
3. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.
Билет № 4
1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
2. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».
3. Задача на применение первого закона термодинамики.
Билет № 5
1. Превращения энергии при механических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.
2. Постоянный электрический ток. Сопротивление. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления материала, из которого сделан проводник».
3. Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда.
Билет № 6
1. Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории строения вещества. Масса и размеры молекул.
2. Масса. Плотность вещества. Лабораторная работа «Измерение массы тела».
3. Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.
Билет № 7
1. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.
2. Последовательное соединение проводников. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».
3. Задача на применение закона сохранения импульса.
Билет № 8
1. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева–Клапейрона). Изопроцессы.
2. Электромагнитные волны и их свойства. Лабораторная работа «Сборка простейшего детекторного радиоприемника».
3. Задача на применение закона сохранения энергии.
Билет № 9
1. Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
2. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Лабораторная работа «Измерение ЭДС источника тока».
3. Задача на определение работы газа с помощью графика зависимости давления газа от его объема.
Билет № 10
1. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс.
2. Явление преломления света. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».
3. Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или по формуле для расчета силы Лоренца).
Билет № 11
1. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.
2. Испарение и конденсация. Влажность воздуха. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».
3. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.
Билет № 12
1. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур и превращение энергии при электромагнитных колебаниях.
2. Волновые свойства света. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с использованием дифракционной решетки».
3. Задача на применение закона Джоуля–Ленца.
Билет № 13
1. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.
2. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд (продемонстрировать опыты, подтверждающие это действие).
3. Задача на применение графиков изопроцессов.
Билет № 14
1. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике.
2. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
3. Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена проволока.
Билет № 15
1. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция. Условия ее протекания. Термоядерные реакции.
2. Явление самоиндукции. Индуктивность. Электромагнитное поле. Их использование в электрических машинах постоянного тока.
3. Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.
Билет № 16
1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Биологическое действие ионизирующих излучений.
2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.
3. Задача на применение закона Кулона.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ ПО ФИЗИКЕ
Билет №1
1. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость.
2. Лабораторная работа по теме «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении».
Билет №2
1. Свободное падение тел. Равномерное движение по окружности. Центростремительное ускорение. Кинематика вращательного движения. Связь между угловой и линейной скоростью.
2. Задача по теме «Законы сохранения в механике».
Билет №3
1. Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона.
2. Задача по теме «Импульс тела».
Билет №4
1. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и его использование в технике.
2. Задача по теме «Кинематика вращательного движения».
Билет №5
1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
2. Задача на нахождение КПД теплового двигателя.
Билет №6
1. Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия..
2. Задача по теме «Первый закон термодинамики. КПД тепловых двигателей».
Билет №7
1. Превращение энергии при механических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания.
2. Задача на параллельное соединение проводников
Билет №8
1. Опытное основание основных положений МКТ строения вещества. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро.
2. Задача на движение или равновесие зараженной частицы в электрическом поле.
Билет №9
1. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.
2. Задача на определение индукции магнитного поля (по закону ампера или формулы для расчета силы Лоренца).
Билет №10
1. Работа силы. Мощность.
2. Задача по теме «Закон сохранения энергии»
Билет №11
1. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.
2. Задача по теме «Закон Кулона».
Билет №12
1. Испарение и конденсация. Насыщение и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.
2. Лабораторная работа «Измерение сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».
Билет №13
1. Кристаллические и амфорные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел.
2. Задача на применение закона электромагнитной индукции.
Билет №14
1. Силы и энергия межмолекулярного взаимодействия. Строение газообразных, жидких и твёрдых тел. Опыт Штерна.
2. Задача по теме «Внутренняя энергия. Расчет количества теплоты».
Билет №15
1. Идеальный газ. Параметры состояния идеального газа
2. Лабораторная работа по теме « Определение модуля упругости материала»
Билет №16
1. Внутренняя энергия. Теплоёмкость. Удельная теплоёмкость. Первое начало термодинамики. Адиабатный процесс.
2. Задача на применение закона сохранения энергии.
Билет № 17
1. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца
2. Задача на тему «Закон сохранения импульса».
Билет №18
1. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.
Билет №19
1. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
2. Лабораторная работа «Измерение массы тела».
Билет №20
1. Магнитное поле, условия его существования. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие. Магнитная индукция.
2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».
Билет №21
1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.
2. Задача на изопроцессы.
Билет №22
1. Принцип действия тепловой машины. КПД теплового двигателя.
2. Задача на определение работы газа с помощью графика зависимости давления газа от его объема.
Билет №23
1. Второе начало термодинамики. Холодильная машина. Тепловой двигатель.
2. Задача на применение закона сохранения импульса.
Билет №24
1. Свойства жидкостей. Поверхностный слой жидкости. Капиллярные явления.
2. Лабораторное работа по теме «Определение влажности воздуха в кабинете физики».
Билет №25
1. Свойства твёрдых тел. Закон Гука. Механические свойства твёрдых тел. Плавление и кристаллизация.
2. Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена проволока.
Билет №26
1. Принцип суперпозиции полей. Работа сил электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов.
2. Задача на применение закона Джоуля-Ленца.
Приложение к экзаменационным билетам (задачи).
Билет №2
Билет №3
Билет №4
Билет №5
Билет №6
Билет №7
Билет №8
Билет №9
Задача на определение индукции магнитного поля (по закону ампера или формулы для расчета силы Лоренца).
Определите индукцию однородного магнитного поля, если на проводник длиной 0,2м со стороны поля действует сила 50 мН. Проводник образует угол 30 0 направлением силовых линий поля и по нему течет ток силой 10 А.
Билет №10
Билет №11
Билет №13
Билет №14
Билет №16
Билет №17
Билет №18
Билет №21
Задача на изопроцессы.
На рисунке представлены две изохоры для одной и той же массы идеального газа. Как определяется отношение объемов, занимаемых газами , если углы наклона изохор к оси абсцисс равны и ?
Билет №22
Билет №23
Билет №25
Билет № 26
Эталоны правильных ответов
Билет№1
1. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость.
Механическим движением называют изменение положения тела (или его частей) относительно других тел.
Из этих примеров видно, что всегда надо указать тело, относительно которого рассматривается движение, его называюттелом отсчета. Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и выбранный способ измерения времени образуютсистему отсчета. Таким образом, иногда размерами тела по сравнению с расстоянием до него можно пренебречь, в этих случаях тело считают материальной точкой, Линию, вдоль которой движется материальная точка, называют траекторией. Длина части траектории между начальным и конечным положением точки называют путем (L). Единица измерения пути - 1м.
Механическое движение характеризуется тремя физическими величинами: перемещением, скоростью и ускорением.
Направленный отрезок прямой, проведенный из начального положения движущейся точки в ее конечное положение, называетсяперемещением (s).
Скорость - векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка.
Ускорение - векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло
Движение, при котором скорость тела не меняется, т. е. тело за любые равные промежутки времени перемещается на одну и ту же величину, называютравномерным прямолинейным движением.
При таком движении скорость и ускорение имеют одинаковые направления, причем скорость изменяется одинаково за любые равные промежутки времени. Этот вид движения называютравноускоренным.
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.
Билет №2
Свободное падение тел. Равномерное движение по окружности. Центростремительное ускорение. Кинематика вращательного движения. Связь между угловой и линейной скоростью.
1. Одним из наиболее распространенных видов движения с постоянным ускорением - свободное падение тел.
Свободное падение - это движение тел только лишь под действием притяжения Земли (под действием силы тяжести).
При свободном падении все тела вблизи поверхности Земли независимо от их массы приобретают одинаковое ускорение, называемое ускорением свободного падения.
Условное обозначение ускорения свободного падения - g.
На поверхности Земли ускорение свободного падения (g) меняется в пределах от 9,78 м/с 2 на экваторе до 9,83 м/с 2 на полюсе.
2. Движение по окружности - частный случай криволинейного движения.
Если за любые равные промежутки времени радиус-вектор тела поворачивается на одинаковые углы, а линейная скорость тела по модулю не изменяется (т. е. если |v 0 |=|v|), движение тела по окружности называют равномерным (не следует забывать, что равномерное движение по окружности происходит с ускорением, так как скорость тела непрерывно меняется по направлению).
Угловой скоростью называют величину, равную отношению угла поворота радиуса-вектора точки, движущейся по окружности к промежутку времени t, в течение которого произошел этот поворот.
Скорость тела, направленную по касательной к окружности, называют линейной .
Мгновенная скорость тела в каждой точке криволинейной траектории направлена по касательной к траектории. Следовательно, в криволинейном движении направление скорости тела непрерывно изменяется . т.е. движение по окружности со скоростью, постоянной по модулю является ускоренным. Центростремительное ускорение всегда направлено к центру окружности:
Линейная и угловая скорости связаны между собой: 
, т.е. .
Период - физическая величина, показывающая, чему равно время, за которое точка совершает один полный оборот. Если обозначить N – число оборотов, а Т – период, то: .
Единица измерения в СИ – с. Т.к. за период точка поворачивается на угол2π , то .
Частота – количество оборотов, которое совершила точка за единицу времени: .
Единица измерения в СИ – Гц (герц ). Частота равна одному герцу, если за 1 секунду точка совершает один полный оборот (1Гц=1с -1 ). Частота и период – взаимно обратные величины: . Следовательно: .
Билет№3
Сила. Масса. Второй закон Ньютона.
Действия тел друг на друга, создающие ускорение, называются силами. Все силы можно разделить на два основных типа: силы, действующие при непосредственном соприкосновении, и силы, которые действуют независимо от того, соприкасаются тела или нет, т. е. на расстоянии.
Сила - векторная величина. Силу измеряют динамометром. Силы, действующие при непосредственном соприкосновении, действуют по всей соприкасающейся поверхности тел. Молоток, ударяющий по шляпке гвоздя, действует на всю шляпку. Но если площадь мала, то считают, тело действует на одну точку. Эта точка называется точкой приложения. Если же на тело действует несколько сил, то их действие на тело можно заменить одной заменяющую силу называют суммой или равнодействующей.
Свойство тел приобретать определенное ускорение при данном воздействии называется инертностью . Инертность состоит в том, что для изменения скорости тела на заданную величину нужно, чтобы на него действовало другое тело и это действие длилось некоторое время. Инертность - это свойство, присущее всем телам. Масса тела - количественная мера его инертности.
О теле, которое в результате взаимодействия меньше изменяет свою скорость, говорят, что оно более инертно, масса его больше:
В СИ единицей массы тела является килограмм (кг).
Так как масса входит в закон всемирного тяготения, то она определяет также гравитационное взаимодействие тел.
II закон Ньютона
Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на создаваемое этой силой ускорение, причем направления силы и ускорения совпадают: а =F/m
Закон можно выразить в другой форме. Ускорение, сообщаемое телу, прямо пропорционально действующей на тело силе,- обратно пропорционально массе тела и направлено так же, как и сила.
Особенности II закона Ньютона:
1. Верен для любых сил.
2. Сила - причина, определяет ускорение.
3. Вектор а сонаправлен с вектором F.
4. Если действуют на тело несколько сил, то берется равнодействующая.
5. Если равнодействующая равна нулю, то ускорение равно нулю. (Первый закон Ньютона)
6. Можно применять только по отношению к телам, скорость которых мала по сравнению со скоростью света.
Билет№4
План ответа
1. Импульс тела. 2. Закон сохранения импульса. 3. Применение закона сохранения импульса. 4. Реактивное движение.
Существуют величины, которые могут сохраняться при взаимодействии тел. Такими величинами являются энергия и импульс.
Импульсом тела называют векторную физическую величину, являющуюся количественной характеристикой поступательного движения тел. Импульс обозначается р. Единица измерения импульса
Р - кг м/с. Импульс тела равен произведению массы тела на его скорость: р = mv. Направление вектора импульса р совпадает с направлением вектора скорости тела v (рис. 4).
Для импульса тел выполняется закон сохранения.Имеет вид m 1 v 1 + т 2 v 2 = m 1 v 1 " + т 2 v 2 " где т 1 и
т 2 - массы тел, а v 1 и v 2 , - скорости до взаимодействия, v 1 " и v 2 " - скорости после взаимодействия. Эта
формула и является математическим выражением закона сохранения импульса:импульс замкнутой физической системы сохраняется при любых взаимодействиях, происходящих внутри этой системы.
В механике закон сохранения импульса и законы Ньютона связаны между собой. Если на тело массой т в течение времени t действует сила и скорость его движения изменяется от v 0 до v, то ускорение движения a тела равно a = (v - v 0)/t. На основании второго закона Ньютона для силы F можно записать F = та = m(v - v 0)/t, отсюда следует
Ft = mv - mv 0 .
Ft - векторная физическая величина, характеризующая действие на тело силы за некоторый промежуток времени и равная произведению силы на время t ее действия, называетсяимпульсом силы.
Единица импульсав СИ - Н с.
Закон сохранения импульса лежит в основе реактивного движения.Реактивное движение - это такое движение тела, которое возникает после отделения от тела его части.
Большая заслуга в развитии теории реактивного движения принадлежит К. Э. Циолковскому.
Он разработал теорию полета тела переменной массы (ракеты) в однородном поле тяготения и рассчитал запасы топлива, необходимые для преодоления силы земного притяжения; основы теории жидкостного реактивного двигателя, а так же элементы его конструкции; теорию многоступенчатых ракет, причем предложил два варианта: параллельный (несколько реактивных двигателей работают одновременно) и последовательный (реактивные двигатели работают друг за другом).В основе движения многих морских моллюсков (осьминогов, медуз, кальмаров, каракатиц) также лежит реактивный принцип.
Билет №5
Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле. Сила тяжести. Вес тела.
Исаак Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называют силами гравитации, или силами всемирного тяготения. Сила всемирного тяготения проявляется в Космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил законы движения небесных тел и выяснил, что сила F равна:
m 1 и т 2 -массы взаимодействующих тел, R - расстояние между ними, G - коэффициент пропорциональности, который называется гравитационной постоянной. Численное значение гравитационной постоянной опытным путем определил Кавендиш, измеряя силу взаимодействия между свинцовыми шарами. В результате закон всемирного тяготения звучит так: между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.
Силы всемирного тяготения действуют между любыми телами в природе, но ощутимыми они становятся при больших массах (или если хотя бы масса одного из тел велика). Закон же всемирного тяготения выполняется только для материальных точек и шаров (в этом случае за расстояние принимается расстояние между центрами шаров).
Частным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести
. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свободного падения. В соответствии со вторым законом Ньютона g = F тяж *m следовательно, F тяж = mg.
Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зависимости от высоты h
над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускорение свободного падения равно 9,831 м/с2.
В технике и быту широко используется понятие веса тела
. Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к планете (рис. 1). Вес тела обозначается Р. Единица веса - Н. Так как вес равен силе, с которой тело действует на опору, то в соответствии с третьим законом Ньютона по величине вес тела равен силе реакции опоры. Поэтому, чтобы найти вес тела, необходимо определить, чему равна сила реакции опоры.
Если тело свободно падает, то в этом случае P = (g- g)m = 0 . Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называют невесомостью. Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением, поэтому в корабле наблюдается состояние невесомости.
Билет №6
Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия.
Движущиеся тела имеют способность выполнять работу в случае изменения скорости. Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется кинетической энергией.
Часть механической энергии, обусловленная движением тела, называется кинетической энергией - Ек.
Зависимость кинетической энергии от массы движущегося тела и его скорости
Кинетическая энергия тела, движущегося с определенной скоростью, равна работе, которую нужно выполнить, чтобы придать неподвижному телу эту скорость. Пусть до неподвижного тела массой m приложена постоянную силу F. Тогда Eк = А = Fs, где s- модуль перемещения. Подставляя в эту формулу выражения F = mа и s = v 2 /2a , получим: кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью v , выражается формулой Eк = mv 2 /2.
Часть механической энергии, которая определяется взаимным расположением тел, которые взаимодействуют, называется потенциальной энергией - Еп .
Например, если сила тяжести выполняет работу во время падения груза вниз, система «поднятый груз и Земля» имеет потенциальную энергию.
Обозначим изменение потенциальной энергии 
, где индексом 1 обозначены начальное состояние системы, а индексом 2 - конечный.
Если во время изменения взаимного расположения тел система выполняет положительную работу, ее потенциальная энергия уменьшается, а если система выполняет отрицательную работу, ее потенциальная энергия увеличивается.
Изменение потенциальной энергии ΔЕп и А работа, выполненная системой, связаны соотношением:
ΔЕп = -A.
Из этой формулы следует, что физический смысл имеет только изменение потенциальной энергии: она измеряется работой, что ее исполнила система. Выбор нулевого уровня потенциальной энергии определяется соображениями удобства для решения каждой конкретной задачи.
а) Потенциальная энергия груза, поднятого над землей . Во время поднятия груза массой m на высоту h работа выполняется mgh , поэтому потенциальная энергия системы «груз и Земля» увеличивается на mgh. Выберем как нулевой уровень потенциальной энергии состояние системы, когда груз находится на поверхности земли. Тогда Еп = mgh .
б) Потенциальная энергия деформированной пружины. Потенциальная энергия деформированной пружины равна работе, которую надо выполнить, чтобы деформировать пружину. А = kx 2 /2, где k - жесткость пружины, x - ее удлинение. Следовательно, потенциальная энергия деформированной пружины Eп = kx 2 /2.
Билет №7
План ответа
1. Определение колебательного движения. 2. Свободные колебания. 3. Превращения энергии. 4. Вынужденные колебания.
Механическими 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.
Простейший вид колебательного движения - гармонические колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса (рис.).
Свободными - называют колебания, которые совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на систему, совершающую колебания. Например, колебания груза на нити (рис.).
Рассмотрим процесс превращения энергии на примере колебаний груза на нити (см. рис.).
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 называютвынужденными.
При совпадении частоты внешней силы и частоты собственных колебаний тела амплитуда вынужденных колебаний резко возрастает. Такое явление называют механическим резонансом.
Хт-
амплитуда
w - частота внешней силы
w0 - частота собственных колебаний
Явление резонанса может быть причиной разрушения машин, зданий, мостов, если собственные их частоты совпадают с частотой периодически действующей силы. Поэтому, например, двигатели в автомобилях устанавливают на специальных амортизаторах, а воинским подразделениям при движении по мосту запрещается идти «в ногу».
Билет №8
План ответа
1. Основные положения. 2. Опытные доказательства. 3. Микро-характеристики вещества.
Молекулярно-кинетическая теория - это раздел физики, изучающий свойства различных состояний вещества, основывающийся на представлениях о существовании молекул и атомов, как мельчайших частиц вещества. В основе МКТ лежат три основных положения:
1. Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул, атомов или ионов.
2. Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом движении, скорость которого определяет температуру вещества.
3. Между частицами существуют силы притяжения и отталкивания, характер которых зависит от расстояния между ними.
Основные положения МКТ подтверждаются многими опытными фактами. Существование молекул, атомов и ионов доказано экспериментально, молекулы достаточно изучены и даже сфотографированы с помощью электронных микроскопов. Способность газов неограниченно расширяться и занимать весь предоставленный им объем объясняется непрерывным хаотическим движением молекул. Упругость газов, твердых и жидких тел, способность жидкостейсмачивать некоторые твердые тела, процессы окрашивания, склеивания, сохранения формы твердыми телами и многое другое говорят о существовании сил притяжения и отталкивания между молекулами. Явление диффузии - способность молекул одного вещества проникать в промежутки между молекулами другого - тоже подтверждает основные положения МКТ. Явлением диффузии объясняется, например, распространение запахов, смешивание разнородных жидкостей, процесс растворения твердых тел в жидкостях, сварка металлов путем их расплавления или путем давления. Подтверждением непрерывного хаотического движения молекул является также и броуновское движение - непрерывное хаотическое движение микроскопических частиц, нерастворимых в жидкости.
Движение броуновских частиц объясняется хаотическим движением частиц жидкости, которые сталкиваются с микроскопическими частицами и приводят их в движение. Опытным путем было доказано, что скорость броуновских частиц зависит от температуры жидкости. Теорию броуновского движения разработал А. Эйнштейн. Законы движения частиц носят статистический, вероятностный характер. Известен только один способ уменьшения интенсивности броуновского движения - уменьшение температуры. Существование броуновского движения убедительно подтверждает движение молекул.
Любое вещество состоит из частиц, поэтому количество вещества принято считать пропорциональным числу частиц, т. е. структурных элементов, содержащихся в теле, v.
Единицей количества вещества является моль. Моль - это количество вещества, содержащее столько же структурных элементов любого вещества, сколько содержится атомов в 12 г углерода С 12 . Отношение числа молекул вещества к количеству вещества называютпостоянной Авогадро:
n a = N/v. na =6,02 10 23 моль -1 .
Постоянная Авогадро показывает, сколько атомов и молекул содержится в одном моле вещества.Молярной массой называют величину, равную отношению массы вещества к количеству вещества:
Молярная масса выражается в кг/моль. Зная молярную массу, можно вычислить массу одной молекулы:
m 0 = m/N = m/vN A = М/N A
Средняя масса молекул обычно определяется химическими методами, постоянная Авогадро с высокой точностью определена несколькими физическими методами. Массы молекул и атомов со значительной степенью точности определяются с помощью масс-спектрографа.
Массы молекул очень малы. Например, масса молекулы воды: т = 29,9 10 -27 кг.
Молярная масса связана с относительной молекулярной массой Mr. Относительная молярная масса - это величина, равная отношению массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода С 12 . Если известна химическая формула вещества, то с помощью таблицы Менделеева может быть определена его относительная масса, которая, будучи выражена в килограммах, показывает величину молярной массы этого вещества.
Билет №9
План ответа
1. Понятие идеального газа, свойства. 2. Объяснение давления газа. 3. Необходимость измерения температуры. 4. Физический смысл температуры. 5. Температурные шкалы. 6. Абсолютная температура.
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 называетсяпостоянной 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).
Единица температуры по абсолютной шкале называетсяКельвином и выбрана равной одному градусу по шкале Цельсия 1 К = 1 °С. В шкале Кельвина за ноль принят абсолютный ноль температур, т. е. температура, при которой давление идеального газа при постоянном объеме равно нулю. Вычисления дают результат, что абсолютный ноль температуры равен -273 °С. Таким образом, между абсолютной шкалой температур и шкалой Цельсия существует связь Т = t °С + 273. Абсолютный ноль температур недостижим, так как любое охлаждение основано на испарении молекул с поверхности, а при приближении к абсолютному нулю скорость поступательного движения молекул настолько замедляется, что испарение практически прекращается. Теоретически при абсолютном нуле скорость поступательного движения молекул равна нулю, т. е. прекращается тепловое движение молекул.
Билет №10
Работа силы. Мощность.
Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения и косинуса угла между ними. Эта формула справедлива в том случае, когда сила постоянна и перемещение тела происходит вдоль прямой.
Знак работы определяется знаком косинуса угла между силой и перемещением.
Если α<90˚, то A>0,
Если α>90˚, то A<0
Если α=0, то A=0
Если на тело действует несколько сил, то полная работа (сумма работ всех сил) равна работе результирующей силы.
A = F1r| ∆r|+F2r|∆r| +…=A1+A2+… .
В Международной системе единиц работа измеряется в джоулях (Дж)
1 Дж = 1 Н·1 м = 1 Н·м
Джоуль – это работа, совершаемая силой 1 Н на перемещение 1 м, если направления силы и перемещения совпадают.
Мощностью называют отношение работы А к интервалу времени ∆t, за который эта работа совершена. N = A/∆t
Если мы в формулу мощности подставим формулу работы, то получится, что мощность равна произведению модуля вектора силы на модуль вектора скорости и на косинус угла между напр
Билет 1.
Вопрос 1. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчёта. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение.
Механическим движением называют изменение положения тела (или его частей) относительно других тел. Например, человек едущий на эскалаторе в метро, находится в покое относительно самого эскалатора и перемещается относительно стен туннеля; Гора Эльбрус находится в покое относительно Земли и движется вместе с Землёй относительно Солнца. Из этих примеров видно, что всегда надо указать тело, относительно которого рассматривается движение, его называют телом отсчёта . Система координат, тело отсчёта с которым она связана, и выбранный способ измерения времени образуют систему отсчёта . Рассмотрим два примера. Размеры орбитальной станции, находящейся на орбите около Земли, можно не учитывать, а рассчитывая траекторию движения космического корабля на стыковке со станцией, без учёта её размеров не обойтись. Таким образом, иногда размерами тела по сравнению с расстоянием до него можно пренебречь, в этих случаях тело считают материальной точкой. Линию, вдоль которой движется материальная точка, называют траекторией . Длину части траектории между начальным и конечным положением точки называют путем (l). Единица пути – метр.
Механическое движение характеризуется тремя физическими величинами: перемещением, скоростью и ускорением. Направленный отрезок прямой, проведённый из начального положения движущейся точки в её конечное положение, называется перемещением (S). Это величина векторная. Единица перемещения – метр.
Скорость – векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка. Промежуток времени считается достаточно малым если скорость в течение этого промежутка не менялась. Определяющая формула скорости имеет вид
Единица измерения скорости – м/с. На практике – км/ч. Измеряют скорость спидометром.Ускорение – векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло. Если скорость изменяется одинаково в течение всего времени движения, то ускорение можно рассчитать по формуле
Единица измерения ускорения м/с 2 .Характеристики механического движения связаны между собой основными кинематическими уравнениями:
.
Предположим, что тело движется без ускорения (самолёт 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>0, а=const.
В этом случае кинематические уравнения выглядят так:
При таком движении скорость и ускорение имеют одинаковые направления, причём 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; т.к. скорость уменьшается, то уравнение принимает вид:
Такое движение называется равнозамедленным.
Все физические величины, характеризующие движение тела (скорость, ускорение, перемещение), а также вид траектории, могут изменяться при переходе из одной системы к другой, т.е. характер движения зависит от выбора системы отсчёта, в этом и проявляется относительность движения . Например, в воздухе происходит дозаправка самолёта топливом. В системе отсчёта, связанной с самолётом, другой самолёт находится в покое, а в системе отсчёта, связанной с Землёй, оба самолёта находятся в движении. При движении велосипедиста точка колеса в системе отсчёта, связанной с осью, имеет траекторию:
В системе отсчёта, связанной с Землёй вид траектории будет таким:
Билет 2.
Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона.
Простые наблюдения и опыты, например с тележками, приводят к следующим качественным заключениям: а) тело, на которое другие тела не действуют сохраняет свою скорость неизменной, б) Ускорение тела возникает под действием других тел, но зависит и от самого тела; в) действие других тел друг на друга всегда носят характер взаимодействия. Эти выводы подтверждаются при наблюдении явлений в природе, технике, космическом пространстве только в инерциальных системах отсчёта.
Взаимодействия отличаются друг от друга и количественно, и качественно. Например, ясно, что чем больше деформируется пружина, тем больше взаимодействие её витков. Или чем ближе два одноимённых заряда, тем сильнее они будут притягиваться. В простейших случаях взаимодействия количественной характеристикой является сила . Сила – причина ускорения тел по отношению к инерциальной системе отсчёта или их деформации. Сила – это векторная физическая величина, являющаяся мерой ускорения, приобретаемого телами при взаимодействии. Сила характеризуется: а) модулем; б) точкой приложения; в) направлением.
Единица силы – ньютон. Один ньютон – это сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с 2 в направлении действия этой силы, если другие тела на него не действуют. Равнодействующей нескольких сил называют силу, действие которой эквивалентно действию тех сил, которые она заменяет. Равнодействующая является векторной суммой всех сил, приложенных к телу
R=F 1 +F 2 +…+F n .
Качественно по своим свойствам взаимодействия также различны. Например, электрическое и магнитное взаимодействия связаны с наличием зарядов у частиц либо с движением заряжённых частиц. Наиболее просто рассчитать силы в электродинамике: сила Ампера – F=IlBsina, Сила Лоренца – F=qvBsina, Кулоновская сила –
и гравитационные силы: закон всемирного тяготения - Такие механические силы, как сила упругости и сила трения, возникают в результате электромагнитного взаимодействия. Для их расчёта необходимо использовать формулы: закон Гука – F упр =-kx, сила трения – F тр =-mN.На основании опытных данных были сформулированы законы Ньютона. Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, обратно пропорционально его массе и направлено также, как и равнодействующая сила: Для решения задач закон часто записывают в виде F=ma.
Билет 3.
Импульс тела. Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии.
Простые наблюдения и опыты доказывают, что покой и движение относительны, скорость тела зависит от выбора системы отсчёта; по второму закону Ньютона независимо от того, находилось ли тело в покое или двигалось, изменение скорости его движения может происходить только при действии силы, т.е. в результате взаимодействия с другими телами. Однако существуют величины, которые могут сохраняться при взаимодействии тел. Это энергия и импульс . Импульсом тела называют векторную физическую величину, являющуюся количественной характеристикой поступательного движения тел. Импульс обозначается p. Единица измерения импульса – кг м/с. Импульс тела равен произведению массы тела на его скорость: p=mv. Направление вектора импульса p совпадает с направлением вектора скорости тела v. Рис.
Для импульса тел выполняется закон сохранения, который справедлив только для замкнутых физических систем. В общем случае замкнутой называют систему, которая не обменивается энергией и массой с телами и полями, не входящими в неё. В механике замкнутой называют систему, на которую не действуют внешние силы или действие этих сил скомпенсировано. В этом случае p 1 =p 2 , где p 1 – начальный импульс системы, а p 2 – конечный. В случае двух тел, входящих в систему, это выражение имеет вид m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 ’+m 2 v 2 ’, где m 1 и m 2 – массы тел, v 1 и v 2 – скорости до взаимодействия, v 1 ’ и v 2 ’ – скорости после взаимодействия. Эта формула и является математическим выражением закона сохранения импульса: импульс замкнутой физической системы сохраняется при любых взаимодействиях, происходящих внутри этой системы; т.е. в замкнутой физической системе геометрическая сумма импульсов тел до взаимодействия равна геометрической сумме импульсов этих тел после взаимодействия. В случае не замкнутой системы импульс тел системы не сохраняется. Однако если в системе существует направление, по которому внешние силы не взаимодействуют или их действия скомпенсировано, то сохраняется проекция импульса на это направление. Кроме того, если время взаимодействия мало (выстрел, взрыв, удар), то за это время даже в случае не замкнутой системы внешние силы не значительно изменяют импульсы взаимодействующих тел. Поэтому для практических расчётов в этом случае тоже можно применять закон сохранения импульса.
1 Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение.
2 Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда.
1 Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона.
2. Л.Р. «измерение показателя преломления стекла»
Б№3
1 Импульс тела. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и его использование в технике.
2 Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.
1 Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
2 Задача на применение первого закона термодинамики.
1 Превращение энергии при механических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.
2 .Л.Р. «РАСЧЕТ И ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬННО СОЕДИНЕННЫХ РЕЗИСТОРОВ»
Б№6
1 Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории (МКТ) строения вещества. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро.
2 Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.
1 Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.
2 Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или по формуле для расчета силы Лоренца).
1 Уравнение состояния идеального газа. (Уравнение Менделеева-Клапейрона.) Изопроцессы.
2 Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.
1 Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.
2. Л.Р. «ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ»
Б№10
1 Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел.
2 Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.
1 Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона к изопроцессам. Адиабатный процесс.
2 Задача на применение закона электромагнитной индукции.
1 Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.
2 Задача на применение закона сохранения энергии.
1 Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
2 Задача на применение уравнения состояния идеального газа.
1 Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
2. Л.Р. «ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ТЕЛА»
Б№15
1 Магнитное поле, условия его существования. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие. Магнитная индукция.
2. Л.Р. «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА»
1 Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.
2 Задача на применение графиков изопроцессов.
1 Электромагнитная индукция. Магнитный поток. За кон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
2 Задача на определение работы газа с помощью гра фика зависимости давления газа от его объема.
1 Явление самоиндукции. Индуктивность. Электромагнитное поле.
2 Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена проволока.
1 Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур и превращение энергии при электромагнитных колебаниях. Частота и период колебаний.
2 Задача на применение закона Джоуля-Ленца.
1 Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи и примеры их практического использования.
2. Л.Р. «ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ЛАМПОЧКИ НАКАЛИВАНИЯ»
Б№21
1 Волновые свойства света. Электромагнитная теория света.
2 Задача на применение закона Кулона.
1 Опыты Резерфорда по рассеянию а-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.
2. Л.Р. «ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА, ИЗ КОТОРОГО СДЕЛАН ПРОВОДНИК»
Б№23
1 Испускание и поглощение света атомами. Спектральный анализ.
2. Л.Р. «ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС И ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА»
Б№24
1 Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике.
2 Задача на применение закона сохранения импульса.
1 Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция, условия ее осуществления. Термоядерные реакции.
2. Л.Р. «РАСЧЕТ ОБЩЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВУХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ РЕЗИСТОРОВ»
Б№26
1 Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Биологическое действие ионизирующих излучений.
2. Л.Р. «ОЦЕНКА МАССЫ ВОЗДУХА В КЛАССНОЙ КОМНАТЕ ПРИ ПОМОЩИ НЕОБХОДИМЫХ ИЗМЕОЕНИЙ И РАСЧЕТОВ».
БИЛЕТ № 1
№ 1 Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение.
Механическим движением называют изменение положения тела (или его частей) относительно других тел.
Например, человек, едущий на эскалаторе в метро, находится в покое относительно самого эскалатора и перемещается относительно стен туннеля; гора Эльбрус находится в покое относительно Земли и движется вместе с Землей относительно Солнца.
Из этих примеров видно, что всегда надо указать тело, относительно которого рассматривается движение, его называют телом отсчета. Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и выбранный способ измерения времени образуют систему отсчета.
Положение тела задается координатой
. Рассмотрим два примера. Размеры орбитальной станции, находящейся на орбите около Земли, можно не учитывать, а рассчитывая траекторию движения космического корабля при стыковке со станцией, без учета ее размеров не обойтись. Таким образом, иногда размерами тела по сравнению с расстоянием до него можно пренебречь, в этих случаях тело считают материальной точкой. Линию, вдоль которой движется материальная точка, называют траекторией. Длину траектории называют путем (l). Единица пути - метр.
Механическое движение характеризуется тремя физическими величинами: перемещением, скоростью и ускорением
.
Направленный отрезок прямой, проведенный из начального положения движущейся точки в ее конечное положение, называется перемещением (s). Перемещение - величина векторная. Единица перемещения - метр.
Скорость - векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка
. Промежуток времени считается достаточно малым, если скорость при неравномерном движении в течение этого промежутка не менялась. Определяющая формула скорости имеет вид v = s/t. Единица скорости - м/с.
На практике используют единицу измерения скорости км/ч (36 км/ч = 10 м/с).
Измеряют скорость спидометром.
Ускорение - векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло
. Если скорость изменяется одинаково в течение всего времени движения, то ускорение можно рассчитать по формуле
Единица ускорения -
Характеристики механического движения связаны между собой основными кинематическими уравнениями
:
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:
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 > 0, а = const.
В этом случае кинематические уравнения выглядят так:
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 направлено в сторону, противоположную движению; так как скорость уменьшается, то уравнения принимают вид:
Такое движение называют равнозамедленным
.
Все физические величины, характеризующие движение тела (скорость, ускорение, перемещение), а также вид траектории, могут изменяться при переходе из одной системы к другой, т. е. характер движения зависит от выбора системы отсчета, в этом и проявляется относительность движения
. Например, в воздухе происходит дозаправка самолета топливом. В системе отсчета, связанной с самолетом, другой самолет находится в покое, а в системе отсчета, связанной с Землей, оба самолета находятся в движении. При движении велосипедиста точка колеса в системе отсчета, связанной с осью, имеет траекторию, представленную на рисунке 1. В системе отсчета, связанной с Землей, вид траектории оказывается другим (рис. 2).
№ 2. Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда.
Определите, какая частица участвует в осуществлении ядерной реакции 
Решение
: Воспользовавшись свойством сохранения числа протонов и общего числа нуклонов при осуществлении ядерных реакций, можно определить, что неизвестная частица х содержит два протона и состоит из четырех нуклонов. Следовательно, это ядро атома гелия Не (а-частица).
Билет № 2
№ 1 Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона.
Простые наблюдения и опыты, например с тележками (рис. 3), приводят к следующим качественным заключениям: а) тело, на которое другие тела не действуют, сохраняет свою скорость неизменной; б) ускорение тела возникает под действием других тел, но зависит и от самого тела; в) действия тел друг на друга всегда носят характер взаимодействия
. Эти выводы подтверждаются при наблюдении явлений в природе, технике, космическом пространстве только в инерциальных системах отсчета.
Взаимодействия отличаются друг от друга и количественно, и качественно
. Например, ясно, что чем больше деформируется пружина, тем больше взаимодействие ее витков. Или чем ближе два одноименных заряда, тем сильнее они будут притягиваться. В простейших случаях взаимодействия количественной характеристикой является сила. Сила - причина ускорения тел (в инерциальной системе отсчета). Сила - это векторная физическая величина, являющаяся мерой ускорения, приобретаемого телами при взаимодействии. Сила характеризуется: а) модулем; б) точкой приложения; в) направлением.
Единица силы - ньютон. 1 ньютон - это сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 в направлении действия этой силы, если другие тела
на него не действуют
. Равнодействующей нескольких сил называют силу, действие которой эквивалентно действию тех сил, которые она заменяет. Равнодействующая является векторной суммой всех сил, приложенных к телу.
Качественно по своим свойствам взаимодействия также различны. Например, электрическое и магнитное взаимодействия связаны с наличием зарядов у частиц либо с движением заряженных частиц. 
На основании опытных данных были сформулированы законы Ньютона. Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, обратно пропорционально его массе и направлено так же, как и равнодействующая сила: 
БИЛЕТ № 3
№ 1.Импульс тела. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и его использование в технике.
Простые наблюдения и опыты доказывают, что покой и движение относительны, скорость тела зависит от выбора системы отсчета; по второму закону Ньютона независимо от того, находилось ли тело в покое или двигалось, изменение скорости его движения может происходить только под действием силы, т. е. в результате взаимодействия с другими телами
. Однако существуют величины, которые могут сохраняться при взаимодействии тел. Такими величинами являются энергия и импульс.
Импульсом тела
называют векторную физическую величину
, являющуюся количественной характеристикой поступательного движения тел. Импульс обозначается р. Импульс тела равен произведению массы тела на его скорость: р = mv. Направление вектора импульса р совпадает с направлением вектора скорости тела 0. Единица измерения импульса - кг м/с.
Для импульса системы тел выполняется закон сохранения, который справедлив только для замкнутых физических систем
. В общем случае замкнутой называют систему, которая не обменивается энергией и массой с телами и полями, не входящими в н
ее. В механике замкнутой называют систему, на которую не действуют внешние силы или действие этих сил скомпенсировано. В этом случае p1 = р2, где pl - начальный импульс системы, а р2 - конечный. В случае двух тел, входящих в систему, это выражение имеет вид m1v1 + m2v2 = m1"v1" + m2"v2" , где ml и m2 - массы тел, а v1 и v2 - скорости до взаимодействия, v1" и v2" - скорости после взаимодействия (рис. 5).
Эта формула и является математическим выражением закона сохранения импульса: импульс замкнутой физической системы сохраняется при любых взаимодействиях, происходящих внутри этой системы
. Другими словами: в замкнутой физической системе геометрическая сумма импульсов тел до взаимодействия равна геометрической сумме импульсов этих тел после взаимодействия
. В случае незамкнутой системы импульс тел системы не сохраняется
. Однако если в системе существует направление, по которому внешние силы не действуют или их действие скомпенсировано, то сохраняется проекция импульса на это направление. Кроме того, если время взаимодействия мало (выстрел, взрыв, удар), то за это время даже в случае незамкнутой системы внешние силы незначительно изменяют импульсы взаимодействующих тел. Поэтому для практических расчетов в этом случае тоже можно применять закон сохранения импульса.
Экспериментальные исследования взаимодействий различных тел - от планет и звезд до атомов и элементарных частиц - показали, что в любой системе взаимодействующих тел при отсутствии действия со стороны других тел, не входящих в систему, или равенстве нулю суммы действующих сил геометрическая сумма импульсов тел действительно остается неизменной.
В механике закон сохранения импульса и законы Ньютона связаны между собой. Если на тело массой т в течение времени t действует сила и скорость его движения изменяется от v0 до v, то ускорение движения а тела равно Ha основании второго закона Ньютона для силы F можно записать , отсюда следует
Ft - векторная физическая величина, характеризующая действие на тело силы за некоторый промежуток времени и равная произведению силы на время ее действия, называется импульсом силы. Единица импульса силы в СИ - Н*с
Закон сохранения импульса лежит в основе реактивного движения. Реактивное движение - это такое движение тела, которое возникает после отделения от тела его части.
Пусть тело массой т покоилось. От тела отделилась со скоростью vl какая-то его часть массой т1. Тогда оставшаяся часть придет в движение в противоположную сторону со скоростью D2, масса оставшейся части т2. Действительно, сумма импульсов обеих частей тела до отделения была равна нулю и после разделения будет равна нулю
Большая заслуга в развитии теории реактивного движения принадлежит К. Э. Циолковскому
Он разработал теорию полета тела переменной массы (ракеты) в однородном поле тяготения и рассчитал запасы топлива, необходимые для преодоления силы земного притяжения; основы теории жидкостного реактивного двигателя, а также элементы его конструкции; теорию многоступенчатых ракет, причем предложил два варианта: параллельный (несколько реактивных двигателей работают одновременно) и последовательный (реактивные двигатели работают друг за другом). К. Э. Циолковский строго научно доказал возможность полета в космос с помощью ракет с жидкостным реактивным двигателем, предложил специальные траектории посадки космических аппаратов на Землю, выдвинул идею создания межпланетных орбитальных станций и подробно рассмотрел условия жизни и жизнеобеспечения на них. Технические идеи Циолковского находят применение при создании современной ракетно-космической техники. Движение с помощью реактивной струи по закону сохранения импульса лежит в основе гидрореактивного двигателя. В основе движения многих морских моллюсков (осьминогов, медуз, кальмаров, каракатиц) также лежит реактивный принцип.
№ 2. Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.
БИЛЕТ №4
№ 1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
Исаак Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называют силами гравитации, или силами всемирного тяготения. Сила всемирного тяготения проявляется в Космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил законы движения небесных тел и выяснил, что сила равна: 
массы взаимодействующих тел, R - расстояние между ними, G - коэффициент пропорциональности, который называется гравитационной постоянной. Численное значение гравитационной постоянной опытным путем определил Кавендиш, измеряя силу взаимодействия между свинцовыми шарами. В результате закон всемирного тяготения звучит так: между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.
Физический смысл гравитационной постоянной вытекает из закона всемирного тяготения. Если m1 = m2 = 1 кг, R = 1 м, то G = F, т. е. гравитационная постоянная равна силе, с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м. Численное значение: Силы всемирного тяготения действуют между любыми телами в природе, но ощутимыми они становятся при больших массах (или если хотя бы масса одного из тел велика). Закон же всемирного тяготения выполняется только для материальных точек и шаров (в этом случае за расстояние принимается расстояние между центрами шаров).
Частным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свободного падения. В соответствии со вторым законом Ньютона g = Ft*m следовательно, Ft = mg. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зависимости от высоты h над поверхностью Земли и географической широты положения тела ускорение свободного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли и в средних широтах ускорение свободного падения равно 9,831 м/с2.
В технике и быту широко используется понятие веса тела. Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к планете (рис. 6). Вес тела обозначается Р. Единица веса - Н. Так как вес равен силе, с которой тело действует на опору, то в соответствии с третьим законом Ньютона по величине вес тела равен силе реакции опоры. Поэтому, чтобы найти вес тела, необходимо определить, чему равна сила реакции опоры.
Рассмотрим случай, когда тело вместе с опорой не движется. В этом случае сила реакции опоры, а следовательно, и вес тела равен силе тяжести (рис. 7): Р = N = mg.
В случае движения тела вертикально вверх вместе с опорой с ускорением по второму закону Ньютона можно записать mg + N = та (рис. 8, а)
В проекции на ось OX: -mg + N = та, отсюда N = m(g + a).
Следовательно, при движении вертикально вверх с ускорением вес тела увеличивается и находится по формуле Р = m(g + a).
Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегрузкой. Действие перегрузки испытывают на себе космонавты как при взлете космической ракеты, так и при торможении корабля при входе в плотные слои атмосферы. Испытывают перегрузки и летчики при выполнении фигур высшего пилотажа, и водители автомобилей при резком торможении.
Если тело движется вниз по вертикали, то с помощью аналогичных рассуждений получаем 
т. е. вес при движении по вертикали с ускорением будет-меньше силы тяжести (рис. 8, б).
Если тело свободно падает, то в этом случае P = (g- g)m = 0.
Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называют невесомостью. Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением, поэтому в корабле наблюдается состояние невесомости.№ 2. Задача на применение первого закона термодинамики.
БИЛЕТ № 5
№ 1. Превращение энергии при механических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.
Механическими колебаниями называют движения тела, повторяющиеся точно или приблизительно через одинаковые промежутки времени. Основными характеристиками механических колебаний являются: смещение, амплитуда, частота, период. Смещение - это отклонение тела 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/Т.
Простейший вид колебательного движения - гармонические колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса (рис. 9).
Свободными называют колебания, которые совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на систему, совершающую колебания. Например, колебания груза на нити (рис. 10).
Рассмотрим процесс превращения энергии на примере колебаний груза на нити (см. рис. 10).
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^2/2. 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 энергии.
При свободных механических колебаниях неизбежно происходит потеря энергии на преодоление сил сопротивления. Если колебания происходят под действием периодической 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.
При совпадении частоты внешней силы и частоты собственных колебаний тела амплитуда вынужденных колебаний резко возрастает. Такое явление называют механическим резонансом. Графически зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты действия внешней силы показана на рисунке 11.
Явление резонанса может быть причиной разрушения машин, зданий, мостов, если собственные их частоты совпадают с частотой периодически действующей силы. Поэтому, например, двигатели в автомобилях устанавливают на специальных амортизаторах, а воинским подразделениям при движении по мосту запрещается идти «в ногу».
При отсутствии трения амплитуда вынужденных колебаний при резонансе должна возрастать со временем неограниченно. В реальных системах амплитуда в установившемся режиме резонанса определяется условием потерь энергии в течение периода и работы внешней силы за то же время. Чем меньше трение, тем больше амплитуда при резонансе.
БИЛЕТ № 6.
№ 1.Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории (МКТ) строения вещества. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро.
Молекулярно-кинетическая теория - это раздел физики, изучающий свойства различных состояний вещества, основывающийся на представлениях о существовании молекул и атомов как мельчайших частиц вещества. В основе МКТ лежат три основных положения:
1.
Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул, атомов или ионов. 2.
Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом движении, скорость которого определяет температуру вещества. 3.
Между частицами существуют силы притяжения и отталкивания, характер которых зависит от расстояния между ними.
Основные положения МКТ подтверждаются многими опытными фактами. Существование молекул, атомов и ионов доказано экспериментально, молекулы достаточно изучены и даже сфотографированы с помощью электронных микроскопов. Способность газов неограниченно расширяться и занимать весь предоставленный им объем объясняется непрерывным хаотическим движением молекул. Упругость газов, твердых и жидких тел, способность жидкостей смачивать некоторые твердые тела, процессы окрашивания, склеивания, сохранения формы твердыми телами и многое другое говорят о существовании сил притяжения и отталкивания между молекулами. Явление диффузии - способность молекул одного вещества проникать в промежутки между молекулами другого - тоже подтверждает основные положения МКТ. Явлением диффузии объясняется, например, распространение запахов, смешивание разнородных жидкостей, процесс растворения твердых тел в жидкостях, сварка металлов путем их расплавления или путем давления. Подтверждением непрерывного хаотического движения молекул является также и броуновское движение - непрерывное хаотическое движение микроскопических частиц, нерастворимых в жидкости.
Движение броуновских частиц объясняется хаотическим движением частиц жидкости, которые сталкиваются с микроскопическими частицами и приводят их в движение. Опытным путем было доказано, что скорость броуновских частиц зависит от температуры жидкости. Теорию броуновского движения разработал А. Эйнштейн. Законы движения частиц носят статистический, вероятностный характер. Известен только один способ уменьшения интенсивности броуновского движения - уменьшение температуры. Существование броуновского движения убедительно подтверждает движение молекул.
Любое вещество состоит из частиц, поэтому количество вещества v принято считать пропорциональным числу частиц, т. е. структурных элементов, содержащихся в теле.
Единицей количества вещества является моль. Моль - это количество вещества, содержащее столько же структурных элементов любого вещества, сколько содержится атомов в 12 г углерода С12. Отношение числа молекул вещества к количеству вещества называют постоянной Авогадро:
Постоянная Авогадро показывает, сколько атомов и молекул содержится в одном моле вещества. Молярная масса - масса одного моля вещества, равная отношению массы вещества к количеству вещества: М = m/v
Молярная масса выражается в кг/моль. Зная молярную массу, можно вычислить массу одной молекулы:
Средняя масса молекул обычно определяется химическими методами, постоянная Авогадро с высокой точностью определена несколькими физическими методами. Массы молекул и атомов со значительной степенью точности определяются с помощью масс-спектрографа.
Массы молекул очень малы. Например, масса молекулы воды:
Молярная масса связана с относительной молекулярной массой Мг. Относительная молекулярная масса - это величина, равная отношению массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода С12. Если известна химическая формула вещества, то с помощью таблицы Менделеева может быть определена его относительная масса, которая, будучи выражена в килограммах, показывает величину молярной массы этого вещества.
Диаметром молекулы принято считать минимальное расстояние, на которое им позволяют сблизиться силы отталкивания. Однако понятие размера молекулы является условным. Средний размер молекул порядка 10^-10м.
№ 2. Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.
Ответ: масса заряженной пылинки, находящейся в поле конденсатора, 10^(-7) кг.
БИЛЕТ № 7.
№ 1. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.
1. Понятие идеального газа, его свойства. 2. Объяснение давления газа. 3. Необходимость измерения температуры. 4. Физический смысл температуры. 5. Температурные шкалы. 6. Абсолютная температура.
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: , где р - давление идеального газа, m0 - масса молекулы, среднее значение концентрация молекул, квадрата скорости молекул.
Обозначив среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа получим основное уравнение МКТ идеального газа в виде:
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 еще какой-то физической величины, связанной со средней кинетической энергией молекул. Такой величиной 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-кинетиче-ская величина - характеризует интенсивность хаотического движения молекул и измеряется их средней кинетической энергией. Ек = 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).
Единица температуры по абсолютной шкале называется Кельвином и выбрана равной одному градусу по шкале Цельсия 1 К = 1 °С. В шкале Кельвина за ноль принят абсолютный ноль температур, т. е. температура, при которой давление идеального газа при постоянном объеме равно нулю. Вычисления дают результат, что абсолютный нуль температуры равен -273 °С. Таким образом, между абсолютной шкалой температур и шкалой Цельсия существует связь Т = t °C + 273. Абсолютный нуль температур недостижим, так как любое охлаждение основано на испарении молекул с поверхности, а при приближении к абсолютному нулю скорость поступательного движения молекул настолько замедляется, что испарение практически прекращается. Теоретически при абсолютном нуле скорость поступательного движения молекул равна нулю, т. е. прекращается тепловое движение молекул.
№ 2. Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или по формуле для расчета силы Лоренца).
На прямолинейный участок проводника с током длиной 2 см между полюсами постоянного магнита действует сила 10^(-3) Н при силе тока в проводнике 5 А. Определите магнитную индукцию, если вектор индукции перпендикулярен проводнику
БИЛЕТ № 8.
№ 1. Уравнение состояния идеального газа. (Уравнение Менделеева-Клапейрона.) Изопроцессы.
Состояние данной массы газа полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния.
Для произвольной массы газа состояние газа описывается уравнением Менделеева-Клапейрона: pV = mRT/M, где р - давление, V - объем, m - масса, М - молярная масса, R - универсальная газовая постоянная. Физический смысл универсальной газовой постоянной в том, что она показывает, какую работу совершает один моль идеального газа при изобарном расширении при нагревании на 1 К (R = 8,31 ДжДмоль К)).
Уравнение Менделеева-Клапейрона показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров, характеризующих состояние идеального газа. Однако многие процессы в газах, происходящие в природе и осуществляемые в технике, можно рассматривать приближенно как процессы, в которых изменяются лишь два параметра. Особую роль в физике и технике играют три процесса: изотермический, изохорный и изобарный.
Изопроцессом
называют процесс, происходящий с данной массой газа при одном постоянном параметре - температуре, давлении или объеме. Из уравнения состояния как частные случаи получаются законы для изопроцессов.
Изотермическим
называют процесс, протекающий при постоянной температуре. Т = const. Он описывается законом Бойля-Мариотта: pV = const.
Изохорным
называют процесс, протекающий при постоянном объеме. Для него справедлив закон Шарля: V = const, p/T = const.
Изобарным
называют процесс, протекающий при постоянном давлении. Уравнение этого процесса имеет вид V/T = const прир = const и называется законом Гей-Люссака. Все процессы можно изобразить графически (рис. 15).
Реальные газы
удовлетворяют уравнению состояния идеального газа при не слишком высоких давлениях (пока собственный объем молекул пренебрежительно мал по сравнению с объемом сосуда,
В котором находится газ) и при не слишком низких температурах (пока потенциальной энергией межмолекулярного взаимодействия можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией теплового движения молекул), т. е. для реального газа это уравнение и его следствия являются хорошим приближением
№ 2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.
БИЛЕТ № 9.
№ 1. Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.
Испарение - парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Неравномерное распределение кинетической энергии молекул при тепловом движении 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.
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.
БИЛЕТ № 10.
№ 1.
Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел.
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. 17). 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.
Упругость - 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 а = Е|с|, где а - механическое напряжение, е - 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.
№ 2. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.
БИЛЕТ № 11.
№1. Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона к изопроцессам. Адиабатный процесс.
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. Существует 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. , где - изменение внутренней энергии, Q - количество теплоты, переданное 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: , 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 , где V1 и V2 - начальный и конечный объемы газа. Если процесс не является изобарным, величина работы может быть определена площадью фигуры ABCD, заключенной между линией, выражающей зависимость p(V), и начальным и конечным объемами газ 
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: , 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: . При изохорном
процессе газ не меняет своего объема, следовательно, работа им не совершается, т. е. А = 0, и уравнение первого закона имеет вид , 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, Кривая, изображающая адиабатный процесс, называется адиабатой.
№ 2. Задача на применение закона электромагнитной индукции.
БИЛЕТ № 12.
№ 1.Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.
Законы взаимодействия атомов и молекул удается понять и объяснить на основе знаний о строении атома, используя планетарную модель его строения. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам отрицательно заряженные частицы. Взаимодействие между заряженными частицами называется электромагнитным. Интенсивность электромагнитного взаимодействия определяется физической величиной - электрическим зарядом, который обозначается q. Единица электрического заряда - кулон (Кл). 1 кулон - это такой электрический заряд, который, проходя через поперечное сечение проводника за 1 с, создает в нем ток силой 1 А. Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух видов зарядов. Один вид заряда назвали положительным, носителем элементарного положительного заряда является протон. Другой вид заряда назвали отрицательным, его носителем является электрон. Элементарный заряд равен Заряд частиц всегда представляется числом, кратным величине элементарного заряда.
Полный заряд замкнутой системы (в которую не входят заряды извне), т. е. алгебраическая сумма зарядов всех тел, остается постоянной: q1 + q2 + ... + qn = const. Электрический заряд не создается и не исчезает, а только переходит от одного тела к другому. Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения электрического заряда. Никогда и нигде в природе не возникает и не исчезает электрический заряд одного знака. Появление и исчезновение электрических зарядов на телах в большинстве случаев объясняется переходами элементарных заряженных частиц - электронов - от одних тел к другим.
Электризация - это сообщение телу электрического заряда. Электризация может происходить, например, при соприкосновении (трении) разнородных веществ и при облучении. При электризации в теле возникает избыток или недостаток электронов.
В случае избытка электронов тело приобретает отрицательный заряд, в случае недостатка - положительный.
Законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов изучает электростатика
Основной закон электростатики был экспериментально установлен французским физиком Шарлем Кулоном и читается так: модуль силы взаимодействия двух точечных неподвижных электрических зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению величин этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними
Г - расстояние между ними, k - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц, в СИ
Величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме больше, чем в среде, называется диэлектрической проницаемостью среды Е. Для среды с диэлектрической проницаемостью е закон Кулона записывается следующим образом 
В СИ коэффициент k принято записывать следующим образом:
Электрическая постоянная, численно равная
Использованием электрической постоянной закон Кулона имеет вид:
Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулонов-ским взаимодействием. Кулоновские силы можно изобразить графически (рис. 20, 21).
№ 2. Задача на применение закона сохранения энергии.
БИЛЕТ № 13.
№ 1.Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
Для накопления значительных количеств разноименных электрических зарядов применяются конденсаторы. Конденсатор - это система двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Так, например, две плоские металлические пластины, расположенные параллельно и разделенные диэлектриком, образуют плоский конденсатор. Если пластинам плоского конденсатора сообщить равные по модулю заряды противоположного знака, то напряженность между пластинами будет в два раза больше, чем напряженность одной пластины. Вне пластин напряженность равна нулю.
Обозначаются конденсаторы на схемах так:
Электроемкостью конденсатора называют величину, равную отношению величины заряда одной из пластин к напряжению между ними. Электроемкость обозначается С.
По определению С = q/U. Единицей электроемкости является фарад (Ф). 1 фарад - это электроемкость такого конденсатора, напряжение между обкладками которого равно 1 вольту при сообщении обкладкам разноименных зарядов по 1 кулону.
Где ЕО - электрическая постоянная, £ - диэлектрическая постоянная среды, S - площадь 
В зависимости от типа диэлектрика конденсаторы бывают воздушные, бумажные, слюдяные.
Конденсаторы применяются для накопления электроэнергии и использования ее при быстром разряде (фотовспышка), для разделения цепей постоянного и переменного тока, в выпрямителях, колебательных контурах и других радиоэлектронных устройствах.
№ 2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.
БИЛЕТ № 14.
№ 1.Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
Мощность по определению N = A/t, следовательно,
Русский ученый X. Ленд и английский ученый Д. Джоуль опытным путем в середине прошлого века установили независимо друг от друга закон, который называется законом Джоуля - Ленца и читается так: при прохождении тока по проводнику количество теплоты, выделившееся в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. .
Полная замкнутая цепь представляет собой электрическую цепь, в состав которой входят внешние сопротивления и источ-ник тока (рис. 25). Как один из участков цепи, источник тока обладает сопротивлением, которое
называют внутренним, r.
Для того чтобы ток проходил по замкнутой цепи, необходимо, чтобы в источнике тока зарядам сообщалась дополнительная энергия, она появляется за счет работы по перемещению зарядов, которую производят силы неэлектрического происхождения (сторонние силы) против сил электрического поля. Источник тока характеризуется энергетической характеристикой, которая называется ЭДС - электродвижущая сила источника. ЭДС измеряется отношением работы сторонних сил по перемещению вдоль замкнутой цепи положительного заряда к величине этого заряда
Тивление участка цепи часто называют падением напряжения на этом участке. Таким образом, ЭДС равна сумме падений напряжений на внутреннем и внешнем участках замкнутой цепи. Обычно это выражение записывают так: I = E/(R + г). Эту зависимость опытным путем получил Георг Ом, называется она законом Ома для полной цепи и читается так: сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи. При разомкнутой цепи ЭДС равна напряжению на зажимах источника и, следовательно, может быть измерена вольтметром.
БИЛЕТ № 15.
№ 1.Магнитное поле, условия его существования. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие. Магнитная индукция.
В 1820 г. датский физик Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка поворачивается при пропускании электрического тока через проводник, находящийся около нее (рис. 27). В том же году французский физик Ампер установил, что два проводника, расположенные параллельно друг другу, испытывают взаимное притяжение, если ток течет по ним в одном направлении, и отталкивание, если токи текут в разных направлениях (рис. 28). Явление взаимодействия токов Ампер назвал электродинамическим взаимодействием. Магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов, согласно представлениям теории близкодействия, объясняется следующим образом: всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитное поле - особый вид материи, который возникает в пространстве вокруг любого переменного электрического поля.
С современной точки зрения в природе существует совокупность двух полей - электрического и магнитного - это электромагнитное поле, оно представляет собой особый вид материи, т. е. существует объективно, независимо от нашего сознания. Магнитное поле всегда порождается переменным электрическим, и наоборот, переменное магнитное поле всегда порождает переменное электрическое
поле. Электрическое поле, вообще говоря, можно рассматривать отдельно от магнитного, так как носителями его являются частицы - электроны и протоны. Магнитное поле без электрического не существует, так как носителей магнитного поля нет. Вокруг проводника с током существует магнитное поле, и оно порождается переменным электрическим полем движущихся заряженных частиц в проводнике.
Магнитное поле является силовым полем. Силовой характеристикой магнитного поля называют магнитную индукцию (В). Магнитная индукция - это векторная физическая величина, равная максимальной силе, действующей со стороны магнитного поля на единичный элемент тока. В = F/IL Единичный элемент тока - это проводник длиной 1 м и силой тока в нем 1 А. Единицей измерения магнитной индукции является тесла. 1 Тл = 1 Н/А м. Магнитная индукция всегда порождается в плоскости под углом 90° к электрическому полю. Вокруг проводника с током магнитное поле также существует в перпендикулярной проводнику плоскости.
Магнитное поле является вихревым полем. Для графического изображения магнитных полей вводятся силовые линии, или линии индукции, - это такие линии, в каждой точке которых вектор магнитной индукции направлен по касательной. Направление силовых линий находится по правилу
буравчика. Если буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения рукоятки совпадет с направлением силовых линий. Линии магнитной индукции прямого провода с током представляют собой концентрические окружности, расположенные в плоскости, перпендикулярной проводнику (рис. 29).
Как установил Ампер, на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила. Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, прямо пропорциональна силе тока, длине проводника в магнитном поле и перпендикулярной составляющей вектора магнитной индукции. Это и есть формулировка закона Ампера, который записывается так: Fa = ILВ sin a. Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы четыре пальца показывали направление тока, перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции (В = В sin а) входила в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера (рис. 30).
БИЛЕТ № 16.
№ 1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.
Полупроводники - это вещества, удельное сопротивление которых убывает с пов
