Частная школа венда - виртуальная школа. Частная школа венда - виртуальная школа термометр показывает расчетную температуру

Итоговая контрольная работа по физике

11 класс

1. Зависимость координаты от времени для некоторого тела описывается уравнением x =8t - t 2 . В какой момент времени скорость тела равна нулю?

1) 8 с2) 4 с3) 3 с4) 0 с

2. При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 4 раза. При этом давление газа

1) уменьшилось в 16 раз

2) уменьшилось в 2 раза

3) уменьшилось в 4 раза

4) не изменилось

3. При неизменной массе идеального газа его давление уменьшилось в 2 раза, а температура увеличилась в 2 раза. Как изменился при этом объём газа?

1) увеличился в 2 раза

2) уменьшился в 2 раза

3) увеличился в 4 раза

4) не изменился

4. При постоянной температуре объём данной массы идеального газа возрос в 9 раз. Давление при этом

1) увеличилось в 3 раза

2) увеличилось в 9 раз

3) уменьшилось в 3 раза

4) уменьшилось в 9 раз

5. Газ в сосуде сжали, совершив работу 30 Дж. Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 25 Дж. Следовательно, газ

1) получил извне количество теплоты, равное 5 Дж

2) отдал окружающей среде количество теплоты, равное 5 Дж

3) получил извне количество теплоты, равное 55 Дж

4)отдал окружающей среде количество теплоты, равное 55 Дж

6. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 3 раза, а один из зарядов уменьшили в 3 раза. Сила электрического взаимодействия между ними

1) не изменилась

2) уменьшилась в 3 раза

3) увеличилась в 3 раза

4) уменьшилась в 27 раз


7. Колебания силы тока в цепи переменного тока описывается уравнением I =4 . cos 400πt . Чему равен период колебаний силы тока?

1) 4 c

2) 200 c

3) 0,002 c

4) 0, 005 c

8. Металлическую пластинку освещают светом с энергией 6,2 эВ. Работа выхода для металла пластины равна 2,5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов?

1) 3,7 эВ

2) 2,5 эВ

3) 6,2 эВ

4) 8,7 эВ

9. Какова энергия фотона, соответствующая длине световой волны λ=6 мкм?

1) 3,3 . 10 -40 Дж

2) 4,0 . 10 -39 Дж

3) 3,3 . 10 -20 Дж

4) 4,0 . 10 -19 Дж

10. Электрон и протон движутся с одинаковыми скоростями. У какой из этих частиц больше длина волны де Бройля?

1) у электрона

2) у протона

3) длины волн этих частиц одинаковы

4) частицы нельзя характеризовать длиной волны

В1. Тело бросили под углом 60 0 к горизонту со скоростью 100 м/с. На какую максимальную высоту поднимется тело? Ответ запишите в метрах, с точностью до десятых долей.

С1. Идеальный газ сначала расширился при постоянной температуре, затем его охладили при постоянном давлении, и затем нагрели при постоянном объёме, вернув газ в исходное состояние. Изобразите графики этих процессов на осях p -V . Масса газа не менялась.


Решения

    Это уравнение равноускоренного движения x =x 0 +v 0x t +a x t 2 /2. Уравнение для скоростипри равноускоренном движении: v x = v 0x +a x t . Из данного нам уравнения: v 0x = 8 м/с, a x =-2 м/с 2 . Поставляем: 0=8-2t . Откуда t= 4с.

    Один из видов основного уравнения МКТ газов p =2/3 . nE k . Из этого уравнения видим, что если концентрация n не изменится, а средняя кинетическая энергия молекул уменьшится в 4 раза, то и давление уменьшится в 4 раза.

    Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона pV =(m /M ) . RT , если давление уменьшилось в 2 раза, а температура увеличилась в 2 раза, то объём в 4 раза увеличился.

    Т.к. температура и масса газа не меняются, это изотермический процесс. Для него выполняется закон Бойля-Мариотта pV =const . Из этого закона видим, что если объём увеличился в 9 раз, то давление в 9 раз уменьшилось.

    Первый закон термодинамики: ΔU =A +Q . По условию А=30Дж, ΔU =25Дж. Тогда, Q =-5Дж, т.е. тело отдало окружающей среде 5 Дж количества теплоты.

    Закон Кулона: F э =k |q 1 | . |q 2 | / r 2 . Из этого закона видим, что если один из зарядов уменьшить в 3 раза, а расстояние между зарядами увеличить в 3 раза, то электрическая сила уменьшится в 27 раз.

    Общий вид гармонической зависимости колебаний силы тока: I =I m cos (ωt +φ). Из сопоставления видим, что циклическая частота ω=400π. Т.к. ω=2πν, то частота колебаний ν=200Гц. Т.к. период Т=1/ν, то Т=0,005с.

    Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: h ν=A вых +Е к. По условию h ν=6,2 эВ, A вых =2,5эВ. Тогда, Е к =3,7эВ.

    Энергия фотона E = h ν, ν=с/λ. Подставив, получаем Е=3,3 . 10 -20 Дж.

    Формула де Бройля: p =h /λ. Т.к. p =mv , то mv = h /λ и λ=h /mv . Т.к. масса электрона меньше, его длина волны больше.

В1. Возьмём за тело отсчёта точку бросания, направим координатную ось Y вертикально вверх. Тогда, максимальная высота равна проекции вектора перемещения на ось Y . Воспользуемся формулой s y =(v y 2 -v 0y 2)/(2g y ). В верхней точке скорость направлена горизонтально, поэтому v y =0. v 0y = v 0 sinα , g y =-g . Тогда s y =(v 0 2 sin 2 α )/(2g ). Подставив, получаем 369,8 м .

Идеальный газ МКТ тип А Стр. 9 из 9

МКТ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МКТ , АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

    При неизменной концентрации частиц абсолютная температура идеального газа была увеличена в 4 раза. Дав­ление газа при этом

    увеличилось в 4 раза

    увеличилось в 2 раза

    уменьшилось в 4 раза

    не изменилось

    При неизменной абсолютной температуре концентра­ция молекул идеального газа была увеличена в 4 раза. При этом давление газа

    увеличилось в 4 раза

    увеличилось в 2 раза

    уменьшилось в 4 раза

    не изменилось

    В сосуде находится смесь газов - кислорода и азота - с равной концентрацией молекул. Сравните давление, производимое кислородом (р к ) и азотом (р а ) на стен­ки сосуда.

1) соотношение р к и р а будет разным при разных температурах смеси газов

2) р к = р а

3) р к > р а

4) р к р а

    При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его мо­лекул уменьшилась в 4 раза. При этом давление газа

    уменьшилось в 16 раз

    уменьшилось в 2 раза

    уменьшилось в 4 раза

    не изменилось

    В результате охлаждения одноатомного идеального газа его давление уменьшилось в 4 раза, а концентрация мо­лекул газа не изменилась. При этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа

    уменьшилась в 16 раз

    уменьшилась в 2 раза

    уменьшилась в 4 раза

    не изменилась

    При постоянном давлении концентрация молекул газа увеличилась в 5 раз, а его масса не изменилась. Средняя кине­тическая энергия поступательного движения молекул газа

    Абсолютная температура тела равна 300 К. По шкале Цельсия она равна

1) – 27°С 2) 27°С 3) 300°С 4) 573°С

    Температура твердого тела понизилась на 17°С. По аб­солютной шкале температур это изменение составило

1) 290 К 2) 256 К 3) 17 К 4) 0 К

    Измеряя давление p , температуру Т и концентрацию молекул n газа, для которого выполняются условия идеальности, можно определить

    гравитационную постоянную G

    постоянную Больцмана k

    постоянную Планка h

    постоянную Ридберга R

    Согласно расчетам температура жидкости должна быть равна 143 К. Между тем термометр в сосуде показывает температуру –130 °С. Это означает, что

    термометр не рассчитан на низкие температуры и требует замены

    термометр показывает более высокую температуру

    термометр показывает более низкую температуру

    термометр показывает расчетную температуру

    При температуре 0 °С лед катка подтаивает. На льду образуются лужи, а воздух над ним пропитан водяным паром. В какой из сред (во льду, в лужах или водяном паре) средняя энергия движения молекул воды самая большая?

1) во льду 2) в лужах 3) в водяном паре 4) всюду одинаковая

    При нагревании идеального газа его абсолютная темпе­ратура увеличилась в 2 раза. Как изменилась при этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа?

    увеличилась в 16 раз

    увеличилась в 4 раза

    увеличилась в 2 раза

    не изменилась

    Металлические баллоны с газом нельзя хранить при температуре выше определен­ной, т.к. иначе они могут взорваться. Это связано с тем, что

    внутренняя энергия газа зависит от температуры

    давление газа зависит от температуры

    объем газа зависит от температуры

    молекулы распадаются на атомы и при этом выделяется энергия

    При снижении температуры газа в запаянном сосуде давление газа уменьшается. Это уменьшение давления объясняется тем, что

    уменьшается энергия теплового движения молекул газа

    уменьшается энергия взаимодействия молекул газа друг с другом

    уменьшается хаотичность движения молекул газа

    уменьшаются размеры молекул газа при его охлаждении

    В закрытом сосуде абсолютная температура идеаль­ного газа уменьшилась в 3 раза. При этом давление газа на стенки сосуда


    Концентрацию молекул одноатомного идеального газа уменьшили в 5 раз. Одновременно в 2 раза увеличили среднюю энергию хаотичного движения молекул газа. В результате этого давление газа в сосуде

    снизилось в 5 раз

    возросло в 2 раза

    снизилось в 5/2 раза

    снизилось в 5/4 раза

    В результате нагревания газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 4 раза. Как изменилась при этом абсолютная температура газа?

    увеличилась в 4 раза

    увеличилась в 2 раза

    уменьшилась в 4 раза

    не изменилась

УРАВНЕНИЕ КЛАЙПЕРОНА-МЕНДЕЛЕЕВА, ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ

    В резервуаре находится 20 кг азота при температуре 300 К и давлении 10 5 Па. Чему равен объем резервуара?

1) 17,8 м 3 2) 1,8·10 -2 м 3 3) 35,6 м 3 4) 3,6·10 -2 м 3

    В баллоне объемом 1,66 м 3 находится 2 кг азота при давлении 10 5 Па. Чему равна температура этого газа?

1) 280°С 2) 140°С 3) 7°С 4) – 3°С

    При температуре 10 0 С и давлении 10 5 Па плотность газа 2,5 кг/м 3 . Какова молярная масса газа?

    59 г/моль 2) 69 г/моль 3) 598 кг/моль 4) 5,8·10 -3 кг/моль

    В сосуде неизменного объема находится идеальный газ в количестве 2 моль. Как надо изменить абсолютную тем­пературу сосуда с газом при добавлении в сосуд еще одного моля газа, чтобы давление газа на стенки сосуда увеличилось в 3 раза?

    уменьшить в 3 раза

    уменьшить в 2 раза

    увеличить в 2 раза

    увеличить в 3 раза

    В сосуде неизменного объема находится идеальный газ в количестве 2 моль. Как надо изменить абсолютную температуру сосуда с газом при выпуске из сосуда 1 моль газа, чтобы давление газа на стенки сосуда увеличилось в 2 раза?

    увеличить в 2 раза

    увеличить в 4 раза

    уменьшить в 2 раза

    уменьшить в 4 раза

    В сосуде неизменного объема находится идеальный газ в количестве 1 моль. Как надо изменить абсолютную тем­пературу сосуда с газом, чтобы при добавлении в сосуд еще 1 моль газа, давление газа на стенки сосуда уменьшилось в 2 раза?

    увеличить в 2 раза

    уменьшить в 2 раза

Единый государственный экзамен по физике, 2003 год
демонстрационная версия

Часть A

А1. На рисунках изображены графики зависимости модуля ускорения от времени движения. Какой из графиков соответствует равномерному прямолинейному движению?

1) 2)
3) 4)

Решение. При равномерном прямолинейном движении ускорение равно нулю.

Правильный ответ: 2.

А2. Ракетный двигатель первой отечественной экспериментальной ракеты на жидком топливе имел силу тяги 660 Н. Стартовая масса ракеты была равна 30 кг. Какое ускорение приобретала ракета во время старта?

1)
2)
3)
4)

Решение. На ракету действуют две силы: сила тяжести (mg ), направленная вниз, и сила тяги (F ), направленная вверх. По второму закону Ньютона:

Правильный ответ: 1.

А3. При увеличении в 3 раза расстояния между центрами шарообразных тел сила гравитационного притяжения

Решение. Сила гравитационного притяжения двух шарообразных тел равна

.

При увеличении в 3 раза расстояния между их центрами сила гравитационного притяжения уменьшается в 9 раз.

Правильный ответ: 4.

A4. На рисунке изображен тонкий невесомый стержень, к которому в точках 1 и 3 приложены силы и . В какой точке надо расположить ось вращения, чтобы стержень находился в равновесии?

1) в точке 2
2) в точке 6
3) в точке 4
4) в точке 5

Решение. Условием равновесия стержня является равенство , где и - расстояния от оси вращения до точек приложения сил. Поскольку вторая сила в 3 раза больше первой, точка её приложения должна располагаться в 3 раза ближе к оси вращения. Значит, ось вращения расположена либо в точке 2,5, либо в точке 4. Если ось вращения находится в точке 2,5, то силы вращают стержень в одном направлении и не уравновешивают друг друга. При расположении оси вращения в точке 4 силы вращают стержень в разных направлениях, уравновешивая друг друга.

Правильный ответ: 3.

А5. Мальчик подбросил футбольный мяч массой 0,4 кг на высоту 3 м. Насколько изменилась потенциальная энергия мяча?

Решение. В общем виде при гармонических колебаниях координата тела изменяется по закону , где A - амплитуда колебаний, ω - циклическая частота колебаний. Амплитуда колебаний равна 0,9 м.

Правильный ответ: 3.

А7. Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой от 20 до 20000 Гц. Какой диапазон длин волн соответствует интервалу слышимости звуковых колебаний? Скорость звука в воздухе примите равной 340 м/с.

1) от 20 до 20000 м
2) от 6800 до 6800000 м
3) от 0,06 до 58,8 м
4) от 0,017 до 17 м

Решение. Длина волны λ связана с частотой колебаний ν соотношением , где v - скорость распространения волны. Минимальная длина волны слышимых звуковых колебаний равна

,

а максимальная длина волны слышимых звуковых колебаний равна

.

Правильный ответ: 4.

А8. Диффузия происходит быстрее при повышении температуры вещества, потому что

Решение. При повышении температуры диффузия происходит быстрее за счёт увеличения скорости движения частиц.

Правильный ответ: 1.

А9. При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 3 раза. При этом давление газа

Решение. Согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории давление идеального газа p связано с концентрацией n и средней кинетической энергией движения его молекул соотношением:

При неизменной концентрации частиц и увеличении в 3 раза их средней кинетической энергии давление увеличивается в 3 раза.

Правильный ответ: 2.

A10. На рисунке изображён график зависимости давления газа на стенки сосуда от температуры. Какой процесс изменения состояния газа изображён?

Решение. На рисунке изображён изохорный процесс, который шёл в сторону уменьшения температуры. Значит, на рисунке изображено изохорное охлаждение.

Правильный ответ: 2.

А11. При охлаждении твёрдого тела массой m температура тела понизилась на ΔT . По какой из приводимых ниже формул следует рассчитывать количество отданной телом теплоты Q ? c - удельная теплоёмкость вещества.

1)
2)
3)
4)

Решение. Количество отданной телом теплоты рассчитывают по формуле .

Правильный ответ: 1.

А12. Внутренняя энергия идеального газа при его охлаждении

Решение. Внутренняя энергия идеального газа равна , где - теплоёмкость газа при постоянном объёме, T - его температура. Теплоёмкость идеального газа не зависит от температуры. При уменьшении температуры внутренняя энергия идеального газа уменьшается.

Правильный ответ: 2.

А13. Температура кипения воды зависит от

Решение. Кипение жидкости происходит при температуре, при которой давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению. Значит, температура кипения воды зависит от атмосферного давления.

Правильный ответ: 3.

A14. На рисунке изображён график плавления и кристаллизации нафталина. Какая из точек соот­ветствует началу отвердевания вещества?

1) точка 2
2) точка 4
3) точка 5
4) точка 6

Решение. Отвердевание - переход из жидкого состояния в твёрдое при охлаждении. Охлаждению соответствует часть графика 4–7. В процессе отвердевания температура вещества остаётся постоянной, этому соответствует часть графика 5–6. Точка 5 соответствует началу отвердевания вещества.

Правильный ответ: 3.

А15. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов, если расстояние между ними увеличить в n раз?

Решение. Сила кулоновского взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов равна

где k - постоянная величина, и - величины зарядов, R - расстояние между ними. Если расстояние между ними увеличить в n раз, то сила уменьшится в раз.

Правильный ответ: 4.

А16. Если площадь поперечного сечения однородного цилиндрического проводника и электрическое напряжение на его концах увеличатся в 2 раза, то сила тока, протекающая по нему,

Решение. Сила тока, протекающая по проводнику равна , где U - напряжение на его концах, R - его сопротивление, равное , где ρ - удельное сопротивление материала проводника, l - его длина, S - площадь поперечного сечения. Таким образом, сила тока равна . При увеличении в 2 раза напряжения на его концах проводника и площади его поперечного сечения сила тока, протекающая по нему, увеличивается в 4 раза.

Правильный ответ: 3.

А17. Как изменится мощность, потребляемая электрической лампой, если, не изменяя её электрическое сопротивление, уменьшить напряжение на ней в 3 раза?

Решение. Потребляемая мощность равна , где U - напряжение, R -сопротивление. При неизменном сопротивлении и уменьшении напряжения в 3 раза, потребляемая мощность уменьшается в 9 раз.

Правильный ответ: 2.

А18. Что нужно сделать для того, чтобы изменить полюса магнитного поля катушки с током?

Решение. При изменении направления тока в катушке полюса образуемого ею магнитного поля меняются местами.

Правильный ответ: 2.

А19. Изменится ли электроёмкость конденсатора, если заряд на его обкладках увеличить в n раз?

Решение. Электроёмкость конденсатора не зависит от заряда на его обкладках.

Правильный ответ: 3.

А20. Колебательный контур радиоприёмника настроен на радиостанцию, передающую на волне 100 м. Как нужно изменить ёмкость конденсатора колебательного контура, чтобы он был настроен на волну 25 м? Индуктивность катушки считать неизменной.

Решение. Резонансная частота колебательного контура равна

где C - ёмкость конденсатора, L - индуктивность катушки. Контур настроен на длину волны

,

где c - скорость света. Чтобы настроить радиоприёмник на вчетверо меньшую длину волны, надо уменьшить ёмкость конденсатора в 16 раз.

Правильный ответ: 4.

А21. Объектив фотоаппарата является собирающей линзой. При фотографировании предмета он даёт на пленке изображение

Решение. При фотографировании предметов, находящихся на расстоянии, превышающем фокусное расстояние линзы, на плёнке получается действительное перевёрнутое изображение.

Правильный ответ: 3.

А22. Два автомобиля движутся в одном и том же направлении со скоростями и относительно поверхности Земли. Скорость света от фар первого автомобиля в системе отсчёта, связанной с другим автомобилем, равна

1)
2)
3)
4) c

Решение. Согласно постулату специальной теории относительности скорость света одинакова во всех системах отсчёта и не зависит от скорости источника или приёмника света.

Правильный ответ: 4.

А23. На рисунке приведены варианты графика зависи­мости максимальной энер­гии фотоэлектронов от энер­гии падающих на фотокатод фотонов. В каком случае график соответствует законам фотоэффекта?

1) 1
2) 2
3) 3
4) 4

Решение. Экспериментальное изучение фотоэффекта показало, что существуют частоты, при которых фотоэффект не наблюдается. Только для графика 3 есть такие частоты.

Правильный ответ: 3.

А24. Какое из приведенных ниже высказываний правильно описывает способность атомов к излучению и поглощению энергии? Изолированные атомы могут

Решение. Изолированные атомы могут излучать лишь некоторый дискретный набор значений энергии и поглощать дискретный набор значений энергии, меньших энергии ионизации, и любую порцию энергии, превышающую энергию ионизации.

Правильный ответ: отсутствует.

A25. Какой из графиков зависимости числа нераспавшихся ядер (N ) от времени правильно отражает закон радио­активного распада?

Решение. По закону сохранения импульса скорость лодки будет равна

Правильный ответ: 3.

А27. Тепловая машина с КПД 40 % получает за цикл от нагревателя 100 Дж. Какое количество теплоты машина отдаёт за цикл холодильнику?

1) 40 Дж
2) 60 Дж
3) 100 Дж
4) 160 Дж

Решение. КПД тепловой машины равен . Количество теплоты, отданное за цикл холодильнику, равно .

Правильный ответ: 2.

A28. Магнит выводят из кольца так, как показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?

Решение. Магнитное поле, создаваемое индукционным током, внутри кольца направлено справа налево. Кольцо можно считать магнитом, у которого северный полюс находится слева. По правилу Ленца этот магнит должен препятствовать удалению движущегося магнита и, значит, притягивать его. Таким образом, у движущегося магнита северный полюс тоже слева.

Правильный ответ: 1.

A29. Линзу, изготовленную из двух тонких сферических стекол одинакового радиуса, между которыми находится воздух (воздуш­ная линза), опустили в воду (см. рис.). Как действует эта линза?

Решение. Поскольку коэффициент преломления воздуха меньше коэффициента преломле­ния воды, воздушная линза является рассеивающей.

Правильный ответ: 2.

А30. Какова энергия связи ядра изотопа натрия ? Масса ядра равна 22,9898 а. е. м.Ответ округлите до целых.

1)
2)
3)
4) 253 Дж

Решение. Ядро изотопа натрия состоит из 11 протонов и 12 нейтронов. Дефект масс равен

Энергия связи равна

Правильный ответ: 2.

Часть B

В1. Шарик, прикреплённый к пружине, совершает гармонические колебания на гладкой горизонтальной плоскости с амплитудой 10 см. Насколько сместится шарик от положения равновесия за время, в течение которого его кинетическая энергия уменьшится вдвое? Ответ выразите в сантиметрах и округлите до целых?

Решение. В положении равновесия система обладает только кинетической энергией, а при максимальном отклонении - только потенциальной. По закону сохранения энергии в тот момент времени, когда кинетическая энергия уменьшится вдвое, потенциальная энергия также будет равна половине максимальной:

.

Откуда получаем:

.

В2. Какое количество теплоты выделится при изобарном охлаждении 80 г гелия с 200 °С до 100 °С? Ответ выразите в килоджоулях (кДж) и округлите до целых?

Решение. Гелий - одноатомный газ с молярной массой равной M = 4 г/моль. В 80 г гелия содержится 20 моль. Удельная теплоёмкость гелия при постоянном давлении равна . При охлаждении выделится

В3. Замкнутый проводник сопротивлением R = 3 Ом находится в магнитном поле. В результате изменения этого поля магнитный поток, пронизывающий контур, возрос с до . Какой заряд прошёл через поперечное сечение проводника? Ответ выразите в милликулонах (мКл).

Решение. При изменении магнитного потока в замкнутом проводнике возникает ЭДС, равная . Под действием этой ЭДС в контуре течёт ток , и за время Δt через поперечное сечение проводника пройдёт заряд

В4. Выполняя экспериментальное задание, ученик должен был определить период дифрак­ционной решётки. С этой целью он направил световой пучок на дифракционную решётку через красный светофильтр, который пропускает свет длиной волны 0,76 мкм. Дифракцион­ная решётка находилась от экрана на расстоянии 1 м. На экране расстояние между спектрами первого порядка получилось равным 15,2 см. Какое значение периода дифракционной решётки было получено учеником? Ответ выразите в микрометрах (мкм). (При малых углах .)

Решение. Обозначим расстояние от дифракцион­ной решётки до экрана R = 1 м. Углы отклонения связа­ны с постоянной решётки и длиной волны света равен­ством . Для первого порядка имеем:

Расстояние между спектрами первого порядка на экране равно

.

В5. Определите энергию, выделившуюся при протекании следующей реакции: . Ответ выразите в пикоджоулях (пДж) и округлите до целых.

Решение. Пользуясь табличными данными энергии покоя ядер элементов, участвующих в реакции, определим выделившуюся энергию:

Часть C

С1. Тележка массой 0,8 кг движется по инерции со скоростью 2,5 м/с. На тележку с высоты 50 см вертикально падает кусок пластилина массой 0,2 кг и прилипает к ней. Рассчитайте энергию, которая перешла во внутреннюю при этом ударе.

Решение. В момент удара скорость пластилина равна и направлена вертикально вниз. Эта скорость была полностью погашена силой реакции опоры. Во внутреннюю энергию перешла вся кинетическая энергия упавшего куска пластилина:

В момент прилипания куска пластилина к тележке силы трения уравняли горизонтальные составляющие их скоростей. Во внутреннюю энергию перешла часть кинетической энергии тележки. Используя закон сохранения импульса, определим скорость тележки с пластилином после соударения:

Во внутреннюю энергию перешло

В итоге, энергия, которая перешла во внутреннюю при этом ударе, равна

Ответ: 1,5 Дж.

С2. Некоторое количество гелия расширяется: сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной. При адиабатном расширении газ совершил работу, равную 4,5 кДж. Какова работа газа за весь процесс?

Решение. Изобразим процессы на диаграмме (см. рис.). 1–2 - адиабатическое расширение, 2–3 - изобарное расширение. По условию, температуры в точках 1 и 3 равны; работа, совер­шённая газом в процессе 1–2, равна . Гелий - одноатомный газ, поэтому его теплоёмкость при постоянном объёме равна , где ν - количество вещества газа. Воспользовавшись первым началом термодинамики для процесса 1–2, получаем:

Работу газа в процессе 2–3 можно определить по формуле . Используя уравнение Менделеева - Клапейрона и равенство , получаем:

Работа газа за весь процесс равна

Ответ: 7,5 кДж.

С3. Маленький заряженный шарик массой 50 г, имеющий заряд 1 мкКл, движется с высоты 0,5 м по наклонной плоскости с углом наклона 30°. В вершине прямого угла, образованного высотой и горизонталью, находится неподвижный заряд 7,4 мкКл. Какова скорость шарика у основания наклонной плоскости, если его начальная скорость равна нулю? Трением пренебречь.

Решение. Маленький шарик находится в поле тяжести Земли и в электростатическом поле, создаваемым вторым зарядом. Оба поля являются потенциальными, поэтому для определения скорости шарика можно воспользоваться законом сохранения энергии. В начальном положении шарик находится на высоте и на расстоянии от второго заряда. В конечном положении шарик находится на нулевой высоте и на расстоянии от второго заряда. Таким образом:

Ответ: 3,5 м/с.

С4. При облучении металла светом с длиной волны 245 нм наблюдается фотоэффект. Работа выхода электрона из металла равна 2,4 эВ. Рассчитайте величину напряжения, которое нужно приложить к металлу, чтобы уменьшить максимальную скорость вылетающих фотоэлектронов в 2 раза.

Решение. Длина волны (λ) падающего света связана с его частотой (ν) равенством , где c - скорость света. Используя формулу Эйнштейна для фотоэффекта, определим кинетическую энергию фотоэлектронов:

Работа электрического поля равна . Работа должна быть такой, чтобы уменьшить максимальную скорость вылетающих фотоэлектронов в 2 раза:

Ответ: 2 В.

С5. Вакуумный диод, у которого анод (положительный электрод) и катод (отрицательный электрод) - параллельные пластины, работает в режиме, когда между током и напряжением выполняется соотношение (где а - некоторая постоянная величина). Во сколько раз увеличится сила, действующая на анод вследствие удара электронов, если напряжение на диоде увеличить в два раза? Начальную скорость вылетающих электронов считать равной нулю.

Решение. При увеличении напряжения в два раза сила тока возрастёт в раз. Во столько же раз увеличится число электронов, ударяющихся в единицу времени об анод. Вместе с этим в два раза возрастут работа электрического поля в диоде и, как следствие, кинетическая энергия ударяющихся электронов. Скорость частиц увеличится в раз, во столько же раз увеличится передаваемый импульс и сила давления отдельных электронов. Таким образом, действующая на анод сила возрастёт в раза.

Контрольная работа по теме Молекулярная физика для учащихся 10 класса с ответами. Контрольная работа состоит из 5 вариантов, в каждом по 8 заданий.

1 вариант

A1. «Расстояние между соседними частицами вещества мало (они практически соприкасаются)». Это утверждение со­ответствует модели

1) только твердых тел
2) только жидкостей
3) твердых тел и жидкостей
4) газов, жидкостей и твердых тел

А2. При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 3 раза. При этом давление газа

1) уменьшилось в 3 раза
2) увеличилось в 3 раза
3) увеличилось в 9 раз
4) не изменилось

А3. Чему равна средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул идеального газа при температуре 27 °С?

1) 6,2 · 10 -21 Дж
2) 4,1 · 10 -21 Дж
3) 2,8 · 10 -21 Дж
4) 0,6 · 10 -21 Дж

А4. Какой из графиков, изображен­ных на рисунке, соответствует процессу, проведенному при постоянной температуре газа?

1) А
2) Б
3) В
4) Г

А5. При одной и той же температуре насыщенный пар в за­крытом сосуде отличается от ненасыщенного пара в та­ком же сосуде

1) давлением
2) скоростью движения молекул

B1. На рисунке показан график изменения давления идеального газа при его расширении.

Ка­кое количество газообразного вещества (в молях) содержится в этом сосуде, если температура газа равна 300 К? Ответ округ­лите до целого числа.

В2. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 2 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 2 моль первого газа. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление, если температура газов в сосуде поддерживалась постоянной? К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго.

Физические величины



В) давление газа в сосуде

Их изменение

1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось

C1. Поршень площадью 10 см 2 может без трения переме­щаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспе­чивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, за­полненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстоя­ние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт поедет вверх с ускорением равным 4 м/с 2 , поршень сместится на 2,5 см. Какова масса поршня, если изменение температуры можно не учитывать?

2 вариант

A1. «Расстояние между соседними частицами вещества в среднем во много раз превышает размеры самих частиц». Это утверждение соответствует

1) только модели строения газов
2) только модели строения жидкостей
3) модели строения газов и жидкостей
4) модели строения газов, жидкостей и твердых тел

А2. При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул изменилась в 4 раза. Как изменилось при этом давление газа?

1) В 16 раз
2) В 2 раза
3) В 4 раза
4) Не изменилось

А3.

1) 27 °С
2) 45 °С
3) 300 °С
4) 573 °С

А4. На рисунке показаны графики четырех процессов изме­нения состояния идеального газа. Изохорным нагревани­ем является процесс

1) А
2) В
3) С
4) D

А5. При одной и той же температуре насыщенный водяной пар в закрытом сосуде отличается от ненасыщенного пара

1) концентрацией молекул
2) средней скоростью хаотического движения молекул
3) средней энергией хаотического движения
4) отсутствием примеси посторонних газов

B1. Два сосуда, наполненные воздухом под давлением 800 кПа и 600 кПа, имеют объемы 3 ли 5 л соответственно. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. Найдите установившееся в сосудах давление. Температура постоянна.

В2.

Название

А) количество вещества
Б) масса молекулы
В) число молекул

1) m/V
2) ν · N А
3) m/N А
4) m/M
5) N/V

C1. Поршень площадью 10 см 2 массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с порш­нем, заполненный газом, покоится на полу неподвижно­го лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Каким станет это расстояние, когда лифт поедет вниз с ускорением равным 3 м/с 2 ? Изменение температуры газа не учитывать.

3 вариант

A1. «Частицы вещества участвуют в непрерывном тепловом хаотическом движении». Это положение молекулярно­-кинетической теории строения вещества относится к

1) газам
2) жидкостям
3) газам и жидкостям
4) газам, жидкостям и твердым телам

А2. Как изменится давление идеального одноатомного газа при увеличении средней кинетической энергии теплового движения его молекул в 2 раза и уменьшении концен­трации молекул в 2 раза?

1) Увеличится в 4 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Уменьшится в 4 раза
4) Не изменится

А3. Чему равна средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул идеального газа при температуре 327 °С?

1) 1,2 · 10 -20 Дж
2) 6,8 · 10 -21 Дж
3) 4,1 · 10 -21 Дж
4) 7,5 кДж

А4. На VТ -диаграмме приведены гра­фики изменения состояния идеаль­ного газа. Изобарному процессу со­ответствует линия графика

1) А
2) Б
3) В
4) Г

А5. В сосуде, содержащем только пар и воду, поршень дви­гают так, что давление остается постоянным. Температу­ра при этом

1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается
4) может как уменьшаться, так и увеличиваться

B1. Два сосуда с объемами 40 ли 20 л содержат газ при оди­наковых температурах, но разных давлениях. После со­единения сосудов в них установилось давление 1 МПа. Каково было начальное давление в большем сосуде, если начальное давление в меньшем сосуде 600 кПа? Темпе­ратуру считать постоянной.

В2. В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 2 моль каж­дого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 2 моль второго газа. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление, если температура газов в сосуде поддержива­лась постоянной?

К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго.

Физические величины

А) парциальное давление первого газа
Б) парциальное давление второго газа
В) давление газа в сосуде

Их изменение

1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось

C1. Поршень массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмо­сферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от ниж­него края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт по­едет вниз с ускорением равным 2 м/с 2 , поршень сместится на 1,5 см. Какова площадь поршня, если из­менение температуры газа не учитывать?

4 вариант

А1. В жидкостях частицы совершают колебания возле поло­жения равновесия, сталкиваясь с соседними частицами. Время от времени частица совершает прыжок к другому положению равновесия. Какое свойство жидкостей мож­но объяснить таким характером движения частиц?

1) Малую сжимаемость
2) Текучесть
3) Давление на дно сосуда
4) Изменение объема при нагревании

А2. В результате охлаждения одноатомного идеального газа его давление уменьшилось в 4 раза, а концентрация мо­лекул газа не изменилась. При этом средняя кинетиче­ская энергия теплового движения молекул газа

1) уменьшилась в 16 раза
2) уменьшилась в 2 раза
3) уменьшилась в 4 раза
4) не изменилась

А3. Средняя кинетическая энергия поступательного движе­ния молекул газа в баллоне равна 4,14 · 10 -21 Дж. Чему равна температура газа в этом баллоне?

1) 200 °С
2) 200 К
3) 300 °С
4) 300 К

А4. На рисунке показан цикл, осуществ­ляемый с идеальным газом. Изобарно­му нагреванию соответствует участок

1) АВ
2) DA
3) CD
4) BC

А5. При уменьшении объема насыщенного пара при постоянной температуре его давление

1) увеличивается
2) уменьшается
3) для одних паров увеличивается, а для других умень­шается
4) не изменяется

B1. На рисунке показан график зависимости давления газа в запаянном сосуде от его температуры.

Объем сосуда равен 0,4 м 3 . Сколько молей газа содержится в этом сосуде? Ответ округлите до целого числа.

В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.

Название

А) концентрация молекул
Б) число молекул
В) масса молекулы

1) m/V
2) ν · N А
3) m/N А
4) m/M
5) N/V

C1. Поршень площадью 15 см 2 массой 6 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа. При этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Когда лифт начинает двигаться вверх с ускорением, поршень смещает­ся на 2 см. С каким ускорением движется лифт, если из­менение температуры газа можно не учитывать?

5 вариант

A1. Наименьшая упорядоченность в расположении частиц ха­рактерна для

1) газов
2) жидкостей
3) кристаллических тел
4) аморфных тел

А2. Как изменится давление идеального одноатомного газа, если среднюю кинетическую энергию теплового движе­ния молекул и концентрацию уменьшить в 2 раза?

1) Увеличится в 4 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Уменьшится в 4 раза
4) Не изменится

А3. При какой температуре средняя кинетическая энергия по­ступательного движения молекул газа равна 6,21 · 10 -21 Дж?

1) 27 К
2) 45 К
3) 300 К
4) 573 К

А4. На рисунке показан цикл, осущест­вляемый с идеальным газом. Изо­барному охлаждению соответствует участок

1) АВ
2) DA
3) CD
4) BC

А5. В сосуде под поршнем находятся только насыщенные па­ры воды. Как будет меняться давление в сосуде, если на­чать сдавливать пары, поддерживая температуру сосуда постоянной?

1) Давление будет постоянно расти
2) Давление будет постоянно падать
3) Давление будет оставаться постоянным
4) Давление будет оставаться постоянным, а затем нач­нет падать

B1. На рисунке. показан график изотермического расширения водорода.

Масса водорода 40 г. Определите его температуру. Молярная масса водорода 0,002 кг/моль. Ответ округлите до целого числа.

В2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой ее можно определить.

Название

А) плотность вещества
Б) количество вещества
В) масса молекулы

1) N/V
2) ν · N А
3) m/N А
4) m/M
5) m/V

C1. Поршень площадью 10 см 2 массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с порш­нем, заполненный газом, покоится на полу неподвижно­го лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Каким станет это расстояние, когда лифт поедет вверх с ускорением равным 2 м/с 2 ? Изменение температуры газа не учитывать.

Ответы на контрольную работу по теме Молекулярная физика 10 класс
1 вариант
А1-3
А2-2
А3-1
А4-3
А5-1
В1. 20 моль
В2. 123
С1. 5,56 кг
2 вариант
А1-1
А2-3
А3-1
А4-3
А5-1
В1. 675 кПа
В2. 432
С1. 22,22 см
3 вариант
А1-4
А2-4
А3-1
А4-1
А5-1
В1. 1,2 МПа
В2. 213
С1. 9,3 см 2
4 вариант
А1-2
А2-3
А3-2
А4-1
А5-4
В1. 16 моль
В2. 523
С1. 3,89 м/с 2
5 вариант
А1-1
А2-3
А3-3
А4-3
А5-3
В1. 301 К
В2. 543
С1. 18,75 см