Экзаменационный материал по физике
материал на тему

Билет по физике №  2

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

2. Экспериментальное  задание   по  теме   «Элементы   электростатики»:    

    Наблюдение  явления электризации тел.

    Поднесите к гильзе из фольги заряженную эбонитовую палочку. Гильза сначала    

    притянется, а затем оттолкнется.  Почему гильза отталкивается? Как можно  

    проверить, какой заряд получила гильза положительный или отрицательный?

1. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

ДАВЛЕНИЕ СВЕТА. ОПЫТЫ ЛЕБЕДЕВА

Важным экспериментальным доказательством того, что свету присущи все свойства любого материального объекта, являются опыты знаменитого русского физика П. Н. Лебедева по измере нию давления света. 

То, что свет оказывает давление на препятствия, следует из электромагнитной теории света Максвелла. Для доказатель ства справедливости теории Максвелла было важно измерить давление света. Многие ученые пытались это сделать, но безуспеш но, так как световое давление очень мало. В яркий солнечный день на 1 м2 действует сила всего лишь 4∙10 -8 Н. Впервые давление света измерил П. Н. Лебедев в 1900 г.Прибор Лебедева состоял из очень легкого стерженька на тонкой стеклянной нити, по краям которого были приклеены легкие крылышки. Весь прибор помещался в сосуд, из которого был выкачан воздух. Свет падал на крылышки, расположенные по одну сторону от стерженька. О величине давления можно было судить по углу закручивания нити. Труд ности точного измерения давления света были связаны с не возможностью выкачать из сосуда весь воздух. Движение мо лекул воздуха, вызванное неодинаковым нагревом крылышек и стенок сосуда, закручивает нить. Кроме того, на закручивание нити влияет неодинаковый нагрев сторон крылышек (сторона, обращенная к источнику света, нагревается больше, чем противо положная сторона). Молекулы, отражающиеся от более нагретой стороны, передают крылышку больший импульс, чем молекулы, отражающиеся от менее нагретой стороны.

Лебедев сумел преодолеть все эти трудности, несмотря на низ кий уровень тогдашней экспериментальной техники, взяв очень большой сосуд и очень тонкие крылышки. В конце концов су ществование светового давления на твердые тела было доказано и оно было измерено. Полученное значение давления света совпало с предсказанным Максвеллом. Впоследствии после трех лет ра боты Лебедеву удалось осуществить еще более тонкий экспери мент: измерить давление света на газы.

Квантовая теория света более просто объясняет появление светового давления. Фотоны, подобно частицам вещества, имею щим массу покоя, обладают импульсом. При поглощении их телом они передают ему свой импульс. Согласно закону сохранения импульса, импульс тела равен импульсу поглощенных фотонов. Поэтому покоящееся тело приходит в движение. Изменение импульса тела означает согласно второму закону Ньютона, что на тело действует сила. Опыты Лебедева можно рассматривать как экспериментальное доказательство того, что фотоны обладают импульсом. Закон сохранения импульса является совершенно общим. Он справедлив как для обычного вещества, так и для фотонов – квантов электромагнитного поля

Вопросы: 1. Какие трудности  возникали при измерении светового давления?

                2. С какой целью в опытах Лебедева из сосуда выкачивался воздух?

                3. Какой вывод сделал Лебедев о свойствах фотона?

Билет по физике № 3

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

2.Экспериментальное задание по теме «Оптика»:  

Наблюдение полного отражения  и преломления света.

Приборы и материалы: 1)  стакан высокий вместимостью 50 мл с водой, 2) пробирка,

3) карандаш.

Порядок выполнения работы.

1. Расположите карандаш наклонно в стакане с водой, под нимите   стакан   выше   уровня   глаз   и   посмотрите  снизу   через стенку на поверхность воды. Почему при рассматривании снизу поверхность воды в стакане  кажется зеркальной?Опустите  пустую  пробирку  в  стакан  с  водой,  и  посмотрите   на   нее   сверху.  Почему   при   рассматривании сверху часть пробирки, погруженная в воду, кажется блестящей?
2. Налейте воду в пробирку и повторите наблюдение. Почему исчезло ранее наблюдаемое явление?
3. Энергично взболтайте воду в стакане карандашом, чтобы в ней образовались воздушные пузырьки. Рассмотрите их. Почему воздушные пузырьки в воде кажутся блестящими?

3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНИКАОхлаждение жидкостей при их испарении лежит в основе устройства холодильников — приборов для получения умерен но низких температур, необходимых для хранения продуктов в пищевой промышленности и в бытовых условиях, хранения ме дикаментов и т. д.

Рассмотрим принцип действия так называемого циркуля ционного. Схема его устройства приведена на рисунке, где / — компрессор, 2 — конденсатор и 3 — испаритель или холодильная камера. В качестве рабочего тела выбирают газ, который легко сжижается комнатной температуре, т. е. газ, имеющий высокую критиче скую температуру и небольшое критическое давление, напри мер аммиак, фреон и т. д.

Поршневой компрессор этого холодильника состоит из ци линдра с двумя клапанами К1 и К2 и поршнем, который приво дится в движение электродвигателем. При движении порш ня (согласно схеме) вниз открывается впускной клапан К1 и в цилиндр засасывается газ из испарителя. Когда поршень под нимается, клапан К1 закрывается (закрыты оба клапана) и газ сжимается до необходимого давления. Затем он, преодолевая действие пружины, открывает выпускной клапан К2 и посту пает в конденсатор, который состоит из длинной трубки, укреп ленной зигзагами на металлическом листе, расположенном сна ружи на задней стенке холодильника.

Вследствие сжатия газ немного нагревается (до температу ры 30—40°С), а, проходя по трубкам конденсатора, он постепен но охлаждается до комнатной температуры, которая ниже его критической температуры, поэтому при давлении, создаваемом компрессором, газ превращается в жидкость. Эта жидкость через длинную узкую трубку 4 (капилляр) поступает в испари тель. Назначение капилляра — создавать большое сопротивле ние движению жидкости, с тем чтобы на его концах возникала большая разность давлений, которая необходима, с одной сто роны, для сохранения высокого давления в конденсаторе, не дающего жидкости возможности испаряться в его трубках, и, с другой стороны, для обеспечения малого давления в испари теле, обусловливающего интенсивное испарение поступающей в него жидкости. На испарение жидкости, которая в испарителе вся превращается в газ, расходуется ее внутренняя энергия, по этому стенки испарителя, воздух, окружающий его, охлаждают ся, и в камере, в которой находится испаритель, создается по ниженная температура. Образовавшийся газ снова поступает в компрессор, и процесс повторяется. Таким образом, один и тот же газ служит передатчиком теплоты от внутренней камеры хо лодильника наружу.

Для сжижения образовавшегося в испарителе газа и перего на полученной жидкости в конденсатор под давлением, боль шим, чем давление в испарителе, необходимо произвести рабо ту, которую и выполняет компрессор. Таким образом, количе ство теплоты, поглощенное изнутри холодильной камеры при испарении рабочей жидкости, передается вместе с газом (в фор ме потенциальной энергии его частиц) наружу и там выделяет ся в окружающую среду при охлаждении и сжижении газа в конденсаторе. Процесс переноса теплоты происходит в соответ ствии с циклами изменения состояния рабочей жидкости (испарение — конденсация) и поддерживается с помощью компрессо ра, на работу которого расходуется энергия, потребляемая из электрической сети его электродвигателем.

Чем ниже температура в испарителе, тем значительнее раз ность температуры между ним и окружающей средой и тем больше приток теплоты от окружающей среды к испарителю. При непрерывной работе холодильника температура в испари теле понижается до тех пор, пока это понижение не будет ком пенсироваться притоком соответствующего количества теплоты из окружающей среды. При этом условии температура в каме ре работающего холодильника будет постоянной. Большинство холодильников имеет терморегулятор, который выключает дви гатель, приводящий в действие компрессор, при достижении испарителем необходимой низкой температуры и вновь вклю чает его, когда температура испарителя повышается.

Вопросы:  1. На чем основано действие холодильников?

1. Какие газы берутся в качестве рабочего тела для холодильников?
2. Вы,   очевидно,   обращали   внимание   на   то,   что   задняя стенка работающего бытового холодильника горячая.  Почему?
3. Вследствие  чего  охлаждается  испаритель?
4. В   жаркий   летний   день   домохозяйка   открыла   дверцу работающего холодильника, чтобы охладить воздух в ком нате.   Могла   ли   она  достичь   желаемого   результата?   По чему?

Билет по физике № 4

1. Импульс тела. Закон сохранения  импульса.  Реактивное движение  в природе и технике.
2. Экспериментальное задание по теме «Молекулярная физика»:

Наблюдение изменения давления  воздуха при  изменении температуры  и объема.

Оборудование: цилиндр переменного объема (сильфон), манометр, термометр, стеклянная банка, чайник с горя чей водой, резиновая трубка.Ход работы:

1. Соберите установку по рисунку.  Для этого цилиндр переменного объема соедините резиновой трубкой с маномет ром.  Начальное давление    воздуха    в цилиндре удобно взять
равным  атмосферному, для чего цилиндр вначале опыта надо соединить с окружающим пространством, открыв у манометра оба крана.

1. Закройте свободный кран у манометра и измерьте объем воздуха в цилиндре, его температуру и давление (оно равно ат мосферному). Результаты этих и последующих измерений и вычислений запишите в таблицу.
2.   Уменьшите объем воздуха в цилиндре  с помощью винта. Измерьте давление воздуха в цилиндре. Как изменилось давление?
3. Налейте в банку горячей воды. Когда цилиндр прогреется, снова измерьте.  Повторите измерения несколько раз, изменяя температуру воды в сосуде (а, следовательно, и воздуха в цилиндре).

Контрольные вопросы:

1. Почему цилиндр переменного объема надо помещать в воду так, чтобы она покрывала его полностью?
2. Можно ли в данной работе объем воздуха в цилиндре из мерять в условных единицах?
3. Как меняется давление в зависимости от изменения объёма воздуха в цилиндре и его температуры?

3.Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Электрическое поле и живые организмы

    Человек, как и большинство животных, довольно быстро замечает даже незначительные изменения в окружающей среде с помощью пяти органов чувств: зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса. Однако есть факторы окружающей среды, которые мы не видим, не ощущаем, но они оказывают важное влияние на организмы. К таким факторам относятся электрическое и магнитное поля.

 Электрическое поле образуется вокруг заряженных тел. Самый простой пример — электрическое поле пластмассовой расчески, которой вы только что причесались. Поднесите ее к маленьким кусочкам бумажки — они притягиваются в результате действия электрических сил. Электри ческое поле создается около экрана телевизора. Хотите прове рить — поднесите палец к экрану. Вы услышите характерное потрескивание электрических разрядов. Есть электрическое поле, которое постоянно присутствует рядом с нами,— это земное электрическое поле. Вся наша жизнь проходит под его влиянием. Оно такой же важный фактор окружающей среды, как вода, тепло, солнечный свет. Это поле образуется между ионосферой и отрица тельно заряженной поверхностью Земли (рис. 1).

Отрицательный заряд поверхности Земли возникает под действием движения потоков воздуха. В результате трения слоев воздуха при их движении они электризуются. Такая гипотеза была высказана еще М. В. Ломоносовым. Похожее явление наблюдается в опытах по электризации.

Заряды на поверхности Земли распределяются неравномерно. Они скапливаются на вершинах деревьев, холмов и гор, на крышах зданий. Именно поэтому молнии чаще всего ударяют в выступаю щие элементы ландшафта. На этом основано действие громоотво дов, которые устанавливают на высоких мачтах либо на крышах зданий.

Электрическое поле вблизи линии электропередач может быть намного сильнее естественного, поэтому санитарными нормами всех стран запрещено селиться и даже заниматься некоторыми формами хозяйственной деятельно сти вблизи высоковольтных линий.

Рис. 1. Электрическое поле Земли

В помещении источниками искусственных электрических полей служат синтетическое покрытие полов, светильники с газо разрядными лампами, телевизоры и дисплеи компьютеров. Для тех, кто работает с компьютерами, вводятся ограничения.

Существует точка зрения, что экраны компьютеров и телевизо ров излучают рентгеновские лучи. Это не так. Незначительное по мощности излучение существует внутри трубки, но не снаружи.

Вы уже знаете, что можно зарядить какой-либо предмет в результате трения, воздействия потока электронов или ультрафи олетового излучения.

Создаются заряды и в живом организме. Иногда это явление называют живым электричеством. Например, некоторые рыбы генерируют мощный заряд для охоты и защиты. Работа сердца и мозга человека приводит к возникновению зарядов на поверхности тела. Это явление используется в медицине для диагностики и лечения методами кардиографии, энцефалографии и электротерапии.

До сих пор мы говорили о вреде, который электрическое поле может нанести живым организмам, однако электрические явления используются и для защиты от загрязнений атмосферы и вредных источников. Например, электрические фильтры оказываются самыми эффективными в тех случаях, когда в атмосферу выбрасывается очень большое количество сильно запыленных газов. Обычно это связано с цементным и металлургическим производством.

Принцип действия такого фильтра довольно прост. Газы пропускают через металлическую трубу, вдоль оси которой установлен проводник. Трубу и осевой проводник подключают к источнику высокого напряжения в несколько тысяч вольт. В трубе возникает электрическое поле, резко ускоряющее частички пыли. Пылинки сталкиваются в ускоренном движении, при этом часть электронов может перейти от одной пылинки к другой. В результа те этого они оказываются заряженными.На выходе газов из трубы устанавливают набор из противо положно заряженных пластин с большим напряжением между ними, до 200 тыс. В. Положительно заряженные пылинки прилипают к отрицательным пластинам и наоборот. В день такой фильтр только на одной цементной печи собирает несколько тонн цемента. В результате сберегается цемент и воздух не загрязняется цементной пылью.

Вопросы: 1) Что такое электризация тел? При каком условии она происходит? Объясните механизм электризации.

                 2) Почему на экране телевизора всегда много пыли, хотя он расположен вертикально.

                 3) Одежда из синтетической ткани, когда её снимают, иногда издает треск, а в темноте при этом возникает свечение. Почему это происходит? Полезна ли такая одежда для нашего здоровья?

               4) На чем основано действие громоотвода?

               5) Что называют  живым электричеством?

 Билет по физике №  5

1. Закон  всемирного тяготения.  Сила тяжести.  Невесомость.
2. Качественные задачи  по теме «Электростатика».

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

Тело во время скольжения с наклонной плоскости наэлектризовалось. Повлияет ли это на время скольжения и скорость движения в конце плоскости?

3.Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Естественный радиационный фон окружающей нас среды, образованный проникающими в биосферу косми ческими излучениями и рассеянными в природе радиоактивными элементами (уран, торий, радий и другие), очень мал и почти не менялся за последние миллионы лет существования нашей планеты, создавая в среднем погло щенную дозу в 0,2 рад в год. (Напом ним, что 1 рад — это единица погло щенной дозы ионизирующих излуче ний, он соответствует энергии излуче ния в 100 эрг, поглощенной веществом массой в 1 г.)

Правомерен вопрос: насколько мо жет повысить эту цифру, которая, кста ти, изменяется в несколько раз в зави симости от того, находится ли человек на равнине или в горах, на полюсе или на экваторе, развивающаяся атомная энергетика? Специалистами Научного комитета по действию атомной радиа ции при ООН подсчитано, что радиационный фон повысится незначительно (поскольку он всё равно будет  в деся ток раз меньше той дозы, что ежегод но получают жители высокогорных районов Памира или Кавказа, отличаю щиеся, как известно, своим долголе тием).

Чтобы убедиться в этом, мы в экспе риментах увеличивали радиоактивный фон выше естественного не на несколь ко процентов, а в 10—30 раз. И наблюдали за развитием крысят.

Удивительное дело. Когда я говорил коллегам, что зверьки переносят все без последствий — это воспринима лось более или менее спокойно. Но если я утверждал: такое повышение дозы может повлиять на организм кры сят положительно, то, как правило, сталкивался с предубеждением. Оно связано с тем, что влияние на живые организмы небольших доз ионизирую щего излучения пока мало изучено.

 Если животных од ной популяции облучить очень большой дозой радиации, порядка 900 рад, все они   погибнут,   средней — часть   останется   в  живых,   малой — вероятность летального    исхода    становится    ничтожной. А вот при дальнейшем снижении дозы начинает проявляться стиму лирующее действие облучения.

 Малые дозы радиа ции служат своего рода «стартовым выстрелом» для тех благотворных про цессов, что лежат в основе обмена веществ. Например, у человека с по ниженным иммунитетом «запускает ся» в работу система, которая до этого находилась в малоактивном или выклю ченном состоянии.

Естественно,     что     стимулирующее воздействие малых, строго дозируе мых уровней радиации все шире при меняется в медицине, курортологии.

Так, у пациента, находящегося, ска жем, на радоновых курортах типа Цхалтубо или Пятигорска, где он в те чение месяца принимает радоновые ванны, вдыхает обогащенный радоном воздух, почти вдвое увеличивается ак тивность иммунной системы, повыша ется его жизненный тонус, улучшается самочувствие и т. д.

Не только в медицине, но и в сель ском хозяйстве экспериментально обо сновано использование малых, стиму лирующих доз гамма-радиации для ускорения развития овощей и других растений, увеличения их урожайности. Многолетними проверками установ лено, что предпосевное гамма-облучение семян кукурузы, ржи, гречихи и других культур повышает их урожай ность на 10—12%.

Если суммарные дозы облучения не превышают 2—20 рад, что в 10— 100 раз выше естественного радиоак тивного фона, ни о какой реальной опасности для организма говорить не приходится. Очень легкое недомога ние вызывают дозы в 50—100 рад. Од нако при этом появляется вероятность возникновений в отдаленные сроки опухолей и появления у потомства на следственных заболеваний. Разумеет ся, это не значит, что все облученные впоследствии обязательно заболеют.

При еще более высоком уровне ра диации начинается лучевая болезнь и протекает тем тяжелее, чем он выше.

Доза в 500—600 рад смертельна для человека.

Вопросы: 1. При какой дозе радиационного излучения возникает лучевая болезнь?

                 2. Каковы основные способы защиты от радиационного излучения?

                 3. Какова роль малых доз излучения на живые организмы?

Билет по физике № 6

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

    2.Экспериментальное задание по теме «Магнитное поле»:  

Обнаружение магнитного поля постоянного тока.

1. Соберите установку, изображенную на рисунке 1.
2. Расположите магнитную стрелку под проводником и замкните цепь. Что наблюдаете?
3. Расположите магнитную стрелку над проводником. Что наблюдаете? Сделайте вывод. Определите направление силовых линий магнитного поля, создаваемого током.

Рис. 1.

    3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Осмос.

   Диффузией называют процесс взаимного проникновения разных веществ, обусловленный тепловым движением молекул. Важный случай диффузии – взаимное проникновение веществ  сквозь пористые перегородки, получившее название «осмос». Рассмотрим следующий опыт. Соединим патрубок пористого сосуда А резиновой трубкой с коленом водяного манометра (рис 1). Поместим этот сосуд под стеклянный стакан В, наполненный водородом от прибора Киппа. Манометр покажет увеличение давления в сосуде А.  Объясняется это тем, что молекулы водорода, имеющие меньшую массу и движущиеся быстрее, чем молекулы кислорода и азота, входящие в состав воздуха, проходят сквозь поры в сосуд А быстрее, чем молекулы кислорода и азота из этого сосуда в стакан. Если убрать стакан с водородом, то давление в сосуде А уменьшается – водород выходит сквозь поры из сосуда быстрее, чем в него проникает воздух.

Диффузию жидкостей сквозь пористую перегородку можно наблюдать на таком опыте. Затянем широкое отверстие воронки целлофаном или пергаментом, наполним её раствором медного купороса и опустим в сосуд с водой (рис. 2).

 Через некоторое время увидим, что уровень раствора в воронке повышается. Следовательно, вода диффундирует в раствор  медного купороса быстрее, чем раствор в воду. Появление голубоватой окраски воды в сосуде говорит о том, что медный купорос, хотя и медленно, тоже диффундирует в воду.

Рис. 1.                                             Рис. 2.

   Вопросы:  1) Что доказывают описанные  выше опыты?

                    2) Что изменится в первом опыте, если стакан наполнить не водородом, а углекислым газом?

                    3) Как изменится результат опыта (рис. 2), если жидкость нагреть?

Билет по физике  №  7

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

2.Качественные задачи по разделу «Молекулярная физика».

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

     3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Трубы-хамелеоны

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

Чешуйки тропических бабочек семейства Ураний представляют собой многослойную структуру. Семь хитиновых пластинок разделены между собой воздушными промежутками. В результате многократного отражения и интер ференции отраженные лучи приобретают более насыщенный цвет, а повер хность — блеск полированного металла. При деформации чешуйки толщина воздушного зазора изменяется, что вызывает и изменение окраски чешуйки. Чешуйка Ураний состоит из хитиновых пластинок, между которыми

имеются прослойки воздуха (а). Отраженный луч представляет собой результат интерференции лучей, отраженных от передней и задней поверхностей пластин ки. Разность хода (АВС) двух частей световой волны опре деляется толщиной пластинки и углом падения лучей (б).

Современные    технологии позволяют    получать    тонкие пленки толщиной до 0,5 мкм.  На внешние  стенки  труб  наносят  покрытия из   слоев   пленки   толщиной    около 5 мкм,  которые склеены  между собой. Но клей наносят не сплошь, а тонки ми  полосками,  и  получается структура,   аналогичная   чешуйкам   бабочек Ураний. Такое покрытие, нанесенное на внешнюю стенку трубы, будет менять цвет при изменении температуры: у горячей трубы возрастает давление изнутри на слои покрытия, и толщина воздушных зазоров уменьшается. По оттенкам цвета можно безошибочно определить, течет ли по трубе вода и какая она — горячая или холодная. Кроме того, подобное покрытие также служит хорошим теплоизолятором и уменьшает потери тепла.

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. Что представляет собой явление интерференции света?  Рассмотрите первый рисунок и поясните, какие лучи интерферируют в чешуйке бабочки.
2. Почему для   нанесения   описанного   в  тексте   покрытия   на  трубы нельзя  использовать пленки толщиной,  например,  в  1  мм?
3. Предположим,  что чешуйка бабочки семейства Ураний в данном пучке света имела зеленый цвет.  Как изменится цвет пластинки при умень шении воздушной полости между хитиновыми пластинками (например, при увеличении внешнего давления)?
4. При нагревании металлические трубы расширяются быстрее,  чем материал пленок в покрытии.  В какую сторону, при увеличении температуры, протекающей   по  трубе  воды,  сместится  окраска  трубы  —  в  синюю   или красную?  Почему?

Билет по физике №  8

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

     2.Экспериментальное задание по теме «Элементы термодинамики»:

 Построение  графика  зависимости  температуры

от  времени  остывания воды.

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

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

Время наблюдения, мин

Температура воды, °С

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

          3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

                                        Электрический ток

Когда мы говорим об электрическом токе, то обычно имеем в виду ток, текущий по элементам электрической цепи, например, по проводам или в электролите аккумулятора. Однако токи есть и в атмосфере, и в морской воде, и в живом организме.

Природные электрические токи. Известно, что в атмосфере, кроме нейтральных молекул, содержится много различных заряженных частиц, ионов и электронов, особенно в верхних слоях атмосферы — ионосфере. Между положительно заряженной ионо сферой и поверхностью Земли существует электрическое поле. Оно заставляет положительно заряженные ионы двигаться к поверхно сти и, наоборот, отрицательные заряды с поверхности вверх.

Рис. 20. Схема передачи сигнала от одной нервной клетки к другой по аксону.

Сила этого атмосферного тока вычислена и равна 1500 А.  Величина потоков заряженных частиц зависит от времени суток, сезона, погоды и других факторов, в том числе от человеческой деятельно сти. В хорошую погоду под воздействием солнечных лучей происходит активное образование положительных ионов, в пло хую — отрицательных.

Кратковременный атмосферный электрический ток возникает во время грозы в виде разряда молнии. Влияние молний на живые существа известно. Для защиты людей и сооружений устанавлива ют громоотводы. Но, несмотря на это, ежегодно от молнии гибнут люди и животные, горят леса и дома, разрушаются линии электропередач.

Может возникнуть вопрос: при чем тут человеческая деятель ность и ее влияние на природу? Коль скоро человек не может повлиять на молнии, то может только защититься от них. Это не так. Прямой связи нет, но косвенная есть. Ведь в природе все взаимосвязано. Вырубка лесов, распашка целинных земель, строительство плотин приводят к изменению устойчивой системы атмосферных процессов, в том числе и электрических. Специали сты, занимающиеся климатом, заметили, что сооружение крупных водохранилищ приводит к увеличению грозовой активности.

Существуют токи в животных и растениях. Наша реакция на звук, свет, боль связана с движением ионов по нервным волокнам — аксонам, длина их достигает 1 м. Аксоны по своему строению напоминают телевизионный кабель (рис. 20), но механизм движения ионного тока по аксону намного сложнее, чем прохождение постоянного тока по проводнику или электрического сигнала по кабелю.

В отличие от обычного кабеля импульс тока, движущийся по аксону, не затухает. Проводимость аксонов зависит и от внешних и от внутренних факторов. Известно, что анестезирующие средства, алкоголь и никотин уменьшают скорость прохождения ионного тока. Этим и объясняется обезболивающее действие хлороформа, замедленная реакция человека, выпившего спиртное. Влияет на движение ионов по нервным волокнам и магнитное поле, и отклонение температуры от нормальной.

Деятельность и здоровье любого организма определяются «здоровьем» клеток. Клетка работает таким образом, что через ее поверхность (мембрану) непрерывно идет движение различных ионов. Это движение регулируется размером отверстий в мембране и напряжением на ней, зависящим от концентрации различных ионов внутри и вне клетки. Например, концентрация ионов калия (К+) внутри клетки почти в 30 раз больше, чем снаружи. Мембрана выполняет регулирующую и защитную функцию. Присутствие в организме ионов тяжелых металлов, например свинца, а также внешнее электрическое поле могут изменить эту способность и нарушить работу клетки, а вместе с этим и состояние здоровья человека.

Искусственные токи. Развитие цивилизации немыслимо без использования энергии электрического тока. Ток стал неотъемле мой частью окружающей среды. Он течет в настольной лампе, в телевизоре, в электромоторах станков, в линиях электропередач. Сила тока, протекающего в разных технических устройствах, различна: от десятых долей микроампера в элементах электронных приборов до тысяч ампер в электроплавильных печах.

Влияние токов на биосистемы может быть прямым и косвенным. Прямое воздействие возникает в том случае, если ток проходит через живой организм случайно или преднамеренно. Мы не будем обсуждать случаи, когда токи пропускаются через человека специально. Парадоксально, но делается это в двух случаях: чтобы лечить и чтобы казнить. Для многих профессий электрический ток — постоянная часть производственной среды, например для электросварщика, для электрика на трансформаторной станции, для машиниста электровоза.

При работе с электрическими цепями надо знать об опасности поражения током и обязательно соблюдать правила электробез опасности. Опасным считается напряжение выше 36 В. Однако известны случаи, когда погибали люди и от напряжения в 12 В. При работе с электрическими приборами и цепями нужно помнить три главных правила: не оставляйте оголенных проводов; если прибор требует заземления — сделайте это; никогда не вскрывайте прибор, включенный в электрическую цепь.

Косвенный вред живым организмам могут принести пожары, возникающие из-за короткого замыкания в электрических цепях, а также магнитные поля, образующиеся вокруг проводов с током. Большой экономический вред наносят блуждающие токи, возника ющие, как правило, в трубах систем водоснабжения и теплотрасс. Эти токи вызывают быстрое разрушение металла труб из-за электрокоррозии. Замена испорченных участков — дело трудо емкое и дорогостоящее. Блуждающие токи возникают и в зданиях, в арматуре железобетонных панелей поя, влиянием токов в электропроводке и внешних магнитных полей, в грунте вдоль трамвайных путей, особенно в сырую осеннюю погоду или зимой, когда сопротивление грунта уменьшается.

Вопросы: 1) Что такое электрический ток? При каком условии может возникнуть электрический ток?

                   2) Существуют ли токи в морской воде?

                   3) Существуют ли токи внутри человека? Какое влияние оказывает на  здоровье человека присутствие в организме свинца, а также внешнее электрическое поле?

                                                              «Утверждаю»:

                                                                        Директор ГОУ НПО «ПУ – 53»

                                                                         ___________К.И. Игликов

                                                                         «_____»__________2008 г.                     

Билет по физике №  1

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

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

    Парусная лодка попала в штиль и остановилась. Можно ли заставить её двигаться, надувая паруса с помощью насоса или мехов, установленных на её борту?

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Билет по физике №  9

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

     2.Качественные задачи по теме «Магнитное поле».

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

     3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНЕРЦИИ В ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЯХ

Интересный пример использования инерции в технике — работа воздухоочистителя трактор ных и автомобильных двигателей. Для нормаль ной работы двигателя необходимо, чтобы воздух, поступающий в него, не содержал частиц пыли. Попадание пыли вызывает быстрый износ деталей (клапанов, поршней, цилиндров).Сбоку у трактора имеется высокая труба с колпаком 1, через которую всасы вается атмосферный воздух. Дойдя до нижнего конца трубы, он резко изменяет свое направ ление. При этом более тяжелые частицы пыли, содержащиеся в воздухе, продолжают движение по инерции прямолинейно и попадают в масло 3, имеющееся на дне воздухоочистителя. Воздух, пройдя через фильтры 2, окончательно очищает ся и попадает в двигатель.

Вопросы: 1) В чем состоит свойство инертности тел? Как это свойство применяется в воздухоочистителе?

                 2) Присуща ли инертность частицам воздуха?

                 3) В каких бытовых приборах применяется аналогичный способ очистки воздуха?

Билет по физике  №  10

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

     2. Экспериментальное задание по теме «Динамика»:

 Проверка зависимости периода колебания нитяного маятника

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

В вашем распоряжении имеются штатив, к лапке которого привязана нить длиной

100 см с грузом массой 0,1 кг, набор грузов массой по 0,1 кг,  секундомер.

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

Измерьте период колебаний маятника с одним грузом и нитью длиной 1011 см при начальном отклонении его от положения равновесия на 5 см. Уменьшите длину нити до 25 см и снова измерьте период колебаний ма шинка. Подтверждают ли результаты опытов предположение о том, что при уменьшении длины нити в 4 раза период колебаний уменьшается в 2 раза?

        3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

                                             ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА В ТЕХНИКЕ

1.ГАЛЬВАНО СТЕГИЯ.

Явление электролиза находит различные примене ния в современной технике. Рассмотрим некоторые из них.Детали технических устройств, некоторые части пред метов быта иногда покрывают тонкой пленкой благород ного металла (платина, золото, серебро). Это делается в декоративно-эстетических целях и с целью предохра нения соответствующих частей конструкции от коррозии. В технике для предотвращения коррозии отдельные детали различных устройств покрывают никелем, хро мом, кадмием. В настоящее время такие покрытия, как правило, наносят гальваническим способом.

Рис. 1

Деталь предварительно тщательно очищают и по мещают в электролитическую ванну, наполненную вод ным раствором соли соответствующего металла, и                                      соединяют с отрицательным полюсом источника тока (Рис. 1). Анодом служит

                         пластинка из того же металла. В ре зультате электролиза на поверхности детали  

                           оседает слой  вещества, соль которого находится в растворе электро лита.

2. РАФИНИРОВА НИЕ МЕДИ.

Металлургическая медь, т. е. медь, полученная из руды в плавильной печи, содержит, как правило, раз нообразные примеси.

Для очистки (рафинирования) меди от примесей других веществ массивные листы металлургической ме ди опускают в раствор сульфата меди и соединяют с по ложительным полюсом источника тока. В качестве ка тода берут тонкие листы чистой меди (рис. 2).При прохождении электрического тока через электро лит чистая медь выделяется на катоде, а анод посте пенно растворяется. Примеси выпадают в осадок. Кон центрация медного купороса остается постоянной.

Рис. 2

Электролиз используется для получения ряда других цветных металлов. Энергия, расходуемая на это, исчис ляется миллиардами киловатт-часов в год.                Вопросы: 1) Какое явление называют электролизом?

                                2) Почему чистая медь оседает на катоде?

                                3) От чего зависит скорость процесса рафинирования меди?

                                4) Какой толщины покрытие  можно получить при гальваностегии?

Билет по физике  №  11

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

2.Экспериментальное задание  по теме «Электромагнитная  индукция»:

                Наблюдение явления электромагнитной  индукции.

 В вашем распоряжении имеется оборудование для исследования явлении электромагнитной индукции:  магнит, проволочная катушка,  миллиамперметр. Подключите миллиамперметр к катушке,  исследуйте возможные спосо бы получения индукционного тока в катушке. Сделайте вывод об условиях, при которых возникает электрический ток.

        3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

 Ядерный реактор на тепловых нейтронах.

Для использо вания в мирных целях высвобождающейся энергии при делении ядер урана необходимо, чтобы цепная реакция была управляе мой. Она должна развиваться не лавинообразно, а длительное время с некоторой постоянной скоростью, которую можно было бы регулировать. Устройство, в котором осуществляется управ ляемая цепная реакция деления тяжелых ядер, называют ядер ным реактором.

Существуют два типа ядерных реакторов: реактор на мед ленных (тепловых) нейтронах и реактор на быстрых нейтронах. В реакторах на медленных нейтронах ядерным горючим является уран  с массовым числом 235.

На рисунке  показана весьма упрощенная схема реакто ра на медленных нейтронах. Урановые стержни 1 опускают в герметически закрываемые стальные трубы 2, опущенные в во ду. Масса отдельного уранового стержня значительно меньше критической, поэтому цепной ядерной реакции в одном стержне произойти не может (хотя отдельные самопроизвольные распа ды ядер урана и происходят). После того как все стерж ни опустят в реактор, масса урана станет больше критической. Однако цепная реакция не начнется, этому мешают два обстоя тельства. Во-первых, выделяющиеся при распаде ядер нейтроны имеют большую скорость и не могут быть захвачены ядрами урана(235); во-вторых, число нейтронов будет недостаточно для цепной реакции, так как они (благодаря своей большой скоро сти) быстро покинут активную зону реактора, где расположены урановые стержни. Таким образом, для того чтобы началась цепная реакция, необходимо замедлить нейтроны и не дать им уйти из активной зоны. Первая задача решается с помощью воды. Нейтроны, покинувшие урановые стержни, попадая в во ду, сталкиваются с ядрами атомов водорода и кислорода, пере дают им часть своей кинетической энергии и замедляются. Вода при этом нагревается. Для решения второй задачи активную зону окружают экраном 3 из материала, хорошо отражающего нейтроны. Если эти условия выполнены, в реакторе возникнет цепная реакция деления ядер урана.Если не принять необходимых мер по регулированию числа медленных нейтронов, в активной зоне реактора может произой ти ядерный взрыв.

Управление цепной реакцией осуществляется опусканием и подъемом стержней 4 из материалов, сильно поглощающих ней троны (бористая сталь, кадмий). Эти стержни можно частично или полностью вводить в активную зону реактора, регулируя таким образом в ней число нейтронов и, следовательно, ско рость деления ядер изотопа урана. На случай внезапного ускорения реакции имеются аварийные стержни 5, опускание которых в активную зону немедленно прекращает цепную реак цию.

Из активной зоны (если ее не оградить!) будет выходить интенсивный поток нейтронов и γ - лучей. Поэтому активная зона окружена панцирем 6 из вещества, отражающего нейтроны и поглощающего γ-излучение.

В результате деления ядер урана(235), помимо нейтронов, выделяется большое число осколочных ядер, которые, проходя через воду, нагревают ее до высокой температуры. Нагретую во ду с помощью насосов приводят в движение по замкнутому контуру, состоящему из реактора, труб и теплообменника. На гретая вода в теплообменнике нагревает воду, циркулирующую по второму контуру. Таким образом, вода в таком реакторе вы полняет две функции: она замедляет нейтроны, выделяющиеся при реакциях деления ядер урана, и отводит тепло. По этому такие реакторы называют водо-водяными. Если же замед лителем нейтронов является графит, то по специальным кана лам в графитовой кладке циркулирует теплоноситель (вода, воздух, азот, углекислый газ или расплавленный натрий), отво дящий от реактора теплоту и передающий ее в теплообменнике воде, которая циркулирует во втором контуре. В этом случае функции замедлителя и теплоносителя разделены. Во втором контуре вода за счет получаемой теплоты превращается в пар высокого давления.

Таким образом, ядерный реактор представляет собой «топ ку» паросиловой установки, в которой вместо обычного, хими ческого топлива используется ядерное горючее — делящийся изотоп урана.

Вопросы:  1)  Какую роль для начала цепной ядерной реакции играет масса  уранового стержня?

1. Для чего урановые стержни помещают в воду?
2. Какие вещества сильно поглощают нейтроны?
3. Почему в реакторе нагревается вода окружающая стержни?

Билет по физике №  12

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

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

Как изменяются массовое число и номер элемента при выбрасывании из ядра протона? Нейтрона? Позитрона?

        3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Открытие животного электричества

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

И вот 26 сентября лапка, наконец, сократилась. Но это произошло не тогда, когда изменилась погода, а при совершенно других обстоятельствах: лапка лягушки была подвешена к железной решетке балкона при помощи медного крючка и свисающим концом случайно коснулась решетки. Гальвани проверяет и оказывается, всякий раз, как образуется цепь «железо - медь - лапка», тут же происходит сокращение мышц независимо от погоды. Ученый переносит опыты в помещение, использует разные пары металлов и регулярно наблюдает сокращение мышц лапки лягушки. Таким образом, был открыт источник тока, который впоследствии был назван гальваническим элементом.

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

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какую  гипотезу пытался  проверить Л.   Гальвани,  начиная  в   1786  г. новую серию опытов с лапкой лягушки?
2. Какой вывод сделал Л.  Гальвани на основании своих опытов? В чем состояла ошибочность его  вывода?
3. Из каких основных частей должен состоять гальванический элемент?
4. Если бы вы проводили опыты, аналогичные опытам Л.  Гальвани, то какие бы дополнительные  исследования  (кроме  проверки разных  пар  ме таллов)  вы бы осуществили?

Билет по физике   №  13

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

2.Экспериментальное   задание   по   разделу   «Молекулярная   физика»:
Измерение  влажности  воздуха при помощи термометра.

В вашем распоряжении имеются  термометр, кусочек марли или ваты, стакан с водой, таблица психрометрическая. Найдите разность температур «сухого» и «влажного» термометров и с помощью психрометрической таблицы определите относительную влажность воздуха в кабинете. Почему температура «влажного» термометра ниже, чем «сухого? В каком случае температура «влажного» термометра будет равна температуре «сухого»?

        3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

 «Нестройные звуки»

      В «Толковом словаре» В.И. Даля шум определяется как совокупность «нестройных звуков». Шум – это лишний, мешающий звук, имеющий сложную временную структуру.  Нередко его справедливо называют «звуковым мусором». Шумы бывают низкочастотные (частота менее 350Гц), высокочастотные (более 800Гц) и шумы средних частот (в диапазоне между 350 и 800Гц). Шум оказывает негативное влияние на центральную нервную систему человека; например, в результате действия «нестройных звуков» повышается кровяное и внутричерепное давление, нарушается нормальная работа сердца, возникает головокружение. В обстановке сильного и длительного шума человек становится раздражительным и менее внимательным, у него нарушается координация движений, могут возникнуть головная боль и тошнота. Так как человеческое ухо особенно чувствительно к звукам высоких частот, наиболее отрицательно действуют на человека высокочастотные прерывистые шумы.

     Интересно, что если шум связан с собственной работой человека и не длителен, то он не вызывает неприятных эффектов, работающий относится к нему безразлично. Долговременное воздействие мощных звуков и шумов перевозбуждает клетки головного мозга, нарушает их работоспособность, в результате чего понижается острота слуха, ускоряется процесс старения организма.

     Проводился опыт с мышами, на которых воздействовали звуками различной громкости. При уровне громкости 80 – 90 дб мыши забывали свои навыки, при 100 дб – сходили с ума и съедали своих мышат, а при 120 дб – погибали. У человека при громкости 135 дб наступает вибрация тела, расстройство кровообращения, нарушение обмена веществ. Шумовое воздействие в 180 дб и более может привести к его смерти.

     Надо отметить, что шум может производить и благотворное влияние на человека. Так, тихий шум типа шелеста листвы или ритмичного шума морского прибоя успокаивает людей, способствует выздоравливанию больных.   При внезапном и резком шуме человек испытывает страх, втягивает голову в плечи. В связи с этим в Англии имеет место  такой курьёз: действует постановление ещё 17 века, запрещающее мужьям бить своих жен с 9 ч  вечера до 6 ч утра, чтобы возникающий при этом резкий шум не нарушал покоя соседей.

Задание к тексту: 1) Какой шум благотворно влияет на человека?

                                  2) Каким образом сильный шум влияет на организм человека?

                                  3) Предложите несколько способов уменьшения шумового воздействия на человека.

Билет по физике  №  14

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

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

Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при фотоэффекте, если увеличить частоту облучающего света, не изменяя интенсивность падающего света?

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.                     

Влияние тепловых двигателей на окружающую среду.

     Для работы тепловых двигателей необходимо сжигать топливо. При работе тепловых двигателей используются различные виды топлива.

     При добыче нефти и угля большие площади земель приходят в не годность. Особенно опасна морская добыча нефти. В 1948 году в США появилась буровая установка. В 1965 году американский теплоход «ГЛЕНВИЛЛ» столкнулся с этим сооружением. Судно вспыхнуло, произошел разлив нефти из судна и из повреждённой скважины. В 1944 году в устье реки Миссисипи из-за сдвига донных пород опрокинулись две буровые установки. В том же году на Норвежской буровой « БРАВО» ударил фронт нефти.

      Из–за многочисленных аварий и утечек нефти прилегающие водоёмы отравлены, и жизни в них нет. Даже незначительная примесь нефти в морской воде вызывает гибель икры и мальков многих рыб. Главная угроза загрязнения нефти заключается в гибели мельчайших растительных организмов – фитопланктона, составляющего 90% своей растительности всей земли, дающей пищу многим животным. Фитопланктон вырабатывает за счёт фотосинтеза 70% всего кислорода на земле. Водоплавающие птицы не могут плавать по воде поверхность которой покрыта нефтью, так как нефть смачивает перья птицы, вода проникает в слой пуха и птицы замерзают и тонут. Нефтяная плёнка на воде уменьшает испарение, а значит вода и воздух над ней нагреваются и количество осадков становится меньше.

      Тепловые электростанции ежегодно выбрасывают в отвалы 50-70 млн. тонн золы. На каждой электростанции это занимает от 100 до 500 га земли, которая становится не пригодной для использования. Золоотвалы загрязняют почвенные воды. Наибольшему загрязнению подвергается воздуха. Такой  воздух отражает солнечные лучи и становится причиной похолодания в зоне выбросов. Сажа и пыль загрязняют листовую поверхность растений.

      Выбросы сернистого газа и оксидов азота является причиной образования кислотных осадков.

      При сжигании угля образуются частицы сульфатов металлов, некоторые из них легко растворяются в воде, и становятся причиной возникновения кислотных рос и туманов. Кислотные осадки приводят к гибели сельскохозяйственных культур, лесов, оказывают отрицательное воздействие на пресные водоемы, вызывая гибель рыб, а через цепи питания – птиц и животных суши. Выбросы углеводородов в ходе сложных реакций приводят к образованию фотохимического смога.

     Диоксид углерода обладает наркотическим действием, раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки. Оксид углерода или угарный газ при вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из неё кислород, и наступает кислородное голодание, действующее на центральную нервную систему. Высокая концентрация оксида углерода даже при кратковременном воздействии может вызвать смерть.  Небольшие дозы оксида углеводорода вызывают головокружение, головную боль, чувство усталости и замедленную реакцию. Угарный газ вызывает также болезнь сердца – стенокардию.

      Диоксид азота вызывает сильное раздражение слизистых оболочек глаз, а при вдыхании – образование азотной и азотистой кислот в дыхательных путях.

      Альдегиды раздражающе действуют на  глаза, дыхательные пути, поражают центральную нервную систему, почки и печень.

     При фотохимическом смоге воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, удушье. Сернистый газ приводит к росту онкозаболеваний, действует на нервную систему.

     Сажа оседает на органах дыхания, но главная опасность заключается в том, что  на ней адсорбируются канцерогенные вещества, поэтому возрастает риск заболевания раком. Соединения свинца поражают органы и ткани организма, нервную систему, желудочно–кишечный тракт. Свинец опасен ещё и тем, что он не выводится из организма, а накапливается в нём, а также в растениях и почве.

      При работе тепловых двигателей выделяется углекислый газ, который приводит к парниковому эффекту.  Дальнейшее увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере приведёт к повышению средней температуры на планете.

Вопросы и задания:

1. В чем заключается явление парникового эффекта?
2. Какие меры необходимо принимать для уменьшения вредного воздействия тепловых двигателей на окружающую среду?

Билет по физике  №  15

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

 2.Качественные задачи по теме «Квантовая физика».

На рисунке приведены графики зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света. На каком графике работа выхода имеет меньшее значение?

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.ПОЛОТНЯНАЯ ГОРКА

Рис. 1. Полотняная горка.

Различие коэффициентов трения отдельных частиц смеси используется для очистки семян трав, льна и других культур от трудноотделимых семян сорняков при помощи полотняных горок, а также для отделения примесей от клубней картофеля на горках, установленных на картофелеуборочных комбайнах. Основная часть полотняной горки (рис. 1) -  движущееся вверх полотно, расположенное под определенным углом к горизонту. На это полотно из бункера 2 засыпают смесь, предназначенную для сортировки и очистки. Вследствие разного коэффициента трения зерен о полотно гладкие семена 1 буду скользить вниз, а шероховатые 3 — подниматься вверх.

Вопросы и задания:

1. Почему клубни картофеля скатываются вниз, а различные примеси, в том числе и частички почвы, поднимаются вверх по горке?
2. При каких условиях возникает трение качения?
3. Что такое трение покоя? Трение скольжения? Благодаря какому виду трения частички примеси попадают в бункер 3?
4. Где в технике используется трение качения? В чем преимущество этих деталей?
5. Какие ещё культуры можно сортировать при помощи полотняной горки?

Билет по физике  №  16

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

 2.Качественные задачи  по теме  «Электромагнитные  волны».

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

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Ледяная магия

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

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

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

Долгое время думали, что лед под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается и лёд плавится. Однако, расчеты показывают, что человек массой 60 кг, стоя на коньках, оказывает на лед давление примерно в 15 атм.  Это означает, что под коньками температура плавления льда уменьшается только на 0.11 °С. Такого повышения температуры явно недостаточно для того, чтобы лед стал плавиться под давлением коньков при катании, например, при-10 °С.

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. Как зависит температура плавления льда от внешнего давления?
2. Приведите два примера,  которые иллюстрируют возникновение  избыточного давления  при замерзании  воды.
3. Попробуйте объяснить своими словами,  что может означать термин «режеляция».

1. При протекании какого процесса может выделяться теплота,  которая идет на плавление льда при катании на коньках?

 Билет по физике  №  17

1.Полупроводники.  Полупроводниковые  приборы.

     2.Экспериментальное задание по теме «Свойства жидкостей и твердых
тел»:  

Наблюдение явления  подъема жидкости  в капилляре.

В вашем распоряжении имеются две капиллярные трубки различного диаметра, емкость с водой, емкость с растительным маслом. Пронаблюдайте явление подъема жидкости по капиллярам и выявите зависимость высоты подъема жидкости от диаметра трубки и от плотности жидкости. Смачивают ли предложенные жидкости стекло?  Как будет вести себя жидкость в капилляре, если жидкость не смачивает  его? Приведите примеры капиллярных явлений в природе.

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Лу, вы меня слышите?

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

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

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

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. В чем отличие ультразвука и инфразвука от звуковых волн, воспринимаемых человеком?
2. Почему Г.  Пирс и Д.  Гриффин назвали способ ориентировки летучих мышей эхолокацией? Где еще используется подобный принцип обнаружения объекта?
3. Объясните своими словами,  как вы понимаете словосочетание «частотные спектры».
4. Почему инфразвук,  в отличие от обычного звука,  позволяет тиграм общаться   на  столь далеких расстояниях?  Какие  известные  вам  свойства волны  проявляются  в данном  случае?

Билет по физике  №  18

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

 2.Качественные задачи  по теме «Кинематика».

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

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Решающий опыт, доказывающий реальность существования мельчайших струк турных единиц материи — молекул и атомов, выполнили в 1906 — 1908 гг. Ж. Перрен со своими сотрудниками. Идея опытов проста. Анализируя пред положения молекулярно-кинетической энергии, Перрен при шел к выводу, что ее результаты применимы не только к молекулам жидкости, но и к броуновским частицам, которые можно рассматривать как большие молекулы. При этом распределение броуновских частиц по высоте должно описываться най денной Больцманом барометричес кой формулой с заменой в ней массы молекул на массу броунов ской частицы. Так как броунов ские частицы можно непосредст венно наблюдать в микроскоп, изу чение их распределения по высоте должно было соответствовать этой формуле, т. е. подтвердить или оп ровергнуть выводы молекулярно-кинетической теории, дать решаю щие заключения о реальности су ществования молекул.

Эксперименты Перрена были весьма трудоемкими и требовали предельной тщательности. Ученый растер в воде желтую краску — гуммигут. Под микроскопом было видно, что в подкрашенной воде находится огромное число желтых шариков различных размеров, твер дых и не слипающихся друг с дру гом. При длительном вращении на центрифуге Перрену удалось отде лить порции шариков краски с оди наковыми по размеру зернами. По мещая каплю раствора с зернами гуммигута между двумя горизон тальными стеклами, Перрен

наблю дал с помощью микроскопа явное уменьшение взвешенных частиц с высотой, предсказываемое молекулярно-кинетической теорией. Фокусируя микроскоп на отдельные слои, можно было сфотографировать, а затем подсчи тать число частиц в каждом слое. На рисунке  показаны такие фо тографии.

Для выполнения количествен ных подсчетов Перрен взял

четыре слоя, отстоящие друг от друга по вертикали на 5, 35,

65, 95 мкм и подсчитал число зернышек краски. Результаты в

нижних слоях эмульсии практически полностью совпадают с теоретическими данными (Больцман вывел формулу, доказывающую, что концентрация  молекул уменьшается с высотой).  Эти эксперименты доказывали существование атомов и молекул. «Становится весьма трудным отрицать объективную реальность молекул. Атомная теория торжествует, пишет Перрен в вышедшей в 1912 г. своей монографии «Атомы», - многочисленные её противники признают себя побеждёнными и один за другим отрекаются от того недоверия, которое представлялось им долгие годы законным».

Вопросы и задания к тексту:

1. Какую гипотезу пытался проверить  Ж. Перрен?
2. Каким образом Перрен отделял одинаковые по размеру шарики краски – гуммигут?
3. Почему для опытов были необходимы именно одинаковые частички краски?
4. Что представляет собой броуновское движение?

Билет по физике №  19

1.Явление самоиндукции.   Индуктивность.  Энергия  магнитного  поля.

2.Качественные задачи  по теме  «Законы термодинамики».

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

-Почему в рабочих отсеках орбитальной станции устанавливаются по стоянно работающие вентиляторы?

-Почему нагретая медицинская банка «присасывается» к телу человека?

      3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Ломать — не строить. Большие дозы радиации губительно воздейст вуют на живые организмы. Моле кулы, из которых состоят клетки, под действием жесткого излучения ионизируются, физиологические процессы нарушаются. Однако и это грозное свойство радиации можно обратить на пользу. Ведь серьезную проблему представляет бактериоло гическое загрязнение сточных вод. В реки, озера и моря с каждым го дом сбрасывается все больше биоло гических отходов, и природные ре сурсы самоочищения нередко уже находятся на пределе. Пожалуй, альтернативы радиаци онной очистке сточных вод нет. Дру гие способы (например, химиче ские) неприемлемы по экономиче ским соображениям. Ведь количест во стоков огромно. Кроме того, мало радости, если обеззараженные, но при этом загрязненные химические воды станут угнетать фауну и флору водоемов.

Эксперименты показали, что содержимое сточных вод, прошед ших обработку электронным пуч ком, не только обеззараживается. Разрушаются и многие находящие ся в стоках токсичные вещества, которые плохо поддаются другим способам очистки, например, синте тические поверхностно-активные вещества, которые используются при производстве моющих средств, уже представляющие реальную угрозу для водоемов.

Исчезает неприятный запах — неизбежный спутник стоков. Радиа ционный метод хорошо дополняет традиционные биохимические спо собы очистки. Эффективность мето да существенно увеличивается, если на стоки не только воздействовать излучением, но и насыщать их озо ном. В таком случае в воде образу ется гораздо больше радикалов ОН, которые окисляют большинство органических соединений. Комбини рованная установка, оснащенная ускорителем электронов, рабо тает на одном из заводов по произ водству синтетического каучука.

Вопросы и задания к тексту:

1. Что такое ион? Как он образуется?
2. По рисунку объясните каждый этап очистки сточных вод.
3. Для чего насыщать озоном сточные воды?

Билет по физике  №  20

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

     2.Экспериментальное задание по теме «Динамика»:  

Построение графи ка зависимости силы упругости от удлинения для  резинового образца.

       В вашем распоряжении имеются резиновый шнур, динамометр, линейка, штатив с муфтой и лапкой.

1. Соберите установку, закрепив резиновый шнур на штативе.  Измерьте начальную длину шнура L1, при F1=0.

2. Прикрепите к концу шнура динамометр и, растягивая образец на 2 см, измерьте длину шнура L2 и силу упругости возникающую в шнуре F2.  Повторите измерения удлиняя образец каждый раз на один см. Результаты измерений занесите в таблицу.

3. По данным таблицы построить график зависимости силы упругости от удлинения резинового шнура.

                                                                 F

                                                   0                          ΔL

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Ныряем!

      У человека и других высших животных дыхание и биение сердца являются синонимами жизни. Сердце и легкие обеспечивают организм необходимым количеством энергии – доставляют тканям кислород и удаляют из них углекислоту.  Для того, чтобы при нырянии кровоснабжение не падало ниже допустимого уровня, диаметр сосудов остальных органов (кроме сердца и мозга) органов значительно уменьшается.  Поэтому даже при малой частоте сокращений сердца снабжение кислородом сердца и мозга остается достаточным.   Однако на глубине человеку необходимо дышать воздухом сжатым до давления, равного давлению воды на данной глубине. Поэтому на больших глубинах концентрация кислорода  в воздухе превышает в несколько раз его концентрацию в атмосфере и может наступить кислородное отравление.

Однако трудности (и даже опасности) подстерегают аква лангиста, опустившегося на большую глубину, не только под водой, но и сразу после того, как он поднимется на ее поверх ность. Уже давно было известно, что водолазы, быстро подни мающиеся с большой глубины, вскоре начинают испытывать сильную боль в суставах. Эта профессиональная болезнь водо лазов получила название «кессонной» болезни. Оказалось, что неприятные ощущения в суставах только что поднявшихся с глубины водолазов вызваны образованием газовых пузырь ков в тканях. Эти газовые пузырьки могут также быть причи ной закупорки мелких кровеносных сосудов.

     Откуда же возникают эти газовые пузырьки? Они по являются точно так же, как образуются пузырьки в бутылке со довой воды, когда ее открывают. В обоих случаях пузырьки возникают при понижении давления над жидкостью, насыщен ной газом при большем давлении. Кессонная болезнь возмож на также при быстром подъеме на высоту в негерметичной ка мере. В этом случае опасность кессонной болезни возникает при резком снижении давления примерно на 50 кПа (на высоте более 6000 м). Было зарегистрировано несколько случаев воз никновения кессонной болезни у пилотов, выполнявших рейс в негерметичной кабине на высоте около 2500 м. Однако все эти люди в день, предшествующий полету, занимались под водным плаванием с использованием акваланга. Очевидно, что организм каждого из этих пилотов еще до полета содержал мелкие пузырьки воздуха, которые стали расширяться и дали о себе знать после незначительного уменьшения атмосферного давления. Поэтому пилотам рекомендуется садиться за штур вал самолета лишь спустя 24 часа после занятий подводным плаванием.

Для того чтобы пузырек образовался в том месте, где рань ше его не было, его развитие должно, очевидно, пройти через две различные фазы: 1) образование мельчайшего пузырька на том месте, где «ничего не было», и 2) рост пузырька. Рост га зового пузырька при резком уменьшении атмосферного давле ния легко объяснить с помощью закона Бойля — Мариотта. Механизм образования мельчайшего газового пузырька «из ничего» изучен еще недостаточно. Считается, что в тканях ор ганизма в нормальных условиях всегда существуют так назы ваемые ядра, которые могут стать местом образования мель чайших пузырьков газа. Не исключено, что такими ядрами могут быть присутствующие в тканях стабильные (не изменяю щие своих размеров) газовые пузырьки. Присутствие ядер для процесса образования пузырьков, по-видимому, необходимо, так как в чистой воде газовые пузырьки вообще не образуются даже при резком тысячекратном снижении давления газа над ее поверхностью.

Избежать кессонной болезни можно, если поднимать водо лаза с большой глубины достаточно медленно, делая необхо димые паузы. Такие паузы в подъеме позволяют растворенному газу диффундировать через ткань к кровеносным сосудам, по которым он вместе с кровью поступает в легкие, а оттуда — в атмосферу, так и не образовав пузырьков. Считается, что кес сонная болезнь не возникает при резком подъеме с глубины менее 9 м.   Пребывание на глубине 30 м в течение часа требует при подъеме одной двухминутной остановки на глубине 6 м и 24-минутной остановки на глубине 3 м. В тех случаях, когда водолазы ежедневно работают на глубине больше 100 м в тече ние всего рабочего дня, признано целесообразным не умень шать давления вдыхаемого ими воздуха даже в часы отдыха после подъема с глубины, так как это потребовало бы несколь ких часов. Поэтому в промежутке между погружениями они от дыхают в специальных барокамерах, установленных на судах.

Большую часть газовых пузырьков образует азот, так как кислород интенсивно потребляется клетками организма. Опасность развития кессонной болезни можно уменьшить, исполь зуя вместо азота гелий, который меньше растворим в воде и жирах и скорость диффузии которого в несколько раз боль ше, чем у азота. Большая скорость диффузии гелия позволяет сократить время подъема водолаза на поверхность.

Вопросы и задания к тексту:

1. Благодаря какому явлению происходит насыщение крови кислородом?
2. Каким образом газ проникает в клетки человека?
3. Почему газ, растворенный в тканях организма, начинает выделяться из организма при подъеме водолаза вверх?
4. Почему скорость диффузии гелия больше чем азота?

Билет по физике №  21

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

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

Когда пространство под стаканом А наполнено водородом, то из конца воронки, закрытой пористым сосудом В, выходят пузырьки. Что изменится в опыте представленном на рисунке, если снять с воронки стакан, наполненный водородом?

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Тайна фотосинтеза.

     Отдельные молекулы поглощают световую энергию порция ми — квантами hν. В случае видимого света и ультрафиоле тового излучения эта энергия достаточна для расщепления мно гих молекул. В этом проявляется химическое действие света. Ведь любое превращение молекул есть химический процесс. Часто после расщепления молекул светом начинается целая цепочка химических превращений. Выцветание тканей на солнце и обра зование загара — это примеры химического действия света.

Важнейшие же химические реакции под действием света происходят в зеленых листьях деревьев и травы, в иглах хвои и во многих микроорганизмах: В зеленом листе под действием Солнца происходят необходимые для всей жизни на Земле про цессы. Они дают нам пищу, они же дают нам кислород для дыхания.

Листья поглощают из воздуха углекислый газ и расщепляют его молекулы на составные части: углерод и кислород. Происхо дит это, как установил русский биолог К. А. Тимирязев, в моле кулах хлорофилла под действием красных лучей солнечного спект ра. Пристраивая к углеродной цепочке атомы других элементов, извлекаемых корнями из земли, растения строят молекулы бел ков, жиров и углеводов — пищу для нас и животных,

Все это происходит за счет энергии солнечных лучей. При чем здесь особенно важна не сама энергия, а та форма, в ко торой она выступает. Фотосинтез (так называют этот процесс) может протекать только под действием света в определенном интервале спектра.

Реакция синтеза состоит в том, что под действием света происходит преобразование молекул исходных веществ в более сложные молекулы. Примером такой реакции является образование углеводов и выделение кислорода в растениях:

СО2  +  Н2О  +  hν          1/6(С6Н12О6)  +  О2

Механизм фотосинтеза еще не выяснен до конца. Когда это случится, для человечества, возможно, наступит новая эра. Белки и другие сложные органические вещества можно будет изготовлять на фабриках под голубым небосводом.

Вопросы и задания к тексту:

1. Какие реакции называются фотохимическими?
2. Какие фотохимические реакции вы знаете?
3. Что такое фотосинтез?
4. Будет ли наблюдаться  явление фотосинтеза, если облучать растение синим светом?

Билет  по физике №  22

     1.Опыты   Резерфорда   по   рассеянию   альфа-частиц.   Ядерная   модель
атома.  Квантовые постулаты Бора. Лазеры.  Испускание  и поглощение свети
атомами.  Спектры.

     2. Экспериментальное задание по теме  «Постоянный ток»:

Измерение сопротивления   при   последовательном   и   параллельном   соединении   двух проводников.

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

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

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

Повторите измерения для участка цепи с параллельно соединенными резисторами.  

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

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

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

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

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

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. Когда на человека действует большая сила притяжения со стороны Солнца:  в полдень или  в полночь?  Почему?
2. Объясните своими словами, как возникают приливообразующие силы. Почему они оказывают тормозящее действие  на вращение Земли?
3. Почему Луна при возникновении приливов оказывает гораздо большее воздействие, чем Солнце?

Билет по физике  № 23

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

 2.Качественные задачи по теме «Электрический ток».

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

       3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Цвет крови и закон сохранения энергии

Закон сохранения энергии в наиболее четкой форме был впервые сформулирован в 1842 г. немецким врачом и естествоиспытателем Ю. Майером. Очень необычны обстоя тельства, при которых был открыт этот физический закон. В 1840 г. в качестве судового врача Майер отправился в дале кое плавание на остров Ява на голландском корабле. В то вре мя наиболее распространенным методом лечения было крово пускание и врачу довольно часто приходилось видеть венозную кровь больного. И вот по мере приближения к теплым эквато риальным широтам Майер замечает, что цвет венозной крови у матросов становится более красным, чем он был в Европе. Это говорило о том, что в венозной крови человека в южных широтах остается кислорода больше, чем в северных. Очевид но, что концентрация кислорода в артериальной крови одна и та же для разных широт и зависит только от его концентра ции в атмосфере. Поэтому Майер пришел к выводу, что чело век в условиях холодного климата потребляет больше кислоро да. Значит, для поддержания той же температуры тела при холодной погоде требуется большее окисление пищевых про дуктов.

Однако Майер понимал, что энергия, выделяющаяся при окислении пищевых продуктов, расходуется не только на под держание постоянной температуры тела у человека, но и при совершении им механической работы. А это означало, что дол жны существовать определенные соотношения между количе ством теплоты, образующимся в организме, и механической работой, которую человек совершает в течение данного интер вала времени. И Майер заключает, что определенному количе ству теплоты должно соответствовать определенное значение совершенной механической работы.

Идея об эквивалентности теплоты и работы сразу увлекла Майера. Вот как он говорит об этом в письме к своему другу, психиатру В. Гризингеру: «...Эту теорию никоим образом нель зя рассматривать как полученную в результате систематического исследования. После того как я рьяно и настойчиво взялся за изучение физиологии крови во время путешествия в восточ ную Индию, наблюдения за изменением физического состояния нашего экипажа в тропиках и процессом акклиматизации дали мне много дополнительной пищи для размышлений… Сейчас нельзя обойтись без знания физики, если ты хочешь достигнуть ясности относительно физиологических вопросов… Поэтому я посвятил себя здесь физике и проявил такой живой интерес к проблеме, что этот удаленный уголок Земли стал меня мало интересовать. Некоторые могут смеяться надо мной по этому поводу, но я предпочитал все время оставаться на борту ко рабля, где я мог работать без перерыва, и где несколько раз меня посещало вдохновение... Эти времена прошли, но последующие мысленные проверки этой идеи... говорили мне что это - истина, которая не только субъективно ощутима, но мо жет быть также объективно доказана».

Вопросы и задания к тексты:

1. Сформулируйте закон сохранения энергии.
2. Почему венозная кровь человека,  живущего в экваториальных широтах, оказывается ярко красной?
3. Почему с энергетической точки зрения выгоднее разводить карпов, а не, например, птицу?

Билет по физике №  24

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

     2.Экспериментальное задание по теме «Кинематика»:

Проверка зависимости времени движения шарика по наклонному желобу от угла наклона желоба (2-3 опыта).

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

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

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

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Имеют ли животные магнитный компас?

Да, имеют. Доказали это следующим образом. Мышь, пойманную в парке, сразу же помещали в контейнер, снабженный двумя катушками электромагнита. Спустя 2 минуты после поимки мыши ее переносили в таком контейнере на 40 метров к северу от места поимки и выпускали, наблюдая, в какую сторону она будет двигаться в течение следующих 4 минут. Оказалось, что если во время переноса мыши катушки электромагнита были обесточены, то среднее направление движения мыши после ее освобождения совпадало с направлением к месту ее поимки, Если же направление вектора индукции магнитною поля в кон тейнере меняли на обратное, то после освобождения мышь двигалась в противоположную сторону.

Интуиция нам подсказывает, что птицы должны получать наибольшую пользу от магнитного чувства. Действительно, во время длинных миграционных перелетов птицы сталкиваются со значительными навигационными проблемами - ведь пере леты из-за опасности нападения хищников, как правило, проис ходят по ночам, да и облачная погода никогда не служит пере летным птицам помехой. Однако исследовать магнитное чувство у перелетных птиц не очень удобно, так как они поль зуются этим чувством лишь дважды в год. Более удобный объект для изучения магнитного чувства — почтовый голубь, который, будучи увезен от своей голубятни на десятки, а иног да и сотни километров, безошибочно находит дорогу домой. Укрепив миниатюрный радиопередатчик на теле птицы, можно проследить весь маршрут голубя от того места, где его выпустили, до голубятни. Оказалось, что большую часть вре мени почтовые голуби летят по прямой так, как будто они ви дят свою голубятню, отстоящую от них на многие сотни кило метров. Только в первые три минуты, решая, в какую сторону лететь, голуби часто меняют направление полета. То же проис ходит и тогда, когда до голубятни остается 2-5 км.

Исследования показали, что во время магнитных бурь нави гационные способности почтовых голубей значительно ухуд шаются. Точно такие же затруднения испытывают птицы, ког да на обратном пути им встречаются магнитные аномалии, т. е. те места, где индукция магнитного поля Земли резко изме няется на протяжении несколь ких километров.

Еще большей чувствительностью к магнитному полю обла дают пчелы. Пчеловоды знают, что дикие пчелы ориентируют соты точно так же (относительно направления «север — юг»), как они были ориентированы в родительском улье. Если же новый улей поместить в сильное магнитное поле, то ориента ция сот нарушится. Поэтому считается, что способность пчел чувствовать магнитное поле Земли помогает им координиро вать строительные работы в новом улье.

Каким же образом голуби и пчелы могут измерять индук цию магнитного поля?

Для этого в теле животного должны находиться постоянные маг ниты. Действительно, в последние 20 лет крошечные по стоянные магниты были обнаружены у многих видов жи вотных (от бактерий до человека). Раньше всего ферромагниты были обнаружены в теле хитонов — маленьких морских мол люсков, которые добывают себе пищу, соскабливая водоросли с камней. Оказалось, что большая часть зубов этих моллюсков состоит из кристаллов магнетита (РеО-Ре2О3), который является одним из самых твердых веществ, образующихся в живых организмах. Кстати, этот моллюск, так же как и голу би, обладает способностью безошибочно находить дорогу до мой. Считается, что делает он это с помощью своих магнитных зубов.

Вскоре после открытия магнитных зубов у морских моллю сков обнаружили, что некоторые виды бактерий ориентируют ся и преимущественно плавают вдоль линий магнитного поля. Внутри этих бакте рий было найдено железо, за что они и получили свое назва ние — железобактерии. Железобактерии, имеющие размеры в несколько микрометров, содержат в себе железо в виде кри сталлов размером около 0,1 мкм. Исследование показало, что своим поведением в магнитном поле эти бактерии напоминают однодоменные ферромагнетики.

Вопросы и задания к тексту:

1. Откуда известно, что вокруг Земли существует магнитное поле?
2. Как устанавливается магнитная стрелка по отношению к линиям магнитной индукции?
3. Что представляет собой электромагнит?

4.  Почему при движении проводника в магнитном поле, например, крыльев самолета, в нем наводится ЭДС индукции?

Билет по физике  № 25

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

     2. Качественные задачи по теме «Законы динамики».

При колке дров в полене застрял топор. Как лучше ударить о твердую опору: вниз поленом или вниз обухом топора, чтобы расколоть полено?

  3. Задание. Прочитайте текст. Ответьте на вопросы в конце текста.

Магнитобезопасность

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

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

                                                                                   Диаграмма 1. Средние уровни магнитного                                   

поля промышленной частоты бытовых

электроприборов на расстоянии  0,3 м. 

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

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

Ответьте на вопросы к тексту и выполните задания:

1. Почему электробытовые приборы в работающем состоянии окружены  магнитными полями?
2. Как вы понимаете используемое в тексте словосочетание «магнитное поле  промышленной частоты»?
3. Какие из представленных на диаграмме   1  бытовых  приборов могут
   создавать опасные для человека магнитные поля? Почему в тексте подписи
   к этой диаграмме указано расстояние 0,3  м?
4. Почему для определения безопасного уровня магнитного поля  ис пользовались именно статистические  исследования?