Комплект "Контрольно-оценочных средства" по учебной дисциплине ОУД.08 Физикадля ррофессии СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы).

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Самарской области «Отрадненский нефтяной техникум»

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.

Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016 г.

Комплект

контрольно-оценочных средств

для проведения промежуточной аттестации в форме экзамена по учебной дисциплине ОУД.08 Физика

Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы).

г. о. Отрадный, 2016 г.

Комплект контрольно-оценочных средств для проведения промежуточной аттестации в форме экзамена по учебной дисциплине ОУД.08 Физика рассмотрен и рекомендован к утверждению на заседание цикловой комиссии ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум».

Организация-разработчик: ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»

Разработчик: Морозова Ю.В. – преподаватель физики и математики.

I. Пояснительная записка

1.1 Нормативная база

Комплект контрольно-оценочных средств предназначен для проведения промежуточной аттестации в форме экзамена по учебной дисциплине ОУД.08 Физика и разработан на основании нормативных документов:

• ФГОС среднего (полного) общего образования в пределах ОПОП НПО/СПО с учетом профиля получаемого профессионального образования в соответствии с федеральными базисными учебными планами и примерными учебными планами для образовательных учреждений РФ, реализующих программы общего образования (приказ Минобразования России от 09.03.2004 г. № 1 312).

• Рабочей программы учебной дисциплины ОУД.08 Физика.

  • Положения о текущем контроле знаний и об организации промежуточной аттестации и текущего контроля студентов ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум».

1.2 Общие положения

Экзамен по физике проводится за счет времени, выделяемого ФГОС на промежуточную аттестацию.

Содержание экзаменационных материалов отвечает требованиям к уровню подготовки выпускников, предусмотренным государственным образовательным стандартом среднего (полного) общего образования и зафиксированным в примерной программе учебной дисциплины ОУД.08 Физика для профессий НПО и специальностей СПО (рекомендована департаментом государственной политики и нормативно-правового регулирования в сфере образования Минобрнауки России 16.04.2008 г.).

Экзамен по физике проводится с использованием экзаменационных билетов.

Результаты оценочной процедуры оформляются в экзаменационной ведомости.

II. Паспорт комплекта контрольно-оценочных средств.

2.1 Область применения.

Комплект контрольно-оценочных средств предназначен для контроля и оценки образовательных достижений обучающихся, освоивших программу учебной дисциплины ОУД.08 Физика в рамках реализации федерального государственного образовательного стандарта по профессии СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы).

2.2 Результаты освоения учебной дисциплины, подлежащие проверке.

Объекты оценивания. Основные показатели оценки результатов.

Результаты освоения учебных достижений (объекты оценивания)	Основные показатели оценки результатов
Знать/понимать:
З1. Смысл понятий: физическое явление, гипотеза, закон, теория, вещество, взаимодействие, электромагнитное поле, волна, фотон, атом, атомное ядро, ионизирующие излучения, планета, звезда, Солнечная система, галактика, Вселенная.	Демонстрация знаний физических явлений, гипотез, законов, определений.
32. Смысл физических величин: скорость, ускорение, масса, сила,  импульс, работа, механическая энергия, внутренняя энергия, абсолютная температура, средняя кинетическая энергия частиц вещества, количество теплоты, элементарный электрический заряд.	Демонстрация знаний формул, выражающих физические законы, и определений физических величин при устных ответах. Объяснение буквенных обозначений физических величин. Эффективность выполнения заданий с применением физических величин и законов
З3. Смысл физических законов классической механики, всемирного тяготения, сохранения энергии, импульса и электрического заряда, термодинамики, электромагнитной индукции, фотоэффекта.	Демонстрация знаний формул и определений физических законов при устных ответах Эффективность выполнения заданий с применением физических законов. Результативность решения задач с применением законов физики
З4. Вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики.	Демонстрация знаний при устных ответах о вкладе российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики
Уметь:
У1. Описывать и объяснять физические явления и свойства тел: движение небесных тел и искусственных спутников Земли; свойства газов, жидкостей и твердых тел; электромагнитную индукцию, распространение электромагнитных волн; волновые свойства света; излучение и поглощение света атомом; фотоэффект.	Демонстрация знаний физических явлений и свойств тел при устных ответах
У2. Отличать гипотезы от научных теорий;	Демонстрация знаний отличий гипотез от научных теорий при устных ответах.
У3. Делать выводы на основе экспериментальных данных;	Анализ выполнения практического задания. Аргументированность полученных результатов
У4. Приводить примеры, показывающие, что: наблюдения и эксперимент являются основой для выдвижения гипотез и теорий, позволяют проверить истинность теоретических выводов; что физическая теория дает возможность объяснять известные явления природы и научные факты, предсказывать еще неизвестные явления.	Демонстрация знаний при устных ответах. Эффективность выполнения заданий Результативность выполнения практического задания Оперативность решения нестандартных задач. Анализ ситуации с позиции возможностей и ожидаемых результатов.
У5. Приводить примеры практического использования физических знаний: законов механики, термодинамики и электродинамики в энергетике; различных видов электромагнитных излучений для развития радио и телекоммуникаций, квантовой физики в создании ядерной энергетики, лазеров.	Демонстрация знаний при устных ответах. Эффективность выполнения заданий
У6. Воспринимать и на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию, содержащуюся в сообщениях СМИ, Интернете, научно-популярных статьях.	Оперативность поиска необходимой информации с использованием различных средств. Обоснованность выбора и оптимальность состава источников информации для решения задач и самообразования.
У7. Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для : обеспечения безопасности жизнедеятельности в процессе использования транспортных средств, бытовых электроприборов, средств радио- и телекоммуникационной связи; оценки влияния на организм человека и другие организмы загрязнения окружающей среды; рационального природопользования и охраны окружающей среды.	Выполнение лабораторно-практических работ. Соблюдение правил по технике безопасности Результативность решения практических задач.

2.3 Содержание и структура экзаменационной работы.

Для проведения экзамена по физике в форме устного экзамена по билетам предлагается комплект билетов, содержание которого учитывает требования следующих документов:

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

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

Предлагаемый комплект билетов универсален по содержанию, поскольку опирается на требования федерального компонента стандарта основного (общего) образования и не зависит от особенностей методики преподавания тех или иных тем курса физики, характерных для различных учебно-методических комплектов.

Комплект состоит из 27 билетов, каждый из которых включает 2 вопроса: первый из них — теоретический, второй содержит лабораторную работу или расчётную задачу.

Первый теоретический вопрос билетов включает дидактические единицы раздела «Обязательный минимум содержания основных образовательных программ» федерального компонента стандарта. Первый вопрос проверяет освоение учащимися знаний о физических явлениях, величинах, фундаментальных физических законах и принципах, наиболее важных открытиях в области физики и методах научного познания природы.

Второй вопрос билетов предлагает учащемуся выполнить лабораторную работу или решить расчётную задачу.

Лабораторная работа направлена на оценку сформированности практических умений: проводить наблюдения, планировать и выполнять простейшие эксперименты, измерять физические величины, делать выводы на основе экспериментальных данных.

Проверяемые элементы содержания

Раздел 1. Механика.
Введение	Физика – наука о природе. Естественнонаучный метод познания, его возможности и границы применимости. Моделирование физических явлений и процессов. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы. Физические законы. Основные элементы физической картины мира.
Тема 1.1. Кинематика.	Относительность механического движения. Системы отсчета. Характеристики механического движения: перемещение, скорость, ускорение. Виды движения (равномерное, равноускоренное) и их графическое описание.
Тема 1.2. Динамика. Силы в природе.	Взаимодействие тел. Принцип суперпозиции сил. Законы динамики Ньютона. Силы в природе: упругость, трение, сила тяжести. Закон всемирного тяготения. Невесомость.
Тема 1.3. Законы сохранения в механике.	Закон сохранения импульса и реактивное движение. Закон сохранения механической энергии. Работа и мощность.
Тема 1.4. Колебания и волны.	Механические колебания. Амплитуда, период, частота колебаний. Механические волны. Свойства механических волн. Длина волны. Звуковые волны. Ультразвук и его использование в технике и медицине.
Раздел 2. Молекулярная физика. Термодинамика
Тема 2.1. Основы молекулярно—кинетической теории.	История атомистических учений. Наблюдения и опыты, подтверждающие атомно-молекулярное строение вещества. Масса и размеры молекул. Тепловое движение. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии частиц.
Тема 2.2. Жидкие и твёрдые тела.	Объяснение агрегатных состояний вещества на основе атомно-молекулярных представлений. Модель идеального газа. Связь между давлением и средней кинетической энергией молекул газа. Изопроцессы. Модель строения жидкости. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Поверхностное натяжение и смачивание. Модель строения твердых тел. Аморфные вещества и жидкие кристаллы. Изменения агрегатных состояний вещества.
Тема 2.3. Термодинамика.	Внутренняя энергия и работа газа. Первый закон термодинамики. Необратимость тепловых процессов. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. КПД тепловых двигателей.
Раздел 3. Электродинамика.
Тема 3.1. Электростатика.	Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле. Напряженность поля. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
Тема 3.2. Постоянный электрический ток.	Постоянный электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля- Ленца. Мощность электрического тока.
Тема 3.3. Магнитное поле.	Магнитное поле. Постоянные магниты и магнитное поле тока. Сила Ампера. Принцип действия электродвигателя.
Тема 3.4. Электромагнитная индукция.	Явление электромагнитной индукции. Принцип действия электрогенератора. Переменный ток. Трансформатор. Производство, передача и потребление электроэнергии. Проблемы энергосбережения. Техника безопасности в обращении с электрическим током.
Тема 3.5. Электромагнитные волны.	Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Скорость электромагнитных волн. Принципы радиосвязи.
Тема 3.6. Световые волны.	Свет как электромагнитная волна. Интерференция и дифракция света. Законы отражения и преломления света. Дисперсия света. Различные виды электромагнитных излучений, их свойства и практические применения. Оптические приборы.
Раздел 4. Строение атома и квантовая физика.
Тема 4.1. Световые кванты.	Гипотеза Планка о квантах. Фотоэффект. Фотон. Волновые и корпускулярные свойства света. Технические устройства, основанные на использовании фотоэффекта.
Тема 4.2. Строение атома.	Строение атома: планетарная модель и модель Бора. Поглощение и испускание света атомом. Квантование энергии. Принцип действия и использование лазера.
Тема 4.3. Физика атомного ядра.	Строение атомного ядра. Энергия расщепления ядра и ядерная энергетика. Радиоактивные излучения и их воздействие на живые организмы.
Раздел 5. Эволюция Вселенной.
Тема 5.1. Эволюция Вселенной.	Эффект Доплера и обнаружение «разбегания» галактик. Большой взрыв. Возможные сценарии эволюции Вселенной.Эволюция и энергия горения звезд. Термоядерный синтез. Образование планетных систем. Солнечная система.

Обобщенный план экзамена по физике

№ билета	Проверяемые элементы содержания	Умения	Знания
1	1. Механическое движение. Относительность движения. Система отчета. Материальная точка. Траектория, путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение.	Решать задачи на определение перемещения, ускорения, скорости тела.	Понятия: механическое движение, материальная точка, траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение, система отсчета, уравнения равномерного и неравномерного движения.
	2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».	Определять влажность воздуха с помощью психрометра.	Формулу относительной влажности воздуха.
2	1. Масса и способы её измерения. Взаимодействие тел. Сила. Сложение сил. Второй закон Ньютона.	Решать задачи на определение массы тела, силы, второй закон Ньютона.	Понятия: масса, взаимодействие тел, сила, сложение сил, законы Ньютона.
	2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.	Решать задачи на расчет параметров идеального газа с использованием уравнения Менделеева – Клапейрона.	Понятия: идеальный газ, уравнения состояния идеального газа, связь между параметрами состояния газа.
3	1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.	Решать задачи на закон всемирного тяготения, расчет силы тяжести, веса тела.	Понятия: закон всемирного тяготения, сила тяжести, вес тела. невесомость.
	2. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».	Собирать эл. цепь, рассчитывать мощность лампы накаливания, применять электроизмерительные приборы.	Понятия: сила тока, напряжение, сопротивление, мощность эл. тока. Закон Ома для участка цепи.
4	1. Колебательные движения. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний.	Решать задачи по формулам периода, частоты, уравнению гармонических колебаний.	Понятия: колебания, свободные и вынужденные колебания, резонанс, гармонические колебания, амплитуда, период, частота и фаза колебаний.
	2. Задача на применение первого закона термодинамики.	Решать задачи на первый закон термодинамики.	Первый закон термодинамики.
5	1. Основные положения МКТ, их опытное обоснование. Масса и размеры молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение.	Решать задачи на расчет количества вещества, массы и размера молекул.	Понятия: основные положения МКТ, масса и размеры молекул, постоянная Авогадро, броуновское движение.
	2. Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.	Решать задачи на закон Кулона.	Закон сохранения заряда, закон Кулона.
6	1. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.	Решать задачи на расчет параметров идеального газа с использованием уравнения МКТ идеального газа.	Понятия: идеальный газ, основное уравнение МКТ идеального газа, температура , абсолютная температура.
	2. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».	Измерять длину световой волны с помощью дифракционной решетки.	Понятия: дифракция световых волн, дифракционная решетка.
7	Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева -Клапейрона). Изопроцессы .	Решать задачи на расчет параметров идеального газа с использованием уравнения Менделеева-Клапейрона и уравнений изопроцессов,	Понятия: идеальный газ, уравнение состояния идеального газа, изопроцессы.
	Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.	Измерять показатель преломления стекла.	Законы преломления, показатель преломления прозрачной среды.
8	1. Парообразование и конденсация. Испарение. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.	Определять влажность воздуха с помощью психрометра.	Понятия: парообразование, конденсация, испарение, насыщенные и ненасыщенные пары, влажность воздуха.
	2. Лабораторная работа «Выяснение условий равновесия рычага».	Выяснять условия равновесия рычага.	Понятия: момента силы, рычаг, условия равновесия рычага.
9	1.Особенности жидкого состояния вещества. Поверхностное натяжение. Смачивание и капиллярность, их учет в строительстве и на производстве.	Решать задачи на смачивание и капиллярность.	Понятия: жидкое состояние вещества, поверхностное натяжение, смачивание, капиллярность.
	2. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».	Измерять показатель преломления стекла.	Законы отражения и преломления, свойства световых волн.
10	1. Кристаллические и аморфные тела. Виды деформации твердых тел. Закон Гука . Учет и использование деформаций на производстве и в технике.	Выполнять расчет на прочность при растяжении, сжатии, определять модуль упругости материала.	Понятия: кристаллические и аморфные тела, виды деформации, упругость, пластичность, прочность.
	2. Задача на применение закона сохранения импульса.	Решать задачи на закон сохранения импульса.	Импульс тела, закон сохранения импульса.
11	1. Внутренняя энергия . Способы ее изменения. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Работа в термодинамике. Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс. Тепловые явления в строительстве.	Решать задачи на расчет внутренней энергии, количества теплоты, первый закон термодинамики.	Понятия: внутренняя энергия , количество теплоты, удельная теплоемкость вещества, работа в термодинамике, первый закон термодинамики, адиабатный процесс.
	2. Лабораторная работа «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника».	Измерять параметры колебаний математического маятника.	Понятия: колебания, параметры колебаний математического маятника.
12	1. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.	Решать задачи на вычисление КПД тепловых двигателей.	Понятия: тепловые двигатели, КПД теплового двигателя.
	2. Задача на применение закона Архимеда.	Решать задачи на применение закона Архимеда.	Понятия: выталкивающая сила, закон Архимеда.
13	1. Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.	Решать задачи на закон сохранения заряда, закон Кулона.	Понятия: электризация, закон сохранения заряда, закон Кулона.
	2. Задача на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.	Решать задачи на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.	Закон Паскаля, гидростатическое давление.
14	1. Электроемкость. Конденсатор. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов.	Решать задачи на расчет электроемкости, энергии конденсатора.	Понятия: электроемкость, конденсатор, энергия заряженного конденсатора, разность потенциалов.
	2. Задача на применение закона сохранения энергии.	Решать задачи на законы сохранения энергии.	Понятия: кинетической и потенциальной энергии, закон сохранения энергии.
15	1. Электрически ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Простейшая электрическая цепь.	Решать задачи на закон Ома, параллельное и последовательное соединения проводников, собирать электрическую цепь, измерять силу тока, напряжение в цепи.	Понятия: закон Ома для участка цепи, условия, необходимые для существования электрического тока, понятия силы тока, напряжения, сопротивления.
	2. Задача на использование графиков зависимости кинематических величин.	Решать задачи на использование графиков зависимости кинематических величин, определение перемещения, ускорения, скорости тела.	Понятия: механическое движение, траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение, уравнения равномерного и неравномерного движения.
16	1. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.	Решать задачи на закон Ома, рассчитывать работу и мощность, собирать эл. цепь, измерять силу тока и напряжение в цепи.	Понятия: закон Ома для полной цепи, ЭДС, работы и мощности электрического тока.
	2. Задача на расчет энергии и импульса фотона по заданной длине волны.	Решать задачи на расчет энергии и импульса фотона по заданной длине волны.	Понятия: фотон, энергия и импульс фотона, красная граница фотоэффекта.
17	1. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца.	Решать задачи по теме, рассчитывать силу Ампера, силу Лоренца.	Понятия: магнитная индукция, магнитная проницаемость, сила Ампера, сила Лоренца. Принцип действия электроизмерительных приборов.
	2. Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.	Решать задачи на определение периода и частоты свободных колебании в колебательном контуре.	Понятия: свободные и вынужденные колебания, резонанс, колебательный контур, период и частота свободных колебаний.
18	1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.	Решать задачи на закон Фарадея (закон электролиза)	Понятия: полупроводники, собственная и примесная проводимость, термоэлектронная эмиссия, полупроводниковые приборы.
	2. Задача на применение графиков изопроцессов.	Решать задачи на применение графиков изопроцессов.	Понятия: уравнение состояния идеального газа, изопроцессы.
19	1. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.	Решать задачи на определение магнитного потока, закон электромагнитной индукции, энергии магнитного поля тока.	Понятия: электромагнитная индукция, магнитный поток, правило Ленца, закон электромагнитной индукции.
	2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.	Решать задачи на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.	Понятия: фотон, фотоэффект, уравнение Эйнштейна, формула Планка.
20	1. Колебательный контур. Колебания в механических и электрических колебательных системах. Частота и период колебаний.	Решать задачи на определение периода и частоты свободных колебании в колебательном контуре.	Понятия: колебательный контур, колебания в механических и электрических колебательных системах, частота и период колебаний.
	2. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра».	Собирать эл. цепь, измерять ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока с использованием амперметра и вольтметра, применять электроизмерительные приборы.	Понятия: закон Ома для полной цепи, ЭДС, внешнее и внутреннее сопротивление источника тока.
21	1. Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Звук. Скорость звука. Громкость. Высота тона. Тембр. Учет и использование звуковых явлений.	Решать задачи на определение длины волны, скорости ее распространения.	Понятия: поперечные и продольные волны, длина волны, звук, скорость звука, тембр, громкость, высота тона, санитарные нормы звука.
	2. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления проводника».	Собирать эл. цепь, рассчитывать удельное сопротивление проводника, применять электроизмерительные приборы.	Понятия: закон Ома для участка цепи, понятия силы тока, напряжения, сопротивления, удельное сопротивление проводника.
22	1. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи и примеры их практического использования.	Рассчитывать длину электромагнитной волны.	Понятия: электромагнитное поле, электромагнитные волны и их свойства, принципы радиосвязи.
	2. Задача на применение закона Кулона.	Решать задачи на закон сохранения заряда, закон Кулона.	Понятия: электризация, закон сохранения заряда, закон Кулона.
23	1. Шкала электромагнитных волн. Применение их на практике.	Рассчитывать длину электромагнитной волны.	Понятия: шкала электромагнитных волн, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское, ядерное излучения.
	2. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».	Собирать эл. цепь, рассчитывать общее сопротивление двух последовательно соединенных резисторов, применять электроизмерительные приборы.	Понятия: закон Ома для участка цепи, последовательное соединение проводников, понятия силы тока, напряжения, сопротивления.
24	1. Опыты Резерфорда по рассеянию α - частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Спектральный анализ.	Различать спектры электромагнитных волн.	Понятия: ядерная модель атома, квантовые постулаты Бора, спектральный анализ.
	2. Лабораторная работа «Расчет и измерение двух параллельно соединенных проволочных резисторов».	Собирать эл. цепь, рассчитывать общее сопротивление двух параллельно соединенных резисторов, применять электроизмерительные приборы.	Понятия: закон Ома для участка цепи, параллельное соединение проводников, понятия силы тока, напряжения, сопротивления.
25	1. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике.	Решать задачи по фотоэффекту.	Понятия: фотон, фотоэффект, уравнение Эйнштейна, формула Планка.
	2. Лабораторная работа «Измерение модуля упругости (модуля Юнга) резины».	Измерять модуль упругости резины.	Понятия: виды деформации, модуль упругости, упругость, пластичность, прочность.
26	1. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция. Условия ее осуществления. Термоядерные реакции.	Записывать ядерные реакции, вычислять энергию связи ядра атома.	Понятия: состав ядра атома, изотопы, энергия связи ядра атома, цепная ядерная реакция, термоядерные реакции, способы защиты от излучения.
	2. Задача на применение закона Джоуля - Ленца.	Решать задачи на применение закона Джоуля - Ленца.	Понятия: закон Ома для полной цепи, закона Джоуля - Ленца.
27	1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Биологическое действие ионизирующих излучений. Защита от радиации.	Записывать ядерные реакции.	Понятия: радиоактивность, виды радиоактивных излучений, способы защиты от излучения.
	2. Задача на применение закона электролиза.	Решать задачи на закон Фарадея (закон электролиза)	Понятия: электролиз, закон Фарадея.

2.4 Процедура проведения экзамена.

Для проведения экзамена по физике в форме устного экзамена по билетам предлагается комплект билетов. Комплект состоит из 27 билетов, каждый из которых включает 2 вопроса: первый из них — теоретический, второй содержит лабораторную работу или расчётную задачу.

Первый теоретический вопрос билетов включает дидактические единицы раздела «Обязательный минимум содержания основных образовательных программ» федерального компонента стандарта.

Второй вопрос билетов предлагает учащемуся выполнить лабораторную работу или решить расчётную задачу.

При выполнении на экзамене лабораторной работы учащимся рекомендуется выдавать либо тематический набор (по механике, молекулярной физике, электричеству, оптике) целиком, либо подобранный для данного задания перечень оборудования, но с некоторым превышением его номенклатуры. Это позволяет проверить уровень сформированности такого умения, как подбор (отбор) оборудования в соответствии с целью задания.

При решении расчетной задачи учащийся должен кратко объяснить явление или процесс, описанный в условии задачи, назвать законы, которые используются при решении задачи, или дать ссылки на определения физических величин, оценить «разумность» полученного численного ответа.

III. Контрольно-измерительные средства для промежуточной аттестации

3.1 Краткая инструкция для обучающихся при проведении устного экзамена по физике.

В процессе подготовки к экзаменам учащимся предлагаются тексты билетов и возможные варианты лабораторных работ и расчетных задач к каждому из них.

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

1) справочные таблицы физических величин;

2) плакаты и таблицы для ответов на теоретические вопросы;

3) приборы и материалы выполнения лабораторных работ;

4) калькулятор.

Для подготовки ответа на вопросы билета учащимся предоставляется не менее 30 минут времени. Рекомендации по оцениванию ответов учащихся на вопросы билетов приводятся после текста билетов.

3.2 Критерии оценки устного экзамена по физике.

Оценка за устный экзамен выставляется на основе поэлементного анализа ответа учащегося.

Решение задач

- считается полностью правильным, если верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом, приведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ.

- удовлетворительным может считаться решение, в котором записаны только исходные формулы, необходимые для решения задачи, и таким образом экзаменуемый демонстрирует понимание представленной в задаче физической модели. При этом допускается наличие ошибок в математических преобразованиях или неверной записи одной из исходных формул.

При оценке лабораторных работ

- максимальный балл ставится в том случае, если обучающийся выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений, самостоятельно и рационально монтирует необходимое оборудование, все опыты проводит в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов, соблюдает требования правил техники безопасности , правильно и аккуратно выполняет все записи, рисунки, чертежи, графики, вычисления, а также правильно делает анализ погрешностей.

- удовлетворительная оценка ставится при условии понимания обучающимися проверяемого в лабораторной работе задании физического явления и правильном проведении прямых измерений.

Критерии оценивания устного ответа на экзамене:

Оценка 5 ставится в том случае, если учащийся показывает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений и закономерностей, законов и теорий, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов, теорий, а также правильное определение физических величин, их единиц и способов измерения; правильно выполняет чертежи, схемы и графики; строит ответ по собственному плану, сопровождает рассказ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации при выполнении практических заданий; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом по курсу физики, а также с материалом, усвоенным при изучении других предметов.

Оценка 4 ставится, если ответ ученика не удовлетворяет основным требованиям к ответу на оценку 5, но дан без использования собственного плана, новых примеров, без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других предметов; если учащийся допустил одну ошибку или не более двух недочетов и может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью учителя.

Оценка 3 ставится, если учащийся правильно понимает физическую сущность рассматриваемых явлений и закономерностей, но в ответе имеются отдельные пробелы в усвоении вопросов курса физики, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; умеет применять полученные знания при решении простых задач с использованием готовых формул, но затрудняется при решении задач, требующих преобразования некоторых формул; допустил не более одной грубой ошибки и двух недочетов, не более одной грубой и одной негрубой ошибки, не более двух-трех негрубых ошибок, одной негрубой ошибки и трех недочетов; допустил четыре или пять недочетов.

Оценка 2 ставится, если учащийся не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы и допустил больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3.

При оценивании устных ответов учащихся целесообразно проведение поэлементного анализа ответа на основе программных требований к основным знаниям и умениям учащихся, а также структурных элементов некоторых видов знаний и умений, усвоение которых целесообразно считать обязательными результатами обучения.

3.3 Комплект экзаменационных билетов по физике.

Билет № 1

1. Механическое движение. Относительность движения. Система отчета. Материальная точка.

Траектория, путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и

равноускоренное движение.

2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».

Билет № 2

1. Масса и способы её измерения. Взаимодействие тел. Сила. Сложение сил. Второй закон Ньютона.

2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.

БИЛЕТ № 3

1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

2. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».

Билет № 4

1. Колебательные движения. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний.

2. Задача на применение первого закона термодинамики.

Билет № 5

1. Основные положения МКТ, их опытное обоснование. Масса и размеры молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение.

2. Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.

Билет № 6

1. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.

2. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

Билет № 7

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

2. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.

Билет № 8

1. Парообразование и конденсация. Испарение. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.

2. Лабораторная работа «Выяснение условий равновесия рычага».

Билет № 9

1. Особенности жидкого состояния вещества. Поверхностное натяжение. Смачивание и капиллярность, их учет в строительстве и на производстве.

2. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».

Билет № 10

1. Кристаллические и аморфные тела. Виды деформации твердых тел. Закон Гука . Учет и использование деформаций на производстве и в технике.

2. Задача на применение закона сохранения импульса.

Билет № 11

1. Внутренняя энергия . Способы ее изменения. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Работа в термодинамике. Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс. Тепловые явления в строительстве.

2. Лабораторная работа «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника».

Билет № 12

1. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

2. Задача на применение закона Архимеда.

Билет № 13

1. Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.

2. Задача на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Билет № 14

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

2. Задача на применение закона сохранения энергии.

Билет № 15

1. Электрически ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Простейшая электрическая цепь.

2. Задача на использование графиков зависимости кинематических величин.

Билет № 16

1. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

2. Задача на расчет энергии и импульса фотона по заданной длине волны.

Билет № 17

1. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца.

2. Задача на определение периода и частоты свободных колебании в колебательном контуре.

Билет № 18

1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.

2. Задача на применение графиков изопроцессов.

Билет № 19

1. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

Билет № 20

1. Колебательный контур. Колебания в механических и электрических колебательных системах. Частота и период колебаний.

2. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра».

Билет № 21

1. Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Звук. Скорость звука. Громкость. Высота тона. Тембр. Учет и использование звуковых явлений.

2. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления проводника».

Билет № 22

1. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и их свойства. Принцип радиосвязи и примеры их практического использования.

2. Задача на применение закона Кулона.

Билет № 23

1. Шкала электромагнитных волн. Применение их на практике.

2. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».

Билет № 24

1. Опыты Резерфорда по рассеянию α - частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Спектральный анализ.

2. Лабораторная работа «Расчет и измерение двух параллельно соединенных проволочных резисторов».

Билет № 25

1. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике.

2. Лабораторная работа «Измерение модуля упругости (модуля Юнга) резины».

Билет № 26

1. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция. Условия ее осуществления. Термоядерные реакции.

2. Задача на применение закона Джоуля - Ленца.

Билет № 27

1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Биологическое действие ионизирующих излучений. Защита от радиации.

2. Задача на применение закона электролиза.

Задачи к билетам

Билет № 2

В баллоне вместимостью 0,1 м³ находится кислород под нормальным атмосферным давлении при температуре 27 ˚С. Вычислить массу газа.

Билет № 4

Термодинамической системе сообщили 200 Дж теплоты. При этом она совершила работу в 400 Дж. Как изменится внутренняя энергия системы?

Билет № 5

Написать недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях:

²⁷₁₃Al + ¹₀n → ? + ⁴₂He

? + ¹₁H → ²²₁₁Na +⁴₂He

⁵⁵₂₅ Mn + ? → ⁵⁶₂₆Fe + ¹₀n

Билет № 7

Луч переходит из воды в стекло. Угол падения равен 35 ˚С. Вычислить угол преломления.

Билет № 10

Человек массой 70 кг, бегущий со скоростью 7 м/с, догоняет тележку массой 30 кг, движущуюся со скоростью 2 м/с , и вскакивает на неё. С какой скоростью станет двигаться тележка после этого?

Билет № 12

Вычислите выталкивающую силу, действующую на гранитную глыбу, которая при полном погружении в воду вытесняет ее некоторую часть. Объём вытесненной воды равен 0,8 м³. Плотность воды 1000 кг/м³.

Билет № 13

На какой глубине в воде давление жидкости будет равным 2∙10⁵ Па. Плотность воды 1000 кг/м³.

Билет № 14

Тело массой 2 кг падает с высоты 20 м над землей. Вычислите кинетическую энергию тела в момент, когда оно находится на высоте 10 м над землей.

Билет № 15

Используя график зависимости скорости от времени, вычислите ускорение и перемещение за 7 секунд.

Билет № 16

Вычислите энергию и импульс фотона красных лучей, если их длина волны составляет 0,76 мк м.

Билет № 17

Колебательный контур содержит конденсатор, ёмкостью 800 пФ ,и катушку индуктивностью 2 мк Гн. Каков период собственных колебаний?

Билет № 18

С помощью каких процессов газ переведен из состояния А в В?

Билет № 19

Какую максимальную кинетическую энергию имеют вырванные из лития электроны при облучении светом с частотой 10¹⁵ Гц.

Билет № 22

Вычислите силу взаимодействия протона и электрона в ядре водорода, если радиус равен 5∙10^-11 м.

Билет № 26

Сколько выделится теплоты в проводнике сопротивлением 2 Ом при силе тока 4 А за 1 минуту?

Билет № 27

При каком токе протекал электролиз, если за 1 час на катоде выделилось 33 г меди? (электрохимический эквивалент меди равен 0,33∙10^-6 кг/кл).

3. 4 Ответы (ключи).

Билет № 1

1. Механическое движение. Относительность движения. Система отчета. Материальная точка.

Траектория, путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и

равноускоренное движение.

2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».

1. Механическим движением называют измене­ние положения тела (или его частей) относительно других тел.

Всегда надо ука­зывать тело, относительно которого рассматривается движение, его называют телом отсчета. Система ко­ординат, тело отсчета, с которым она связана, и вы­бранный способ измерения времени образуют си­стему отсчета. Рассмотрим два примера. Размеры орбитальной станции, находящейся на орбите около Земли, можно не учитывать, рассчитывая траекто­рию движения космического корабля при стыковке со станцией, без учета ее размеров не обойтись. Та­ким образом, иногда размерами тела по сравнению с расстоянием до него можно пренебречь, в этих случаях тело считают материальной точкой, Линию, вдоль которой движется материальная точка, называют траекторией. Длина части траектории между начальным и конечным положением точки называют путем (L). Единица измерения пути — 1м.

Механическое движение характеризуется тре­мя физическими величинами: перемещением, ско­ростью и ускорением.

Направленный отрезок прямой, проведенный из начального положения движущейся точки в ее конечное положение, называется перемещением (s), Перемещение — величина векторная Единица изме­рения перемещения-1м.

Скорость — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, чис­ленно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка. Промежуток, времени считается достаточно малым, если скорость в течении этого промежутка не меня­лась. Определяющая формула скорости имеет вид v = s/t. Единица изме­рения скорости — м/с. На практике используют еди­ницу измерения скорости км/ч (36 км/ч = 10 м/с). Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это измене­ние произошло. Если скорость изменяется одинаково в течение всего времени движения, то ускорение можно рассчитать по формуле а = (v – v₀)/t. Единица измерения ускорения — м/с².

Характеристики механического движения свя­заны между собой основными кинематическими уравнениями.

s = v_0t + at²/ 2; v = v₀ + at.

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

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

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

В этом случае кинематические уравнения вы­глядят так: v = v₀ + at, s = V_0t + at²/ 2.

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

При торможении автомобиля скорость умень­шается одинаково за любые равные промежутки вре­мени, ускорение меньше нуля; так как скорость уменьшается, то уравнения принимают вид:v = v₀ + at, s = v_0t - at²/ 2.Такое движение называют равнозамедленным.

Все физические величины, характеризующие движение тела (скорость, ускорение, перемещение), а также вид траектории, могут изменяться при пере­ходе из одной системы к другой, т. е. характер дви­жения зависит от выбора системы отсчета, в этом и проявляется относительность движения. Например, в воздухе происходит дозаправка самолета топливом. В системе отсчета, связанной с самолетом, другой самолет находится в покое, а в системе отсчета, свя­занной с Землей, оба самолета находятся в движе­нии. При движении велосипедиста точка колеса в системе отсчета, связанной с осью, имеет траекто­рию, представленную на рисунке 1.

Рис. 1 Рис. 2

В системе отсчета, связанной с Землей, вид траектории оказывается другим (рис. 2).

2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».

Билет № 2

1. Масса и способы её измерения. Взаимодействие тел. Сила. Сложение сил. Второй закон Ньютона.

2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.

1. Простые наблюдения и опыты, например с те­лежками (рис. 3), приводят к следующим качествен­ным заключениям: а) тело, на которое другие тела не действуют, сохраняет свою скорость неизменной; б) ускорение тела возникает под действием других тел, но зависит и от самого тела; в) действия тел друг на друга всегда носят характер взаимодействия. Эти выводы подтверждаются при наблюдении явлений в природе, технике, космическом пространстве только в инерциальных системах отсчета.

Взаимодействия отличаются друг от друга и количественно, и качественно. Сила — причина ускорения тел по отношению к инерциальной системе отсчета или их деформации. Сила — это векторная физическая величина, являющаяся мерой ускорения, приобретаемого телами при взаимо­действии. Сила характеризуется: а) модулем; б) точ­кой приложения; в) направлением.

Единица измерения силы — ньютон. 1 нью­тон — это сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с в направлении действия этой силы, если другие тела на него не действуют. Равнодей­ствующей нескольких сил называют силу, действие которой эквивалентно действию тех сил, которые она заменяет. Равнодействующая является векторной суммой всех сил, приложенных к телу.

R=F1+F2+...+Fn,.

Качественно по своим свойствам взаимодей­ствия также различны. Например, электрическое и магнитное взаимодействия связаны с наличием заря­дов у частиц либо с движением заряженных частиц. Наиболее просто рассчитать силы в электродинами­ке: сила Ампера — F = IlBsina, сила Лоренца — F=qv Bsin a., кулоновская сила — F = q₁q₂/r²; и гравитационные силы: закон всемирного тяготе­ния—F = Gm₁m₂/r². Такие механические силы, как сила упругости и сила трения, возникают в резуль­тате электромагнитного взаимодействия. Для их рас­чета необходимо использовать формулы: Fynp = -kx(закон Гука), Fтр = MN — сила трения.

На основании опытных данных были сформу­лированы законы Ньютона. Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело, прямо про­порционально равнодействующей всех сил, дей­ствующих на тело, обратно пропорционально его массе и направлено так же, как и равнодействую­щая сила: а = F/m.

2. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.

В баллоне вместимостью 0,1 м³ находится кислород под нормальным атмосферным давлении при температуре 27 ˚С. Вычислить массу газа. (0,128 кг)

Билет № 3

1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

2. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».

1. Исаак Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называют силами гравитации, или силами всемирного тяготения. Си­ла всемирного тяготения проявляется в Космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил за­коны движения небесных тел и выяснил, что F = G(m₁*m₂)/R², где G — коэффициент пропорциональности, называется гравитационной постоянной. Чис­ленное значение гравитационной постоянной опытным путем определил Кавендиш, измеряя силу вза­имодействия между свинцовыми шарами. В резуль­тате закон всемирного тяготения звучит так: между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая по линии, соединяющей эти точки.

Физический смысл гравитационной постоян­ной вытекает из закона всемирного тяготения. Если m₁ = m₂ = 1 кг, R = 1 м, то G = F, т. е. гравитацион­ная постоянная равна силе, с которой притягиваются два тела по 1 кг на расстоянии 1 м. Численное зна­чение: G = 6,67 • 10^-11 Н • м²/кг². Силы всемирного тя­готения действуют между любыми телами в природе, но ощутимыми они становятся при больших массах (или хотя бы масса одного из тел велика). Закон же всемирного тяготения выполняется только для мате­риальных точек и шаров (в этом случае за расстоя­ние принимается расстояние между центрами ша­ров).

Частным видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле (или к другой планете). Эту силу называют силой тяжести. Под действием этой силы все тела приобретают ускорение свободного падения. В соответствии со вторым зако­ном Ньютона g = f_т/m, следовательно, f_т = mg. Сила тяжести всегда направлена к центру Земли. В зави­симости от высоты h над поверхностью Земли и гео­графической широты положения тела ускорение сво­бодного падения приобретает различные значения. На поверхности Земли ускоре­ние свободного падения равно 9,831 м/с².

Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или подвес в результате грави­тационного притяжения к планете (рис. 5). Вес тела обозначается Р. Единица измерения веса — 1 Н. Так как вес равен силе, с которой тело действует на опо­ру, то в соответствии с третьим законом Ньютона по величине вес тела равен силе реакции опоры. Рассмотрим случай, когда тело вместе с опорой не движется. В этом случае сила реакции опоры, а следова­тельно, и вес тела равен силе тяжести (рис. 6): р = N = mg. В случае движения тела вертикально вверх вместе с опорой с ускорением, по второму закону Ньютона, можно записать mg + N = та (рис. 7, а).

В проекции на ось OX: -mg + N = та, отсюда N = m(g + а).

Следовательно, при движении вертикально вверх с ускорением вес тела увеличивается и нахо­дится по формуле Р = m(g + а).

Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегруз­кой. Действие перегрузки испытывают на себе кос­монавты как при взлете космической ракеты, так и при торможении корабля при входе в плотные слои атмосферы.

Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называют невесомостью. Состояние невесомости на­блюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения незави­симо от направления и значения скорости их движе­ния.

2. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».

Билет № 4

1. Колебательные движения. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний.

2. Задача на применение первого закона термодинамики.

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

Простейший вид колебательного движения — гармонические колебания, при которых колеблю­щаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса (рис. 8).

Свободными — называют колебания, которые совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воз­действий на систему, совершающую колебания.

При совпадении частоты внешней силы и час­тоты собственных колебаний тела амплитуда вынуж­денных колебаний резко возрастает. Такое явление называют механическим резонансом. Графически за­висимость вынужденных колебаний от частоты дей­ствия внешней силы показана на рисунке.

Явление резонанса может быть причиной раз­рушения машин, зданий, мостов, если собственные их частоты совпадают с частотой периодически дей­ствующей силы. Поэтому, например, двигатели в ав­томобилях устанавливают на специальных амортиза­торах, а воинским подразделениям при движении по мосту запрещается идти «в ногу».

При отсутствии трения амплитуда вынужден­ных колебаний при резонансе должна возрастать со временем неограниченно. В реальных системах ам­плитуда в установившемся режиме резонанса опре­деляется условием потерь энергии в течение периода и работы внешней силы за то же время. Чем меньше трение, тем больше амплитуда при резонансе.

2. Задача на применение первого закона термодинамики. Термодинамической системе сообщили 200 Дж теплоты. При этом она совершила работу в 400 Дж. Как изменится внутренняя энергия системы?

Билет № 5

1. Основные положения МКТ, их опытное обоснование. Масса и размеры молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение.

2. Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.

1. Молекулярно-кинетическая теория — это раз­дел физики, изучающий свойства различных состоя­ний вещества, основывающийся на представлениях о существовании молекул и атомов, как мельчайших частиц вещества. В основе МКТ лежат три основных положения:

1. Все вещества состоят из мельчайших час­тиц: молекул, атомов или ионов.

2. Эти частицы находятся в непрерывном хао­тическом движении, скорость которого определяет температуру вещества.

3. Между частицами существуют силы притя­жения и отталкивания, характер которых зависит от расстояния между ними.

Основные положения МКТ подтверждаются многими опытными фактами. Существование моле­кул, атомов и ионов доказано экспериментально, мо­лекулы достаточно изучены и даже сфотографирова­ны с помощью электронных микроскопов. Способ­ность газов неограниченно расширяться и занимать весь предоставленный им объем объясняется непре­рывным хаотическим движением молекул. Упругость газов, твердых и жидких тел, способность жидкостей смачивать некоторые твердые тела, процессы окра­шивания, склеивания, сохранения формы твердыми телами и многое другое говорят о существовании сил притяжения и отталкивания между молекулами. Явление диффузии — способность молекул одного вещества проникать в промежутки между молекула­ми другого — тоже подтверждает основные положе­ния МКТ. Подтверждением непре­рывного хаотического движения молекул является также и броуновское движение — непрерывное хао­тическое движение микроскопических частиц, не­растворимых в жидкости.

Любое вещество состоит из частиц, поэтому количество вещества принято считать пропорцио­нальным числу частиц, т. е. структурных элементов, содержащихся в теле, v.

Единицей количества вещества является моль. Моль — это количество вещества, содержащее столько же структурных элементов любого вещества, сколько содержится атомов в 12 г углерода С¹². От­ношение числа молекул вещества к количеству ве­щества называют постоянной Авогадро:

n_a = N/v. na = 6,02 • 10²³ моль^-1.

Постоянная Авогадро показывает, сколько ато­мов и молекул содержится в одном моле вещества. Мо­лярной массой называют величину, равную отноше­нию массы вещества к количеству вещества: М = m/v.Молярная масса выражается в кг/моль. Зная молярную массу, можно вычислить массу одной мо­лекулы: m₀ = m/N = m/vN_A = М/N_A

Молярная масса связана с относительной мо­лекулярной массой Mr. Относительная молярная масса — это величина, равная отношению массы мо­лекулы данного вещества к 1/12 массы атома угле­рода С¹². Если известна химическая формула вещест­ва, то с помощью таблицы Менделеева может быть определена его относительная масса, которая, будучи выражена в килограммах, показывает величину мо­лярной массы этого вещества.

2. Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.

Написать недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях:

²⁷₁₃Al + ¹₀n → ? + ⁴₂He

? + ¹₁H → ²²₁₁Na +⁴₂He

⁵⁵₂₅ Mn + ? → ⁵⁶₂₆Fe + ¹₀n

Билет № 6

1. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.

2. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

1. Для объяснения свойств вещества в газообраз­ном состоянии используется модель идеального газа. Идеальным принято считать газ, если: а) между мо­лекулами отсутствуют силы притяжения, т. е. моле­кулы ведут себя как абсолютно упругие тела; б) газ очень разряжен, т. е. расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул; в) тепловое равновесие по всему объему достигается мгновенно. Условия, необходимые для того, чтобы реальный газ обрел свойства идеального, осуществляются при со­ответствующем разряжении реального газа.

Основными параметрами идеального газа являются давление, объем и температура.

На основании использования основных поло­жений молекулярно-кинетической теории было по­лучено основное уравнение МКТ идеального газа, ко­торое выглядит так: р = 1/3 т₀пv², где р — давление идеального газа, m₀ —масса молекулы, п — концентрация молекул, v² — средний квадрат скорости молекул.

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

Температура — скалярная физическая величина, описывающая состояние тер­модинамического равновесия (состояния, при кото­ром не происходит изменения микроскопических па­раметров). Как термодинамическая величина температура характеризует тепловое состояние системы и измеряется степенью его отклонения от принятого за нулевое, как молекулярно-кинетическая величина характеризует интенсивность хаотического движения молекул и измеряется их средней кинетической энергией.

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

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

Единица температуры по абсолютной шкале называется Кельвином и выбрана равной одному гра­дусу по шкале Цельсия 1 К = 1 °С. В шкале Кельви­на за ноль принят абсолютный ноль температур, т. е. температура, при которой давление идеального газа при постоянном объеме равно нулю. Вычисления да­ют результат, что абсолютный ноль температуры ра­вен -273 °С. Таким образом, между абсолютной шкалой температур и шкалой Цельсия существует связь Т = t °С + 273. Абсолютный ноль температур недостижим, так как любое охлаждение основано на испарении молекул с поверхности, а при приближе­нии к абсолютному нулю скорость поступательного движения молекул настолько замедляется, что испарение практически прекращается. Теоретически при абсолютном нуле скорость поступательного движения молекул равна нулю, т. е. прекращается тепловое движение молекул.

2. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки».

Билет № 7

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

2. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.

1. Состояние данной массы полностью определе­но, если известны давление, температура и объем газа. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния.

Для произвольной массы газа единичное со­стояние газа описывается уравнением Менделеева— Клапейрона: pV = mRT/M, где р — давление, V —объем, т — масса, М — молярная масса, R — уни­версальная газовая постоянная. Физический смысл универсальной газовой постоянной в том, что она по­казывает, какую работу совершает один моль иде­ального газа при изобарном расширении при нагре­вании на 1 К (R = 8,31 Дж/моль • К).

Изопроцессом называют процесс, происходя­щий с данной массой газа при одном постоянном па­раметре — температуре, давлении или объеме. Из уравнения состояния как частные случаи получаются законы для изопроцессов.

Изотермическим называют процесс, проте­кающий при постоянной температуре (Т = const). Он описывается законом Бойля-Мариотта. pV = const.

Изохорным называют процесс, протекающий при постоянном объеме. Для него справедлив закон Шарля(V = const). p/T = const.

Изобарным называют процесс, протекающий при постоянном давлении.Уравнение этого процесса имеет вид V/T == const при р = const и называется за­коном Гей-Люссака. Все процессы можно изобразить графически.

Реальные газы удовлетворяют уравнению со­стояния идеального газа при не слишком высоких давлениях (пока собственный объем молекул прене­брежительно мал по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ) и при не слишком низких температурах (пока потенциальной энергией межмо­лекулярного взаимодействия можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией теплового дви­жения молекул), т. е. для реального газа это уравнение и его следствия являются хорошим приближением.

2. Задача на определение показателя преломления прозрачной среды. Луч переходит из воды в стекло. Угол падения равен 35 ˚. Вычислить угол преломления.(28˚)

Билет № 8

1. Парообразование и конденсация. Испарение. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха.

2. Лабораторная работа «Выяснение условий равновесия рычага».

1. Испарение — парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Неравномерное распределение кинети­ческой энергии теплового движения молекул приво­дит к тому, что при любой температуре кинетическая энергия некоторых молекул жидкости или твердого тела может превышать потенциальную энергию их связи с другими молекулами. Большей кинетической энергией обладают молекулы, имеющие большую скорость, а температура тела зависит от скорости движения его молекул, следовательно, испарение со­провождается охлаждением жидкости. Скорость ис­парения зависит: от площади открытой поверхности, температуры, концентрации молекул вблизи жид­кости. Конденсация — процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое.

Испарение жидкости в закрытом сосуде при неизменной температуре приводит к постепенному увеличению концентрации молекул испаряющегося вещества в газообразном состоянии. Через некоторое время после начала испарения концентрация вещест­ва в газообразном состоянии достигнет такого значе­ния, при котором число молекул, возвращающихся в жидкость, становится равным числу молекул, поки­дающих жидкость за то же время. Устанавливается динамическое равновесие между процессами испа­рения и конденсации вещества. Вещество в газооб­разном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью, называют насыщенным паром. (Паром называют совокупность молекул, по­кинувших жидкость в процессе испарения.) Пар, на­ходящийся при давлении ниже насыщенного, назы­вают ненасыщенным.

Вследствие постоянного испарения воды с по­верхностей водоемов, почвы и растительного покрова, а также дыхания человека и животных в атмосфере всегда содержится водяной пар. Поэтому атмосфер­ное давление представляет собой сумму давления су­хого воздуха и находящегося в нем водяного пара. Давление водяного пара, находящегося в воз­духе при данной температуре, называют абсолютной влажностью, или упругостью водяного пара. По­скольку давление пара пропорционально концентра­ции молекул, можно определить абсолютную влаж­ность как плотность водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, выраженную в ки­лограммах на метр кубический

При низкой температуре и высокой влажности повышается теплопередача и человек подвергается переохлаждению. При высоких температурах и влажности теплопередача, наоборот, резко сокра­щается, что ведет к перегреванию организма. Наибо­лее благоприятной для человека в средних климати­ческих широтах является относительная влажность 40—60%. Относительной влажностью называют от­ношение плотности водяного пара (или давления), находящегося в воздухе при данной температуре, к плотности (или давлению) водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах, т. е. р = р/р₀ • 100%.

Точкой росы называют температуру, при кото­рой пар, находящийся в воздухе, становится насы­щенным. При достижении точки росы в воздухе или на предметах, с которыми он соприкасается, начи­нается конденсация водяного пара. Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются гигрометрами и психрометрами.

2. Лабораторная работа «Выяснение условий равновесия рычага».

Билет № 9

1. Особенности жидкого состояния вещества. Поверхностное натяжение. Смачивание и капиллярность, их учет в строительстве и на производстве.

2. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».

1. Молекулы вещества в жидком состоянии расположены вплотную друг к другу, как и в твердом состоянии. Поэтому объем жидкости мало зависит от давления. Постоянство занимаемого объема является свойством, общим для жидких и твердых тел и отличающим их от газов, способных занимать любой предоставленный им объем. Возможность свободного перемещения молекул относительно друг друга обусловливает свойство текучести жидкости. Тело в жидком состоянии, как и в газообразном, не имеет постоянной формы. Форма жидкого тела определяется формой сосуда, в котором находится жидкость, действием внешних сил и сил поверхностного натяжения. Большая свобода движения молекул в жидкости приводит к большей скорости диффузии в жидкостях по сравнению с твердыми телами, обеспечивает возможность растворения твердых веществ в жидкостях.

С силами притяжения между молекулами и подвижностью молекул в жидкостях связано проявление сил поверхностного натяжения. Внутри жидкости силы притяжения, действующие на одну молекулу со стороны соседних с ней молекул, взаимно компенсируются. Любая молекула, находящаяся у поверхности жидкости, притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости. Под действием этих сил молекулы с поверхности жидкости уходят внутрь жидкости и число молекул, находящихся на поверхности, уменьшается до тех пор, пока свободная поверхность жидкости не достигнет минимального из возможных в данных условиях значения. Минимальную поверхность среди тел данного объема имеет шар, поэтому при отсутствии или пренебрежимо малом действии других сил жидкость под действием сил поверхностного натяжения принимает форму шара. Силой поверхностного натяжения называют силу, которая действует вдоль поверхности жидкости перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремится сократить ее до минимума.    Опыты с проволоками разной длины показывают, что отношение модуля силы поверхностного натяжения, действующей на границу поверхностного слоя длиной l, к этой длине есть величина постоянная, не зависящая от длины l. Эту величину называют коэффициентом поверхностного натяжения и обозначают греческой буквой «сигма»:

Поверхностное натяжение различно у разных жидкостей. Если силы притяжения молекул жидкостей между собой меньше сил притяжения молекул жидкости к поверхности твердого тела, то жидкость смачивает поверхность твердого тела. Если же силы взаимодействия молекул жидкости и молекул твердого тела меньше сил взаимодействия между молекулами жидкости, то жидкость не смачивает поверхность твердого тела. Особенности взаимодействия жидкостей со смачиваемыми и несмачиваемыми поверхностями твердых тел являются причиной капиллярных явлений. Капилляром называется трубка с малым внутренним диаметром. Возьмем капиллярную стеклянную трубку и погрузим один ее конец в воду. Опыт показывает, что внутри капиллярной трубки уровень воды оказывается выше уровня открытой поверхности воды. При полном смачивании жидкостью поверхности твердого тела силу поверхностного натяжения можно считать направленной вдоль поверхности твердого тела перпендикулярно к границе соприкосновения твердого тела и жидкости. В этом случае подъем жидкости вдоль смачиваемой поверхности продолжается до тех пор, пока сила тяжести , действующая на столб жидкости в капилляре и направленная вниз, не станет равной по модулю силе поверхностного натяжения , действующей вдоль границы соприкосновения жидкости с поверхностью капилляра (рис. 94):

, ,. Отсюда получаем, что высота подъема столба жидкости в капилляре обратно пропорциональна радиусу капилляра:

 

2. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».

Билет № 10

1. Кристаллические и аморфные тела. Виды деформации твердых тел. Закон Гука . Учет и использование деформаций на производстве и в технике.

2. Задача на применение закона сохранения импульса.

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

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

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

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

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

Упругость — свойство тел восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил или других причин, вызвавших дефор­мацию тел. Упругость обусловле­на взаимодействием и тепловым движением частиц, из которых состоит вещество.

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

2. Задача на применение закона сохранения импульса.

Человек массой 70 кг, бегущий со скоростью 7 м/с, догоняет тележку массой 30 кг, движущуюся со скоростью 2 м/с , и вскакивает на неё. С какой скоростью станет двигаться тележка после этого? (5,5 м/с)

Билет № 11

1. Внутренняя энергия . Способы ее изменения. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Работа в термодинамике. Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс. Тепловые явления в строительстве.

2. Лабораторная работа «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника».

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

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

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

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

При изобарном нагревании газ совершает ра­боту над внешними силами Α' = p(V₁-V₂) = pΔV, где V₁, и V₂ — начальный и ко­нечный объем газа. Если про­цесс не является изобарным, величина работы может быть определена площадью фигу­ры, заключенной между ли­нией, выражающей зависи­мость p(V) и начальным и ко­нечным объемом газа (рис. 13).

Рассмотрим применение первого закона тер­модинамики к изопроцессам, происходящим с иде­альным газом.В изотермическом процессе температура по­стоянная, следовательно, внутренняя энергия не ме­няется. Тогда уравнение первого закона термодина­мики примет вид: Q = А', т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение работы при изотермическом расширении, именно поэтому темпе­ратура не изменяется.

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

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

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

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

2. Лабораторная работа «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника».

Билет № 12

1. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное

значение. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве. Тепловые двигатели и охрана

окружающей среды.

2. Задача на применение закона Архимеда.

1. Большая часть двигателей на Земле — это теп­ловые двигатели. Устройства, превращающие энергию топлива в механическую энергию, назы­ваются тепловыми двигателями. Любой тепло­вой двигатель (паровые и газовые турбины, дви­гатели внутреннего сгорания) состоит из трех ос­новных элементов: рабочего тела (это газ), кото­рое совершает работу в двигателе; нагревателя, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой затем идет на совершение работы; холо­дильника, которым является атмосфера или спе­циальные устройства (рис. 21).

Ни один тепловой двигатель не может работать при одинаковой температуре его рабочего тела и окружающей среды. Обязательно температура нагревателя больше температуры холодильника. При совершении работы тепловыми двигателями происходит передача теплоты от более горячих тел к более холодным. Рабочее тело двигателя по­лучает количество теплоты Q_H от нагревателя, со­вершает работу А' и передает холодильнику коли­чество теплоты Q_x. В соответствии с законом со­хранения энергии А' Q_H - Q_x. В случае равенст­ва речь идет об идеальном двигателе, в котором нет потерь энергии.

Отношение работы к энергии, которое получи­ло рабочее тело от нагревателя, называют коэф­фициентом полезного действия (КПД).

Паровая или газовая турбина, двигатель внут­реннего сгорания, реактивный двигатель работа­ют на базе ископаемого топлива. В процессе рабо­ты многочисленных тепловых машин возникают тепловые потери, которые в конечном счете при­водят к повышению внутренней энергии атмо­сферы, т. е. к повышению ее температуры. Это может привести к таянию ледников и катастро­фическому повышению уровня Мирового океана, а вместе с тем к глобальному изменению природ­ных условий. При работе тепловых установок и двигателей в атмосферу выбрасываются вредные для человека, животных и растений оксиды азо­та, углерода и серы. С вредными последствиями работы тепловых машин можно бороться путем повышения КПД, их регулировки и создания но­вых двигателей, не выбрасывающих вредные ве­щества с отработанными газами.

2. Задача на применение закона Архимеда.

Вычислите выталкивающую силу, действующую на гранитную глыбу, которая при полном погружении в воду вытесняет ее некоторую часть. Объём вытесненной воды равен 0,8 м³. Плотность воды 1000 кг/м³.

Билет № 13

1. Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения

электрического заряда.

2. Задача на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

1. Законы взаимодействия атомов и молекул удается понять и объяснить на основе знаний о строении атома, используя планетарную модель его строения. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам отрицательно заряженные частицы. Взаимодействие между заряженными час­тицами называется электромагнитным. Интенсив­ность электромагнитного взаимодействия опреде­ляется физической величиной — электрическим за­рядом, который обозначается q. Единица измерения электрического заряда — кулон (Кл). 1 кулон — это такой электрический заряд, который, проходя через поперечное сечение проводника за 1 с, создает в нем ток силой 1 А. Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух ви­дов зарядов. Один вид заряда назвали положитель­ным, носителем элементарного положительного за­ряда является протон. Другой вид заряда назвали отрицательным, его носителем является электрон. Элементарный заряд равен е=1,6•10^-19 Кл.

Полный заряд замкнутой системы (в которую не входят заряды извне), т. е. алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: q₁ + q₂ + ...+q_n = const. Электрический заряд не создается и не исчезает, а только переходит от одного тела к друго­му. Этот экспериментально установленный факт на­зывается законом сохранения электрического заря­да. Электризация — это сообщение телу электри­ческого заряда. Электризация может происходить, например, при соприкосновении (трении) разно­родных веществ и при облучении. При электризации в теле возникает избыток или недостаток электронов. Законы взаимодействия неподвижных элек­трических зарядов изучает электростатика.

Основной закон электростатики был экспери­ментально установлен французским физиком Шар­лем Кулоном и читается так. Модуль силы взаимо­действия двух точечных неподвижных электриче­ских зарядов в вакууме прямо пропорционален про­изведению величин этих зарядов и обратно пропор­ционален квадрату расстояния между ними.

F = k • q₁q₂/r², где q₁ и q₂— модули зарядов, r — расстояние между ними, k — коэффициент пропор­циональности, зависящий от выбора системы еди­ниц, в СИ k = 9 • 10⁹ Н • м²/Кл². Величина, показывающая во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме больше, чем в среде, называется диэлектрической проницаемостью среды ε. Для среды с диэлектрической проницае­мостью ε закон Кулона записывается следующим об­разом: F= k • q₁q₂/(ε•r²)

Вместо коэффициента k часто используется коэффициент, называемый электрической постоян­ной ε₀. Электрическая постоянная связана с коэффи­циентом k следующим образом k = 1/4π ε₀ и численно равна ε₀=8,85 • 10^-12 Кл/Н • м².

С использованием электрической постоянной закон Кулона имеет вид:F=(1/4π ε₀ )• (q₁q₂ /r²)

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим, или кулоновским, взаимодействием. Кулоновские силы мож­но изобразить графически (рис. 14, 15).

Кулоновская сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряженные тела. Она является силой притяжения при разных знаках зарядов и силой от­талкивания при одинаковых знаках.

2. Задача на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда. На какой глубине в воде давление жидкости будет равным 2∙10⁵ Па. Плотность воды 1000 кг/м³. (20 м)

Билет № 14

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

2. Задача на применение закона сохранения энергии.

1. Для накопления значительных количеств раз­ноименных электрических зарядов применяются конденсаторы. Конденсатор — это система двух про­водников (обкладок), разделенных слоем диэлектри­ка, толщина которого мала по сравнению с размера­ми проводников.

Электроемкостью конденсатора называют ве­личину, равную отношению величины заряда одной из пластин к напряжению между ними. Электроем­кость обозначается С.

По определению С = q/U. Единицей электро­емкости является фарад (Ф). 1 фарад — это электроемкость такого конденсатора, напряжение между об­кладками которого равно 1 вольту при сообщении обкладкам разноименных зарядов по 1 кулону.

Электроемкость плоского конденсатора нахо­дится по формуле: С=εε₀•S/d, где ε₀— электрическая постоянная, ε — диэлектри­ческая постоянная среды, S — площадь обкладки конденсатора, d — расстояние между обкладками (или толщина диэлектрика).

Если конденсаторы соединяются в батарею, то при параллельном соединении С₀ =С₁ + С₂, (рис. 16). При последовательном соединении 1/C₀= 1/C₁ + 1/С₂ (рис. 17).

В зависимости от типа диэлектрика конденса­торы бывают воздушные, бумажные, слюдяные.

Конденсаторы применяются для накопления электроэнергии и использования ее при быстром раз­ряде (фотовспышка), для разделения цепей постоян­ного и переменного токов, в выпрямителях, колеба­тельных контурах и других радиоэлектронных уст­ройствах.

2. Задача на применение закона сохранения энергии. Тело массой 2 кг падает с высоты 20 м над землей. Вычислите кинетическую энергию тела в момент, когда оно находится на высоте 10 м над землей. (200 Дж)

Билет № 15

1. Электрически ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Простейшая электрическая цепь.

2. Задача на использование графиков зависимости кинематических величин.

1. Сила тока на однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

С
ила тока – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Dq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени Dt, к этому промежутку.

Е
диница измерения силы тока – 1 А. Это сила такого неизменяющегося тока, который, проходя по двум бесконечно длинным прямолинейным параллельным проводникам очень малого сечения, расположенным на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме, вызывает силу взаимодействия между ними 2 ∙10^-7 Н на каждый метр проводников.

Электрическое сопротивление – физическая величина, характеризующая свойство проводника уменьшать скорость упорядоченного движения свободных носителей заряда в проводнике.

Сопротивление металла связано с рассеянием электронов проводимости на ионах кристаллической решётки и структурных неоднородностях (дефектах и примесях решётки).

Единица измерения сопротивления – 1 Ом. Проводник имеет сопротивление 1 Ом, если при напряжении 1 В сила тока в нём 1 А.

С
опротивление зависит от рода вещества проводника, его геометрических размеров и формы.

Где r - удельное сопротивление проводника, l – длина проводника, S – сечение проводника.

При последовательном соединении сила тока в обоих проводниках (лампочках) оди­накова: I₁ = I₂ = I, напряжение на концах рас­сматриваемого участка цепи складывается из напряжения на первой и второй лампочках: U = U₁ + U₂ Общее сопротивление участка равно сумме сопротивлений лампочек R = r₁ + R₂.

При параллельном соединении рези­сторов напряжение на участке цепи и на концах резисторов одинаково: U =U₁ + U_2. Сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных резисторах: I= I₁ + I₂ . Общее сопротивление участка меньше сопротивления каждого резистора. Если сопротивления резисторов одинаковы (R₁ = R₂), то общее сопротивление участка

Если в цепь включено параллельно три и более резисторов, то общее сопротивление может быть

найдено по формуле:

Параллельно соединяются сетевые потребите­ли, которые рассчитаны на напряжение, равное напряжению сети.

2. Задача на использование графиков зависимости кинематических величин.

Билет № 16

1. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной

цепи.

2. Задача на расчет энергии и импульса фотона по заданной длине волны.

1. В электрическом поле из формулы определе­ния напряжения (U = A/q) легко получить выраже­ние для расчета работы переноса электрического за­ряда А = Uq, так как для тока заряд q = It, то работа тока: А = Ult, или А = I²R t = U²/R • t.

Мощность, по определению, N = A/t, следова­тельно, N = UI = I² R = U²/R.

Русский ученый X. Ленц и английский уче­ный Джоуль опытным путем в середине прошлого века установили независимо друг от друга закон, который называется законом Джоуля—Ленца и чи­тается так. При прохождении тока по проводнику количество теплоты, выделившейся в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы, тока, со­противлению проводника и времени прохождения тока.

Q = I²Rt.

Полная замкнутая цепь представляет собой электрическую цепь, в состав которой входят внеш­ние сопротивления и источник то­ка (рис. 18). Как один из участков цепи, источник тока обладает со­противлением, которое называют внутренним, г.

Для того чтобы ток проходил по замкнутой цепи, необходимо, чтобы в источнике тока зарядам сообщалась дополнительная энергия, она берется за счет работы по перемещению зарядов, которую про­изводят силы неэлектрического происхождения (сто­ронние силы) против сил электрического поля. Ис­точник тока характеризуется энергетической харак­теристикой, которая называется ЭДС — электродви­жущая сила источника. ЭДС — характеристика источника энергии неэлектрической природы в электрической цепи, необходимого для поддержания в ней электрического тока. ЭДС измеряется отноше­нием работы сторонних сил по перемещению вдоль замкнутой цепи положительного заряда к этому за­ряду ξ= A_ст/q

Пусть за время t через поперечное сечение проводника пройдет электрический заряд q. Тогда работу сторонних сил при перемещении заряда мож­но записать так: A_ст = ξ q. Согласно определению си­лы тока q = It, поэтому A_ст = ξ I t. При совершении этой работы на внутреннем и внешнем участках це­пи, сопротивления которых R и г, выделяется неко­торое количество теплоты. По закону Джоуля— Ленца оно равно: Q =I²Rt + I²rt. Согласно закону со­хранения энергии А = Q. Следовательно, ξ•= IR + Ir. Произведение силы тока на сопротивление участка цепи часто называют падением напряжения на этом участке. Таким образом, ЭДС равна сумме падений напряжений на внутреннем и внешнем участках замкнутой цепи. Обычно это выражение записывают так: I = ξ/(R + r). Эту зависимость опытным путем получил Г. Ом, называется она законом Ома для полной цепи и читается так. Сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи. При разомкнутой цепи ЭДС равна напряжению на зажимах источника и, следовательно, может быть измерена вольтметром.

2. Задача на расчет энергии и импульса фотона по заданной длине волны. Вычислите энергию и импульс фотона красных лучей, если их длина волны составляет 0,76 мк м.

Билет № 17

1. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца.

2. Задача на определение периода и частоты свободных колебании в колебательном контуре.

1. В 1820 г. датский физик Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка поворачивается при пропус­кании электрического тока через проводник, нахо­дящийся около нее (рис. 19). В том же году француз­ский физик Ампер установил, что два проводника, расположенные параллельно друг другу, испытывают взаимное притяжение, если ток течет по ним в одну сторону, и отталкивание, если токи текут в разные стороны. Явление взаимодействия токов Ампер назвал электродинамическим взаимодейст­вием. Магнитное взаимодействие движущихся элек­трических зарядов, согласно представлениям теории близкодействия, объясняется следующим образом: всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле. Магнит­ное поле — особый вид материи, который возникает в пространстве вокруг любого переменного электри­ческого поля.

С современной точки зрения в природе су­ществует совокупность двух полей — электрического и магнитного — это электромагнитное поле, оно представляет собой особый вид материи, т. е. су­ществует объективно, независимо от нашего созна­ния. Магнитное поле всегда порождается перемен­ным электрическим, и, наоборот, переменное элек­трическое поле всегда порождает переменное магнит­ное поле. Электрическое поле, вообще говоря, можно

рассматривать отдельно от магнитного, так как носи­телями его являются частицы — электроны и прото­ны. Магнитное поле без электрического не существу­ет, так как носителей магнитного поля нет. Вокруг проводника с током существует магнитное поле, и оно порождается переменным электрическим полем движущихся заряженных частиц в проводнике.

Магнитное поле является силовым полем. Си­ловой характеристикой магнитного поля называют магнитную индукцию (В). Магнитная индукция — это векторная физическая величина, равная макси­мальной силе, действующей со стороны магнитного поля на единичный элемент тока. В = F/II. Единич­ный элемент тока — это проводник длиной 1 м и си­лой тока в нем 1 А. Единицей измерения магнитной индукции является тесла. 1 Тл = 1 Н/А • м.

Магнитная индукция всегда порождается в плоскости под углом 90° к электрическому полю. Вокруг проводника с током магнитное поле также существует в перпендикулярной проводнику плос­кости.

Магнитное поле является вихревым полем. Для графического изображения магнитных полей вводятся силовые линии, или линии индукции, — это такие линии, в каждой точке которых вектор магнитной индукции направлен по касательной. На­правление силовых линий находится по правилу бу­равчика. Если буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения рукоятки совпадет с направлением силовых линий. Линии магнитной индукции прямого провода с током представляют со­бой концентрические окружности, расположенные в плоскости, перпендикулярной проводнику (рис. 21).

Как установил Ампер, на проводник с током, по­мещенный в магнитное по­ле, действует сила. Сила, действующая со стороны, магнитного поля на провод­ник с током, прямо пропор­циональна силе тока. длине проводника в магнитном поле и перпендикулярной со­ставляющей вектора магнитной индукции. Это и есть формулировка закона Ампера: F_a = IlВ sin α.

Направление силы Ампера определяют по пра­вилу левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы четыре пальца показывали направление тока, перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, то отогну­тый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера (рис. 22).

2. Задача на определение периода и частоты свободных колебании в колебательном контуре. Колебательный контур содержит конденсатор, ёмкостью 800 пФ ,и катушку индуктивностью 2 мк Гн. Каков период собственных колебаний?

Билет № 18

1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.

2. Задача на применение графиков изопроцессов.

1. Полупроводники — это вещества, удельное со­противление которых убывает с повышением темпе­ратуры, наличия примесей, изменения освещен­ности. По этим свойствам они разительно отличают­ся от металлов. Обычно к полупроводникам относят­ся кристаллы, в которых для освобождения электро­на требуется энергия не более 1,5 — 2 эВ. Типичны­ми полупроводниками являются кристаллы герма­ния и кремния, в которых атомы объединены ковалентной связью. Природа этой связи позволяет объ­яснить указанные выше характерные свойства. При нагревании полупроводников их атомы ионизируют­ся. Освободившиеся электроны не могут быть захва­чены соседними атомами, так как все их валентные связи насыщены. Свободные электроны под действи­ем внешнего электрического поля могут перемещать­ся в кристалле, создавая ток проводимости. Удаление электрона с внешней оболочки одного из атомов в кристаллической решетке приводит к образованию положительного иона. Этот ион может нейтрализо­ваться, захватив электрон. Далее, в результате переходов от атомов к положительным ионам происходит процесс хаотического перемещения в кристалле мес­та с недостающим электроном. Внешне этот процесс хаотического перемещения воспринимается как пе­ремещение положительного заряда, называемого «дыркой». При помещении кристалла в электриче­ское поле возникает упорядоченное движение «ды­рок» — ток дырочной проводимости.

В идеальном кристалле ток создается равным количеством электронов и «дырок». Такой тип про­водимости называют собственной проводимостью полупроводников. При повышении температуры (или освещенности) собственная проводимость проводни­ков увеличивается.

На проводимость полупроводников большое влияние оказывают примеси. Примеси бывают до-норные и акцепторные. Донорная примесь — это примесь с большей валентностью. При добавлении донорной примеси в полупроводнике образуются лишние электроны. Проводимость станет электрон­ной, а полупроводник называют полупроводником n-типа. Например, для кремния с валентностью п = 4 донорной примесью является мышьяк с валент­ностью п = 5. Каждый атом примеси мышьяка при­ведет к образованию одного электрона проводимости.

Акцепторная примесь — это примесь с мень­шей валентностью. При добавлении такой примеси в полупроводнике образуется лишнее количество «ды­рок». Проводимость будет «дырочной», а полупро­водник называют полупроводником p-типа. Напри­мер, для кремния акцепторной примесью является индий с валентностью n = 3. Каждый атом индия приведет к образованию лишней «дырки».

Принцип действия большинства полупровод­никовых приборов основан на свойствах р-п перехо­да. При приведении в контакт двух полупроводнико­вых приборов р-типа и n-типа в месте контакта на­чинается диффузия электронов из n-области в p-область, а «дырок» — наоборот, из р- в n-область. Этот процесс будет не бесконечный во времени, так как образуется запирающий слой, который будет препятствовать дальнейшей диффузии электронов и «дырок».

р-п контакт полупроводников, подобно ваку­умному диоду, обладает односторонней проводи­мостью: если к р-области подключить «+» источника тока, а к n-области «-» источника тока, то запираю­щий слой разрушится и р-п контакт будет проводить ток, электроны из области n- пойдут в р-область, а «дырки» из p-области в n-область (рис. 23). В первом случае ток не равен нулю, во втором ток равен нулю. Т. е., если к p-области под­ключить «-» источника, а к n-области — «+» источника то­ка, то запирающий слой рас­ширится и тока не будет.

Полупроводниковый диод состоит из контакта двух полупроводников р- и n-типа. Достоин­ством полупроводникового диода являются малые размеры и масса, длительный срок службы, высокая механическая прочность, высокий коэффициент по­лезного действия, а недостатком — зависимость их сопротивления от температуры.

В радиоэлектронике применяется также еще один полупроводниковый прибор: транзистор, кото­рый был изобретен в 1948 г. В основе триода лежит не один, а два р-п перехода. Основное применение транзистора — это использование его в качестве уси­лителя слабых сигналов по току и напряжению, а полупроводниковый диод применяется в качестве выпрямителя тока. После открытия транзистора на­ступил качественно новый этап развития электрони­ки — микроэлектроники, поднявший на качественно иную ступень развитие электронной техники, систем связи, автоматики. Микроэлектроника занимается разработкой интегральных микросхем и принципов их применения.

В технике применяются также полу­проводниковые приборы без р-п перехода. Например, терморезисторы (для измерения температуры), фото­резисторы (в фотореле, аварийных выключателях, в дистанционных управлениях телевизорами и видео­магнитофонами).

2. Задача на применение графиков изопроцессов.

Билет № 19

1. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

1. Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в 1831 г. Он опытным путем установил, что при изменении магнитного по­ля внутри замкнутого контура в нем возникает элек­трический ток, который называют индукционным током. Опыты Фарадея можно воспроизвести сле­дующим образом: при внесении или вынесении маг­нита в катушку, замкнутую на гальванометр, в ка­тушке возникает индукционный ток (рис. 24). Если рядом расположить две катушки (например, на об­щем сердечнике или одну катушку внутри другой) и одну катушку через ключ соединить с источником тока, то при замыкании или размыкании ключа в цепи первой катушки во второй катушке появится индукционный ток (рис. 25). Объяснение этого явле­ния было дано Максвеллом. Любое переменное маг­нитное поле всегда порождает переменное электриче­ское поле.

Для количественной характеристики процесса изменения магнитного поля через замкнутый контур вводится физическая величина под названием маг­нитный поток. Магнитным потоком через замкну­тый контур площадью S называют физическую вели­чину, равную произведению модуля вектора магнит­ной индукции В на площадь контура S и на косинус угла а между направлением вектора магнитной ин­дукции и нормалью к площади контура. Ф = BS cos α (рис. 26).

Опытным путем был установлен основной за­кон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по величине скорости из-менения магнитного потока через контур. ξ = ΔФ/t..

Если рассматривать катушку, содержащую п витков, то формула основного закона электромагнитной ин­дукции будет выглядеть так: ξ = n ΔФ/t.

Единица измерения магнитного потока Ф — вебер (Вб): 1В6 =1Β•c.

Из основного закона ΔФ =ξ t следует смысл размерности: 1 вебер — это величина такого магнит­ного потока, который, уменьшаясь до нуля за одну секунду, через замкнутый контур наводит в нем ЭДС индукции 1 В.

Классической демонстрацией основного закона электромагнитной индукции является первый опыт Фарадея: чем быстрее перемещать магнит через вит­ки катушки, тем больше возникает индукционный ток в ней, а значит, и ЭДС индукции.

Зависимость направления индукционного тока от характера изменения магнитного поля через замкнутый контур в 1833 г. опытным путем устано­вил русский ученый Ленц. Он сформулировал прави­ло, носящее его имя. Индукционный ток имеет та­кое направление, при котором его магнитное поле стремится скомпенсировать изменение внешнего магнитного потока через контур. Ленцем был скон­струирован прибор, представляющий собой два алю­миниевых кольца, сплошное и разрезанное, укреп­ленные на алюминиевой перекладине и имеющие возможность вращаться вокруг оси, как коромысло. (рис. 27). При внесении магнита в сплошное кольцо оно начинало «убегать» от магнита, поворачивая со­ответственно коромысло. При вынесении магнита из кольца кольцо стремилось «догнать» магнит. При движении магнита внутри разрезанного кольца ни­какого эффекта не происходило. Ленц объяснял опыт тем, что магнитное поле индукционного тока стре­милось компенсировать изменение внешнего магнит­ного потока.

2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

Какую максимальную кинетическую энергию имеют вырванные из лития электроны при облучении светом с частотой 10¹⁵ Гц.

Билет № 20

1. Колебательный контур. Колебания в механических и электрических колебательных системах. Частота и период колебаний.

2. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра».

1. Электромагнитные колебания — это колеба­ния электрических и магнитных полей, которые со­провождаются периодическим изменением заряда, тока и напряжения. Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать электромагнитные коле­бания, является колебательный контур. Колебатель­ный контур — это система, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора (рис. 30, а). Если кон­денсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по ка­тушке потечет ток (рис. 30, б). Когда конденсатор разрядится, ток в цепи не прекратится из-за самоин­дукции в катушке. Индукционный ток, в соот­ветствии с правилом Ленца, будет течь в ту же сто­рону и перезарядит конденсатор (рис. 30, в). Ток в данном направлении прекратится, и процесс повто­рится в обратном направлении (рис. 30, г). Таким об­разом, в колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания из-за превращения энергии электрического поля конденсатора (Wэ = = CU²/2) в энергию магнитного поля катушки с то­ком (w_m = LI²/2) и наоборот.

Период электромагнитных колебаний в иде­альном колебательном контуре (т. е. в таком контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томпсона Т = 2π√LC. Частота с периодом связана обратно пропорциональной зависимостью ν = 1/Т.

В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими из-за потерь энергии на нагревание проводов. Для практического применения важно получить незату­хающие электромагнитные колебания, а для этого необходимо колебательный контур пополнять элек­троэнергией, чтобы скомпенсировать потери энергии. Для получения незатухающих электромагнитных колебаний применяют генератор незатухающих ко­лебаний, который является примером автоколеба­тельной системы.

2. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра».

Билет № 21

1. Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Звук. Скорость звука. Громкость. Высота тона. Тембр. Учет и использование звуковых явлений.

2. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления проводника».

1. Волна – это процесс перемещения в пространстве изменения состояния. Звуком принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом. Диапазон звуковых частот лежит в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком. Волны звукового диапазона могут распространяться не только в газе, но и в жидкости и в твердом теле. Звуковая волна – это передающиеся в пространстве механические колебания молекул вещества. Давайте представим себе, каким образом происходит распространение звуковых волн в пространстве. В результате каких-то возмущений, вызывающих движение и колебания воздуха в определенной точке пространства, возникает перепад давления в этом месте, так как воздух в процессе движения сжимается, в результате чего возникает избыточное давление, толкающее окружающие слои воздуха. Эти слои сжимаются, что в свою очередь снова создает избыточное давление, влияющее на соседние слои воздуха. Так, как бы по цепочке, происходит передача первоначального возмущения в пространстве из одной точки в другую. Такой процесс описывает механизм распространения в пространстве звуковой волны. Звуки бывают разными. Для характеристики звука вводят специальные величины: громкость, высота и тембр звука. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Кроме того, восприятие громкости звука нашим ухом зависит от частоты колебаний в звуковой волне. Более высокочастотные волны воспринимаются как более громкие. Частота звуковой волны определяет высоту тона. Чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. Человеческие голоса по высоте делят на несколько диапазонов.

2. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления проводника».

Билет № 22

1. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и их свойства. Принцип радиосвязи и примеры их практического использования.

2. Задача на применение закона Кулона.

1. Английский ученый Джеймс Максвелл на основании изучения экспериментальных работ Фарадея по электричеству высказал гипотезу о существо­вании в природе особых волн, способных распростра­няться в вакууме.

Эти волны Максвелл назвал электромагнитными волнами. По представлениям Макс­велла: при любом изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле и, наоборот, при любом изменении магнитного поля возникает вихревое электрическое поле. Однажды начавшийся процесс взаимного порождения магнитного и элек­трического полей должен непрерывно продолжаться и захватывать все новые и новые области в окру­жающем пространстве (рис. 31). Процесс взаимопо­рождения электрических и магнитных полей проис­ходит во взаимно перпендикулярных плоскостях. Переменное электрическое поле порождает вихревое магнитное поле, переменное магнитное поле порож­дает вихревое электрическое поле.

Электрические и магнитные поля могут суще­ствовать не только в веществе, но и в вакууме. По­этому должно быть возможным распространение электромагнитных волн в вакууме.

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

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

Конечно, электромагнитные волны обладают всеми основными свойствами волн.

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

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

При распространении электромагнитной вол­ны векторы напряженности Е и магнитной индук­ции В перпендикулярны направлению распростра­нения волны и взаимно перпендикулярны между со­бой (рис. 32).

Возможность практического применения элек­тромагнитных волн для установления связи без про­водов продемонстрировал 7 мая 1895 г. русский фи­зик А. Попов. Этот день считается днем рождения радио. Для осуществления радиосвязи необходимо обеспечить возможность излучения электромагнит­ных волн. Если электромагнитные волны возникают в контуре из катушки и конденсатора, то переменное магнитное поле оказывается связанным с катушкой, а переменное электрическое поле — сосредоточенным между пластинами конденсатора. Такой контур на­зывается закрытым (рис. 33, а). Закрытый колеба­тельный контур практически не излучает электро­магнитные волны в окружающее пространство. Если контур состоит из катушки и двух пластин плоского конденсатора, то под чем большим углом разверну­ты эти пластины, тем более свободно выходит элек­тромагнитное поле в окружающее пространство (рис. 33, б). Предельным случаем раскрытого колеба­тельного контура является удаление пластин на противоположные концы катушки. Такая система называется открытым колебательным контуром (рис. 33, в). В действительности контур состоит из катушки и длинного провода — антенны.

Энергия излучаемых (при помощи генератора незатухающих колебаний) электромагнитных коле­баний при одинаковой амплитуде колебаний силы тока в антенне пропорциональна четвертой степени частоты колебаний. На частотах в десятки, сотни и даже тысячи герц интенсивность электромагнитных колебаний ничтожно мала. Поэтому для осуществле­ния радио- и телевизионной связи используются электромагнитные волны с частотой от нескольких сотен тысяч герц до сотен мегагерц.

При передаче по радио речи, музыки и других звуковых сигналов применяют различные виды мо­дуляции высокочастотных (несущих) колебаний. Суть модуляции заключается в том, что высоко­частотные колебания, вырабатываемые генератором, изменяют по закону низкой частоты. В этом и за­ключается один из принципов радиопередачи. Дру­гим принципом является обратный процесс — детек­тирование. При радиоприеме из принятого антенной приемника модулированного сигнала нужно от­фильтровать звуковые низкочастотные колебания.

С помощью радиоволн осуществляется переда­ча на расстояние не только звуковых сигналов, но и изображения предмета. Большую роль в современном морском флоте, авиации и космонавтике играет ра­диолокация. В основе радиолокации лежит свойство отражения волн от проводящих тел.

2.Задача на применение закона Кулона. Вычислите силу взаимодействия протона и электрона в ядре водорода, если радиус равен 5∙10^-11 м.

Билет № 23

1. Шкала электромагнитных волн. Применение их на практике.

2. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».

1. Длины электромагнитных волн, которые могут быть зарегистрированы приборами, лежат в очень широком диапазоне. Все эти волны обладают общими свойствами: поглощение, отражение, интерференция, дифракция, дисперсия. Свойства эти могут, однако, проявляться по-разному. Различными являются источники и приемники волн.

Радиоволны: n=10⁵- 10¹¹ Гц, l=10^-3-10³ м. Получают с помощью коле­бательных контуров и макро­скопических вибраторов. 

Свойства: радиоволны различных ча­стот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами.

Применение: радиосвязь, телевидение, радиолокация. В природе радиоволны излучаются различными внеземными источниками (ядра галактик, квазары).

Инфракрасное излучение (тепловое): n=3-10¹¹- 4^.10¹⁴ Гц, l=8^.10^-7 - 2^.10^-3 м. Излучается атомами и мо­лекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой тем­пературе. Человек излучает электро­магнитные волны.

Свойства: 1. Проходит через некото­рые непрозрачные тела, а так­же сквозь дождь, дымку, снег.

2. Производит химическое действие на фотопластинки.

3. Поглощаясь веществом, нагревает его.

4. Вызывает внутренний фотоэффект у германия.

5. Невидимо.

6. Регистрируют тепловыми методами, фотоэлектрическими и фотографическими.

Применение: получают изображения предметов в темноте, приборах ночного видения (ночные бинокли), туман; используют в криминалистике, в физиотерапии, в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.

Видимое излучение: часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового):

Свойства: воздействует на глаз.

Ультрафиолетовое  излучение:

Источники: газоразрядные лампы с трубками из кварца (кварцевые лампы).

Излучается всеми твердыми телами, у которых T1000°С, а также светящимися парами ртути.

Свойства: высокая химическая активность (разложение хлорида сереб­ра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в неболь­ших дозах благотворно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное биологическое воздей­ствие: изменения в развитии клеток и обмене веществ, действие на глаза. Рентгеновские лучи: излучаются при большом ускорении электронов, например их торможение в металлах. Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке ускоряются электриче­ским полем при высоком напряжении, достигая анода, при со­ударении резко тормозятся. При торможении электроны движут­ся с ускорением и излучают электромагнитные волны с малой длиной (от 100 до 0,01им). 

Свойства: интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облуче­ние в больших дозах вызывает лучевую болезнь.   Применение: в медицине (диагностика заболеваний внутренних органов), в промышленности (контроль внутренней структуры различных изделий, сварных швов).

γ-излучение. Источники: атомное ядро (ядерные реакции). 

Свойства: имеет огромную проникающую способность, оказывает  силь­ное биологическое воздействие. 

Применение: в медицине, производстве (g-дефектоскопия).

Общим свойством электромагнитных волн является также то, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свой­ства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко — при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства.

2. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».

Билет № 24

1. Опыты Резерфорда по рассеянию α - частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Спектральный анализ.

2. Лабораторная работа «Расчет и измерение двух параллельно соединенных проволочных резисторов».

1. Слово «атом» в переводе с греческого означает «неделимый». Под атомом долгое время, вплоть до начала XX в., подразумевали мельчайшие неделимые частицы вещества. К началу XX в. в науке накопи­лось много фактов, говоривших о сложном строении атомов.

Большие успехи в исследовании строения ато­мов были достигнуты в опытах английского ученого Эрнеста Резерфорда по рассеянию а- частиц при про­хождении через тонкие слои вещества. В этих опы­тах узкий пучок α-частиц, испускаемых радиоак­тивным веществом, направлялся на тонкую золотую фольгу. За фольгой помещался экран, способный светиться под ударами быстрых частиц. Было обна­ружено, что большинство α-частиц отклоняется от прямолинейного распространения после прохож­дения фольги, т. е. рассеивается, а некоторые α-частицы вообще отбрасываются назад. Рассеяние α-частиц Резерфорд объяснил тем, что положитель­ный заряд не распределен равномерно в шаре радиу­сом 10^-10 м, как предполагали ранее, а сосредоточен в центральной части атома — атомном ядре. При прохождении около ядра α-частица, имеющая поло­жительный заряд, отталкивается от него, а при по­падании в ядро — отбрасывается в противоположном направлении. Так ведут себя частицы, имеющие одинаковый заряд, следовательно, существует цент­ральная положительно заряженная часть атома, в которой сосредоточена значительная масса атома. Расчеты показали, что для объяснения опытов нужно принять радиус атомного ядра равным примерно 10^-15 μ.

Резерфорд предположил, что атом устроен по­добно планетарной системе. Суть модели строения атома по Резерфорду заключается в следующем: в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена вся масса, вокруг ядра по круговым орбитам на больших расстояниях вра­щаются электроны (как планеты вокруг Солнца). За­ряд ядра совпадает с номером химического элемента в таблице Менделеева.

Планетарная модель строения атома по Резерфорду не смогла объяснить ряд известных фактов: электрон, имеющий заряд, должен за счет кулоновских сил притяжения упасть на ядро, а атом — это устойчивая система; при движении по круговой ор­бите, приближаясь к ядру, электрон в атоме должен излучать электромагнитные волны всевозможных частот, т. е. излучаемый свет должен иметь непре­рывный спектр, на практике же получается иное: электроны атомов излучают свет, имеющий линейча­тый спектр. Разрешить противоречия планетарной ядерной модели строения атома первым попытался датский физик Нильс Бор.

В основу своей теории Бор положил два посту­лата. Первый постулат: атомная система может на­ходиться только в особых стационарных или кван­товых состояниях, каждому из которых соответ­ствует своя энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.

Второй постулат: при переходе из одного ста­ционарного состояния в другое испускается или по­глощается квант электромагнитного излучения. Энергия фотона равна разности энергий атома в двух состояниях: hv = Е_m – Ε_n; h = 6,62 • 10^-34 Дж • с, где h — постоянная Планка.

При переходе электрона с ближней орбиты на более удаленную, атомная система поглощает квант энергии. При переходе с более удаленной орбиты электрона на ближнюю орбиту по отношению к ядру атомная система излучает квант энергии.

Теория Бора позволила объяснить существова­ние линейчатых спектров.

Спектр излучения (или поглощения) — это набор волн определенных частот, которые излучает (или поглощает) атом данного вещества.

Спектры бывают сплошные, линейчатые и по­лосатые.

Сплошные спектры излучают все вещества, находящиеся в твердом или жидком состоянии. Сплошной спектр содержит волны всех частот види­мого света и поэтому выглядит как цветная полоса с плавным переходом от одного цвета к другому в та­ком порядке: Красный, Оранжевый, Желтый, Зеле­ный, Синий и Фиолетовый (Каждый Охотник Желает Знать, где Сидит Фазан).

Линейчатые спектры излучают все вещества в атомарном состоянии. Атомы всех веществ излучают свойственные только им наборы волн вполне определенных частот. Как у каждого человека свои личные отпечатки пальцев, так и у атома данного вещества свой, характерный только ему спектр. Линейчатые спектры излучения выглядят как цветные линии, разделенные промежутками.

Полосатые спектры излучаются молекулами. Выглядят полосатые спектры подобно линейчатым, только вместо отдельных линий наблюдаются от­дельные серии линий, воспринимаемые как отдель­ные полосы.

2. Лабораторная работа «Расчет и измерение двух параллельно соединенных проволочных резисторов».

Билет № 25

1. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике.

2. Лабораторная работа «Измерение модуля упругости (модуля Юнга) резины».

1. В 1900 г. немецкий физик Макс Планк выска­зал гипотезу: свет излучается и поглощается отдель­ными порциями — квантами (или фотонами). Энер­гия каждого фотона определяется формулой Е = hν, где h — постоянная Планка, равная 6,63 • 10^-34 Дж • с, ν — частота света. Гипотеза Планка объяснила мно­гие явления: в частности, явление фотоэффекта, от­крытого в 1887 г. немецким ученым Генрихом Гер­цем и изученного экспериментально русским ученым А. Г. Столетовым.

Фотоэффект — это явление испускания элек­тронов веществом под действием света.

В результате исследований были установлены три закона фотоэффекта.

1. Сила тока насыщения прямо пропорцио­нальна интенсивности светового излучения, па­дающего на поверхность тела.

2. Максимальная кинетическая энергия фото­электронов линейно возрастает с частотой света и за­висит от его интенсивности.

3. Если частота света меньше некоторой опре­деленной для данного вещества минимальной часто­ты, то фотоэффект не происходит.

Теорию фотоэффекта создал немецкий ученый А. Эйнштейн в 1905 г. В основе теории Эйнштейна лежит понятие работы выхода электронов из металла и понятие о квантовом излучении света. По теории Эйнштейна фотоэффект имеет следующее объясне­ние: поглощая квант света, электрон приобретает энергию hv. При вылете из металла энергия каждого электрона уменьшается на определенную величину, которую называют работой выхода (А_вых). Работа выхода — это работа, которую необходимо затратить, чтобы удалить электрон из металла. Максимальная энергия электронов после вылета (если нет других потерь) имеет вид: mv²/2 = hv — А_вых, Это уравне­ние носит название уравнения Эйнштейна.

Если hν А_вых то фотоэффект не происходит. Значит, красная граница фотоэффекта равна ν_min = А_вых/h.

Приборы, в основе принципа действия кото­рых лежит явление фотоэффекта, называют фото­элементами. Простейшим таким прибором является вакуумный фотоэлемент. Недостатками такого фото­элемента являются: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению, сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока. Применяется в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в ки­но для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах, в управлении производственными процессами.

2. Лабораторная работа «Измерение модуля упругости (модуля Юнга) резины».

Билет № 26

1. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция. Условия ее осуществления. Термоядерные реакции.

2. Задача на применение закона Джоуля - Ленца.

1. В 1932 г. английский физик Джеймс Чедвик открыл частицы с нулевым электрическим зарядом и единичной массой. Эти частицы назвали нейтрона­ми. Обозначается нейтрон п. После открытия ней­трона физики Д. Д. Иваненко и Вернер Гейзенберг в 1932 г. выдвинули протонно-нейтронную модель атомного ядра. Согласно этой модели ядро атома лю­бого вещества состоит из протонов и нейтронов. (Об­щее название протонов и нейтронов — нуклоны.) Число протонов равно заряду ядра и совпадает с но­мером элемента в таблице Менделеева. Сумма числа протонов и нейтронов равна массовому числу. На­пример, ядро атома кислорода ¹⁶₈O состоит из 8 про­тонов и 16 - 8 = 8 нейтронов. Ядро атома ²³⁵₉₂U со­стоит из 92 протонов и 235 - 92 = 143 нейтронов.

Химические вещества, занимающие одно и то же место в таблице Менделеева, но имеющие разную атомную массу, называются изотопами. Ядра изотопов отличаются числом нейтронов. Например, водо­род имеет три изотопа: протий — ядро состоит из од­ного протона, дейтерий — ядро состоит из одного протона и одного нейтрона, тритий — ядро состоит из одного протона и двух нейтронов.

Если сравнить массы ядер с массами нукло­нов, то окажется, что масса ядра тяжелых элементов больше суммы масс протонов и нейтронов в ядре, а для легких элементов масса ядра меньше суммы масс протонов и нейтронов в ядре. Следовательно, су­ществует разность масс между массой ядра и суммой масс протонов и нейтронов, называемая дефектом массы. М = Μ_я - (M_p + Μ_n).

Так как между массой и энергией существует связь Е = mc², то при делении тяжелых ядер и при синтезе легких ядер должна выделяться энергия, существующая из-за дефекта масс, и эта энергия на­зывается энергией связи атомного ядра. Е_св = Мс².

Выделение этой энергии может происходить при ядерных реакциях.

Ядерная реакция — это процесс изменения заряда ядра и его массы, происходящий при взаимо­действии ядра с другими ядрами или элементарными частицами. При протекании ядерных реакций вы­полняются законы сохранения электрических заря­дов и массовых чисел: сумма зарядов (массовых чи­сел) ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов (массовых чисел) конечных про­дуктов (ядер и частиц) реакции.

Цепная реакция деления — это ядерная ре­акция, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции. Необходи­мым условием для развития цепной реакции деления является требование k 1, где k -— коэффициент размножения нейтронов, т. е. отношение числа ней­тронов в данном поколении к их числу в пре­дыдущем поколении. Способностью к цепной ядер­ной реакции обладает изотоп урана ²³⁵U. При нали­чии определенных критических параметров (крити­ческая масса — 50 кг, шаровая форма радиусом 9 см) три нейтрона, выделившиеся при делении пер­вого ядра попадают в три соседних, ядра и т. д. Про­цесс идет в виде цепной реакции, которая протекает за доли секунды в виде ядерного взрыва. Неуправ­ляемая ядерная реакция применяется в атомных бомбах. Впервые решил задачу об управлении цеп­ной реакцией деления ядер физик Энрико Ферми. Им был изобретен ядерный реактор в 1942 г. У нас в стране реактор был запущен в 1946 г. под руковод­ством И. В. Курчатова.

Термоядерные реакции — это реакции синте­за легких ядер, происходящие при высокой темпера­туре (примерно 10⁷ К и выше). Необходимые условия для синтеза ядер гелия из протонов имеются в нед­рах звезд. На Земле термоядерная реакция осущест­влена только при экспериментальных взрывах, хотя ведутся международные исследования по управлению этой реакцией.

2. Задача на применение закона Джоуля - Ленца. Сколько выделится теплоты в проводнике сопротивлением 2 Ом при силе тока 4 А за 1 минуту? (1920 Дж)

Билет № 27

1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Биологическое действие ионизирующих излучений. Защита от радиации.

2. Задача на применение закона электролиза.

1. Радиоактивность — это испускание ядрами некоторых элементов различных частиц, сопровож­дающееся переходом ядра в другое состояние и изме­нением его параметров. Явление радиоактивности было открыто опытным путем французским ученым Анри Беккерелем в 1896 г. для солей урана. Беккерель заметил, что соли урана засвечивают заверну­тую во много слоев фотобумагу невидимым прони­кающим излучением.

Английский физик Э. Резерфорд исследовал радиоактивное излучение в электрических и магнит­ных полях и открыл три составляющие этого излу­чения, которые были названы α-, β-,γ-излучением. α-распад представляет собой излучение α -частиц (ядер гелия) высоких энергий. При этом масса ядра уменьшается на 4 единицы, а заряд — на 2 единицы (рис. 37).

β-распад — излучение электронов, заряд кото­рых возрастает на единицу, массовое число не изме­няется.

γ-излучение представляет собой испускание возбужденным ядром квантов света высокой частоты. Параметры ядра при γ -излучении не меняются, ядро лишь переходит в состояние с меньшей энергией. Распавшееся ядро тоже радиоактивно, т. е. происхо­дит цепочка последовательных радиоактивных пре­вращений. Процесс распада всех радиоактивных эле­ментов идет до свинца. Свинец — конечный продукт распада.

Приборы, применяемые для регистрации ядерных излучений, называются детекторами ядер­ных излучений. Наиболее широкое применение по­лучили детекторы, обнаруживающие ядерные излу­чения по производимой ими ионизации и возбужде­нию атомов вещества: газоразрядный счетчик Гейге­ра, камера Вильсона, пузырьковая камера. Сущест­вует также метод фотоэмульсий, основывающийся на способности пролетающей частицы создавать в фото­эмульсии скрытое изображение. След пролетевшей частицы виден на фотографии после проявления.

Радиоактивные излучения оказывают сильное биологическое действие на ткани живого организма, заключающееся в ионизации атомов и молекул сре­ды. Возбужденные атомы и ионы обладают сильной химической активностью, поэтому в клетках орга­низма появляются новые химические соединения, чуждые здоровому организму. Под действием иони­зирующей радиации разрушаются сложные молеку­лы и элементы клеточных структур. В человеческом организме нарушается процесс кроветворения, при­водящий к дисбалансу белых и красных кровяных телец. Человек заболевает белокровием, или так на­зываемой лучевой болезнью. Большие дозы облуче­ния приводят к смерти.

2. Задача на применение закона электролиза. При каком токе протекал электролиз, если за 1 час на катоде выделилось 33 г меди? (электрохимический эквивалент меди равен 0,33∙10^-6 кг/кл). (28 А)

Комплект экзаменационных билетов

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
1. Механическое движение. Относительность движения. Система отчета. Материальная точка. Траектория, путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение. 2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Масса и способы её измерения. Взаимодействие тел. Сила. Сложение сил. Второй закон Ньютона. Задача на применение уравнения состояния идеального газа.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость. Лабораторная работа «Измерение мощности лампочки накаливания».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Колебательные движения. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний. Задача на применение первого закона термодинамики.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 5 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Основные положения МКТ, их опытное обоснование. Масса и размеры молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение. Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 6 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки»

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 7 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева -Клапейрона). Изопроцессы . Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 8 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Парообразование и конденсация. Испарение. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха. Лабораторная работа «Выяснение условий равновесия рычага».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 9 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Особенности жидкого состояния вещества. Поверхностное натяжение. Смачивание и капиллярность, их учет в строительстве и на производстве. Лабораторная работа «Измерение показателя преломления стекла».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Кристаллические и аморфные тела. Виды деформации твердых тел. Закон Гука . Учет и использование деформаций на производстве и в технике. Задача на применение закона сохранения импульса.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Внутренняя энергия . Способы ее изменения. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Работа в термодинамике. Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс. Тепловые явления в строительстве. Лабораторная работа «Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение. Роль тепловых двигателей в народном хозяйстве. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. Задача на применение закона Архимеда.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда. Задача на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Электроемкость. Конденсатор. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов. Задача на применение закона сохранения энергии.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Электрически ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Простейшая электрическая цепь. Задача на использование графиков зависимости кинематических величин.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 16 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Задача на расчет энергии и импульса фотона по заданной длине волны.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 17 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца. Задача на определение периода и частоты свободных колебании в колебательном контуре.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 18 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы. Задача на применение графиков изопроцессов.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 19 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 20 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Колебательный контур. Колебания в механических и электрических колебательных системах. Частота и период колебаний. Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 21 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Звук. Скорость звука. Громкость. Высота тона. Тембр. Учет и использование звуковых явлений. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления проводника».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 22 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и их свойства. Принцип радиосвязи и примеры их практического использования. Задача на применение закона Кулона.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 23 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Шкала электромагнитных волн. Применение их на практике. Лабораторная работа «Расчет общего сопротивления двух последовательно соединенных резисторов».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 24 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Опыты Резерфорда по рассеянию α - частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Спектральный анализ. Лабораторная работа «Расчет и измерение двух параллельно соединенных проволочных резисторов».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 25 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта в технике. Лабораторная работа «Измерение модуля упругости (модуля Юнга) резины».

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 26 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция. Условия ее осуществления. Термоядерные реакции. Задача на применение закона Джоуля - Ленца.

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии Протокол № 1 от «29» августа 2016 г. Председатель ________ Иванова Д.В.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 27 ОУД.08 Физика	Утверждено Зам. директора ГБПОУ «ОНТ» __________ Светлышева Г.В. «29» августа 2016г.
Профессия СПО: 15.01.05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Подпись преподавателя______________
Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Биологическое действие ионизирующих излучений. Защита от радиации. Задача на применение закона электролиза.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГБПОУ Самарской области «Отрадненский нефтяной техникум»

Очная форма обучения

ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ ВЕДОМОСТЬ

Семестр № 20___ /20____ учебного года
Форма контроля — экзамен Профессия/специальность ________________________________________________________
Группа					курс			Кол-во студентов по списку______________
Дисциплина
Председатель экзаменационной комиссии___________________________________________ Экзаменующий преподаватель_____________________________________________________ Ассистент______________________________________________________________________ Дата проведения «_____»__________20____г.
	№ п/п	Фамилия, инициалы					Номер зачетной книжки		Номер билета	Экзаменационная оценка		Итоговая оценка			Подпись экзаменатора
										цифрой	прописью
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	13
	14
	15
	16
	17
	18
	19
	20
	21
	22
	23
	24
	25
	26
	27

Оценка	5	4	3	2	н/а	Уровень обученности		Качество обученности		Средний балл
						Норма%	Факт%	Норма%	Факт%
Качество

Председатель экзаменационной комиссии___________________________________________

Экзаменующий преподаватель_____________________________________________________

Ассистент______________________________________________________________________