Самостоятельные работы Физика 10-5

Самостоятельные работы Физика 10 класс (продолжение 4)

Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс

ВАРИАНТ 1

1.Напищите первый закон термодинамики в следующих случаях: 1) теплообмен между телами в калориметре; 2) нагрев воды на спиртовке; 3) нагрев тела при ударе.

2.Одноатомный идеальный газ, первоначально занимающий объем 2 м³, изохорически перевели в состояние, при котором его давление увеличилось на 0,2 МПа. Какое количество теплоты сообщили газу?

3.При изотермическом процессе газу передано 6000 Дж теплоты. Чему равна работа, совершенная газом?

4.При изобарном расширении идеальный одноатомный газ получил 100 Дж теплоты. Какую он при этом совершил работу?

ВАРИАНТ 2

1.Может ли газ нагреться или охладиться без теплообмена с окружающей средой? Как это происходит?

2.При адиабатическом сжатии аргона массой 1 кг совершена работа 10⁵ Дж. Какова будет конечная температура Т₂ газа, если до сжатия аргон находился при температуре 27⁰С?

3.При изобарном сжатии идеального одноатомного газа над ним совершили работу 80 Дж. На сколько при этом уменьшилась его внутренняя энергия?

4.При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам теплоту 800 Дж. Какую работу совершил газ? Какую работу совершили внешние силы?

ВАРИАНТ 3

1.Почему уровень ртути понижается, если термометр поместить в струю воздуха, вытекающего из камеры волейбольного мяча? Влияет ли ветер на показание термометра?

2.Газу передано при изохорическом процессе 60 МДж теплоты. Чему равно изменение его внутренней энергии?

3.В каком случае изменение давления газа будет большим: при адиабатическом или изотермическом уменьшении его объема?

4.Определите изменение внутренней энергии 0,5 моль газа при изобарном нагревании от температуры 27⁰С до 47⁰С, если газу было сообщено количество теплоты 290 Дж.

ВАРИАНТ 4

1.Почему бензин, поступающий в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, испаряется в основном не во время такта всасывания, а во время такта сжатия?

2.При нагревании газа его внутренняя энергия увеличивается на 600 Дж и он совершает работу 200 Дж. Какое количество теплоты сообщили газу?

3.При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж. Как и на сколько изменилась его внутренняя энергия?

4.Как определить, какой из двух непроградуированных термометров показывает большую температуру?

ВАРИАНТ 5

1.При резком сжатии газа в цилиндре поршнем объем газа уменьшился в 2 раза. Почему давление при этом возросло более чем в 2 раза?

2.При передаче газу количества теплоты 17 кДж он совершает работу, равную 50 кДж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Охладился газ или нагрелся?

3.В изотермическом процессе газ получил 200 Дж теплоты. После этого в адиабатическом процессе газ совершил работу в два раза большую, чем в первом процессе. На сколько уменьшилась внутренняя энергия газа в результате этих двух процессов?

4.Почему гаснет свеча в сильной струе воздуха?

ВАРИАНТ 6

1.Воздух массой 2 кг находится в сосуде при температуре 16 ⁰С. Какую работу он совершит при изобарном нагревании до 100 ⁰С?

2.Почему можно говорить, что система обладает внутренней энергией, но нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы?

3.В каком случае работа газа больше: при изотермическом расширении от объема V₁ до объема V₂ или при изобарном расширении от V₁ до V₂?

4.При изобарном расширении гелия газ получил 300 Дж теплоты. Найдите изменение объема газа, если его давление 20 кПа.

Тепловые двигатели. Второй закон термодинамики

ВАРИАНТ 1

1.КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 80%. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника?

2.Тепловая машина работает по циклу Карно и за счет каждой килокалории, полученной от нагревателя, совершает работу 1,7 кДж. Температура холодильника равна 20 ⁰С. Какова температура нагревателя?

3.Станет ли КПД тепловых машин равны 100%, если трение в частях машины свести к нулю?

4.К какому типу двигателей следует отнести огнестрельное оружие?

ВАРИАНТ 2

1.Отличается ли температура пара, выходящего из цилиндра паровой машины, от температуры пара, поступающего в цилиндр?

2.Двигатель работает по циклу Карно. Как изменится КПД теплового двигателя, если при постоянной температуре холодильника 17 ⁰С температуру нагревателя повысить со 127 до 447 ⁰С?

3.Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя 420 ДЖ теплоты. Какую работу совершил газ, если КПД цикла 10%?

4.В каком случае жидкое распыленное топливо в цилиндре двигателя внутреннего сгорания обладает большей внутренней энергией: к концу такта всасывания или к концу такта сжатия?

ВАРИАНТ 3

1.Что является нагревателем и что холодильником в ракетном двигателе?

2.Котел современной тепловой станции работает при температуре 550 ⁰С. Отработанное тепло может отводиться к озеру или реке при температуре около 20 ⁰С. Каков был бы КПД такой станции, если бы она работала по идеальному циклу Карно?

3.Во время каких тактов закрыты оба клапана в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания?

4.Как изменится температура воздуха в комнате, если бытовой холодильник будет работать с открытой дверцей?

ВАРИАНТ 4

1.Возможен ли процесс, при котором вся теплота, заимствованная от некоторого резервуара с постоянной температурой, идет на совершение работы?

2.Почему рабочее тело в тепловой машине должно совершать циклический процесс? Каковы роль нагревателя и холодильника?

3.КПД тепловой машины 50%. Какую работу совершает машина за один цикл, если ⁰холодильнику при этом передается 700 Дж теплоты?

4.Три четверти теплоты, полученной от нагревателя при осуществлении цикла Карно, передается холодильнику. Температура нагревателя 400 К. Найти температуру холодильника.

ВАРИАНТ 5

1.В каком случае КПД цикла Карно повысится больше: при увеличении температуры нагревателя на ∆Т или при уменьшении температуры холодильника на такую же величину?

2.Тепловая машина совершает работу 200 Дж, при этом холодильнику передается 300 Дж энергии. Определите КПД тепловой машины.

3.КПД цикла Карно равен ¼. Во сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя (оставляя неизменной температуру холодильника), чтобы КПД увеличился вдвое?

4.Иногда газ при охлаждении отдает меньшее количество теплоты, чем было затрачено на его нагревание. Не противоречит ли это закону сохранения энергии?

ВАРИАНТ 6

1.Можно ли количество теплоты, которое передается двигателем внутреннего сгорания холодильнику, использовать для теплофикации?

2.Чему равен максимальный КПД тепловой машины, если температура нагревателя 227 ⁰С, а холодильника 27 ⁰С?

3.Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 100 Дж. Температура нагревателя 100 ⁰С, температура холодильника 0 ⁰С. Найдите количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику.

Фазовый переход пар – жидкость. Испарение. Конденсация.

ВАРИАНТ 1

1.Почему в летнюю жару температура поверхностных слоёв воды в открытых водоемах (прудах, реках и озерах) всегда бывает ниже, чем температура окружающего воздуха?

2.Почему огурец всегда на 1 - 2 ⁰С холоднее окружающей среды?

3.Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 10 кг при температуре 100 ⁰С и охлаждении образовавшейся воды до 20 ⁰С?

4.Какое значение имеет для организма человека потовыделение?

ВАРИАНТ 2

1.Для чего разрезают на части картофель, яблоки и другие овощи и фрукты, предназначенные для сушки?

2.Почему в сухом воздухе человек выдерживает температуру, превышающую 100 ⁰С?

3.Какую массу воды, находящейся при температуре 30 ⁰С, можно испарить, затратив энергию 100 Дж?

4.Почему жирный бульон остывает дольше, чем такое же количество воды?

ВАРИАНТ 3

1.Почему в комнате после мытья пола чувствуется прохлада?

2.Что обладает большей внутренней энергией: вода при температуре кипения или пар той же массы при той же температуре?

3.Почему у многих растений пустыни вместо листьев колючки или шипы?

4.Почему в сильную жару собака высовывает язык?

ВАРИАНТ 4

1.Чем объяснить, что при наступлении засухи листья у многих растений скручиваются?

2.Из легких человека и животных вместе с выдыхаемым воздухом всегда выделяются водяные пары. Почему же мы видим это только в холодное время года?

3.Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 2,5 кг, взятого при температуре кипения?

4.Как известно, после дождя цветы начинают пахнуть сильнее. Чем это объясняется?

ВАРИАНТ 5

1.Почему удар молнии часто расщепляет дерево?

2.Обычно при похолодании образование облаков усиливается. Почему же в хорошую погоду облака «тают» к вечеру, хотя в это время становится холоднее?

3.Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75 кг от 20 до 100 ⁰С и последующее образование пара массой 250 г?

4.Почему нам становится холодно в намокшей одежде?

ВАРИАНТ 6

1.Когда лучше срезать листья салата, чтобы они были более сочными: рано утром или же вечером после жаркого дня?

2.В качестве одного из средств борьбы с заболачиваемостью в субтропической зоне применяют посадку специального сорта деревьев – эвкалиптов. Что этим достигается?

3.Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная температура которой была равна 10 ⁰С. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?

4.Почему обычно не бывает росы под густым деревом?

Кипение жидкости. Давление насыщенного пара. Влажность воздуха

ВАРИАНТ 1

1. Как заставить закипеть жидкость, охлаждая сосуд?

2. Относительная влажность воздуха в комнате 44 %, а температура 20⁰ С. Какую температуру показывает влажный термометр психрометра?

3. В кастрюле бурно кипит вода, и в ней варятся макароны. Кипит ли вода в трубках макарон?

4. Всасывающий насос поднимает холодную воду на высоту 10,3 м. На какую высоту он поднимет воду, кипящую при температуре 100 ⁰С, если поршень насоса перемещается очень медленно?

ВАРИАНТ 2

1. Почему для кипения существенно повышение давления насыщенного пара в пузырьках, а не повышение давления имеющегося в них воздуха?

2. При какой температуре воздуха его относительная влажность равно 50 %, если известно, что в состояние насыщения водяные пары, содержащиеся в воздухе, переходят при 7⁰ С?

3. Как будет меняться температура кипения воды, если сосуд с водой опустить в глубокую шахту?

4. Что произойдет, вели космонавт, выйдя из корабля в открытый космос, откроет сосуд с водой?

ВАРИАНТ 3

1. Будет ли кипеть вода в кастрюле, которая плавает в другой кастрюле с кипящей водой?

2. Относительная влажность воздуха в комнате равна 80 %, температура воздуха 15 ⁰С. Каково давление водяного пара?

3. На улице моросит холодный осенний дождь. В комнате развешано выстиранное белье. Высохнет ли белье быстрее, если открыть форточку?

4. В двух одинаковых чайниках, поставленных на одинаковые горелки, кипит вода. У одного из них крышка часто подпрыгивает, а у другого неподвижна. Почему?

ВАРИАНТ 4

1. Почему температура кипения возрастает с увеличением давления?

2. Температура воздуха в комнате 20 ⁰С. Относительная влажность воздуха 60 %. При какой температуре воздуха за окном начнут запотевать оконные стекла?

3. Трубка, один конец которой запаян, наполнена водой и открытым концом опущена в стакан с водой. Вода и в стакане и в трубке постепенно нагревается до 100 ⁰С. Что при этом должно происходить в трубке?

4. Можно ли расплавить свинец в воде?

ВАРИАНТ 5

1. Готовя пищу, пастухи-горцы закрывают котел крышкой, а сверху кладут каши. Зачем?

2. Относительная влажность воздуха вечером при температуре 16 ⁰С равна 55 %. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до 8 ⁰С?

3. Раз прокипяченная вода закипает не так бурно, как сырая. Почему?

4. Чему равна плотность пара в пузырьках, поднимающихся к поверхности воды, кипящей при атмосферном давлении?

ВАРИАНТ 6

1. Сравнить поведение молекул в идеальном газе и в насыщенном паре при сжатии.

2. В комнате при температуре + 20°С измерения влажности показали 40 %. В это время на улице при температуре 0°С влажность оказалась равной 80 %. Если в комнате открыть форточку, то куда пойдут водяные пары: с улицы или из комнаты на улицу?

3. Целесообразно ли запаивать оловом отверстия в дне: а) кастрюли, в которой варят пищу; б) сковороды, служащей для поджаривания пищи?

4. В одном чайнике налита кипяченая вода, в другом - сырая. Как определить, в котором чайнике кипяченая вода?

Поверхностное натяжение. Смачивание, капиллярность

ВАРИАНТ 1

1.Между двумя столбами натянута веревка. Как изменится прогиб веревки, когда она намокнет от дождя?

2.Определите внутренний диаметр капиллярной трубки, если спирт поднялся в ней на высоту 4,6 см. Спирт полностью смачивает стенки трубки.

3.Почему бидон, в котором хранится керосин, часто бывает покрыт снаружи тонким слоем керосина?

4.В каком случае из крана самовара падают более тяжелые капли: когда вода горячая или когда она остыла?

ВАРИАНТ 2

1.Какую жидкость можно налить в стакан выше его краев?

2.Вода в капиллярной трубке поднялась на 27,2 мм. На сколько опустится ртуть в той же трубке? Вода полностью смачивает трубку, а ртуть – полностью не смачивает.

3.Почему волоски кисточки в воде расходятся, а вынутые из воды слипаются?

4.Почему при утрамбовывании разрыхленной земли катками почвенные воды поднимаются выше?

ВАРИАНТ 3

1.Песок значительно тяжелее воды. Почему же ветер поднимает тучи песка в пустыне и образует сравнительно невысокие поднимающиеся брызги на воде?

2.Какую массу имеет капля воды, вытекающая из стеклянной трубки диаметром 10^{-3 м, если считать, что диаметр шейки капли равен диаметру трубки?}

3.Почему из мыльного раствора легко выдуть пузырь, а из воды нельзя?

4.Почему падающая струя воды всегда разрывается на капли? Нельзя ли, устранив возможные сотрясения, неограниченно увеличивать длину струи?

ВАРИАНТ 4

1.Почему на поверхности керосина и многих других горючих жидкостей никогда не бывает пыли?

2.На поверхность воды положили рамку в виде квадрата со стороной 6 см. Какая сила удерживает рамку на воде? Какую силу необходимо приложить, чтобы оторвать рамку от поверхности воды, если масса рамки 5 г?

3.Почему не следует держать рядом на лотке классной доски мел и влажную тряпку?

4.Некоторые насекомые могут свободно бегать по поверхности воды, как по твёрдой поверхности. Почему?

ВАРИАНТ 5

1.Можно ли носить воду в решете?

2.Каков максимальный размер капель воды, которые могут висеть на потолке?

3.Куда девается мыльная плёнка, когда лопнет?

4.Для удаления жирных пятен материю проглаживают горячим утюгом, подложив под неё лист бумаги. Почему жир при этом впитывается в бумагу, а не расходится по материи?

ВАРИАНТ 6

1.Почему новые полотняные ткани после стирки «садятся»?

2.В капиллярной трубке на Земле вода поднялась на 12 мм. На какую высоту поднимется вода в такой же капиллярной трубке на Луне, где ускорение свободного падения в 6 раз меньше?

3.Почему во избежание быстрого высыхания почвы стараются ранней весной вспахать землю и сразу же её забороновать?

4.При смазывании лыжных ботинок их нагревают, чтобы мазь лучше впитывалась. Как нужно нагревать ботинки – снаружи или изнутри?

Кристаллизация и плавление твердых тел. Испарение и конденсация жидкостей

ВАРИАНТ 1

1.Люди научились обрабатывать бронзу раньше, чем железо. Чем это объяснить?

2.Сколько теплоты уходит на приготовление воды из льда, масса которого 10 кг? Лед взят при температуре -20 ⁰С, а температура воды должна быть 15 ⁰С.

3.В алюминиевой кастрюле массой 0,2 кг находится вода объемом 0,5 л и лед массой 200 г при 0 ⁰С. Кастрюлю нагревают на электроплитке мощностью 600 Вт в течение 30 мин. Сколько выкипело воды, если КПД плитки 50%?

4.В калориметре смешиваются три химически не взаимодействующие жидкости массами 1 кг, 10 кг, 5 кг, имеющие соответственно температуры 6 ⁰С, -40 ⁰С, 60 ⁰С. Удельные теплоемкости жидкостей равны соответственно 2 кДж/(кг·К), 4 кДж/(кг·К), 2 кДж/(кг·К). Определите температуру смеси и количество теплоты, необходимое для последующего нагревания смеси до 6 ⁰С.

ВАРИАНТ 2

1.Почему сырые спички не загораются?

2.При изготовлении льда в холодильнике потребовалось 5 мин для того, чтобы охладить воду от 4 ⁰С до 0 ⁰С, и ещё 1 ч 40 мин, чтобы превратить её в лед. Определите удельную теплоту плавления льда.

3.Двухлитровый алюминиевый чайник налили доверху водой при температуре 20 ⁰С и поставили на электроплитку с КПД 30%. Мощность плитки 5 кВт, масса чайника 500 г. Через какое время масса воды в чайнике уменьшится на 200 г?

4.Какая масса воды окажется в смеси, если лед массой 150 г и воду массой 200 г, находящиеся в состоянии теплового равновесия, нагреть до 100 ⁰С путем пропускания пара, имеющего температуру 100 ⁰С?

ВАРИАНТ 3

1.Почему крупные озера редко замерзают от берега до берега, в то время как малые на той же географической широте покрываются сплошным слоем льда?

2.В медный сосуд, нагретый до температуры 350 ⁰С, положили 600 г льда при температуре -10 ⁰С. В результате в сосуде оказалось 550 г льда, смешанного с водой. Определите массу сосуда.

3.В сосуд, содержащий 4,6 кг воды при 20 ⁰С, бросают кусок стали массой 10 кг, нагретый до 500 ⁰С. Вода нагревается до 100 ⁰С, и часть её обращается в пар. Найдите массу образовавшегося пара.

4.Какое количество теплоты потребуется для сушки свежих фруктов массой 10 т, если масса готовой продукции составляет 20% от массы свежих фруктов, начальная температура фруктов 20 ⁰С, а температура в сушилке 80 ⁰С?

ВАРИАНТ 4

1.Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?

2.В литр воды при температуре 20 ⁰С брошен ком снега массой 250 г, частично уже растаявший, т. е. содержащий некоторое количество воды при 0 ⁰С. Температура воды в сосуде при достижении теплового равновесия оказалась равна 5 ⁰С. Определите количество воды в коме снега.

3.Чайник, в который налили воду при температуре 10 ⁰С, поставили на электроплитку. Через 10 мин вода закипела. Через какое время вода полностью выкипит?

4.В электрическом чайнике мощностью 800 Вт можно довести до кипения воду объемом 1,5 л, имевшую начальную температуру 20 ⁰С, за время 20 мин. Найдите КПД чайника.

ВАРИАНТ 5

1.Кварцевая посуда прочна и никогда не лопается. Кварца на земле много. Почему же не делают посуду из кварца?

2.При охлаждении куска льда массой 0,5 кг от температуры 0 ⁰С до -40 ⁰С его внутренняя энергия уменьшается на 42 кДж. Найдите теплоемкость куска льда и удельную теплоемкость льда.

3.Кусок льда при температуре -10 ⁰С положили в электрочайник и стали его нагревать. Спустя время 30 мин из чайника испарилась десятая часть воды. Мощность чайника 1 кВт. КПД плитки 40%. Найдите массу куска льда.

4.В каком отношении следует смешать две массы воды, взятые при температурах 55 ⁰С и 0 ⁰С, чтобы температура смеси стала равной 21 ⁰С?

ВАРИАНТ 6

1.Одну из бутылок с водой положили на лед при температуре 0 ⁰С, вторую – опустили в воду при 0 ⁰С. Замерзнет ли вода в какой-нибудь из них?

2.В воду массой 480 г, имеющую температуру 22 ⁰С, бросили кусок льда с температурой -8 ⁰С. Сколько бросили льда, если температура смеси установилась равно 12 ⁰С?

3.В стеклянный стакан массой 100 г налито 200 г воды. Температура воды и стакана 75 ⁰С. На сколько понизится температура воды при опускании в неё серебряной ложки массой 80 г при температуре 15 ⁰С?

4.В чайник со свистком налили воду массой 1 кг и поставили на электрическую плитку мощностью 900 Вт. Через 7 мин раздался свисток. Сколько воды останется в чайнике после кипения воды в течение 2 мин? Каков КПД плитки? Начальная температура воды 20 ⁰С.

Кристаллические тела. Аморфные тела

ВАРИАНТ 1

1. Древесина анизотропна. Является ли она кристаллическим телом?

2. Почему холодный воск резать труднее, нежели нагретый?

3. Почему в мороз снег скрипит под ногами?

4. В каком случае строение стали будет более мелкозернистым после закалки: когда охлаждение производится в холодной воде или когда - в горячей воде?

ВАРИАНТ 2

1. Возникла ли бы профессия стеклодува, если бы стекло было кристаллическим телом, а не аморфным?

2. Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы?

3. Что произойдет с монокристаллом поваренной соли ( NaCl ), если его опустить в ненасыщенный раствор этой соли? в насыщенный? в пересыщенный?

4. Какая разница в строении крупинки сахарного песка и куска сахара - рафинада?

ВАРИАНТ 3

1. Кубик из оконного стекла и кубик, вырезанный из монокристалла кварца, опущены в горячую воду. Сохранят ли кубики свою форму?

2. Вблизи поверхности кристалла в процессе его роста наблюдаются так называемые концентрационные потоки раствора, поднимающиеся вверх. Объясните явление

3. Каково происхождение узоров на поверхности оцинкованного железа?

4. Почему в таблицах температур плавления различных веществ нет температуры плавления стекла?

ВАРИАНТ 4

1. Металлы и сплавы имеют кристаллическую структуру, однако анизотропность в механических, тепловых и электрических явлениях у них на практике проявляются довольно редко. Объясните, почему.

2. Шар, выточенный из монокристалла, при нагревании может изменить не только свой объем, но и форму. Почему?

3. Что будет с кристаллом, опущенным в ненасыщенный раствор или переохлажденный раствор?

4. При ударе кусок некоторого твердого тела разбивается на части, представляющие собой прямоугольные параллелепипеды или кубики различных размеров. Какое это вещество: кристаллическое или аморфное?

ВАРИАНТ 5

1. Почему кусок слюды легко расслаивается в горизонтальном направлении на тонкие пластинки, а в направлении, перпендикулярном пластинкам, расслаивается гораздо труднее?

2. На рисунке показано как изменяются со временем температуры металла и стекла. Который из графиков относится к металлу?

3. Почему углерод встречается в природе чаще в виде графита, а не алмаза?

4. Как легче строгать доску: вдоль волокон или поперек? Почему?

ВАРИАНТ 6

1. В каком случае строение будет более мелкозернистым - после закалки в воде или в масле?

2. В металлических кристаллах все ионы положительны (отталкиваются). Почему же кристаллы не распадаются?

3. Если тело обладает анизотропией, означает ли это, что оно обязательно является кристаллическим?

4. Как, имея лишь сосуд с горячей водой, определить какой из двух одинаковых по внешнему виду шариков стеклянный, а какой из горного хрусталя?

Механические свойства твердых тел

ВАРИАНТ 1

1. Можно ли подвергнуть деформации сдвига части вашего тела?

2. Медная проволока, площадь поперечного сечения которой 2 мм², разорвалась под действием груза, верящего 440 Н. Каков предел прочности меди?

3. Можно десять тысяч раз уронить железный таз, а фарфоровую вазу уронить нельзя ни разу. Ведь на десять тысяч раз нужно десять тысяч ваз. Почему?

4. Каково механическое напряжение у основания кирпичной стены высотой 20 м? Одинаковой ли должна быть прочность кирпичной кладки в основании стены и в её верхней части? Плотность кирпича 1800 кг/м³.

ВАРИАНТ 2

1. В чем сходство и в чем различие между напряжением в твердом теле и давлением в жидкости?

2. Каково диаметра нужно взять стальной стержень, чтобы при нагрузке 25 кН растягивающее напряжение равнялось 6•10⁷ Па?

3. Какие виды деформаций испытывает стены зданий? Тросы подъемного крана? Рельсы железной дороги? Валы машин? Бумага при разрезании?

4. С помощью пресса, развивающего усилие 1,5 10⁷ Н, сжимают куб из хромоникелевой стали с ребром 15 см. Определите модуль Юнга для этого сорта, если сжатие куба составляет 0,5 мм.

ВАРИАНТ 3

1. Что означает утверждение "Относительное удлинение равно 1/2? равно 1? равно 0,0015? равно 12 10⁶?" Можно ли в жизни встретить такое значение относительного удлинения ?

2. Под действием какой силы, направленной вдоль оси стержня, в нем возникает напряжение 150 МПа? Диаметр стержня 0,4 см.

3. На рисунке схематически изображен процесс волочения, в результате которого из толстой проволоки получается более тонкая. Почему тонкий конец проволоки не отрывается, хотя и испытывает большие напряжения, необходимые для процесса волочения?

4. Какой груз может быть подвешен на стальном тросе диаметром 3 см при запасе её прочности, равным 10, если предел прочности стали 700 МПа?

ВАРИАНТ 4

1. Почему при очень кратковременных воздействиях не возникают пластические деформации?

2. Какие силы надо приложить к концам стальной проволоки длиной 4 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм² для удлинения её на 2 мм?

3. Почему при небрежном обращении с тетрадью уголки листов загибаются и им не удается вернуть прежней формы?

4. Груз весом 12 Н подвесили к проволоке с поперечным сечением 0,2 мм².Что произойдет с проволокой, если она свинцовая? алюминиевая? латунная?

ВАРИАНТ 5

1. Что означает утверждение "Модуль упругости материала равен 7•10¹⁰ Па?

2. Какого поперечного сечения надо взять алюминиевый прут, чтобы подвесить к нему груз массой 200 кг при коэффициенте запаса прочности 5?

3. Предел прочности чугуна на сжатие близок к пределу упругости. Можно ли штамповать чугун? Прокатывать его?

4. Какую наименьшую длину должна иметь свободно подвешенная за один конец стальная проволока, чтобы она разорвалась под действием силы тяжести?

ВАРИАНТ 6

1. Как изменится площадь поперечного сечения стержня при продольном сжатии? При продольном растяжении?

2. Плуг связан с трактором железной тягой, длина которой 1 м и площадь поперечного сечения 10 см². Определите удлинение тяги при пахоте, считая, что сопротивление почвы движению плуга равно 1,6•10⁵ Н.

3. Современной медицине часто требуется материал с необычными свойствами. Такие материалы нужны для создания искусственных органов: клапанов и желудочков сердца, кровеносных сосудов и др. Какими свойствами должны обладать эти материалы?

4. Какой потенциальной энергией обладает пружина, если для её удлинения на 10 см понадобилось усилие 100 Н?

Распространение волн в упругой среде. Периодические волны. Стоячие волны

ВАРИАНТ 1

1.Рыболов заметил, что за время 10 с поплавок совершил 20 колебаний, а расстояние между соседними гребнями волн 1,2 м. Какова скорость распространения волн?

2.Две точки находятся на прямой вдоль которой распространяются волны со скоростью 50 м/с. Период колебаний 0,05 с, расстояние между точками 0,5 м. Найдите разность фаз колебаний в этих точках.

3.На шнуре длиной 3 м, один конец которого привязан к стене, а другой колеблется с частотой 5 Гц, возбуждаются стоячие волны. При этом между источником и стеной образуется 6 узлов. Найти скорость распространения волны в шнуре.

4.В безветренную погоду мальчик, стоящий на берегу озера, бросил камень в воду и заметил, что волна, вызванная камнем, дошла до него спустя 5 с. Расстояние между соседними гребнями волн 0,5 м и за 2 с было 7 всплесков о берег. Как далеко мальчик бросил камень?

ВАРИАНТ 2

1.Расстояние между гребнями волн в море 5 м. При встречном движении катера волна за 1 с ударяет о корпус катера 4 раза, а при попутном – 2 раза. Найдите скорость волны и катера, если известно, что скорость катера больше скорости волны.

2.Найдите длину волны распространяющихся колебаний, если расстояние между первой и пятой пучностями стоячей волны равно 16 см.

3.Определите длину волны, если две точки среды, расположенные на одном луче на расстоянии 0,5 м, совершают колебания с разностью фаз π/8.

4.Человек, стоящий на берегу моря, определил, что расстояние между следующими друг за другом гребнями 12 м. Кроме того, он подсчитал, что за 75 с мимо него прошло 16 волновых гребней. Определить скорость распространения волн.

ВАРИАНТ 3

1.На резиновом жгуте длиной 1,5 м, один конец которого привязан к стене, возбуждают стоячие волны с частотой 3 Гц. При этом на жгуте образуется 4 узла. Найдите скорость распространения волн в жгуте.

2.Волна с частотой 10 Гц распространяется в некоторой среде, причем разность фаз в двух точках, находящихся на расстоянии 1 м одна от другой на одной прямой с источником колебаний π радиан. Найдите скорость распространения волны в этой среде.

3.Упругая волна переходит из среды, в которой её скорость равна υ, в среду, где её скорость в два раза меньше. Что происходит с частотой и длиной волны?

4.По поверхности воды в озере волна распространяется со скоростью 6 м/с. Каковы период и частота колебаний бакена, если длина волны 3 м?

ВАРИАНТ 4

1.На рисунке дана «моментальная фотография» смещения x частиц среды, в которой распространяется вдоль оси r  упругая волна. Указать направление скорости частиц в точках А, В, С для продольной и поперечной волн.

2.Волны распространяются вдоль резинового шнура со скоростью 3 м/с и частотой 2 Гц. Какова разность фаз колебаний двух точек шнура, отстоящих друг от друга на расстоянии 75 см?

3.На озере в безветренную погоду бросили тяжелый якорь. От места бросания пошли волны. Человек, стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до него через 50 с, расстояние между соседними горбами волн 0,5 м, а за 5 с было 20 всплесков о берег. Как далеко от берега находилась лодка?

4.В реку брошен камень. Какой будет образовавшаяся волна: круглой или вытянутой течением?

ВАРИАНТ 5

1.Человек, стоящий на берегу моря, определил, что расстояние между следующими друг за другом гребнями волн равно 8 м. Кроме того, он насчитал 23 волновых гребня за 60 с. Определить скорость распространения волны.

2.Определить разность фаз колебаний двух точек, удаленных от источника колебаний на расстояния 3,5 и 2 м, если период колебаний 0,5 с, а скорость распространения колебаний 6 м/с.

3.На рисунке показаны мгновенное положение и направление частиц среды в стоячей поперечной волне. Начертить положение частиц среды и направление их движения через 0,5 Т и Т (где Т – период колебаний).

4. Скорость волны на «мелкой воде» уменьшается с уменьшением глубины. Прямой фронт такой волны при приближении к берегу, полого уходящему в воду, искривляется вблизи него, повторяя его очертания. Почему?

ВАРИАНТ 6

1.Определите частоту основной моды колебаний и обертонов у бронзовой струны длиной 0,5 м, закрепленной на концах. Скорость звука в бронзе 3500 м/с.

2.В бегущей поперечной волне частица А (см. рисунок) имеет направление скорости, указанное на рисунке. В каком направлении «движется» волна?

3.При землетрясениях в океане возникают протяженные возмущения поверхности – волны цунами. Особенно далеко они распространяются вдоль подводных хребтов, почти не теряя своей разрушительной способности. Объясните это.

4.Какую волну – продольную или поперечную – описывает уравнение y = a cos (ωt – kx)?

Звуковые волны. Высота, тембр, громкость звука

ВАРИАНТ 1

1.Почему в туман звуки слышны на более далеком расстоянии, чем в солнечную погоду?

2.Как изменяется высота тона струны или камертона при повышении температуры?

3. Когда наблюдатель воспринимает по звуку, что самолет находится в зените, он видит его под углом 73⁰ к горизонту. С какой скоростью летит самолет?

4.Почему неполный чайник перед закипанием воды шумит сильнее, чем полный?

ВАРИАНТ 2

1.Почему летучие мыши даже в полной темноте не натыкаются на препятствия?

2.Если мы смотрим издали на марширующих под духовой оркестр солдат, то нам кажется, что они идут не в такт с музыкой. Почему?

3.Самолет летит горизонтально на высоте 4 км над поверхностью Земли со сверхзвуковой скоростью. Звук дошел до наблюдателя через время 10 с после того как над ним пролетел самолет. Определить скорость самолета. Скорость звука 330 м/с.

4.Может ли звук сильного взрыва на Луне быть слышен на Земле?

ВАРИАНТ 3

1.Будет ли слышать звук реактивного двигателя летчик, если самолёт летит со сверхзвуковой скоростью, а двигатель находится позади пилота?

2.Реактиваный самолет пролетел со скоростью в два раза превышающей скорость звука, на высоте 5 км над наблюдателем. На каком расстоянии от наблюдателя был самолет, когда человек услышал звук?

3.Как летучие мыши, обладающие плохим зрением, могут в темноте найти комара или другое летающее насекомое?

4.Если ударить молотком по одному концу длинной металлической трубы, то стоящий у другого конца трубы услышит двойной удар. Почему?

ВАРИАНТ 4

1.Зачем полый корпус скрипки делают фигурным?

2.Какое влияние на слышимость звука оказывают занавеси и мягкая мебель?

3.Мотоциклист, движущийся по прямолинейному участку дороги, увидел, как человек, стоящий у дороги, ударил стержнем по висящему рельсу, а через 2 с услышал звук удара. С какой скоростью двигался мотоциклист, если он проехал мимо человека через 36 с после начала наблюдения?

4.Может ли возникнуть эхо в степи?

ВАРИАНТ 5

1.Почему дверь лишь чуть-чуть приоткрытая в шумный коридор, практически не уменьшает шума?

2.Случайно залетев в окно, летучая мышь часто садится людям на голову. Почему?

3.Когда самолет летит с дозвуковой скоростью, на земле слышен шум его двигателей. Если же пролетает самолет со сверзвуковой скоростью, то сначала слышен громкий хлопок, а затем уже шум двигателей. С чем это связано?

4.Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, фиксирует звук приближающегося поезда на 3 с раньше, чем слышит его в воздухе. На каком расстоянии от наблюдателя находился поезд? Скорость звука в воздухе 343 м/с, в стали 1500 м/с.

ВАРИАНТ 6

1.На скрипке имеется всего четыре струны. Однако с помощью этих немногих струн музыкант получает огромное количество весьма разнообразных звуков. Как это делается?

2.Могут ли космонавты при выходе в открытый космос общаться между собой при помощи звуковой речи?

3.Оперный певец способен разбить большой винный бокал, спев очень громко

определенную ноту в течение нескольких секунд. Почему?

4.Звук выстрела и пуля, вылетающая из винтовки вертикально, одновременно достигают высоты 686 м. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найдите начальную скорость пули.

Электродинамика

Электрический заряд. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда

ВАРИАНТ 1

1 Правильно ли выражение: " При трении создаются заряды"? Почему?

2. Почему заряженный электрон разрядится быстрее, если его шар покрыт пылью?

3. Можно ли на концах стеклянной палочки получить два одновременно существующих разноименных заряда?

4. На тонких шелковых нитях, укрепленных в одной точке, подвешены одинаковые легкие бумажные гильзы, имеющие электрические заряды одинакового знака, но разные по абсолютному значению. Одинаково ли гильзы отклоняются от вертикали, проходящей через точку подвеса?

ВАРИАНТ 2

1. Обычно говорят, что волосы наэлектризованные при их расчесывании, притягиваются к гребенке. А будет ли правильно выражение: "гребенка притягивается волосами"?

2. Проводя опыты с электризацией человека, его ставят на изолированную скамеечку. Объясните почему.

3. Два маленьких шарика с одноименными зарядами подвешены на изолирующих нитях

одинаковой длины L одной точке. Что произойдет с шариками в усл