Реферат: Билеты по физике
Реферат: Билеты по физике
Билет 1
1. 1. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Равномерное движение. Сложение скоростей.
2. 2. Испарение жидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерьте относительную влажность воздуха в классе.
3. 3. «ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ»
1. 1. Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел.
Из всех многообразных форм движения материи этот вид движения является самым простым.
Например: перемещение стрелки часов по циферблату, идут люди, колышутся ветки деревьев, порхают бабочки, летит самолет и т.д.
Определение положения тела в любой момент времени является основной задачей механики.
Движение тела, при котором все точки движутся одинаково, называется поступательным.
· · Материальная точка – это физическое тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, считая, что вся его масса сосредоточенны в одной точке.
· · Траектория – это линия которую описывает материальная точка при своем движении.
· · Путь – это длина траектории движения материальной точки.
· · Перемещение – это направленный отрезок прямой (вектор), соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.
Главное отличие пути то перемещения
Путь
– величина скалярная (на рис. – это расстояние [ММ1], а перемещение
– величина векторная (на рис. – это r )
Путь и перемещение могут совпадать только тогда, когда тело движется равномерно, прямолинейно.
· · Система отсчета – это: тело отсчета, связанная с ним система координат, а также прибор для отсчета времени.
Важная особенность мех. Движения – его относительность.
· · Относительность движения – это зависимость траектории, пути, перемещения и скорости одной и той же материальной точки от выбора системы отсчета.
Например: вы сидите в неподвижном вагоне, а рядом начинает движение другой поезд. Так вот, вам кажется, что движется именно ваш вагон, а не те, что проезжают мимо, но потом мы обнаруживаем, что наш состав стоит на месте.
По своему характеру движение может быть равномерным, когда движущаяся точка в любые равные промежутки времени проходит равные расстояния, и его противоположностью – неравномерным (или переменным).
· · Равномерное прямолинейное движение называют такое происходящее по прямолинейной траектории движения при котором материальная точка за любые равные промежутки времени совершает единичные перемещения.
Т.к. скорость постоянная, то график скорости представляет собой линию, параллельную оси времени.
2. Испарение жидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Измерьте относительную влажность воздуха в классе.
Существуют два способа перехода жидкости в газообразное состояние: испарение и кипение.
Испарение происходит с открытой, свободной поверхности, отделяющей жидкость от газа, например с поверхности открытого сосуда, с поверхности водоема и т.д. Испарение происходит при любой температуре, но для всякой жидкости повышением температуры скорость его увеличивается. Объем, занимаемый данной массой вещества, при испарении возрастает скачком. Следует различать два основных случая. Первый, когда испарение происходит в закрытом сосуде и температура во всех точках одинакова. Так, например, испаряется вода внутри парового котла или чайнике, закрытом крышкой, если температура воды и пара ниже температуры кипения. В этом случае объем образующегося газа ограничен пространством сосуда. Давление пара достигает некоторого предельного значения, при котором он находится в тепловом равновесии с жидкостью; такой пар называется насыщенным, а его давление – упругостью пара. Второй случай, когда пространство над жидкостью незамкнутое; так испаряется вода с поверхности пруда. Здесь равновесие не достигается практически никогда и пар является ненасыщенным, а скорость испарения зависит от многих факторов. Мерой скорости испарения является количество вещества, улетающего в единицу времени с единицы свободной поверхности жидкости. Если жидкость и пар находятся в равновесии, то скорость испарения равна нулю. Точнее, оно все же происходит, но с той же скоростью идет в обратном процесс – конденсация (переход вещества из газообразного состояния в жидкое).
Теплота испарения – количества тепла, необходимое сообщить жидкости, находящегося при данной температуре и фиксированном давлении, чтобы перевести ее в пар при этих же температуре и давления.
Иногда испарение называют также сублимацию, или возгонку, т.е. переход твердого вещества в газообразное состояние, минуя жидкую стадию. Теплота сублимации больше теплоты испарения приблизительно на теплоту плавления.
Перегонка – это процесс разделения многокомпонентных жидких смесей путем частичного испарения и последующей конденсации паров.
Вследствие всевозможных испарении содержится огромное количество водяных паров. Величину, измеряемую количеством водяного пара (в граммах), содержащегося в 1 м3 воздуха. Называют абсолютной влажностью воздуха. (парциальное давление измеряется в мм рт. ст.). Абсолютной влажностью воздуха принято называть парциальное давление водяного пар, содержащегося в нем при температуре, измеренной в мм рт. ст. Для суждения о степени влажности воздуха важно знать, близок или далек водяной пар, находящийся в нем, от состояния насыщенности.. С этой целью вводят понятие относительной влажности. О.в. – величина, измеряемая отношением абс. Влажности к количеству пара, необходимого для насыщения 1 м3 воздуха при той же температуре.
Билет 10
1. 1. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ газа. Использование свойств газов в технике.
2. 2. Магнитные свойства вещества. Ферромагнетики и их применение.
3. 3. (задача на применение формул механической работы)
1. 1. Основные положения Молекулярно кинетической теории позволяют объяснить целый ряд физических явлений и свойств тел тем точнее и подробнее, чем ближе построенная модель действительному корпускулярного строению тел. Максимальное совпадение получается в случае использования простейших системы – разряженных газов. Хорошей моделью разряженного газа является идеальный газ, который наделяют следующими свойствами:
1. 1. Размеры молекул малы по сравнению с расстояниями между ними.
2. 2. Молекулы взаимодействуют друг с другом и со стенками сосуда только в момент соударения.
3. 3. Все соударения абсолютно упруги.
4. 4. Рассматриваются любые газы, в которых число молекул очень велико.
5. 5. Молекулы распределены по всему объему равномерно.
6. 6. Молекулы движутся хаотично.
7. 7. Скорости молекул могут принимать любые значения.
8. 8. К движению отдельной молекулы применимы законы классической механики.
Положение 1 и 2 следуют из сведений о размерах и взаимодействиях молекул.
Положение 3 опирается на свойства броуновского движения, самой удивительной чертой которого является его постоянство, свидетельствующее об абсолютно упругом соударении молекул.
Положение 4 можно пояснить примером: в миллионной доле 1 мм^3 комнатного воздуха содержится 2,7 * 10^10 молекул.
Положения 5 и 6 имеют свое опытное обоснование в одинаковом давлении газа в разных местах сосуда, в котором он находится, закон Паскаля и броуновском движении. А вот справедливость постулатов 7и 8, а также границы их применения может подтвердить только контрольный эксперимент. С точки зрения современной физики скорости тел не могут быть сколь угодно большими (предельной скоростью является скорость света в вакууме 3*10^8 м/с). Однако модно предположить, что молекул с очень большими и очень маленькими скоростями в газе относительно немного.
Внутренняя энергия идеального газа. Если потенциальная энергия взаимодействия молекул равна 0, внутренняя энергия идеального газа равна сумме кинетических энергий хаотического теплового движения вех молекул: U=N*E=v*Na*3/2 kT=3m/2M RT.
Внутренняя энергия идеального газа прямопропорционально его абсолютной температуре. Следовательно, при изменении температура идеального газа изменяется его внутренняя энергия; если температура остается постоянной, то внутренняя энергия идеального газа не изменяется. Используя уравнение состояния идеального газа можно получить одно выражение для вычисления внутренней энергии идеального одноатомного газа: p V = m/MRT => U=3/2 pV. Таким образом, внутренняя энергия идеального прямо пропорциональна произведению давления р на объем V, занимаемый газом.
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клайперона). Состояние идеально газа характеризует три макроскопические величины: р- давление, V – объем, Т – температура.
Р=n k T n =N/V N =v* N a тогда p=nkT=v*Na/V * kT , R=8,31
PV= m /MRT.
2. 2. Магнитные свойства вещества. Ферромагнетики и их применение.
Во всех телах, помещенных в магнитное поле, возникает магнитный момент. Это явление называется намагничиванием. Количественной характеристикой магнитных свойств вещества является магнитной проницаемостью, которая численно равна отношению вектора магнитной индукции в данной определенной среде к вектору магнитной индукции в той же точке пространства в вакууму: m= вектор B/векторB0. В зависимости от значения магнитной проницаемости, вещества можно разделить на ферромагнетики m>>1 – железо, кобальт, никель.
Парамагнетики – чуть больше 1, платина, жидкий кислород.
Диамагнетики M чуть меньше 1, висмут.
Ферромагнетизм объясняется магнитными свойствами электронов. Электрон эквивалентен круговому току или вращающемуся заряженному телу и поэтому обладает собственным магнитным полем. С увеличением магнитной индукции внешнего поля возрастает степень упорядоченности ориентации отдельных доменов - магнитная индукция возрастает. При некотором значении индукции внешнего поля наступает полное упорядочение ориентации доменов, и возрастание магнитной индукции прекращается. Это явление называется магнитным насыщением. При вынесении ферромагнитного образца из внешнего магнитного поля значительная часть доменов сохраняет упорядоченную ориентацию – образец становится постоянным магнитом. Ферромагнитные материалы, способные усиливать магнитные поля в десятки раз, широко применяются в современной технике. Стальной сердечник является одной из основных деталей в современной технике. Стальной сердечник является одной из основных деталей электрогенератора и электродвигателя, электромагнита и трансформатора. Тонкий слой ферромагнитного порошка на гибкой пленке используется для магнитной записи и воспроизведения звука.
Билет 11
1. 1. Агрегатные состояния вещества. Их объяснение на основе МКТ. Фазовые переходы вещества.
2. 2. Звуковые волны. Скорость звука. Громкость и высота звука. Эхо. Ультразвук и его использование.
3. 3. (Задача на соединение проводников)
Звук – часть упругих волн, воспринимаемых нашими ушами. Высота является частотой звука. В зависимости от условий одно и тоже вещество может находиться в различных состояниях: в твердом, жидком или газообразном. Эти состояния называются агрегатными. Молекулы одного и того же вещества в твердом, жидком или газообразном состоянии одни и тоже, ничем не отличаются друг от друга, меняется только их взаимное расположение. Изменение внутренней энергии может приводить к изменению агрегатного состояния. Переход вещества при определенной температуре из твердого состояния в жидкое называется плавлением. Из жидкого в твердое – отвердевание или кристаллизация. Из жидкого в газообразное – испарение. Обратно – конденсация.
2. 2. Звуковые волны. Скорость звука. Громкость и высота звука. Эхо. Ультразвук и его использование.
Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканьем часов и гулом моторов, шелестом листов и завыванием ветра, пением птиц и голосами людей. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют, люди начали догадываться очень давно. Достигая уха, звук воздействует на барабанные перепонки и вызывает ощущение звука. На слух человек воспринимает упругие волны , имеющие частоту в переделах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц – одно колебание в секунду). Вот почему упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В воздухе при температуре 0 и нормальном атмосферном давлении звук распространяется со скоростью 330 м/с, а в морской воде – около 1500 м/с, а в некоторых металлах его скорость достигает 700 м/с. Упругие волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуком, а с частотой превышающей 20 кГц – ультразвуком. Звук может распространяться в виде продольных и поперечных волн. В газообразном состоянии возникают только продольные волны, когда колебательное движение частиц происходит лишь в том направлении, в котором распространяется волна. В твердых тела помимо продольных возникает и поперечные, когда частицы среды колеблются в направлении, перпендикулярных направлению волны. Звуковые волны несут с собой энергию, которую сообщают им источник звука. Величину кинетической энергии, протекающей за оду секунду через квадратный сантиметр поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны, вычислил Николай Алексеевич Наумов. Эту величину назвали потоком энергии. Она выражает меру интенсивности, или, как еще говорят, силы звука. Всякий реальный звук – это непросто гармоническое колебание, а своеобразная смесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот.
Музыкальный звук характеризуется тремя качествами: высотой (определяюще2йся чистом колебаний в секунду – частотой), громкостью (зависящей от интенсивности колебаний) и тембром – окраской звука (зависящей от формы колебаний).
Из –за конечной скорости звука появляется эхо. Чтобы его услышать, можно произнести громкий звук перед крупным зданием, отстоящим от вас на 20 –30 метров. Распространяющаяся звуковая волна, встретив на своем пути большую преграду – стену здания, отражается от нее. Когда отраженная волна достигает нашего уха, мы слышим отголосок или эхо. Эхо – это звуковая волна, отраженная какой – либо преградой и возвратившаяся в то место, откуда она начала распространяться. Легко понять, что мы слышим эхо через такой промежуток времени. В течении которого звуковая волна проходит путь до преграды и обратно, те проходит двойное расстояние между источником звука и преградой. S=V*t/2. Излучая короткие импульсы волн и улавливая их эхо, измеряют время движения волны от преграды и обратно, а потом определит расстояние до преграды. В этом суть эхолокации.
Билет 12
1. 1. Электризация тел. Электрический заряд, его дискретность. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона.
2. 2. Волны. Поперечные и продольные волны. Длина волны, ее связь со скоростью распространения и частотой (периодом) колебаний.
3. 3. (Задача на постулаты Бора)
Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая электромагнитное взаимодействие. Тело заряжено отрицательно, если на нем избыток электронов, положительно – дефицит. Закон сохранения зарядов – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется.
Закон Кулона: два заряда взаимодействуют друг с другом с силой прямопропорционально произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними F=kq1*q2/r^2 ,где k=9*10^9 Нм2/Кл^2. Сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряженные тела. Она является силой отталкивания при одинаковых знаков зарядов, или притяжение при разных знаков. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов – электростатическое или кулоновское. Соответственно поле – электростатическим. K=9*10^9 или k=1/4ПЕ0 =>Е0=1/4Пк = 8,85 *10^-12. Один кулон это заряд проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока в 1А. Электризация – это процесс индуцирования зарядов в теле (разделение зарядов на полож. и отрицательные). Электрический заряд может делится и наименьшая порция отрицательного заряда – электрон Еще меньшей отрицательной частицей являются кварки, составляющие 1/3, 2/3 от заряда электрона.. Заряд электрона обозначается буквой е. Он отрицателен и равен –1,6*10^-19. Заряд без частицы не существует, а частица без заряда может существовать. Перенос зарядов – это переход электронов с одного тела на другое.
