Задачи с решениями и лабораторные работы

Текст:

Задачи с решениями и лабораторные работы

к билетам по физике (XI класс)

Билет 1

Задача на применение законов сохранения массового числа и электрического заряда.

Определить, какая частица участвует в осуществлении ядерной реакции

Решение:

Используем закон сохранения заряда и закон сохранения массового числа:

Ответ: гелий.

Билет 2

Лабораторная работа. «Измерение показателя преломления стекла».

Цель работы: научиться измерять показать преломления стекла.

Необходимое оборудование: стеклянная призма, источник света (лазерная указка), экран (лист бумаги), транспортир, линейка, карандаш.

Билет 3

Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.

Колебательный контур радиоприемника состоит из катушки индуктивностью L = 0,003 Гн и конденсатора емкостью С = 13,4 пФ. Определите период колебаний в контуре и частоту, на которую настроен контур.

Дано	СИ	Решение
L = 0,003 Гн С = 13,4 пФ	13,4^.10^-9Ф	Используем формулу Томсона:
Т-? ν-?
Ответ: Т = 3,98^.10^-5 с; ν= 25,1 кГц.

Билет 4

Задача на применение первого закона термодинамики.

Какое количество теплоты нужно передать идеальному газу в цилиндре под поршнем для того, чтобы внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж, и при этом газ совершил работу 200 Дж.

Дано	СИ	Решение
ΔU = 100 Дж А = 200 Дж		Используем первый закон термодинамики: Q= ΔU + А = 100 Дж + 200 Дж = 300 Дж
Q -?
Ответ: Q = 300 Дж.

Билет 5

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

Цель работы: рассчитать и проверить на практике сопротивление двух параллельно соединенных резисторов

Необходимое оборудование: амперметр, вольтметр, источник тока, соединительные провода, ключ, реостат, два проволочных резистора.

Билет 6

Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.

Между горизонтальными пластинами заряженного конденсатора, напряженность электрического поля внутри которого 49 Н/Кл, находится в равновесии пылинка, имеющая заряд 2^.10^-8 Кл. Какова ее масса?

Дано	СИ	Решение
Е = 49 Н/Кл q = 2^.10^-8 Кл g = 9.8 м/с²		На пылинку действуют две силы: сила тяжести и сила со стороны электрического поля:
m - ?
Ответ: m = 10^-7 кг.

Билет 7

Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или формулы для расчета силы Лоренца).

На прямолинейный участок проводника с током длиной 2 см, находящийся между полюсами магнита действует сила 10^-3 Н при силе тока в проводнике 5 А. Определить магнитную индукцию, если вектор индукции перпендикулярен проводнику.

Дано

СИ

Решение

L = 2 см

F_A = 10^-3 Н

I = 5 A

α = 90⁰

0.02 М

F_A = I^.B^.l^.sin α

B=	F_A	=	10^-3 Н	=10^-2 Тл
	I^.l^.sin α		5 A ^.2^.10^-2 М

В - ?

Ответ: В = 10^-2 Тл.

Билет 8

Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

Найти максимальную скорость электронов, освобождаемых при фотоэффекте светом с длиной волны 4.10^-7 м с поверхности материала, у которого работа выхода равна 1,9 эВ (h=6,62^.10^-34 Дж^.с)

Дано	СИ	Решение
λ = 4^.10^-7 м m_ē= 9,1^.10^-31 кг А = 1,9 Эв h=6.62^.10^-34 Дж^.с	3,04^.10^-19Дж
V_max - ?
Ответ: V_max = 6,5 ^. 10⁵ м/c.

Билет 9

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

Цель работы: измерить длину световой волны с использованием дифракционной решетки.

Необходимое оборудование: источник света (лазерная указка), источник тока, соединительные провода, ключ, дифракционная решетка, линейка, штатив с лапкой, экран.

Билет 10

Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.

Угол падения луча на поверхность подсолнечного масла 60⁰, а угол преломления 36⁰. Найти показатель преломления масла, если среда, из которой падает луч – воздух.

Дано

СИ

Решение

α = 60⁰

β = 36⁰

n₁ = 1

используем закон преломления и понятие абсолютного показателя преломления:

sin α	= n n=	n₂
sin β	= n n=	n₁

Можно утверждать, что:

sin α	=	n₂
sin β	=	n₁

n₂=	n₁^.sin α	=	1^. sin60⁰	=1,47
	sin β		Sin36⁰

n₂ -?

Ответ: n₂ = 1,47.

Билет 11

Задача на применение закона электромагнитной индукции.

Магнитный поток через замкнутый проводник сопротивлением 0,5 Ом равномерно увеличился с 2^.10^-4 Вб до 10^.10^-4 Вб. Какой заряд прошел через поперечное сечение проводника?

Дано

СИ

Решение

R = 0.5 Ом

Ф₁ = 2^.10^-4 Вб

Ф₂ = 10^.10^-4 Вб

Применяем закон электромагнитной индукции и определением тока:

I=	q	E_i= -	ΔФ
	Δt		Δt

q=I^.Δt=	E_i^.Δt	=	ΔФ^.Δt
	R		Δt^.R

I=	E_i
	R

q=	ΔФ	где ΔФ = Ф₂- Ф₁
	R

q=	Ф₂- Ф₁	=	10^.10^-4 Вб - 2^.10^-4 Вб	= 1,6^.10^-3 Кл
	R		0.5 Ом

q - ?

Ответ: q = 1,6^.10^-3 Кл.

Билет 12

Задача на применение закона сохранения энергии.

Мяч уронили с балкона. На высоте 2,2 м от поверхности земли мяч имел скорость 10 м/с. С какой скоростью будет двигаться мяч у поверхности земли? Сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения принять равным 10 м/с.

Дано	СИ	Решение
h₁ = 2,2 м h₂ = 0 м v₁ = м/с g = 10 м/с²
V₂ - ?
Ответ: V₂= 10,95 м/с.

Билет 13

Задача на применение уравнения состояния идеального газа.

Какой объем занимает 2 моля идеального газа при условиях, соответствующих условиям фотосферы Солнца? Температура фотосферы 6000 К, давление 1,25^.10²Па.

Дано	СИ	Решение
ν = 2 моля T = 6000 К P = 1,25^.10²Па R = 8,31
V - ?
Ответ: V= 8^.10²м.

Билет 14

Лабораторная работа. «Измерение массы тела».

Цель работы: научиться измерять массу тела.

Необходимое оборудование: рычажные весы, набор гирь, исследуемое тело.

Билет 15

Лабораторная работа. «Измерение влажности воздуха».

Цель работы: измерить влажность воздуха в классной комнате.

Необходимое оборудование: сухой и влажный термометры, психрометрическая таблица.

Билет 16

Задача на применение графиков изопроцессов.

По графику процесса, осуществленным идеальным газом, постройте графики этого процесса в координатных осях PT, VT. Температура газа в начальном состоянии была равна 250 К.

Билет 17

Задача на определение работы газа с помощью графика зависимости давления газа от его объема.

Газ переводится из состояния 1 в состояние 2. Рассчитать работу, совершенную газом по рисунку.

1-2 – изобарный процесс при

давлении 10⁴ Па

A = p^.ΔV

ΔV = V₂ – V₁

A = p^.(V₂ – V₁)=

= 10^.10⁴Па.(10м – 2м) = 8^.10⁵ Дж

Ответ: A = 8^.10⁵ Дж

Билет 18

Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена проволока.

Стальная проволока, площадь сечения которой 1 мм², длина 1 м, при нагрузке в 200 Н удлинилась на 1 мм. Определите модуль упругости стали.

Дано

СИ

Решение

s = 1 мм²

l₀ = 1 м

Δl = 1 мм

F = 200 Н

10^-6 м2

0,001 м

Воспользуемся формулой для модуля упругости:

Е=	F^.l₀	=	200Н^.1м	=
	s^.Δl		10^-6 м2.0,001 м

= 2^.10¹¹ Па

E - ?

Ответ: E= 2^.10¹¹ Па.

Билет 19

Задача на применение закона Джоуля—Ленца.

Какое количество теплоты выделит кипятильник по которому проходит ток величиной 3А за 15 минут работы? Сопротивление нагревателя кипятильника 200 Ом.

Дано	СИ	Решение
I= 3 А R= 200 Ом t= 15 мин.	900 с	Используем закон Джоуля-Ленца: Q=I²Rt=(3 А)^2.200 Ом ^.900с=1620000 Дж= 1,62 МДж
Q -?
Ответ: Q = 1,62 МДж.

Билет 20

Лабораторная работа. «Измерение мощности лампочки накаливания».

Цель работы: измерить мощность лампочки накаливания.

Необходимое оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, лампочка, соединительные провода.

Билет 21

Задача на применение закона Кулона.

Определить силу, с которой притягиваются два облака, имеющих разноименные заряды величиной 20 Кл, если расстояние между ними 10 км?

Дано	СИ	Решение
r=10 км	10⁴м	Используем закон кулона:
F -?
Ответ: F = 3,6.10⁴ Н.

Билет 22

Лабораторная работа. «Измерение удельного сопротивления материала, из которого сделан проводник».

Цель работы: измерить удельное сопротивление материала проводника.

Необходимое оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, реохорд, соединительные провода.

Билет 23

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

Цель работы: измерить ЭДС и внутреннее сопротивления источника тока с использованием амперметра и вольтметра.

Необходимое оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, соединительные провода.

Билет 24

Задача на применение закона сохранения импульса.

Тепловоз массой 130 т приближается со скоростью 2 м/с к неподвижному составу массой 1170 т. С какой скоростью будет двигаться состав после сцепки с тепловозом?

Дано	СИ	Решение
m₁ = 130 т m₂ = 1170 т v₁ = 2 м/с v₂ = 0 м/с	130^.10³ кг 1170^.10³ кг	Используем закон сохранения импульса:
v -?
Ответ: v = 0,2 м/с.

Билет 25

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

Цель работы: рассчитать общее сопротивление двух последовательно соединенных резисторов.

Билет 26

Лабораторная работа. «Оценка массы воздуха в классной комнате при помощи необходимых измерений и расчетов».

Цель работы: рассчитать массу воздуха, находящегося в классной комнате.

Необходимое оборудование: измерительный метр, барометр.