Ответы на билеты по физике

 

Билет 1

1.ФИЗИКА – наука, занимающаяся изучением простейших и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира. Физика – всеобъемлющая наука. Никакой процесс природы не находится вне физики.

Физический опыт или эксперимент – это такое исследование явления (чаще всего проведенного в лаборатории), в котором все воздействия на исследуемую систему, влияющие на данное явление, поддаются учету. Чаще всего эксперимент сопровождается измерением тех или иных физических величин, установлением связи между этими величинами.

Гипотеза-Не доказанный, но неоспоримый факт, если гипотеза будет доказана -  это будет уже теория.

Эксперимент – средство проверки гипотез и обнаружения новых фактов.

 

2.Электроемкостью (емкостью) C уединенного изолированного проводника называется физическая величина, равная отношению изменения заряда проводника q к изменению его потенциала  

С = ;

Конденсатором называют систему двух разноименно заряженных проводников, разделенных диэлектриком (например, воздухом).
Свойство конденсаторов накапливать и сохранять электрические заряды и связанное с ними электрическое поле; характеризуется величиной, называемой электроемкостью конденсатора. Электроемкость конденсатора равна отношению заряда одной из пластин Q к напряжению между ними U:C = Q/U.

Плоский конденсатор С =;  ε₀ = 8,85*10^-12  Ф/м

 

 S - площадь пластины;
d - расстояние между пластинами.

 

Электроемкость	С	ε0 = 8,85*10-12  Ф/м	Ф
Энергия электрического поля	W	W ===	Дж

 

Задача

По закону сохранения импульса-В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Билет 2

1. Физика – наука опытная. Процесс познания в физике начинается либо с наблюдения явления в естественных условиях, либо со специально проведенных опытов – экспериментов.

Физический опыт или эксперимент – это такое исследование явления (чаще всего воспроизведенного в лаборатории), в котором все воздействия на исследуемую систему, влияющие на данное явление, поддаются учету.

Теоретическая и экспериментальная физика тесно связаны между собой. Экспериментальная физика дает информацию об изучаемом явлении, теоретики эту информацию анализируют и создают теорию этого явления. Справедливость теории проверяется экспериментально.

Физический закон есть постоянно действующая при данных условиях связь между явлениями или физическими величинами, характеризующими эти явления. Физический закон обычно имеет строгую формулировку, часто выражается аналитически в виде соотношения между физическими величинами. Каждый физический закон имеет определенную область применения.

Гипотеза – предварительное научное предположение о механизме и взаимосвязи (законах) явлений. Гипотеза требует экспериментальной проверки и доказательства. При построении гипотезы велика роль мышления и интуиции ученого. Если гипотеза прошла проверку, она становится теорией.

Теория – система научных положений и законов, которая дает качественное и количественное объяснение целой области явлений природы с единой точки зрения. В современной физике такими теориями являются классическая механика, молекулярно-кинетическая теория, общая и специальная теории относительности.

2.Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение частиц

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. При этом общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого из проводников.

При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов.

Закон ома- сила тока в электрической цепи будет прямо пропорциональна напряжению приложенному к этой цепи, и обратно пропорциональна сумме внутреннего сопротивления источника электропитания и общему сопротивлению всей цепи.

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Билет 3

 

 

1.Механическое движение.

 Механическим движением тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. 

Прямолинейное равноускоренное движение (ПРУД) – самый простой вид неравномерного движения, при котором тело движется вдоль прямой линии, а его скорость за любые равные промежутки времени меняется одинаково.( Скорость прямолинейного равноускоренного движения: vx=v0x+axt, где v0x – проекция начальной скорости, ax – проекция ускорения, t – время.)

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ В обычных условиях газ - это диэлектрик, т.е. он состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей эл.тока. Газ-проводник - это ионизированный газ. Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью.

Несамостоятельным газовым разрядом называется такой разряд, который, возникнув при наличии электрического поля, может существовать только под действием внешнего ионизатора. 

Несамостоятельный разряд — разряд, протекающий за счёт внешнего ионизатора.Самостоятельный разряд — разряд, который будет продолжать гореть и после отключения внешнего ионизатора.

Задача

     

Найти v                                                                                                           Ответ:V = 4 моль

 

 

 

 

 

 

 

 

Билет 4

1Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью Криволинейное движение – движение, траекторией которого является кривая линия. Векторскорости в любой точке направлен по касательной к траектории. Любой участок криволинейного движенияприближённо можно представить в виде дугиокружности.

Частота колебаний (ν) - число колебаний за единицу времени.
Период колебаний (Т) - время одного полного колебания.

Центростремительное ускорение — ускорение, характеризующее быстроту изменения направления линейной скорости при движении точки по окружности.
2.Электрический Ток в Растворах и Расплавах Электролитов Растворы солей, кислот и оснований называются электролитами. ... Отсюда следует, что носителями тока в этих проводниках являются ионы. Электрической диссоциацией называется расщепление в воде солей, кислот и щелочей на положительные и отрицательные ионы

Закон Фарадея- Для любого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятой со знаком минус. или другими словами: Генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока

Технические применения электролиза Электролиз нашел широкое применение в технике, например в металлургии, химической промышленности

Электролиз-физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор, либо расплав электролита.

Задача

уравнение менделеева-клайперона

pv=nRT

T=pV/nR

2,5МПа=2,5*10^6Па

T= 25*10^6 Па*0,00166м^3/2,5моль* 8,31ДЖ*К\моль=200К(если округлить)

Билет 5

1.Первый закон Ньютона. Если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, то данное тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией.

Инерциа́льная систе́ма отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой справедлив первый закон Ньютона (закон инерции): все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся прямолинейно и равномерно или покоятся.

2. Электрический ток в полупроводниках-

Полупроводники — это вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры, наличием примесей, изменением 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 электронный 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 электронов от атомов к положительным ионам происходит процесс хаотического перемещения в кристалле места с недостающим электроном — «дырки». Внешне этот процесс хаотического перемещения воспринимается как перемещение положительного заряда. При помещении кристалла в электрическое поле возникает упорядоченное движение «дырок» — дырочный ток 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 донорные и акцепторные. Донорная примесь — это примесь с большей валентностью. При добавлении донорной примеси в полупроводнике образуются липшие электроны. Проводимость станет электронной, а полупроводник называют полупроводником n-типа. Например, для кремния с валентностью n — 4 донорной примесью является мышьяк с валентностью n = 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 р-типа. Например, для кремния акцепторной примесью является индий с валентностью п = 3. Каждый атом индия приведет к образованию лишней «дырки».

 

 

 

 

 

Билет 6

1.

Инертность – свойство тела сохранять свою скорость при отсутствии внешних воздействий.

Мера инертности – масса тела. (Чем больше масса тела, тем труднее изменить его скорость).

 Сила – количественная мера взаимодействия тел.

F=[Н]

Второй закон Ньютона:

 Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемой этой силой ускорение.

2.

Магнитное поле – особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами

Силовая характеристика является вектор магнитной индукции – В (Тл) тесла

Магнитное поле можно изобразить графически с помощью магнитных линий.

 Магнитные линии магнитного поля тока – это линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок.

Это замкнутые кривые, охватывающие проводник.

Поля замкнутыми векторными линиями называют вихревыми. Магнитное поле – вихревое

Сила, действующая в магнитном поле на движущуюся заряженную частицу, называется силой Лоренцой -F_Л

Изменение магнитного потока ведет возникновению вихревого электрического поля и в цепи появляется ЭДС индукции.

Это явление называется самоиндукцией.

Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в электрической цепи в результате изменения силы тока.

Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.

 L- индуктивность (Гн) генри

Энергия магнитного поля катушки –

 W_м= [Дж]

Билет 7

1. Третий закон Ньютона- Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Силы, возникающие при взаимодействии тел, всегда имеют одинаковую природу. Они приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга.

 За единицу силы в СИ принята такая сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с2. Эту единицу силы обозначают 1 Н и называют ньютоном:

1Н=1кг·1м/с2=1кг·м·с-2.

F₁₂=-F₂₁. Равенство выражает третий закон Ньютона: тела взаимодействуют друг с другом силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Приведем примеры, иллюстрирующие третий закон Ньютона. Возьмем в руки два одинаковых динамометра, сцепим их крюками и будем тянуть в разные стороны (рис. ). Оба динамометра покажут одинаковые по модулю силы натяжения, т. е. F1=-F2

2. 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. 35). Объяснение этого явления было дано Максвеллом. Любое переменное магнитное поле всегда порождает переменное электрическое поле.

Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в 1831 г

Самоиндукцией называется явление возникновение индукционного тока в цепи при резком изменении основного тока в цепи

Л₁- лампочка загорается мгновенно

Л₂ – лампочка запаздывает (загорается и гаснет не мгновенно)

Правило Ленца для явления самоиндукции: Направление индукционного тока в цепи направлено в противоположную сторону изменения основного тока в цепи. Например, если при замыкании цепи ток возрастает от 0 до максимума, индукционный ток этому препятствует, если цепь размыкается и основной ток падает от максимума до 0, то индукционный ток препятствует резкому падению.

   где L- коэффициент пропорциональности, n – количество витков катушки, I – сила тока, t- время протекания тока.

 

 

 

 

 

Билет 8

1.Импульсом теланазывается величина, равная произведению массы тела на его скорость: p=m*v , Р – импульс тела

Импульс – это векторная величина. Направление вектора импульса тела всегда совпадает с направлением вектора скорости движения

Закон сохранения импульса:

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему,

не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействия этих тел.

(p_1' ) +(p_2' ) = (p_1 ) + (p_2 ),

Замкнутая система – это система тел, которые взаимодействуют только друг с другом

Применение закона сохранения импульса:

В природе: Осьминоги вбирают в себя воду и затем резко выбрасывают её, получая при этом импульс, направленный в противоположную сторону. Управляя струёй, осьминог может двигаться в нужном направлении.

В технике: Движение ракет

2. 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 - электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания

L – индуктивность катушки (Гн), С – емкость конденсатора (Ф)

Свободные электромагнитные колебания возникают в электромагнитной системе после выведения ее из состояния равновесия, например, сообщением конденсатору заряда или изменением тока в участке цепи. Это затухающие колебания, так как сообщенная системе энергия расходуется на нагревание и другие процессы.

Период свободных колебаний в контуре: Формула Томсона

Задача

Работа выхода
A=hc/λмакс
A=6.63*10^-34*3*10^8/2.76*10^-7=7.2*10^-19 Дж
или 7,2*10^-19/1.6*10^-19=4,5 эВ