Билеты по физике. 1 часть
1.1) Строение вещества. Молекулы. Диффузия в газах, жидкостях, твёрдых телах. Значение диффузии в природе, в жизни человека и животных.
2) Задача на расчёт механической работы по известной мощности. (пример) Что показывает мощность? (Кратко)
2.1) Движение молекул. Скорость движения молекул и температура тела. Притяжение и отталкивание молекул. Примеры. (Кратко)
2) Задача на расчёт мощности. Сравнить мощность некоторых двигателей. (Пример)
3.1) Движение механическое. Равномерное движение. Скорость. Единицы скорости. Сравнение скорости движения некоторых тел. (Кратко)
2) Л.р. Выяснение условий равновесия рычага. (Пример)
4.1) Инерция. Инерция в быту и в технике. (Кратко)
2) Задача на расчёт массы тела по известному объёму и плотности вещества по таблице. (Пример)
5.1) Масса тела. Единица массы. Способ измерения массы. (Кратко)
2) Задача на расчёт движения. (Пример)

Билет 1

1.1. Строение вещества. Молекулы. Диффузия

Все вещества состоят из очень маленьких частиц — молекул. Молекула — наименьшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства. Например, молекулы воды состоят из атомов водорода и кислорода.

Молекулы расположены не вплотную друг к другу: между ними есть промежутки. Они постоянно и беспорядочно движутся. При этом молекулы могут притягиваться и отталкиваться.

Существование молекул подтверждают многие явления: растворение сахара в воде, распространение запаха духов по комнате, смешивание красок, испарение воды.

Диффузия — это взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вследствие их теплового движения.

Диффузия происходит во всех агрегатных состояниях:

• В газах она идёт быстрее всего, потому что расстояния между молекулами большие и они движутся быстро. Например, запах еды распространяется по квартире.

• В жидкостях диффузия происходит медленнее. Например, капля чернил постепенно окрашивает всю воду в стакане.

• В твёрдых телах диффузия очень медленная, так как частицы расположены близко и только колеблются около своих мест. Например, при длительном соприкосновении металлов их частицы могут проникать друг в друга.

Скорость диффузии увеличивается при повышении температуры: в горячей воде сахар растворяется быстрее, чем в холодной.

Значение диффузии:

В природе благодаря диффузии происходит смешивание газов в атмосфере, распространение запахов растений, растворение веществ в воде.

В жизни человека диффузия используется при приготовлении пищи, окрашивании тканей, засолке овощей, заваривании чая, распространении лекарств в организме.

У животных и человека диффузия очень важна при дыхании. В лёгких кислород из воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови — в воздух. Также питательные вещества переходят из крови в клетки организма.

2. Задача на расчёт механической работы по известной мощности

Мощность показывает, какую работу совершает тело за единицу времени.

Формула мощности:

Отсюда работа:

где:
$A$ — работа, Дж;
$P$ — мощность, Вт;
$t$ — время, с.

Пример. Электродвигатель мощностью 2 кВт работал 3 минуты. Какую работу он совершил?

Переведём единицы:

Ответ: 360 кДж.

Билет 2

2.1. Движение молекул. Температура. Притяжение и отталкивание молекул

Молекулы всех веществ непрерывно и беспорядочно движутся. В газах они движутся свободно и быстро, в жидкостях могут перемещаться, а в твёрдых телах в основном колеблются около определённых положений.

Чем выше температура тела, тем быстрее движутся его молекулы. Поэтому горячая вода быстрее растворяет сахар, а запах духов быстрее распространяется в тёплом помещении.

Температура характеризует степень нагретости тела и связана со скоростью движения его частиц: чем быстрее движутся молекулы, тем выше температура.

Между молекулами действуют силы притяжения и отталкивания.

Притяжение заметно, например, когда две капли воды сливаются в одну. Молекулы воды удерживаются друг возле друга, поэтому вода имеет поверхность.

Отталкивание проявляется, когда вещество сильно сжимают. Например, воздух в насосе или шприце трудно сжать: молекулы при сближении начинают сильно отталкиваться.

2. Задача на расчёт мощности и сравнение двигателей

Формула мощности:

Пример. Первый двигатель совершает работу 3 000 000 Дж за 60 с. Второй двигатель имеет мощность 40 кВт. Сравнить мощности двигателей.

Для первого двигателя:

Мощность второго двигателя:

Сравним:

Ответ: первый двигатель мощнее второго на 10 кВт.

Билет 3

3.1. Механическое движение. Равномерное движение. Скорость

Механическое движение — это изменение положения тела относительно других тел с течением времени.

Например, автомобиль движется относительно дороги, пассажир — относительно остановки, а человек, сидящий в поезде, покоится относительно вагона, но движется относительно Земли.

Тело, относительно которого рассматривают движение, называют телом отсчёта.

Равномерное движение — это движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит равные пути.

Например, если автомобиль каждую секунду проходит по 20 метров, его движение равномерное.

Скорость показывает, какой путь проходит тело за единицу времени.

Формула скорости:

где:
$v$ — скорость;
$s$ — путь;
$t$ — время.

Основная единица скорости в СИ:

Также используют километры в час:

Для перевода из м/с в км/ч нужно умножить скорость на 3,6.

Например:

Примерные скорости некоторых тел:

• пешеход — около 1–1,5 м/с;

• велосипедист — около 5 м/с;

• автомобиль в городе — около 15 м/с;

• поезд — около 20–30 м/с;

• самолёт — около 200–250 м/с;

• звук в воздухе — примерно 340 м/с.

2. Лабораторная работа: выяснение условий равновесия рычага

Рычаг — твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Примеры рычагов: ножницы, качели, лом, весы, открывалка для бутылок.

Чтобы рычаг находился в равновесии, силы, действующие на него, должны создавать равные моменты сил.

Момент силы определяется формулой:

где:
$F$ — сила;
$l$ — плечо силы, то есть кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.

Условие равновесия рычага:

Пример. Слева от опоры подвешен груз силой 4 Н на расстоянии 10 см. На каком расстоянии справа нужно подвесить груз силой 2 Н, чтобы рычаг был в равновесии?

Ответ: груз силой 2 Н нужно подвесить на расстоянии 20 см от опоры.

Вывод лабораторной работы: рычаг находится в равновесии, когда произведение силы на её плечо слева равно произведению силы на плечо справа.

Билет 4

4.1. Инерция. Инерция в быту и технике

Инерция — это явление сохранения скорости тела при отсутствии действия других тел или при взаимном уравновешивании их действий.

Если тело покоится, оно сохраняет состояние покоя. Если движется, оно стремится продолжать движение с той же скоростью и в том же направлении.

Например, при резком торможении автомобиля пассажиров наклоняет вперёд. Это происходит потому, что тело пассажира по инерции стремится продолжить движение.

При резком начале движения автобуса пассажиров отклоняет назад: ноги начинают двигаться вместе с автобусом, а верхняя часть тела по инерции остаётся в покое.

Примеры инерции в быту:

• пыль выбивают из ковра резкими ударами;

• при встряхивании термометра столбик жидкости опускается;

• при резком выдёргивании скатерти посуда может остаться на столе;

• при повороте автомобиля пассажиров отклоняет в сторону.

Инерция учитывается в технике. Автомобили оснащают ремнями безопасности, подушками безопасности и подголовниками. Тяжёлые машины труднее разогнать и остановить, потому что их инерция больше.

2. Задача на расчёт массы по объёму и плотности

Плотность показывает, какая масса содержится в единице объёма вещества.

Формула плотности:

Чтобы найти массу:

где:
$m$ — масса, кг;
$\rho$ — плотность, кг/м³;
$V$ — объём, м³.

Пример. Найти массу стального бруска объёмом 0,002 м³. Плотность стали равна 7800 кг/м³.

Ответ: масса бруска равна 15,6 кг.

Билет 5

5.1. Масса тела. Единица массы. Измерение массы

Масса — физическая величина, которая является мерой инертности тела. Чем больше масса тела, тем труднее изменить его скорость: разогнать, остановить или повернуть.

Масса также показывает, какое количество вещества содержится в теле.

Основная единица массы в Международной системе единиц: