Выбор верных утверждений
- Число протонов и нейтронов в ядре: Цифры {1}
- Нейтроны и электроны в изотопе платины: Цифры {1}
- Заряд и массовое число ядра при электронном β-распаде: Цифры {2}
- Массовое число и зарядовое число ядра при взаимодействии бора и нейтрона: Цифры {2}
- Заряд и массовое число исходного ядра после деления: Цифры {3}
- Число протонов и нейтронов в ядре самого распространённого изотопа галлия: Цифры {1}
- Массовое число и заряд ядра элемента при β-распаде трития: Цифры {2}
- Число протонов и нейтронов в ядре наименее распространённого изотопа меди: Цифры {1}
- Изменение массового числа и числа нуклонов при излучении -кванта: Цифры {3}
- Число протонов и нейтронов в ядре стабильного изотопа бериллия: Цифры {1}
- Число протонов и нейтронов после изомерного перехода: Цифры {1}
- Изменения максимальной скорости фотоэлектронов и работы выхода при использовании разных светофильтров: Цифры {3}
Выберите верные ответы и запишите соответствующие цифры.
Радиоактивный распад
Какая доля от исходного большого количества радиоактивных ядер распадётся за интервал времени, равный двум периодам полураспада?
Ответ: %
Кванты света
Интенсивность монохроматического светового пучка плавно уменьшается, не меняя частоты света. Как изменяются при этом энергия и импульс каждого фотона в световом пучке?
| Энергия фотона | Импульс фотона |
Фотоэффект
На металлическую пластинку (катод) установки для исследования фотоэффекта направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно уменьшают, не меняя его длины волны. Как изменятся в результате этого модуль запирающего напряжения и сила тока насыщения?
| Модуль запирающего напряжения | Сила тока насыщения |
Изменение длины волны
Монохроматический свет с энергией фотонов падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Как изменятся длина волны падающего света и длина волны соответствующая красной границе фотоэффекта, если энергия падающих фотонов уменьшится, но фотоэффект не прекратится?
| Длина волны падающего света | Длина волны соответствующая красной границе фотоэффекта |
Бета-распад
Ядро испытывает электронный β-распад. Как меняются при этом число протонов в ядре и массовое число ядра?
| Массовое число ядра | Число протонов в ядре |
Радиоактивный распад
Установите соответствие между видами радиоактивного распада и уравнениями, описывающими этот процесс.
| Тип радиоактивного распада | Уравнение |
|---|
Кванты света
Интенсивность монохроматического светового пучка, освещающего фотокатод, плавно увеличивают, не меняя частоты света. Как изменяются при этом количество фотонов, падающих на поверхность фотокатода в единицу времени, и скорость каждого фотона?
| Количество падающих фотонов в единицу времени | Скорость фотона |
Захват электрона
Для некоторых атомов характерной особенностью является возможность захвата атомным ядром одного из ближайших к нему электронов из электронной оболочки атома. При захвате электрона некоторые характеристики атомного ядра изменяются. Как ведут себя перечисленные ниже характеристики атомного ядра при захвате ядром электрона?
| Заряд ядра | Число нуклонов в ядре |
Измерение диаметра
Чтобы узнать диаметр медной проволоки, ученик намотал её виток к витку на карандаш и измерил длину намотки из 20 витков. Длина оказалась равной (15 ± 1) мм. Запишите в ответ диаметр проволоки с учётом погрешности измерений.
Ответ: ( ± ) мм
Измерение силы тока
Определите показания амперметра и миллиамперметра (см. рисунок), если абсолютная погрешность прямого измерения силы тока равна цене деления соответствующего прибора.
Ответ амперметра: ( ± ) А
Ответ миллиамперметра: ( ± ) мА
Решение физических задач
Задача 1
Измерение толщины книги
В книге 250 листов. По результатам измерения с помощью линейки толщина книги составляет 3,5 см. Чему равна толщина одного листа по результатам этих измерений, если погрешность линейки равна ±1 мм?
Рассчитаем толщину одного листа книги:
Толщина книги = 3.5 см
Количество листов = 250
Толщина одного листа = Толщина книги / Количество листов
Толщина одного листа = 3.5 см / 250 = 0.014 см
Погрешность измерения = 1 мм = 0.1 см
Толщина одного листа = 0.014 см ± 0.1 см
Задача 2
Измерение массы болтов
150 одинаковых болтов, упакованных в пакет, положили на весы. Весы показали 75 г. Чему равна масса одного болта по результатам этих измерений, если абсолютная погрешность данного измерения равна 3 г? Массу самого пакета не учитывать.
Рассчитаем массу одного болта:
Масса всех болтов = 75 г
Количество болтов = 150
Масса одного болта = Масса всех болтов / Количество болтов
Масса одного болта = 75 г / 150 = 0.5 г
Погрешность измерения = 3 г
Масса одного болта = 0.5 г ± 3 г
Задача 3
Определение напряжения на лампочке
Чему равно напряжение на лампочке, если погрешность прямого измерения напряжения на пределе измерения 3 В равна ±0.15 В, а на пределе измерения 6 В равна ±0.25 В?
Ответ: ( ± ) В
Задача 4
Измерение атмосферного давления
С помощью барометра проводились измерения атмосферного давления. Верхняя шкала барометра проградуирована в килопаскалях, а нижняя шкала — в миллиметрах ртутного столба. Погрешность измерений давления равна цене деления шкалы барометра. Чему равно атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба по результатам этих измерений?
Ответ: ( ± ) мм рт. ст.
Задача 5
Измерение силы тока в лампочке
Чему равна сила тока в лампочке, если погрешность прямого измерения силы тока амперметром на пределе измерения 3 А равна, а на пределе измерения 0.6 А равна
Задача 6
Определение массы гаек
Пакет, в котором находится 200 гаек, положили на весы. Весы показали 50 г. Чему равна масса одной гайки по результатам этих измерений, если погрешность весов равна ±10 г? Массу самого пакета не учитывать.
Задача 7
Исследование зависимости объема газа от температуры
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость объема газа, находящегося в сосуде под подвижным поршнем, от температуры газа. У него имеется пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены одним и тем же газом при различных температуре и давлении.
Выберите два сосуда для проведения исследования из таблицы:
| № сосуда | Давление, кПа | Температура газа в сосуде, °C | Масса газа, г |
|---|---|---|---|
| 1 | 200 | 25 | 4 |
| 2 | 260 | 30 | 8 |
| 3 | 260 | 30 | 6 |
| 4 | 300 | 35 | 6 |
| 5 | 200 | 35 | 4 |
Объяснение понятия энергии
Если тело или несколько взаимодействующих между собой тел (система тел) могут совершать работу, то говорят, что они обладают энергией.
Слово энергия (от греч. energia — действие, деятельность) нередко употребляется в быту. Так, например, людей, которые могут быстро выполнять работу, называют энергичными, обладающими большой энергией.
Энергия, которой обладает тело вследствие движения, называется кинетической энергией.
Как и в случае определения энергии вообще, о кинетической энергии можно сказать, что кинетическая энергия — это способность движущегося тела совершать работу.
Найдем кинетическую энергию тела массой $m$, движущегося со скоростью $υ$. Поскольку кинетическая энергия — это энергия, обусловленная движением, нулевым состоянием для нее является то состояние, в котором тело покоится. Найдя работу, необходимую для сообщения телу данной скорости, мы найдем его кинетическую энергию.
Кинетическая энергия
Приравняв теперь начальную скорость к нулю: $υ_1=0$, получим выражение для кинетической энергии:
Таким образом, движущееся тело обладает кинетической энергией. Эта энергия равна работе, которую необходимо совершить, чтобы увеличить скорость тела от нуля до значения $υ$.
Изменение кинетической энергии тела (материальной точки) за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной за это время силой, действующей на тело.
Потенциальная энергия
Потенциальной энергией называется энергия, определяемая взаимным расположением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела.
Поскольку энергия определяется как способность тела совершать работу, то потенциальную энергию, естественно, определяют как работу силы, зависящую только от взаимного расположения тел.
Потенциальная энергия Земли
Потенциальной энергией тела, взаимодействующего с Землей, называют величину, равную произведению массы $m$ этого тела на ускорение свободного падения $g$ и на высоту $h$ тела над поверхностью Земли:
Потенциальная энергия упругого тела
Потенциальной энергией упруго деформированного тела называют величину, равную половине произведения коэффициента упругости (жесткости) $k$ тела на квадрат деформации $∆l$.
Потенциальной энергией системы называется зависящая от положения тел величина, изменение которой при переходе системы из начального состояния в конечное равно работе внутренних консервативных сил системы, взятой с противоположным знаком.
Закон изменения и сохранения механической энергии
Полной механической энергией системы называется сумма ее кинетической и потенциальной энергий.
Согласно теореме о кинетической энергии, изменение полной механической энергии равно работе непотенциальных сил.
Закон изменения механической энергии гласит: изменение механической энергии системы равно работе всех непотенциальных сил.
Механическая система, в которой действуют только потенциальные силы, называется консервативной.
В замкнутой консервативной системе полная механическая энергия сохраняется (не изменяется со временем).
Закон сохранения механической энергии является следствием однородности времени.
Однородность времени состоит в том, что при одинаковых начальных условиях протекание физических процессов не зависит от того, в какой момент времени эти условия созданы.
Закон сохранения полной механической энергии означает, что при изменении кинетической энергии в консервативной системе должна меняться и ее потенциальная энергия, так что их сумма остается постоянной. Это означает возможность превращения одного вида энергии в другой.
В соответствии с различными формами движения материи рассматривают различные виды энергии: механическую, внутреннюю (равную сумме кинетической энергии хаотического движения молекул относительно центра масс тела и потенциальной энергии взаимодействия молекул друг с другом), электромагнитную, химическую (которая складывается из кинетической энергии движения электронов и электрической энергии их взаимодействия друг с другом и с атомными ядрами), ядерную и пр. Из сказанного видно, что деление энергии на разные виды достаточно условно.
Явления природы обычно сопровождаются превращением одного вида энергии в другой. Так, например, трение частей различных механизмов приводит к превращению механической энергии в тепло, т. е. во внутреннюю энергию. В тепловых двигателях, наоборот, происходит превращение внутренней энергии в механическую; в гальванических элементах химическая энергия превращается в электрическую и т. д.
В настоящее время понятие энергии является одним из основных понятий физики. Это понятие неразрывно связано с представлением о превращении одной формы движения в другую.
Вот как в современной физике формулируется понятие энергии:
Энергия — общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую. Понятие энергии связывает воедино все явления природы.