Задачи с текстами технического содержания по физике для основной школы
материал для подготовки к егэ (гиа) по физике (9 класс) по теме

 «Задачи с текстами технического содержания

по физике для основной школы»

(С использованием проектных, исследовательских образовательных технологий в процессе изучения физики, в том числе в профильном обучении. Обработка КИМов)

                                               Учитель физики

                                                МАОУ СОШ № 18

                                                          г. Приморско-Ахтарска

                                      Бурун М.Н.

Пояснительная записка.

   В 2008 году впервые в Краснодарском крае государственная итоговая аттестация выпускников 9 классов по физике проводилась по контрольно-измерительным материалам, подготовленным группой разработчиков Федерального института педагогических измерений.

   Наряду с традиционными вопросами и задачами контрольные измерительные материалы для основной школы включали ряд непривычных заданий, которые отражают требования стандарта, но до сих пор редко встречаются в дидактических материалах.  Абсолютно новыми для основной школы являются задания  по работе с текстами  задач технического содержания, в которых материал выходит за рамки программы. Здесь контролируются умения понимать смысл использованных в тексте физических терминов, отвечать на прямые вопросы к содержанию текста, понимать и использовать информацию из текста в измененной ситуации. Все это подтолкнуло меня на создание задач этого типа.

Причина составления задач:

1) Появление заданий  нового типа в итоговой аттестации основной школы.

2)Низкое качество выполнения задач технического содержания.

3) Отсутствие дидактического материала по данным заданиям.

Цель: создать задачи  технического содержания с целью  восполнения дидактического  пробела.

Задачи составлены по следующим разделам:

• Механика
• Гидростатика
• Механические колебания и волны
• Агрегатные состояния вещества
• Оптика
• Квантовая физика

Данные задачи помогут учащимся в подготовке и успешной  сдачи итоговой аттестации в 9 классе.

Задача №1

     Все летательные аппараты легче воздуха называют аэростатами, аэростаты для исследования верхних слоев атмосферы - стратостатами, управляемые аэростаты – дирижабли.

    Французский авиаинженер Жан – Поль Доман создал тепловой аэростат, способный подняться на такие высоты, куда не залетит обычный монгольфьер. Дело в том, что монгольфьер поднимается за счет  разницы температур (а значит, плотности) теплового воздуха внутри и холодного снаружи. Теплый воздух легче, он и поднимает шар. Однако на большой высоте наружный воздух настолько холоден, что остывает и воздух в шаре, а подогреть его газовой горелкой нет возможности, так как на такой высоте в воздухе слишком мало кислорода для её горения. Так что подниматься на такие высоты аэростаты могли бы только с помощью взрывоопасного водорода или дорогостоящего гелия.

   Доман наполняет свой шар, которому он дал имя «Грозовой пузырь», не просто теплым, а теплым и влажным воздухом. Когда содержимое шара остывает, водяные пары конденсируются. Конденсирующая вода  выделяет то тепло, которое было затрачено на ее испарение, - каждый грамм отдает 2500 Дж. В результате воздух в шаре почти не остывает, и шар продолжает подниматься. Вдобавок шар Домана сделан из черной пленки, что обеспечивает дополнительный нагрев шара. Экспериментальный образец объемом 500 м3 с электронными самописцами в гондоле смог подняться на высоту 18000 м.

•По мере поднятия воздушного шара вверх архимедова сила, действующая на него,

1. Увеличивается.
2.  Уменьшается.
3. Не изменяется.

Это связано…

1. С уменьшением плотности верхних слоев атмосферы.
2. С увеличением плотности верхних слоев атмосферы.
3. С уменьшением силы тяжести, действующей на воздушный шар.
4. С увеличением силы тяжести, действующей на воздушный шар.

•Дирижабль наполняют легким газом.

Если из него выкачали воздух, то он …

1. Улетит в  безвоздушное пространство.
2. Будет падать вниз.
3. Атмосферное давление раздавит оболочку.
4. Взорвется.

•Зависит ли подъемная сила аэростата от времени суток?

1. Днем наибольшая.
2. Днем наименьшая.
3. Ночью наибольшая.
4. Ночью наименьшая.
5. Все равно, в какое время суток.

•Выделяется или поглощается энергия при конденсации водяного пара в шаре?

1. Выделяется.
2. Поглощается.
3. Не выделяется и не поглощается.
4. Процесс может идти как с выделением, так и с поглощением энергии.
5. Среди ответов нет правильного ответа.

•Шар Домана сделан из черной пленки. Каким видом теплопередачи  обеспечивается дополнительный нагрев шара?

1. Теплопроводностью.
2. Излучением.
3. Конвекцией.

Задача №2

Архимед написал письмо царю Гиерону, в котором утверждал, что, применяя незначительную силу, возможно, переместить очень большой груз. Именно тогда из уст Архимеда впервые прозвучали слова: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Гиерон потребовал доказательств. По приказу ученого на берег вытащили трехмачтовый грузовой корабль и наполнили его кладью. Затем на судно забралась большая команда. Архимед, сев поодаль, безо всякого напряжения вытягивал канат, пропущенный через составной блок – полиспаст (система подвижных и неподвижных блоков, группируемых в обоймах и огибаемых канатом или цепью). Он придвигал корабль к себе так медленно и ровно, будто тот плыл по воде. Царь был поражен. Поняв всю мощь механизмов, он убедил ученого построить несколько боевых машин. Именно благодаря не имеющим аналогов сокрушительным механическим монстрам, дрогнула одна из сильных армий того времени.

•Какой из перечисленных ниже простых механизмов дает наименьший выигрыш в работе?

1. Рычаг.
2. Наклонная плоскость.
3. Подвижный блок.
4. Неподвижный блок.
5. Все простые механизмы дают одинаковый выигрыш в работе.
6. Ни один простой механизм не дает выигрыша в работе.

•Если полиспаст состоит из m подвижных блоков и   n неподвижных блоков, то он дает выигрыш в силе в… раз.

1. m
2. n
3. 2n
4. m n
5. 2m
6. m+n

•На рисунке изображены блоки, при помощи которых поднимают груз Р, концы канатов перемещаются с одинаковой скоростью. Сравните скорости движущихся грузов А, В и С.( трением пренебречь)

                           А    В           С

1. UА= UВ = UС
2. UА= UВ < UС
3. UА= UВ > UС
4. UА> UВ = UС
5. UА< UВ = UС
6. UА= UС < UВ
7. UА = UС >UВ

Задача №3

  В 1860 году был создан первый в мире двигатель внутреннего сгорания французским изобретателем Э. Ленуаром. Для зажигания газовой смеси в цилиндре он впервые применил электрическую искру. Двигатель почти ничем не отличался от парового, только в цилиндр поступал не пар, а смесь светильного газа с воздухом.

  В 1868 г французский инженер Бо де Роша, пришел к выводу, что газ в цилиндре перед сжиганием нужно сжать, и придумал схему  рабочего цикла нового четырехтактного двигателя.

 В 80-х годах Даймлер создает двигатель, работающий на бензине.

 В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель запатентовал двигатель, в котором в цилиндре сжимался только воздух, причем очень сильно, от сильного сжатия температура воздуха возрастает настолько, что при впрыскивании в цилиндр топлива оно воспламеняется, образовавшиеся газы производят рабочий ход поршня. Топливом могли быть и бензин, и керосин. С этого момента времени ДВС начал свое триумфальное шествие по миру.

•Что происходит в двигателе внутреннего сгорания с горючей смесью и газом, образовавшимся при сгорании этой смеси во время второго такта работы двигателя?

1. Горючая смесь сжимается
2. Газ, образовавшийся при сгорании горючей смеси, удаляется из цилиндра
3. Горючая смесь сгорает и газы, образовавшиеся, при ее сгорании расширяются
4. Горючая смесь всасывается в цилиндр

•Когда газ в цилиндре двигателя внутреннего сгорания обладает большей внутренней энергией: к концу такта сжатия или к концу рабочего хода?

1. На протяжении всей работы двигателя внутренняя энергия не меняется
2. Определенно ответить нельзя
3. К концу рабочего хода
4. К концу такта сжатия

•Во время работы двигателя внутреннего сгорания в цилиндр вместе с бензином поступает воздух. Какую роль  играют кислород и азот, содержащиеся в воздухе, при работе двигателя?

1. Кислород необходим для процесса горения бензина, азот участвует в совершении работы при нагревании в результате расширения.
2. Кислород необходим для процесса горения бензина, азот мешает работе двигателя.
3. Азот необходим для процесса горения бензина, кислород участвует в совершении работы при   нагревании в результате расширения.
4. Азот необходим для процесса горения бензина, кислород мешает работе двигателя.
5. Кислород и азот участвуют в работе двигателя одинаково как газы, расширяющиеся при нагревании и совершающие  полезную работу.

Задача №4

В 1895 г. немецкий физик-экспериментатор из Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген (1845—1923), как и многие другие в то время, проводил исследования катодных лучей. Однажды он обратил внимание, что полоска бумаги, покрытая флуоресцирующей солью бария и лежащая в стороне от работающей трубки Крукса, светится. После долгого и напряжённого труда Рентген пришёл к выводу, что он смог открыть новый вид излучения — Х-лучи (или рентгеновские), — которое возникало в том месте, куда попадали катодные лучи.

Рентген сфотографировал закрытый деревянный футляр с гирьками, и на фотографии чётко проступили изображения гирек. Он же получил первую рентгенограмму руки, на которой ясно видны её кости.

     Рентгеновские лучи получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке ускоряются электрическим полем при высоком напряжении, достигая анода, при соударении резко тормозятся. При торможении электроны движутся с ускорением и излучают электромагнитные волны.

    Исследования Рентгена показали, что Х-лучи в магнитном поле не отклоняются и, следовательно, не являются потоком частиц. Лишь спустя два десятилетия после целого ряда экспериментов было установлено, что рентгеновское излучение, так же как и свет, имеет электромагнитную природу. Только в отличие от света оно характеризуется гораздо меньшими длинами волн — около 10 -8— 10 -9см.

Рентгеновское излучение

Схема рентгеновского аппарата.

•Какое одно из характерных отличительных действий рентгеновского излучения приведено ниже

1. Тепловое
2. Химическое
3. Свечение люминесцентных веществ при облучении
4. Высокая проникающая способность  
5. Ни один из приведенных ответов не верен

•Как изменится длина волн рентгеновского излучения при уменьшении напряжения между электродами рентгеновской трубки?

1. Увеличится
2. Не изменится
3. Уменьшится
4. Сначала будет расти, а потом уменьшится
5. Сначала будет уменьшаться, а потом расти

•При резком торможении электрона массой m  возникает и рентгеновское излучение. Определите скорость электрона, если длина волны излучения λ.

1.   ch  

2mυ2

2. 
3. 
4. 
5. один из приведенных ответов не верен

•Различные виды электромагнитных излучений:                      

1. Видимый свет
2. Радиоволны
3. Инфракрасное излучение
4. Ультрафиолетовое излучение
5. Рентгеновские лучи –

расположить в порядке по мере уменьшения длины волны:

1. 2,3,1,4,5                                 4) 5,4,3,1,2
2. 2,1,3,4,5                                 5) 5,1,4,3,2
3. 1,3,2,5,4

•Определите энергию кванта рентгеновского излучения с длиной волны 6,62 нм.

1. 3*10 -17  Дж               3) 6,62 *10-2 Дж             5) Ни один из
2. 4,41 * 10-19 Дж          4) 6,62 *10-19 Дж            

5) Ни один из приведенных ответов не верен

Задача №5

В России звонит самый большой колокол в мире – колокол Сысой, один из пятнадцати колоколов звонницы Ростова Великого Ярославской области. Его вес 32 тонны. Отлитый в 1688 году мастером Фролом Терентьевым, он вновь покоряет ростовчан и гостей города своим мощным бархатным звоном. Колокола на Руси были излюбленным музыкальным инструментом.
Русский колокол поражает своим звучанием. Он может взять не одну, а три ноты: основной тон — в месте удара, ниже на четыре тона — в середине, ниже на целую октаву — вверху. Поэтому голос колокола — это сочетание нескольких звуков, которые гармонируют. Особенность звука колокола еще и в тембре: он не остается неизменным. Если в момент удара преобладает один тон, то через 3с самым сильным становится другой, а первый постепенно затухает. Этой уникальной особенностью обладают только колокола. Колокольный звон создается по определенным правилам. Колокола распределяют по голосам: низкие, средние, высокие. Колокола, дающие низкие звуки, — самые большие, тяжелые и «медленные» они задают темп звона (например. 42 удара в оба края в минуту). Низкие звуки создают ритмическую и гармоническую основу всего звучания. Все колокола способны издавать инфразвуки. Эти неслышимые человеческим ухом звуки, являющиеся составляющими колокольного звона, и создают впечатления глобальности, силы, мощи, дополняющие обычную красочность.
А вообще известно, что основной тон колокола определяют геометрические размеры «инструмента».

•Определите, чему равен вес гиганта – колокола Сытой?

1. 32000 кг                                     3) 320000 кг
2. 32000 Н                                      4) 320000 Н

•Частота звучания колокола…

1. обратно пропорциональна толщине колокола и прямо пропорциональна квадрату его диаметра
2. прямо пропорциональна толщине колокола и обратно пропорциональна квадрату его диаметра
3. не зависит от толщины колокола, а зависит от его диаметра
4. зависит от толщины колокола, но не зависит от его диаметра

•Колокола способны издавать звуки  частотой

1. Ниже 16 Гц
2. от 16 Гц до 20 кГц
3. выше 20кГц

•Чем определяется высота звука?

1. Частотой колебания
2. Длиной волны
3. Амплитудой колебаний
4. Фазой колебаний
5. Среди ответов нет правильного.

•На каком расстоянии будет слышен звук колокола через 5 с после удара об него?

1. 170 м                                     3) 1700 м
2. 1700000  м                            4) 17000 м

                                       Задача № 6

Первый светофор был установлен 10 декабря 1868 года в Лондоне, возле здания Британского парламента. Его изобретатель – Дж. П. Найт - был специалистом по железнодорожным семафорам. Его детище управлялось вручную и имело два семафорных крыла. Поднятые горизонтально, они означали сигнал «стоп», а опущенные под углом в 450 – движение с осторожностью. В темное время суток использовался вращающийся газовый фонарь, с помощью которого подавались соответственно сигналы красного и зеленого цветов. Светофор использовался для облегчения перехода пешеходов через улицу, а его сигналы  предназначались для транспортных средств. В 1910 году  система светофоров была автоматизирована. В 1920 году трехцветные светофоры с использованием желтого сигнала были установлены в Детройте и Нью-Йорке. Авторами изобретений были Уильям Поттс и Джон Ф. Харрис. В СССР первый светофор установили 15 января 1930 года в Ленинграде.

•Светофор дает три сигнала: красный, зеленый, желтый, тогда как внутри него установлены обычные лампы накаливания. Почему и как получаются разноцветные сигналы светофора?

1. Стекла поглощают белый свет от лампочек, а затем излучают красный, желтый, зеленый
2. Проходя через стекло частицы света, расщепляются по-разному
3. Свет от лампы проходит светофильтры, которые пропускают свет только соответствующего цвета
4. Разнообразие цветов связано со всевозможными комбинациями основных цветов спектра
5. Среди приведенных ответов отсутствуют правильные

•Почему на транспорте сигнал опасности выбран именно красного цвета?

1. Красный цвет приятней для восприятия человеческим глазам
2. Красный свет имеет самую маленькую длину волны в видимой части спектра, а потому больше всего  рассеиваются в загрязненном воздухе
3.  Красный свет имеет самую большую длину волны в видимой части спектра, а потому меньше  всего  рассеиваются в загрязненном воздухе
4. Среди ответов нет правильного

•Свет, какого цвета обладает наименьшим показателем преломления при переходе из воздуха в стекло?

1. Красного
2. Желтого
3. Зеленого
4. У всех одинаковый

•Сетчатка глаза начинает реагировать на желтый свет с длиной волны 600 нм при помощи падающего на нее излучения 1,98 *10-18  Вт. Сколько фотонов при этом падает на  сетчатку каждую секунду?

1. 500         2)3000       3)  6          4)   100         5)  28

•Какое изображение получается на сетчатке  глаза водителя?

1. Действительное, прямое
2. Мнимое, прямое
3. Действительное перевернутое
4. Мнимое, перевернутое
5. Среди ответов нет правильного.

                                  Задача №7

В 1942 году в Англии возникла идея создания авианосца из плавающего айсберга. Такой авианосец должен быть дешев. Ввиду того что он представляет собой сплошную глыбу льда, ему не страшны торпеды и бомбы. Совместными усилиями Англии и Канады такой ледяной корабль водоизмещением 2 млн. тонн был построен. Он имел форму параллелепипеда с толщиной стенок в 9м и возвышался над водой на 15м. В верхней части его располагалась взлетно-посадочная полоса размером 600х500 м2. На корабле было смонтировано 16 холодильных установок, которые поддерживали температуру льда -15 0С. Благодаря работе 20 тысячесильных моторов айсберг мог перемещаться со скоростью 7 узлов в час.

•Вес судна с грузом при погружении судна до ватерлинии равен…

1. 2*109 кг                        4) 2*1010 Н 

2)  2*109 Н                          5) 2*10 -10 Н  

3)  2*1010 кг                        6) 2*10-9 Н

•Если сила тяжести равна архимедовой силе, действующей на погруженное в жидкость тело, то тело:

          1) всплывает;

          2) тонет;

          3) находится в равновесии в любом месте жидкости

•Плотность воды принята равной 1030 кг/м3, плотность льда – 800 кг/м3. Если айсберг плавает, выдаваясь на 15м над поверхностью воды при средней площади сечения 600х500м2, то каков объем всего айсберга?

1. 107 м3      2) 2* 107 м3        3) 2* 106 м3    4)  108м3     5)  4 * 107 м3       

                            Задача № 8

Подлинную революцию в истории приборов для определения времени совершили механические часы. Первое упоминание о них относится к концу VI в. Конструкция первых механических часов была простой. Гири на веревке, намотанной на горизонтальный вал, опускались и через систему зубчатых колес двигали стрелки. В 1510г. немецкий механик П.Генлайн приспособил к часовому механизму  пружину в виде стальной спирали и сделал первые карманные часы. Но поскольку туго закрученная пружина действует на механизм с большей силой, чем раскрутившаяся, возникла потребность в устройстве, подающем энергию равномерно. И тогда изобрели колебательную систему – маятник в стенных и напольных часах  и балансир (крутильный маятник) в настольных и карманных. Маятник обладает важным свойством: период его колебаний (или вращений) не изменяется. Если энергия пружины или гири будет постоянно поддерживать незатухающие  колебания маятника, а механизм – считать их, то часы должны показывать время весьма точно.

•        Маятниковые часы отстают. Чтобы часы шли точно, необходимо

1)        Увеличить массу маятника

2)        Уменьшить массу маятника

3)        Увеличить длину маятника

4)        Уменьшить длину маятника

•        Секундная стрелка часов длиною 12 см, равномерно вращаясь, делает полный оборот за 1 мин. Линейная скорость острия стрелки равна

1)        0,2 см/с

2)        0,4π см/с

3)        0,2π см/с

4)        2π см/с

•        Маятник колеблется вдоль оси Х так, что его координата меняется во времени по закону х= 5cos (πt) м. Период колебаний маятника равен …

1)        0,5 с

2)        2 с

3)        π с

4)        5 с

•        На рисунке  приведен график зависимости  удлинения пружины  маятника от растягивающей силы. Определить потенциальную энергию пружины, растянутой на 8 см. Указать физический смысл тангенса угла α.

•      В кабине аэростата установлены    маятниковые   часы. Без начальной скорости аэростат начинает подниматься вверх с ускорением а = 0,2 м/с2. На какую высоту h поднимется аэростат за время, когда по маятниковым часам пройдет tм = 60 с?

1. 400 м
2. 352 м
3. 700 м
4. 156 м