Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное
учреждение среднего профессионального образования
«Тольяттинский политехнический техникум»
(ФГОУ СПО «ТПТ»)
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
по дисциплине «Физика»
для студентов I курса специальностей технического и гуманитарного
профилей
Тольятти, 2014
1
ОДОБРЕНА
СОГЛАСОВАНО
Протокол ПЦК ЕНД
от ___ _____20__ № ____
Зав. ПЦК ЕНД
________ Л.А.Гончарова
___ ______ 20___
Рабочая
тетрадь
Методист
________ Н.В. Роменская
___ _______ 20___
учебной
дисциплины
разработана
на
основе
примерной программы учебной дисциплины «Физика» для специальностей
среднего профессионального образования технического и гуманитарного
профилей.
Разработчик:
Чертова Е.Н. преподаватель ГБОУ СПО «ТПТ»
2
Введение
В пособие в доступной форме представлены задания по всем разделам
дисциплины и предназначены для текущего контроля знаний студентов.
Выполнение заданий помогает студентам сконцентрировать внимание на
главных
проблемах
изучаемого
материала,
способствуют
развитию
зрительной памяти, позволяет видеть различия и сходства понятий,
развивают навыки самостоятельной работы с материалом и закрепляют
полученные знания. Особое внимание уделено тем разделам дисциплины,
которые вызывают наибольшие сложности для студентов.
При выполнении заданий студент заносит ответы прямо в рабочую
тетрадь (вписывает, подчеркивает, чертит). Работа с пособием должна быть
не только удобной, полезной, но и интересной. Но все же главное в
разработанном пособие - не его форма, а составляющие пособие задания,
построенные по системе развивающего обучения.
3
Содержание
Введение…………………………………………………………………….3
Тема № 1. Механика ……………………………………………………….5
Тема № 2 Молекулярная физика ……………………………………….....7
Тема № 3. Термодинамика ………………………………………………...9
Тема № 4. Тема Электрическое поле ……………………………………..10
Тема № 5. Законы постоянного тока ……………………………………..12
Тема № 6. Магнитное поле………………………………………………...14
Тема № 7. Электрический ток в различных средах………………………16
Тема № 8. Электромагнитная индукция…………………………………..17
Тема № 9. Колебания и волны…………………………………………..…18
Тема № 10. Электромагнитные колебания и волны……………………...20
Тема №11. Производство, передача и использование
электроэнергии……………………………………………………………...24
Тема № 12. Оптика…………………………………………………………26
Тема № 13. Излучения и спектры…………………………………………28
Тема № 14. Фотоэффект ………………………………………………..…30
Тема № 15. Элементы теории относительности…………………………31
Тема № 16. Атомная физика………………………………………………32
Тема № 17. Физика атомного ядра……………………………………..…33
Тема № 18. Физика элементарных частиц………………………………..35
Библиографический список………………………………………………..37
4
Тема №1: Механика
1.Какова основная задача механики?
2.Дать определение:
а) Точка отсчетаб) Материальная точкав) Механическое движениег) Система отсчетад) Поступательное движениее) Траекторияж) Путьз) Перемещение3. Заполнить таблицу: Виды механического движения
НеравноРавномерное
мерное
Равноускоренпрямолинейное прямолинейное движение
ное движение
Движение
по
окружности
Скорость
Ускорение
Координата
График
4.Записать законы Ньютона:
Первый закон
Формула
Физический
смысл
Второй закон
Третий закон
5.Дать физический смысл и записать формулу закона всемирного тяготения.
6.Дать определение силы упругости и записать закон Гука.
5
7. Заполнить таблицу
Вид деформации
Рисунок
Пример
8.Дать определение силы трения, виды трения и привести примеры.
9.Записать закон сохранения импульса.
10.Дать определение:
а) Работаб) Мощностьв) Энергияг) Кинетическая энергияд) Потенциальная энергия11. Записать физический смысл закона сохранения энергии.
12. Решить задачу.
Сила 60Н сообщает телу ускорение 0,8м/с2. Какая сила сообщает этому телу
ускорение 2м/с2.
13. Решить задачу.
Тело массой 400г свободно падает с высоты 2м. Найти кинетическую
энергию тела в момент удара о землю.
6
Тема №2: Молекулярная физика
1.Что изучает молекулярная физика?
2.Дать определение молекулы.
3. Закончить предложение:
Моль - это…
Количество вещества - это….
Число Авогадро - это…
Молярная масса - это…
4. Записать основные положения МКТ
1)
2)
3)
5.Заполнить таблицу. Агрегатные состояния вещества
Агрегатные
Взаимодействие
Характер
состояния
частиц
движения частиц
вещества
Свойства
вещества
6.Какой газ называется идеальным?
7.Записать основное уравнение МКТ идеального газа.
8. Записать уравнение состояния идеального газа.
9.Дать определение абсолютной температуре.
10.Заполнить таблицу. Газовые законы
Название
Постоянный
Математическая
процесса
параметр
запись закона
Графики
процессов
7
11. Решить задачу.
Какое количество вещества содержится в алюминиевой отливке массой
5,4кг?
12. Решить задачу:
Найти среднюю квадратичную скорость молекул водорода при температуре
-5С.
8
Тема №3: Термодинамика
1. Дать определение и записать способы изменения внутренней энергии.
2.Заполнить таблицу
Виды теплопередачи
Теплопроводность
Объяснение процесса
Конвекция
Излучение
3.Записать законы термодинамики.
1)
2)
4.Дать определение теплового двигателя.
5. Записать формулу КПД теплового двигателя.
6.Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.
Название
Запись закона
Изменение
Физический
процесса
внутренней
смысл первого
энергии
закона
термодинамики
Изохорный
Изотермический
Изобарный
Адиабатный
7. Решить задачу.
Какова внутренняя энергия 10 моль одноатомного газа при температуре 27С?
8. Решить задачу.
Сколько стали, взятой при 20С, можно расплавить в печи с КПД 50%, сжигая
2т каменного угля?
9
Тема №4: Электрическое поле
1.Что изучает электростатика?
2.Дать определение, записать обозначение и единицу измерения заряда.
3.Записать физический смысл закона сохранения электрического заряда.
4.Дать определение электризации тел.
5. Какие два рода зарядов вам известны?
6.Записать закон Кулона.
7.Заполнить таблицу.
Характеристики электростатического поля
Напряженность
Эквипотенциальные
поверхности
Силовые линии
Примеры
Поле точечного
заряда (рисунок)
Поле двух
точечных зарядов
(рисунок)
Поле равномерно
заряженной
бесконечной
плоскости
(рисунок)
8.Какова связь между напряженностью и потенциалом?
9.Показать принцип суперпозиции полей для трех отрицательно заряженных
частиц.
10
10. Заполнить таблицу.
Определение
Проводники
Примеры
Виды
Диэлектрики
1
2
11.Заполнить таблицу. Конденсаторы
Назначение
Устройство
Электроемкость
Емкость плоского
конденсатора
Последовательное
соединение
Параллельное соединение
11
Тема №5: Законы постоянного тока
1.Дать определение электрического тока.
2.Заполнить блок-схему
Действие тока
Примеры
3.Заполнить таблицу
Определение
Формула
Обозначение
Единица
измерения
Сила тока
Плотность тока
Напряжение
Электродвижущая
сила
Сопротивление
4.Записать закон Ома (формулу):
Для однородного участка
цепи………………………………………………………………
Для полной (замкнутой)
цепи………………………………………………………………..
Для неоднородного участка
цепи……………………………………………………………
12
5.Заполнить таблицу. Соединение проводников
Последовательное
Параллельное
Схема
Формула силы тока
Формула напряжения
Формула сопротивления
Соединение прибора
Достоинства
соединения
Недостатки соединения
6.Записать формулу работы тока.
7.Записать формулу мощности тока.
8.Записать формулу и дать физический смысл закона Джоуля-Ленца.
9.Решить задачу.
Плитка включена в осветительную сеть. Какое количество электричества
протекает через нее за 10мин. Если сила тока в проводящем шнуре равна 5А?
10. Решить задачу.
Через проводник длиной 12м и сечением 0,1мм2, находящийся под
напряжением 220В, протекает ток 4А. Определите удельное сопротивление
проводника.
11. Решить задачу.
Три резистора по 3Ом соединены параллельно. Найти общее сопротивление
(зарисовать схему).
13
Тема №6: Магнитное поле
1.Заполнить таблицу
Магнитное поле
Определение
Свойства
Характеристики
2.Заполнить таблицу
Вид поля
Электрическое
Магнитное
Каков источник поля?
Что служит
индикатором поля?
Каково (Потенциальное,
вихревое) поле?
Каковы (замкнуты,
незамкнуты) линии
поля?
Каковы условия
существования
магнитного поля?
3.В чем проявляется магнитное действие электрического тока?
4.Дать определение магнитной проницаемости.
5.Заполнить таблицу
Свойства
Примеры
µ
Диамагнетики
Парамагнетики
Ферромагнетики
14
6.Дать физический смысл силы Ампера.
7.Как направлена сила Ампера?
8.Показать на рисунке направление силы Лоренца.
9.По какому правилу определяется сила, действующая на рамку с током в
магнитном поле?
15
Тема №7: Электрический ток в различных средах
1.Заполнить таблицу
Среда
Носители
заряда
Основные
законы
ВольтТехническое
амперная
применение
характеристика
2.Зарисовать схематическое изображение полупроводникового диода.
3.Зарисовать и обозначить устройство диода.
4.Зарисовать схему р-n перехода и вольт-амперную характеристику
полупроводникового диода.
5.Заполнить таблицу
Разряд
Условия возникновения
Техническое
применение
Искровой
Дуговой
Коронный
Тлеющий
16
Тема №8: Электромагнитная индукция
1.Что называется электромагнитной индукцией.
2.Записать закон электромагнитной индукции.
3.Дать определение и записать формулу магнитного потока.
4.Дать физический смысл правила Ленца.
5.Какова причина возникновения ЭДС?
6.Условия возникновения явления самоиндукции
1)
2)
3)
7.Зарисовать электрическую схему явления самоиндукции.
8.Записать определение, формулу и единицу измерения индуктивности.
9.Записать определение и формулу энергии магнитного поля.
10.Решить задачу.
Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы
тока на 2А в течении 0,25с возбуждает ЭДС самоиндукции 20мВ.
11.Решить задачу.
За 0,1с магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равномерно
уменьшился с 5 до 0 Вб. Чему при этом равно значение ЭДС индукции в
контуре?
12.Решить задачу.
Какой должна быть сила тока в катушке индуктивностью 0,5Гн. Чтобы
энергия поля оказалась равной 1Дж?
17
Тема №9: Колебания и волны
1.Заполнить таблицу: Вид колебания
Свободные
Вынужденные
Определение
График
Примеры
2.Записать формулу Томсона для:
Математический маятник
Пружинный маятник
3.Привести примеры резонанса в технике и дать определение.
4.Какая система называется автоколебательной?
5.Решить задачу:
Длина нити математического маятника 38см. Найти период, частоту и
циклическую частоту колебания.
6.Решить задачу:
Груз, весом 150г колеблется на пружине с коэффициентом жесткости12Н/кг.
Найти период, частоту и циклическую частоту колебания.
7.Заполнить таблицу: Виды волн
Поперечная
Продольная
Определение
График
Примеры
8.В чем состоит различие между поперечной и продольной волной?
9.Записать определения и формулы основных характеристик волн.
18
10.Решить задачу:
Волна распространяется со скоростью 22м/с, период колебания 3с.
Определить длину и частоту волны.
11. Какая волна называется упругой?
12.Где применяется ультразвук? Записать основные характеристики звука.
19
Тема №10: Электромагнитные колебания и волны.
1. Из чего состоит простейшая система, в которой могут происходить
свободные электромагнитные колебания?
2. Начертить простейший колебательный контур.
3. Записать формулу полной энергии электромагнитного поля контура.
4. Заполнить блок-схему
•1
•2
•1
•2
•1
•2
виды
колебаний
возникают
в
результате
примеры
графики
•1
•2
4.Начертить график гармонического колебания. Какие колебания
называются гармоническими?
20
5.Заполнить таблицу:
Обозначение в схеме
Назначение
Емкостное
сопротивление
Вольтамперная
характеристика
Конденсатор
Индуктивное
сопротивление
Катушка
индуктивнос
ти
6. Заполнить блок-схему
Резонанс
Амплитуда силы тока
при резонансе
Использование
резонанса в технике
Почему резонанс
приносит вред?
7.Начертить упрощенную схему генератора на транзисторе.
8. Записать основные элементы на АС.
1)
2)
3)
4)
9. Решить задачу.
21
В каких пределах должна изменяться индуктивность катушки
колебательного контура, чтобы частота колебаний изменялась от 400
до 500 Гц? Емкость конденсатора 10мкФ.
10. Решить задачу.
Максимальный заряд на обкладках конденсатора 10нКл. Амплитудное
значение силы тока в контуре 10А. Определите период колебаний.
Потерями на нагревание можно пренебречь.
11. В чем состоит различие между поперечными и продольными
волнами?
12. Наличие чего, главное условие излучения электромагнитных волн?
13.Начертите в осях X,У,Z поперечную и продольную волну.
14.Каковы выводы полученные Герцем после серии опытов?
15.Какую величину называют плотностью потока электромагнитного
излучения?
16.Зарисовать схему приемника А.С.Попова.
17.Заполнить таблицу.
Определение
График
Как
осуществляется
Модуляция
Детектирование
22
18.Записать свойства электромагнитных волн
1)
2)
3)
19. Дополнить таблицу. Диапазон радиоволн
Название
Длина, м
Сверхдлинные
Средние
1000-100
100-10
Частота, МГц
0,003-0,03
3-30
Ультракороткие
20.Решить задачу.
В схеме радиоприемника с индуктивностью 0,0002Гн, емкость
переменного конденсатора может меняться от 12 до 450пФ. На какие
длины волн рассчитан этот радиоприемник?
23
Тема №11: Производство, передача и использование электроэнергии
1.Какими преимуществами обладает переменный ток по сравнению с
постоянным?
2. На каком принципе основана работа генератора переменного тока?
3.Заполнить таблицу
Назначение
трансформатора
Устройство
Трансформатор
на холостом ходу
Работа
трансформатора
4.Дать определение коэффициента трансформации.
5.Использование электроэнергии
1)
2)
3)
4)
6.В чем состоят преимущества передачи электроэнергии на большие
расстояния с помощью постоянного тока?
7. Какие существуют два способа для эффективного использования
электроэнергии?
1)
2)
8.Обмотки трансформатора сделаны из провода разной толщины. Какая из
обмоток содержит большее число витков?
24
9.Решить задачу:
Найдите коэффициент трансформации всех понижающих трансформаторов,
которые должны использоваться при передачи электроэнергии от генератора
к потребителям в соответствии со схемой (см.учебник). Решить задачу для
повышающего трансформатора.
25
Тема №12: Оптика
1.Привести примеры искусственных и естественных источников света.
1)
2)
2.Записать два метода определения скорости света. В чем их сущность?
1)
2)
3.Записать принцип Гюйгенса.
4. Заполнить таблицу
Формулировка закона
Рисунок
Закон отражения света
Закон преломления
света
5. Что означает n в законе преломления света?
6.Привести примеры наблюдения полного отражения.
7. Заполнить таблицу
Определение
Рисунок
Пример
Дисперсия света
Интерференция
света
Дифракция света
Поляризация
света
26
8. Привести примеры дифракционной решетки.
9.Что представляют собой поляроиды?
10.Чем отличается естественный свет от поляризованного?
11. Заполнить блок-схему
*
*
*
закон
отражения
света
волновой
характер
света
*
*
дисперсия
света
*
27
Тема №13: Излучения и спектры
1.Заполнить таблицу
Вид излучения
Определение, условия
существования
Примеры
Тепловое излучение
Электролюминесценция
Катодолюминесценция
Хемилюминесценция
Фотолюминесценция
2. Опишите, как должен быть устроен спектральный аппарат?
3.Зачем исследуется спектральный состав излучения?
4. Заполнить таблицу
Название спектра
Какие вещества дают
этот вид спектра
Рисунок
5.Какой краской покрыта новогодняя игрушка?
6. При рентгенограмме желудка больному дают бариевую кашу. Для чего это
делают?
7. Какое отношение витамин Д2 имеет к ультрафиолетовому излучению?
28
8. Решить задачу.
Длина световой волны 4мкм. Найти частоту световой волны.
9.Заполнить таблицу
Инфракрасное
излучение
Ультрафиолетовое
излучение
Рентгеновское
излучение
Определение
Источники
Приемники
Свойства
Применение
лауэграмма
29
Тема №14: Фотоэффект
1.Дать определение фотоэффекта.
2.Записать законы фотоэффекта
1)
2)
3. Чему равна постоянная Планка?
4. Объясните явление фотоэффекта.
5. Что называют красной границей фотоэффекта?
6. Записать уравнение Эйнштейна.
7. Записать свойства фотона.
8.Где применяется фотоэффект?
9. Когда возникает давление света?
10. Прибор П.Н.Лебедева
Рисунок
Устройство
Принцип работы
11. Каково химическое действие света?
12. Решить задачу.
а) Определить энергию фотона, соответствующего длине волны 5мкм.
б) Какова красная граница фотоэффекта, если работа выхода электрона из
металла равна 3,3аДж?
в) Каков импульс фотона, если длина световой волны равна 5мкм?
30
Тема №15: Элементы теории относительности
1.Записать постулаты теории относительности
1)
2)
2.Какие события называются одновременными? Привести примеры.
3.Записать основные следствия, вытекающие из постулатов теории
относительности
1)
2)
4. Записать формулу релятивистского закона сложения скоростей
5.Решить задачу.
Дано:
U1=0,5с
U2=0,8с
Найти: U
6.Записать формулы:
А) зависимости m от U
Б) связь между m и Е
В) энергии покоя
31
Тема №16: Атомная физика
1.Зарисовать строение атома
По Томсону
По Резерфорду
2.Зарисовать опыт Резерфорда
3. Планетарная модель атома не согласуется с законами классической
физики. Почему?
4.Записать постулаты Бора
1)
2)
5. Какое излучение наблюдается при переходе электрона в атоме водорода на
низший энергетический уровень?
6. Что понимают под индуцированным излучением?
8.Заполнить таблицу
Свойства лазерного
излучения
Принцип действия
лазера
Трехуровневая система
Устройство рубинового
лазера (рис., описание)
Типы лазеров
Применение лазеров
32
Тема №17: Физика атомного ядра
1.На чем основан принцип действия приборов для регистрации элементарных
частиц?
2. Заполнить таблицу
Название прибора
Устройство
Принцип работы
Счетчик Гейгера
Камера Вильсона
Пузырьковая камера
Метод толстослойных
фотоэмульсий
3.Кто, когда и как открыл радиоактивность?
4. Дать характеристику следующим видам излучения:
Альфа-лучи
Бетта-лучи
Гамма-лучи
5. Записать правила смещения
При альфа - распаде
При бета – распаде
6.Записать закон радиоактивного распада.
7.Что называют изотопами? Привести примеры.
8.Как был открыт изотоп?
Кто открыл?
Когда открыл?
Опыт
33
9.Объяснить протонно-нейтронную модель ядра.
10. Каковы главные особенности ядерных сил?
11.Дать определение ядерным реакциям.
12. Зарисовать механизм деления ядра.
13. Какие реакции называются цепными ядерными реакциями?
14. Записать четыре фактора определения коэффициента размножения
1)
2)
3)
4)
15.Записать, из каких элементов состоит ядерный реактор.
16. Чем отличается ядерная реакция от термоядерной реакции?
17. Дать определение дозы облучения.
18.Как используют радиоактивные изотопы?
19.Решить задачу:
Во сколько раз уменьшится число атомов одного из изотопов радона за 1,91
суток? Период полураспада этого изотопа радона 3,82 суток.
20. Элемент, в ядре которого содержится 19 протонов и 20 нейтронов,
называется…..
34
Тема №18: Физика элементарных частиц
1.Заполнить таблицу: Три этапа в развитии физики элементарных частиц
1 этап
2 этап
3 этап
6.Дополнить таблицу
Группы частиц
Частицы
Переносчики
Фотон
y
взаимодействия
Гравитон
G
Промежуточные бозоны
W Z
Электронный дуплет
E Y
м
Мезоны
«обычные»
Пионы
П
Эта-мезоны
«странные»
каоны
K
«очарованные» Д-мезоны
D
F-мезоны
F
нуклоны
Р n
Барионы «обычные»
«странные»
Лямбда-гиперон
Кси-гиперон
«очарованные» Лямбда-це-гиперон
Л
2.Какие частицы называются «антицастицами»?
35
3. Дописать предложение:
Аннигиляцией называют…
4. Перечислить все стабильные частицы:
5. Дать определение кварка.
36
Библиографический список
1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Сотский Н.Н. Физика. Учебник для 10класса
- М.: Просвещение, 2008.
2.Мякишев
Г.Я.,
Буховцев
Б.Б.
Физика.Учебник
для
11класса
-
М.:Просвещение, 2007.
37