Теоретическая часть экзаменов по физике для 10 класса. 2014 год.

Билет 1

1. Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование. Число Авогадро. Масса и размеры молекул.

2. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии.

Билет 2

1. Тепловое равновесие. Температура и её физический смысл. Абсолютная температурная шкала. Шкала температур Цельсия.

2. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.

Билет 3

1. Идеальный газ. Вывод уравнения состояния. Изопроцессы в идеальных газах.

2. Электрическое поле, создаваемое равномерно заряженной бесконечной плоскостью, длинным цилиндром и сферой.

Билет 4

1. Внутренняя энергия. Работа и количество теплоты. Первый закон термодинамики.

2. Поток вектора напряжённости электрического поля. Теорема Гаусса.

Билет 5

1. Виды теплообмена. Теплоёмкость. Калориметр. Уравнение теплового баланса.

2. Проводники в электрическом поле.

Билет 6

1. Теплоёмкость идеального газа в изохорическом и изобарическом процессах. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.

2. Изотропный диэлектрик в однородном постоянном электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость.

Билет 7

1. Насыщенный пар. Изотермическое сжатие пара. Пересыщенный пар.

2. Электроёмкость. Конденсатор. Энергия электрического поля.

Билет 8

1. Испарение, кипение, конденсация. Удельная теплота перехода. Перегретая жидкость.

2. Электрический ток. Плотность тока. Сила тока. Закон Ома. Сопротивление.

Билет 9

1. Плавление, кристаллизация. Удельная теплота перехода.

2. Электродвижущая сила. Гальванические элементы. Закон Ома для замкнутой цепи.

Билет 10

1. Зависимость давления насыщенных паров от температуры. Влажность воздуха. Точка росы.

2. Работа электрического поля на участке цепи. Мощность, потребляемая резистором.

Билет 11

1. Тепловое расширение твёрдых и жидких тел. Законы линейного и объёмного расширения.

2. Закон Джоуля-Ленца. Зависимость сопротивления от температуры.

Билет 12

1. Поверхностное натяжение. Разность давлений в двухфазной системе, разделённой сферической поверхностью. Капиллярные явления.

2. Законы Кирхгофа.

Билет 13

1. Второй закон термодинамики. Тепловые машины. Цикл Карно. КПД теплового двигателя.

2. Электрический ток в жидкостях. Электролиз. Законы электролиза.

Билет 14

1. Потенциальная энергия и сила взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твёрдых тел.

2. Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Вакуумные диод и триод. Электронно-лучевая трубка.

Билет 15

1. Изотерма реального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние.

2. Удельное сопротивление. Зависимость удельного сопротивления от температуры. Сверхпроводимость. Параллельное и последовательное соединения резисторов.

Билет 16

1. Температура и её измерение. Абсолютная шкала температур.

2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость. р-п переход и его свойства. Полупроводниковые диод и триод и их применение.

Билет 17

1. Изотермический, изохорический и изобарный процессы. Универсальная газовая постоянная.

2. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора.

Билет 18

1. Понятие об адиабатическом процессе. Первый закон термодинамики. Расчёт работы газа с помощью РV - диаграмм.

2. Измерение напряжения и силы тока. Расширение диапазона измерений вольтметра и амперметра.

Билет 19

1. Молярная теплоёмкость идеального одноатомного и двухатомного газов. Формула Майера.

2. Электрический ток в металлах. Молекулярно-кинетическое объяснение закона Ома.

Билет 20

1. Идеальный газ и его свойства. Давление идеального газа. Распределение скоростей молекул. Опыт Штерна.

2. Работа сил электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов. Связь между напряжённостью и потенциалом.

Билет 1.1

1. Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование. Число Авогадро. Масса и размеры молекул.

Молекулярно-кинетическая теория (сокращённо МКТ) — теория, возникшая в XIX веке и рассматривающая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений:

• все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов;

• частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);

• частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.

МКТ стала одной из самых успешных физических теорий и была подтверждена целым рядом опытных фактов. Основными доказательствами положений МКТ стали:

• Диффузия

• Броуновское движение

• Изменение агрегатных состояний вещества

Число́ Авога́дро - физическая величина, численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц) в 1 моль вещества. Определяется как количество атомов в 12 граммах (точно) чистого изотопа углерода-12. Обозначается обычно как N_A, реже как L.

N_A = 6,022 140 78(18)·10²³ моль⁻¹

Относительная молекулярная масса - масса атома к относительной единице массы. Относительная единица массы - 1/12 массы изотопа углерода С₁₂. m₀=1,66*10^-27кг.

Масса одной молекулы – отношение массы к количеству вещества или отношение молярной массы к числу Авогадро.

m₀=m/n=M/N_A

Размер молекулы определяют, исходя из предположения, что все молекулы кубической формы.

Билет 2.1

1. Тепловое равновесие. Температура и её физический смысл. Абсолютная температурная шкала. Шкала температур Цельсия.

Термодинамическое равновесие - состояние ТДС, характеризующееся неизменность параметров состояния и отсутствием потоков величин.

Температура – интенсивная физическая величина, характеризующая состояние ТДС и определяющая направление теплообмена между частицами такой системы.

Температура - мера кинетической энергии движения молекул.

Температура не может быть измерена непосредственно. Об изменении температуры судят по изменению других физических свойств тел (объёма, давления, электрического сопротивления, ЭДС, интенсивности излучения и др.), однозначно с ней связанных (так называемых термометрических свойств). Количественно же температура определяется указанием способа ее измерения с помощью того или иного термометра. Такое определение ещё не фиксирует ни начало отсчета, ни единицу измерения температуры, поэтому любой метод измерения температуры связан с выбором температурной шкалы. Эмпирическая температура — это температура, измеренная в выбранной температурной шкале.

В термодинамике даётся определение температуры, которое не зависит от выбора термометрического свойства, использованного для её измерения (абсолютная температура). Существование равновесного состояния называют первым исходным положением термодинамики. Вторым исходным положением термодинамики называют утверждение о том, что равновесное состояние характеризуется некоторой величиной, которая при тепловом контакте двух равновесных систем становится для них одинаковой в результате обмена энергией. Эта величина называется температурой.

В статистической физике температура определяется как производная от энергии системы по её энтропии:

,

где S — энтропия, E — энергия термодинамической системы. 

Абсолютная шкала

Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином), в связи с чем шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина или термодинамической температурной шкалой. Единица абсолютной температуры — кельвин (К).

Абсолютная шкала температуры называется так, потому что мера основного состояния нижнего предела температуры —абсолютный ноль, то есть наиболее низкая возможная температура, при которой в принципе невозможно извлечь из вещества тепловую энергию.

Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273.15 °C.

Шкала температур Кельвина — это шкала, в которой начало отсчёта ведётся от абсолютного нуля.

Масштаб шкалы Кельвина привязан к тройной точке воды (273,16 К), при этом от неё зависит постоянная Больцмана. Это создаёт проблемы с точностью интерпретации измерений высоких температур.

Шкала Цельсия

В технике, медицине, метеорологии и в быту в качестве единицы измерения температуры используется шкала Цельсия. В настоящее время в системе СИ термодинамическую шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: t(°С) = Т(К) — 273,15 (точно), т. е. цена одного деления в шкале Цельсия равна цене деления шкалы Кельвина. По шкале Цельсия температура тройной точки воды равна приблизительно 0,008 °C,^[15] и, следовательно, точка замерзания воды при давлении в 1 атм очень близка к 0 °C. Точка кипения воды, изначально выбранная Цельсием в качестве второй реперной точки со значением, по определению равным 100 °C, утратила свой статус одного из реперов. По современным оценкам температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении в термодинамической шкале Цельсия составляет около 99,975 °C. Шкала Цельсия очень удобна с практической точки зрения, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии, поскольку связана с замерзанием атмосферной воды. Шкала предложена Андерсом Цельсием в 1742 г.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а 100 градусов Цельсия — 212 градуса Фаренгейта.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F — 32), t °F = 9/5 t °С + 32. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724 году.

Шкала Реомюра

Предложена в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°Ré), 1 °Ré равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °Ré) и кипения воды (80 °Ré)

1 °Ré = 1,25 °C.

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Шкала Ранкина

Шкала Ранкина (измеряется в градусах Ранкина — °Ra) — абсолютная температурная шкала, названа по имени шотландского физика Уильяма Ранкина (1820—1872). Используется в англоязычных странах для инженерных термодинамических расчётов.^[1]

Шкала Ранкина начинается при температуре абсолютного нуля, точка замерзания воды соответствует 491,67°Ra, точка кипения воды 671,67°Ra. Число градусов между точками замерзания и кипения воды по шкале Фаренгейта и Ранкина одинаково и равно 180.

Соотношение между кельвином и градусом Ранкина: 1 K = 1,8 °Ra, градусы Фаренгейтапереводятся в градусы Ранкина по формуле °Ra = °F + 459,67.