Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МИВХ_ССиОТ_ЗЕМФАК физика.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

Основы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы

Методические указания и

особенности решения задач

При решении задач на эту тему рекомендуется:

– использовать уравнение Менделеева-Клапейрона, если состояние газа не меняется. Если при этом давление Р и объем газа V не заданы, то их следует выразить через величины, заданные в условии задачи;

– если в задаче рассматривается несколько состояний газа, то параметры этих состояний обозначают следующим образом: 1-е состояние – m1, P1, V1, T1; 2-е состояние – m2, P2, V2, T2 и т.д., а затем используют для каждого из состояний уравнение Менделеева-Клапейрона (если масса газа m изменяется) или уравнение Клапейрона (если масса газа не изменяется);

– если один из параметров газа остается постоянным и масса газа не меняется, то используют один из законов идеального газа: Бойля-Мариотта (T=const), Гей-Люссака (при Р=const) и Шарля (при V=const);

– при решении задач, в которых рассматриваются процессы, связанные с изменением состояний нескольких газов все выше названные действия следует проделать для каждого газа отдельно;

– решить полученные уравнения (дополненные в случае необходимости другими соотношениями, которые следуют из условия задачи) и найти искомые величины.

Задачи для самостоятельного решения

1.1. В равных объемах при одинаковой температуре давление гелия 5 Па, кислорода 13 Па. Какое давление смеси, если гелий перекачать в объем, занимаемый кислородом?

Ответ: 18

1.2. В 0,036 м3 содержится 5,1 киломоль углерода. Найти его плотность, если молярная масса углерода равна 12 г/моль.

Ответ: 1700.

1.3. Во сколько раз возрастет плотность идеального газа при увеличении давления от 100 кПа до 140 кПа в ходе изотермического процесса?

Ответ: 1,4.

1.4. Во сколько раз возрастет число молекул идеального газа в единице объема, если в ходе изотермического сжатия давление увеличивается в 2,5 раза?

Ответ: 2,5.

1.5. При изотермическом сжатии давление газа возросло в 8 раз. Чему равен начальный объем газа, если в конце процесса газ занимал 0,24 м3?

Ответ: 1,92.

Колебания и волны

Методические указания и особенности

решения задач

При решении задач на тему «Механические колебания и волны» рекомендуется:

  • записать заданное в задаче уравнение и уравнение гармонических колебаний в общем виде, сопоставить эти уравнения и определить основные характеристики (смещение, амплитуду, период, частоту фазу) в соответствии с условием задачи;

  • скорость и ускорение материальной точки при гармонических колебаниях, а также максимальные значения этих величин, определять из уравнения гармонических колебаний, параметры которого соответствуют данным задачи;

  • период гармонических колебаний в разных ситуациях определять по формуле , где – циклическая частота колебаний, . При этом следует учесть, что модуль ускорения колеблющейся точки , где х – смещение точки из положения равновесия. Определить ускорение из второго закона Ньютона, найти коэффициент k, а затем и период колебаний;

  • пользоваться законом сохранения и превращения энергии в задачах о математическом и пружинном маятниках.

При решении задач на тему «Электромагнитные колебания и волны» рекомендуется:

  • при рассмотрении процессов, происходящих в колебательном контуре, использовать закон сохранения и превращения энергии, а также общий подход, применяемый при решении задач на гармонические колебания;

  • учесть, что переменный ток – это вынужденные электрические колебания, для которых применимы те же характеристики, что и для механических колебаний;

  • помнить, что электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью света с=3.108 м/с, а в среде – со скоростью =с/n, где n – показатель преломления среды.

Задачи для самостоятельного решения

1.1. Точка совершает гармонические колебания по закону: х=2(сos) м, где – фаза колебания. Начальная фаза колебания равна 150. Найти модуль смещения точки от положения равновесия к моменту времени, равному 1/12 периода колебаний.

Ответ: 1,41.

1.2. Начальная фаза гармонического колебания равна нулю, а период – 0,5 с. Найти в градусах фазу колебания через 0,1 с после начала движения.

Ответ: 72.

1.3. Тело совершает гармонические колебания вдоль оси Х с амплитудой 1,5 м. Определить максимальное значение х-координаты тела при колебаниях, если х-координата положения равновесия равна -0,5 м.

Ответ: 1.

1.4. Период гармонических колебаний математического маятника уменьшается в 2 раза. На сколько процентов возрастет при этом частота колебаний?

Ответ: 100.

1.5. Тело совершает гармонические колебания с частотой 2 Гц и амплитудой 1 см. Во сколько раз возрастет частота этих колебаний, если амплитуду уменьшить в 2 раза?

Ответ: 1.

Примерный перечень тестовых заданий:

1. Электрический колебательный контур служит для получения:

1) Механических волн. 2) Звуковых волн.

3) Электромагнитных волн. 4) Простая электрическая цепь.

5) Нет правильного ответа.

2. В колебательном контуре происходят следующие превращения энергии:

1). Кинетическая энергия во внутреннюю энергию и наоборот

2). Потенциальная энергия во внутреннюю энергию и наоборот

3). Энергия электрического поля в энергию магнитного поля и наоборот

4). Кинетическая энергия в потенциальную и наоборот

5) Не происходят превращения энергии.

3. Длиной волны называется расстояние, пройденное волной:

1) за время Т периода2) за время периода

3) за время одногоТ периода4) за время периода

5) за время двух периодов

4. Длина волны определяется формулой:

1) 2) 3) 4) 5)

5. Циклическая частота колебаний определяется по формуле:

1) 2) 3) 4) 5)

6.При механических колебаниях происходят следующие превращения энергии колеблющегося тела:

1) кинетическая энергия во внутреннюю энергию и наоборот

2) потенциальная энергия во внутреннюю энергию и наоборот

3) энергия электрического поля в энергию магнитного поля и наоборот

4) кинетическая энергия в потенциальную и наоборот

5) энергия электрического поляво внутреннюю энергию и наоборот

7. В электрическом колебательном контуре происходят следующие превращения энергии:

1) кинетическая энергия во внутреннюю энергию и наоборот

2) потенциальная энергия во внутреннюю энергию и наоборот

3)энергия электрического поля в энергию магнитного поля и наоборот

4) кинетическая энергия в потенциальную и наоборот

5) энергия электрического поляво внутреннюю энергию и наоборот

8. Формулой периода электромагнитных колебаний в колебательном контуре является:

1) 2) 3) 4) 5)

9.Дифференциальноеуравнение гармонических колебаний имеет вид:

1) 2) 3) 4) 5)

10. Циклическая частота колебаний – это

1) число колебаний за 1 секунду

2) число колебаний за 10 секунд

3) число колебаний за 1 минуту

4) число колебаний за 2π секунд

5) число колебаний за 2 секунды

11.Физическим маятником называется:

1)Твердое тело, имеющее неподвижную горизонтальную ось вращения, не проходящую через его центр тяжести

2)Материальная точка, подвешенная на нити.

3)Материальная точка, подвешенная на тонкой, невесомой, нерастяжимой нити.

4)Тело, подвешенное на тонкой нити.

5) Нет правильного ответа.

12. Формулой периода колебаний физического маятника является:

1) 2) 3)

4) 5)

13. Гармоническими механическими колебаниями называются колебания происходящие по закону:

1) sin или cos2) tg 3) ctg 4) tgиctg5) 2tg

14. Математическим маятником называется:

  1. Тело, подвешенное на нити.

  2. Материальная точка, подвешенная на нити.

  3. Материальная точка, подвешенная на тонкой, невесомой, нерастяжимой нити.

  4. Тело, подвешенное на тонкой нити.

5) Твердое тело, имеющее неподвижную горизонтальную ось вращения, не проходящую через его центр тяжести

15. Полная механическая энергия колеблющегося тела определяется формулой:

1) 2) 3) 4) 5)

16. Формулой колебаний математического маятника является:

1) 2) 3) 4) 5)

17. Длиной волны называется расстояние, пройденное волнойза время, равное:

1) периода 2) периода3) 1 период4) периода) 5) 2 периода

18. В уравнении гармонических механических колебаний х=Asin(t+0) фазой колебаний является:

1) 0 2) t3) 4) ) 5) 2t

19. В уравнении гармонических механических колебаний х=Asin(t+0) начальной фазой колебаний является:

1)0 2) t 3) 4) 5) 3t

20. В уравнении гармонических механических колебаний х=Asin(t+0) амплитудой колебаний является:

1) 02) А 3) 4) 5) 2t

21. Единицей измерений периода колебаний является:

1) с–12) с 3) с2 4) не имеет единицы измерения 5)с3

22. Распространение колебаний в пространстве с течением времени называется

1) диффузией 2) интерференцией 3) волной

4) нет правильного ответа 5) периодом

23. Уравнение механической волны описывается формулой:

1) 2) 3)

4) 5)

24. При распространении волн происходит перенос

1) массы

2) энергии

3) частиц среды

4) нет правильного ответа

5) массы частиц среды

25. За 5 секунд маятник совершает 10 колебаний. Период колебаний равен:

1) 2c2) 0,5c 3) 10c4) 20c 5) 50c

26. Как изменится период колебаний груза на пружине, если массу груза увеличить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в2 раза 4) увеличится в 2 раза 5) не изменится

27. Как изменится период колебаний груза на пружине, если жесткость пружины увеличить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 2 раза 5) не изменится

28. Как изменится период колебаний груза на пружине, если жесткость пружины увеличить в 8 раза и массу груза увеличить в 8 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

29.Как изменится период колебаний груза на пружине, если массу груза уменьшить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

30. Как изменится период колебаний груза на пружине, если жесткость пружины уменьшить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4раза 5) не изменится

31. Как изменится период колебаний груза на пружине, если массу груза уменьшить в 2 раза и жесткость пружины уменьшить в 2 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

32.За 6 секунд маятник совершает 12 колебаний. Частота колебаний равна:

1)0,5 Гц 2) 2 Гц 3) 6 Гц 4) 12 Гц 5) 72 Гц

33. Как изменится частота колебаний груза на пружине, если массу груза увеличить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 2 раза 5) не изменится

34. Как изменится частота колебаний груза на пружине, если жесткость пружины увеличить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 2 раза 5) не изменится

35. Как изменится частота колебаний груза на пружине, если жесткость пружины увеличить в 8 раза и массу груза увеличить в 8 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

36.Как изменится частота колебаний груза на пружине, если массу груза уменьшить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

37. Как изменится частота колебаний груза на пружине, если жесткость пружины уменьшить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

38. Как изменится частота колебаний груза на пружине, если массу груза уменьшить в 2 раза и жесткость пружины уменьшить в 2 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

39.Как изменится период колебаний математического маятника, если его длина уменьшится 9 раз?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в3 раза 5) не изменится

40.Как изменится период колебаний математического маятника, если его длина увеличится 9 раз?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 3 раза 5) не изменится

41.Как изменится период колебаний математического маятника, если его масса увеличится в 9 раз?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 3 раза 5) не изменится

42.Как изменится период колебаний математического маятника, если его масса уменьшится в 9 раз?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 3 раза 5) не изменится

43.Как изменится частота колебаний математического маятника, если его масса увеличится в 3 раза?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 3 раза 5) не изменится

44.Как изменится частота колебаний математического маятника, если его масса уменьшится в 3 раза?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 3 раза 5) не изменится

45.Как изменится частота колебаний математического маятника, если его длина уменьшится 9 раз?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 3 раза 5) не изменится

46.Как изменится частота колебаний математического маятника, если его длина увеличится 9 раз?

1) уменьшится в 3 раза 2) уменьшится в 4 раза 3)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 3 раза 5) не изменится

47.Как изменится период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, еслиэлектроемкость конденсатора увеличить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

48.Как изменится период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, если электроемкость конденсатора уменьшить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

49.Как изменится период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, если индуктивность катушки увеличить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится

50.Как изменится период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, если индуктивность катушки уменьшить в 4 раза?

1) уменьшится в 2 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 2 раза 4) увеличится в 4 раза 5) не изменится