Изучение спектров

Все нагретые тела излучают электромагнитные волны. Чтобы экспериментально исследовать зависимость интенсивности излучения от длины волны, необходимо:

1) разложить излучение в спектр;
2) измерить распределение энергии в спектре.

Для получения и исследования спектров служат спектральные аппараты

–

спектрографы. Схема призменного спектрографа представлена на рисунке. Исследуемое излучение поступает сначала в трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом

–

собирающая линза L ₁. Щель находится в фокусе линзы. Поэтому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из неё параллельным пучком и падает на призму Р.

Так как разным частотам соответствуют различные показатели преломления, то из призмы выходят параллельные пучки разного цвета, не совпадающие по направлению. Они падают на линзу L ₂. На фокусном расстоянии от этой линзы располагается экран, матовое стекло или фотопластинка. Линза L ₂ фокусирует параллельные пучки лучей на экране, и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте (точнее, узкому спектральному интервалу) соответствует своё изображение
в виде цветной полоски. Все эти изображения вместе и образуют спектр.

Энергия излучения вызывает нагревание тела, поэтому достаточно измерить температуру тела и по ней судить о количестве поглощённой в единицу времени энергии. В качестве чувствительного элемента можно взять тонкую металлическую пластину, покрытую тонким слоем сажи, и по нагреванию пластины судить об энергии излучения в данной части спектра.

Нужно ли металлическую пластину термометра, используемого в спектрографе, покрывать слоем сажи? Ответ поясните.

     

CB2B01

В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключённая к источнику напряжением 5 В. За какое время калориметр с водой нагреется на 12 ºC, если потери энергии в окружающую среду составляют 20%?

Определите массу воды, взятой при температуре 0 ºС, которую нагревают до температуры кипения и полностью испаряют. Необходимая для этих процессов энергия составляет 272 кДж.

	1)	10 г
	2)	60 г
	3)	100 г
	4)	240 г

D07DF0

Какой снег

–

грязный или чистый

–

на солнце тает быстрее? Ответ поясните.

D0B989

Удельная теплоёмкость стали равна

Дж

кг

·

°С

.

Что это означает?

	1)	При охлаждении 1 кг стали на 1 ºС выделяется энергия 500 Дж.
	2)	При охлаждении 500 кг стали на 1 ºС выделяется энергия 1 Дж.
	3)	При охлаждении 1 кг стали на 500 ºС выделяется энергия 1 Дж.
	4)	При охлаждении 500 кг стали на 1 ºС выделяется энергия 500 Дж.

В сосуде под поршнем первоначально находятся только пары спирта. На рисунке приведён график зависимости температуры спирта от времени при его дальнейшем равномерном охлаждении. Какая точка графика соответствует окончанию процесса конденсации спирта?  

	1)	А
	2)	Б
	3)	В
	4)	Г

D14DF9

Туман под микроскопом Туман состоит в основном из капелек воды, имеющих диаметр от 0,5 до 100 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капельки (диаметр меньше 1 мкм), то такой туман называется дымкой. Если же капли тумана относительно велики (диаметр порядка 100 мкм), то это так называемая морось. В зависимости от размера капелек воды туман может иметь различный оттенок. Цвет тумана определяется световыми волнами, которые, рассеиваясь на капельках воды, попадают в глаз наблюдателя. Капельки диаметром много больше микрометра практически одинаково рассеивают свет во всём интервале длин волн, воспринимаемых глазом. Этим объясняется молочно-белый и белесоватый цвет мороси. Мелкие же капельки дымки рассеивают преимущественно более короткие световые волны, поэтому туманная дымка окрашена в синеватые и голубоватые тона. В известном смысле возникновение тумана есть явление выпадения росы. Существенно, однако, что конденсация водяного пара в данном случае происходит не на

поверхности земли, листьев или травинок, а в объёме воздуха. Центрами конденсации могут служить случайно образующиеся скопления молекул, ионы, а также пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения в воздухе. Для возникновения тумана необходимо, чтобы водяной пар в воздухе стал не просто насыщенным, а пересыщенным. Водяной пар становится насыщенным, если при данной температуре процессы испарения воды и конденсации водяного пара взаимно компенсируются, то есть в системе вода – пар устанавливается состояние термодинамического равновесия. На рисунке представлен график зависимости плотности насыщенного водяного пара от температуры.

Водяной пар, состояние которого соответствует точке А, становится насыщенным при охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС). Соответственно, выпадающий туман называют туманом охлаждения или туманом испарения.

При каком из процессов, указанных на графике, пар из состояния А переходит в состояние насыщения?

	1)	только АB
	2)	только АС
	3)	только АD
	4)	AB, AC и AD

В процессе плавления льда, предварительно нагретого до температуры плавления,  

	1)	увеличивается температура вещества
	2)	уменьшается температура вещества
	3)	увеличивается внутренняя энергия вещества
	4)	уменьшается внутренняя энергия вещества

D577A5

Смешали две порции воды: 200 г при температуре t ₁ = 40 °С и 800 г при t ₂ = 80 °С. Температура получившейся смеси оказалась равной t ₃ = 60 °С. Какое количество теплоты получили сосуд и окружающий воздух?

	1)	50,4 кДж
	2)	42,0 кДж
	3)	58,2 кДж
	4)	60 кДж

D877F7

Имеются деревянный и металлический шарики одинакового объёма. Какой из шариков в 40-градусную жару на ощупь кажется холоднее? Ответ поясните.

DA3CE8

В открытый сосуд, заполненный водой, в области А (см. рисунок) разместили крупинки марганцовки (перманганата калия). В каком направлении преимущественно будет происходить окрашивание воды от крупинок марганцовки, если начать нагревание сосуда с водой так, как показано на рисунке?

	1)
	2)
	3)
	4)	во всех направлениях одинаково

DA7204

Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью

υ

=

м

с

, пробивает её и вылетает со скоростью

υ

=

м

с

. При этом пуля нагревается на 75 ºС. Какая часть выделившегося количества теплоты пошла на нагревание пули?

Необходимо экспериментально проверить, зависит ли выталкивающая сила от объёма погружаемого в воду тела. Какую из указанных пар тел можно использовать для такой проверки?

	1)	А и Б
	2)	В и Г
	3)	Б и В
	4)	Б и Г

DC1204

Одно из положений молекулярно-кинетической теории строения вещества заключается в том, что «частицы вещества (молекулы, атомы, ионы) находятся в непрерывном хаотическом движении». Что означают слова «непрерывное движение»?

	1)	Частицы всё время движутся в определённом направлении.
	2)	Движение частиц вещества не подчиняется никаким законам.

3)	Частицы все вместе движутся то в одном, то в другом направлении.
	4)	Движение молекул никогда не прекращается.

DC7532

Молния

Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. В 1750 году он опубликовал работу, в которой описал эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Франклин запустил змея в грозовое облако и обнаружил, что змей собирает электрический заряд.

Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках

–

образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твёрдом состоянии. Сухой снег представляет собой типичное сыпучее тело: при трении снежинок друг о друга и их ударах о землю снег должен электризоваться. При низких температурах во время сильных снегопадов и метелей электризация снега настолько велика, что происходят зимние грозы, наблюдается свечение остроконечных предметов, образуются шаровые молнии.

При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие

–

положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы
к вершине облака, крупные капли и кристаллы падают к его основанию.

Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и землёй создаётся сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искрового разряда. Сила тока разряда составляет 20 кА, температура в канале искрового разряда может достигать 10 000 °С. Разряд прекращается, когда бóльшая часть избыточных электрических разрядов нейтрализуется электрическим током, протекающим по плазменному каналу молнии.

В результате восходящих потоков воздуха в грозовом облаке

	1)	всё облако заряжается отрицательно
	2)	всё облако заряжается положительно

3)	нижняя часть облака заряжается отрицательно, верхняя – положительно
	4)	нижняя часть облака заряжается положительно, верхняя – отрицательно

DCB5BE

Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения в системе СИ. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.  

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

А)	количество теплоты
Б)	удельная теплоёмкость
В)	удельная теплота плавления

1)

Дж

кг

·

°С

2)

Дж

°С

3)

Дж

кг

4)

Дж·кг

5)

Дж

На рисунке представлен график зависимости температуры t от времени

τ

, полученный при равномерном нагревании вещества нагревателем постоянной мощности. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

	1)	Точка 2 на графике соответствует твёрдому состоянию вещества.
	2)	Внутренняя энергия вещества при переходе из состояния 3 в состояние 4 не изменяется.
	3)	Удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии больше удельной теплоёмкости этого вещества в жидком состоянии.
	4)	Испарение вещества происходит только в состоянии, соответствующем точке 5.

5)	Температура t 2 равна температуре кристаллизации данного вещества.

DD29C1

Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом поместили в сосуд, содержащий 400 г воды, и включили в сеть с напряжением 220 В. На сколько градусов нагрелась вода в сосуде за 5 мин? Теплообменом с сосудом и окружающей средой пренебречь.

E366C4

Какое(-ие) из предложенных утверждений является(-ются) верным(-и)? А. Молекулы состоят из атомов. Б. Молекулы в твёрдом теле движутся упорядоченно.  

	1)	только А
	2)	только Б
	3)	оба утверждения верны
	4)	оба утверждения неверны

E4AB60

В прохладной комнате на столе лежат два шарика одинакового размера: деревянный и стальной. Какой из шариков на ощупь кажется холоднее?  

	1)	деревянный, так как плотность дерева больше
	2)	деревянный, так как теплопроводность дерева больше
	3)	стальной, так как плотность стали больше
	4)	стальной, так как теплопроводность стали больше

E56298

В отсутствие теплопередачи газ, находящийся в сосуде с подвижным поршнем, расширился. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при этом. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующей буквой. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

А)	масса газа
Б)	плотность газа
В)	внутренняя энергия газа

1)	увеличилась
2)	уменьшилась
3)	не изменилась

Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин в системе СИ. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

А)	удельная теплота сгорания топлива
Б)	внутренняя энергия
В)	удельная теплоёмкость вещества

1)

Дж

2)

Дж

кг

3)

Дж

кг

·

° С

4)

Дж

° С

5)

Дж·кг

Вывод о том, что количество теплоты, полученное телом при нагревании, зависит от рода вещества, можно сделать, нагревая тела из меди и свинца

	1)	одной и той же массы на одно и то же число градусов
	2)	разной массы на одно и то же число градусов
	3)	разной массы на разное число градусов
	4)	одной и той же массы на разное число градусов

E78738

В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. За какое время калориметр с водой нагреется на 24 ºC, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%?

E7C6B0

Какой(-ие) из опытов доказывает(-ют), что количество теплоты, необходимое для нагревания вещества, зависит от рода вещества? А. Для нагревания на электрической плитке 100 г воды от комнатной температуры до температуры её кипения потребовалось больше времени, чем для нагревания 100 г масла от комнатной температуры до температуры его кипения. Б. В процессе нагревания в одинаковых условиях в течение 5 мин 100 г воды и 100 г масла, взятых при комнатной температуре, масло нагрелось до большей температуры.

	1)	только А
	2)	только Б
	3)	и А, и Б

4)	ни А, ни Б

E83C9B

Камень, подброшенный вверх в точке 1, совершает падение в тормозящей его движение атмосфере. Траектория движения камня схематично изображена на рисунке.

Внутренняя энергия камня имеет максимальное значение в положении

	1)
	2)
	3)
	4)

Какое(-ие) из предложенных утверждений является(-ются) верным(-и)? А. При повышении температуры вещества увеличивается средняя скорость движения молекул. Б. При повышении температуры свинцового шара увеличиваются промежутки между молекулами.

	1)	только А
	2)	только Б
	3)	оба утверждения верны
	4)	оба утверждения неверны

EC7914

Адсорбция Твёрдое тело, находящееся в газе, всегда покрыто слоем молекул газа, некоторое время удерживающихся на нём молекулярными силами. Это явление называется адсорбция. Количество адсорбированного газа зависит от площади поверхности, на которой могут адсорбироваться молекулы. Адсорбирующая поверхность особенно велика у пористых веществ, пронизанных множеством мелких каналов. Количество адсорбированного газа зависит также от природы газа и от химического состава твёрдого тела. Одним из примеров веществ-адсорбентов является активированный уголь, то есть уголь, освобождённый от смолистых примесей прокаливанием. В промышленности хороший активированный уголь получают из ореховой скорлупы (кокосовой), из косточек некоторых плодовых культур. Классическим примером использования адсорбирующих свойств активированного угля является противогаз. Фильтры, содержащие активированный уголь, применяются во многих современных устройствах для очистки питьевой воды. Активированный уголь применяется в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. В медицине процесс выведения из организма чужеродных веществ, попадающих в него из окружающей среды или образовавшихся в самом организме токсических продуктов обмена, называется энтеросорбция. Лекарственные средства, поглощающие и выводящие из желудочно-кишечного тракта вредные,

называют энтеросорбентами. Эффективность энтеросорбентов зависит от площади их активной поверхности. При заданной массе энтеросорбента площадь активной поверхности обратно пропорциональна размеру его частиц: чем меньше размеры частиц, тем больше суммарная площадь их активной поверхности.

На диаграмме представлены сравнительные характеристики энтеросорбентов на основе диоксида кремния: удобство дозирования и применения (по вертикальной оси) и эффективность применения в расчёте на 1 г сорбента для выведения токсинов белковой природы (по горизонтальной оси). Размер пузырька адсорбированного газа пропорционален площади активной поверхности, приходящейся на 1 г сорбента.

Какое(-ие) из утверждений справедливо(-ы)?

А. При одинаковой массе сорбента наиболее эффективным для связывания токсинов является применение белого угля.

Б. Средством, обладающим максимальным удобством в дозировании и применении, является уголь активированный.

1)	только А
	2)	только Б
	3)	и А, и Б
	4)	ни А, ни Б

EE7D34

Если герметично закрытую бутылку с небольшим количеством воды нагреть, то давление пара внутри бутылки  

	1)	увеличится только за счёт увеличения плотности пара
	2)	увеличится только за счёт увеличения скорости движения молекул пара
	3)	увеличится за счёт увеличения плотности пара и увеличения скорости движения молекул пара
	4)	не изменится

EEFE70

Гиря падает на землю и ударяется абсолютно неупруго о препятствие. Скорость гири перед ударом равна 14

м

с

. Температура гири перед ударом составляла 20 °С. До какой температуры нагреется гиря, если считать, что всё количество теплоты, выделяемое при ударе, поглощается гирей? Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена гиря, равна 140

Дж

кг

·

Сo

.

лектрочайник мощностью 2,4 кВт, рассчитанный на максимальное напряжение 240 В, включают в сеть напряжением 120 В. Сколько воды с начальной температурой 18 ºС можно довести до кипения за 7 мин, если КПД чайника в этом случае равен 82%?

F11216

Для определения удельной теплоты сгорания топлива необходимо знать энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и

	1)	температуру сгорания вещества
	2)	его массу
	3)	его плотность
	4)	начальную температуру вещества

В лёд, имеющий температуру 0 ^оС, помещают прогретый в кипящей воде медный шарик массой 99 г. Сколько льда растает? Считать, что вся энергия, выделяющаяся при охлаждении шарика, расходуется на плавление льда.  

	1)	12 г
	2)	33 г
	3)	8,25 г
	4)	7,85 г

F31084

Выберите из предложенных пар веществ ту, в которой скорость диффузии при одинаковой температуре будет наименьшая.

	1)	раствор медного купороса и вода
	2)	крупинка перманганата калия (марганцовки) и вода
	3)	пары эфира и воздух
	4)	свинцовая и медная пластины

F32AA1

На железный проводник длиной 10 м и сечением 2 мм² подано напряжение 12 мВ. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику?

	1)	24 мА
	2)	6 мА
	3)	24 А
	4)	6 А

F387E1

Открытый сосуд заполнен водой. На каком рисунке правильно изображено направление конвекционных потоков при приведённой схеме нагревания?  

	1)
	2)

3)
	4)

F3E6F7

Сколько керосина надо сжечь, чтобы нагреть 3 кг воды на 46 ºС? Считать, что вся энергия, выделенная при сгорании керосина, идёт на нагревание воды.

	1)	12,6 г
	2)	8,4 г
	3)	4,6 г

4)

4,2 г

F3E9E4

Вода широко используется в системах отопления благодаря

	1)	низкой теплопроводности
	2)	высокой теплопроводности
	3)	низкой теплоёмкости
	4)	высокой теплоёмкости

F447D1

Какое(-ие) из предложенных утверждений является(-ются) верным(-и)? А. При охлаждении свинцового шара размеры молекул уменьшаются. Б. Между молекулами жидкости действуют только силы притяжения.

	1)	только А
	2)	только Б
	3)	оба утверждения верны

4)	оба утверждения неверны

F45664

Охлаждающие смеси Возьмём в руки кусок сахара и коснёмся им поверхности кипятка. Кипяток втянется в сахар и дойдёт до наших пальцев. Однако мы не почувствуем ожога, как почувствовали бы, если бы вместо сахара был кусок ваты. Это наблюдение показывает, что растворение сахара сопровождается охлаждением раствора. Если бы мы хотели сохранить температуру раствора неизменной, то должны были бы подводить к раствору энергию. Отсюда следует, что при растворении сахара внутренняя энергия системы сахар–вода увеличивается. То же самое происходит при растворении большинства других кристаллических веществ. Во всех подобных случаях внутренняя энергия раствора больше, чем внутренняя энергия кристалла и растворителя при той же температуре, взятых в отдельности. В примере с сахаром необходимое для его растворения количество теплоты отдаёт кипяток, охлаждение которого заметно даже по непосредственному ощущению. Если растворение происходит в воде при комнатной температуре, то температура получившейся смеси в некоторых случаях может оказаться даже ниже 0 °С, хотя смесь и остаётся жидкой, поскольку температура застывания раствора может быть значительно ниже нуля. Этот эффект используют для получения сильно охлажденных смесей из снега и различных солей. Снег, начиная таять при 0 °С, превращается в воду, в которой растворяется соль; несмотря на понижение температуры, сопровождающее растворение, получившаяся смесь не затвердевает. Снег, смешанный с этим раствором, продолжает таять, забирая энергию от раствора и, соответственно, охлаждая его. Процесс может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнута температура замерзания полученного раствора. Смесь снега и поваренной соли в отношении 2: 1 позволяет, таким образом, получить охлаждение до –21 °С; смесь снега с хлористым кальцием (CaCl₂) в отношении 7: 10 – до –50 °С.

Внутренняя энергия раствора по сравнению с суммой внутренней энергии кристалла и растворителя при той же температуре в большинстве случаев

	1)	больше
	2)	меньше

3)	такая же
	4)	пренебрежимо мала

F642EF

Учитель провёл следующий опыт. Два одинаковые по размеру стержня (медный расположен слева, а стальной

–

справа) с закреплёнными на них с помощью парафина гвоздиками нагревались с торца с помощью спиртовки (см. рисунок). При нагревании парафин плавился, и гвоздики падали.

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

	1)	Прогревание металлических стержней происходит в основном способом излучения.
	2)	Прогревание металлических стержней происходит в основном способом конвекции.
	3)	Прогревание металлических стержней происходит в основном способом теплопроводности.
	4)	Плотность меди меньше плотности стали.
	5)	Теплопроводность меди больше теплопроводности стали

F65E70

Какова масса медного шарика, прогретого в кипящей воде, если при помещении его

в лёд, имеющий температуру 0 ^оС, образовалось 12 г воды? Считать, что вся энергия, выделяющаяся при охлаждении шарика, расходуется на плавление льда.  

	1)	99 г
	2)	61 г
	3)	120 г
	4)	400 г

Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин в системе СИ. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

А)	внутренняя энергия
Б)	удельная теплота плавления
В)	количество теплоты

1)

Дж

2)

Дж

кг

3)

Дж

кг

·

° С

4)

Дж

° С

5)

Дж·кг

FA0688

Температура четырёх различных тел разной массы увеличивается на одно и то же число градусов. Количество теплоты, которое было передано этим телам, одинаково. Относительное значение удельной теплоёмкости тел представлено на гистограмме. Масса какого из тел максимальна?

Начало формы

1)
	2)
	3)
	4)

Конец формы

FA4B97

Начало формы

При охлаждении газа в герметично закрытом сосуде постоянного объёма

	1)	увеличивается средний модуль скорости движения молекул
	2)	уменьшается средний модуль скорости движения молекул
	3)	увеличивается среднее расстояние между молекулами
	4)	уменьшается среднее расстояние между молекулами

Конец формы

FAD34C

Начало формы

Твёрдое тело массой 2 кг помещают в печь мощностью 2 кВт и начинают нагревать. На рисунке изображена зависимость температуры t этого тела от времени нагревания

τ

.

Конец формы

дельная теплоёмкость вещества равна

1)

Дж

кг

·

°С

2)

Дж

кг

·

°С

3)

Дж

кг

·

°С

4)

Дж

кг

·

°С

Установите соответствие между физическими величинами и соотношениями, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

---

Дата добавления: 2015-07-12