ГРУППА  301.  ФИЗИКА.              Контрольная работа по теме: «Основы МКТ"

Вариант 1

Начальный уровень

1. Что является наиболее наглядным опытным подтверждением существования атомов и молекул? Выберите правильный ответ.

А. Диффузия.

Б. Наблюдение с помощью оптического микроскопа.

В. Капля масла растекается на поверхности воды так, что тол­щина масляной пленки имеет некоторое минимальное значение.

2. Как изменится давление идеального газа при увеличении кон­центрации его молекул в 2 раза, если средняя квадратичная скорость молекул остается неизменной? Выберите правильный ответ.

А. Уменьшится в 2 раза.

Б. Увеличится в 2 раза.

В. Останется неизменной.

3. Как изменится средняя кинетическая энергия теплового движе­ния молекул идеального газа при увеличении абсолютной тем­пературы в 2 раза? Выберите правильный ответ.

А. Увеличится в 4 раза.

Б. Уменьшится в 4 раза.

В. Увеличится в 2 раза.

Средний уровень

1. Сколько молекул содержится в 1 кг водорода (Н₂)?

2. Под каким давлением находится газ в сосуде, если средний квадрат скорости его молекул 10⁶ м ²/ с², концентрация молекул 3 • 10²⁵ м ^{- 3}, а масса каждой молекулы 5 • 10 ^{- 26} кг?

3. В сосуде находится газ при температуре 273 К. Определите среднюю кинетическую энергию хаотического движения моле­кул газа. На сколько уменьшится кинетическая энергия молекул при уменьшении температуры на 50 К?

Достаточный уровень

1. Какой объем занимают 100 моль ртути?

2. Определить плотность кислорода при давлении 1,3×10 ⁵ Па, если средняя квадратичная скорость его молекул равна 1,4×10 ³ м/с.

3. Молекулы какого газа при 20 °С имеют среднюю квадратичную скорость 510 м/с?

4. Найдите количество вещества, содержащееся в алюминиевой отливке массой 135 г.

Какую массу имеет железная отливка, если в ней содержит­ся такое же количество вещества, что и в алюминиевой? Мо­лярная масса алюминия равна 0,027 кг/моль, железа — 0,056 кг/моль.

5. Найти соответствие:

а) закон Бойля - Мариотта                                                 1.Изобарный

б)  закон Шарля                                                                  2. Изотермический

в)  закон Гей - Люссака                                                      3. Адиабатный

                                                                                             4. Изохорный

Высокий уровень

1. Озеро со средней глубиной 5м и площадью 4км² «посолили», бросив кристаллик поваренной соли массой 10 мг. Спустя очень длительное время из озера зачерпнули стакан воды объе­мом 200 см³. Сколько ионов натрия из брошенного кристаллика оказалось в этом стакане?

2. Молекулы одного газа имеют в 2 раз большую массу, чем моле­кулы другого газа. Сравните их давления при одинаковых кон­центрациях молекул, если одинаковы: а) средние энергии; б) сред­ние квадратичные скорости их молекул.

3. Какое число молекул двухатомного газа содержится в сосуде объемом 20 см³ при давлении

1,06 •10 ⁴ Па и температуре 27 °С? Какой энергией теплового движения обладают эти молекулы?

4. Вычислите число молекул, содержащихся в углекислом газе (СО₂) массой 2 г.

Какова масса воздуха, в которой содержится такое же чис­ло молекул, что и в углекислом газе? Во сколько раз масса воздуха меньше массы углекислого газа? Молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль.

Вариант 2

Начальный уровень

1. Что является наиболее наглядным опытным подтверждением движения молекул? Выберите правильный ответ.

А. Возникновение сил упругости при деформации тел.

Б. Броуновское движение.

В. Наблюдение с помощью оптического микроскопа.

2. Как изменится давление идеального газа, если при неизменной концентрации средняя квадратичная скорость молекул увели­чится в 3 раза? Выберите правильный ответ.

А. Увеличится в 3 раза.

Б. Уменьшится в 3 раза.

В. Увеличится в 9 раз.

3. При нагревании идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения молекул увеличилась в 3 раза. Как измени­лась при этом абсолютная температура газа? Выберите правиль­ный ответ.

А. Увеличилась в √3 раз.

Б. Увеличилась в 3 раза.

В. Увеличилась в 9 раз.

Средний уровень

1. Какое количество вещества (в молях) содержится в 10 г воды?

2. Как изменится давление газа, если концентрация его молекул увеличится в 3 раза, а средняя квадратичная скорость молекул уменьшится в 3 раза?

3. Определите температуру газа, если средняя кинетическая энер­гия хаотического движения его равна 5,6 • 10 ^{- 21} Дж.

4. Определите температуру газа, если средняя кинетическая энер­гия хаотического движения его молекул равна 5,6 ×10 ^{- 21} Дж. При какой температуре будет находиться газ, если средняя кинетическая энергия молекул уменьшится на 20%?

Достаточный уровень

1. За 5 суток полностью испарилось 5×10 ^{- 2} кг воды. Сколько в среднем молекул вылетало с поверхности воды за 1 с?

2. Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, ес­ли масса газа 3 • 10 ^{- 3}кг, объем 0,5 • 10 ^-3 м³, средняя квадратич­ная скорость молекул 500 м/с?

3. Вычислить число молекул воздуха, находящихся в помещении размером 6 × 4 × 2,5 м при температуре 27 °С и давлении 99,8 кПа.

4. Какое количество вещества содержится в водороде объемом 5 м³ при нормальных условиях?

Вычислите объем кислорода, содержащий такое же количе­ство вещества. Температуру и давление газов считать оди­наковыми. Плотность водорода равна 0,09 кг/м³, кислоро­да — 1,43 кг/м³.

5. Найти соответствие:

а)  закон Бойля - Мариотта                                                    1. p = 1 /3m n v

б) закон  Шарля                                                                       2. pV = const

в)  закон Гей - Люссака                                                           3. p/ T  = const

г)  основное уравнение МКТ                                                 4.V/ T = const

Высокий уровень

1. При комнатной температуре и нормальном атмосферном давле­нии допускается вытекание метана в бытовой газовой плите не более 1,1 • 10 ^{- 8} м ³/с. Определите количество молекул газа, поя­вившихся в комнате вследствие такого вытекания, если плита была включена в течение трех часов.

2. Изменится ли давление воздуха, если молекулы азота заменить таким же количеством молекул водяного пара при сохранении:

а) средней квадратичной скорости молекул; б) кинетической энергии молекул?

3. Общая кинетическая энергия молекул многоатомного газа равна 3,2 кДж, а масса 0,02 кг. Найти среднюю квадратичную ско­рость молекул этого газа.

4. Вычислите число частиц, содержащихся в 1 г водорода.

Считая, что диаметр молекул водорода составляет около 2,3×10 ^{- 10} м, подсчитайте, какой длины можно было бы полу­чить нить, если все молекулы водорода расположить в один ряд вплотную друг к другу. Сравните полученное расстоя­ние с расстоянием от Земли до Луны, которое равно 3,844×10 ⁸м.

Вариант 3

Начальный уровень

1. Что является наиболее наглядным опытным подтверждением взаимодействия между молекулами? Выберите правильный ответ.

А. Возникновение сил упругости при деформации тел.

Б. Диффузия.

В. Броуновское движение.

2. Как изменится давление идеального газа, если при неизменной концентрации средняя кинетическая энергия молекул увеличит­ся в 3 раза? Выберите правильный ответ.

А. Увеличится в 9 раз.

Б. Увеличится в 3 раза.

В. Уменьшится в 3 раза.

3. Абсолютная температура идеального газа увеличилась в 4 раза, а концентрация молекул осталась неизменной. Как изменилось давление газа? Выберите правильный ответ.

А. Давление газа осталось неизменным.

Б. Давление газа увеличилось в 2 раза.

В. Давление газа увеличилось в 4 раза.

Средний уровень

1. Чему равна масса молекулы азота (N₂)?

2. В 1 м ³ газа при давлении 1,2×10 ⁵Па содержится 2 × 10²⁵ молекул, средняя квадратичная скорость которых 600 м/с. Определить массу одной молекулы этого газа.

3. Какое давление производят пары ртути в баллоне ртутной лам­пы объемом 3 • 10 ^{- 5} м³ при 300 К, если в ней содержится 10 ¹⁸ молекул?

4. Найдите средние квадратичные скорости молекул водорода и азота при температуре 300 К.

До какой температуры необходимо нагреть азот, чтобы сред­няя квадратичная скорость его молекул была равна средней квадратичной скорости молекул водорода при 300 К?

Достаточный уровень

1. Где больше атомов: в стакане воды или в стакане ртути? Во сколько раз?

2. Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, который занимает объем 5 м³ при давлении 2 × 10⁵ Па и имеет массу 6 кг?

3. Гелий находится при температуре 580 К. При какой температу­ре должен находиться водород, чтобы средняя квадратичная скорость молекул этих газов была одна и та же?

4. Зная постоянную Авогадро, вычислите массу атома и моле­кулы азота. Во сколько раз масса атома и молекулы кислорода больше массы атома и молекулы азота? Молярная масса атома азота равна 0,014 кг/моль, молекулы кислорода — 0,032 кг/моль.

5. Найти соответствие между названиями законов и названием процессов:

а)  Закон Бойля - Мариотта                              1.Изохорный

б)  Закон Гей - Люссака                                    2.Изотермический

в)Закон Шарля                                                  3.  Адиабатный

                                                                           4.  Изобарный 

Высокий уровень

1. Считая, что объем молекул воды равен 1,1 • 10 ^{- 23} см³, найти, ка­кой процент от всего пространства, занятого водой, приходится на долю самих молекул.

2. Часть стенки сосуда покрыли клеем, поглощающим все падаю­щие молекулы газа. Изменится ли давление газа на этом участ­ке стенки? Ответ обосновать.

5.3. В баллоне радиолампы объемом 10 ^{- 4} м³ находится 4,1 • 10¹⁴ мо­лекул воздуха. Определить среднюю квадратичную скорость мо­лекул, если давление в лампе 13,3 мПа.

4. Какое давление производит на стенки сосуда кислород, если средняя квадратичная скорость движения его молекул рав­на 500 м/с, а концентрация 2,7×10²⁵ м ^{- 3}? Как изменится давление молекул на стенки сосуда, если их скорость уменьшится до 400 м/с?