Физика. 10 класс. Базовый и углубленный уровни : в 2 частях. Часть 2
Покупка
ФПУ
Тематика:
Физика. Астрономия
Издательство:
Просвещение
Авторы:
Генденштейн Лев Элевич, Булатова Альбина Александровна, Корнильев Игорь Николаевич, Кошкина Анжелика Васильевна
Под ред.:
Орлов Владимир Александрович
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 240
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Среднее общее образование
ISBN: 978-5-09-101624-6
Артикул: 815925.01.99
Линия учебников для среднего общего образования ориентирована на обучение решению задач. Параграфы представляют собой канву сценариев уроков, реализующих системно-деятельностный подход к обучению: тщательно подобранные задания погружены непосредственно в теорию. В 10 классе изложены темы: кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика и гидростатика, молекулярная физика и термодинамика, электростатика и постоянный электрический ток; в 11 классе — электродинамика, колебания и волны, оптика, элементы теории относительности, квантовая физика, строение Вселенной. Материал для углублённого изучения отмечен звёздочкой. Имеются задания для проектно-исследовательской деятельности. Соответствуют Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования. Предназначены для всех наименований образовательных организаций: школ, лицеев, гимназий, центров образования, колледжей, СПО и пр.
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Л. Э. Генденштейн, А. А. Булатова, И. Н. Корнильев, А. В. Кошкина Москва «Просвещение» 2022 ФИЗИКА 10 класс 4-е издание, стереотипное Допущено Министерством просвещения Российской Федерации Учебник Часть 2 В двух частях Под редакцией В. А. Орлова БАЗОВЫЙ И УГЛУБЛЁННЫЙ УРОВНИ З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
УДК 373.167.1:53+53(075.3) ББК 22.3я721 Ф50 Авторы: Л. Э. Генденштейн, А. А. Булатова, И. Н. Корнильев, А. В. Кошкина; под ред. В. А. Орлова Учебник допущен к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования организациями, осуществляющими образовательную деятельность, в соответствии с Приказом Министерства просвещения Российской Федерации № 254 от 20.05.2020 (в редакции приказа № 766 от 23.12.2020) Издание выходит в pdf-формате. Физика : 10-й класс : базовый и углублённый уровни : учебник : в 2 частях : издание в pdf-формате / Л. Э. Генден штейн, А. А. Була това, И. Н. Корнильев, А. В. Кошкина ; под ред. В. А. Орлова. — 4-е изд., стер. — Москва : Просвещение, 2022. ISBN 978-5-09-102101-1 (электр. изд.). — Текст : электронный. ISBN 978-5-09-091731-5 (печ. изд.). Ч. 2. — 239, [1] с. : ил. ISBN 978-5-09-101624-6 (электр. изд.). ISBN 978-5-09-091733-9 (печ. изд.). Линия учебников для среднего общего образования ориентирована на обучение решению задач. Параграфы представляют собой канву сценариев уроков, реализующих системно-деятельностный подход к обучению: тщательно подобранные задания погружены непосредственно в теорию. В 10 классе изложены темы: кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика и гидростатика, молекулярная физика и термодинамика, электростатика и постоянный электрический ток; в 11 классе — электродинамика, колебания и волны, оптика, элементы теории относительности, квантовая физика, строение Вселенной. Материал для углублённого изучения отмечен звёздочкой. Имеются задания для проектно- исследовательской деятельности. Соответствуют Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования. Предназначены для всех наименований образовательных организа ций: школ, лицеев, гимназий, центров образования, колледжей, СПО и пр. УДК 373.167.1:53+53(075.3) ББК 22.3я721 Учебное издание Генденштейн Лев Элевич, Булатова Альбина Александровна Корнильев Игорь Николаевич, Кошкина Анжелика Васильевна ФИЗИКА 10 класс Базовый и углублённый уровни Учебник В двух частях. Часть 2 Центр физики и астрономии Ответственный за выпуск Г. Ершова Редактор Г. Ершова. Методист Н. Лукиенко. Оформление Н. Новак Художник Ю. Корчмарь. Технический редактор Е. Денюкова Корректор И. Копылова. Компьютерная вёрстка А. Борисенко Подписано в печать 03.11.2021. Формат 70×100/16. Усл. печ. л. 19,5. Тираж экз. Заказ . Акционерное общество «Издательство «Просвещение». Российская Федерация, 127473, г. Москва, ул. Краснопролетарская, д. 16, стр. 3, этаж 4, помещение I. Адрес электронной почты «Горячей линии» — vopros@prosv.ru. Ф50 ISBN 978-5-09-101624-6 (ч. 2, электр. изд.) © Генденштейн Л. Э., Булатова А. А., ISBN 978-5-09-102101-1 (электр. изд.) Корнильев И. Н., Кошкина А. В., 2019 ISBN 978-5-09-091733-9 (ч. 2, печ. изд.) © АО «Издательство «Просвещение», 2021 ISBN 978-5-09-091731-5 (печ. изд.) © Художественное оформление. АО «Издательство «Просвещение», 2021 Все права защищены З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Молекулярная физика и терМодинаМика Предмет и задачи молекулярно-кинетической теории и термодинамики Основная задача молекулярно-кинетической теории состоит в том, чтобы объяснить свойства вещества, исходя из представлений о движении и взаимодействии атомов и молекул. Термодинамика изучает превращения энергии в тепловых явлениях. Законы термодинамики используют в различных областях науки и техники, например при создании тепловых двигателей. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Глава V. Молекулярная физика § 25. Строение вещества 1. основные положения молекулярно-кинетической теории С основными положениями молекулярно-кинетической теории вещества вы уже познакомились в курсе физики основной школы. Напомним их. 1) 1) Вещество состоит из молекул 1). 2) Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. 3) Атомы и молекулы взаимодействуют друг с другом. Большой вклад в разработку молекулярно- кинетической теории внесли русский учёный Михаил Васильевич Ломоносов, английские учёные Дж. Дальтон и Дж. Максвелл, немецкий учёный Р. Клаузиус и австрийский учёный Л. Больцман. опытные подтверждения молекулярно-кинетической теории Броуновское движение В первой половине 19-го века английский ботаник Р. Броун, наблюдая в микроскоп крошечные частицы пыльцы, находящиеся в совершенно спокойной воде, обнаружил, что они почему-то пребывают в непрестанном хаотическом движении, названном впоследствии «броуновским». Например, на рисунке 25.1 показаны в многократно увеличенном масштабе отрезки, соединяющие положения одной частицы пыльцы через равные промежутки времени. 1) Молекула может состоять и из одного атома: таковы, например, молекулы инертных газов. М. В. ломоносов (1711—1765) рис. 25.1 З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Строение вещества 5 § 25 Только через полвека после открытия Броуна учёные поняли, что броуновское движение обусловлено ударами движущихся молекул воды. Таким образом, броуновское движение стало первым наблюдаемым следствием хаотического движения молекул вещества. Броуновское движение можно наблюдать только для частиц размером не более нескольких микрометров: такие частицы «чувствуют» удары молекул вследствие своих малых размеров. Теорию броуновского движения построили крупнейший физик 20-го века А. Эйнштейн 1) и польский физик М. Смолуховский. 1. Какое положение (или положения) молекулярно-кинетической теории подтверждает броуновское движение? Диффузия Поставим опыт Если осторожно налить поверх раствора медного купороса чистую воду, то граница между раствором и водой вначале будет довольно резкой (рис. 25.2, а). Вскоре она начнёт размываться (рис. 25.2, б), и через несколько дней жидкость в сосуде будет окрашена равномерно (рис. 25.2, в). рис. 25.2 Описанный опыт указывает на взаимное проникновение частиц одного вещества между частицами другого. Это явление называют диффузией 2). 2. Какое положение (или положения) молекулярно-кинетической теории подтверждает диффузия? 3. Опыты показывают, что диффузия происходит в газах, жидкостях и даже твёрдых телах. Как вы думаете: где диффузия происходит быстрее всего, а где — медленнее всего? Обоснуйте свой ответ. 1) А. Эйнштейн жил и работал в Швейцарии, Германии и США. 2) От латинского «диффузио» — распространение, растекание. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Молекулярная физика 6 V Поставим опыт Зачистим торцы двух свинцовых цилиндров и сильно прижмём их друг к другу. Они соединятся так прочно, что их не разъединит даже подвешенная килограммовая гиря (рис. 25.3). 4. Какое положение молекулярно-кинетической теории подтверждает описанный опыт? Какие повседневные наблюдения подтверждают это же положение молекулярно-кинетической теории? Исследования показывают, что молекулы притягиваются на расстояниях, превышающих размеры молекул, но отталкиваются на расстояниях, близких к их размерам. 2. основная задача молекулярно-кинетической теории Макроскопические и микроскопические параметры 1) Физические величины, характеризующие образец 1) вещества в целом, называют макроскопическими параметрами 2). Примерами макроскопических параметров являются объём, масса, давление, температура. 2) Физические величины, характеризующие частицы, из которых состоит образец вещества, а также их движение и взаимодействие друг с другом, называют микроскопическими параметрами 3). Примерами микроскопических параметров являются массы атомов и молекул, а также средняя кинетическая энергия молекул. 3) Основная задача молекулярно-кинетической теории состоит в том, чтобы вывести соотношения между макроскопическими и микроскопическими параметрами и объяснить свойства вещества, исходя из представлений о движении и взаимодействии его частиц. Далее мы решим основную задачу молекулярно-кинетической теории для достаточно разрежённых газов. 1) Мы будем часто использовать термин «образец» вместо термина «данная масса», потому что при изучении строения вещества (особенно газов) число молекул в образце имеет большее значение, чем его масса. 2) От греческого «макро» — большой. 3) От греческого «микро» — малый. рис. 25.3 З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Строение вещества 7 § 25 3. агрегатные состояния вещества Вы уже знаете о трёх агрегатных состояниях вещества: твёрдом, жидком и газообразном. Твёрдые тела бывают кристаллическими и аморфными. В кристаллических твёрдых телах частицы (атомы, ионы или молекулы) расположены вплотную и упорядоченно, образуя кристаллическую решётку. Например, на рисунке 25.4 изображена модель кристаллической решётки поваренной соли: шарики разных цветов представляют ионы натрия и хлора. В аморфных 1) твёрдых телах, а также в жидкостях частицы тоже расположены вплотную друг к другу, однако в их расположении нет определённого порядка (рис. 25.5). Примерами аморфных твёрдых тел являются смола и стекло. Подробнее о строении твёрдых тел и жидкостей мы расскажем далее. В газах молекулы находятся сравнительно далеко друг от друга. Например, в окружающем нас воздухе расстояния между ближайшими молекулами примерно в 10 раз превышают размеры самих молекул (рис. 25.6). Одно и то же вещество может находиться в любом из трёх агрегатных состояний: состояние данного вещества определяется главным образом температурой и давлением. Вещества могут находиться в двух и даже трёх различных агрегатных состояниях одновременно. 5. Приведите пример очень распространённого вещества, которое находится вокруг нас по крайней мере в двух агрегатных состояниях одновременно. При какой температуре это вещество находится в природе одновременно в трёх агрегатных состояниях? 4. атомная единица массы. относительная атомная и молекулярная масса атомная единица массы В 19-м веке учёные обнаружили на опыте удивительно простую закономерность: массы атомов всех химических элементов с хорошей 1) От греческого «аморфос» — не имеющий формы. рис. 25.4 рис. 25.5 рис. 25.6 З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Молекулярная физика 8 V точностью кратны массе самого лёгкого атома — атома водорода 1). Например, масса атома углерода примерно в 12 раз больше массы атома водорода, а масса атома кислорода примерно в 16 раз больше массы атома водорода. Исходя из этой закономерности, в качестве атомной единицы массы удобно было бы взять массу атома водорода. Но по соображениям, связанным с точностью воспроизведения атомной единицы массы, в качестве «эталона» взяли не саму массу атома водорода, а очень близкую к ней величину, равную 1/12 массы атома углерода 2). Атомной единицей массы (сокращённо а. е. м.) называют 1/12 массы атома углерода: 1 12 1 66 10 27 а.е.м. масса атома углерода кг = = ⋅ − , . 6. Чему равны массы атомов углерода, водорода и кислорода в атомных единицах массы? относительная атомная и молекулярная масса Относительной атомной массой называют массу атома, выраженную в атомных единицах массы. Например, относительная атомная масса углерода равна 12. 7. Чему равна относительная атомная масса: водорода; кислорода? Измеренные на опыте относительные атомные массы можно найти в Периодической системе химических элементов (таблице Менделеева) 3). При решении задач приведённое в таблице Менделеева значение относительной атомной массы округляют до целого числа. 8. Найдите в таблице Менделеева и запишите названия и обозначения химических элементов, относительные атомные массы которых отличаются: в 2 раза; в 4 раза; в 5 раз; в 10 раз. 1) Объяснение этому учёные нашли в начале 20-го века, открыв строение атома и атомного ядра. Мы вернёмся к этому вопросу в курсе физики 11-го класса. 2) Выбор углерода связан с тем, что он входит в очень большое число химических соединений. 3) То, что приведённые в таблице Менделеева значения относительных атомных масс не всегда близки к целым числам, объясняется тем, что существуют атомы одного и того же химического элемента с разными массами (напомним, что их называют изотопами, мы ещё расскажем о них в курсе физики 11-го класса). В таблице Менделеева приведено усреднённое значение относительной атомной массы каждого химического элемента с учётом распространённости различных его изотопов в природе. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Строение вещества 9 § 25 Относительной молекулярной массой называют массу молекулы, выраженную в атомных единицах массы. Чтобы найти относительную молекулярную массу данного вещества, надо знать состав молекулы этого вещества и относительные атомные массы атомов, из которых она состоит. 9. Чему равна относительная молекулярная масса: воды; водорода; кислорода; гелия; углекислого газа? Что МЫ узнали ? доПолнительнЫе ВоПроСЫ и задания Базовый уровень 10. Сравните диффузию и броуновское движение: что у них общего и чем они различаются? 11. Приведите примеры макроскопических и микроскопических параметров. 12. Расскажите об основных свойствах твёрдых тел, жидкостей и газов. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Молекулярная физика 10 V Повышенный уровень 13. Можно ли беспорядочное движение пылинок в воздухе считать броуновским движением? Обоснуйте свой ответ. 14. Капля масла массой 0,06 мг растекается по поверхности воды ровным слоем. Чему равна максимальная площадь пятна, если плотность масла 920 кг/м3, а диаметр одной молекулы масла составляет 3,3 нм? 15. Сравните число атомов в алюминиевом и медном шарах, если: шары имеют равные массы; шары имеют равные объёмы. 16. Во сколько раз атомная единица массы меньше одного грамма? Это число полезно запомнить: как мы увидим далее, оно имеет специальное название и не раз пригодится вам при решении задач. 17. Вспомните, какие вещества вы изучали недавно на уроках химии. Зная состав молекул этих веществ, найдите их относительные молекулярные массы. § 26. изопроцессы 1. изобарный процесс (при постоянном давлении) Переход газа из одного состояния в другое называют газовым процессом. Начнём с самых простых газовых процессов — изопро- цессов. 1) Изопроцессами 1) называют газовые процессы, происходящие с данной массой газа, при которых одна из величин: давление, объём или температура газа остаётся постоянной. В каждом изопроцессе две из указанных трёх величин изменяются. 2) Процесс, происходящий с данной массой газа при постоянном давлении, называют изобарным 2). При изобарном процессе изменяются температура и объём данной массы газа. 1) От греческого «изос» — равный. 2) От греческих «изос» и «барос» — тяжесть. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .