Сборник задач для формирования у школьников компетенции здоровьесбережения (7 - 11 класс)

МБОУ «Гимназия № 2 им. И.П. Павлова»

[pic]

Сборник задач

для формирования у школьников

компетенции здоровьесбережения

Составитель:

Т.Е. Хоченкова, учитель физики

Рязань

2014

Здоровье школьников – актуальная проблема современного образования. Активное движение, здоровая еда, укрепление своего организма, культивирование здорового мышления и стремление к получению новых знаний о своем здоровье должно стать осознанной потребностью молодого поколения. Физика – наука, обладающая огромным потенциалом в формировании компетенции здоровья современных школьников. Применение специально подобранной системы задач позволяет помочь ученику сохранить свое здоровье, мотивировать на самопознание и самосовершенствование, воспитать необходимость сотворить свое здоровье.

Сборник задач представляет собой методическое пособие для учителя и содержит более 160 задач по различным разделам физики для 7 – 11-х классов здоровьесберегающего характера. Разнообразные задания с выбором ответа, качественные, расчетные, требующие выполнения построений позволяют сделать процесс обучения интересным и занимательным. Включение таких задач в материал урока позволяет пропагандировать преимущества здорового образа жизни, создать условия для реализации здоровьеориентированного развивающего образования.

Материалы пособия могут быть использованы для проведения межпредметных уроков, преподавания элективных курсов, направленных на изучение физики человека, а также во внеурочной деятельности, при проведении олимпиад, конкурсов, викторин. Задачи, предлагаемые для 10 – 11 классов позволяют дифференцировать работу с учащимися, обучающимися в классах различных профилей естественно-научной направленности.

7 класс

Механическое движение

№ 1. Человек идет, делая 2 шага в секунду. Длина шага 75 см. Выразите скорость человека в метрах в секунду и в километрах в час. [pic]

№ 2. Разъяренный бык бежит со скоростью 34 км/ч, а сильно испуганный человек – со скоростью 600 м/мин. Кто из них победит в забеге на стометровку?

№ 3. Путешественник идет со скоростью 5,4 км/ч, делая 5 шагов за 2 с. Какова длина его шага?

№ 4. Движение школьника по направлению от дома к школе (1) описывается в СИ законом x1=2t, а его движение в обратном направлении (2) – законом x2=300-3t. Расстояние от дома до школы равно 300м. Выберите правильные варианты ответов на вопросы.

а) в каком случае (1 или 2) школьник идет быстрее? [pic]

б) в каком случае его координата уменьшается?

Постройте графики движения школьника. Определите по графику, на сколько больше времени тратит школьник на дорогу в школу, чем на обратную дорогу домой.

№ 5. Во время прогулки собака удалилась от своего хозяина на 200м. Услышав, что её зовут, она побежала к хозяину со скоростью, модуль которой равен 8 м/с. В тот же момент хозяин начал двигаться ей навстречу со скоростью, по модулю равной 2 м/с. Через какое время собака подбежит к хозяину? Какое расстояние за это время пройдет хозяин, пробежит собака?

№ 6. В подрывной технике используют бикфордов шнур. Какой длины нужно взять шнур, чтобы за время горения шнура успеть отбежать на расстояние 300 м? Скорость бега 5 м/с, а скорость распространения пламени – 0,8 см/с.

№ 7. На лыжной трассе соревнуются два спортсмена. Модуль скорости первого равен 8 м/с, а второго – 5 м/с. Какое расстояние S было между ними в начальный момент времени, если первый лыжник догнал второго спустя 180с? [pic]

Взаимодействие тел

№ 8. При быстром разгоне или резком торможении автобуса стоящие в нем пассажиры наклоняются. Почему это происходит? В какую сторону отклоняются пассажиры при разгоне и в какую – при торможении?

№ 9. Если автомобиль оборудован шинами с шипами, которые предотвращают скольжение по льду, на автомобиле устанавливают специальный знак (см. рис.). Где должен находиться этот знак – на переднем или заднем стекле автомобиля? [pic]

№ 10. Важнейший количественный показатель правильно выпеченного хлеба – плотность 1,25 кг/м³. Удовлетворяет ли таким требованиям французский багет, длина которого около 65 см, ширина 5 см, а высота – 4 см? Масса французского багета около 250 г.

№ 10. Мальчик массой 40 кг прыгнул из покоящейся лодки на берег. Скорость мальчика 3 м/с. Какова масса лодки, если она приобрела скорость 1 м/с?

№ 11. Сын тянет маму с силой, модуль которой равен 100 Н. С какой по модулю силой мама действует на сына?

№ 12. Определите силу, с которой танцовщик действует на паркет, если его масса M=70 кг, масса балерины m=50 кг и они неподвижны. [pic]

№ 13. Почему трудно удержать в руках живую рыбу?

[pic]

№ 14. Объем легких у спортсменов в 2 раза больше, чем у людей, не занимающихся спортом. Вычислите массу воздуха, вдыхаемого спортсменом при одном вдохе, если объем легких 6000 см³, если плотность воздуха 0,00129 г/см³. [pic]

№ 15. При езде по хорошей дороге шины туго накачивают. Для чего это делают?

Давление твердых тел, жидкостей и газов

№ 16. Площадь тела человека около 1 м². С какой силой воздух давит на человека при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.?

№ 17. Объем тела человека 0,06 м³, а средняя плотность 1070 кг/м³. С какой силой человек давит на дно реки, погрузившись до половины своего объема?

№ 18. У человека кровь из левого желудочка в аорту выталкивается под давлением 150 мм рт. ст. Выразите это давление в паскалях, если плотность крови 1050 кг/м³.

№ 19. Какое давление оказывает конькобежец массой 60 кг на лед, если ширина лезвия конька 4мм, а длина лезвия, соприкасающегося со льдом, 30 см? [pic]

№ 20. Какой человек имеет больше шансов провалиться под лёд: идущий по льду или ползущий с раскинутыми в разные стороны руками и ногами? Почему спасатели, приближаясь к тонущему в проруби человеку, используют специальные приспособления (лестницы, скрещенные лыжи, доски и т.п.), которые подкладывают под себя?

№ 21. Рассчитайте давление, которое оказывает на лёд ученица 7 класса, имеющая массу 40 кг, в следующих случаях: а) она стоит в ботинках; б) она стоит на коньках; в) она стоит на лыжах. Площадь подошвы каждого ботинка равна 160 см², ширина лезвия конька – 5 мм, длина конька – 20 см. Считать лыжу прямоугольником 210 см×10 см.

№ 22. Начинающий факир составил для себя следующий план подготовки к лежанию на гвоздях: сначала привыкнуть лежать на 200 гвоздях, затем на 300 гвоздях и т.д., постепенно доводя число гвоздей до 2000. Каков недостаток этого плана? [pic]

№ 23. Сможет ли человек открыть люк подводной лодки на глубине 100м, если площадь люка 0,2 м².

№ 24. Сколько туристов могут, не замочив ноги, переправится через реку из десяти дубовых бревен объемом 0,3 м³ каждое? Средняя масса туриста с рюкзаком 75 кг.

Работа и мощность. Энергия

№ 25. Сердце человека при одном ударе совершает такую работу, которая требуется для поднятия груза массой 200 г на высоту 1 м. Вычислите эту работу. За сутки сердце делает около 100 000 ударов. Какая работа совершается сердцем за сутки?

№ 26. Вычислите мощность сердца спортсмена во время соревнований, зная, что при одном ударе оно совершает работу 16 Дж, а ежеминутно делает 240 ударов.

№ 27. Спортсмен поднял штангу массой 200 кг на высоту 2 м за 4 с. Какую мощность при этом он развил? Сравните её со средней мощностью человека (2 Вт). [pic]

№ 28. Человек поднялся с шестого этажа на девятый, совершив работу 5 кДж. Какова масса человека, если расстояние между этажами 3,2 м?

№ 29. Какую работу надо совершить, чтобы вытащить из колодца глубиной 10 м ведро с водой массой 12 кг?

№ 30. Человек толкает тележку, прикладывая горизонтальную силу 60Н. При этом тележка движется равномерно. Какова её скорость, если за 3 мин совершена работа, равная 14 кДж?

№ 31. Человек вытаскивает ведро с водой из глубокого колодца. Какую работу он совершает за 1 мин, если он перебирает веревку со скоростью 25 см/с? Масса ведра 10 кг. [pic]

№ 32. Бочка до краев заполнена водой. С помощью ведра мальчик и девочка вычерпывают воду из бочки: верхнюю половину бочки вычерпала девочка, нижнюю половину бочки – мальчик. Одинаковую ли работу должны совершить мальчик и девочка? Ответ обоснуйте.

№ 33. Кто развивает большую мощность: медленно поднимающийся по лестнице человек или спортсмен той же массы, совершающий прыжок с шестом?

№ 34. Мальчик открывает дверь, прикладывая к её ручке перпендикулярно полотну двери силу, модуль которой равен 20Н. Чему равен момент этой силы относительно оси вращения двери, если расстояние от ручки двери до этой оси равно 70 см? [pic]

№ 35. Водитель автомобиля вращает руль, прикладывая каждой рукой к его ободу силу, модуль которой равен 30 Н. Радиус рулевого колеса равен 20 см. Определите максимально возможный момент сил, действующих со стороны водителя на руль, в следующих случаях: а) водитель вращает руль одной рукой; б) водитель вращает руль двумя руками. [pic]

8 класс

Тепловые явления

№ 1. Почему человек при измерении температуры собственного тела термометр должен держать несколько минут? [pic]

№ 2. В квартире керамическая плитка на полу кухни на ощупь кажется холоднее деревянного пола в комнате. Какой из этих материалов обладает лучшей теплопроводностью? Объясните ответ.

№ 3. В медицинской практике часто используются согревающие компрессы, грелки, кварцевые лампы, а также массаж. Какие способы изменения внутренней энергии при этом используются?

№ 4. Подготавливая воду для купания ребенка, рассчитайте, сколько кипятка надо налить в ванночку, содержащую 20л воды при температуре 20°С, чтобы температура смеси стала равной 36°С? Примите, что теплообмена с ванночкой и окружающим воздухом не происходит. [pic]

№ 5. В чашку кофе, имеющего массу 200г и температуру 100°С, доливают 50г молока температурой 0°С. Считая, что теплоемкость молока равна теплоемкости кофе, найдите изменение температуры смеси в чашке. [pic]

№ 6. Бабушка просит внука Алешу растопить печь и нагреть ее. Алеша знает, что КПД бабушкиной печи равен 20%. Масса печи 2т. Температура холодной печи равна 5°С, а температура горячей печи – 60°С. Удельная теплоемкость кирпичей, из которых сложена печь, равна 0,88 кДж/(кг×°С). Какую массу дров понадобится принести Алеше, чтобы истопить печь? [pic]

№ 7. Турист на керосиновой горелке в алюминиевом котелке массой 300г нагревает воду массой 500г от 20°С до кипения. Сколько керосина было при этом израсходовано? КПД горелки равен 50%. [pic]

№ 8. Какое количество теплоты потребуется для нагревания воздуха в комнате размером 5×4×3м от 4°С до 20°С? [pic]

№ 8. Кастрюля-скороварка представляет собой сосуд, закрытый герметически, из которого пар может выходить только через предохранительный клапан.

А. Кипение воды в кастрюле-скороварке происходит при температуре 80°С. [pic]

Б. При повышенном давлении в кастрюле-скороварке температура кипения воды увеличивается, и варка происходит быстрее.

В. Вода всегда кипит при температуре 100°С.

г. При уменьшении давления температура кипения остается неизменной.

№ 9. Почему человек испытывает чувство прохлады, выходя в жаркую погоду из реки на берег?

№ 10. В салоне автомобиля запотели стекла с внутренней стороны. Что нужно сделать, чтобы избавиться от запотевания? [pic]

№ 11. В двух одинаковых тарелках налиты горячие щи. В одну из тарелок положили жирную сметану, имеющую ту же температуру, что и щи. Будут ли щи в тарелках остывать одинаково? Если нет, то в какой из тарелок щи остынут быстрее? Почему?

№ 12. Почему во влажном воздухе тяжелее переносить жару? [pic]

№ 13. Нагруженный рюкзаком альпинист поднимается за день на высоту 2000 м. Масса альпиниста (вместе с рюкзаком и одеждой) 100 кг. Человеческий организм, получая энергию при питании, способен превратить в механическую работу не более 25% полученной энергии. Пищевой рацион за дни, проведенные в лагере, составляет 8×10⁶Дж/день. Во сколько раз следует увеличить дневной пищевой рацион в день восхождения? Можно ли соответственно снизить пищевой рацион при спуске, когда альпинист быстро теряет потенциальную энергию?

№ 14. Почему ожог паром опаснее ожога кипятком?

№ 15. Человек чувствует себя комфортно при относительной влажности, равной 40-60%. Почему возникает ощущение изнурительной жары при температуре воздуха 25°С и относительной влажности 80-90%, в то время как при температуре 30°С и влажности 30% самочувствие может быть хорошим?

№ 16. В таблице 1 приведены значения плотности насыщенных паров воды при различных температурах.

Таблица 1.

Пользуясь таблицей 1, определите относительную влажность воздуха в различных условиях. № 16. Почему зимой заметно образование тумана при дыхании, а летом – нет? [pic]

№ 17. Домашняя метеостанция показывает, что в объеме 60 м³ относительная влажность воздуха равна 38%. Температура воздуха в комнате равна 20°С. Используя таблицу 1, определите массу воды в воздухе комнаты.

№ 18. В комнате объемом 100 м³ при температуре 20°С находится воздух с относительной влажностью 35%. Сколько воды надо дополнительно испарить, чтобы относительная влажность стала равна 55%.

Электрические и магнитные явления

№ 19. Турист нашел в лесу стальное полотно ножовки. Как он может определить, намагничено ли это полотно, если к него нет с собой предметов из магнитных материалов?

№ 20. Почему нить накаливания лампы при протекании по ней электрического тока сильно не нагревается, а провода, с помощью которых лампа подключается к источнику тока, остаются практически холодными?

№ 21. Сопротивление нагревательного элемента фена для сушки волос равно 10 Ом. Какое количество теплоты выделится на нагревательном элементе за 3 мин работы, если его подключить к источнику напряжения 50В? Ток какой силы при этом течет через нагревательный элемент?

№ 22. Почему в сильную грозу опасно прятаться от дождя под одиноко стоящими деревьями?

Оптические явления

№ 23. Может ли человек бежать быстрее своей тени?

№ 24. Зная свой рост h и длину  отбрасываемой тени, определите угловую высоту α Солнца над горизонтом. Сделайте рисунок, поясняющий решение задачи.

№ 25. Человек стоит перед вертикальным плоским зеркалом на расстоянии 2м от него. Каково расстояние от человека до его изображения?

№ 26. Человек, идущий вдоль шоссе, смотрит в горизонтальном направлении и видит в лобовом стекле приближающегося автомобиля изображение Солнца. Считая, что угловая высота Солнца над горизонтом равна α=20°, оцените угол наклона лобового стекла автомобиля к горизонту. Решение поясните рисунком.

№ 27. Днём окна домов всегда кажутся более темными, чем их стены (вне зависимости от цвета стен). Объясните причину этого явления.

№ 28. Почему в свете фар лужа на асфальте кажется водителю более темной, чем сухой асфальт?

№ 29. В чем состоит преимущество зрения двумя глазами?

№ 30. Как изменяются фокусное расстояние и оптическая сила хрусталика глаза, когда человек переводит глаза со страницы книги на облака за окном?

№ 31. Чтобы лучше видеть, близорукие люди щурят глаза. Как это объяснить? [pic]

№ 32. Юноша сумел разжечь костер без спичек: он пользовался солнечными лучами и своими очками. Какой недостаток зрения у этого юноши? Почему?

№ 33. На рисунке изображена девушка в очках.

А. Если у девушки близорукость, она носит очки с собирающими линзами. [pic]

Б. Если у девушки дальнозоркость, она носит очки с рассеивающими линзами.

В. У близорукого глаза расстояние наилучшего видения меньше 25см.

Г. Если девушка снимет очки, изображение предмета будет у нее на сетчатке.

№ 34. Вы нашли очки (см. рисунок). Предложите способ, с помощью которого можно определить, дальнозоркость или близорукость у их владельца. [pic]

№ 35. Бабушка не может читать книгу без очков, если расстояние от книги до глаз меньше 40 см.

А. Бабушка страдает близорукостью. [pic]

Б. Бабушке необходимы очки с рассеивающими линзами.

В. На сетчатке образуется перевернутое изображение текста.

Г. Если бабушка переведет взгляд с книги на соседний дом, выпуклость хрусталика не изменится.

№ 36. У бабушки разбились очки, а рецепт очков, в котором была указана оптическая сила линз, потерялся. Внук – восьмиклассник восстановил рецепт, используя один из осколков. Как он это сделал? (Линзы в бабушкиных очках собирающие). [pic]

9 класс

Кинематика

№ 1. Мотоциклист, начав движение из состояния покоя с ускорением, модуль которого равен 6 м/с², проехал равноускоренно путь длиной 90м. Определите его конечную скорость и время движения. [pic]

№ 2. Закон движения грузового автомобиля имеет вид: x1(t)=550-15t, закон движения идущего по обочине этой же дороги пешехода: x2=15t. Где (xm) и когда (tm) расстояние между пешеходом и автомобилем будет минимальным?

№ 3. Два пешехода равномерно движутся по площади. Законы движения первого пешехода вдоль осей координат X и Y в СИ имеют вид: x1(t)=85-0,5t; y1(t)=55-0,8t. Проекция второго пешехода движется вдоль оси X по закону x2=5+0,3t. В момент времени t=0 координата второго пешехода по оси Y была равна 15м. Определите закон движения y2(t) второго пешехода вдоль оси Y, если известно, что в некоторый момент времени пешеходы встретились.

№ 4. Лесник движется прямолинейно на северо-восток. Модуль скорости лесника равен 1 м/с. Определите перемещение (модуль и направление) лесника за 1 час движения. На сколько он за это время продвинется в сторону севера? В сторону востока?

№ 5. Заметив опасность, водитель автомобиля, ехавшего со скоростью, модуль которой был равен 72 км/ч, начал экстренно тормозить. Определите модуль среднего ускорения автомобиля, если он остановился через 4 с. Укажите направление ускорения автомобиля при торможении.

№ 6. Спринтер, совершая рывок, движется равноускоренно с ускорением, значение которого равно 2 м/с². Найдите пройденный бегуном путь, на котором он увеличил значение своей скорости от 3 м/с до 11 м/с. [pic]

№ 7. Футболист бьет по лежащему на поле мячу. В результате удара мяч приобретает скорость, модуль которой равен υ0=20 м/с. Вектор скорости направлен под углом α=60° к горизонту. Определите: а) расстояние L по горизонтали от точки удара до точки, в которой мяч упадет на поле; б) время полета мяча; в) время, в течение которого мяч поднимался до высшей точки траектории; г) максимальную высоту подъема мяча. Считайте движение мяча свободным паданием. [pic]

Динамика

№ 8. Двое учащихся (первоклассник и десятиклассник) перетягивают канат. Первоклассник может тянуть канат с силой не более 40Н, а десятиклассник – с силой 100Н. С какой силой они могут натянуть канат, стоя на месте?

№ 9. Разорвется ли веревка, которая выдерживает силу натяжения до 120Н, если два ученика тянут ее в разные стороны с силами до 80Н? Ответ обоснуйте.

№ 10. Девочка массой 40 кг, скатившись на санках с горки, проехала по горизонтальной дороге до остановки путь 15м за 5с. Найдите силу трения и коэффициент трения.

№ 11. Опытный водитель, подъезжая к крутому повороту, сбавляет скорость и старается вести автомобиль как можно ближе к внешней стороне дороги. Объясните причины таких действий водителя.

№ 12. Найдите модуль и направление силы, с которой пилот самолета давит на спинку кресла, если самолет разгоняется в горизонтальном направлении (на пилота в этом направлении действует только спинка кресла). Масса пилота 70 кг, значение ускорения, с которым самолет набирает скорость, равно 6 м/с².

№ 13. Чтобы сдвинуть стоящий в комнате шкаф, к нему необходимо приложить в горизонтальном направлении силу, модуль которой равен 200Н. Чему равна масса шкафа, если коэффициент трения между ним и полом равен 0,4?

№ 14. Автомобиль массой 1200 кг, двигавшийся по горизонтальному шоссе со скоростью 72 км/ч, тормозит юзом (колеса автомобиля перестали вращаться и он скользит по дороге): по асфальту (=0,7); по обледеневшей дороге (=0,1). Чему равен модуль ускорения автомобиля в обоих случаях? Сколько времени будет двигаться автомобиль до полной остановки? Какой путь он проедет при этом?

№ 15. Инспектор ГИБДД, прибывший на место аварии, измерил тормозной путь автомобиля – 36 м. Коэффициент трения скольжения шины автомобиля на сухом асфальте 0,7. Нарушил ли водитель, попавший в аварию, требования дорожного знака, запрещающего движение со скоростью, превышающей 60 км/ч? [pic]

№ 16. Сергей вращает карусель, на которой стоит Павел. При этом Павел равномерно движется по окружности радиусом 2м, расположенной в горизонтальной плоскости. Масса Павла равна 70 кг. Сумма всех сил, действующих на Павла, равна 140Н. Определите, сколько оборотов делает карусель за 10 минут. [pic]

№ 17. Определите, при какой по модулю скорости движения автомобиля по выпуклому мосту сидящие в нем пассажиры при переезде через верхнюю точку моста окажутся в состоянии невесомости. Считайте, что вблизи верхней точки мост имеет форму дуги окружности радиусом R=40м.

№ 18. Игорь катается на аттракционе «русские горки». Сани, в которых сидит Игорь, делают «мертвую петлю». Модуль скорости саней в верхней точке петли равен 72 км/ч. Масса Игоря равна 60 кг. Радиус петли равен 10м. Определите: а) модуль силы, с которой Игорь действует на сиденье саней; б) коэффициент перегрузки, испытываемой Игорем; в) модуль максимальной скорости саней, при которой Игорь окажется в состоянии невесомости. [pic]

№ 19. Парашютист, достигнув в затяжном прыжке скорости 55 м/с, раскрыл парашют, после чего за 2 с его скорость уменьшилась до 5 м/с. Найти вес парашютиста во время торможения, если его масса 80 кг. [pic]

Импульс

№ 20. Спортсмен боксирует грушу. Значение силы удара правой руки боксера равно 500 Н, а левой руки – 400 Н. Серия ударов происходит попеременно правой и левой руками – с промежутками времени от окончания одного удара до начала следующего равными 0,9 с. Длительность каждого удара равна 0,1 с. Какой суммарный импульс будет передан груше: а) за 2 с, б) за 5 с? [pic]

№ 21. Лежащую на льду шайбу массой 200г хоккеист ударил клюшкой. Чему равен модуль скорости шайбы в конце удара, если модуль средней силы удара был равен 300 Н, а время (длительность) удара составило 0,1 с? Определите модуль импульса, который приобрела шайба к концу удара. [pic]

№ 22. Человек массой 80 кг переходит с носа на корму в лодке длиной 5 м. Какова масса лодки, если она за время этого перехода переместилась в стоячей воде в обратном направлении на 2 м? Сопротивление воды не учитывайте.

Механическая работа

№ 23. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы из колодца глубиной h=15м поднять ведро с водой массой M=12 кг на тросе, каждый метр которого имеет массу m=0,3 кг?

№ 24. Дмитрий, масса которого равна M, разогнался до скорости  и скользит по горизонтальной ледяной дорожке. Используя закон изменения механической энергии, определите тормозной путь Дмитрия, если коэффициент трения его обуви о лёд равен .

Статика

№ 25. Чтобы открыть дверь, к её ручке (кратчайшее расстояние от линии, на которой расположены оси петель двери, до ручки =80 см) необходимо приложить силу, модуль которой не меньше F=15Н, направив эту силу горизонтально под углом 30° к полотну двери. Определите момент сил трения, действующих на эту дверь.

№ 26. У профессиональных велосипедистов ноги фиксируются на педалях специальными устройствами. Поэтому велосипедист может не только давить на педаль, но и действовать на неё в любом направлении. Велосипедист действует одной ногой на педаль велосипеда с силой, модуль которой равен F=200Н. Длина рычага педали равна =15 см. Определите максимально возможный момент этой силы относительно оси вращения шестеренки, к которой прикреплены рычаги педалей. Чему равна максимально возможная сумма моментов сил в случае, если велосипедист будет действовать на обе педали силами, модуль каждой из которых F=200Н? [pic]

№ 27. Подтягиваясь на перекладине, ученик первый раз широко расставил руки, а второй раз сблизил их так, чтобы они были практически параллельны. В каком из этих случаев он затрачивал меньше усилий на упражнение? Ответ обоснуйте.

№ 28. Какую силу развивает бицепс, когда человек держит на весу груз массой 5 кг (см. рис.)? Расстояние от локтевого сустава до кисти руки равно 30 см, а до точки прикрепления бицепса 2,5 см. [pic]

№ 29. По наклонной доске, образующей с горизонтом угол α=30°, рабочий равномерно двигает вверх ящик. Прикладываемая им сила направлена параллельно доске. Коэффициент трения ящика о доску равен =0,1. Определите, во сколько раз прикладываемая рабочим сила меньше силы тяжести, действующей на ящик. Рассчитайте КПД этого простого механизма.

Колебания и волны

№ 30. Никита, исследуя бабушкины часы с кукушкой, определил, что период колебаний маятника часов составляет 1,01 с. Спешат или отстают эти часы? Определите, на сколько часы с кукушкой будут «врать» по истечении 1 часа, 1 суток, 1 недели, 1 месяца.

№ 31. По поверхности озера бегут волны со скоростью, модуль которой равен υ=2 м/с. При этом стоящий на берегу рыбак видит, что поплавок его удочки за ∆t=10 с совершает n=20 колебаний. Определите длину бегущей по озеру волны.

№ 32. Охотник сделал выстрел из ружья, находясь в 170 м от лесного массива. Найдите, через какой промежуток времени после выстрела охотник услышит эхо.

№ 33. Во время грозы мальчик услышал звук грома через 6 с после вспышки молнии. Найдите, на каком расстоянии от мальчика произошел атмосферный разряд.

№ 34. На рисунке показан современный мобильный телефон.

А. Мобильный телефон поддерживает радиотелефонную связь на частоте около 20Гц. [pic]

Б. Радиоволны, излучаемые мобильным телефоном, распространяются со скоростью около 300 м/с.

В. Мобильный телефон – это миниатюрная комбинация радиоприемника и радиопередатчика.

Г. В мобильном телефоне с помощью микрофона электрические колебания преобразуются в звуковые.

№ 35. Звуковые волны человеческого голоса имеют длину от 33 см до 4 м. Определите соответствующие им частоты колебаний.

№ 36. Почему во время грозы иногда срабатывают предохранители в осветительной сети?

№ 37. Почему радиоприемник в автомашине плохо работает, когда она проезжает под эстакадой или под мостом?

№ 38. Почему зимой радиоприем лучше, чем летом?

Оптика

№ 39. Водолаз под водой видит Солнце под углом α=60° к горизонту. Определите угол падения солнечных лучей на поверхность воды. Абсолютный показатель преломления воды считайте равным n=1,33. Решение поясните рисунком.

№ 40. Над бухтой взлетела красная ракета (длина волны излучаемого света 0,7 мкм). Какова длина волны этого света в воде? Какой цвет увидит аквалангист, плывущий под водой?

№ 41. Вычислите, во сколько раз кажущаяся глубина водоёма отличается от его реальной глубины для человека, смотрящего с моста на поверхность воды вертикально вниз. Постройте ход двух лучей, отражённых от дна водоёма.

(Считайте, что угол между крайними лучами, попадающими в глаз человека, столь мал, что синус этого угла можно считать равным самому углу, измеренному в радианной мере. Относительный показатель преломления воды считайте равным n = 4/3).

№ 42. Почему пузырьки газа в стакане с газированной водой кажутся блестящими?

№ 43. Человек с нормальным зрением начинает чувствовать жёлтый свет с длиной волны λ=0,6 мкм, если его мощность на сетчатке превышает N0 = 2×10^-18 Вт. Определите, сколько фотонов при этом ежесекундно попадает на сетчатку.

Физика атома и атомного ядра

№ 44. Какая часть атомов изотопа радона распадётся за время одного урока (45 мин)?

№ 45. Являются ли потоки фотонов и нейтронов, электрический заряд которых равен нулю, ионизирующим излучением?

№ 46. Считается, что поглощённая за год доза не более 5 мГр для человека является безопасной. Определите соответствующую этой дозе энергию излучения, если масса человека m=60 кг.

10 класс

Механика

№ 1. Длина большеберцовой кости лежащего человека 40см. Площадь поперечного сечения 700мм². Определить уменьшение длины кости человека когда он стоит, если его масса 70кг. модуль Юнга 4,5×10¹⁰Па.

№ 2. Скоростной лифт Эйфелевой башни движется с ускорением 0,5 м/с², направленным вверх. Чему равен вес туриста массой 60 кг в этом лифте.

№ 3. Фигурист массой 70 кг скользит по льду (рис. ). Какая сила трения действует на фигуриста, если коэффициент трения скольжения между коньком и льдом равен 0,02? [pic]

Молекулярная физика

№ 4. Определить массу кислорода, вдыхаемого при каждом вдохе альпинистом, находящимся на высоте, где давление воздуха 533,2×10² Па, а температура – 16°С. Считать глубину вдоха человека 1,5 л, а содержание кислорода в воздухе 20%. [pic]

№ 5. Сколько молекул ртути содержится в 1 м³ воздуха в помещении, зараженном ртутью, при температуре 20°С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре 133 мПа?

№ 6. Радоновые ванны, применяемые для лечения, содержат 1,8×10⁶ атомов радона в 1 дм³ воды. На сколько молекул воды приходится один атом радона в лечебной ванне? [pic]

№ 7. В помещение нужно подать 10000 м³ воздуха при температуре 18°С и относительной влажности 50%. Температура наружного воздуха 10°С, а его относительная влажность 60%.

а) осушать или увлажнять надо наружный воздух?

б) сколько воды надо при этом сконденсировать или испарить?

№ 8. В батискафе содержится 4,2 кг воздуха при давлении 10⁵ Па и температуре 17°С. На сколько времени хватит этого воздуха человеку, если в минуту он потребляет 750 см³? Молекулярная масса воздуха считайте равной 29×10^-3 кг/моль.

№ 9. Почему в горных районах, расположенных на высотах более 3500м над уровнем моря, даже у здоровых людей появляется одышка, головокружение, сердцебиение?

№ 10. Какое количество теплоты расходует тело на испарение этилового эфира, если на него налито 20г эфира при температуре 20°С? Удельная теплоемкость эфира 2,34кДж/(кг×К), удельная теплота парообразования 355кДж/кг, температура кипения эфира 34,8°С, температура тела 36,6°С.

№ 11. Почему, если подышать себе на руку, получается ощущение тепла, а если подуть – ощущение холода?

№ 12. В теле взрослого человека имеется до 160 млрд. капилляров. Благодаря этому каждая клетка через тканевую жидкость снабжается необходимыми питательными веществами и кислородом. Смачивает ли кровь стенки капилляров?

№ 13. Зубные врачи не рекомендуют есть очень горячую пищу. Почему?

№ 14. Нормальная температура тела человека около 37⁰С. Почему же человеку не холодно при 25⁰С и очень жарко при 37⁰С?

№ 15. Известно, что при тяжелой физической работе человек выделяет пот объемом около 10 л. Какая масса воды может быть нагрета от 40°С до 100°С за счет той тепловой энергии, которая затратилась на испарение пота объемом 10 л? (Lпота=24,36×10⁶ Дж/кг; Lводы=22,6×10⁶ Дж/кг; для приблизительных расчетов Lпота и Lводы считать одинаковыми)

№ 16. После взрыва атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки было замечено, что люди, одетые в белую (и других светлых тонов) одежду, получили менее сильные ожоги, чем одетые в темное. Чем это объясняется?

Электродинамика

№ 17. Почему при электромонтажных работах, производимых под напряжением необходимо иметь обувь на резиновой подошве и резиновые перчатки? [pic]

№ 18. Величина поляризационной емкости клеточной мембраны достигает 2 мкФ на каждый см² ее поверхности. Определить величину заряда, сосредоточенного на поверхности клетки, если разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностями мембраны 90мВ. Площадь поверхности мембраны 50мкм². Сколько ионов находится на поверхности клетки, если все ионы одновалентны?

№ 19. При франклинизации больного между электродами за время одной процедуры лечения (10 мин) проходит заряд 1,6∙10^-2 Кл. Определите среднюю силу тока.

№ 20. Потенциал конвейерной ленты при клейке галош достигает 8000 В. Работницы, сидящие на деревянных скамейках во время работы, касаются ленты руками и получают заряд. Считая емкость тела работницы равной 25 пФ, определите заряд, сообщаемый ее телу.

№ 21. Рассматривая жировую оболочку нерва в качестве плоского конденсатора с площадью обкладки 1 см², толщиной 2 мкм и ε=49, рассчитайте его емкость.

№ 22. При лечении электростатическим душем к электродам электрической машины приложена разность потенциалов 10⁵ В. Определите заряд, который проходит между электродами за время одной процедуры, если известно, что электрическое поле совершает при этом работу, равную 1800 Дж.

Электрический ток в различных средах

№ 23. Сколько должна длиться процедура лечебного электрофореза, если через активный электрод площадью 350см² необходимо провести 5мг кальция при плотности тока 0,2 мА/см²? [pic]

№ 24. При общей гальванизации больного (лечении постоянным током) в течение 20 мин поддерживалась сила тока 0,5 мА. Какое количество положительных ионов образовалось в электролите, если все ионы одновалентны?

№ 25. При ионогальванизации больного в течение 15 мин поддерживался ток 16 мА. Прокладка под положительным электродом была смочена раствором хлористого кальция, а под отрицательным – раствором йодистого калия. Какое количество калия и йода было введено в организм больного в процессе ионогальванизации, не учитывая, что некоторая доля тока переносится другими ионами? [pic]

11 класс

Волны

№ 1. Наблюдатель, приложив ухо к рельсу, фиксирует звук приближающегося поезда на 4 с раньше, чем звук, доносящийся по воздуху. Скорость звука в стали 5000 м/с. На каком расстоянии от наблюдателя находился поезд в момент, когда наблюдатель услышал его звук в первый раз?

№ 2. Длина слухового прохода уха человека (следовательно, и длина резонирующего в нем воздуха) составляет 2,7 см. Определите частоту звука, при которой слышимость будет наилучшей. [pic]

№ 3. Сотовые телефоны работают в диапазоне частот 900 МГц и 1800 МГц. Какие длины волн соответствуют этим частотам?

Геометрическая оптика

№ 4. Во время хирургических операций тень от руки хирурга закрывает операционное поле. Как устранить такое неудобство?

№ 5. Оптическую систему глаза можно представить как собирающую линзу, оптический центр которой находится на расстоянии 17,1 мм от сетчатки.

а) чему равна оптическая сила глаза при рассматривании предмета, находящегося на расстоянии наилучшего зрения?

б) какой дефект зрения у человека с расстоянием наилучшего зрения 40 см?

в) чему равна оптическая сила глаза при рассматривании предмета, находящегося на расстоянии 40 см от глаза?

г) чему равна оптическая сила очков для человека, у которого расстояние наилучшего зрения равно 40 см?

№ 6. На каком минимальном расстоянии близорукий человек может читать без очков мелкий шрифт, если он пользуется очками с оптической силой – 4 дптр?

№ 7. Пациент при проверке зрения четко видит буквы на расстоянии 0,16 м от глаза. Определите недостаток его зрения. Какой оптической силы очки ему требуются? [pic]

№ 8. Близорукий человек лучше всего различает мелкий шрифт, расположенный на расстоянии d=15 см от глаза. Какие очки для чтения нужны этому человеку?

№ 9. На сколько изменяется оптическая сила нормального глаза человека, если он переводит глаза от книги, которую читал, на рисунок, висящий на стене на расстоянии 2 м от глаза?

№ 10. Почему нелегко вдеть нитку в иголку, если смотреть одним глазом?

№ 11. Глубина водоема равна 3 м. Определите кажущуюся глубину водоема, если его дно рассматривают, склонившись над водой и глядя вертикально вниз.

№ 12. Светофор дает три сигнала: красный, зеленый, желтый, хотя внутри него установлены обычные лампы накаливания (рис. ). Почему и как получаются разноцветные сигналы светофора? [pic]

Излучения и спектры

№ 13. Почему при рентгенодиагностике желудка больному дают «бариевую кашу»?

№ 14. Для чего врачи-рентгенологи пользуются при работе перчатками, фартуками и очками, в которые введены соли свинца?

№ 15. Какие ультрафиолетовые лучи – длинно-, средне- или коротковолновые – оказывают вредное биологическое действие на живой организм?

Световые кванты. Действия света

№ 16. Для уничтожения микробов в операционных используют бактерицидные лампы. Подсчитайте энергию кванта света такой лампы, если длина волны ее излучения λ=0,25×10^-6 м. Какое действие света проявляется в этом случае? Почему видимый свет не оказывает бактерицидного действия?

№ 17. Вызовет ли световое ощущение у человека электромагнитное излучение, частота колебаний которого 10¹⁴ Гц? 10¹⁵ Гц?

№ 18. Тренированный глаз, длительно находящийся в темноте, воспринимает свет с длиной волны 500 нм при мощности не менее 2,1× 10^-17 Вт. Сколько фотонов в секунду попадает в этом случае на сетчатку?

Радиоактивность

№ 19. При облучении в реакторе стабильный кобальт превращается в радиоизотоп : + → . испытывает β – распад, превращаясь в никель . Найти энергию γ – излучения, образовавшегося ядра , используемого для лечения раковых опухолей.

№ 20. Предельно допустимая доза общего облучения для человека равна 0,05 Гр в год. При одном флюорографическом обследовании доза облучения составляет 0,0076 Гр. Выкуривающий 20 сигарет в день получает облучение 1,52 Гр. Какому количеству рентгеновских снимков это соответствует? [pic]

№ 21. Больному ввели внутривенно 1 см³ раствора, содержащий искусственный радиоизотоп натрия активностью 2000 Бк. Активность 1 см³ крови, взятой через 5 часов, оказалась 0,27 Бк. Найти объем крови человека.

№ 22. В состав табачного дыма входят радиоизотопы свинца, висмута, полония (, , ). Известно, что ядро образовалось после двух последовательных β – распадов. Из какого ядра получился радиоизотоп полония?

№ 23. Почему стронций – 90 считается наиболее опасным радиоактивным элементом для живого организма?

Использованные источники:

1. Л.Э. Генденштейн, Л.А. Кирик, И.М. Гельфгат. Задачи по физике с примерами решений. 7 – 9 классы. Под ред. В.А. Орлова. – М.: Илекса, 2013;

2. А.В. Грачев, В.А. Погожев, П.Ю. Боков, Е.А. Вишнякова. Физика. Рабочие тетради для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: ИЦ «Вентана-Граф», 2012;

3. М.М. Балашов. О природе. – М.: Просвещение, 1991г.

4. В. П. Демкович, Л.П. Демкович. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 1981 г.

5. Ю.И. Дик, И.К. Турышев. Межпредметные связи курса физики в средней школе. – М.: Просвещение, 1987 г.

6. В.Р. Ильченко. Перекрестки физики, химии и биологии. – М.: Просвещение, 1986 г.

7. Ц.Б. Кац. Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988г.

8. А. П. Рымкевич. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 2013 г.

9. В. И. Лукашик, Е. В. Иванова. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 2014 г.