Страница 3 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

1.1 [1]¹ Укажите, что относится к понятию «физическое тело», а что — к понятию «вещество»: самолёт, космический корабль, медь, авторучка, фарфор, вода, автомобиль.

Для решения этой задачи необходимо чётко различать понятия «физическое тело» и «вещество» в физике.

Физическое тело — это любой конкретный объект, имеющий определённую форму, объём и занимающий некоторое место в пространстве. Например, гвоздь, капля воды, планета Земля.

Вещество — это то, из чего состоят физические тела; это вид материи, обладающий определёнными физическими и химическими свойствами. Например, железо, вода, стекло. Из одного и того же вещества (например, из железа) могут состоять разные физические тела (гвоздь, рельс, гайка).

Применим эти определения для классификации слов из списка.

Физическое тело
К этой категории мы относим конкретные предметы с определённой формой и конструкцией:
• самолёт — это сложный объект, имеющий форму и предназначенный для полётов.
• космический корабль — это конкретный аппарат для космических полётов.
• авторучка — предмет для письма, обладающий своей формой и размером.
• автомобиль — транспортное средство, являющееся единым объектом.

Вещество
К этой категории мы относим виды материи, из которых состоят тела:
• медь — это химический элемент, металл, из которого изготавливают различные предметы (физические тела), например, провода.
• фарфор — это вид керамики, материал, из которого делают посуду (физические тела).
• вода — это химическое соединение ($H_2O$). Сама по себе вода — это вещество, в то время как капля воды или вода в стакане — это физические тела.

Ответ: К понятию «физическое тело» относятся: самолёт, космический корабль, авторучка, автомобиль.
К понятию «вещество» относятся: медь, фарфор, вода.

1.2 [2] Приведите примеры следующих физических тел:

a) состоящих из одного и того же вещества;

б) состоящих из различных веществ одинакового названия и назначения.

Решение

а) состоящих из одного и того же вещества;

Физические тела могут состоять из одного и того же вещества, но при этом иметь разную форму, размер и даже находиться в разных агрегатных состояниях. Например, возьмем вещество — воду ($H_2O$). Физическими телами, состоящими из воды, являются: льдинка, снежинка, капля росы, иней. Другой пример — вещество алюминий. Тела, состоящие из алюминия: фольга, провод, кастрюля, ложка.

Ответ: Капля росы, льдинка, снежинка (все состоят из воды).

б) состоящих из различных веществ одинакового названия и назначения.

Существуют физические тела, которые имеют одинаковое название и выполняют одну и ту же функцию, но изготавливаются из разных веществ. Выбор вещества зависит от требуемых свойств (например, прочности, гибкости, стоимости) или условий эксплуатации. Например, предмет "линейка", предназначенный для измерения длины, может быть изготовлен из дерева (деревянная линейка), пластмассы (пластмассовая линейка) или металла (металлическая линейка). Другим примером служит "стакан", который может быть стеклянным, пластиковым, бумажным или металлическим.

Ответ: Линейка (может быть деревянной, пластмассовой, металлической); ложка (может быть стальной, серебряной, деревянной, пластиковой).

1.3 [3] Назовите физические тела, которые могут быть сделаны из стекла, резины, древесины, стали, пластмассы.

из стекла: Физическими телами, которые могут быть сделаны из стекла, являются различные предметы быта, оптики и лабораторного оборудования. Например, это могут быть стакан, оконное стекло, ваза, линза в очках, зеркало или колба для химических опытов.

Ответ: стакан, окно, ваза, линза, зеркало.

из резины: Резина — эластичный материал, из которого изготавливают множество изделий, требующих гибкости и упругости. Примерами таких физических тел служат автомобильная шина, ластик, резиновые сапоги, медицинские перчатки и спортивный мяч.

Ответ: шина, ластик, сапоги, перчатки, мяч.

из древесины: Древесина является натуральным материалом, широко используемым для изготовления мебели, строительных элементов и канцелярских принадлежностей. Из нее могут быть сделаны стол, стул, дверь, деревянная линейка, корпус карандаша или постройка (например, сруб дома).

Ответ: стол, стул, дверь, линейка, карандаш.

из стали: Сталь — это прочный сплав, который используется для создания инструментов, конструкционных элементов и посуды. Физическими телами из стали могут быть нож, гвоздь, железнодорожный рельс, иголка для шитья, кастрюля или кузов автомобиля.

Ответ: нож, гвоздь, рельс, иголка, кастрюля.

из пластмассы: Пластмассы — это синтетические полимерные материалы, из которых производят огромное количество разнообразных предметов. К физическим телам из пластмассы относятся пластиковая бутылка, полиэтиленовый пакет, корпус ручки, детская игрушка или контейнер для еды.

Ответ: бутылка, пакет, ручка, игрушка, контейнер.

1.4 [4] Укажите вещества, из которых состоят следующие тела: ножницы, стакан, футбольная камера, лопата, карандаш.

ножницы

Ножницы — это физическое тело, которое, как правило, является составным. Их режущие части (лезвия) и соединительный винт изготовлены из металла, обычно из стали, которая является сплавом железа с углеродом. Рукоятки для удобства и снижения веса часто делают из пластмассы (пластика).

Ответ: сталь, пластмасса.

стакан

Основным веществом для изготовления обычного стакана является стекло (чаще всего силикатное стекло). Стекло — это твердое, аморфное, как правило, прозрачное вещество. Существуют также стаканы из других материалов, например, из пластмассы или металла, но в общем случае под телом «стакан» понимают изделие из стекла.

Ответ: стекло.

футбольная камера

Футбольная камера представляет собой внутреннюю надувную оболочку мяча. Её изготавливают из эластичного и герметичного материала. Таким материалом является резина, которую получают из натурального или синтетического каучука (например, бутилкаучука или латекса).

Ответ: резина (каучук).

лопата

Лопата, как и ножницы, является составным телом. Её рабочая часть, предназначенная для копания (совок или полотно), сделана из прочного металла, как правило, стали. Рукоятка (черенок) чаще всего изготавливается из древесины. Иногда встречаются лопаты с черенками из металла или прочных полимеров.

Ответ: сталь, древесина.

карандаш

Карандаш представляет собой тело сложного состава. Его корпус изготовлен из древесины. Пишущий стержень (грифель) состоит из смеси двух веществ: графита (одна из форм углерода) и глины. Если на карандаше есть ластик, то он сделан из резины, а металлическое кольцо, которое его удерживает, — чаще всего из алюминия.

Ответ: древесина, графит, глина.

1.5 [н]² Можно ли считать материей всё, что вы видите в своём классе?

Нет, не всё, что мы видим в классе, можно считать материей. Для ответа на этот вопрос необходимо дать определение материи и проанализировать сам процесс зрения.

В физике материя — это фундаментальное понятие, которое в узком смысле (как вещество) определяется как всё, что имеет массу покоя и занимает объём в пространстве. К материи (веществу) относятся все физические объекты, состоящие из атомов и молекул.

Оглядевшись в классе, мы увидим парты, стулья, доску, учебники, а также людей — одноклассников и учителя. Все эти объекты состоят из вещества, обладают массой и занимают определенный объём. Следовательно, они являются материей. Даже воздух, заполняющий класс, является материей — это смесь газов, состоящих из молекул, которые имеют массу.

Однако мы видим все эти предметы только благодаря свету. Свет от ламп или из окна отражается от поверхностей объектов и попадает в наши глаза, что и позволяет нам их видеть. Сам по себе свет не является веществом. Свет — это электромагнитное излучение, одна из форм физического поля. Он состоит из частиц, называемых фотонами. У фотонов нет массы покоя ($m_0 = 0$), в отличие от частиц вещества, таких как электроны или протоны. Поэтому свет принято считать формой энергии, а не материей в смысле вещества.

Таким образом, хотя мы видим материальные объекты, сам "инструмент" нашего зрения — свет — материей (веществом) не является.

Ответ: Нет. Большинство видимых объектов в классе (мебель, люди, стены, воздух) являются материей. Однако свет, который позволяет нам видеть эти объекты, является формой энергии (электромагнитным полем), а не материей в смысле вещества.

1.6 [н] Укажите, что из нижеперечисленного относится к понятиям «материя», «вещество», «физическое тело», «поле»: Солнце, электромагнитные волны, алюминий, рельс, зерно, кислород, свет, гранит, корабль.

«материя»: В физике материя — это фундаментальное понятие, обозначающее всё содержимое Вселенной, существующее независимо от нашего сознания. Она проявляется в двух основных формах: вещество (состоящее из частиц с массой покоя) и поле (осуществляющее взаимодействия). Таким образом, все перечисленные в задании объекты и явления являются формами материи.

Ответ: к понятию «материя» относятся все перечисленные объекты: Солнце, электромагнитные волны, алюминий, рельс, зерно, кислород, свет, гранит, корабль.

«вещество»: Это одна из форм материи, которая состоит из частиц (например, атомов и молекул) и обладает массой покоя. Вещество — это материал, из которого состоят физические тела. Из предложенного списка к веществам относятся названия материалов и химических элементов.

Ответ: к понятию «вещество» относятся: алюминий, кислород, гранит.

«физическое тело»: Это конкретный предмет или объект, имеющий определённые границы, форму и объём. Физические тела состоят из одного или нескольких веществ.

Ответ: к понятию «физическое тело» относятся: Солнце, рельс, зерно, корабль.

«поле»: Это особая форма материи, непрерывная в пространстве и времени, которая осуществляет взаимодействие между частицами вещества. Свет и электромагнитные волны являются проявлениями электромагнитного поля.

Ответ: к понятию «поле» относятся: электромагнитные волны, свет.

1.7 [5] Начертите в тетради таблицу и распределите в ней следующие слова: свинец, гром, рельсы, пурга, алюминий, рассвет, буран, Луна, спирт, ножницы, ртуть, снегопад, стол, медь, вертолёт, нефть, кипение, метель, выстрел, наводнение.

Физическое тело

Вещество

Явление

Физическое тело

Физическое тело — это любой предмет, имеющий определённую форму и объём. Из предложенного списка к физическим телам относятся слова, обозначающие конкретные объекты с этими характеристиками.

Ответ: рельсы, Луна, ножницы, стол, вертолёт.

Вещество

Вещество — это то, из чего состоят физические тела; вид материи, обладающий определёнными физическими и химическими свойствами. Из предложенного списка к веществам относятся названия материалов и химических соединений.

Ответ: свинец, алюминий, спирт, ртуть, медь, нефть.

Явление

Явление — это любое изменение, происходящее с телами или веществами в окружающем мире. Из предложенного списка к явлениям относятся слова, обозначающие процессы, события или природные феномены.

Ответ: гром, пурга, рассвет, буран, снегопад, кипение, метель, выстрел, наводнение.

1.8 [6] Приведите примеры механических явлений.

1.8 [c]

Механические явления — это любые изменения, происходящие с физическими телами, связанные с их движением или взаимодействием. Движение означает изменение положения тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени. Взаимодействие описывает, как тела влияют друг на друга, вызывая изменение их скоростей или приводя к их деформации.

Все механические явления изучает раздел физики — механика. Можно привести множество примеров из окружающего мира.

Примеры в природе:

• Движение небесных тел: вращение Земли вокруг своей оси, движение Луны вокруг Земли, движение планет вокруг Солнца.
• Падение тел под действием силы тяжести: падение капель дождя или снежинок, падение яблока с ветки, скатывание камня с горы.
• Движение воды и воздуха: течение рек, морские волны, приливы и отливы, ветер (движение воздушных масс).
• Движение живых организмов: полет птицы, бег гепарда, плавание рыбы.
• Колебательные движения: колебания листьев на ветру, колебания паутины.

Примеры в технике и быту:

• Движение транспорта: езда автомобиля, движение поезда по рельсам, полет самолета.
• Работа различных механизмов: движение стрелок часов, вращение шестерёнок, движение поршня в двигателе внутреннего сгорания, подъем груза краном.
• Колебательные движения: качание качелей, колебание струны гитары, движение маятника в настенных часах.
• Деформация тел: сжатие или растяжение пружины, изгиб моста под тяжестью транспорта, упругий отскок мяча от пола.
• Движения человека и спортивные игры: ходьба, бег, прыжки, удар по футбольному мячу, столкновение бильярдных шаров.

Ответ: Механические явления — это процессы, связанные с движением тел и их взаимодействием. Примерами могут служить: движение планет, падение дождя, полет птицы, езда автомобиля, качание качелей, работа часового механизма, столкновение бильярдных шаров, деформация пружины.

1.9 [7] Приведите примеры тепловых явлений.

Тепловые явления — это физические процессы и явления, связанные с изменением температуры тел, их нагреванием или охлаждением, а также с изменением их агрегатного состояния (плавление, кипение и т.д.). В основе всех тепловых явлений лежит изменение кинетической энергии хаотического движения частиц (атомов, молекул), из которых состоят тела. Примеры тепловых явлений многочисленны и встречаются как в природе, так и в быту и технике.

1. Нагревание и охлаждение
Это самые фундаментальные тепловые процессы, связанные с передачей тепловой энергии.
• Нагревание: Процесс повышения температуры тела в результате получения им энергии. Примеры: вода в чайнике нагревается на плите; солнечные лучи нагревают поверхность Земли; пища разогревается в микроволновой печи.
• Охлаждение: Процесс понижения температуры тела в результате отдачи им энергии. Примеры: горячий чай в чашке постепенно остывает, отдавая тепло окружающему воздуху; работа кондиционера, который охлаждает воздух в помещении; замерзание рек и озер зимой.

2. Изменение агрегатного состояния вещества
Эти процессы происходят при определенных температурах (температурах фазового перехода) и сопровождаются поглощением или выделением значительного количества теплоты.
• Плавление: Переход вещества из твердого состояния в жидкое. Пример: таяние снега и льда весной; плавление сливочного масла на горячей сковороде; плавление металлов для литья.
• Кристаллизация (затвердевание): Переход вещества из жидкого состояния в твердое. Пример: замерзание воды и превращение ее в лед; застывание расплавленного воска свечи; образование кристаллов сахара из сиропа.
• Парообразование: Переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Происходит в двух формах:
- Испарение: парообразование с поверхности жидкости, которое происходит при любой температуре. Пример: высыхание луж после дождя; испарение пота с кожи человека, что способствует охлаждению тела.
- Кипение: интенсивное парообразование, происходящее во всем объеме жидкости при определенной, постоянной температуре. Пример: кипение воды в чайнике при приготовлении чая.
• Конденсация: Переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Пример: образование капель росы на траве; запотевание холодных окон или зеркала в ванной; образование облаков в атмосфере.
• Сублимация (возгонка): Переход вещества из твердого состояния сразу в газообразное, минуя жидкую фазу. Пример: "испарение" сухого льда (твердого диоксида углерода); исчезновение белья, вывешенного на мороз.

3. Тепловое расширение и сжатие
Изменение линейных размеров и объема тела при изменении его температуры.
• Примеры: Жидкость (спирт или ртуть) в термометре расширяется при нагревании и поднимается по капилляру, показывая температуру. При строительстве мостов и укладке железнодорожных путей оставляют специальные зазоры, чтобы компенсировать удлинение металла в летнюю жару. Линии электропередач летом провисают сильнее, чем зимой.

4. Способы теплопередачи
Процессы переноса тепловой энергии от одного тела к другому или от одних частей тела к другим.
• Теплопроводность: Передача энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет взаимодействия молекул. Пример: ручка металлической кастрюли нагревается от огня, даже если сама ручка не контактирует с пламенем.
• Конвекция: Передача энергии потоками жидкости или газа. Пример: отопление комнаты батареей (теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз, создавая циркуляцию); возникновение ветров в атмосфере.
• Излучение: Передача энергии с помощью электромагнитных волн. Пример: тепло, которое мы чувствуем от Солнца, костра или раскаленной лампы накаливания. Этот вид теплопередачи не требует наличия среды и может происходить в вакууме.

Ответ: Примерами тепловых явлений являются: нагревание и охлаждение тел (кипячение воды, остывание супа); изменение агрегатных состояний вещества, такие как плавление льда, замерзание воды, испарение луж, конденсация пара на окне и сублимация сухого льда; тепловое расширение тел при нагревании (работа термометра, провисание проводов летом); а также различные виды теплопередачи — теплопроводность (нагрев ложки в горячем чае), конвекция (циркуляция воздуха в комнате от батареи) и излучение (тепло от Солнца или костра).