Главная | Обратная связь

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ

Задание 12.1 (выберите несколько вариантов ответа).

Газообразное сообщество электрически нейтральных атомов отличается от простой смеси эквивалентного числа ядер и электронов (плазмы)...

Варианты ответа:

1.Системной упорядоченностью строения.

2.Очень высокой степенью прозрачности для электромагнитного излу­чения.

3.Появлением сил гравитации.

4.Исчезновением электромагнитных сил.

Обоснование ответа. Газообразное состояние электрически нейтральных атомов прежде всего отличается системной упорядоченностью строения, в отличие от хаотического состояния компонентов плазмы. Существование таких атомов обусловлено электромагнитным взаимодействием. Кроме того, газы обладают высокой прозрачностью для электромагнитного излучения, за исключением некоторых длин волн, на которых возможно возбуждение таких атомов.

Правильными являются варианты ответа: 1) системной упорядоченностью строения; 2) очень высокой степенью прозрачности для электромагнитного излучения.

Задание 12.2 (выберите один вариант ответа).

Свойство, показывающее, что значение величины, соответствующей целому, равно сумме величин, соответствующих его частям, называется ...

Варианты ответа:

1.Аддитивностью.

2.Аннигиляцией.

3.Интеграцией.

4.Анизотропией.

Обоснование ответа. Формулировка задания практически полностью соответствует определению свойства аддитивности какой-либо величины. Все остальные варианты ответа относятся к другим понятиям: аннигиляция — исчезновение пары частица-античастица, интеграция — объединение частей в одно целое, анизотропия — различие свойств в разных направлениях.

Правильным является вариант ответа: 1) аддитивностью.

Задание 12.3 (выберите варианты согласно тексту задания).

Установите соответствие взаимосвязи естественных наук с одной из причин, которая порождает эту взаимосвязь:

1.Взаимосвязь химии с биологией.

2.Взаимосвязь химии с физикой.

3.Взаимосвязь физики с биологией.

Варианты ответа:

А.Физические методы исследования позволили проникнуть в глубь материи, познать процессы на молекулярном уровне.

Б. В основе жизни лежат химические реакции, строго координированные во времени и протекающие закономерно.

В.Молекулы живых организмов состоят из атомов химических элементов, свойства которых полностью определяют свойства живых систем.

Г. Химические реакции сопровождаются физическими процессами: тепловыми, световыми эффектами, изменением оптических, электрических войств веществ.

Обоснование ответа. Взаимосвязь химии с биологией обусловлена тем, что в основе жизни лежат химические реакции, которые строго координиро­ваны, согласованы в пространстве и во времени (в отличие от обычных хими­ческих реакций, протекание которых подчиняется статистическим, вероят­ностным законам). Взаимосвязь химии с физикой проистекает из того, что, во-первых, сами реакции обусловлены физическими взаимодействиями ато­мов и молекул, во-вторых, эти реакции сопровождаются различными физи­ческими процессами (тепловыми, световыми, оптическими, электрически­ми и т. д.). Взаимосвязь физики и биологии, помимо того, что в основе био­химических реакций лежат физические механизмы, обусловлена тем, что физические методы позволяют проникнуть в глубь материи, познать процес­сы на молекулярном уровне. Вариант ответа В некорректен, так как предпо­лагает редукцию биологии к химии, а это неверно.

Правильным является соответствие: 1 — Б; 2 — Г; 3 — А.

Задание 12.4 (выберите один вариант ответа).

«Внешнее воздействие, выводящее систему из термодинамического рав­новесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия» — это формулировка принципа ...

Варианты ответа:

1.Jle Шателье.

2.Дополнительности.

3.Комплементарности.

4.Наименьшего.

Обоснование ответа. Разберем варианты ответа. Принцип наименьшего действия в механике утверждает, что реализуется такая траектория движе­ния материальной точки, для которой действие (произведение энергии на время) минимально. В некоторых задачах этот принцип позволяет упростить нахождение траектории по сравнению с непосредственным решением урав­нения Ньютона та = F.

Принцип комплементарности относится к молекулярной биологии. В со­ответствии с этим принципом последовательность нуклеотидов в одной из двух спиралей ДНК в точности определяет последовательность нуклеотидов во второй спирали, так как аденин может быть связан только с тимином, а цитозин — с гуанином.

Принцип дополнительности был сформулирован Н. Бором: получение информации об одних физических величинах, описывающих исследуемый объект, неизбежно связано с потерей информации о других величинах, до­полнительных к первым (например, координата и проекция импульса).

Таким образом, все рассмотренные варианты ответа не имеют ничего об­щего с вопросом задания, который на самом деле выражает принцип Ле Ша­телье.

Правильным является вариант ответа: 1) Ле Шателье.

Задание 12.5 (выберите один вариант ответа).

Физическая эволюция, по Больцману, для изолированной системы в рам­ках равновесной термодинамики приводит к ...

Варианты ответа:

1.Уменьшению энтропии.

2.Увеличению симметрии системы.

3.Увеличению энтропии.

4.Возникновению упорядоченных структур.

Обоснование ответа. Для изолированных замкнутых систем справедливы законы классической термодинамики, в частности второе начало, которое утверждает, что энтропия таких систем либо возрастает, либо остается постоянной.

Правильным является вариант ответа: 3) увеличению энтропии.

 

Задание 12.6 (выберите несколько вариантов ответа).

Универсальный принцип естествознания, который утверждает, что по­лучение информации об одних величинах, описывающих исследуемый объект, неизбежно связано с потерей информации о других величинах, называется принципом ...

Варианты ответа:

1.Неопределенности.

2.Причинности.

3.Оптимальности.

4.Дополнительности.

Обоснование ответа. В вариантах ответа приведены два термина — до- полнительности и неопределенности. Первый связан с именем Н. Бора, второй — с именем В. Гейзенберга. Второй является частным случаем первого для конкретного применения в квантовой механике. Именно эти принципы следует выбрать в качестве правильного ответа, так как принцип причинности скорее относится к философии и обозначает необходимую связь взаимообусловленных явлений. Принцип оптимальности иногда встречается в технических науках.

Правильными являются варианты ответа: 1) неопределенности; 4) дополн­и- тельности.

Задание 12.7 (выберите несколько вариантов ответа).

Для реакции окисления двух молей молекулярного водорода одним мо­лем молекулярного кислорода с образованием двух молей воды справедливы следующие утверждения:

В а р и а н т ы ответа:

1.Свойства воды целиком определяются свойствами исходных веществ- кислорода и водорода.

2.Масса получившейся воды равна сумме масс исходных компонентов- водорода и кислорода.

3.Число атомов в молекуле воды равно числу атомов кислорода и водорода.

4.Число молекул воды равно сумме числа реагирующих молекул водорода и кислорода.

Обоснование ответа. Прежде всего запишем реакцию окисления водоро­да кислородом 2Н₂ + 0₂ = 2Н₂0. В реакции участвуют две молекулы водорода и одна молекула кислорода, а получаются две молекулы воды. Следовательно, вариант 4 неверен. Свойства исходных веществ — водорода и кислорода в га­зообразном состоянии — совершенно не похожи на свойства получающегося продукта — воды. Значит вариант 1 тоже не подходит,. Оставшиеся два вари­анта — 2-й и 3-й — соответствуют поставленному вопросу.

Правильными являются варианты ответа: 2) масса получившейся воды равна сумме масс исходных компонентов — водорода и кислорода; 3) число атомов в молекуле воды равно числу атомов кислорода и водорода.

 

Задание 12.8 (выберите варианты согласно указанной последовательности).

Укажите правильную последовательность в структурной иерархии мик­ромира (от большего к меньшему).

2 Атом углерода.

1Молекула сахара.

4 Протон.

3Ядро атома углерода.

Обоснование ответа. Исходя из определения атома и молекулы, можно дать следующую характеристику указанных в задании веществ:

■ протон — ядро атома водорода;

■ ядро атома углерода состоит из шести протонов и шести нейтронов;

■ атом углерода — электронейтральная система, состоящая из ядра атома

углерода и шести электронов;

■ молекула сахара — это молекула углевода, состоящая из атомов углеро­да, кислорода и водорода. Например, для простых сахаров: С₆Н₁₂0₆.

Правильной является последовательность: 1) молекула сахара; 2) атом

углерода; 3) ядро атома углерода; 4) протон.

13.

СТРУКТУРЫ МИКРОМИРА

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

13.1.В масштабах микромира стирается различие между частицами ве­щества и частицами (квантами) поля, поэтому в соответствии с общеприня­той в настоящее время стандартной моделью все известные на сегодняш­ний день элементарные частицы делятся на два больших класса: частицы — источники взаимодействий и частицы — переносчики взаимодействий.

13.2.Частицы — источники взаимодействий — это фермионы, обладаю­щие полуцелым спином и поэтому подчиняющиеся статистике Ферми-Ди­рака. Частицы — переносчики взаимодействий — это бозоны, обладающие целым спином и подчиняющиеся статистике Бозе-Эйнштейна.

13.2.Частицы первого класса, в свою очередь, подразделяются на две группы, отличающиеся тем, что частицы первой группы — адроны^[8] — уча­ствуют во всех четырех фундаментальных взаимодействиях, включая сильные, а частицы второй группы — лептоны — не участвуют в сильных взаимодействиях.

13.3.К адронам относится очень много различных элементарных частиц, большинство из которых имеет своего «двойника» — античастицу. Как правило, это довольно массивные частицы, с малым временем жизни. Исключение составляют нуклоны (протоны, нейтроны). Причем если нейтроны распадаются за несколько минут, то время жизни протона превышает возраст Вселенной.

13.4.Лептонами являются шесть элементарных частиц: электрон е, мюон ц и таон х, а также связанные с ними три нейтрино V_е,V_ц и v_t. Кроме того, каждая из этих частиц также имеет своего «двойника» — соответствующую античастицу. Все лептоны настолько похожи друг на друга по некоторым, специфическим в масштабах микромира свойствам, что мюон и таон можно было бы назвать тяжелыми электронами, а нейтрино — электронами, «потерявшими» заряд и массу.

13.5.Что касается адронов, то сравнительно недавно, около 30 лет назад, физики нащупали еще один «этаж» в их строении. Стандартная модель предполагает, что все адроны являются суперпозицией нескольких кварков и антикварков. Различные кварки обозначаются буквами латинского алфавита: и (up), d (down), с (charm), b (beauty), s (strange), t (truth). Кроме того, каждый из перечисленных кварков может существовать в трех состояниях, которые называются «цветом»: «синем», «зеленом» и «красном». В последнее время стало общепринятым говорить еще и об «аромате» кварка — так называют все его параметры, не зависящие от «цвета»,конечно, все эти термины не имеют ничего общего с обычными значениями соответствующих слов. Этими вполне научными терминами обозначаются физические характеристики, которым, как правило, невозможно дать мак- роскопическую интерпретацию. Предполагается, что кварки имеют дробный электрический заряд (-е/3 и +2е/3, где е = 1,6*10~¹⁹ Кл — заряд электрона) и взаимодействуют друг с другом с «силой», увеличивающейся с расстоянием. Поэтому кварки нельзя «разорвать», они не могут существовать отдельно друг от друга^[9]. В определенном смысле кварки являются «настоящими», «истинными» элементарными частицами для адронной формы материи. Теория, описывающая поведение и свойства кварков, называется квантовой хромодинамикой.

13.6.Античастицы — это элементарные частицы, масса, спин и время жизни которых точно равны этим же параметрам данной частицы, а электрический заряд, магнитный момент и некоторые другие характеристики (барионный, лептонный заряды, странность и др.) равны, но противоположны по знаку.

13.6.Частицы — переносчики взаимодействий включают в себя восемь глюонов (от англ. glue — клей), ответственных за сильные взаимодействия кварков и антикварков, фотон, осуществляющий электромагнитное взаи­модействие, промежуточные бозоны, которыми обмениваются слабо взаи­модействующие частицы, и гравитон, принимающий участие в универсаль­ном гравитационном взаимодействии между всеми частицами.

13.7.В современной физике в определенном смысле произошел возврат к взглядам Аристотеля, считавшего, что в природе нет пустоты. Современный физический вакуум — это не пустое пространство, а низшее энергетическое состояние квантованных полей, характеризующееся отсутствием каких-либо реальных частиц. Все квантовые числа физического вакуума (импульс, элек­трический заряд и др.) равны нулю, но возможность виртуальных процессов приводит к ряду специфических эффектов при взаимодействии реальных частиц с вакуумом. В ряде случаев, например при спонтанном нарушении симметрии, вакуумное состояние оказывается вырожденным и обусловли­вает рождение реальных частиц.

13.8.С понятием «расширяющегося» физического вакуума связывают сейчас открытую недавно «темную» энергию, на которую приходится почти три четверти материи во Вселенной.