Прочитайте текст и выполните задания 20–22.

Плазма

Всем нам хорошо известно, что вода в природе может наблюдаться не только в жидком, но и в твёрдом, а также газообразном состоянии. Металлы (кроме ртути) привычны для нас в твёрдом состоянии, газы, составляющие земную атмосферу: азот, кислород, углекислый газ и др. — в естественных земных условиях не бывают твёрдыми или жидкими. Но число состояний, в которых может быть вещество, не ограничивается тремя. Ещё в древности мудрецы, стремящиеся разнообразие всего мира свести к трём стихиям: земле (твёрдая), воде (жидкая), воздуху (газообразная), добавили четвёртую — огонь. 160 лет назад Фарадей говорил об особом, отличном от обычного состояния материи — «электровозбужденном», а в 1879 году английский физик Крукс на заседании научного общества озаглавил свой доклад так: «О лучистой материи, или Четвёртое состояние вещества».

Четвёртое состояние вещества было названо плазмой. Плазма — это частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов совпадают. Свойства плазмы столь сильно отличаются от обычного газа, что это позволяет отнести плазму к четвёртому состоянию вещества. Газ является плохим проводником электричества и тепла, плазма же обладает хорошей электропроводностью и теплопроводностью. Если сравнивать электропроводность плазмы с электропроводностью металлов, то обнаружится резкое различие: вольтамперная характеристика металлов подчиняется закону Ома, а для плазмы с увеличением напряжения сила тока падает (см. рис.:).

Для металлов с ростом температуры сопротивление возрастает, так как колебания положительных ионов в узлах кристаллической решётки препятствуют движению электронов. Для плазмы же, наоборот, с ростом температуры количество свободных электронов увеличивается, и её сопротивление резко падает. При температуре в миллионы градусов плазма вообще не имеет сопротивления.

Где же и при каких условиях возникает это новое состояние вещества? В естественных условиях ионизация газа происходит при сильном его нагревании, при протекании тока через него или облучении его высокочастотным электромагнитным излучением. Молнии во время грозы, электрические искры, пламя свечи, верхние слои земной атмосферы — это плазменные состояния вещества. Температура даже холодных звёзд на поверхности столь высока (более 3 000°С), что вещество там может быть только в состоянии плазмы. Можно наблюдать плазму и в холодном состоянии, пропуская электрический ток через газы: разноцветные рекламные трубки и лампы дневного света являются примерами холодной плазмы.

По каким признакам плазму относят к 4-му состоянию вещества?

1) расстояния между частицами плазмы больше, чем расстояния между молекулами газа

2) силы притяжения между частицами плазмы меньше, чем у молекул газа

3) скорости движения молекул плазмы выше, чем у молекул газа

4) молекулы плазмы частично или полностью ионизированы

0Почему плазма является хорошим проводником электрического тока, если газы в обычных условиях не проводят его? Какое(-ие)утверждение(-я)справедливо(-ы)?

А. В плазме имеется большое количество свободных электрических зарядов.

Б. Плазма — это сильно ионизированный газ.

1) ни А, ни Б

2) и А, и Б

3) только А

4) только Б

Часть 2.

При выполнении задания 22 с развернутым ответом запишите сначала номер задания, а затем ответ на него. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развернутое, логически связанное обоснование.

После вспышек на Солнце на Земле в высоких широтах наблюдается северное сияние — свечение атмосферы. Объясните наблюдаемое явление.

При выполнении заданий 23–26 запишите сначала номер задания, а затем ответ на него.

Исследуйте зависимость силы упругости от удлинения пружины и определите коэффициент её жёсткости. Используйте для этого пружину, линейку, набор грузов массой по 100 г.

В бланке ответов

1) нарисуйте лабораторную установку для проведения опыта;

2) составьте таблицу зависимости силы упругости от удлинения пружины;

3) с помощью табличных данных постройте график зависимости силы упругости от удлинения пружины;

4) сделайте вывод о характере зависимости силы упругости от удлинения пружины;

5) с помощью графика определите среднее значение жёсткости пружины.

Задание 24 представляет собой вопрос, на которых необходимо дать письменный ответ. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развернутое, логически связанное обоснование.

Как определить на слух, работает ли электродрель вхолостую или с её помощью сверлят отверстие? Ответ объясните с физической точки зрения.

При работе дрели вхолостую частота вращения сверла больше, чем при работе с отверстием, поэтому звук нам кажется выше, чем во втором случае. Высота звука определяется частотой колебаний воздуха.

Для заданий 25–26 необходимо написать полное решение, которое включает запись краткого условия задачи (Дано), запись формул, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования и расчеты, приводящие к числовому ответу.

Для охлаждения 200 г сока в стакан бросают поочерёдно кусочки льда массой 5 г при температуре 0 °С. Сколько кусочков льда нужно бросить в стакан, чтобы охладить сок до температуры 20 °С? Начальная температура сока 30 °С, считать удельную теплоёмкость сока равной удельной теплоёмкости воды.

Определите первую космическую скорость для Марса, если ускорение свободного падения на поверхности Марса равно 3,7 м/с², а его радиус равен 3400 км.