Вопросы к Брейн-рингу по физике

Главная » Средние классы » Классные часы

Вопросы к интеллектуальной игре Брейн-ринг по физике, состоящей из 4 туров

Игра способствует развитию наблюдательности, внимательности, творческому воображению, совершенствует мышление, воспитывает чувство коллективизма.

I тур – № 2, 12, 14, 18, 21, 23, 35, 42, 43, 53.

II тур –

а) № 1, 3, 7

б) № 11, 5, 13
в) № 20, 6, 22
г) № 31, 24, 25.

III тур –

а) № 15, 26, 46

б) № 45, 37, 28.

IV тур –

№ 32, 54, 44.

№ 1. «И вот опять уж по зорям,

В выси пустынной и привольной,

Станицы птиц летят к морям,

Чернея целью треугольной…» (И.Бунин)

Почему журавли и другие птицы во время дальних перелетов держатся косяком?

Ответ. Впереди – самая сильная птица. Воздух ее обтекает, как вода нос корабля, за ней образуется клин, внутри которого более слабые птицы испытывают меньшее сопротивление воздуха.

№ 2. Пуля, попав в вареное яйцо, пробивает его, оставляя отверстие, а сырое яйцо разбивается пулей вдребезги. Почему?

Ответ. Вареное яйцо (особенно желток) имеет небольшую упругость, давление в нем при прохождении пули мало возрастает. В сыром яйце, как в жидкости (упругой среде) давление возрастает мгновенно и очень сильно.

№ 3. Почему трудно хлопать в ладоши под водой?

Ответ. При медленном движении ими увлекается мало воды, а при быстром – вода не успевает «расступиться» (возникает «присоединенная масса»).

№ 4. Почему лоси могут ходить по снегу или болоту, не увязая?

Ответ. Лось – парнокопытное животное. Между раздвоенными частями копыт есть перепонка (при раздвижении частей копыт увеличивается площадь опоры, давление на почву, снег уменьшается).

№ 5. Почему труднее вытаскивать морковь и другие корнеплоды из плотной почвы, чем из рыхлой ?

Ответ. Под корнеплодом при выдергивании образуется разряжение (давление, меньшее атмосферного). Чем плотнее почва, тем больше разряжение.

№ 6. Почему высоко в горах вывихи суставов у людей происходят чаще, чем внизу?

Ответ. На высоте давление понижено, сила прижатия друг к другу сочлененных в суставе костей становится меньше, и вывихи суставов происходят чаще.

№ 7. Почему при размешивании чая чаинки собираются в центре стакана?

Ответ. Давление в движущейся жидкости тем меньше, чем выше скорость. Вблизи краев стакана скорость меньше (из-за трения воды о стекло). Избыточное давление между центром и краями стакана перемещает чаинки к центру.

№ 8. Зачем рыбе нужен плавательный пузырь?

Ответ. Сжимая и растягивая его мышцами, рыбы регулируют объем, а значит плотность своего тела. Сжатие – уменьшение объема – увеличение плотности – погружение (и наоборот).

№ 9. Почему дрожат замерзающие люди и животные?

Ответ. Так они греются. Совершаются движения – совершается механическая работа – повышается внутренняя энергия.

№ 10. В жаркие дни в лиственном лесу бывает прохладнее, чем в хвойном. Почему?

Ответ. Деревья испаряют влагу с поверхности листьев. При этом уменьшается внутренняя энергия листьев (они охлаждаются) и хлаждается воздух. У лиственных деревьев площадь поверхности листьев больше – испарение больше – охлаждение больше.

№ 11. «Веселые самоубийцы

Мчат, накренившись по шоссе,

В пятно смешавшиеся спицы

Поблескивают в колесе…»

(Евгений Винокуров)

Почему наклоненный велосипед не падает при движении «на виражах»?

Ответ. Для движения по окружности необходимо действие центростремительной силы. Она возникает при наклоне велосипеда.

№ 12. В опыте с «магдебурскими тарелками» Отто Керике впрягал 8 лошадей слева и 8 лошадей справа.

Как можно было этим же количеством лошадей развить большую силу тяги?

Ответ. Одну тарелку закрепить, а к другой – 16 лошадей (сила действия равна силе противодействия).

№ 13. Кипяток гасит пожар быстрее, чем холодная вода (сразу отнимает от пламени теплоту парообразования и окружает огонь слоем пара, затрудняющего доступ воздуха).

Нельзя ли насосами сразу подавать в пламя кипяток?

Ответ. Нет. В насосе под поршнем вместо разряженного воздуха будет пар упругостью в 1 атм. Кипяток не будет поступать в шланги.

№ 14. В трубах подземных частей зданий вода часто замерзает не в мороз, а в оттепель весной. Почему?

Ответ. Теплопроводность осуществляется в земле медленно (малый коэффициент теплопроводности).

№ 15. Дерево проводит звук лучше, чем воздух. Почему же разговор, происходящий в соседней комнате, заглушается, когда дверь в комнату закрыта?

Ответ. «На границе» воздух-дерево звук переходит из среды, плохо проводящей звук (по сравнению с деревом) в среду, быстро проводящую звук (дерево). Существует предельный угол падения для звуковых лучей. Значительная часть звуковых волн должна отражаться назад в воздух.

№ 16. Какой национальности были Цельсий, Реолиф и Фаренгейт?

Ответ. Швед, француз, немец.

№ 17. Почему сильная жара труднее переносится в болотистых местах, чем в сухих?

Ответ. В болотистой местности велика относительная влажность, плохо испаряется пот, медленно охлаждается кожа.

№ 18. Из крана самовара падают капли. Когда эти капли более тяжелые: когда вода горячая или когда она остыла ?

Ответ. Когда вода остыла, т.к. с уменьшением температуры – коэффициент поверхностного натяжения увеличивается и капля становится больше.

№ 19. Как будет действовать наэлектризованная палочка на магнитную стрелку ?

Почему?

Ответ. Конец стрелки притянется к наэлектризованной палочке, т.к. на стальной стрелке появятся индуцированные заряды.

№ 20. «Рожь, рожь… Дорога полевая

Ведет неведомо куда.

Над степью низко провисая,

Лениво стонут провода…» (А.Твардовский)

Почему гудят провода?

Ответ. При обтекании воздухом проводов за ними образуются «вихри». В вихрях давление меньше, чем там, где их нет. Вихри «срываются» с проводов и «звучат».

№ 21. Почему приборы для электростатических опытов не имеют острых концов?

Ответ. Плотность заряда больше там, где кривизна поверхности больше (на острие). Возле острия воздух ионизируется и нейтрализует его заряд («заряд стекает»). Чтобы сохранить заряд поверхность делают круглой, гладкой.

№ 22. Наэлектризованный мыльный пузырь раздувается настолько, что его радиус значительно увеличивается (заряд не меняется). Как изменится энергия заряда? Помогает или препятствует наличие заряда раздуванию пузыря?

Ответ. Энергия заряда уменьшится (W_p = Q²/2R); заряженный пузырь раздувать легче, т.к. заряды взаимно отталкиваются и способствуют увеличению свободной поверхности.

№ 23. В 1822 году Араго заметил, что магнитная стрелка, колеблющаяся около положения равновесия, быстро останавливается, если она находится в футляре из меди. Почему?

Ответ. Качающаяся магнитная стрелка создает переменное магнитное поле. Оно индуцирует в меди вихревые токи, направление которых таково, что они своими полями препятствуют движению стрелки.

№ 24. Если ударить молотком по одному концу длинной металлической трубы, то стоящий у другого конца трубы услышит двойной удар. Почему?

Ответ. Первый удар – звуковая волна по металлу, второй – по воздуху.

№ 25. В бутылку льют воду. Струя воды производит при этом шум определенного тона. По мере наполнения бутылки водой этот тон становится выше. Почему?

Ответ. Полость бутылки – резонатор. По мере наполнения бутылки длина резонаторного столба уменьшается. Высота тона увеличивается.

№ 26. Если потереть баллон неоновой лампочки, то можно заметить, что она короткое время светится. Как объяснить это явление?

Ответ. В результате трения на стекле возникают заряды, поле которых вызывает кратковременное свечение лампы.

№ 27. Как нужно расположить две собирающие линзы, чтобы пучок параллельных лучей, пройдя через обе линзы стал снова параллельным?

Ответ. Так, чтобы совпали их главные фокусы.

№ 28. Почему окна домов днем кажутся темными, т.е. темнее, чем наружные стены, даже если они (стены) выкрашены темной краской?

Ответ. Отражение света от стен всегда больше, чем отражение от прозрачных, т.е. пропускающих свет, окон.

№ 29. Ленц Эмилий Христианович – русский физик. В какой области физики он выполнил основные свои работы ? С чем конкретно связаны его основные работы ?

Ответ. В области электромагнетизма. Закон Ленца о направлении индукционного тока.

№ 30. Гюйгенс Христиан – голландский физик. В какой области физики известны его работы?

Ответ. В области механики, оптики. Формула Гюйгенса для периода гармонических колебаний физического маятника. Принципы Гюйгенса в объяснении механизма распространения света.

№ 31. «Темная ночь.

Только пули свистят по степи,

Только ветер гудит в проводах,

Тускло звезды мерцают.» (В.Агатов)

Почему звезды мерцают?

Ответ. Причина – в свойствах земной атмосферы. То тут, то там возникают то сгустки, то разряжения. Давление претерпевает изменения тоже. Вместе с давлением «скачет» плотность воздуха. Через такие участки свет не может распространяться прямолинейно. Свет от звезды, проходя через атмосферу земли, испытывает многочисленные и беспорядочные отклонения. Потому и мерцает звезда.

№ 32. К положительно заряженному электроскопу подносят тело, заряженное отрицательно. Что при этом происходит?

Ответ. Сначала угол между листками уменьшается, затем a = 0, а потом увеличивается.

№ 33. Укажите по возможности больше черт сходства и различия между электрическими и гравитационными полями.

Ответ. Сходства:

аналогия взаимодействия зарядов и масс (законы Кулона и Ньютона);
оба поля консервативны (работа на замкнутом пути равна нулю);
существование в них разности потенциалов.

Различия:

отрицательных масс нет;
нет гравитационно-нейтральных тел.

№ 34. Почему пороховые склады окружают заземленной металлической сеткой?

Ответ. Внутри металлической сетки электрическое поле отсутствует, не возникает искра электрическая.

№ 35. Почему не убивает током птицу, садящуюся на один из проводов высокого напряжения?

Ответ. Разность потенциалов между лапками мала, ток мал.

№ 36. Как изменяется ток в цепи с угольной лампочкой и лампочкой с металлической нитью накаливания сразу после включения?

Ответ. Во второй по мере раскаливания нити ток уменьшается (сопротивление растет). В угольной – наоборот.

№ 37. В цепь тока включаются куски медной, железной и никелиновой проволоки одинакового диаметра и длины. Какие куски будут нагреваться сильнее:

а) при последовательном соединении;

б) при параллельном?

Ответ. а) никелин, железо, медь (по мере уменьшения сопротивления);

б) медь, железо, никелин (по мере уменьшения тока).

№ 38. Для определения знака полюсов источника опускают провода, соединенные с источником, в стакан с водой и наблюдают, возле какого из проводов выделяется больше газа. Как при этом определяют, какой полюс отрицательный?

Ответ. При электролизе воды объем выделяющегося водорода в 2 раза больше объема кислорода. Отрицательным полюсом будет тот, у которого больше выделится газа (водорода, ионы которого положительны).

№ 39.

При прохождении тока через электролиты они нагреваются. Почему?

Ответ. Ионы в электролитах при протекании тока движутся ускоренно. При соударениях энергия (кинетическая) упорядоченного движения переходит в энергию хаотичного (теплового) движения.

№ 40. Как будут изменяться (увеличиваться или уменьшаться) напряжение пробоя газового промежутка при уменьшении давления газа?

Ответ. Меньше давление – больше длина свободного пробега – большая по величине копится кинетическая энергия иона – больше вероятность ионизации при том же (или меньшем) напряжении. Напряжение пробоя уменьшается с уменьшением давления.

№ 41. Опыт показывает, что нельзя заряжать бесконечно какое-либо тело и что, после того как заряд на теле достигает некоторого максимального значения, зависящего от размера и формы тела и свойств окружающей среды дальнейшего увеличения заряда добиться невозможно. Почему?

Ответ. При достаточно большой напряженности электрического поля вокруг тела в окружающем диэлектрике (воздухе) возникает разряд (корона или искра) и воздух теряет свои изолирующие свойства.

№ 42. Железный кубик, лежащий на гладком стекле, притягивается к магниту, тоже лежащем на этом стекле. Кубик скользит по стеклу. Как он движется (каков характер его движения)?

Ответ. Сила, действующая на кубик, возрастает по мере его приближения к магниту. Движение кубика с увеличивающимся ускорением.

№ 43. Какие из катодных лучей сильнее отклоняются одним и тем же магнитным полем: более быстрые или более медленные?

Ответ. Более быстрые электроны отклоняются сильнее (сила Лоренца прямо пропорциональна скорости заряда электронов, составляющих катодные лучи).

№ 44. При замыкании тока от одного или нескольких аккумуляторов искра не получается, а при размыкании получается. Почему?

Ответ. При включении ЭДС индукции направлена против ЭДС цепи, а при выключении – в одну сторону с ней (закон Ленца).

№ 45. Маятник сделан из сосуда с водой, подвешенного на длинной нити. Вода постепенно выливается через отверстие в дне сосуда. Как будет изменяться период маятника (массой сосуда пренебрегаем)?

Ответ. Маятник можно считать математическим. Длина его будет увеличиваться. Период (Т = 2pÖl/g) тоже увеличится.

№ 46. Почему при близкой молнии слышен резкий оглушительный удар, а при далекой молнии – раскатистый гром ?

Ответ. При близкой – первичная звуковая волна от самой молнии во много раз сильнее, чем эхо, приходящее потом от отражающих предметов. При далекой – первичная и отраженные волны доходят к нам уже меньше различающимися по силе.

№ 47. Оптическая сила линзы равна 2 Дптр. Каково ее фокусное расстояние ?

Ответ. F = 0,5 см.

№ 48. Две одинаковые частицы, но одна быстрая, а другая медленная, движутся по окружности в одном и том же магнитном поле. Которая из частиц совершает обороты быстрее ?

Ответ. Время оборота не зависит от скорости частицы. (t = 2pm/qB)

№ 49. Плоское зеркало поворачивается на угол 30° около оси, лежащей в плоскости зеркала и перпендикулярной к падающему лучу. На какой угол повернется при этом отраженный луч?

Ответ. 60 °.

№ 50. Как достаточно быстро можно определить центр тяжести однородной палки, утяжеленной с одного конца?

Ответ. Положить ее на указательные пальцы левой и правой рук. Сближать пальцы. Они сойдутся под центром тяжести палки.

№ 51. Где пароход погружается глубже в воду: в реке или море? Почему?

Ответ. В реке. Плотность соленой воды больше, чем пресной. В море Архимедова сила увеличивается.

№ 52. Какое действие тока используется в электросварке?

Ответ. Тепловое.

№ 53. Почему в месте плохого контакта проводника разрушается изоляция?

Ответ. проводник в этом месте разогревается.

№ 54. Какие силы называют консервативными?

Ответ. Их работа по замкнутому контуру равна нулю.

№ 55. Как можно изменить направление вращения якоря электродвигателя?