Тетрадь лабораторных работ Физика 9 класс Перышкин Гутник Минькова Иванова

На сайте Учебник-скачать-бесплатно.ком ученик найдет электронные учебники ФГОС и рабочие тетради в формате pdf (пдф). Данные книги можно бесплатно скачать для ознакомления, а также читать онлайн с компьютера или планшета (смартфона, телефона).
Тетрадь лабораторных работ Физика 9 класс Перышкин Гутник Минькова Иванова - 2014-2015-2016-2017 год:


Читать онлайн (cкачать в формате PDF) - Щелкни!
<Вернуться> | <Пояснение: Как скачать?>

Текст из книги:
ФГОС j Р. Д. Мияъкова, В. В. Иванова ТЕТРАДЬ для лабораторных работ по физике К учебнику А, В, Перышкина, Е, М, Гутник «Физика, 9 класс» уцени класса школы класс Учебно-методический комплект Р. Д. Минькова, В. В. Иванова ТЕТРАДЬ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ К учебнику А. В. Перышкина, Е. М. Путник «Физика. 9 кл.» (М.: Дрофа) 9 класс Издание шестнадцатое, переработанное и дополненное Издательство «ЭКЗАМЕНу> МОСКВА» 2017 УДК 373:53 ББК 22.3я721 М62 Имена авторов и название цитируемого издания указаны на титульном листе данной книги (cm. 1274 п. 1 части четвертой Гражданского кодекса Российской Федерации). Минькова Р. Д. М62 Тетрадь для лабораторных работ по физике. 9 класс: к учебнику А. В, Перышкина, Е. М. Гутник «Физика. 9 кл.». ФГОС (к новому учебнику) / Р. Д. Минькова, В. В. Иванова. — 16-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательство «Экзамен», 2017. — 63, [1] с. (Серия «Учебно-методический комплект») ISBN 978-5-377-11604-2 Тетрадь для лабораторных работ предназначена для изучающих физику по учебнику А. В. Перышкина, Е. М. Гутник «Физика. 9 класс». В издании представлены все лабораторные работы. Кроме того, добавлены дополнительные экспериментальные задания. В каждой работе указаны цели ее проведения, необходимое оборудование, приведено описание хода работы с рисунками, таблицами и расчетными формулами. В описание лабораторных работ добавлены контрольные вопросы. Звездочкой помечены вопросы повышенной сложности. Часть стандартных лабораторных работ содержат дополнительные задания. Приказом № 699 Министерства образования и науки Российской Федерации учебные пособия издательства «Экзамен» допущены к использованию в общеобразовательных организациях. УДК 373:53 ББК 22.3я721 Подписано в печать 27.10.2016. Формат 70x100/16. Гарнитура «TextBookC». Бумага офсетная. Уч.-изд. л. 1,33. Уел. печ. л. 5,2. Тираж 15 000 экз. Заказ № 4979/16. ISBN 978-5-377-11604-2 © Минькова Р. Д., Иванова В. В., 2017 © Издательство «ЭКЗАМЕН», 2017 © ООО «ДРОФА», 2017 СОДЕРЖАНИЕ Предисловие.................................................5 Лабораторная работа № 1 Исследование равноускоренного движения без начальной скорости .6 Лабораторная работа № 2 Измерение ускорения свободного падения.....................16 Лабораторная работа № 3 Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины.............................22 Экспериментальное задание Изучение зависимости периода колебаний пружинного маятника от параметров колебательной системы...............25 Лабораторная работа № 4 Изучение явления электромагнитной индукции.................28 Лабораторная работа № 5 Наблюдение сплошного и линейчатых спектров испускания......32 Лабораторная работа Мя 6 Измерение естественного радиационного с|эона дозиметром ...35 Лабораторная работа Ия 7 Изучение деления ядра атома урана по с|эотограс}эии треков.....37 Лабораторная работа Ия 8 Оценка периода полураспада находящихся в воздухе продуктов распада газа радона..............................39 Лабораторная работа Ия 9 Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям.......42 3 Дополнительные эксперименты Эксперимент 1 Измерение средней скорости движения человека...............46 Эксперимент 2 Наблюдение волновых явлений................................48 Эксперимент 3 Наблюдение дисперсии света при прохождении его сквозь трехгранную призму..............................52 Эксперимент 4 Моделирование процесса радиоактивного распада..............55 Эксперимент 5 Выбор планеты Солнечной системы для колонизации............59 Справочные таблицы.........................................61 Предисловие Тетрадь для лабораторных работ предназначена для изучающих физику по учебнику А.В. Перышкина, Е.М. Путник «Физика. 9 класс». В издании представлены все лабораторные работы, предлагаемые в упомянутом учебнике. Кроме того, добавлены экспериментальные задания. В отличие от лабораторных работ, экспериментальные задания не являются обязательными. Тетрадь содержит описания лабораторных работ, цели их проведения, оборудование, объяснения хода работ, с таблицами, рисунками и расчетными формулами. Добавлены также контрольные вопросы, способствующие более глубокому пониманию изучаемой темы и развитию исследовательских навыков. Звездочкой помечены вопросы повышенной сложности. Некоторые стандартные лабораторные работы содержат дополнительные задания, отсутствующие в учебниках. Самостоятельные исследования позволят ученикам выявить закономерности физических явлений, установить связи между физическими величинами, убедиться в справедливости физических законов. Приступая к выполнению лабораторной работы, необходимо иметь четкое представление о том, какие физические величины измеряются в процессе прямых измерений, в зависимости от этого и следует выбирать подходящие приборы. Учитывая, что результаты измерений не могут быть абсолютно точными (они всегда приблизительны), их следует записывать в виде а = а ± Да. изм Все записи делают непосредственно в тетрадях для лабораторных работ. Если в работе необходимо провести сложные математические расчеты, то их можно выполнять на отдельном листе, который вкладывают в тетрадь. На все вопросы, возникающие в ходе проведения лабораторной работы и обработки ее результатов, ученики могут найти ответы в тексте учебника или в указаниях к лабораторной работе, а также у учителя. Вариант I Qj^e/ль po/SohbGo; Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ БЕЗ НАЧАЛЬНОЙ СКОРОСТИ (работа представлена в трех вариантах выполнения — в зависимости от имеющегося лабораторного оборудования) определить ускорение движения бруска по наклонной плоскости и его мгновенную скорость в конце заданного пути, пройденного за определенный промежуток времени. OSop(jQO§cmm: прибор для изучения движения тел, штатив с муфтой и лапкой. Теоретические обоснования При равноускоренном движении без начальной скорости пройденное расстояние определяется по формуле: at^ 2s s =---, отсюда а = —. 2 Зная ускорение, можно определить мгновенную скорость по формуле: u = at. Описание устройства и действия прибора Прибор для изучения движения тел (рис. 1) состоит из направляющей 1 длиной 60—70 см; бруска 2 с пусковым магнитом 3, закрепленным на торце алюминиевого стержня; электронного секундомера 4с двумя датчиками 5. Направляющая закрепляется в лапке штатива 6, под нее подкладывается коврик 7 из пористого пластика. 6 Лабораторная работа № 1 При прохождении пускового магнита мимо первого датчика отсчет времени включается, а при прохождении второго — выключается, и на экране секундомера фиксируется значение промежутка времени t, за который брусок проходит расстояние s между датчиками. Рис. 1 Ход работы 1. Соберите установку по рисунку 1. Направляющую закрепите в лапке штатива под углом w 30°—40° к плоскости столешницы. 2. Прочтите инструкцию на тыльной стороне секундомера по его включению и выключению. Включите секундомер. 3. Разместите брусок на направляющей так, чтобы его пусковой магнит находился на 1,5 см выше верхнего датчика. 4. Отпустите брусок. Определите расстояние s между датчиками и промежуток времени t, за который брусок прошел это расстояние. Результат измерения занесите в таблицу: 7 9 КЛАСС № опыта Время t прохождения бруском расстояния S между датчиками, с Сред- j нее время движения t , с ср' Рассто- яние Sf м Ускорение бруска Of м/с^ Мгновенная скорость бруска Vf м/с 5. Не меняя расположения датчиков, проведите опыт еще 2 раза. Результаты измерений занесите в таблицу. 6. По результатам трех опытов рассчитайте среднее время движения бруска: t if ^ _ Cl + ^2 h 3 -ср 7. Вычислите ускорение движения бруска и его мгновенную скорость в конце пути s по формулам: 25 а t 2 И u = at,p. ср 8. Результаты всех измерений и вычислений занесите в таблицу. 9. Сделайте вывод о характере движения бруска. Лабораторная работа № 1 Вариант II QXjMb pO/Sohl/bb: OSop^Qoimcbb: определить ускорение движения шарика и его мгновенную скорость перед ударом о цилиндр. желоб лабораторный металлический длиной 1,4 м, шарик металлический диаметром 1,5-2 см, цилиндр металлический, метроном (один на весь класс), лента измерительная, кусок мела. Ход работы 1. Соберите установку по рисунку 2. 2. 3. 5. Рис. 2 Запустите метроном с частотой 120 ударов в минуту. Отпустите шарик с верхнего конца желоба одновременно с ударом метронома. Сделайте несколько пробных запусков шарика с целью подобрать наклон желоба так, чтобы расстояние от начала движения до удара о цилиндр шарик проходил за три или четыре удара метронома. Измерьте расстояние s, пройденное шариком. Результаты измерения запишите в таблицу: 9 9 КЛАСС Число № ударов опыта метронома п Мгновен- Расстоя- Время Ускорение ная ско-ние движения | а = 2 * s/t^, рость S, м t = 0,5 • п, с м/с^ и = а • t, м/с 1 4- .1______ 4- 6. 7. 8. Вычислите время f движения шарика, его ускорение и мгновенную скорость перед ударом о цилиндр. Результаты вычислений запишите в таблицу. Не меняя наклон желоба, повторите опыт еще два раза. Результаты запишите в таблицу. Рассчитайте среднее ускорение. ___________________________ 10 Лабораторная работа № 1 Вариант III paSohifbo: 05орудо§сши^: убедиться в равноускоренном характере движения бруска и научиться измерять ускорение и мгновенную скорость равноускоренного движения. штатив лабораторный с лапкой и муфтой, прибор для изучения движения тел, ленты из миллиметровой и копировальной бумаги длиной 200 мм и шириной 20 мм. До начала работы внимательно ознакомьтесь с описанием устройства и действия прибора для изучения движения тел (рисунок 3). I i - 6 Боек Рис. 3 Описание Прибор, изображенный на рисунке 3, представляет собой желоб, состоящий из двух соединенных друг с другом частей: верхней 1а и нижней 16. На верхней части желоба находится вибратор 2. Вибратор имеет подвижную часть Зс бойком (см. рис. 3, б). К бруску 4 прикрепляются бумажная и копировальная ленты 5. 11 9 КЛАСС ____ Эти ленты пропускаются под бойком подвижной части вибратора и удерживаются зажимом 6. Если вибратор включить в сеть переменного тока и нажать на кнопку 7, то его подвижная часть будет совершать колебания с периодом Т= 0,02 с. При освобождении бумаги брусок начинает скользить по желобу. На ленте остаются метки в виде черточек от удара бойка. Ход работы Задание 1 Убедитесь в том, что брусок движется по наклонной плоскости равноускоренно. Теоретические обоснования У бед иться в равноускорен ном характере движен ия можно, например, с помощью закономерности: s^ \ s^ \ s^\... \ = 1 : 4 : 9 :...: где 5^, s^, Sy ... ,s^ — модули векторов перемещений, совершенных бруском за промежутки времени t^, = 3t^,..., = nty Если указанная закономерность выполняется, значит, движение является равноускоренным. 1. Соберите установку в соответствии с рисунком 3. 2. Включите прибор в сеть, нажмите кнопку 7. 3. Освободите бумажную ленту и измерьте на ней расстояние между нулевой и каждой следующей меткой. 4. Результаты измерений запишите в таблицу: tf с ta t. t, ^8 t.o ‘и fl3 t.. t.5 гм (О ео> О ГМ Ф i 00 о $u: ВЫЯСНИТЬ, кэкня матсматическая зависимость существует между длиной маятника и периодом его колебаний. Ход работы 1. Пользуясь данными таблицы в основной части работы, вычислите и запишите приведенные в следующей таблице отношения периодов и длин: h _ Тз _ т, _ Тз Тг Тг Тг 'Тг ^2 _ ' h _ k _ h к к h 2. 3. Сравните результаты всех четырех столбцов и постарайтесь найти в них общую закономерность. На основании этой закономерности выберите и выпишите верные зависимости из приведенных ниже равенств: L I Т. L Т. L Ти L П^ = -гг 2) = f, 3) = . А 4) .hr =r^ 5) f Т ^ k T, l, ’T, T I T ■‘l VM у может принимать следующие значения: 2, 3, 4, 5; например, 4 = —, где к f т _k V^i у k 4. Выберите верное утверждение из пяти приведенных ниже. При увеличении длины маятника в 4 раза период его колебаний: A) увеличивается в 4 раза; Б) уменьшается в 4 раза; B) увеличивается в 2 раза; Г) уменьшается в 2 раза; Д) увеличивается в 16 раз. 24 Экспериментальное задание ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА ОТ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Щмб po/Sotnu: изучить зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины. 05op(jQO§mu^b: штатив лабораторный, пружина с указа- телем, набор грузов, линейка, динамометр, секундомер, скотч, ножницы. Ход работы 1. Соберите экспериментальную установку по рисунку 7. Рис. 7 25 9J<ЛACC _ _ _ ___ 2. По растяжению пружины х и силе тяжести груза F определите жесткость пружины к = f/x. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу: № к, F, Н Xf м ,. , т, кг опыта Н/м Время 10 полных колебаний tf с Период расчетный Г,с Период измеренный Г ,с 3. Вычислите массу груза т = F/g, результат запишите в ту же таблицу. 4. Выведите груз из положения равновесия и зафиксируйте время десяти полных колебаний. Рассчитайте период колебаний по формулам Т = 2nJ— и Г = —, где N — число полных колеба-V к N ний. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу (опыт № 1). 5. Подвесьте еще один груз к первому, увеличив общую массу грузов в 2 раза. Соедините грузы скотчем в одно жесткое целое. Повторите опыты и расчеты, описанные в пунктах 2—4. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу (опыт № 2). 26 Экспериментальное задание 6. Увеличьте жесткость пружины, укоротив ее. Снова повторите опыты и расчеты, описанные в пунктах 2—4. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу (опыт N° 3). 7. На основании анализа результатов проведенных опытов сделайте вывод о зависимости периода колебаний пружинного маятника от его параметров. 27 Лабораторная работа № 4 ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ Щфль paSoHuu,! изучить явление электромагнитной индукции, OSopygoSoHiM: электромагнит разборный, катушка-мо— ТОК, дугообразный магнит, миллиамперметр или микроамперметр с нулем посередине, источник питания, реостат, ключ, провода соединительные, модель генератора электрического тока (одна на весь класс). Ход работы 1. Соберите электрическую цепь в соответствии с рисунком 8. Рис. 8 2. Вдвигая магнит в катушку-моток, заметьте отклонение стрелки миллиамперметра, а значит, и направление индукционного тока. Запишите направление индукционного тока при вдвигании и выдвигании катушки. 28 Лабораторная работа № 4 3. Проверьте существование индукционного тока, когда катушка покоится относительно магнита. Измените скорость движения катушки относительно магнита и запишите влияние этого факта на отклонение стрелки миллиамперметра, а значит, и на величину индукционного тока. Запишите, менялся ли магнитный поток Ф, пронизывающий катушку, во время ее движения? Во время остановки? На основании проделанных опытов сделайте вывод и запишите, при каких условиях в катушке возникал индукционный ток. 7. Соберите установку для опыта по рисунку 9. 29 9 КЛАСС _ ____ _ _ _______ 8. Проверьте, возникает ли в катушке-мотке 1 индукционный ток в следующих случаях: а) при замыкании и размыкании цепи, в которую включена катушка 2; 6) при протекании через катушку 2 постоянного тока; в) при увеличении и уменьшении силы тока, протекающего через катушку 2, путем перемещения в соответствующую сторону ползунка реостата. 9. Пронаблюдайте возникновение электрического тока в модели генератора (рисунок 10). Объясните, почему в рамке, вращающейся в магнитном поле, возникает индукционный ток. 30 Лабораторная работа N° 4 10. Ответьте на вопросы. • Почему при приближении катушки к магниту магнитный поток, пронизывающий эту катушку, менялся? Одинаковы или различны направления индукционных токов в катушке при приближении и удалении ее от одного и того же полюса магнита? При большей или меньшей скорости движения катушки относительно магнита магнитный поток Ф, пронизывающий катушку, менялся быстрее? Как зависит модуль силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока Ф7 В каких из перечисленных в пункте 8 случаях меняется магнитный поток, пронизывающий катушку / ? Почему магнитный поток меняется в этих случаях? 31 Лабораторная работа № 5 НАБЛЮДЕНИЕ СПЛОШНОГО И ЛИНЕЙЧАТЫХ СПЕКТРОВ ИСПУСКАНИЯ Ч^/ль paSotnun наблюдать сплошной спектр от полученной на экране вертикальной световой полосы, линейчатые спектры от разряда в разреженных газах. OSopijgo§ct/ha>&: проекционный аппарат, раздвижная щель, набор спектральных трубок (например, с водородом, кислородом и неоном) с источником питания (рис. 11), плоскопараллельная пластина со скошенными гранями или однотрубный спектроскоп (для каждого ученика). Рис. 11 Ход работы 1. Расположите стеклянную пластину горизонтально перед глазом. Сквозь скошенные грани пластины, образующие угол 45°, наблюдайте на экране светлую вертикальную полоску, образованную прошедшим через раздвижную щель светом от проекционного аппарата. 32 Лабораторная работа N° 5 2. Запишите, какой вид спектра вы наблюдаете, сколько в нем основных цветов и в какой последовательности они расположены. 3. Пронаблюдайте спектр полоски, рассматривая ее сквозь скошенные грани пластины, образующие угол 60°. Запишите, чем этот спектр отличается от предыдущего. Сделайте и запишите вывод о зависимости протяженности спектра от преломляющего угла призмы, в которой преломляется пучок белого света. 4. Через однотрубный спектроскоп пронаблюдайте световую полоску. Отличается ли спектр, полученный с помощью спектроскопа, от спектров, полученных с помощью плоскопараллельной пластины? Если отличается, запишите, чем именно. 5. Пронаблюдайте через скошенные грани пластины или через однотрубный спектроскоп спектры, полученные от светящихся газоразрядных трубок. Какой вид спектров вы наблюдали? 33 9 КЛАСС Нарисуйте в тетради примерный вид спектра от разряда в каждом из газов. 6. Выберите верные утверждения из приведенных ниже. A) Дисперсия света — это зависимость показателя преломления вещества и скорости света в нем от частоты световой волны. Б) Спектр испускания, получаемый от газоразрядных трубок, выглядит как ряд разноцветных линий на темном фоне. B) Спектр испускания, получаемый от проекционного аппарата, выглядит как сплошная цветная полоса с чередованием цветов, как в радуге. Г) Спектральный анализ — это метод определения химического состава вещества по его линейчатому спектру. Д) Спектральный анализ основан на законе Джоуля—Ленца. 34 Лабораторная работа № 6 ИЗМЕРЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО РАДИАЦИОННОГО ФОНА ДОЗИМЕТРОМ (выполняется коллективно под руководством учителя) po/Sofn/bo: измерить мощность дозы радиоактивного фона бытовым дозиметром. OSop(jQO§mu^: дозиметр «Сосна» (рис. 12). JStfif) пуск, стоп f Рис, 12 Толкование используемых терминов Фон радиоактивный — естественный радиационный фон, создаваемый ионизирующим излучением, источником которого являются космические лучи и так называемые естественные радионуклиды (т.е. существующие в природе ядра радиоактивных элементов). Ионизирующее излучение — различные виды частиц и физических полей, способных ионизировать вещество. Космические лучи представляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из космоса {солнечнаярадиация). Естественные радионуклиды повсеместно присутствуют в окружающей среде, а также в животных и растительных организмах. Фоновому облучению подвергаются все живые орга- 35 £КЛАСС__ _____ _ __ ________ ______ низмы Земли, в том числе человек. В зависимости от высоты над уровнем моря и содержания радионуклидов в окружающей среде радиационный фон колеблется в значительных пределах. Для его измерения используют счетчики Гейгера—Мюллера (см. § 54 учебника). В бытовых дози/^етрах используется счетчик жесткого (т.е. высокоэнергетического) бета- и гамма-излучения, способный регистрировать мощность дозы в диапазоне 0,004— 40 мкР/с (микрорентген в секунду). Ход работы 1. Положите дозиметр на стол и включите его. 2. Запустите отсчет импульсов нажатием кнопки «Пуск». 3. Через 40 с подсчет импульсов будет прекращен (перестанут мерцать точки), на экране высветится значение мощности дозы фонового излучения (в мкР/ч). 4. Запишите значение мощности дозы фонового излучения: 5. Ответьте на вопросы. • Что является источником естественного радиационного фона? Если измерять естественный радиационный фон в том же месте через минуту, его численное значение может отличаться от предыдущего значения. Почему?_______________________________ Каковы численные значения нормального естественного радиационного фона? 36 Лабораторная работа № 7 ИЗУЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ ЯДРА АТОМА УРАНА ПО ФОТОГРАФИИ ТРЕКОВ ОМмь работы,.- применить закон сохранения импульса для объяснения движения двух ядер, образовавшихся при делении ядра атома урана. 0§op(jQO§cmu>&: фотография треков заряженных частиц (рисунок 13), образовавшихся при делении ядра атома урана. Пояснение Рис. 13 На данной фотографии вы видите треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке, указанной стрелочкой. По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался). Ход работы Задание 1 Пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, раз- 37 9 КЛАСС _ __ летелись в противоположных направлениях. Задание 2 Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Д.И. Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом: 92U + qH -Ва+ Х-\-2 56^'" • 2^ 0^* где символом ^ X обозначено ядро атома одного из химических элементов. Пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Д.И. Менделеева, определите, что это за элемент, и впишите его символ в ядерную реакцию: 92^ + о" ^ 56^3 + + 2 • „П, Как называется этот элемент?______________________________ Задание 3* Какой из осколков, трек которого вы видите на рисунке 13, правый или левый, имеет меньшую массу? Почему? 38 Q/jMb paSoifi/bo: OSop(jQO§Q/H/U^: Лабораторная работа № 8 ОЦЕНКА ПЕРИОДА ПОЛУРАСПАДА НАХОДЯЩИХСЯ В ВОЗДУХЕ ПРОДУКТОВ РАСПАДА ГАЗА РАДОНА оценить период полураспада продуктов распада радона с помощью бытового дозршетра. дозиметр «Сосна», бытовой пылесос, ватный диск, решетка. Теоретические обоснования Радон — инертный газ, получающийся при распаде ядер урана. Наиболее стабильный изотоп (^^^Рп) имеет период полураспада 3,8 сут. При комнатной температуре радон тяжелее воздуха. Если длительное время не проветривать помещение, то радон скапливается в области, близкой к полу. При распаде радона образуются короткоживущие изотопы различных металлов, атомы которых оседают на находящихся в воздухе пылинках. Если отфильтровать пыль из воздуха у пола в непроветриваемом помещении, то можно собрать продукты распада радона. Подготовка эксперимента 1. В непроветриваемое помещение (желательно подвал) принесите пылесос или бытовой фен. 2. На всасывающее воздух отверстие пылесоса (или фена) установите решетку и сверху ватный диск. 3. Подключите пылесос к сети и включите. Поток воздуха прижмет ватный диск и решетку к входному отверстию пылесоса. 39 9 КЛАСС ______ ___________________ 4. Установите пылесос так, чтобы отверстие было невысоко над полом в углу помещения. 5. Прокачивайте воздух не менее 5—10 мин. 6. Снимите ватный диск. 7. Используйте полученный препарат в течение 5 мин. Ход работы 1. Включите дозиметр. 2. Откройте металлическую крышку на тыльной стороне защитного кожуха дозиметра. 3. Нажмите кнопку «Пуск» для начала измерений. 4. Дождитесь остановки подсчета импульсов. Вы измерили мощность дозы фс тра в таблицу: ность дозы фонового излучения Р^. Занесите показания дозиме № опыта I Время t, с мкР/ч Р, мкР/ч АР, мкР/ч i— 5. Положите препарат на стол. Поверх него положите дозиметр так, чтобы окно на его тыльной стороне было над препаратом. 6. Запустите отсчет импульсов. Вы измеряете суммарную мощность Р дозы излучения продуктов распада радона и фонового излучения. После окончания счета занесите показание дозиметра в таблицу. 7. Повторяйте измерения в течение 5 мин один раз в минуту, результаты каждого измерения заносите в таблицу. 8. Рассчитайте мощность дозы излучения продуктов распада ра- дона ДР = Р — Рф и запишите значение в таблицу. 40 Лабораторная работа № 8 9. Постройте график зависимости мощности дозы излучения продуктов распада радона от времени. 10. Оцените период полураспада радона. 11. Ответьте на вопрос: как сделать часы, измеряющие временные промежутки в тысячи лет? 41 ЯА^ьль po/Sohvbv: 05ор^до§сши^: Пояснение Лабораторная работа № 9 ИЗУЧЕНИЕ ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПО ГОТОВЫМ ФОТОГРАФИЯМ наблюдать треки и объяснять характер движения заряженных частиц. фотографии треков заряженных частиц, полученных в камере Вильсона, пузырьковой камере и фотоэмульсии. При выполнении данной лабораторной работы следует помнить, что: а) длина трека тем больше, чем больше энергия частицы (и чем меньше плотность среды); б) толщина трека тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше ее скорость; в) при движении заряженной частицы в магнитном поле трек ее получается искривленным, причем радиус кривизны трека тем больше, чем больше масса и скорость частицы и чем меньше ее заряд и модуль индукции магнитного поля; г) частица двигалась от конца трека с большим радиусом кривизны к концу с меньшим радиусом кривизны (радиус кривизны по мере движения уменьшается, так как из-за сопротивления среды уменьшается скорость частицы). Ход работы Задание 1 Укажите, на каких фотографиях (рисунки 14, 15, 16) изображены треки частиц , движущихся в магнитном поле. Ответ обоснуйте. 42 Лабораторная работа № 9 Рис. 14 Рис. 15 Рис. 16 Задание 2 Рассмотрите фотографию треков а-частиц, двигавшихся в камере Вильсона (рисунок 14) и ответьте на вопросы, а) В каком направлении двигались а-частицы? 43 9 КЛАСС 6) Длина треков а-частиц примерно одинакова. О чем это говорит? в) Как менялась толщина трека по мере движения частиц? Что из этого следует? Задание 3 Рассмотрите фотографию треков а-частиц в камере Вильсона, находившейся в магнитном поле (рисунок 15), и ответьте на вопросы. а) Почему менялись радиус кривизны и толщина треков по мере движения а-частиц? 6) В какую сторону двигались а-частицы? Задание 4 Рассмотрите фотографию трека электрона в пузырьковой камере, находившейся в магнитном поле (рисунок 16). Ответьте на вопросы: 44 Лабораторная работа № 9 а) Почему трек имеет форму спирали? 6) В каком направлении двигался электрон? в) Что могло послужить причиной того, что трек электрона на рисунке 16 гораздо длиннее трека а-частиц на рисунке 15? 45 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ Эксперимент 1 ИЗМЕРЕНИЕ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА й^ьлб po/Somui, измерить среднюю путевую скорость че-ловека при перемещении по населенному пункту или в загородной поездке. OSopygoimo^; часы (наручные) или часы мобильного телефона, компьютер с выходом в Интернет. Примечание Средняя путевая скорость характеризует быстроту перемещения тела при неравномерном движении. Средняя путевая ско- 5 рость вычисляется по формуле и>ср= t 1. где 5 — это весь пройденный путь за всё время движения t Ход работы Перед поездкой по городу или поселку либо перед загородной поездкой запишите время выхода из дома:________________ После приезда в конечную точку маршрута снова запишите время: ________________________________________________ Рассчитайте и запишите все время вашего движения, выразив его в секундах:________________________________________ 2. 46 В сети Интернет откройте программу «Яндекс. Карты» или другой картографический сервис. С помощью инструмента «Линейка» определите длину вашего маршрута в метрах. Для этого кликните левой кнопкой мыши на точку начала маршрута, далее кликайте в местах изменения направления движения, чтобы получилась ломаная линия, близкая по форме к траектории вашего движения. Эксперимент 1 3. 4. Запишите длину пройденного пути в метрах: Используя формулу для расчета средней путевой скорости, по- считайте и : 6. Сравните полученную вами величину средней путевой скорости с результатами ваших одноклассников. Ответьте на вопросы: Как изменится величина средней скорости, если вы будете передвигаться по тому же маршруту на более быстром транспорте? Какую физическую величину вы учитываете в первую очередь при необходимости перемещения на значительные расстояния в повседневной жизни? ________________________________ Почему? Вы научились измерять пройденный путь, время движения, среднюю путевую скорость. В каких жизненных ситуациях вам могут понадобиться эти умения? 47 Эксперимент 2 НАБЛЮДЕНИЕ ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ Щмб po/SoDHt, пронаблюдать на опыте некоторые волновые явления (распространение и отражение волн). OSoptjQoio/hu^: резиновое кольцо или аптечная резинка, стеклянный стакан, гитара или какой-нибудь другой струнный инструмент, веревка, или тяжелый электрический провод длиной 4—5 м. Примечание Данное экспериментальное задание можно выполнять дома. Ход работы Наблюдение возникновения звука и изменения его характеристик 1. Растяните резиновое кольцо между большим и указательным пальцем. Пальцами другой руки слегка растяните и отпустите кольцо (или ущипните его сбоку), чтобы оно завибрировало. Послушайте и запишите, какой звук получился. 2. Увеличьте растяжение кольца и снова ущипните его. Послушайте и запишите, какой звук получился (по сравнению с первым звуком). 48 _____ Эксперимент 2 3. Прижмите растянутое кольцо к стеклянному стакану, как показано на рисунке 17. Рис. 17 Снова ущипните кольцо. Послушайте и запишите, какой звук получился (по сравнению с первым и вторым звуками). Вспомните и запишите, какие струнные инструменты имеют воздушные резонаторные полости. Наблюдение зависимости высоты звука от характеристик струны 6. Возьмите гитару или какой-нибудь другой струнный инструмент. Выберите одну струну на инструменте и заставьте ее звучать. Послушайте и запишите, какой звук получился. 49 9 КЛАСС 7. Ту же самую струну зажмите таким образом, чтобы ее длина уменьшилась примерно в два раза и заставьте ее звучать. Послушайте и запишите, какой звук получился (по сравнению с первым звуком). Ответьте на вопрос. Как меняется высота звука при уменьшении длины колеблющейся части струны? __________________ 8. Теперь ту же самую струну натяните сильнее, используя колко-вый механизм. Заставьте струну звучать. Послушайте и запишите, какой звук получился (по сравнению с первым звуком). Ответьте на вопрос. Как меняется высота звука при увеличении натяжения струны? _______________________________________ Выберите на вашем струнном инструменте две струны одной длины, но разной толщины. По очереди заставьте эти струны звучать. Послушайте и запишите, какой звук получился в первом и во втором случае. 50 _________________________ Эксперимент 2 Ответьте на вопрос. Как зависит высота звука от толщины колеблющейся струны? Наблюдение распространения и отражения волн 10. Привяжите конец веревки к чему-нибудь неподвижному (например, к ножке стула). Возьмитесь за другой конец веревки, натяните ее. Быстро отведите руку вбок и сразу верните в начальное положение, при этом вдоль веревки распространяется резкий изгиб (бегущая волна). Пронаблюдайте и запишите, как распространяется бегущая волна (рис. 18). Рис. 18 11. Пронаблюдайте и запишите, что происходит с волной, когда она достигает привязанного конца веревки. 51 Эксперимент 3 НАБЛЮДЕНИЕ ДИСПЕРСИИ СВЕТА ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ЕГО СКВОЗЬ ТРЕХГРАННУЮ ПРИЗМУ po/Softi/ix, пронаблюдать дисперсию света и спреде— ЛИТЬ экспериментально, какая часть спектра, красная или фиолетовая, отклоняется от первоначального направления в большей степени. OSopCjQO^CMU^: источник тока, реостат, лампочка, соединительные провода, ключ, трехгранная призма (можно использовать плоскопараллельную пластину из плексигласа), экран со щелью, лист белой бумаги. Примечание Экспериментальное задание проводится в затемненном кабинете. Желательно использовать призмы «флинт» и «крон». Дисперсией света называется зависимость показателя преломления вещества и скорости света в нем от частоты световой волны. Из-за явления дисперсии при прохождении белого (дневного) света сквозь призму наблюдается появление спектра, содержащего 7 цветов — красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, которые плавно переходят друг в друга. Ход работы 1. 52 Соберите электрическую цепь, соединив последовательно источник тока, лампочку, реостат, ключ. Эксперимент 3 На рабочем столе расположите экран, напротив его щели — лампочку. Замкните цепь, отрегулируйте реостатом комфортную яркость лампочки. Поставьте за экраном трехгранную призму таким образом, чтобы луч света, прошедший сквозь щель, падал на призму (рис. 19). За призмой положите лист белой бумаги, слегка загните вверх его правый край. На нем вы можете увидеть цветной спектр. Если спектр не виден, слегка поверните призму, чтобы изменить угол падения луча на неё. Рис. 19 Запишите порядок следования цветов спектра, которые вы видите. Внимательно рассмотрите получившуюся установку и цветной спектр. Определите, какие лучи спектра, красные или фиолетовые, отклоняются от первоначального направления в большей степени. Результат наблюдения запишите. 53 9 КЛАСС____ _ ____ 6 . Если в работе вы использовали призму «флинт», замените ее на призму «крон», либо наоборот. Сравните наблюдаемые спектры. Чем они различаются? 54 7. Ответьте на вопросы. • Какое явление называют дисперсией? Почему свет от лампочки раскладывается на цветные полосы спектра? Вы выяснили, что __________________________________________лучи спектра отклоняются от первоначального направления в большей степени. Для какой части спектра, красной или фиолетовой, показатель преломления вещества призмы больше? Спектр от какой призмы, «флинт» или «крон», оказался более широким, растянутым? Эксперимент 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА paSomti: смоделировать процесс радиоактивного распада, выяснить его особенности, установить вероятностный характер закона радиоактивного распада. OSop(jgo§Q/hu^: монеты, картонная коробка. Примечание Перед началом данного экспериментального задания обязательно изучите параграф учебника «Биологическое действие радиации. Закон радиоактивного распада». Важно помнить, что периодом полураспада Т называется промежуток времени, в течение которого исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое. Согласно закону радиоактивного распада, за промежуток времени Т половина радиоактивных ядер (например, урана-235, тория-229 и других) распадается. Оставшиеся нераспавшимися ядра могут распасться в течение следующего периода полураспада с вероятностью Этот процесс продолжается до полного распада всех ядер. Закон радиоактивного распада можно записать так: N =~^‘ Здесь п = t/ Т, где t — это время протекания процесса. При t = О все атомы еще не распались {N=N^), это начало отсчета времени. Т — период полураспада, п — число периодов полураспада, прошедших с начала отсчета времени. Можно смоделировать процесс радиоактивного распада, воспользовавшись тем, что при бросании монеты она выпадает решкой (или орлом) с вероятностью Условимся считать, что каждая монета — это радиоактивный атом. В самом начале эксперимента все радиоактивные атомы еще не распались. Монета, после броска выпавшая решкой, 55 9 КЛАСС будет соответствовать распавшемуся атому, выпавшая орлом — нераспавшемуся атому. Пусть сначала будет 100 «радиоактивных атомов» — монет. Nq = 100. в экспериментальном задании предлагается «проделать» 5 периодов полураспада (л = 5) и посмотреть, сколько атомов останется нераспавшимися спустя это время. Для этого первоначально надо бросить 100 монет и посмотреть, сколько из них выпало орлом, и сколько решкой, и записать результат. Далее бросать только «нераспавшиеся атомы» — монеты, выпавшие орлом. Каждая серия бросков монет будет соответствовать времени, равному одному периоду полураспада. Всего надо провести 5 серий бросков, они соответствуют п = 5. Вместо бросков ста монет можно сделать сто бросков одной и той же монеты, поскольку результат броска в обоих случаях подчиняется одной и той же вероятности. Ход работы 1. Бросайте монету в коробку, результат броска (орел или решка) отмечайте. В этой серии бросков (л = 1) всего надо сделать 100 бросков.______________________________________________________ 2. После 100 бросков посчитайте число нераспавшихся атомов (число ситуаций, когда монета выпала орлом). Результат запишите во вторую строку таблицы: Номер серии бросков п = t/T Число нераспавшихся атомов N о 100 1 Вычисленное значение числа нераспавшихся атомов N 56 100 Эксперимент 4 3. Выполните серию бросков п = 2. Для этого бросайте монету в коробку столько раз, сколько в предыдущей серии бросков выпал орел (сколько атомов у вас осталось нераспавшимися). Результат запишите в таблицу. 4. Повторите аналогичные действия для серий п = 3, п = 4, п = 5. В каждой серии делайте столько бросков, сколько раз монета выпала орлом в предыдущей серии (сколько атомов у вас осталось нераспавшимися). Результаты запишите в таблицу. 5. Используя закон радиоактивного распада, посчитайте число не- распавшихся атомов Nb. Nb = —^ ; = 100. п = 1 п = 2 п = 3 п = 4 п = 5 Результаты вычислений внесите в третью строку таблицы. Сравните число нераспавшихся атомов N в эксперименте (вторая строка таблицы) и вычисленное значение числа нераспавшихся атомов N (третья строка таблицы). Поясните различие. 57 9 КЛАСС _ 7. Почему в строчке вычисленных значений встречаются дробные числа? Может ли радиоактивный атом распасться наполовину? ____________________________________________________ 58 8. Сравните свою таблицу с таблицей соседа по парте (если работа выполняется парами, то с таблицей соседей). Какие числа в таблицах различаются и почему так получилось? 9. Почему в модельном эксперименте с монетами распадалась не точно половина атомов после интервала времени, равного периоду полураспада? Означает ли это факт, что закон радиоактивного распада неверен? 10. Что надо изменить в модельном эксперименте с монетами, чтобы распадалась точно половина атомов после периода полураспада? Для какого числа атомов справедлив закон радиоактивного распада? Эксперимент 5 ВЫБОР ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОЛОНИЗАЦИИ Щмб paSomu: определить, какая планета Солнечной си— стемы, кроме Земли, наиболее подходит для жизни людей. 05op(jQO§mu^: компьютер с выходом в Интернет. Примечание Данное экспериментальное задание можно выполнять дома. Ход работы 1. Представьте себе, что вы — научный советник президента планеты Земля и вам необходимо выбрать одну из планет Солнечной системы для колонизации. Считайте, что энергетические ресурсы ваших межпланетных ракет практически не ограничены вследствие недавнего открытия нового источника энергии для межпланетных полетов. 2. Выделите критерии для выбора планеты (например, ускорение свободного падения на поверхности планеты, наличие воды, химический состав атмосферы, другое) и запишите их. 59 9 КЛАСС 3. Используя данные учебника и интернет-ресурсы, заполните и дополните своими столбиками таблицу: Планеты солнечной системы Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун Ускорение | свободного Наличие ^ Атмосферное падения, воды давление м/с^ Химический состав атмосферы Строчка «Земля» добавлена для сравнения. 4. Проанализируйте получившуюся таблицу и выберите подходящую планету. Результаты и обоснование выбора запишите: 60 Справочные таблицы Длины ВОЛН И показатели преломления различных цветов Длина волны, мкм Показатель Показатель Цвет преломле- ния преломле- ния в стекле в воде Граница видимого q спектра ’ Красный 0,656 1,515 1,331 Оранжевый 0,609 Желтый 0,589 1,517 j 1,333 Зеленый 0,536 Г олубой 0, 486 1,523 1,337 Синий 0, 460 Фиолетовый 0, 405 1,532 1,343 Работа выхода электрона из металлов (1 эВ = 1,6 • 10-” Дж) Металл А^, эВ Металл А^, эВ Алюминий 3,74 Олово 4,39 Вольфрам ‘ 4,54 Платина i 5,32 Железо 4,31 Ртуть 4,52 Золото 1 4,58 Серебро 4,3 Медь \ 4,4 Цинк 3,74 Никель* 4,5 i L Характеристики некоторых элементарных частиц (1 а.е.м. = 1,бб • 10"^^ кг) Частица Заряд, 1,6 • 10” Кл Масса, а.е.м Электрон -1 0,00054858 Протон i 1 1,00727647 Нейтрон 0 1,00866501 а-частица (ядро атома гелия) 2 4,001488 61 9 КЛАСС Молярные массы некоторых веществ Вещество Серебро Ад Алюминий А1 Аргон Аг Углерод С Кальций Са Медь Си Железо Fe Водород Гелий Не Ртуть Нд Азот N2 Натрий Na Неон Ne Никель Ni Кислород О2 Фосфор Р Свинец РЬ Кремний Si Уран и Вода Н2О Воздух Углекислый газ СО, \lf кг/моль о, 108 0,027 0,040 0,012 0,040 0,064 0,056 0,002 0,004 0,200 0,028 0,023 0,020 0,059 0,032 0,031 0,207 0,028 0,238 0,018 0,0^ 0,044 62 Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева 4 о 5 а 0) G ч « а ГРУППЫ ЭЛЕМЕНТОВ I II III IV V VI VII VIII I 1 (Н) Н 1 1.00797 Водород Не 2 4.0026 Гелий Обозначение Атомный элемента номер 1 1 11 2 Т i 3 в.939 Литий Be * ^ 9.0122 Бериллий В 3 " 10.811 Бор г 8 12.01115 Углерод N ’ 14.0067 Азот о 8 ^ 15.9994 Кислород F 9 18.9984 Фтор Ne *0 20,179 Неон Т i 3 6.939 Литий 1 III 3 22.9898 Натрий 24.805 Магний А1 13 26.9815 Алюминий Si i** 28.086 Кремний Р 15 * 30.9738 Фосфор S 10 32.064 Сера Р1 17 35,453 Хлор Ар 18 Аргон Относительная атомная масса IV 4 К 39,102 Калий Гя 20 Кальций 21 Sc Скандий 22 xi 47.90 * Титан 23 V 50.942 ’ Ванадий 24 рг 51.996 Хром 25 ]\||| Марганец 26 Fe Железо 27 Рп 58.9330 Кобальт 28 Ni 58.71 Никель 5 29 fi, 63.548 Медь 30 Zn 65,37 Цивк (тЯ 31 69.72 Галлий Ge 32 Германий Ас 33 74.9216 Мышьяк Se 34 Селен Вг 35 Бром Кг 36 * 83.80 Криптон V 6 Rb 37 85.47 Рубидий Sr 38 Стронций 39 Y 88.905 ^ Иттрий 40 2г Цирконий “1 Nb 92.906 Ниобий '*2 Мо 95.94 Молибден 43 Хс |99] * Технеций 'I'l Ru 101.07 Рутений <3 Rh 102.905 Родий 46 pd 106.4 * Палладий 7 107.868 -^в Серебро <8 ГН 112.40 Кадмий In “lO 114,82 Индий Sn 30 Олово Sb Сурьма Те 32 Теллур Т 53 126.9044 Иод Ха 54 131.30 Ксенон VI 8 ре 55 132,905 Цезий Вя 38 Барий 57 Т я* 138.91 Лантан 72 Hf Гафний 73 Тя 180.948 Тантал 74 W 183.85 ” Вольфрам 78 Re Рений 76 Os Осмий 77 1г 192.2 ** Иридий 78 pt 195.09 *■ Платина 9 7» Аи Золото 80 Hff 200.59 о Ртуть Т1 81 * 204.37 Таллий РЬ 82 Свинец Bi 83 Висмут Ро 84 * |210]* Полоний At 85 1210] Астат Rn 86 (222) Радон VII 10 Fr 8^ * *■ |223| Франций (226) Радий 89 \о** {227J Актиний 104 Rf 12611 Резерфорднй 105 1>Ь 12621 ^ Дубний 108 Se (263J Сиборгий 107 ВЬ (262] Борий IZ Hs Хассий Ж Mt Мейтнерий 110 if ^ i 38 Се 140.12 Цернй 59 рг 140.907 Празеодим 60 Nd 144,24 Неодим 31 Pm [1471* Прометий 32 Sm 150,35 Самарий 63 Ей 151j96 Европий 34 Gd 157,25 Гадолиний 65 хЬ 158.924 Тербий 66 Dy 182.50 Диспрозий 67 Но 164ЛЗ<Г Гольмий 68 Ег 167.28 .Эрбий 39 Тт 168.934 Тулий 70 Yb 173,04 Иттербий 71 Lu 174,97 Лютеций * а < О S 90 xh 232.038 Торий 91 Ра ^ропмоиний 92 и 238.03 Уран 93 Np [237J Нептуний 94 ри [244] Плутоний 05 Am 12431^'" Америций Кюрий 97 Вк (247) Берклий 98 Cf Калифорний ^2®54 ^ Эйнштейний 100 Рп, (2571 Фермий 101 ]vid 1257] Менделевий 102 No (2551 Нобелий 103 Lr [256] Лоуренсий ОО Учебное издание Минькова Раиса Дмитриевна Иванова Вера Викторовна Тетрадь для лабораторных работ по физике 9 класс Издательство «ЭКЗАМЕН» Гигиенический сертификат № РОСС Ри.ПЩ01.Н00199 от 19.05.2016 г. Главный редактор Л. Д. Лашо Редактор Г. А. Лонцова Технический редактор Л. В. Павлова Корректоры И. В. Русанова, О. Ю. Казанаева Дизайн обложки О. А. Хрусталева Компьютерная верстка К. А. Реутова 107045, Москва, Луков пер., д. 8. www.examen.biz E-mail: по общим вопросам: info@examen.biz; по вопросам реализации: sale@examen.biz тел./факс 8(495)641-00-30 (многоканальный) Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93, том 2; 953005 — книги, брощюры, литература учебная Отпечатано в соответствии с предоставленными материалами в ООО «ИПК Парето-Принт», г. Тверь, www.pareto-print.ru По вопросам реализации обращаться по тел.: 8(495)641-00-30 (многоканальный).