Молекулярна фізика

---

Фізика 10 клас. Тема: Молекулярна фізика

Мета цього тесту — перевірити, чи вміє учень:

¾ використовувати положення молекулярно-кінетичної теорії для розв’язування якісних і розрахункових задач;

¾ розв’язувати якісні і розрахункові задачі з використанням основного рівняння молекулярно-кінетичної теорії і рівняння Менделєєва-Клапейрона;

¾ розв’язувати якісні і розрахункові задачі на газові закони;

¾ аналізувати графіки ізопроцесів.

Варіант 1

Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.

1. Що є найбільш наочним дослідним підтвердженням взаємодії між молекулами? Виберіть правильну відповідь.

–А. Броунівський рух.

–Б. Спостереження за допомогою оптичного мікроскопа.

+В. Виникнення сил пружності при деформації твердого тіла.

–Г. Дифузія.

2. У посудині знаходилася деяка маса ідеального газу. Об’єм газу збільшили в 2 рази, а абсолютну температуру зменшили в 2 рази. Виберіть правильне твердження.

–А. Тиск газу збільшився в 4 рази.

–Б. Тиск газу зменшився в 2 рази.

–В. Тиск газу залишився незмінним.

+Г. Тиск газу зменшився в 4 рази.

3. На рисунку представлено графік залежності об’єму даної маси ідеального газу від температури. Виберіть правильне твердження. –А. Графік 1-2 відповідає ізохорному процесу. –Б. Графік 2-3 відповідає ізобарному процесу.

+В. Графік 3-4 відповідає ізотермічному процесу.

–Г. Графік 4-1 відповідає ізобарному процесу.

4. Середня квадратична швидкість молекул ідеального газу зменшилася в 2 рази при незмінній концентрації. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Тиск газу зменшився більше ніж у 2 рази.

–Б. Тиск газу збільшився більше ніж у 3 рази.

+В. Тиск газу зменшився в 4 рази.

–Г. Середня кінетична енергія молекул газу зменшилася в 2 рази.

5. Об’єм даної маси газу при температурі 50 °С и тиску 0,98 × 10⁵ Па дорівнює 2,5 × 10^–3 м³. Газ охолодили до 0 °С, при цьому тиск підвищився до 10⁵ Па. Газ можна вважати ідеальним. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Об’єм газу став менше 2,5 × 10^–3 м³.

–Б. Середня кінетична енергія молекул газу зросла більше ніж у 1,5 рази.

–В. Об’єм газу став більше 2,5 × 10^–3 м³.

+Г. Середня кінетична енергія молекул газу зменшилася менше ніж
у 1,5 рази.

6. На діаграмі V, T зображено точки, що відповідають трьом станам даної маси ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. p1 > p2. +Б. p3 > p2. –В. p1 > p3. +Г. p2 > p1.

7. У двох посудинах при однаковій температурі знаходяться вуглекислий газ CO₂ і кисень О₂. Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

+Б. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

–В. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням: .

–Г. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням:

8. На рисунку зображено дві ізобари для двох газів. Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверд­жень правильні, а які — неправильні. +А. Якщо m1 = m2 і гази однакові, то p1 > p2. –Б. Якщо p1 = p2 і гази однакові, то m1 > m2. +В. Якщо m1 = m2 і p1 = p2, то M1 > M2. +Г. Якщо M1 = M2 і p1 = p2, то m2­­ > m1.

9. Ідеальний газ переведено зі стану 1 до стану 2. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. Температура газу спочатку збільшувалася, а потім зменшувалася. –Б. Температура газу спочатку зменшувалася, а потім збільшувалася. –В. T1> T2. –Г. T1< T2.

10. Дві однакові посудини містять однакове число молекул азоту. У першій посудині середня квадратична швидкість молекул 400 м/с, у другій посудині — 500 м/с. Газ можна вважати ідеальним. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Тиск у першій посудині більший ніж, у другій, в 1,56 рази.

+Б. Температура азоту в другій посудині більша, ніж у першій, в 1,56 разів.

–В. Кінетична енергія молекул в обох посудинах однакова.

+Г. Якщо посудини з’єднати трубкою, середня квадратична швидкість молекул азоту після встановлення рівноваги буде більше 440 м/с.

11. Тиск даної маси ідеального газу при його розширенні змінювався за законом . Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Якщо n = 1, то тиск газу збільшувався.

–Б. Якщо n = 2, то температура газу збільшувалася.

+В. Якщо n = –1, то температура газу збільшувалася.

+Г. Якщо n = 3, то температура газу зменшувалася.

12. Чи можуть перетинатися дві ізотерми ідеального газу? Позначте, які з наступних чотирьох відповідей правильні, а які — неправильні.

–А. Можуть, якщо ці ізотерми відповідають різним температурам для даної маси газу.

–Б. Можуть, якщо ці ізотерми відповідають різним масам при одній і тій же температурі газу.

–В. Можуть, якщо ці ізотерми відповідають різним газам при однакових масах і температурах.

–Г. Можуть, якщо ці ізотерми відповідають різним газам при різних
температурах і однаковому об’ємі.

Варіант 2

Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.

1. Що є найбільш наочним дослідним підтвердженням руху молекул? Виберіть правильну відповідь.

–А. Спостереження за допомогою оптичного мікроскопа.

+Б. Броунівський рух.

–В. Існування твердих тіл.

–Г. Виникнення сил пружності при деформації твердих тел.

2. У посудині знаходиться деяка маса газу. Тиск газу збільшили в 3 рази, а температуру зменшили в 3 рази. Газ можна вважати ідеальним. Виберіть правильне твердження.

–А. Об’єм газу збільшився в 3 рази.

–Б. Об’єм газу зменшився в 3 рази.

+В. Об’єм газу зменшився в 9 разів.

–Г. Об’єм газу не змінився.

3. На рисунку представлено графік залежності тиску даної маси ідеального газу від температури. Виберіть правильне твердження. +А. Графік 1-2 відповідає ізохорному процесу. –Б. Графік 2-3 відповідає ізобарному процесу. –В. Графік 3-4 відповідає ізотермічному процесу. –Г. Графік 4-1 відповідає ізохорному процесу.

4. Абсолютна температура ідеального газу збільшилася в 3 рази, а концентрація молекул залишилася незмінною. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Тиск газу залишився незмінним.

–Б. Середня квадратична швидкість руху молекул збільшилася
в 3 рази.

–В. Тиск газу збільшився більше ніж у 3 рази.

–Г. Середня кінетична енергія молекул газу збільшилася в разів.

5. Водень масою 2 кг перебуває при температурі 0 °C і тиску 10⁵ Па. Газ можна вважати ідеальним. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Об’єм водню більше 20 м³.

–Б. Середня кінетична енергія молекул водню менше 5 · 10^–21 Дж.

–В. Об’єм водню менше 20 м³.

+Г. Середня кінетична енергія молекул водню більше 5 · 10^–21 Дж.

6. На діаграмі p, T зображено точки, що відповідають трьом станам даної маси ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. V1 > V3. +Б. V2 > V1. –В. V2 > V3. +Г. V3 >V1.

7. У двох посудинах при однаковій температурі знаходяться азот N₂ і водень H₂ . Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням:

–Б. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

–В. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням:

+Г. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

8. На рисунку зображено дві ізотерми для двох ідеальних газів. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. Якщо m1 = m2 і гази однакові, то T1 > T2. +Б. Якщо T1 = T2 і гази однакові, то m1 > m2. –В. Якщо m1 = m2 і T1 = T2, то M1 > M2. –Г. Якщо M1 = M2 і T1 = T2, то m1 < m2.

9. Ідеальний газ переведено зі стану 1 до стану 2 (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Об’єм газу спочатку зменшувався, а потім збільшувався. +Б. Об’єм газу спочатку збільшувався, а потім зменшувався. +В. V1 = V2. –Г. V1 < V2.

10. Однакові посудини наповнені різними газами: перша посудина — воднем, друга — киснем. Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Якщо маси і температури газів однакові, то тиск водню в 16 разів більший тиску кисню.

–Б. Якщо кількості молекул і температури в обох посудинах однакові, то тиск кисню більший тиску водню.

–В. При однакових концентраціях і однакових середніх кінетичних енергіях молекул тиск водню більший тиску кисню.

–Г. При однакових концентраціях і однакових середніх квадратичних швидкостях молекул тиски водню і кисню однакові.

11. При ізохорному нагріванні в негерметичній посудині тиск ідеального газу змінювався за законом . Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Якщо n = 2, то тиск газу збільшувався.

–Б. Якщо n = 1, то маса газу в посудині зменшувалася.

+В. Якщо n = – 1, то маса газу в посудині зменшувалася.

+Г. Якщо n = 2, то маса газу в посудині збільшувалася.

12. Суміш, що складається з 4 г водню і 32 г кисню, перебуває при температурі 7 °С и тиску 93 кПа. Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Парціальний тиск водню більше 60 кПа.

–Б. Парціальний тиск кисню менше 30 кПа.

+В. Об’єм суміші газів менше 0,1 м³.

+Г. Густина суміші газів більше 0,3 кг/м³.

Варіант 3

Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.

1. Що є найбільш наочним дослідним підтвердженням існування проміжків між молекулами? Виберіть правильну відповідь.

–А. Броунівський рух.

–Б. Спостереження за допомогою оптичного мікроскопа.

+В. Дифузія.

–Г. Виникнення сил пружності при деформації.

2. У посудині знаходилася деяка маса ідеального газу. Об’єм газу зменшили в 2 рази, а тиск газу збільшили в 2 рази. Виберіть правильне твердження.

–А. Температура газу зменшилася в 4 рази.

+Б. Температура газу не змінилася.

–В. Температура газу збільшилася в 4 рази.

–Г. Температура газу зменшилася в 2 рази.

3. На рисунку представлено графік залежності тиску даної маси ідеального газу від об’єму. Виберіть правильне тверд­ження. –А. Графік 1-2 відповідає ізотермічному процесу. +Б. Графік 2-3 відповідає ізохорному процесу. –В. Графік 3-4 відповідає ізобарному процесу. –Г. Графік 4-1 відповідає ізотермічному процесу.

4. Середня кінетична енергія молекул ідеального газу збільшилася в 4 рази при незмінній концентрації. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Тиск газу збільшився більше ніж у 2 рази.

–Б. Температура газу зменшилася в 4 рази.

–В. Середня квадратична швидкість молекул газу збільшилася
в 4 рази.

+Г. Тиск газу збільшився менше ніж у 8 разів.

5. Кисень масою 16 г перебуває під тиском 10⁶ Па і займає об’єм 1,6·10^–3 м³. Газ можна вважати ідеальним. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Температура кисню менше 300 K.

+Б. Середня квадратична швидкість молекул кисню більше 500 м/с.

+В. Температура кисню менше 150 °С.

–Г. Середня квадратична швидкість молекул кисню менше 480 м/с.

6. На діаграмі p, V зображено точки, що відповідають трьом станам даної маси ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. T1 > T2. –Б. T3 > T2. –В. T1 > T3. –Г. T1 = T2.

7. У двох посудинах при однаковій температурі знаходяться водень H₂ і вуглекислий газ CO₂. Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

+Б. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

–В. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням:

–Г. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням:

8. На рисунку зображено дві ізохори для двох ідеальних газів. Позначте, які з нас­тупних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Якщо m1 = m2 і гази однакові, то V1 > V2. +Б. Якщо V1 = V2 і гази однакові, то m1 > m2. –В. Якщо m1 = m2 і V1 = V2, то M1 > M2. –Г. Якщо V1 = V2 і гази однакові, то m1 < m2.

9. Ідеальний газ переведено зі стану 1 до стану 2 (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. p1 = p2. –Б. Тиск газу спочатку збільшувався, а потім зменшувався. +В. Тиск газу спочатку зменшувався, а потім збільшувався. –Г. p1 > p2.

10. На висоті 5 км температура повітря дорівнює –17 °С, а тиск дорівнює 54 кПа. Повітря можна вважати ідеальним газом з молярною масою 0,029 кг/моль. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Концентрація молекул менше 2 · 10²⁵ м^–3.

+Б. Середня кінетична енергія молекул більше 5 · 10^–21 Дж.

+В. Середня квадратична швидкість молекул менше 500 м/с.

–Г. На висоті 10 км, де температура повітря дорівнює –50 °С, середня квадратична швидкість молекул більша ніж на висоті 5 км.

11. Об’єм даної маси ідеального газу при збільшенні тиску змінювався за законом . Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Якщо n = –2, то об’єм газу збільшувався.

–Б. Якщо n = –1,5, то температура газу зменшувалася.

–В. Якщо n = 0,5, то температура газу збільшувалася.

+Г. Якщо n = 2,5, то температура газу зменшувалася.

12. Деякий газ при температурі 91 °С и тиску 800 кПа має густину 5,4 кг/м³. Газ можна вважати ідеальним. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

+А. Молярна маса газу менше 0,03 кг/моль.

+Б. Маса однієї молекули газу більше 2,5 · 10^–26 кг.

+В. Середня кінетична енергія молекул газу менше 9 · 10^–21 Дж.

–Г. Концентрація молекул газу більше 2 · 10²⁶ м^–3.

Варіант 4

Записуючи відповіді на завдання тесту, обведіть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте правильними, та закресліть літери, що відповідають твердженням, які ви вважаєте неправильними.
Наприклад, якщо ви вважаєте правильними твердження А і В,
а неправильними — твердження Б і Г, запишіть .
Якщо хоча б одна літера з 4-х буде непозначеною, завдання вважається не виконаним.

1. Що є найбільш наочним дослідним підтвердженням існування атомів і молекул? Виберіть правильну відповідь.

–А. Спостереження за допомогою оптичного мікроскопа.

+Б. Крапля олії розпливається по поверхні води так, що товщина олійної плівки має певне мінімальне значення.

–В. Дифузія.

–Г. Виникнення сил пружності при деформації твердого тіла.

2. У металевому балоні знаходилася деяка маса азоту. Внаслідок несправності вентиля маса азоту зменшилася вдвічі при незмінній температурі. Газ можна вважати ідеальним. Виберіть правильне твердження.

–А. Тиск азоту в балоні зменшився в 4 рази.

–Б. Об’єм азоту в балоні зменшився в 2 рази.

–В. Тиск азоту в балоні збільшився в 2 рази.

+Г. Тиск азоту в балоні зменшився в 2 рази.

3. На рисунку представлено графік залежності тиску даної маси ідеального газу від температури. Виберіть правильне твердження. –А. Графік 1-2 відповідає ізобарному процесу. –Б. Графік 2-3 відповідає ізохорному процесу. +В. Графік 3-4 відповідає ізотермічному процесу. –Г. Графік 4-5 відповідає ізохорному процесу.

4. Абсолютна температура ідеального газу збільшилася в 3 рази при незмінній концентрації. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Середня кінетична енергія молекул газу збільшилася вразів.

+Б. Тиск газу збільшився в 3 рази.

+В. Середня квадратична швидкість молекул газу збільшилася вразів.

–Г. Середня кінетична енергія молекул газу зменшилася в 3 рази.

5. При тиску 10⁵ Па і температурі 15 °С дана маса повітря
займає об’єм 2 · 10^–3 м³. При розширенні до об’єму 4 · 10^–3 м³ температура повітря стала дорівнювати 20 °С. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Тиск повітря став більше 10⁵ Па.

+Б. Середня квадратична швидкість молекул збільшилася.

+В. Тиск повітря став менше 10⁵ Па.

+Г. Середня кінетична енергія молекул збільшилася менше, ніж у 1,4 рази.

6. На діаграмі р, Т зображено точки, що відповідають трьом станам даної маси ідеального газу. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. –Б. +В. –Г.

7. У двох посудинах при однаковій температурі знаходяться кисень O₂ і азот N₂. Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням:

–Б. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

+В. Середні кінетичні енергії молекул зв’язані співвідношенням:

+Г. Середні квадратичні швидкості молекул зв’язані співвідношенням:

8. На рисунку зображено дві ізобари для двох газів. Гази можна вважати ідеальними. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. –А. Якщо і гази однакові, то –Б. Якщо і гази однакові, то –В. Якщо і , то –Г. Якщо і , то m1 > m2.

9. Ідеальний газ переведено зі стану 1 до стану 2 (див. рисунок). Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні. +А. . +Б. Тиск газу спочатку збільшувався, а потім зменшувався. –В. Тиск газу спочатку зменшувався, а потім збільшувався. –Г.

10. На висоті 10 км температура повітря дорівнює –50 °С, а тиск дорівнює 26,5 кПа. Повітря можна вважати ідеальним газом з молярною масою 0,029 кг/моль. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Середня квадратична швидкість молекул більше 480 м/с.

+Б. Середня кінетична енергія молекул менше 5 · 10^–21 Дж.

+В. Концентрація молекул більше 0,5 · 10²⁵м^–3.

–Г. На висоті 5 км, де температура повітря дорівнює –17 °С, середня кінетична енергія молекул менша, ніж на висоті 10 км.

11. Тиск ідеального газу при ізотермічному стисненні в негерметичній посудині змінювався за законом Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Якщо , то тиск газу зменшувався.

+Б. Якщо , то маса газу в посудині збільшувалася.

–В. Якщо , то маса газу в посудині зменшувалася.

+Г. Якщо , то маса газу в посудині зменшувалася.

12. У повітрі міститься 23,6 % кисню і 76,4 % азоту (за масою). Повітря перебуває при тиску 10⁵ Па і температурі 13 °С. Позначте, які з наступних чотирьох тверджень правильні, а які — неправильні.

–А. Парціальний тиск кисню більше 0,4·10⁵ Па.

–Б. Парціальний тиск азоту менше 0,6·10⁵ Па.

+В. Густина повітря менше 1,5 кг/м³.

+Г. Концентрація молекул більше 1,5·10²⁵ м^–3.