Итоговая контрольная работа

    Карточки индивидуальных заданий разделены для удобства на три группы по степени сложности. Первая цифра означает номер варианта. Вторая цифра показывает степень сложности. Карточки со сложностью третьего уровня рассчитаны на повышенный уровень преподавания, чаще всего, данные задания носят олимпиадный характер. Карточки предназначены для организации итогового контроля знаний, умений и навыков учащихся и рассчитаны на урок.

Итоговая контрольная работа 1 – 2 Чем различаются между собой рассеянные и шаровые скопления? Как определяют расстояния до галактик? На каком расстоянии находится галактика, если скорость ее удаления составляет 26000 км/с. Постоянную Хаббла принять равной 65 км/с·Мпк. Определите линейный размер галактики, если она видна под углом в 1°, а расстояние до нее составляет 0,24 Мпк. Каково расстояние до галактики, если в ней обнаружена новая звезда, видимая звездная величина которой m = +18, а абсолютная звездная величина M = –7? Каким способом можно определить массу двойной звезды?

Итоговая контрольная работа 2 – 2 Чем объясняется красное смещение в спектрах галактик? Какова скорость удаления галактики, находящейся от нас на расстоянии 300 Мпк? Постоянную Хаббла принять равной 65 км/с Мпк. Какого углового размера будет видеть нашу Галактику (диаметр которой составляет 30000 пк) наблюдатель, находящийся в галактике М31 (Туманность Андромеды) на расстоянии 0,6 Мпк? Параллакс звезды равен 0,01'', ее видимая звездная величина – +10. Какова ее абсолютная звездная величина? Что остается на месте вспышки SN звезды? Чем объясняется изменение блеска цефеид?

Итоговая контрольная работа 3 – 2 Чем можно объяснить изменение блеска новых звезд? Абсолютная звездная величина Солнца равна +5. Определить расстояние, на котором оно будет наблюдаться как звезда 15 звездной величины. Во сколько раз отличаются светимости двух звезд одинакового цвета, если радиус одной из них больше, чем у другой, в 25 раз? Каков линейный размер галактики Большое Магелланово облако, если мы видим галактику под углом 460', а расстояние до галактики 52 кпк? Какие объекты входят в состав нашей Галактики? Каков основной химический состав Солнца и звезд? Что является источником их энергии?

Итоговая контрольная работа 4 – 2 Какие объекты называются пульсарами? Какова природа этих звезд? Во сколько раз звезда звездной величины 3,4 слабее, чем Сириус, имеющий видимую звездную величину –1,6? Какова максимальная и минимальная температура поверхности звезд? Во сколько раз различаются массы звезд? Опишите строение нашей Галактики. Где располагается наша звезда в Галактике? Параллакс Проциона π = 0,286''. Найти ее расстояние от Солнца. На каком расстоянии от нашей Галактики находится галактика, если скорость ее удаления составляет 39000 км/с? Постоянная Хаббла Н = 65 км/с·Мпк.

Итоговая контрольная работа 5 – 2 Галактика М104 «Сомбреро», находящаяся на расстоянии 12 Мпк, имеет видимый угловой диаметр 6'. Сравните ее линейные размеры с размерами нашей Галактики. Планетарная туманность в созвездии Лиры имеет угловой диаметр 80' и находится на расстоянии 700 пк. Каковы линейные размеры туманности? Во сколько раз красный гигант больше красного карлика, если их светимость отличается в 108 раз? Какие характеристики можно определить, если исследовать двойные звезды? По каким признакам различаются между собой диффузные и планетарные туманности? Какие источники радиоизлучения известны в нашей Галактике и какие внегалактические источники радиоизлучения вам известны?

Итоговая контрольная работа 6 – 2 Каково расстояние до галактики М33 Туманность Треугольника, если ее угловой диаметр 35', а линейный диаметр – 6 кпк. Какова скорость удаления галактики, находящейся от нас на расстоянии 500 Мпк? Постоянная Хаббла 65 км/с·Мпк. Во сколько раз планета, имеющая видимую звездную величину m = –3, ярче звезды второй звездной величины? В каких пределах изменяется температура Солнца от его центра до фотосферы? Какой слой Солнца является основным источником видимого света? Какие объекты входят в состав нашей Галактики? В находится в центре нашей Галактики? На какие основные типы можно разделить галактики по их внешнему виду и форме?

Итоговая контрольная работа 7 – 2 Если размер нашей Галактики (около 30 кпк) условно принять за 1 см, то каким отрезком изобразится расстояние до наиболее далеких из наблюдаемых галактик (около 10 миллиардов св. лет)? Чему равна температура звезды, имеющей, при размере диаметра вдвое большего солнечного, светимость, превышающую светимость Солнца в 64 раза? Что такое затменно-переменные звезды? Какие скопления – шаровые или рассеянные – имеют больший возраст? Откуда это следует? Как обращаются звезды галактического диска вокруг центра нашей Галактики? С какой, примерно, линейной скоростью Солнце движется вокруг центра Галактики и каков полный период обращения Солнца? Выразите расстояние до одной из ближайших звезд – Росс 154 в парсеках и св. годах, если ее параллакс составляет 0,345''.

Итоговая контрольная работа 8 – 2 Если расстояние от Земли до Солнца принять за 1 мм, то отрезок какой длины будет соответствовать диаметру галактики (около 100 тыс. св. лет)? Сравните по светимости Солнце и звезду вдвое большего, чем Солнце, диаметра, имеющую температуру вдвое ниже. Что называют темными туманностями и почему они темные? Приведите примеры. На каком расстоянии находится звезда, если ее абсолютная звездная величина равна видимой? Определить расстояние до галактики, если линии спектра сдвинуты на величину, равносильную скорости удаления от нас со скоростью 15000 км/с. Постоянная Хаббла равна 65 км/с Мпк. Каков ее линейный размер, если галактика видна под углом 20'' в диаметре? Сравнить с размерами нашей Галактики. Как с помощью постоянной Хаббла определить возраст Вселенной?

Итоговая контрольная работа 9 – 2 Какой вывод можно сделать, сравнивая положения звезд А и Б на диаграмме спектр–светимость: а) о светимости звезд? б) о температуре звезд? Что такое космические лучи? Чем характерны взаимодействующие галактики? Чем звездные скопления отличаются от галактик? Какова светимость звезды, если ее видимая звездная величина m = +5, а расстояние до нее 3260 св. лет? Скорость удаления галактики 32500 км/с. Постоянная Хаббла – 65 км/с·Мпк. Определить расстояние до галактики и ее линейный размер, если ее угловой размер 10''.

Итоговая контрольная работа 10 – 2 Какой вывод можно сделать, сравнивая положения звезд А и Б на диаграмме спектр–светимость: а) о радиусе звезд? б) о стадии эволюции звезд? в) какая звезда является сверхгигантом и какая – карликом? Что такое межзвездные молекулярные облака? Что называется радиогалактиками? Приведите примеры радиогалактик. Какова у них мощность радиоизлучения? Сравните с энергией вспышки сверхновой звезды. При каких процессах во Вселенной образуются тяжелые элементы? Какие галактики можно наблюдать невооруженным глазом, какая у них видимая звездная величина и в каких созвездиях они расположены? Определить линейный размер знаменитой галактики М87 (Дева А), расстояние до которой 13 Мпк, если ее угловой размер 4'. Сравнить с размерами нашей Галактики.

Итоговая контрольная работа 11 – 2 Каковы основные особенности нейтронных звезд? Что называется квазарами? Какова светимость квазаров? Какие самые быстрые пульсары вы знаете, как они связаны с вращением нейтронной звезды. Перечислите возможные конечные стадии эволюции звезд? На каком расстоянии находится галактика, у которой скорость удаления 4000 км/с? Из-за красного смещения длина волны спектральных линий галактики увеличена на 10 %. Угловой размер галактики составляет 1'. Каково расстояние до галактики в световых годах и ее линейный размер? Сравните ее размеры с нашей Галактикой.

Итоговая контрольная работа 12 – 1 Что такое пульсары и какие пульсары вы знаете в нашей Галактике? Вычислите ускорение свободного падения на поверхности нейтронной звезды, масса которой 2,5·1030 кг, а радиус – 13 км. Что такое космические лучи и что является источником космических лучей в Галактике по современным представлениям? Почему спиральные ветви отличаются от других областей галактик более голубым светом? Что такое синхротронное излучение? Какие типы галактик Вас известны? К какому типу галактик относятся наша Галактика, М31, ММО, БМО?

Решения

Итоговая контрольная работа 1 – 2 Рассеянные звездные скопления встречаются вблизи галактической плоскости. Сейчас известно более 1200 рассеянных скоплений, из них детально изучено 500. Самые известные среди них – Плеяды и Гиады в созвездии Тельца. Общее количество рассеянных скоплений в Галактике, возможно, достигает ста тысяч. Рассеянные скопления состоят из сотен или тысяч звезд. Их масса невелика (100-1000 М), и гравитационное поле не может долго сдерживать их в малом объеме пространства, поэтому за миллиарды лет рассеянные скопления распадаются. Среди рассеянных звездных скоплений гораздо больше молодых звезд, чем старых. Все звезды, входящие в состав скопления, имеют общее движение. Диаметр шаровых скоплений составляет от 20 до 100 пк, а масса – 104-106 М. Сейчас известно свыше 150 скоплений в нашей Галактике. Шаровые скопления – старейшие образования в нашей Галактике, их возраст от 10 до 15 миллиардов лет и сравним с возрастом Вселенной. Бедный химический состав и вытянутые орбиты, по которым они движутся в Галактике, говорят о том, что шаровые скопления образовались в эпоху формирования самой Галактики. По видимой звездной величине цефеид, по видимой величине при вспышке сверхновой, для дальних галактик - по закону Хаббла. . 1 Мпк. Из наблюдений, применяя обобщенные Ньютоном законы Кеплера.

Итоговая контрольная работа 2 – 2 В спектрах дальних галактик линии смещены относительно их нормального положения в красную сторону, далекие галактики удаляются от нашей Галактики. V = R · H = 19500 км/с. М = m + 5 – 5 lg 100 = 5. Остатки оболочек, сброшенных сверхновыми звездами, видны как расширяющиеся газовые туманности. В центре иногда остаются пульсары – мощные источники радиоизлучения. В настоящее время считают, что пульсары – это быстровращающиеся сверхплотные (нейтронные) звезды, радиусы которых около 10 км, а массы примерно равны массе Солнца. Цефеида изменяет свой радиус, температуру и светимость. Период колебаний цефеиды зависит от ее средней светимости. Чем больше светимость цефеиды, тем медленнее совершает она свои пульсации. Эта зависимость дает возможность определить из наблюдений период цефеиды, а затем определить расстояние до нее.

Итоговая контрольная работа 3 – 2 Новые звезды увеличивают за несколько дней светимость L в 10000 раз, продолжительность от нескольких часов до нескольких месяцев, амплитуда блеска от 7m до 11m. Новые звезды – это двойные звезды, расположенные очень близко друг от друга. Одна из звезд – белый карлик (нейтронная звезда), вторая – гигант. Белые карлики не содержат водорода, они состоят из гелия и более тяжелых элементов. При аккреции водород из звезды–гиганта перетекает в белый карлик, что приводит к нагреву вырожденного газа белого карлика до температуры 15-20 млн К, необходимой для начала термоядерной реакции, происходит взрыв. 104 пс. В 625 раз. 7 кпк. Звезды и звездные скопления, диффузные туманности, планетарные туманности, облака пыли, нейтральный водород, гигантские молекулярные облака. Водород и гелий. Термоядерные реакции.

Итоговая контрольная работа 4 – 2 Пульсары – это нейтронные звезды, образовавшиеся после вспышек сверхновых. Постоянство пульсации объясняется стабильностью вращения нейтронных звезд. Подавляющее их большинство (до 90 %) имеет периоды в пределах от 0,1 до 1 с. Излучение пульсаров носит нетепловой характер, никак не связано с нагревом нейтронной звезды, с температурой, с тепловыми процессами на ее поверхности. Это следует из анализа спектра излучения пульсаров. Пульсар в Крабовидной туманности – остаток вспышки сверхновой 1054 года. Его излучение регистрируется во всех диапазонах электромагнитных волн – от радиоволн до гамма-лучей. В 100 раз. От 2000 К до 100 000 К. Самая малая масса (предел Кумара) 0,08 М. Самая большая масса звезд – 100 М. Размеры Галактики: диаметр диска Галактики около 30 кпк (100 000 световых лет), толщина – около 1000 световых лет. Солнце расположено очень далеко от ядра Галактики – на расстоянии 8 кпк (около 26 000 световых лет). Галактика состоит из диска, гало и короны. Центральная, наиболее компактная область Галактики называется ядром. В ядре высокая концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке находятся тысячи звезд. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопоставимых с Луной. В центре Галактики предполагается существование массивной черной дыры. Галактика содержит две основных подсистемы (два компонента), вложенных одна в другую и гравитационно связанных друг с другом. Первая называется сферической – гало; ее звезды концентрируются к центру Галактики, а плотность вещества, высокая в центре Галактики, довольно быстро падает с удалением от него. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется балдж. Вторая подсистема – это массивный звездный диск. Он представляет собой как бы две сложенные краями тарелки. В диске концентрация звезд значительно больше, чем в гало. Звезды внутри диска движутся по круговым траекториям вокруг центра Галактики. В звездном диске между спиральными рукавами расположено Солнце. R = 3,5 пк. .

Итоговая контрольная работа 5 – 2 R = 8 кпк, меньше Нашей Галактики. . В 104 раз. Исследование элементов двойных систем позволяет определить массу компонентов. Красные гиганты в процессе своей эволюции могут скидывать часть своей массы. Это можно наблюдать в виде кольцевой газовой оболочки. Размеры такой туманности порядка нескольких пк. Диффузные туманности – это гигантские молекулярные облака с огромной массой. Чаще всего они светятся за счет ярких звезд, расположенных поблизости. Их размеры могут быть сотни пк. Центр Галактики, остатки сверхновых. Солнце.

Итоговая контрольная работа 6 – 2 730 кпк. 32500 км/с. В 100 раз. от 15 000 000 К до 6000 К, фотосфера. Звезды и звездные скопления, диффузные туманности, планетарные туманности, облака пыли, нейтральный водород, гигантские молекулярные облака. Галактика состоит из диска, гало и короны. Центральная, наиболее компактная область Галактики называется ядром. В ядре высокая концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке находятся тысячи звезд. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопоставимых с Луной. В центре Галактики предполагается существование массивной черной дыры. Эллиптические, спиральные и неправильные галактики

Итоговая контрольная работа 7 – 2 3,06 млрд пк, отрезок – 10 км. 2 Т. Блеcк которых изменяется в результате затмения. Звезда β Персея (Алголь) является затменно-переменной. Шаровые скопления имеют возраст, сравнимый с возрастом Галактики, рассеянные скопления – более молодые; определяется по химическому составу, по спектру, звезды рассеянных скоплений располагаются на главной последовательности диаграммы спектр–светимость. Звезды галактического диска обращаются вокруг ядра Галактики в одну и ту же сторону по орбитам, близким к круговым. Скорость их в окрестностях Солнца примерно 230 км/с. Полный период обращения Солнца в Галактике составляет примерно 200 млн лет. R = 1 / 0,345'' = 2,89 пк, R = 9,44 св. лет.

Итоговая контрольная работа 8 – 2 619 км. 0,25. Облака молекулярного водорода и космической пыли образуют газово-пылевые комплексы. Они экранируют далекие звезды и наблюдаются в виде темных туманностей. В созвездии Ориона светлую туманность окаймляет темная туманность «Конская голова». Также известны «Северная Америка», «Угольный мешок». 10 пк. 230 Мпк. . Размер галактики меньше нашей Галактики. 1 год примерно равен 3·107с.

Итоговая контрольная работа 9 – 2 Звезда А – красный сверхгигант, L = 104 L. Звезда Б – красный карлик, L = 10–4 L. Температуры звезд Т одинаковы, примерно Т = 3000 К. Элементарные частицы и атомные ядра высокой энергии, движущиеся с огромными скоростями, близкими к скорости света. Некоторые источники космических лучей находятся за пределами нашей Галактики. Взаимодействующие галактики гравитационно связаны друг с другом, что вызывает приливные искажения формы галактик. Например, Квинтет Стефана – пять близко расположенных взаимодействующих галактик. Если галактики в своем движении близко походят друг к другу, то они могут испытывать сильное гравитационное взаимодействие на расстоянии, даже не соприкасаясь. При взаимном проникновении галактики могут даже слиться друг с другом за несколько сотен миллионов лет. Массой. Местоположением – скопления входят в состав галактик. M= – 5m. 500 Мпк, 24 кпк; .

Итоговая контрольная работа 10 – 2 Радиус сверхгиганта в десятки тысяч раз больше радиуса красного карлика. Звезда А (красный сверхгигант) находится на последней стадии своей эволюции. Красный карлик (звезда Б) находится на главной последовательности и будет продолжать там находиться еще миллиард лет. Молекулярные облака содержат водород, по радиоизлучению также обнаружены молекулы формальдегида, воды, этилового и метилового спирта и другие молекулы, молекулярные облака в тысячи раз более плотные, чем межзвездный газ, температура облаков 20–30 К. В молекулярных облаках происходит зарождение молодых звезд. Галактики с активными ядрами, с активными мощными радиоисточниками. Часто из ядра таких галактик наблюдается выброс потоков космических лучей, чаще всего в противоположных направлениях. Удаляясь от центра галактики, электроны космических лучей рождают мощное синхротронное радиоизлучение. Ближайшая к нам радиогалактика – Центавр А, (NGC 5128) расстояние R = 4,4 кпк. Мощность радиоизлучения радиогалактики в созвездии Девы 1035 Вт, что в сто тысяч раз больше нашей Галактики. Ближайшая к нам радиогалактика Центавр А. При вспышках сверхновых звезд. М31 Туманность Андромеда – в северном полушарии, БМО, ММО – в южном полушарии. 13 кпк, меньше нашей Галактики в 2,3 раза.

Итоговая контрольная работа 11 – 2 Быстрое вращение, масса примерно 1,4 М. Звезда, в которой давление нейтронного газа и сила гравитации находятся в равновесии. Это самые мощные источники видимого, инфракрасного и радиоизлучения излучения. Размеры квазаров не превышают нескольких световых дней, то есть 1013–1014 м. Светимость квазаров 1012 – 1013 светимости Солнца. Самый яркий квазар 3С 273 виден как звезда 12,6m, находится на расстоянии около 3 млрд св. лет и излучает в оптическом диапазоне больше энергии, чем самые яркие галактики. Видимо, квазары – ядра далеких галактик, находящихся в состоянии очень высокой активности. В настоящее время открыто более 1300 пульсаров в радиодиапазоне. Подавляющее их большинство (до 90 %) имеет периоды в пределах от 0,1 до 1 с. Есть пульсары с очень малыми периодами, менее 30 мс, так называемые миллисекундные пульсары. В конце 1982 года в созвездии Лисички был обнаружен миллисекундный пульсар с периодом 0,00155 с. Вращение с таким поразительно коротким периодом означает, что звезда делает 645 оборота в секунду. Знаменитый пульсар в Крабовидной туманности обозначался раньше NP 0531; теперь он обозначается PSR J0535+2200 (буква J указывает на то, что координаты даны на 2000 год). Его период составляет 0,033 с. Нейтронная звезда делает 30 оборотов в секунду. Нейтронные звезды, черные дыры, белые карлики, остывающие красные карлики. R = 61,5 Мпк. . Постоянная Хаббла Н = 65 км/с·Мпк Линейный размер Галактика в три раза больше нашей Галактики.

Итоговая контрольная работа 12 – 1 Пульсары – источники ритмического радиоизлучения – нейтронные звезды с очень быстрым вращением вокруг оси в десятые и сотые доли секунды и с сильным магнитным полем 108 Тл. Крабовидная туманность. Некоторые пульсары излучают не только радиоволны, но и видимое излучение, рентгеновские и гамма-лучи. Период самых медленных пульсаров – около 4 с, (Р = 4,8 с, Центавр Х-3) период одного из самых быстрых – тысячные доли сек (пульсар PSR 1937 – 1,558 мс). В конце 1982 года в созвездии Лисички был обнаружен миллисекундный пульсар с периодом 0,00155 с. Вращение с таким поразительно коротким периодом означает, что звезда делает 645 оборота в секунду. 1013 м/с2. Космические лучи – элементарные частицы и ядра, движущиеся с околосветовыми скоростями. Основными источниками космических лучей в Галактике считаются остатки сверхновых звезд и нейтронные звезды. В спиральных ветвях больше межзвездного газа, интенсивнее идет процесс звездообразования, больше голубых сверхгигантов. Наблюдаемое радиоизлучение нашей Галактики подразделяется на тепловое радиоизлучение ионизованной межзвездной среды, нагретой до 10000 К, и на синхротронное излучение, источником которого являются релятивистские электроны, движущиеся в межзвездных магнитных полях. 108 Тл. Источники синхротронного излучения – пульсары Спиральные, эллиптические, неправильные. БМО и ММО – неправильные. Наша Галактика и М31 (туманность Андромеды) являются спиральными галактиками.