Контрольная работа по астрономии на тему "Солнце" (10-11 класс)

Предмет: Астрономия. Класс: 10 ­11 Учитель: Елакова Галина Владимировна. Место   работы:   Муниципальное     бюджетное   общеобразовательное     учреждение «Средняя общеобразовательная школа №7» г Канаш Чувашской Республики                           Контрольная работа по теме «Солнце и звезды».      Проверка и оценка знаний – обязательное условие результативности учебного процесса. Тестовый тематический контроль может проводиться письменно или по группам с разным уровнем подготовки. Подобная проверка достаточно объективна, экономна по времени, обеспечивает индивидуальный подход. Кроме того, учащиеся могут использовать тесты для   подготовки   к   зачетам   и   ВПР.   Использование   предлагаемой   работы   не   исключает применения и других форм   и методов проверки знаний и умений учащихся, как устный опрос, подготовка проектных работ, рефератов, эссе и т.д. Контрольная работа дается на весь урок. Итоговая проверка проводится по теме, разделу, за полугодие. Основная функция  контролирующая. Любая проверка носит обязательно и обучающую функцию, так как  помогает повторить, закрепить, привести знания в систему. При проверке контрольного  теста выявляют типичные ошибки и затруднения.  Достоинства: может охватывать  большой объем материала. Недостаток: дают проверку окончательного результата, но не  показывают ход решения.  Ориентирующая функция проверки ориентирует учителя на слабые и сильные стороны  усвоения материала. Сам процесс проверки помогает учащимся выделить главное в  изучаемом, а учителю определить степень усвоения этого  главного.  Обучающая функция. Самая главная функция проверки. Проверка помогает уточнить и  закрепить знания выполнения проверочных заданий. Способствует формированию знаний  до более высокого уровня. Формирует умение самостоятельности и работы с книгами. Контролирующая. Для контрольных работ и самостоятельных работ она является  главной. Диагностирующая. Устанавливает причины успехов и неудач учащихся. Проводятся  специальные диагностирующие работы, которые определяют уровень усвоения знаний (их 4 уровня).  Развивающая функция. Проверка определяет способности у обучающегося    распоряжаться объемом своих знаний и умением строить собственный алгоритм решения  задач.  Воспитательная функция. Приучает учащихся к отчетности, дисциплинирует их,  прививает чувство ответственности, необходимости систематических занятий. Оценка письменных контрольных работ. Оценка 5 ставится за работу, выполненную полностью без ошибок и недочетов.   Оценка 4  ставится за работу, выполненную полностью, но при наличии не более одной ошибки и одного недочета, не более трех недочетов. Оценка   3  ставится   за   работу,   выполненную   на   2/3   всей   работы   правильно   или   при допущении   не   более   одной   грубой   ошибки,   не   более   трех   негрубых   ошибок,   одной негрубой ошибки и трех недочетов, при наличии четырех­пяти недочетов. Оценка 2 ставится за работу, в которой число ошибок и недочетов превысило норму для оценки 3 или правильно выполнено менее 2/3 работы. Вариант I: 1. Какие наблюдения позволяют определить химический состав Солнца? А. Спектральные. Б.  Температура поверхности. В. Напряженность магнитного поля. 2. Что лежит в основе определения спектрального класса звезды? А. Размеры, масса и  давление звезды. Б. Химический состав звезды. В. Температура поверхности. 3. Чем отличаются оптически ­ двойная звезда от визуально ­ двойной? А. В оптически ­ двойных системах звезды расположены далеко друг от друга и физически  не связаны. В визуально – двойных системах звезды не связаны вместе  силами притяжения. Б. В оптически ­ двойных системах звезды расположены близко друг от друга и физически  связаны. В визуально – двойных системах звезды не связаны вместе  силами притяжения. В. В оптически ­ двойных системах звезды расположены далеко друг от друга и физически  не связаны. В визуально – двойных системах звезды связаны вместе  силами притяжения. 4. Собственное движение Сириуса составляет 1,32" в год. Найдите, на сколько  изменится  положение Сириуса на небесной сфере за следующую 1000 лет? А.5390" Б. 6320" В. 1320" 5. Сколько слабых звезд 6m может заменить по блеску Венеру? А. 500 слабых звезд. Б. 106 слабых звезд. В. 104 слабых звезд. 6. Какая из перечисленных величин имеет для звезд наименьший относительный  диапазон разброса? А. Температура  Б. Радиус В. Светимость 7.  Предположим,   что   вы   наблюдаете   на   небе   две   звезды:   голубую   и   красную. Объясните, как можно узнать, какая из них горячее. А. Голубая звезда горячее. По закону излучения Вина, чем короче длина волны, на которой звезда излучает максимум энергии, тем она горячее. У голубого цвета длина волны короче, чем у красного. Б. Красная звезда горячее. По закону излучения Вина, чем длиннее длина волны, на которой звезда излучает максимум энергии, тем она горячее. У красного цвета длина волны короче, чем у красного. 8. Какова будет примерная форма большой медведицы через 50000 лет и почему?                            Вариант II: 1. В чем главная причина различия спектров звезд? А. В различии температуры в атмосферах звезд. Б. В различии давления в атмосферах звезд. В. В различии температуры и давления в атмосферах звезд. 2. Напишите три характеристики звезды, связанные с формой спектральных  линий. А. Масса, плотность и осевое вращение звезды. Б. Плотность, осевое вращение и напряженность магнитного поля. В. Напряженность магнитного поля, температура и  давление.  3. Как может быть определен химический состав звезд (при условии, что звезды и  их атмосферы состоят из одних и тех же составных частей)? А. Путем анализа сплошного спектра звезд и сравнения их с теми, которые соответствуют  различным химическим элементам на Земле. Б. Путем анализа линейчатого спектра звезд и сравнения их с теми, которые соответствуют различным химическим элементам на Земле. В. Путем анализа темных линий в спектрах звезд и сравнения их с теми, которые  соответствуют различным химическим элементам на Земле. 4. В 1885 году в Туманности Андромеды наблюдалась вспышка сверхновой звезды (S  And). Учитывая, что расстояние до этой галактики 690 кпк, оцените, когда  взорвалась звезда? А. 180 тысяч лет назад. Б. 690 млн. лет назад. В. 2, 25 млн. лет  назад. 5. Красная звезда имеет температуру 3 ∙ 103К, а белая – 104К. Во сколько раз  отличаются размеры звезд, если они имеют одинаковые светимости? А.  Б.  В.   11 раз  500 раз  60 раз ≈ ≈ ≈ 6. Какой звездой никогда не станет Солнце?  А. Белым карликом и желтым карликом. Б. Красным гигантом В. Голубым сверхгигантом и Черной дырой. 7. На сколько смещается Солнце по эклиптике каждый день? А.  Б.   1º в день  15º в день ≈ ≈ ≈  13º в день В.  8. Вычислить, во сколько раз Сириус ярче Полярной звезды. А. Сириус ярче Полярной звезды в 50 раз. Б. Сириус ярче Полярной звезды в 30 раз. В. Сириус ярче Полярной звезды в 300 раз.                            Вариант III: 1. Какая основная характеристика звезды определяет ее положение на главной  последовательности диаграммы Герцшпрунга – Рессела, т.е. что определяет ее  светимость и температуру? А. Химический состав. Б. Масса. В. Плотность. 2. Визуально – двойные звезды – это… А. …случайно расположенная близкая пара звезд на небесной сфере и физически не  связаны друг с другом. Б.  …такие звезды, которые располагаются таким образом, что одна из звезд проходит  перед второй, ослабляя ее свет через правильные промежутки времени и блеск которых  регулярно меняется. В. …такие звезды, которые доступны телескопическим наблюдениям и видны как две  отдельные звезды. 3. Всегда ли отсутствие характерных линий поглощения определенного элемента  (например, водород) в спектрах звезд означает, что звезда его не содержит? А. Нет. Типы атомов, которые ответственны за видимые линии поглощения, определяются  температурой звезды. Б. Нет. Типы атомов, которые ответственны за видимые линии поглощения, определяются  массой звезды. В. Да. Типы атомов, которые ответственны за видимые линии поглощения, определяются  массой и плотностью звезды.  4. В 1987 году в Большом Магелановом Облаке зарегистрирована вспышка  сверхновой звезды. Сколько лет назад произошел этот взрыв, если расстояние до  БМО составляет 55 кпк? ≈ А.    180 тыс. лет ≈  2,25 млн. лет Б.  ≈ В.   556 млн. лет 5. Разность звездных величин двух звезд одинаковой светимости равна 5m . Во  сколько  раз одна из них дальше другой? А. 100 раз Б. 500 раз В. 10 раз  6. Разница в 5 звездных величин – это разница в освещенности в 100 раз. А какая разница в освещенности даст разницу в 10 звездных величин? А. в 10 раз Б. в 500 раз В. в 10 000 раз 7. Две звезды имеют одинаковые размеры, но температура поверхности у первой звезды равна 30000  K, а у второй – 5000  K. Какая из этих звезд будет излучать больше энергии в синих лучах? В желтых? В красных? А.  Первая  звезда  излучает  больше  во  всех  диапазонах  спектра.  Это зависит   только  от температуры. Б.  Первая  звезда  излучает  больше   во  всех   диапазонах  спектра.   Это  зависит  только   от массы. В.   Вторая   звезда   излучает   больше   во   всех   диапазонах   спектра.   Это   зависит   только   от температуры. 8. Вычислите доплеровское смещение линии водорода (о  = 486,13 нм), вызванное приближением звезды вдоль луча зрения со скоростью 40 км/с. А. 0,0648 нм Б. 0, 5893 нм В. 9, 8457 нм                                     Вариант IV: 1. Спектрально – двойные звезды ­ … А. …такие звезды, которые доступны телескопическим наблюдениям и видны как две  отдельные звезды. Б. … такие звезды, которые располагаются таким образом, что одна из звезд проходит  перед второй, ослабляя ее свет через правильные промежутки времени и блеск которых  регулярно меняется. В. …не могут быть разрешены в телескоп, их двойная природа определяется при изучении  спектров и по мере того как компоненты пары то приближаются к Земле, то удаляются,  происходит доплеровское смещение спектральных линий. 2. Почему атомы испускают свет различных цветов (разных длин волн)? А.  Каждый цвет (длина волны) соответствует электрону, переходящему с какой либо  определенной более низкой  орбиты на какую ­ либо определенную более высокую. Б. Каждый цвет (длина волны) соответствует электрону, переходящему с какой либо  определенной более высокой  орбиты на какую ­ либо определенную более низкую. В. Электроны могут двигаться по любым орбитам и излучают энергию в виде порции света. 3. Напишите следующие типы спектральных линий в порядке их появления при  уменьшении температуры звезд: 1) очень сильные линии водорода;  2) ионизированный гелий; 3) полосы молекул титана; 4) нейтральный гелий; 5) нейтральные металлы; 6) ионизированные металлы. А. 1), 2), 3), 4), 5), 6). Б. 2), 4), 1), 6), 5), 3). В. 6), 1), 4), 3), 2), 5).  4. Чему приблизительно равна температура звезды, если ее светимость в 64 раза  превосходит светимость Солнца, а радиус превышает солнечный вдвое? А. 3000К Б. 6000К В. 12000К 5. Посмотрите внимательно на диаграмму Герцшпрунга – Рассела и ответьте, у  каких звезд температура поверхности может быть равна 3 000 К?  А. Голубые сверхгиганты Б. Желтые карлики В. Красные карлики и красные гиганты. 6. Белый карлик имеет массу 0,6 Мсолнца, светимость 0,001Lсолнца  и температуру  2Тсолнца. Во сколько раз его средняя плотность выше солнечной? А. 2 ∙ 105 раз превосходит солнечную. Б. 1,2 ∙ 106 раз превосходит солнечную. В. 6 ∙ 103 раз превосходит солнечную. 7.   Объяснить,   почему   звезда,   которая   для   невооруженного   глаза   выглядит одиночкой,   при   наблюдении   в   телескоп   может   разделиться   на   две   близко расположенные звезды, то есть оказаться двойной звездной системой. А.   Разрешающая   сила   человеческого   глаза   составляет   примерно  1/.  Разрешающая   сила телескопа пропорциональна диаметру объектива, а диаметр объектива телескопа намного больше диаметра зрачка. Б.   Разрешающая   сила   человеческого   глаза   составляет   примерно  2/.   Разрешающая   сила телескопа пропорциональна диаметру объектива, а диаметр объектива телескопа намного больше диаметра зрачка. В. Разрешающая  сила  человеческого  глаза  составляет примерно  13/. Разрешающая  сила телескопа пропорциональна диаметру объектива, а диаметр объектива телескопа намного больше диаметра зрачка. 8. Параллакс Веги равен 0,12//, а звездная величина – 0m. На каком расстоянии от Солнца на прямой Солнце – Вега должен находиться наблюдатель, чтобы эти две звезды были одинаково яркими? Видимая звездная величина Солнца равна –26.8m. А. Точка наблюдения находится на расстоянии 0,7 пк по направлению к Веге или 1,6 пк по направлению от Веги. Б. Точка наблюдения находится на расстоянии 0,97 пк по направлению к Веге или 1,26 пк по направлению от Веги. В. Точка наблюдения находится на расстоянии 0,9 пк по направлению к Веге или 1,86 пк по направлению от Веги.                             Ответы: Вариант I: 1 – А; 2 ­ В; 3 – В; 4 – В; 5 – В; 6 – А; 7­ А. Вариант II: 1 – В; 2 – Б; 3 – В; 4 – В; 5 – А; 6 – В; 7 – А; 8 ­ Б. Вариант III: 1 ­ Б; 2 – В; 3 – А; 4 – А; 5 – В; 6 – В; 7 – А; 8 ­ А. Вариант IV: 1 – В; 2 – Б; 3 – Б; 4 – В; 5 – В; 6 – Б; 7 – А; 8 ­ Б.                                   Решение: Вариант I:  Решение задачи №4: Собственное движение Сириуса составляет 1,32" за год. Градус  равен 3600". Тогда 1,32" за год ∙1000 лет = 1320", или приблизительно одна треть градуса. Решение задачи №5: Блеск Венеры  ­ 4m. Тогда разница блеска Венеры и слабых звезд  составляет 6m – (­ 4m)  = 10m. Учитывая, что разница блеска на 5m означает изменение потока света в 100 раз, видим, что для замены одной Венеры понадобилось бы 100 ∙ 100 = 104  слабых звезд. Решение задачи №6: Воспользуемся следствием из закона Стефана – Больцмана и  определения светимости и диаграммой Герцшпрунга – Рассела, откуда видно, что наименьший относительный  разброс будет иметь температура. Решение задачи №8: Из­за прецессии земной оси полюсы мира описывают вокруг полюсов эклиптики малые круги радиусом около 23,5 градусов за период около 26000 лет. Это  означает, что через 50000 лет полюс мира будет направлен в ту же точку, что и 2000 лет  назад. Это недалеко от звезды альфа в созвездии Дракона. Смена «полярной звезды» не  приведет к изменению формы Большой Медведицы: 50000 лет слишком малый срок для  того, чтобы стали заметны относительные смещения сильно удаленных звез Вариант II: Решение задачи №4: Так как 1пк = 3,26 св. года; время путешествия света от Туманности  Андромеды до Солнца равно: 690 ∙ 1000 ∙ 3,26 = 2249400 лет = 2,25 млн. лет Решение задачи №5: Светимость зависит от радиуса и температуры: L = 4 бπ R2T4, где  б = 5, 67 ∙10­8Вт/м2К­ 4 постоянная Стефана – Больцмана. 2 =T2 R1 2/ R2 Решение задачи №7: В течение года Солнце описывает по эклиптике круг в 360о, поэтому 4; отсюда следует, что R1/ R2 = (T2/ T1)2 = (10000/3000)²   11 раз. 4/ T1 ≈ . o 360 365дней о 1в день Решение   задачи   №8:  Принято   считать,   что   при   разности   в   одну   звездную   величину видимая   яркость   звезд   отличается   примерно   в   2,5   раза.   Тогда   разность   в   5   звездных величин соответствует различию в яркости ровно в 100 раз. Так, звезды 1­й величины в 100 раз ярче звезд 6­й  величины.  Следовательно, разность видимых  звездных величин  двух источников равна единице, когда один из них ярче другого в   (эта величина примерно 5 100 равна   2,512).   В   общем   случае   отношение   видимой   яркости   двух   звезд  I1:I2  связано   с разностью их видимых звездных величин m1 и m2 простым соотношением . I 1 I 2   2,512m m 2 1 Светила,   яркость   которых   превосходит   яркость   звезд   1m,   имеют   нулевые   и отрицательные   звездные   величины   (0m,   –1m  и   т.   д.).   Звездные   величины   Сириуса  m1  и Полярной звезды  m2  находим из таблицы.  m1  = –1,6, а  m2  = 2,1. Прологарифмируем обе части указанного выше соотношения lg I I 1 2  ( Таким образом m m 1  2 )lg 2,512 (2,1 1,6) 0, 4 1, 48     . lg I 1 I 2  1, 48 Сириус ярче Полярной звезды в 30 раз. . 30   I 1 I 2 ≈ Вариант III:  Решение задачи №4: Так как 1пк = 3,26 св. года; время путешествия света от Большого  Магеланового Облака до Солнца равно: 55 ∙ 1000 ∙ 3,26 = 178750 лет    180 тыс. лет.   Решение задачи №5: Одна звезда ярче другой в 100 раз. Чем больше радиус звезды  (сферы), т.е. расстояние от звезды до наблюдателя, тем больше площадь и тем меньшая  энергия излучения приходится на единицу этой площади. S сферы  Значит одна звезда дальше другой в (100)1/2 = 10 раз. Решение задачи №6: Каждые 5 звездных величин дают разницу в 100 раз в освещенности.  10 звездных величин – это два диапазона по 5 звездных величин. Например, если средняя  звездочка имеет величину 6m , а две крайние ­ 1m и 11m. Тогда звезда 1m величины  создала в 100 раз большую освещенность, чем звезда 6m величины. А звезда 6m величины  создала в 100 раз большую освещенность, чем звезда  11m величины. Тогда звезда  1m  величины создала в 100 × 100 = 10 000 раз большую освещенность, чем звезда  11m  величины. То же самое можно получить прямым вычислением из формулы Погсона:  1/≈ R2;  R 1/√Е≈ . Решение задачи №8: Используя зависимость      1o  v  c , находим, что Следовательно,    o   o . v c ,откуда     o v c    4  4 10  8 3 10 486,13 10   9 (м) 0,0648 нм  . Поскольку звезда приближается к наблюдателю, то смещение линии водорода происходит к фиолетовому концу спектра. Вариант IV: Решение задачи №4: Воспользуемся формулой При этом в левой части стоит 64, а в правой произведение отношения температур в  четвертой степени и 4 (отношение квадратов радиусов). Откуда  температура звезды вдвое больше температуры Солнца. Ответ:  Т = 12000 К значит  Решение задачи №5: Температура звезды определяет ее цвет. При этом звезды могут  иметь существенно различающиеся размеры. Ответ: Красные гиганты и красные карлики. Решение задачи №6: Светимость пропорциональна  R2T4. Плотность пропорциональна  M/R3 или MT6 / L3/2. Плотность белого карлика в 1,2 ∙ 106 раз превосходит солнечную. Решение задачи №8: Расстояние до Веги равно D = 1/0,12// = 8,3 парсека или 1,7106 а. е. Это расстояние в  1,7106  а. е.  раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца (1  a.  e). Солнце, находясь на таком расстоянии, выглядело бы слабее, чем с Земли в имело бы звездную величину (D/1 a. e)2 = (1,7106)2 = 2,91012 26,8m + 2,5lg (2,91012) = +4.4m. Вега имеет видимую звездную  величину 0m  . Поскольку разность в  5  звездных величин означает различие по яркости в 100 раз, различие в  4,4  звездные величины означает, что Вега светит приблизительно в 58 раз ярче Солнца. Учитывая, что яркость звезды падает обратно   пропорционально   квадрату   расстояния,   получаем,   что  точка   наблюдения находится на расстоянии 0,97 пк по направлению к Веге или 1,26 пк по направлению от Веги.    Литература: 1. Малахова И.М.: Дидактический материал по астрономии: Пособие для учителя, / И. М.  Малахова, Е.К. Страут, ­ М.: Просвещение, 1989.­ 96 с. 2. Орлов В.Ф.:«300 вопросов по астрономии», издательство «Просвещение», / В.Ф. Орлов ­  Москва, 1967. 3. Моше Д.: Астрономия: Кн. для учащихся. Пер. с англ. / Под ред. А.А. Гурштейна./ Д.  Моше – М.: Просвещение, 1985. – 255 с. 4.  Воронцов­Вильяминов Б.А. «Астрономия», / Б.А. Воронцов­Вильяминов, Е.К. Страут;  Издательство «Дрофа». 5. Левитан Е.П., «Астрономия»: учеб. для 11 кл., общеобразоват. учреждений/ Е. П.  Левитан: М.: «Просвещение»,1994. – 207 с.