Вариант 6 ГИА — РазборЗадач.COM

1. Задание 1. Используя график зависимости скорости движения тела от времени, определите его ускорение.

1) 6 м/с²

2) −6 м/с²

3) 1,5 м/с²

4) −1,5 м/с²

Решение.

За четыре секунды скорость тела увеличилась на 6 м/с. Следовательно, ускорение тела равно

$\text{[math]}$

Правильный ответ указан под номером 3.

2. Задание 2. Какие из величин: скорость, равнодействующая сила, ускорение, перемещение при механическом движении тела — всегда совпадают по направлению?

1) ускорение и перемещение

2) ускорение и скорость

3) сила и скорость

4) сила и ускорение

Решение.

По второму закону Ньютона равнодействующая сила и ускорение всегда совпадают.

Правильный ответ указан под номером 4.

3. Задание. На рисунке представлен график зависимости скорости $\text{[math]}$ движения автомобиля от времени t. Чему равна масса автомобиля, если его импульс через 3 с после начала движения составляет 4500 кг·м/с?

1) 135 кг

2) 150 кг

3) 1350 кг

4) 1500 кг

Решение.

Через три секунды после начала движения автомобиль имел скорость 3 м/с. Импульс определяется как произведение массы тела на его скорость. Следовательно масса автомобиля равна:

$\text{[math]}$

Правильный ответ указан под номером 4.

4. Задание. С некоторой достаточно большой высоты без начальной скорости падает камень. Через малое время c этой же высоты падает ещё один такой же камень, также без начальной скорости. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Во время полёта первый камень относительно второго камня

1) движется ускоренно

2) движется равномерно, удаляясь от него

3) покоится

4) движется равномерно, приближаясь к нему

Решение.

Перейдём в неинерциальную систему отсчёта, связанную со вторым камнем, в силу того, что оба камня движутся с одинаковым ускорением относительно Земли, первый камень в этой системе отсчёта ускорения иметь не будет. первый камень упал раньше, значит, он уже имел какую-то скорость к моменту начала падения второго камня, следовательно, он будет равномерно удаляться от второго камня с этой скоростью.

Правильный ответ указан под номером: 2.

5. Задание. Два сплошных металлических цилиндра — алюминиевый и медный — имеют одинаковые объёмы. Их подвесили на тонких нитях и целиком погрузили в одинаковые сосуды с водой, которые предварительно были уравновешены на рычажных весах. Нарушится ли равновесие весов после погружения грузов, и если да, то как? Цилиндры не касаются дна.

1) Равновесие весов нарушится, перевесит та чаша весов, в которую погрузили медный цилиндр, так как масса медного цилиндра больше.

2) Равновесие весов не нарушится, так как цилиндры действуют на воду с одинаковыми силами.

3) Равновесие весов нарушится, перевесит та чаша весов, в которую погрузили алюминиевый цилиндр, так как масса алюминиевого цилиндра меньше.

4) Нельзя однозначно ответить.

Решение.

На тела, погружённые в жидкость действует сила Архимеда, пропорциональная объему погруженной в жидкость части тела:

$\text{[math]}$ .

Поскольку цилиндры имеют одинаковые объёмы, на них действуют одинаковые по величине силы Архимеда. По третьему закону Ньютона сила действия равна силе противодействия, то есть силы, с которыми цилиндры действуют на жидкость одинаковы, следовательно, равновесие весов не нарушится.

Правильный ответ указан под номером 2.

6. Задание 6. Два бруска массами m₁ = 2 кг и m₂ = 1 кг, связанные лёгкой нерастяжимой нитью, находятся на гладкой горизонтальной плоскости (см. рисунок). К ним приложены силы F₁ = 12 Н и F₂ = 3 Н. Найдите модуль ускорения системы этих тел.

1) 0,5 м/с²

2) 1,5 м/с²

3) 3 м/с²

4) 5 м/с²

Решение.

Ускорение системы тел равно отношению равнодействующей силы, действующей на это тело к суммарной массе этой системы:

$\text{[math]}$

Правильный ответ указан под номером: 3.

7. Задание. При нагревании газа в герметично закрытом сосуде постоянного объёма

1) увеличивается среднее расстояние между молекулами

2) уменьшается средний модуль скорости движения молекул

3) уменьшается среднее расстояние между молекулами

4) увеличивается средний модуль скорости движения молекул

Решение.

При нагревании газа в герметично закрытом сосуде постоянного объёма молекулы начинают двигаться быстрее, т. е. увеличивается средний модуль скорости движения молекул. Среднее расстояние между молекулами не увеличивается, поскольку сосуд постоянного объёма. Такой процесс называется изохорным (от др. греч. изо — постоянный, хорос — место).

Правильный ответ указан под номером 4.

8. Задание. Для определения удельной теплоты сгорания топлива необходимо знать

1) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, его объём и начальную температуру

2) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его массу

3) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его плотность

4) удельную теплоёмкость вещества, его массу, начальную и конечную температуры

Решение.

Удельная теплота сгорания топлива — это количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 кг топлива. Следовательно, для определения удельной теплоты сгорания топлива необходимо знать энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его массу.

Правильный ответ указан под номером 2.

9. Задание. Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Первоначально чайник с водой имели температуру 20 °С.

Примечание.

Удельную теплоёмкость алюминия считать равной $\text{[math]}$

1) 51,52 кДж

2) 336 кДж

3) 672 кДж

4) 723,52 кДж

Решение.

Для нагревания чайника необходимо

$\text{[math]}$

Для нагревания воды:

$\text{[math]}$

Всего потребуется

$\text{[math]}$

Правильный ответ указан под номером 4.

10. Задание. Заряженную отрицательным зарядом палочку подносят к незаряженному электрометру. Когда палочка находится вблизи шарика электрометра, но не касается его, наблюдают отклонение стрелки электрометра. Укажите номер рисунка, на котором правильно указано распределение заряда в электрометре.

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение.

При поднесении отрицательно заряженной палочки к электрометру положительные заряды притягиваются к палочке, в результате чего на листках электрометра возникает недостаток положительных зарядов, или, что тоже самое, избыток отрицательных.

Правильный ответ указан под номером: 1.

11. Задание 11 № 551. В электрической цепи, представленной на схеме, сопротивления резисторов равны соответственно R₁ = 2 Ом и R₂= 4 Ом. Вольтметр показывает напряжение 18 В. Напряжение на первом резисторе равно

1) 3 В

2) 4,5 В

3) 6 В

4) 12 В

Решение.

При последовательном соединении напряжение на всём участке цепи равно сумме напряжений на каждом резисторе, общее сопротивление равно сумме сопротивлений. По закону Ома общая сила тока равна

$\text{[math]}$

Следовательно, напряжение на первом резисторе равно 2 Ом · 3 А = 6 В.

Правильный ответ указан под номером 3.

12. Задание. В однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого направлен перпендикулярно рисунку от наблюдателя, находится электрическая цепь, состоящая из прямолинейных проводников. В какую сторону направлена сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник 1—2?

1) вертикально вверх ↑

2) вертикально вниз ↓

3) горизонтально влево ←

4) горизонтально вправо →

Решение.

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, направление которой определяется по правилу левой руки: магнитные линии входят в ладонь, пальцы направлены по току, тогда отогнутый большой палец укажет направление силы. В проводнике 1—2 ток направлен от точки 2 к точке 1. Таким образом, сила Ампера направленна горизонтально вправо.

Правильный ответ указан под номером 4.

13. Задание. Из воздуха на поверхность воды падает луч света. Под слоем воды располагается стекло. Известно, что показатель преломления стекла больше показателя преломления воды. На каком рисунке правильно изображён ход светового луча?

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение.

При переходе из оптически менее плотной среды в оптически более плотную луч приближается к перпендикуляру к поверхности, т. е. угол преломления становится меньше угла падения. При этом луч может выйти из среды под нулевым углом, т. е. перпендикулярно границе среды, только если он падает под таким же нулевым углом. Таким образом, ход луча верно изображён на рисунке 3.

Правильный ответ указан под номером 3.

14. Задание. Исследуя зависимость силы тока от напряжения на резисторе при его постоянном сопротивлении, ученик получил результаты, представленные в таблице. Чему равно удельное сопротивление металла, из которого изготовлен резистор, если длина провода 10 м, а площадь его поперечного сечения 2 мм²?

Напряжение, В	2	4	6
Сила тока, А	4	8	12

1) 10 Ом · мм²/м

2) 2,5 Ом · мм²/м

3) 0,4 Ом · мм²/м

4) 0,1 Ом · мм²/м

Решение.

Вычислим сопротивление резистора:

$\text{[math]}$

Сопротивление проводника вычисляется по формуле

$\text{[math]}$

где ρ — удельное сопротивление проводника, l — длина проводника, S — площадь сечения. Выразим удельное сопротивление:

$\text{[math]}$

Правильный ответ указан под номером 4.

15. Задание. Какая частица взаимодействует с ядром алюминия в ядерной реакции $\text{[math]}$ ?

1) протон $\text{[math]}$

2) электрон $\text{[math]}$

3) нейтрон $\text{[math]}$

4) α-частица $\text{[math]}$

Решение.

При ядерных превращениях выполняются законы сохранения массы и заряда. Следовательно, масса неизвестной частицы равна: 24 + 4 − 27 = 1 а. е. м., а заряд: 11 + 2 − 13 = 0 e. Эта частица — нейтрон.

Правильный ответ указан под номером 3.

16. Задание. Какие пары проводников из числа представленных на рисунках следует выбрать для проведения эксперимента, который позволяет доказать, что сопротивление проводника зависит от площади его поперечного сечения?

1) только 1

2) 1 и 3

3) 2 и 4

4) только 4

Решение.

Для изучения зависимости сопротивления проводника от его поперечного сечения необходимо, чтобы они были изготовлены из одного материала, имели одинаковую длину и различную площадь поперечного сечения. Такая пара представлена на рисунке 4.

Правильный ответ указан под номером: 4.

17. Задание. Точечное тело массой 2 кг движется по инерции вдоль оси OX по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью 10 м/с. В некоторый момент времени на тело начинает действовать постоянная сила, модуль которой равен 10 Н, а её направление противоположно направлению скорости тела в этот момент. Определите значения соответствующих величин в СИ, характеризующих движение этого тела.

К каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ

ВЕЛИЧИНЫ В СИ

А) перемещение тела за первые 4 секунды движения тела с момента начала действия силы

Б) изменение импульса тела за первые 2 секунды действия силы

В) значение кинетической энергии тела через 4 секунды после начала действия силы

1) 20

2) –20

3) –100

4) 100

5) 0

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А	Б	В

Решение.

А) Как только начинает действовать сила, тело получает ускорение $\text{[math]}$ направленное в сторону, противоположную начальному движению тела. Перемещение тела будет рассчитываться по формуле:

$\text{[math]}$

Б) Если на тело действует постоянная сила, то изменение импульса этого тел равно произведению величины этой силы на время действия силы. Поскольку сила направлена в сторону, противоположную направлению скорости изменение импульса будет отрицательной величиной. Изменение импульса за первые две секунды д ействия силы равно 2 · (−10) = −20 кг·м/с.

В) Найдём модуль скорости тела через 4 секунды после начала движения:

$\text{[math]}$

Рассчитаем значение кинетической энергии тела: $\text{[math]}$

Ответ: 524.

18. Задание. Точечное тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Определите, как изменяются следующие физические величины за вторую секунду полёта тела: потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли; кинетическая энергия тела; модуль импульса тела.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
A) потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли	1) увеличивается
Б) кинетическая энергия тела	2) уменьшается
B) модуль импульса тела	3) не изменяется

A	Б	B

Решение.

Считаем, что на тело действует только сила тяжести, а, значит, ускорение свободного падения g = 10 м/с². Запишем завсисимость координаты и проекции скорости тела на вертикальную ось от времени:

$\text{[math]}$

Чтобы найти изменения энергий и модуля импуьса, найдём значения этих величин через 1 секунду и через 2 секунды движения:

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Потенциальная энергия зависит от высоты, а поскольку координата увеличивается, то и потенциальная энергия увеличивается.

Кинетическая энергия зависит от квадрата скорости, модуль импульса тела зависит от скорости линейно. За вторую секунду скорость уменьшается, следовательно кинетическая энергия и модуль импульса тела уменьшаются.

19. Задание. На рисунке представлен график зависимости модуля скорости и от времениt для тела, движущегося прямолинейно в инерциальной системе отсчёта.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) На участке DE тело двигалось равномерно.

2) Наибольшее ускорение тело имело на участке АВ.

3) В интервале времени от 6 до 8 с тело прошло путь 6 м.

4) На участке CD кинетическая энергия тела уменьшалась.

5) В интервале времени от 0 до 2 с тело прошло путь 6 м.

Решение.

Проанализируем каждое утверждение.

1) Участок DE соответствует движению с постоянной скоростью равной 3 м/c. Следовательно утверждение верно.

2) Тело движется ускоренно на участках AB и CD. На участке AB ускорение равно $\text{[math]}$ а на участке CD — $\text{[math]}$ Следовательно, утверждение неверно.

3) В этом интервале тело двигалось со скоростью 3 м/c, следовательно тело прошло путь 6 м.

4) Кинетическая энергия пропорциональна скорости тела. На участке CD скорость увеличивалась, таким образом, утверждение неверно.

5) На участке AB тело двигалось с ускорением 1,5 м/с², следовательно, прошло путь $\text{[math]}$ Утверждение неверно.

20. Задание. Маленький шарик, имеющий положительный заряд q, подвешен на длинной нерастяжимой непроводящей нити в поле силы тяжести. К шарику подносят другой шар, расположенный на непроводящей подставке. При этом шарик занимает новое положение равновесия (см. рисунок). На рисунке изображена сила натяжения нити. Кроме того, на рисунке нанесена сетка; одна клеточка сетки соответствует модулю силы 0,1 Н.

Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1) Шар на подставке имеет положительный заряд.

2) Сила, с которой шар на подставке действует на шарик на нити, равна по модулю 0,5 Н.

3) Сила натяжения нити равна по модулю 0,1 Н.

4) Масса шарика на нити равна 40 г.

5) Равнодействующая сил, действующих на шарик на нити, равна по модулю 1,4 Н.

Решение.

Проанализируем утверждения.

1) Поскольку подвешенный шарик отклонился, значит, на него подействовала отталкивающая сила Кулона, и шар на подставке заряжен одноимённо с ним. Следовательно, шар на подставке имеет положительный заряд. Утверждение верно.

2) Шарик на нити находится в рвновесии, поэтому сила отталкивания равна по модулю горизонтальной составляющей силы натяжения нити:

$\text{[math]}$

где α — угол наклона нити по отношению к горизонту. Спроецировав силу натяжения нити T на горизонтальную ось, получим 3 клетки, или 0,3 Н. Утверждение неверно.

3) Проекция на вертикальную ось T_y составляет 4 клетки, или 0,4 Н. Найдём силу T по теореме Пифагора:

$\text{[math]}$

Утверждение неверно.

4) Вертикальная составляющая силы натяжения нити $\text{[math]}$ уравновешена силой тяжести, действующей на шарик. Используя пункт 3), найдём массу шарика на нити:

$\text{[math]}$

Утверждение верно.

5) Шарик находится в равновесии, поэтому равнодействующая сил, действующих на него, равна 0. Утверждение неверно.

21. Задание. Из фазовой диаграммы воды, приведённой на рисунке в тексте, следует, что температура фазового перехода лёд-жидкость (температура плавления t_пл) при уменьшении давления

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

4) сначала уменьшается, а потом увеличивается

Фазовые диаграммы

Вещества вокруг нас чаще всего находятся в одном из трёх основных агрегатных состояний — твёрдом, жидком либо газообразном. При определённых условиях, своих для каждого вещества, возможны переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое. Агрегатные состояния вещества часто называют фазами, а переходы между ними — фазовыми переходами. Например, вода при температуре 0 °С и давлении 1 атм. переходит из жидкой фазы в твёрдую (при отводе теплоты) либо из твёрдой фазы в жидкую (при подводе теплоты). При отсутствии теплообмена с окружающими телами две фазы вещества могут существовать одновременно (например, при температуре 0 °С и давлении 1 атм. лёд и вода могут находиться в тепловом равновесии друг с другом). Опыт показывает, что температура, при которой происходит тот или иной фазовый переход, зависит от давления. Например, при понижении давления температура кипения воды понижается, и поэтому высоко в горах вода кипит при температуре, меньшей 100 °С.

Для того чтобы определять, в какой фазе будет находиться вещество при данных условиях, а также находить, как будут происходить взаимные превращения между фазами, используются специальные графики, которые называются фазовыми диаграммами. В качестве примера на рисунке показана фазовая диаграмма для воды.

Фазовая диаграмма представляет собой график, по горизонтальной оси которого отложена температура t (в °С), а по вертикальной оси — давление р (в атм.). Линиями на диаграмме показаны все возможные наборы температуры и давления, при которых происходит тот или иной фазовый переход. На нашем рисунке линия АО соответствует фазовому переходу лёд-пар (и обратно), линия ВО — фазовому переходу пар-жидкость (и обратно), линия СО — фазовому переходу жидкость-лёд (и обратно). Соответственно, области I на диаграмме соответствует твёрдое состояние воды, области II — газообразное состояние, а области III — жидкое состояние. Для того чтобы определить, в каком состоянии находится вода при данных условиях, нужно выяснить, в какой из этих областей на диаграмме лежит соответствующая точка. Например, при температуре +70 °С и давлении 0,2 атм. соответствующая точка 1 лежит на диаграмме в области II, что соответствует газообразному состоянию. Также при помощи фазовой диаграммы можно определять, какой фазовый переход будет совершать вещество при изменении одного из параметров. Например, если при постоянном давлении 1,3 атм. увеличивать температуру от −50 °С до +40 °С, то вода будет переходить из твёрдого состояния 2 в жидкое состояние 3. Наконец, при помощи фазовой диаграммы можно выяснить, как изменяется температура фазового перехода при изменении давления. Например, из диаграммы видно, что при повышении давления температура кипения увеличивается (кривая ОВ).

Из фазовой диаграммы видно, что линии АО, ВО и СО сходятся в одной точке О. Это означает, что при температуре и давлении, соответствующих точке О, три фазы воды (твёрдая, жидкая и газообразная) могут одновременно существовать в равновесии друг с другом. Точка О называется тройной точкой.

Решение.

Фазовому переходу лёд-жидкость соотвтствует кривая CO. При уменьшении давления температура плавления возрастает.

Правильный ответ указан под номером 1.

22. Задание. Почему крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх из смеси воды и руды?

1) на них действует выталкивающая сила, меньшая, чем сила тяжести

2) на них действует выталкивающая сила, большая, чем сила тяжести

3) на них действует выталкивающая сила, равная силе тяжести

4) на них действует сила поверхностного натяжения слоя воды между масляной плёнкой и пузырьком воздуха

Флотация

Чистая руда почти никогда не встречается в природе. Почти всегда полезное ископаемое перемешано с «пустой», ненужной горной породой. Процесс отделения пустой породы от полезного ископаемого называют обогащением руды.

Одним из способов обогащения руды, основанным на явлении смачивания, является флотация. Сущность флотации состоит в следующем. Раздробленная в мелкий порошок руда взбалтывается в воде. Туда же добавляется небольшое количество вещества, обладающего способностью смачивать одну из подлежащих разделению частей, например крупицы полезного ископаемого, и не смачивать другую часть — крупицы пустой породы. Кроме того, добавляемое вещество не должно растворяться в воде. При этом вода не будет смачивать поверхность крупицы руды, покрытую слоем добавки. Обычно применяют какое-нибудь масло.

В результате перемешивания крупицы полезного ископаемого обволакиваются тонкой пленкой масла, а крупицы пустой породы остаются свободными. В получившуюся смесь очень мелкими порциями вдувают воздух. Пузырьки воздуха, пришедшие в соприкосновение с крупицей полезной породы, покрытой слоем масла и потому не смачиваемой водой, прилипают к ней. Это происходит потому, что тонкая пленка воды между пузырьками воздуха и не смачиваемой ею поверхностью крупицы стремится уменьшить свою площадь, подобно капле воды на промасленной бумаге, и обнажает поверхность крупицы.

Крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх, а крупицы пустой породы опускаются вниз. Таким образом происходит более или менее полное отделение пустой породы и получается так называемый концентрат, богатый полезной рудой.

Решение.

Благодаря пузырькам воздуха на крупицы полезной руды действует выталкивающая сила, большая, чем сила тяжести.

Правильный ответ указан под номером 2.

23. Задание. При проведении опыта Плато ученик наблюдал большую сферическую каплю анилина, которая плавала в сосуде с раствором соли с соответствующим образом подобранной концентрацией. Ученик досыпал на дно сосуда ещё чуть-чуть соли. При медленном растворении соли плотность раствора в разных частях сосуда стала разной — в нижней части немного бóльшей, чем в верхней. Как изменится форма капли? Ответ поясните.

Поверхностное натяжение жидкостей

Если взять тонкую чистую стеклянную трубку (она называется капилляром), расположить её вертикально и погрузить её нижний конец в стакан с водой, то вода в трубке поднимется на некоторую высоту над уровнем воды в стакане. Повторяя этот опыт с трубками разных диаметров и с разными жидкостями, можно установить, что высота поднятия жидкости в капилляре получается различной. В узких трубках одна и та же жидкость поднимается выше, чем в широких. При этом в одной и той же трубке разные жидкости поднимаются на разные высоты. Результаты этих опытов, как и ещё целый ряд других эффектов и явлений, объясняются наличием поверхностного натяжения жидкостей.

Возникновение поверхностного натяжения связано с тем, что молекулы жидкости могут взаимодействовать как между собой, так и с молекулами других тел — твёрдых, жидких и газообразных, — с которыми находятся в соприкосновении. Молекулы жидкости, которые находятся на её поверхности, «существуют» в особых условиях — они контактируют и с другими молекулами жидкости, и с молекулами иных тел. Поэтому равновесие поверхности жидкости достигается тогда, когда обращается в ноль сумма всех сил взаимодействия молекул, находящихся на поверхности жидкости, с другими молекулами. Если молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, взаимодействуют преимущественно с молекулами самой жидкости, то жидкость принимает форму, имеющую минимальную площадь свободной поверхности. Это связано с тем, что для увеличения площади свободной поверхности жидкости нужно переместить молекулы жидкости из её глубины на поверхность, для чего необходимо «раздвинуть» молекулы, находящиеся на поверхности, то есть совершить работу против сил их взаимного притяжения. Таким образом, состояние жидкости с минимальной площадью свободной поверхности является наиболее выгодным с энергетической точки зрения. Поверхность жидкости ведёт себя подобно натянутой упругой плёнке — она стремится максимально сократиться. Именно с этим и связано появление термина «поверхностное натяжение».

Приведённое выше описание можно проиллюстрировать при помощи опыта Плато. Если поместить каплю анилина в раствор поваренной соли, подобрав концентрацию раствора так, чтобы капля плавала внутри раствора, находясь в состоянии безразличного равновесия, то капля под действием поверхностного натяжения примет шарообразную форму, поскольку среди

всех тел именно шар обладает минимальной площадью поверхности при заданном объёме.

Если молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, контактируют с молекулами твёрдого тела, то поведение жидкости будет зависеть от того, насколько сильно взаимодействуют друг с другом молекулы жидкости и твёрдого тела. Если силы притяжения между молекулами жидкости и твёрдого тела велики, то жидкость будет стремиться растечься по поверхности твёрдого тела. В этом случае говорят, что жидкость хорошо смачивает твёрдое тело (или полностью смачивает его). Примером хорошего смачивания может служить вода, приведённая в контакт с чистым стеклом. Капля воды, помещённая на стеклянную пластинку, сразу же растекается по ней тонким слоем. Именно из-за хорошего смачивания стекла водой и наблюдается поднятие уровня воды в тонких стеклянных трубках. Если же силы притяжения молекул жидкости друг к другу значительно превышают силы их притяжения к молекулам твёрдого тела, то жидкость будет стремиться принять такую форму, чтобы площадь её контакта с твёрдым телом была как можно меньше. В этом случае говорят, что жидкость плохо смачивает твёрдое тело (или полностью не смачивает его). Примером плохого смачивания могут служить капли ртути, помещённые на стеклянную пластинку. Они принимают форму почти сферических капель, немного деформированных из-за действия силы тяжести. Если опустить конец стеклянного капилляра не в воду, а в сосуд с ртутью, то её уровень окажется ниже уровня ртути в сосуде.

Решение.

1. Капля станет немного сплюснутой по вертикали.

2. В исходном состоянии действующая на каплю сила тяжести полностью уравновешивается выталкивающей силой, то есть можно считать, что капля находится в состоянии невесомости. Поэтому сферическая форма капли определяется только поверхностным натяжением. При изменении плотности раствора (если в нижней части сосуда плотность немного больше, чем в верхней) на нижнюю часть капли начинает действовать бóльшая выталкивающая сила, чем на верхнюю. Из-за этого капля сплющивается вдоль вертикали.

24. Задание. Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 1, соберите экспериментальную установку для определения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 1.

В ответе:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;

2) запишите формулу для расчёта плотности;

3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма;

4) запишите численное значение плотности материала цилиндра.

Решение.

1) Схема экспериментальной установки для определения объёма тела изображена на рисунке.

2) $\text{[math]}$ .

3) $\text{[math]}$ .

4) $\text{[math]}$ .

25. Задание. Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

Решение.

Ответ: будет.

Объяснение: при вращении замкнутого контура из проводника в постоянном магнитном поле будет изменяться магнитный поток через этот контур. При изменении магнитного потока по закону Фарадея будет возникать ЭДС индукции. Поскольку контур замкнутый, в нём будет протекать ток индукции, который будет оказывать тепловое действие.

26. Задание. Точечное тело начинает двигаться по горизонтальной плоскости из состояния покоя с постоянным ускорением в положительном направлении горизонтальной оси Ox. Во сколько раз n путь, пройденный этим телом за пятую секунду, больше пути, пройденного им за вторую секунду?

Решение.

При равноускоренном движении из состояния покоя:

$\text{[math]}$

В конце первой секунды координата тела равна $\text{[math]}$ а в конце второй секунды — $\text{[math]}$ .

Значит, за вторую секунду тело пройдёт путь

$\text{[math]}$ .

Аналогично находим, что за пятую секунду тело пройдёт путь

$\text{[math]}$ .

Следовательно, искомая величина равна $\text{[math]}$ .

Ответ: 3.

27. Задание. Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности по 800 Вт каждый. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 80 °С, если нагреватели будут включены параллельно? Потерями энергии пренебречь.

Решение.

Для нагревания массы воды m=ρV потребуется количество теплоты

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Эта энергия выделится на нагревателях за время τ,

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

где общая мощность параллельно соединённых нагревателей $\text{[math]}$

Запишем уравнение теплового баланса: Q = E. Отсюда, подставив (1) и (2), выражаем искомое время:

$\text{[math]}$

Подставляя значения, получаем

$\text{[math]}$

Ответ: τ = 3,5 мин.

Версия для печати: вариант 6 без решений!

Пробный вариант ГИА по физике.

Решение заданий варианта 6:

1. За­да­ние 1. Ис­поль­зуя гра­фик за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти дви­же­ния тела от вре­ме­ни, опре­де­ли­те его уско­ре­ние.

1) 6 м/с2

2) −6 м/с2

3) 1,5 м/с2

4) −1,5 м/с2

1) уско­ре­ние и пе­ре­ме­ще­ние

2) уско­ре­ние и ско­рость

3) сила и ско­рость

4) сила и уско­ре­ние

1) 135 кг

2) 150 кг

3) 1350 кг

4) 1500 кг

1) дви­жет­ся уско­рен­но

2) дви­жет­ся рав­но­мер­но, уда­ля­ясь от него

3) по­ко­ит­ся

4) дви­жет­ся рав­но­мер­но, при­бли­жа­ясь к нему

1) Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся, пе­ре­ве­сит та чаша весов, в ко­то­рую по­гру­зи­ли мед­ный ци­линдр, так как масса мед­но­го ци­лин­дра боль­ше.

2) Рав­но­ве­сие весов не на­ру­шит­ся, так как ци­лин­дры дей­ству­ют на воду с оди­на­ко­вы­ми си­ла­ми.

4) Нель­зя од­но­знач­но от­ве­тить.

1) 0,5 м/с2

2) 1,5 м/с2

3) 3 м/с2

4) 5 м/с2

7. За­да­ние. При на­гре­ва­нии газа в гер­ме­тич­но за­кры­том со­су­де по­сто­ян­но­го объёма

1) уве­ли­чи­ва­ет­ся сред­нее рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми

2) умень­ша­ет­ся сред­ний мо­дуль ско­ро­сти дви­же­ния мо­ле­кул

3) умень­ша­ет­ся сред­нее рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми

4) уве­ли­чи­ва­ет­ся сред­ний мо­дуль ско­ро­сти дви­же­ния мо­ле­кул

8. За­да­ние. Для опре­де­ле­ния удель­ной теп­ло­ты сго­ра­ния топ­ли­ва не­об­хо­ди­мо знать

1) энер­гию, вы­де­лив­шу­ю­ся при пол­ном сго­ра­нии топ­ли­ва, его объём и на­чаль­ную тем­пе­ра­ту­ру

2) энер­гию, вы­де­лив­шу­ю­ся при пол­ном сго­ра­нии топ­ли­ва, и его массу

3) энер­гию, вы­де­лив­шу­ю­ся при пол­ном сго­ра­нии топ­ли­ва, и его плот­ность

4) удель­ную теплоёмкость ве­ще­ства, его массу, на­чаль­ную и ко­неч­ную тем­пе­ра­ту­ры

При­ме­ча­ние.

Удель­ную теплоёмкость алю­ми­ния счи­тать рав­ной

1) 51,52 кДж

2) 336 кДж

3) 672 кДж

4) 723,52 кДж

1) 1

2) 2

3) 3

1) 3 В

2) 4,5 В

3) 6 В

4) 12 В

1) вер­ти­каль­но вверх ↑

2) вер­ти­каль­но вниз ↓

3) го­ри­зон­таль­но влево ←

4) го­ри­зон­таль­но впра­во →

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

На­пря­же­ние, В

2

4

6

Сила тока, А

4

8

12

1) 10 Ом · мм2/м

2) 2,5 Ом · мм2/м

3) 0,4 Ом · мм2/м

4) 0,1 Ом · мм2/м

15. За­да­ние. Какая ча­сти­ца вза­и­мо­дей­ству­ет с ядром алю­ми­ния в ядер­ной ре­ак­ции ?

1) про­тон

2) элек­трон

3) ней­трон

4) α-ча­сти­ца

1) толь­ко 1

2) 1 и 3

3) 2 и 4

4) толь­ко 4

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

1. Задание 1. Используя график зависимости скорости движения тела от времени, определите его ускорение.

1) 6 м/с²

2) −6 м/с²

3) 1,5 м/с²

4) −1,5 м/с²

1) ускорение и перемещение

2) ускорение и скорость

3) сила и скорость

4) сила и ускорение

1) движется ускоренно

2) движется равномерно, удаляясь от него

3) покоится

4) движется равномерно, приближаясь к нему

1) Равновесие весов нарушится, перевесит та чаша весов, в которую погрузили медный цилиндр, так как масса медного цилиндра больше.

2) Равновесие весов не нарушится, так как цилиндры действуют на воду с одинаковыми силами.

4) Нельзя однозначно ответить.

1) 0,5 м/с²

2) 1,5 м/с²

3) 3 м/с²

4) 5 м/с²

7. Задание. При нагревании газа в герметично закрытом сосуде постоянного объёма

1) увеличивается среднее расстояние между молекулами

2) уменьшается средний модуль скорости движения молекул

3) уменьшается среднее расстояние между молекулами

4) увеличивается средний модуль скорости движения молекул

8. Задание. Для определения удельной теплоты сгорания топлива необходимо знать

1) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, его объём и начальную температуру

2) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его массу

3) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его плотность

4) удельную теплоёмкость вещества, его массу, начальную и конечную температуры

Примечание.

Удельную теплоёмкость алюминия считать равной $\text{[math]}$

1) вертикально вверх ↑

2) вертикально вниз ↓

3) горизонтально влево ←

4) горизонтально вправо →

Напряжение, В

1) 10 Ом · мм²/м

2) 2,5 Ом · мм²/м

3) 0,4 Ом · мм²/м

4) 0,1 Ом · мм²/м

15. Задание. Какая частица взаимодействует с ядром алюминия в ядерной реакции $\text{[math]}$ ?

1) протон $\text{[math]}$

2) электрон $\text{[math]}$

3) нейтрон $\text{[math]}$

4) α-частица $\text{[math]}$

1) только 1

4) только 4

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) На участке DE тело двигалось равномерно.

2) Наибольшее ускорение тело имело на участке АВ.

3) В интервале времени от 6 до 8 с тело прошло путь 6 м.

4) На участке CD кинетическая энергия тела уменьшалась.

5) В интервале времени от 0 до 2 с тело прошло путь 6 м.

Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1) Шар на подставке имеет положительный заряд.

2) Сила, с которой шар на подставке действует на шарик на нити, равна по модулю 0,5 Н.

3) Сила натяжения нити равна по модулю 0,1 Н.

4) Масса шарика на нити равна 40 г.

5) Равнодействующая сил, действующих на шарик на нити, равна по модулю 1,4 Н.

Фазовые диаграммы

22. Задание. Почему крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх из смеси воды и руды?