Вариант 4 ГИА

Пробный вариант ГИА по физике.

Версия для печати: Вариант 4 без решений

 

Решение заданий варианта 4:

1. За­да­ние. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти мо­ду­ля ско­ро­сти v от вре­ме­ни tдля тела, дви­жу­ще­го­ся пря­мо­ли­ней­но. Рав­но­мер­но­му дви­же­нию со­от­вет­ству­ет уча­сток

 

1) АВ

2) ВС

3) CD

4) DE


 

Ре­ше­ние.

Рав­но­мер­ное дви­же­ние — это дви­же­ние с по­сто­ян­ной ско­ро­стью. На гра­фи­ке за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти от вре­ме­ни это будет со­от­вет­ство­вать го­ри­зон­таль­но­му участ­ку гра­фи­ка, то есть участ­ку DE. Уча­сток BC, хотя и имеет также по­сто­ян­ную ско­рость, но при этом зна­че­ние ско­ро­сти на этом участ­ке равно нулю, то есть тело по­ко­ит­ся.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

2. За­да­ние. Маль­чик и де­воч­ка тянут верёвку за про­ти­во­по­лож­ные концы. Де­воч­ка может тя­нуть с силой не более 50 Н, а маль­чик — с силой 150 Н. С какой силой они могут на­тя­нуть верёвку, не сдви­га­ясь, стоя на одном месте?

 

1) 50 Н

2) 100 Н

3) 150 Н

4) 200 Н


 

Ре­ше­ние.

Так как они не долж­ны дви­гать­ся, по тре­тье­му за­ко­ну Нью­то­на они долж­ны тя­нуть за верёвку с оди­на­ко­вой силой.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

2. За­да­ние. Маль­чик и де­воч­ка тянут верёвку за про­ти­во­по­лож­ные концы. Де­воч­ка может тя­нуть с силой не более 50 Н, а маль­чик — с силой 150 Н. С какой силой они могут на­тя­нуть верёвку, не сдви­га­ясь, стоя на одном месте?

 

1) 50 Н

2) 100 Н

3) 150 Н

4) 200 Н


 

Ре­ше­ние.

Так как они не долж­ны дви­гать­ся, по тре­тье­му за­ко­ну Нью­то­на они долж­ны тя­нуть за верёвку с оди­на­ко­вой силой.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

3. За­да­ние. Тело дви­жет­ся в по­ло­жи­тель­ном на­прав­ле­нии оси ОX. В таб­ли­це пред­став­ле­на за­ви­си­мость про­ек­ции дей­ству­ю­щей на тело силы Fx от вре­ме­ни t.

 

t, с

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Fx, Н

3

3

3

3

3

0

0

0

0

 

В ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 0 c до 4 с про­ек­ция им­пуль­са тела на ось OX

 

1) не из­ме­ня­ет­ся

2) уве­ли­чи­ва­ет­ся на 4 кг·м/c

3) уве­ли­чи­ва­ет­ся на 12 кг·м/c

4) умень­ша­ет­ся на 3 кг·м/c


 

Ре­ше­ние.

Если на си­сте­му дей­ству­ет по­сто­ян­ная сила, то из­ме­не­ние им­пуль­са этой си­сте­мы равно про­из­ве­де­нию этой силы на время дей­ствия силы. Таким об­ра­зом, в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 0 с до 4 с про­ек­ция им­пуль­са тела на ось OX воз­растёт на 3 · 4 = 12 кг·м/c.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром: 3.

4. За­да­ние. При­ме­ром про­доль­ной волны яв­ля­ет­ся

 

1) зву­ко­вая волна в воз­ду­хе

2) волна на по­верх­но­сти моря

3) ра­дио­вол­на в воз­ду­хе

4) све­то­вая волна в воз­ду­хе


 

Ре­ше­ние.

В про­доль­ных вол­нах ко­ле­ба­ния ча­стиц осу­ществ­ля­ют­ся вдоль оси рас­про­стра­не­ния волны, в по­пе­реч­ных — пер­пен­ди­ку­ляр­но.

Зву­ко­вая волна в воз­ду­хе яв­ля­ет собой при­мер про­доль­ной волны, по­сколь­ку мо­ле­ку­лы воз­ду­ха сме­ща­ют­ся вдоль оси рас­про­стра­не­ния звука.

Волны на по­верх­но­сти моря яв­ля­ют­ся, по сути, су­пер­по­зи­ци­ей, т. е. на­ло­же­ни­ем про­доль­ных и по­пе­реч­ных волн. В ре­зуль­та­те каж­дая ча­сти­ца сме­ща­ет­ся и по на­прав­ле­нию рас­про­стра­не­ния волны и в на­прав­ле­нии, пер­пен­ди­ку­ляр­ном ему. Таким об­ра­зом, в слу­чае малой ам­пли­ту­ды волны каж­дая ча­сти­ца дви­жет­ся по окруж­но­сти, ра­ди­ус ко­то­рой убы­ва­ет с рас­сто­я­ни­ем от по­верх­но­сти. Ча­сти­цы внизу сетки на­хо­дят­ся в покое.

Ра­дио­вол­ны в воз­ду­хе и све­то­вые волны в воз­ду­хе — это элек­тро­маг­нит­ные волны. Такие волны яв­ля­ют­ся по­пе­реч­ны­ми, по­сколь­ку из­ме­не­ние век­то­ра на­пряжённо­сти элек­три­че­ско­го поля и век­то­ра на­пряжённо­сти маг­нит­но­го поля, ко­то­рые вме­сте об­ра­зу­ют еди­ное элек­тро­маг­нит­ное поле, про­ис­хо­дит в плос­ко­сти пер­пен­ди­ку­ляр­ной рас­про­стра­не­нию из­лу­че­ния.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

5. За­да­ние. В от­кры­тых со­су­дах 1 и 2 на­хо­дят­ся со­от­вет­ствен­но ртуть и вода. Если от­крыть кран К, то

 

1) ртуть начнёт пе­ре­те­кать из со­су­да 1 в сосуд 2

2) вода начнёт пе­ре­те­кать из со­су­да 2 в сосуд 1

3) ни вода, ни ртуть пе­ре­те­кать не будут

4) пе­ре­ме­ще­ние жид­ко­стей будет за­ви­сеть от ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния


 

Ре­ше­ние.

Плот­ность ртути выше плот­но­сти воды, сле­до­ва­тель­но, при от­кры­тии крана, она будет ока­зы­вать боль­шее дав­ле­ние. Таким об­ра­зом, ртуть начнёт пе­ре­те­кать из со­су­да 1 в сосуд 2.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

6. За­да­ние. Из ко­лод­ца мед­лен­но вы­ка­ча­ли с по­мо­щью на­со­са 0,5 м3 воды. Со­вершённая при этом ра­бо­та равна 30 000 Дж. Чему равна глу­би­на ко­лод­ца?

 

1) 600 м

2) 15 м

3) 6 м

4) 1,17 м


 

Ре­ше­ние.

Ра­бо­та по вы­ка­чи­ва­нию воды равна ра­бо­те по пре­одо­ле­нию силы тя­же­сти и равна mgh, гдеg — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, m — масса воды, h — вы­со­та ко­лод­ца. Масса воды равна 0,5 м3 · 1000 кг/м3 = 500 кг. Вы­чис­лим вы­со­ту ко­лод­ца:

 

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

7. За­да­ние. От­кры­тый сосуд за­пол­нен водой. На каком ри­сун­ке пра­виль­но изоб­ра­же­но на­прав­ле­ние кон­век­ци­он­ных по­то­ков при при­ведённой схеме на­гре­ва­ния?

 

1)

2)

3)

4)


 

Ре­ше­ние.

Кон­век­ци­он­ные по­то­ки — это по­то­ки тёплого ве­ще­ства. При дан­ной схеме на­гре­ва­ния кон­век­ци­он­ные по­то­ки будут на­прав­ле­ны вверх и по пе­ри­мет­ру пря­мо­уголь­ни­ка.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

8. За­да­ние. На диа­грам­ме для двух ве­ществ при­ве­де­ны зна­че­ния ко­ли­че­ства теп­ло­ты, не­об­хо­ди­мо­го для на­гре­ва­ния 1 кг ве­ще­ства на 10 °С и для плав­ле­ния 100 г ве­ще­ства, на­гре­то­го до тем­пе­ра­ту­ры плав­ле­ния. Срав­ни­те удель­ные теп­ло­ем­ко­сти c двух ве­ществ.

 

1)

2)

3)

4)


 

Ре­ше­ние.

По­сколь­ку тре­бу­ет­ся срав­нить удель­ные теплоёмко­сти, часть диа­грам­мы, от­ве­ча­ю­щая за плав­ле­ние, не рас­смат­ри­ва­ем. Из диа­грам­мы видно, что для на­гре­ва­ния 1 кг каж­до­го ве­ще­ства на 10 °С по­на­до­би­лось оди­на­ко­вое ко­ли­че­ство теп­ло­ты. Сле­до­ва­тель­но, теплоёмко­сти равны.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

9. За­да­ние. В тон­ко­стен­ный сосуд на­ли­ли воду мас­сой 1 кг, по­ста­ви­ли его на элек­три­че­скую плит­ку и на­ча­ли на­гре­вать. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры воды от вре­ме­ниτ. Най­ди­те мощ­ность плит­ки. По­те­ря­ми теп­ло­ты и теплоёмко­стью со­су­да пре­не­бречь.

 

1) 100 Вт

2) 700 Вт

3) 1 кВт

4) 30 кВт


 

Ре­ше­ние.

Мощ­ность, это от­но­ше­ние теп­ло­ты ко вре­ме­ни, за ко­то­рую эта теп­ло­та по­лу­че­на Теп­ло­та, по­лу­чен­ная телом при на­гре­ва­нии на тем­пе­ра­ту­ру рас­счи­ты­ва­ет­ся по фор­му­ле Ис­поль­зуя гра­фик, найдём мощ­ность плит­ки:

 

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром: 2.

10. За­да­ние. Два не­за­ря­жен­ных элек­тро­ско­па со­еди­не­ны про­во­ло­кой. К од­но­му из них под­но­сят за­ря­жен­ную па­лоч­ку. За­ря­ды, ко­то­рые могут на­хо­дить­ся на па­лоч­ке и на ли­сточ­ках элек­тро­ско­пов.

 

1) пра­виль­но по­ка­за­ны толь­ко на ри­сун­ке 1

2) пра­виль­но по­ка­за­ны толь­ко на ри­сун­ке 2

3) пра­виль­но по­ка­за­ны и на ри­сун­ке 1, и на ри­сун­ке 2

4) не по­ка­за­ны пра­виль­но ни на ри­сун­ке 1, ни на ри­сун­ке 2


 

Ре­ше­ние.

При под­не­се­нии за­ря­жен­ной па­лоч­ки к ша­ри­ку элек­тро­ско­па, за­ря­ды в элек­тро­ско­пе пе­ре­рас­пре­де­лят­ся. На­при­мер, под­не­се­на от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ная па­лоч­ка, в таком слу­чае к ней при­тя­нут­ся по­ло­жи­тель­ные за­ря­ды, в ре­зуль­та­те чего на ша­ри­ке элек­тро­ско­па об­ра­зу­ет­ся из­бы­точ­ный по­ло­жи­тель­ный заряд. На ли­чт­ках элек­тро­ско­па, в свою оче­редь, об­ра­зу­ет­ся не­до­ста­ток по­ло­жи­тель­но­го за­ря­да, или, что то же самое, из­бы­точ­ный от­ри­ца­тель­ный заряд. Ана­ло­гич­ный про­цесс про­ис­хо­дит при под­не­се­нии по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ной па­лоч­ки. Таким об­ра­зом, рас­пре­де­ле­ние за­ря­дов ука­за­но не­вер­но на обоих ри­сун­ках.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

11. За­да­ние. Два алю­ми­ни­е­вых про­вод­ни­ка оди­на­ко­вой длины имеют раз­ную пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния: пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния пер­во­го про­вод­ни­ка 0,5 мм2, а вто­ро­го про­вод­ни­ка 4 мм2. Со­про­тив­ле­ние ка­ко­го из про­вод­ни­ков боль­ше и во сколь­ко раз?

 

1) Со­про­тив­ле­ние пер­во­го про­вод­ни­ка в 64 раза боль­ше, чем вто­ро­го.

2) Со­про­тив­ле­ние пер­во­го про­вод­ни­ка в 8 раз боль­ше, чем вто­ро­го.

3) Со­про­тив­ле­ние вто­ро­го про­вод­ни­ка в 64 раза боль­ше, чем пер­во­го.

4) Со­про­тив­ле­ние вто­ро­го про­вод­ни­ка в 8 раз боль­ше, чем пер­во­го.


 

Ре­ше­ние.

Со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле

 

 

где ρ — удель­ное со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка, l — длина про­вод­ни­ка, S — пло­щадь се­че­ния. Сле­до­ва­тель­но, со­про­тив­ле­ние вто­ро­го про­вод­ни­ка мень­ше со­про­тив­ле­ния пер­во­го в раз.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

12. За­да­ние. К маг­нит­ной стрел­ке мед­лен­но под­нес­ли снизу по­сто­ян­ный маг­нит, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Как по­вернётся маг­нит­ная стрел­ка?

 

1) на 90° по ча­со­вой стрел­ке

2) на 90° про­тив ча­со­вой стрел­ки

3) на 45° по ча­со­вой стрел­ке

4) никак не по­вернётся


 

Ре­ше­ние.

Про­ти­во­по­лож­ные по­лю­са маг­ни­тов при­тя­ги­ва­ют­ся, сле­до­ва­тель­но стрел­ка по­вернётся на 90° по ча­со­вой стрел­ке.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром: 1.

13. За­да­ние. На ри­сун­ке при­ве­де­на шкала элек­тро­маг­нит­ных волн. Опре­де­ли­те, к ка­ко­му виду из­лу­че­ния от­но­сят­ся элек­тро­маг­нит­ные волны с ча­сто­той 5·103 ГГц.

 

1) толь­ко к ра­дио­из­лу­че­нию

2) толь­ко к рент­ге­нов­ско­му из­лу­че­нию

3) к ра­дио­из­лу­че­нию и ин­фра­крас­но­му из­лу­че­нию

4) к уль­тра­фи­о­ле­то­во­му и рент­ге­нов­ско­му из­лу­че­нию


 

Ре­ше­ние.

Из ри­сун­ка ясно, что элек­тро­маг­нит­ные волны с ча­сто­той 5·103 ГГц от­но­сят­ся к ра­дио­из­лу­че­нию и ин­фра­крас­но­му из­лу­че­нию.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

14. За­да­ние. На ри­сун­ке при­ведён гра­фик за­ви­си­мо­сти силы тока I в ни­ке­ли­но­вой про­во­ло­ке от на­пря­же­ния U на её кон­цах. Длина про­во­ло­ки со­став­ля­ет 10 м. Чему равна пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния про­во­ло­ки?

 

1) 0,1 мм2

2) 0,2 мм2

3) 0,8 мм2

4) 1,6 мм2


 

Ре­ше­ние.

Вы­чис­лим со­про­тив­ле­ние про­во­ло­ки:

 

 

Со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле

 

 

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

 

 

15. За­да­ние. Ядро тория    пре­вра­ти­лось в ядро радия  .  Какую ча­сти­цу ис­пу­сти­ло при этом ядро тория?

 

1) ней­трон

2) про­тон

3) α-ча­сти­цу

4) β-ча­сти­цу


 

Ре­ше­ние.

При ядер­ных пре­вра­ще­ни­ях вы­пол­ня­ют­ся за­ко­ны со­хра­не­ния массы и за­ря­да. Таким об­ра­зом, заряд не­из­вест­ной ча­сти­цы равен 90 − 88 = 2, а масса равна 230 − 226 = 4. Ча­сти­ца с мас­сой 4 и за­ря­дом 2 — это альфа-ча­сти­ца.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

16. За­да­ние. В мер­ный ста­кан на­ли­та вода. Ука­жи­те объём воды с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ния.

 

1) 70 мл

2) 70,0 ± 0,5 мл

3) 70 ± 5 мл

4) 70 ± 10 мл


 

Ре­ше­ние.

По­греш­но­стью про­ве­ден­но­го из­ме­ре­ния мы счи­та­ем по­ло­ви­ну цены де­ле­ния — 5 мл, в дан­ном слу­чае.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

17. За­да­ние. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и еди­ни­ца­ми их из­ме­ре­ния в си­сте­ме СИ. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

 

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ВЕ­ЛИ­ЧИ­НЫ

ЕДИ­НИ­ЦЫ ИЗ­МЕ­РЕ­НИЯ

А) ко­ли­че­ство теп­ло­ты

 

Б) удель­ная теплоёмкость

 

B) удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния

1)  Дж/(кг · °С)

2)  Дж/°С

3)  Дж/кг

4)  Дж · кг

5)  Дж

 


A

Б

В

 

 

 

 


 

Ре­ше­ние.

Со­по­ста­вим фи­зи­че­ским ве­ли­чи­нам при­ме­ры.

А) Ко­ли­че­ство теп­ло­ты из­ме­ря­ет­ся в Джо­у­лях.

Б) Удель­ная теплоёмкость из­ме­ря­ет­ся в Джо­у­лях на ки­ло­грамм на гра­дус Цель­сия.

В) Удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния из­ме­ря­ет­ся в Джо­у­лях на ки­ло­грамм.

18. За­да­ние. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между при­бо­ра­ми и фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми, ко­то­рые они из­ме­ря­ют.

 

ПРИ­БОР

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКАЯ ВЕ­ЛИ­ЧИ­НА

А) спи­до­метр

 

Б) мен­зур­ка

 

B) тер­мо­метр

1) плот­ность

2) дав­ле­ние внут­ри газа (жид­ко­сти)

3) тем­пе­ра­ту­ра

4) объем жид­ко­стей и твер­дых тел

5) ско­рость

 


A Б В
     


Ре­ше­ние.

Со­по­ста­вим при­бо­рам фи­зи­че­ские ве­ли­чи­ны.

А. Спи­до­метр поз­во­ля­ет из­ме­рять ско­рость.

Б. Мен­зур­ка поз­во­ля­ет из­ме­рять объем жид­ко­стей и твер­дых тел.

В. Тер­мо­метр поз­во­ля­ет из­ме­рять тем­пе­ра­ту­ру.

19. За­да­ние. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са на­гре­ва­ния слит­ка свин­ца мас­сой 1 кг.

 

Вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утвер­жде­ния и за­пи­ши­те в от­ве­те цифры, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

1) Внут­рен­няя энер­гия свин­ца за пер­вые 5 мин на­гре­ва­ния уве­ли­чи­лась на 13 кДж.

2) В точке Б сви­нец на­хо­дит­ся в жид­ком со­сто­я­нии.

3) Тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния свин­ца равна 327 °С.

4) При пе­ре­хо­де свин­ца из со­сто­я­ния Б в со­сто­я­ние В внут­рен­няя энер­гия свин­ца не из­ме­ни­лась.

5) В точке А на гра­фи­ке сви­нец на­хо­дит­ся ча­стич­но в твёрдом, ча­стич­но в жид­ком со­сто­я­нии.


 

Ре­ше­ние.

про­ана­ли­зи­ру­ем каж­дое утвер­жде­ние.

1) В те­че­ние 5 минут энер­гия свин­ца уве­ли­чи­лась на

 

 

2) В точке Б сви­нец толь­ко начнёт пла­вить­ся, по­это­му в этой точке сви­нец ещё на­хо­дит­ся в твёрдом со­сто­я­нии.

3) Из гра­фи­ка видно, что про­цесс плав­ле­ния на­чи­на­ет­ся при 327 °C, то есть тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния свин­ца равна 327 °C.

4) На от­рез­ке Б—В сви­нец по­лу­ча­ет тепло и пла­вит­ся, его внут­рен­няя энер­гия уве­ли­чи­ва­ет­ся.

5) В точке А на гра­фи­ке сви­нец на­хо­дит­ся в твёрдом со­сто­я­нии.

 

Ответ: 13.

20. За­да­ние. Изу­чая маг­нит­ные свой­ства элек­тро­маг­ни­та, уче­ник со­брал элек­три­че­скую схему, со­дер­жа­щую ка­туш­ку, на­мо­тан­ную на же­лез­ный сер­деч­ник, и уста­но­вил рядом с ка­туш­кой маг­нит­ную стрел­ку (см. рис. 1). При про­пус­ка­нии через ка­туш­ку элек­три­че­ско­го тока маг­нит­ная стрел­ка по­во­ра­чи­ва­ет­ся (рис. 2 и 3).

Какие утвер­жде­ния со­от­вет­ству­ют ре­зуль­та­там про­ведённых экс­пе­ри­мен­таль­ных на­блю­де­ний? Из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня утвер­жде­ний вы­бе­ри­те два пра­виль­ных. Ука­жи­те их но­ме­ра.

1) Ка­туш­ка при про­хож­де­нии через неё элек­три­че­ско­го тока при­об­ре­та­ет свой­ства маг­ни­та.

2) Маг­нит­ные свой­ства ка­туш­ки за­ви­сят от ко­ли­че­ства её вит­ков.

3) При уве­ли­че­нии элек­три­че­ско­го тока, про­те­ка­ю­ще­го через ка­туш­ку, маг­нит­ное дей­ствие ка­туш­ки уси­ли­ва­ет­ся.

4) При из­ме­не­нии на­прав­ле­ния элек­три­че­ско­го тока, про­те­ка­ю­ще­го через ка­туш­ку, на­маг­ни­чен­ность же­лез­но­го сер­деч­ни­ка, рас­по­ло­жен­но­го внут­ри ка­туш­ки, ме­ня­лась на про­ти­во­по­лож­ную.

5) Ле­во­му торцу же­лез­но­го сер­деч­ни­ка (торцу № 2) на рис. 2 со­от­вет­ству­ет южный полюс элек­тро­маг­ни­та.


 

Ре­ше­ние.

Про­ана­ли­зи­ру­ем утвер­жде­ния.

1) Ка­туш­ка при про­хож­де­нии через неё элек­три­че­ско­го тока при­об­ре­та­ет свой­ства маг­ни­та. Утвер­жде­ние­вер­но.

2) Ко­ли­че­ство вит­ков не ме­ня­лось в ходе экс­пе­ри­мен­та, по­это­му утвер­жде­ние 2) не сле­ду­ет из экс­пе­ри­мен­та, оно не­вер­но.

3) В ходе экс­пе­ри­мен­та не ме­нял­ся ис­точ­ник тока, по­это­му утвер­жде­ние 3) не сле­ду­ет из экс­пе­ри­мн­та, оно не­вер­но.

4) При из­ме­не­нии на­прав­ле­ния элек­три­че­ско­го тока, про­те­ка­ю­ще­го через ка­туш­ку, на­маг­ни­чен­ность же­лез­но­го сер­деч­ни­ка, рас­по­ло­жен­но­го внут­ри ка­туш­ки, ме­ня­лась на про­ти­во­по­лож­ную, т. к. маг­нит­ная стрел­ка раз­во­ра­чи­ва­лась на 180°. Утвер­жде­ние верно.

5) Т. к. север­ный полюс маг­нит­ной стрел­ки дол­жен при­тя­ги­вать­ся к юж­но­му по­лю­су, ле­во­му торцу же­лез­но­го сер­деч­ни­ка (торцу № 2) на рис. 2 со­от­вет­ству­ет се­вер­ный полюс элек­тро­маг­ни­та. Утвер­жде­ние не­вер­но.

 

Ответ: 14.

21. За­да­ние . Что такое фло­та­ция?

 

1) спо­соб обо­га­ще­ния руды, в ос­но­ве ко­то­ро­го лежит яв­ле­ние пла­ва­ния тел

2) спо­соб обо­га­ще­ния руды, в ос­но­ве ко­то­ро­го лежит яв­ле­ние сма­чи­ва­ния

3) пла­ва­ние тел в жид­ко­сти

4) спо­соб по­лу­че­ния по­лез­ных ис­ко­па­е­мых

 

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.

Из вто­ро­го аб­за­ца ясно, что фло­та­ция — это спо­соб обо­га­ще­ния руды, в ос­но­ве ко­то­ро­го лежит яв­ле­ние сма­чи­ва­ния.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

22. За­да­ние. Какая сила за­став­ля­ет рас­плав­лен­ную вспе­нив­шу­ю­ся магму под­ни­мать­ся вверх?

 

1) сила тя­же­сти

2) сила упру­го­сти

3) сила Ар­хи­ме­да

4) сила тре­ния

 

Вул­ка­ны

Из­вест­но, что по мере спус­ка в недра Земли тем­пе­ра­ту­ра по­сте­пен­но по­вы­ша­ет­ся. Это об­сто­я­тель­ство и сам факт из­вер­же­ния вул­ка­на­ми жид­кой лавы не­воль­но на­тал­ки­ва­ли на мысль, что на опре­де­лен­ных глу­би­нах ве­ще­ство зем­но­го шара на­хо­дит­ся в рас­плав­лен­ном со­сто­я­нии. Од­на­ко на самом деле все не так про­сто. Од­но­вре­мен­но с по­вы­ше­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры рас­тет дав­ле­ние в зем­ных глу­би­нах. А ведь чем боль­ше дав­ле­ние, тем выше тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния (см. ри­су­нок).

Со­глас­но со­вре­мен­ным пред­став­ле­ни­ям боль­шая часть зем­ных недр со­хра­ня­ет твер­дое со­сто­я­ние. Од­на­ко ве­ще­ство асте­но­сфе­ры (обо­лоч­ка Земли от 100 км до 300 км в глу­би­ну) на­хо­дит­ся в почти рас­плав­лен­ном со­сто­я­нии. Так на­зы­ва­ют твер­дое со­сто­я­ние, ко­то­рое легко пе­ре­хо­дит в жид­кое (рас­плав­лен­ное) при не­боль­шом по­вы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры (про­цесс 1) или по­ни­же­нии дав­ле­ния (про­цесс 2).

Ис­точ­ни­ком пер­вич­ных рас­пла­вов магмы яв­ля­ет­ся асте­но­сфе­ра. Если в каком-то рай­о­не сни­жа­ет­ся дав­ле­ние (на­при­мер, при сме­ще­нии участ­ков ли­то­сфе­ры), то твер­дое ве­ще­ство асте­но­сфе­ры тот­час пре­вра­ща­ет­ся в жид­кий рас­плав, то есть в магму.

Но какие фи­зи­че­ские при­чи­ны при­во­дят в дей­ствие ме­ха­низм из­вер­же­ния вул­ка­на?

В магме на­ря­ду с па­ра­ми воды со­дер­жат­ся раз­лич­ные газы (уг­ле­кис­лый газ, хло­ри­стый и фто­ри­стый во­до­род, ок­си­ды серы, метан и дру­гие). Кон­цен­тра­ция рас­тво­рен­ных газов со­от­вет­ству­ет внеш­не­му дав­ле­нию. В фи­зи­ке из­ве­стен закон Генри: кон­цен­тра­ция газа, рас­тво­рен­но­го в жид­ко­сти, про­пор­ци­о­наль­на его дав­ле­нию над жид­ко­стью. Те­перь пред­ста­вим, что дав­ле­ние на глу­би­не умень­ши­лось. Газы, рас­тво­рен­ные в магме, пе­ре­хо­дят в га­зо­об­раз­ное со­сто­я­ние. Магма уве­ли­чи­ва­ет­ся в объ­е­ме, вспе­ни­ва­ет­ся и на­чи­на­ет под­ни­мать­ся вверх. По мере подъ­ема магмы дав­ле­ние па­да­ет еще боль­ше, по­это­му про­цесс вы­де­ле­ния газов уси­ли­ва­ет­ся, что, в свою оче­редь, при­во­дит к уско­ре­нию подъ­ема.


 

Ре­ше­ние.

Из по­след­не­го аб­за­ца ясно, что сила Ар­хи­ме­да за­став­ля­ет рас­плав­лен­ную вспе­нив­шу­ю­ся магму под­ни­мать­ся вверх: при пе­ре­хо­де рас­творённых в магме газов в га­зо­об­раз­ное со­сто­я­ние, объём магмы уве­ли­чи­ва­ет­ся, сле­до­ва­тель­но, сила Ар­хи­ме­да, дей­ству­ю­щая на неё воз­рас­та­ет.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

 

 

23. За­да­ние. Во что лучше по­ме­стить ёмкость с мо­ро­же­ным при его при­го­тов­ле­нии для наи­луч­ше­го охла­жде­ния: в чи­стый лёд или смесь льда и соли? Ответ по­яс­ни­те.

 

Охла­жда­ю­щие смеси

Возьмём в руки кусок са­ха­ра и коснёмся им по­верх­но­сти ки­пят­ка. Ки­пя­ток втя­нет­ся в сахар и дойдёт до наших паль­цев. Од­на­ко мы не по­чув­ству­ем ожога, как по­чув­ство­ва­ли бы, если бы вме­сто са­ха­ра был кусок ваты. Это на­блю­де­ние по­ка­зы­ва­ет, что рас­тво­ре­ние са­ха­ра со­про­вож­да­ет­ся охла­жде­ни­ем рас­тво­ра. Если бы мы хо­те­ли со­хра­нить тем­пе­ра­ту­ру рас­тво­ра не­из­мен­ной, то долж­ны были бы под­во­дить к рас­тво­ру энер­гию. От­сю­да сле­ду­ет, что при рас­тво­ре­нии са­ха­ра внут­рен­няя энер­гия си­сте­мы сахар-вода уве­ли­чи­ва­ет­ся.

То же самое про­ис­хо­дит при рас­тво­ре­нии боль­шин­ства дру­гих кри­стал­ли­че­ских ве­ществ. Во всех по­доб­ных слу­ча­ях внут­рен­няя энер­гия рас­тво­ра боль­ше, чем внут­рен­няя энер­гия кри­стал­ла и рас­тво­ри­те­ля при той же тем­пе­ра­ту­ре, взя­тых в от­дель­но­сти.

В при­ме­ре с са­ха­ром не­об­хо­ди­мое для его рас­тво­ре­ния ко­ли­че­ство теп­ло­ты отдаёт ки­пя­ток, охла­жде­ние ко­то­ро­го за­мет­но даже по не­по­сред­ствен­но­му ощу­ще­нию.

Если рас­тво­ре­ние про­ис­хо­дит в воде при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре, то тем­пе­ра­ту­ра по­лу­чив­шей­ся смеси в не­ко­то­рых слу­ча­ях может ока­зать­ся даже ниже 0 °С, хотя смесь и остаётся жид­кой, по­сколь­ку тем­пе­ра­ту­ра за­сты­ва­ния рас­тво­ра может быть зна­чи­тель­но ниже нуля. Этот эф­фект ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния силь­но охла­жден­ных сме­сей из снега и раз­лич­ных солей.

Снег, на­чи­ная таять при 0 °С, пре­вра­ща­ет­ся в воду, в ко­то­рой рас­тво­ря­ет­ся соль; не­смот­ря на по­ни­же­ние тем­пе­ра­ту­ры, со­про­вож­да­ю­щее рас­тво­ре­ние, по­лу­чив­ша­я­ся смесь не за­твер­де­ва­ет. Снег, сме­шан­ный с этим рас­тво­ром, про­дол­жа­ет таять, за­би­рая энер­гию от рас­тво­ра и, со­от­вет­ствен­но, охла­ждая его. Про­цесс может про­дол­жать­ся до тех пор, пока не будет до­стиг­ну­та тем­пе­ра­ту­ра за­мер­за­ния по­лу­чен­но­го рас­тво­ра. Смесь снега и по­ва­рен­ной соли в от­но­ше­нии 2 : 1 поз­во­ля­ет, таким об­ра­зом, по­лу­чить охла­жде­ние до −21 °С; смесь снега с хло­ри­стым каль­ци­ем (СаСl2) в от­но­ше­нии 7 : 10 — до −50 °С.


 

Ре­ше­ние.

Как сле­ду­ет из тек­ста, рас­тво­ре­ние боль­шин­ства кри­стал­ли­че­ских ве­ществ — эн­до­тер­ми­че­ская ре­ак­ция, т. е. такая, ко­то­рая тре­бу­ет опре­делённое ко­ли­че­ство теп­ло­ты для про­те­ка­ния. Таким об­ра­зом, для наи­луч­ше­го охла­жде­ния стоит ис­поль­зо­вать смесь льда и соли.

24. За­да­ние. Ис­поль­зуя ди­на­мо­метр, ста­кан с водой, ци­линдр № 2, со­бе­ри­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку для опре­де­ле­ния вы­тал­ки­ва­ю­щей силы (силы Ар­хи­ме­да), дей­ству­ю­щей на ци­линдр.

 

В от­ве­те:

1) сде­лай­те ри­су­нок экс­пе­ри­мен­таль­ной уста­нов­ки;

2) за­пи­ши­те фор­му­лу для расчёта вы­тал­ки­ва­ю­щей силы;

3) ука­жи­те ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний веса ци­лин­дра в воз­ду­хе и веса ци­лин­дра в воде;

4) за­пи­ши­те чис­лен­ное зна­че­ние вы­тал­ки­ва­ю­щей силы.


 

Ре­ше­ние.

1) Схема экс­пе­ри­мен­таль­ной уста­нов­ки:

2)

3)

4)

25. За­да­ние. От­ре­зок од­но­род­ной про­во­ло­ки под­ве­шен за се­ре­ди­ну. Из­ме­нит­ся ли (и если из­ме­нит­ся, то как) рав­но­ве­сие ры­ча­га, если левую по­ло­ви­ну сло­жить вдвое (см. ри­су­нок)? Ответ по­яс­ни­те.


 

Ре­ше­ние.

Ответ: из­ме­нит­ся.

Объ­яс­не­ние: по­сколь­ку про­во­ло­ка од­но­род­ная, масса обоих плеч ры­ча­га равна. Мо­мент силы есть про­из­ве­де­ние мо­ду­ля силы на длину плеча. Мо­мен­ты сил тя­же­сти при усло­вии рав­но­ве­сия ры­ча­га равны. После сги­ба­ния про­во­ло­ки длина ле­во­го плеча умень­ши­лась, сле­до­ва­тель­но, мо­мент силы, дей­ству­ю­щей на левое плечо умень­шил­ся. Таким об­ра­зом, пра­вое плечо ока­жет­ся ниже ле­во­го плеча ры­ча­га.

26. За­да­ние. Од­но­род­ный го­ри­зон­таль­ный брус мас­сой M = 120 кг опи­ра­ет­ся левым кон­цом A на под­став­ку. Опре­де­ли­те мо­дуль вер­ти­каль­но на­прав­лен­ной силы F, ко­то­рую нужно при­ло­жить к пра­во­му концу бруса B для того, чтобы он на­хо­дил­ся в рав­но­ве­сии.
 
 

Ре­ше­ние.
Дано:

 

 

Ре­ше­ние:

Брус на­хо­дит­ся в рав­но­ве­сии при усло­вии ра­вен­ства нулю суммы мо­мен­тов всех дей­ству­ю­щих на него сил. Со­глас­но пра­ви­лу ры­ча­га, за­пи­сан­но­му от­но­си­тель­но точки : От­сю­да

Ответ:

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

 

 

Эта энер­гия вы­де­лит­ся на на­гре­ва­те­лях за время τ,

 

 

где общая мощ­ность па­рал­лель­но со­единённых на­гре­ва­те­лей

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

 

 

Под­став­ляя зна­че­ния, по­лу­ча­ем

 

 

 

Ответ: τ = 3,5 мин.

.

Добавить комментарий