Ответ поясните.
Фазовые переходы
фазовыми переходами
Решение.
Ответ: 1
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
Решение.
неверно .
неверно .
Ответ: 4
Один конец железной проволоки прикрепили к неподвижному штативу, а ко второму концу прикрепили груз и перекинули проволоку через неподвижный блок, в результате чего она оказалась натянутой горизонтально, получив возможность изменять свою длину. Через проволоку начали пропускать электрический ток, медленно нагревая её до красного каления. При нагревании проволока светилась всё ярче и, вследствие теплового расширения, медленно удлинялась. При температуре +917 °C произошёл фазовый переход. Укажите, что произошло с яркостью свечения проволоки в момент фазового перехода - она начала светиться более ярко или более тускло по сравнению с моментом, предшествующим фазовому переходу?
Ответ поясните.
Решение.
Решение.
1. Яркость свечения уменьшилась.
2. Наблюдаемый переход является фазовым переходом первого рода. Он происходит с поглощением теплоты. Эта теплота в момент фазового перехода отбирается от проволоки, в результате чего её температура падает и яркость свечения уменьшается.
Один конец железной проволоки прикрепили к неподвижному штативу, а ко второму концу прикрепили груз и перекинули проволоку через неподвижный блок, в результате чего она оказалась натянутой горизонтально, получив возможность изменять свою длину. Через проволоку пропустили электрический ток, нагрев её до красного каления. Затем силу тока начали медленно уменьшать, постепенно понижая температуру проволоки. При остывании проволока светилась всё менее ярко и, вследствие теплового сжатия, медленно укорачивалась. При температуре +917 °C произошёл фазовый переход. Укажите, что произошло с яркостью свечения проволоки в момент фазового перехода - она начала светиться более ярко или более тускло по сравнению с моментом, предшествующим фазовому переходу?
Ответ поясните.
Фазовые переходы
Известно, что при изменении внешних условий - температуры или давления - вещество может изменять своё агрегатное состояние (переходить из газообразной формы в жидкую, из жидкой в твёрдую, либо из газообразной в твёрдую, и обратно). Однако, как показывает опыт, возможен и другой тип превращения вещества. Вещество при изменении внешних условий может изменять какие-либо свои свойства, оставаясь при этом в прежнем агрегатном состоянии. Такие изменения свойств вещества называют фазовыми переходами , и говорят, что вещество перешло из одной фазы в другую. Любое изменение агрегатного состояния, естественно, является фазовым переходом. Обратное утверждение неверно. Таким образом, фазовый переход - более широкое понятие, чем изменение агрегатного состояния.
Различают два основных типа фазовых переходов. Их так и называют - фазовый переход первого рода и фазовый переход второго рода. При фазовом переходе первого рода скачком изменяются плотность вещества и его внутренняя энергия (при этом другие характеристики также могут меняться). Последнее означает, что при фазовом переходе первого рода выделяется или поглощается теплота. Примерами фазового перехода первого рода как раз могут служить упомянутые выше изменения агрегатного состояния вещества. Например, при превращении воды в лёд плотность вещества уменьшается (вещество расширяется) и выделяется теплота замерзания (равная по модулю теплоте плавления, поглощающейся при обратном фазовом переходе). При этом уменьшается удельная теплоёмкость вещества.
При фазовом переходе второго рода плотность вещества и его внутренняя энергия остаются неизменными, поэтому такие переходы могут быть внешне незаметными. Зато скачкообразно изменяются удельная теплоёмкость вещества, его коэффициент теплового расширения и некоторые другие характеристики. Примерами фазовых переходов второго рода могут служить переход металлов и сплавов из обычного состояния в сверхпроводящее, а также переход твёрдых веществ из аморфного состояния в стеклообразное.
Интересные примеры фазовых переходов первого рода наблюдаются у некоторых металлов. Например, если нагревать железо, то при достижении температуры +917 °C происходит перестройка его кристаллической решетки, в результате чего наблюдается увеличение плотности вещества и поглощается теплота фазового перехода. Этот фазовый переход обратим - при понижении температуры обратно до +917 °C плотность железа, наоборот, уменьшается, и происходит выделение теплоты фазового перехода.
Фазовые переходы могут быть и необратимыми. Ярким примером такого перехода может служить превращение так называемого «белого олова» в так называемое «серое олово». При комнатной температуре белое олово является пластичным металлом. При понижении температуры до примерно +13 °C оно начинает медленно переходить в другое фазовое состояние - серое олово - в котором олово существует в виде порошка. Фазовый переход происходит с очень малой скоростью (то есть после понижения температуры ниже точки фазового перехода олово всё ещё остаётся белым, но это состояние нестабильно). Однако фазовый переход резко ускоряется при понижении температуры до –33 °C, а также при контакте серого олова с белым оловом. Поскольку при данном фазовом переходе происходит резкое уменьшение плотности (и увеличение объёма), то оловянные предметы рассыпаются в порошок, причём попадание этого порошка на «не пораженные» предметы приводит к их быстрой порче (предметы как бы «заражаются»). Вернуть серое олово в исходное состояние возможно только путём его переплавки.
Описанное явление получило название «оловянная чума». Оно явилось основной причиной гибели экспедиции Р.Ф. Скотта к Южному полюсу в 1912 г. (экспедиция осталась без топлива - оно вытекло из баков, запаянных оловом, которое поразила «оловянная чума»). Также существует легенда, согласно которой одной из причин неудачи армии Наполеона в России явились сильные зимние морозы, которые превратили в порошок оловянные пуговицы на мундирах солдат. «Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках петербургского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок - в подвале, где они хранились, во время суровой зимы лопнули батареи отопления.
Переход воды из жидкого состояния в газообразное при кипении
1) является фазовым переходом первого рода
2) является фазовым переходом второго рода
3) не является фазовым переходом
4) может быть отнесён к фазовому переходу как первого, так и второго рода – в зависимости от условий, при которых происходит переход
Решение.
Переход воды из жидкого состояния в газообразное при кипении сопровождается скачкообразным изменением плотности вещества и при этом поглощается теплота парообразования, следовательно, это фазовый переход первого рода.
Правильный ответ указан под номером: 1.
Ответ: 1
При фазовом переходе скачком изменилась удельная теплоёмкость вещества.
Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?
А. Данный переход обязательно является фазовым переходом второго рода.
Б. Данный переход не является фазовым переходом второго рода.
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
Решение.
Удельная теплоёмкость вещества может изменяться и при фазовом переходе первого рода. Утверждение А неверно .
Процесс при котором скачком изменяется удельная теплоёмкость вещества может является как фазовым переходом первого рода, так и фазовым переходом второго рода. Утверждение Б неверно .
Правильный ответ указан под номером: 4.
Ответ: 4
Один конец железной проволоки прикрепили к неподвижному штативу, а ко второму концу прикрепили груз и перекинули проволоку через неподвижный блок, в результате чего она оказалась натянутой горизонтально, получив возможность изменять свою длину. Через проволоку начали пропускать электрический ток, медленно нагревая её до красного каления. При нагревании проволока светилась всё ярче и, вследствие теплового расширения, медленно удлинялась. При температуре +917 °C произошёл фазовый переход. Укажите, что произошло с яркостью свечения проволоки в момент фазового перехода - она начала светиться более ярко или более тускло по сравнению с моментом, предшествующим фазовому переходу?
Ответ поясните.
Решение.
1. Яркость свечения уменьшилась.
2. Наблюдаемый переход является фазовым переходом первого рода. Он происходит с поглощением теплоты. Эта теплота в момент фазового перехода отбирается от проволоки, в результате чего её температура падает и яркость свечения уменьшается.
Решение.
1. Яркость свечения увеличилась.
2. Наблюдаемый переход является фазовым переходом первого рода. Он происходит с выделением теплоты. Эта теплота в момент фазового перехода отдаётся проволоке, в результате чего её температура возрастает и яркость свечения увеличивается.
Вадим Дмитриев
25.04.2016 11:31
В решении сказано, что наблюдаемый переход является фазовым переходом первого рода, хотя в тексте сказано, что фазовый переход первого рода происходит при изменении агрегатного состояния, хотя в данном случае агрегатное состояние не изменялось.
Антон
У железа меняется кристаллическая структура - это фазовый переход первого рода.
И в тексте сказано другое: примерами фазового перехода первого рода могут быть изменения агрегатного состояния вещества. Фазовые переходы первого рода могут проходить и без изменения агрегатного состояния.
Звук
1) только продольные
2) только поперечные
3) и продольные, и поперечные
4) никакие
Решение.
Ответ: 3
1) интенсивность
2) громкость
3) высоту тона
Решение.
Правильный ответ указан под номером: 1.
Ответ: 1
Антон
Громкость звука, при которой человеческое ухо начинает испытывать болезненные ощущения, называется болевым порогом. Некоторая звуковая волна имеет интенсивность, соответствующую половине болевого порога. Будет ли превышен болевой порог, если интенсивность этой звуковой волны увеличится в 5 раз? Ответ поясните.
Решение.
Решение.
2. Громкость звука возрастает в 2 раза при увеличении его интенсивности в 10 раз. При возрастании же интенсивности в 5 раз громкость вырастет менее, чем в 2 раза. Поэтому болевой порог не будет превышен.
При испытании авиационного двигателя было установлено, что при его работе громкость в 2 раза превышает максимально допустимую для работы обслуживающего персонала. Для решения этой проблемы было предложено установить звукоизоляцию, которая снижает интенсивность звука двигателя в 15 раз. Будет ли этого достаточно? Ответ поясните.
Звук
Механические колебания, распространяющиеся в упругой среде, - газе, жидкости или твёрдом - называются волнами или механическими волнами. Эти волны могут быть поперечными либо продольными.
Для того, чтобы в среде могла существовать поперечная волна, эта среда должна проявлять упругие свойства при деформациях сдвига. Примером такой среды являются твёрдые тела. Например, поперечные волны могут распространяться в горных породах при землетрясении или в натянутой стальной струне. Продольные волны могут распространяться в любых упругих средах, так как для их распространения в среде должны возникать только деформации растяжения и сжатия, которые присущи всем упругим средам. В газах и жидкостях могут распространяться только продольные волны, так как в этих средах отсутствуют жёсткие связи между частицами среды, и по этой причине при деформациях сдвига никакие упругие силы не возникают.
Человеческое ухо воспринимает как звук механические волны, имеющие частоты в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц (для каждого человека индивидуально). Звук имеет несколько основных характеристик. Амплитуда звуковой волны однозначно связана с интенсивностью звука. Частота же звуковой волны определяет высоту его тона. Поэтому звуки, имеющие одну, вполне определённую, частоту, называются тональными.
Если звук представляет собой сумму нескольких волн с разными частотами, то ухо может воспринимать такой звук как тональный, но при этом он будет обладать своеобразным «окрасом», который принято называть тембром. Тембр зависит от набора частот тех волн, которые присутствуют в звуке, а также от соотношения интенсивностей этих волн. Обычно ухо воспринимает в качестве основного тона звуковую волну, имеющую наибольшую интенсивность. Например, одна и та же нота, воспроизведённая при помощи разных музыкальных инструментов (например, рояля, тромбона и органа), будет восприниматься ухом как звуки одного и того же тона, но с разным тембром, что и позволяет отличать «на слух» один музыкальный инструмент от другого.
Ещё одна важная характеристика звука - громкость. Эта характеристика является субъективной, то есть определяется на основе слухового ощущения. Опыт показывает, что громкость зависит как от интенсивности звука, так и от его частоты, то есть при разных частотах звуки одинаковой интенсивности могут восприниматься ухом как звуки разной громкости (а могут и как звуки одинаковой громкости!). Установлено, что человеческое ухо при восприятии звука ведёт себя как нелинейный прибор - при увеличении интенсивности звука в 10 раз громкость возрастает всего в 2 раза. Поэтому ухо может воспринимать звуки, отличающиеся друг от друга по интенсивности более чем в 100 тысяч раз!
Какие механические волны могут распространяться в твёрдых телах?
1) только продольные
2) только поперечные
3) и продольные, и поперечные
4) никакие
Решение.
«Продольные волны могут распространяться в любых упругих средах, так как для их распространения в среде должны возникать только деформации растяжения и сжатия, которые присущи всем упругим средам. В газах и жидкостях могут распространяться только продольные волны, так как в этих средах отсутствуют жёсткие связи между частицами среды, и по этой причине при деформациях сдвига никакие упругие силы не возникают.» Поэтому в твёрдых телах могут распространяться и продольные, и поперечные волны.
Правильный ответ указан под номером: 3.
Ответ: 3
Два звука представляют собой механические волны, имеющие одинаковые амплитуды, но разные частоты. Эти звуки обязательно имеют одинаковую
1) интенсивность
2) громкость
3) высоту тона
4) интенсивность и высоту тона
Решение.
«Опыт показывает, что громкость зависит как от интенсивности звука, так и от его частоты, то есть при разных частотах звуки одинаковой интенсивности могут восприниматься ухом как звуки разной громкости (а могут и как звуки одинаковой громкости!).» При одинаковой амплитуде волн эти волны имеют одинаковые интенсивности.
Правильный ответ указан под номером: 1.
Ответ: 1
получается, что при одинаковой амплитуде и громкость звука, как интенсивность, будет одинаковой, что вполне объяснимо. Но если ученик выберет громкость, то ответ зачтется как не верный. Зачем в задаче давать два возможных ответа, когда выбрать нужно один?
Антон
Слуховые ощущения волн разной частоты могут быть разными. Поэтому громкости двух волн с одинаковой амплитудой, но с разными частотами могут отличаться.
Громкость звука, при которой человеческое ухо начинает испытывать болезненные ощущения, называется болевым порогом. Некоторая звуковая волна имеет интенсивность, соответствующую половине болевого порога. Будет ли превышен болевой порог, если интенсивность этой звуковой волны увеличится в 5 раз? Ответ поясните.
Решение.
2. Громкость звука возрастает в 2 раза при увеличении его интенсивности в 10 раз. При возрастании же интенсивности в 5 раз громкость вырастет менее, чем в 2 раза. Поэтому болевой порог не будет превышен.
Решение.
2. Громкость звука уменьшается в 2 раза при уменьшении его интенсивности в 10 раз. При снижении интенсивности в 15 раз громкость упадёт более, чем в 2 раза. Поэтому задача снижения громкости ниже предельно допустимой будет решена.
Пересыщенный пар
Что произойдёт, если сосуд с некоторым количеством жидкости закрыть крышкой? Наиболее быстрые молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, выскакивают из воды и образуют пар над водной поверхностью. Этот процесс называется испарением воды. С другой стороны, молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом и с другими молекулами воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти обратно в жидкость. Это есть конденсация пара. В конце концов при данной температуре процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то есть устанавливается состояние термодинамического равновесия. Водяной пар, находящийся в этом случае над поверхностью жидкости, называется насыщенным.
Давление насыщенного пара — наибольшее давление, которое может иметь пар при данной температуре. При увеличении температуры давление и плотность насыщенного пара увеличиваются (см. рисунок).
Водяной пар становится насыщенным при достаточном охлаждении (процесс АВ ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС ). При достижении состояния насыщения начинается конденсация водяного пара в воздухе и на телах, с которыми он соприкасается. Роль центров конденсации могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения. Если убрать центры конденсации, то можно получить пересыщенный пар.
На свойствах пересыщенного пара основано действие камеры Вильсона – прибора для регистрации заряженных частиц. След (трек) частицы, влетевшей в камеру с пересыщенным паром, виден на фотографии как линия, вдоль которой конденсируются капельки жидкости.
Длина трека частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии частицы. Длина трека увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы. Однако при одинаковой начальной энергии тяжёлые частицы обладают меньшими скоростями, чем лёгкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами среды более эффективно и будут иметь меньшую длину пробега.
Переходу водяного пара, первоначально находящегося в состоянии А (см. рисунок выше), в состояние насыщения
1) соответствует только процесс АВ
2) соответствует только процесс АС
3) соответствует только процесс АD
4) соответствуют все три указанных процесса: АВ , АС и АD
Решение.
«Водяной пар становится насыщенным при достаточном охлаждении (процесс АВ ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС ).» Процесс AD соответствует одновременному изменению температуры и плотности пара и также приводит пар в состояние насыщения.
Ответ: 4
Плотность водяного пара в воздухе составляет Температура воздуха составляет 22 °С. Образование тумана можно будет наблюдать, если при неизменной плотности водяного пара
1) температура повысится до 23 °С
2) температура повысится до 26 °С
3) температура понизится до 21 °С
4) температура понизится до 18 °С
Решение.
Туман образуется когда водяной пар является насыщенным. Обратимся к приведённой в тексте зависимости плотности насыщенного водяного пара от температуры. Из зависимости видно что для того, чтобы привести пар при температуре 22 °С и плотности к насыщению, необходимо совершить процесс аналогичный процессу AB , т. е. понизить температуру. Из зависимости видно что её необходимо понизить до температуры ниже 20 °C. Из предложенных вариантов подходит 18 °C.
Правильный ответ указан под номером 4.
Ответ: 4
Ядра дейтерия и трития имеющие одинаковую начальную энергию, влетают в камеру Вильсона. У какого из ядер длина пробега будет больше? Ответ поясните.
Решение.
Решение.
1. Длина пробега дейтерия будет больше.
2. При одинаковой начальной кинетической энергии ядер скорость у ядра дейтерия будет больше, так как его масса меньше. Быстро движущаяся частица будет взаимодействовать с атомами среды менее эффективно и, соответственно, будет иметь бόльшую длину пробега.
Токи Фуко
Рассмотрим простейший опыт, демонстрирующий возникновение индукционного тока в замкнутом витке из провода, помещённом в изменяющееся магнитное поле. Судить о наличии в витке индукционного тока можно по нагреванию проводника. Если, сохраняя прежние внешние размеры витка, сделать его из более толстого провода, то сопротивление витка уменьшится, а индукционный ток возрастет. Мощность, выделяемая в витке в виде тепла, увеличится.
Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменяющегося магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.
Если поместить внутрь катушки массивный железный сердечник и пропустить по катушке переменный ток, то сердечник нагревается очень сильно. Чтобы уменьшить нагревание, сердечник набирают из тонких пластин, изолированных друг от друга слоем лака.
Токи Фуко используются в индукционных печах для сильного нагревания и даже плавления металлов. Для этого металл помещают в переменное магнитное поле, создаваемое током частотой 500–2000 Гц.
Тормозящее действие токов Фуко используется для создания магнитных успокоителей — демпферов. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебания стрелки. Магнитные успокоители такого рода используются в гальванометрах и других приборах.
Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит
1) от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника
2) только от материала и формы проводника
3) только от формы проводника
4) только от скорости изменения магнитного поля
Решение.
«Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменяющегося магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец.»
Правильный ответ указан под номером 1.
Ответ: 1
Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рисунок), то
1) амплитуда колебаний пластины увеличится
2) колебания пластины резко затухнут
3) пластина будет совершать обычные свободные колебания
4) частота колебаний пластины возрастёт
Решение.
Когда пластина начнёт входит в магнитное поле, магнитный поток через начнёт изменяться. Следовательно, в пластине появятся токи Фуко, направленный так, чтобы создаваемое ими магнитное поле препятствовало изменению магнитного потока. Таким образом, колебания пластины резко затухнут.
В тексте такому применению токов Фуко посвящён последний абзац.
Правильный ответ указан под номером 2.
Ответ: 2
Какой железный сердечник будет больше нагреваться в переменном магнитном поле: сердечник, набранный из тонких изолированных пластин, или сплошной сердечник? Ответ поясните.
Решение.
1. Сплошной.
Решение.
1. Сплошной.
2. Сплошной сердечник будет нагреваться больше, поскольку он имеет меньшее электрическое сопротивление, чем сердечник, набранный из тонких изолированных пластин. Соответственно, сила вихревого тока в нем будет больше.
Приливы и отливы
Уровень поверхности океанов и морей периодически, приблизительно два раза в течение суток, изменяется. Эти колебания называются приливами и отливами. Во время прилива уровень воды в океане постепенно повышается и становится наивысшим. При отливе уровень воды постепенно понижается и становится наинизшим. При приливе вода течёт к берегам, а при отливе - от берегов.
Приливы и отливы образуются вследствие влияния на Землю таких космических тел, как Луна и Солнце. В соответствии с законом всемирного тяготения Луна и Земля притягиваются друг к другу. Это притяжение настолько велико, что поверхность океана стремится приблизиться к Луне, происходит прилив. При движении Луны вокруг Земли приливная волна как бы движется за ней. При достаточном удалении Луны от того места, где был прилив, волна отойдет от берега, и будет наблюдаться отлив.
Притяжение Земли Солнцем также приводит к образованию приливов и отливов. Однако поскольку расстояние от Земли до Солнца значительно больше расстояния от Земли до Луны, то воздействие Солнца на водную поверхность Земли существенно меньше.
Приливы отличаются друг от друга продолжительностью и высотой (величиной прилива).
Величина приливов достаточно разнообразна. Теоретически один лунный прилив равен 0,53 м, солнечный - 0,24 м, поэтому самый большой прилив должен быть равен 0,77 м. В открытом океане, около островов, величина приливов близка к этому значению. У материков величина приливов колеблется от 1,5 м до 2 м. Во внутренних морях приливы очень незначительны: в Чёрном море - 13 см, в Балтийском - 4,8 см.
Значение приливов очень велико для морского судоходства, для устройства портов. Каждая приливная волна несёт большую энергию, которая может быть использована.
Приливы образуются вследствие
А. притяжения Земли Луной
Б. притяжения Земли Солнцем
Решение.
Как следует из текста приливы образуются вследствие притяжения Земли Луной и Солнцем.
Ответ: 3.
Примечание.
Вообще говоря, приливы образуются вследствие притяжения воды в океанах Луной и Солнцем. Но составители считают верным ответ 3.
Ответ: 3
Величина приливов во внутренних морях
1) равна теоретической
2) больше теоретической
3) меньше теоретической
4) может быть как меньше теоретической, так и больше
Решение.
Величина приливов во внутренних морях меньше теоретической.
Ответ: 3.
Ответ: 3
Какой прилив является более сильным: происходящий вследствие воздействия на водную поверхность Солнца или Луны? Ответ поясните.
Решение.
Решение.
2. Воздействие Солнца на водную поверхность Земли существенно меньше. Солнце по сравнению с Луной находится далеко от Земли, и различия в воздействии Солнца, связанные с размерами Земли, становятся менее заметными.
Закон Бернулли
уравнением:
ρgh + ρv 2 /2 + p = const
В этом уравнении h v - скорость этого объёма, p
h
При помощи закона Бернулли могут быть объяснены разнообразные явления, возникающие при течении потоков жидкости или газа. Например, известно, что двум большим кораблям, движущимся попутными курсами, запрещается проходить близко друг от друга. При таком движении между близкими бортами кораблей возникает более быстрый поток движущейся воды, чем со стороны внешних бортов. Вследствие этого давление в потоке воды между кораблями становится меньше, чем снаружи, и возникает сила, которая начинает подталкивать корабли друг к другу. Если расстояние между кораблями мало, то может произойти их столкновение.
Жидкость течёт по горизонтальной трубе переменного сечения, полностью заполняя её. При увеличении скорости потока жидкости давление в ней
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
4) может как увеличиваться, так и уменьшаться - в зависимости от плотности жидкости
Решение.
По закону Бернулли, давление в жидкости и скорость потока жидкости в горизонтальной трубе, полностью заполненной водой, связаны соотношением ρgh + ρv 2 /2 + p = const В горизонтальной трубе высота жидкости везде одинакова, следовательно, при увеличении скорости потока жидкости в трубе давление в ней падает.
Правильный ответ указан под номером: 2.
Ответ: 2
Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
Решение.
ρgh + ρv 2 /2 + p
Правильный ответ указан под номером: 1.
Ответ: 1
Прибор, изображённый на рисунке в тексте, освободили от воды и перевернули так, что трубочки оказались направленными вертикально вниз, и погрузили трубочки в сосуд с водой. При продувании через горизонтальную трубу воздуха оказалось, что в трубочки всосалось некоторое количество воды из сосуда. Длиннее или короче окажется столбик жидкости, оказавшийся в средней трубочке, по сравнению со столбиками, оказавшимися в крайних трубочках? Ответ поясните.
Решение.
1. Длиннее.
Решение.
1. Длиннее.
2. В узкой средней части трубы скорость течения воздуха будет больше, а давление в соответствии с законом Бернулли - меньше. Поэтому высота столбика жидкости в средней трубочке окажется больше, чем в крайних.
Прибор, изображённый на рисунке в тексте, освободили от воды и перевернули так, что трубочки оказались направленными вертикально вниз, и погрузили трубочки в сосуд с водой. При продувании через горизонтальную трубу воздуха оказалось, что в трубочки всосалось некоторое количество воды из сосуда. Длиннее или короче окажутся столбики жидкости, оказавшиеся в крайних трубочках, по сравнению со столбиком, оказавшимся в средней трубочке? Ответ поясните.
Закон Бернулли
Этот важный закон был открыт в 1738 году Даниилом Бернулли - швейцарским физиком, механиком и математиком, академиком и иностранным почётным членом Петербургской академии наук. Закон Бернулли позволяет понять некоторые явления, наблюдаемые при течении потока жидкости или газа.
В качестве примера рассмотрим поток жидкости плотностью ρ, текущей по наклонённой под углом к горизонту трубе. Если жидкость полностью заполняет трубу, то закон Бернулли выражается следующим простым
уравнением:
ρgh + ρv 2 /2 + p = const
В этом уравнении h – высота, на которой находится выделенный объём жидкости, v - скорость этого объёма, p - давление внутри потока жидкости на данной высоте. Записанное уравнение свидетельствует о том, что сумма трёх величин, первая из которых зависит от высоты, вторая - от квадрата скорости, а третья - от давления, есть величина постоянная.
В частности, если жидкость течёт вдоль горизонтали (то есть высота h не изменяется), то участкам потока, которые движутся с большей скоростью, соответствует меньшее давление, и наоборот. Это можно
продемонстрировать при помощи следующего простого прибора.
Возьмём горизонтальную стеклянную трубу, в центральной части которой сделано сужение (см. рисунок). Припаяем к отверстиям в этой трубе три тонких стеклянных трубочки – две около краёв трубы (там, где она толще) и одну – в центральной части трубы (там, где находится сужение). Расположим эту трубу горизонтально и будем пропускать через неё воду под давлением – так, как показано стрелкой на рисунке. Из направленных вверх трубочек начнут бить фонтанчики. Поскольку площадь поперечного сечения центральной части трубы меньше, то скорость протекания воды через эту часть будет больше, чем через левый и правый участки трубы. По этой причине в соответствии с законом Бернулли давление в жидкости в центральной части трубы будет меньше, чем в остальных частях трубы, и высота среднего фонтанчика будет меньше, чем крайних фонтанчиков.
Описанное явление легко объясняется и с помощью второго закона Ньютона. Действительно, частицы жидкости при переходе из начального участка трубы в центральный должны увеличить свою скорость, то есть ускориться. Для этого на них должна действовать сила, направленная в сторону центральной части трубы. Эта сила представляет собой разность сил давления. Следовательно, давление в центральной части трубы должно быть меньше, чем в её начальной части. Совершенно аналогично рассматривается и переход жидкости из центральной части трубы в её конечную часть, при котором частицы жидкости замедляются.
Жидкость течёт по горизонтальной трубе переменного сечения, полностью заполняя её. При увеличении скорости потока жидкости давление в ней
Между двумя параллельными листами бумаги, свободно подвешенными вертикально, продувают поток воздуха.
Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?
А. Листы будут «притягиваться» друг к другу.
Б. Давление между листами будет больше, чем снаружи от них.
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
Решение.
По закону Бернулли, давление и скорость потока газа или жидкости, полностью заполненной водой, связаны соотношением ρgh + ρv 2 /2 + p = const. При продувании воздуха между листами бумаги давление между ними будет меньше давления снаружи листов, следовательно, листы будут «притягиваться» друг к другу. Верно только утверждение А.
Правильный ответ указан под номером: 1.
Ответ: 1
Туман и роса
В воздухе всегда присутствуют водяные пары, концентрация которых может быть различной. Опыт показывает, что концентрация паров не может превышать некоторого максимально возможного значения nmax (для каждой температуры это значение своё). Пары с концентрацией, равной n max , называются насыщенными. С ростом температуры максимально возможная концентрация водяных паров также растёт. Отношение концентрации n
водяных паров при данной температуре к максимально возможной концентрации при той же температуре называется относительной влажностью, которая обозначается буквой f . Относительную влажность
принято измерять в процентах. Из сказанного следует, что f = (n /n max) · 100%.
При этом относительная влажность не может превышать 100%.
Пусть при некоторой температуре t концентрация водяных паров в воздухе равна n , а относительная влажность меньше, чем 100%. Если температура будет понижаться, то вместе с ней будет уменьшаться и величина nmax, а значит, относительная влажность будет увеличиваться. При некоторой критической температуре относительная влажность достигнет значения 100% (в этот момент концентрация водяных паров станет максимально возможной при данной температуре). Поэтому дальнейшее понижение температуры приведёт к переходу водяных паров в жидкое состояние - в воздухе образуются капли тумана, а на предметах выпадут капли росы. Поэтому упомянутая выше критическая температура называется точкой росы (обозначается t р).
На измерении точки росы основано действие прибора для определения относительной влажности воздуха - конденсационного гигрометра. Он состоит из зеркальца, которое может охлаждаться при помощи какого-либо
устройства, и точного термометра для измерения температуры зеркальца. При понижении температуры зеркальца до точки росы на нём выпадают капли жидкости. Величину относительной влажности воздуха определяют по измеренному значению точки росы при помощи специальных таблиц.
Существует ещё одна разновидность тумана - ледяной туман. Он наблюдается при температурах ниже −(10 ÷ 15) °C и состоит из мелких кристалликов льда, которые сверкают либо в лучах солнца, либо в свете луны или фонарей. Особенностью ледяного тумана является то, что он может наблюдаться и при относительной влажности, меньшей 100% (даже менее 50%). Условием возникновения ледяного тумана при низкой относительной влажности является очень низкая температура (ниже −30 °C) и наличие обильных источников водяного пара (например, труб и сточных водоёмов
промышленных предприятий, печных труб жилых помещений, выхлопных труб мощных двигателей внутреннего сгорания и т. п.). Поэтому ледяной туман при низкой влажности наблюдается в населённых пунктах, на крупных железнодорожных станциях, на активно действующих аэродромах и т. п.
Одним из возможных способов охлаждения зеркальца конденсационного гигрометра является испарение на обратной стороне зеркальца жидкости, в результате чего от зеркальца отнимается теплота испарения. Какую жидкость лучше для этого использовать - эфир или воду? Давления насыщенных паров эфира и воды при комнатной температуре равны 60 кПа и 2,3 кПа, соответственно. Ответ поясните.
Решение.
2. Эфир при комнатной температуре имеет большее давление насыщенных паров, чем вода. Поэтому он легче испаряется. Вследствие этого зеркальце более интенсивно охлаждается, и гигрометр работает лучше (точка росы достигается быстрее).
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 (СаСl 2) в отношении 7: 10 - до −50 °С.
Внутренняя энергия раствора по сравнению с суммой внутренней энергии кристалла и растворителя при той же температуре в большинстве случаев
3) такая же
4) пренебрежимо мала
Решение.
Внутренняя энергия раствора по сравнению с суммой внутренней энергии кристалла и растворителя при той же температуре в большинстве случаев больше (см. второй абзац).
Правильный ответ указан под номером 1.
Вариант № 8
ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1332.
При выполнении заданий с кратким ответом впишите в поле для ответа цифру, которая соответствует номеру правильного ответа, или число, слово, последовательность букв (слов) или цифр. Ответ следует записывать без пробелов и каких-либо дополнительных символов. Дробную часть отделяйте от целой десятичной запятой. Единицы измерений писать не нужно.
Если вариант задан учителем, вы можете вписать или загрузить в систему ответы к заданиям с развернутым ответом. Учитель увидит результаты выполнения заданий с кратким ответом и сможет оценить загруженные ответы к заданиям с развернутым ответом. Выставленные учителем баллы отобразятся в вашей статистике. Полное правильное решение каждой из задач с развернутом решением должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования расчёты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение.
Версия для печати и копирования в MS Word
Используя график зависимости скорости v движения тела от времени t , определите величину и знак его ускорения.
Ответ:
Сила тяготения между двумя однородными шарами увеличится в 4 раза, если массу каждого из шаров
1) увеличить в 2 раза
2) уменьшить в 2 раза
3) увеличить в 4 раза
4) уменьшить в 4 раза
Ответ:
На рисунке изображены вектор скорости v движущегося тела и вектор силы F , действующей на тело, в некоторый момент времени. Вектор импульса тела в этот момент времени сонаправлен вектору
Ответ:
Тело свободно падает с нулевой начальной скоростью. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. За третью секунду скорость тела увеличится на
Ответ:
В процессе нагревания колбы с жидкостью, помещённой в сосуд с горячей водой, наблюдали повышение уровня жидкости в трубке (см. рисунок). При этом в колбе
1) объём и плотность жидкости не изменились
2) объём и плотность жидкости увеличились
3) объём жидкости увеличился, а её плотность не изменилась
4) объём жидкости увеличился, а её плотность уменьшилась
Ответ:
Чему равна работа силы трения при торможении автомобиля массой 2 т, если известно, что скорость автомобиля уменьшилась от 54 до 36 км/ч?
4) −125 кДж
Ответ:
При охлаждении газа в герметично закрытом сосуде постоянного объёма
1) уменьшается среднее расстояние между молекулами
2) увеличивается среднее расстояние между молекулами
3) уменьшается средний модуль скорости движения молекул
4) увеличивается средний модуль скорости движения молекул
Ответ:
КПД тепловой машины равен 30%. Это означает, что при выделении энергии Q при сгорании топлива, на совершение полезной работы не используется энергия, равная
Ответ:
Сколько керосина надо сжечь, чтобы нагреть 3 кг воды на 46 °С? Считать, что вся энергия, выделенная при сгорании керосина, идёт на нагревание воды.
Ответ:
Ученик положил металлическую линейку на выключенную электрическую лампочку, поднес к её концу, не касаясь, положительно заряженную палочку и начал осторожно перемещать палочку по дуге окружности. Линейка при этом поворачивалась вслед за палочкой. Это происходит потому, что
1) между палочкой и линейкой действует сила тяготения
2) на ближайшем к палочке конце линейки образуется избыточный положительный заряд и она притягивается к линейке
3) на ближайшем к палочке конце линейки образуется избыточный отрицательный заряд и она притягивается к линейке
4) вся линейка приобретает избыточный отрицательный заряд и притягивается к палочке
Ответ:
Два медных проводника разной длины имеют одинаковые площади поперечного сечения. Длина первого проводника 20 см, а второго 1 м. Сопротивление какого из проводников меньше и во сколько раз?
1) Сопротивление первого проводника в 20 раз меньше, чем второго.
2) Сопротивление первого проводника в 5 раз меньше, чем второго.
3) Сопротивление второго проводника в 20 раз меньше, чем первого.
4) Сопротивление второго проводника в 5 раз меньше, чем первого.
Ответ:
Из какого материала могут быть изготовлены мелкие предметы, чтобы они притянулись к магниту?
Б. Железо.
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
Ответ:
Явление дисперсии света используется
А. Для разложения света в спектр при прохождении солнечного луча через призму.
Б. Для изменения хода светового луча в перископе.
Правильный ответ:
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
Ответ:
По международному соглашению длина волны, на которой суда передают сигнал бедствия SOS, равна 600 м. Частота передаваемого сигнала равна
Ответ:
Ядро атома калия содержит
1) 20 протонов, 39 нейтронов
2) 20 протонов, 19 нейтронов
3) 19 протонов, 20 нейтронов
4) 19 протонов, 39 нейтронов
Ответ:
Какой набор приборов и материалов можно использовать, чтобы продемонстрировать опыт Эрстеда по обнаружению магнитного поля тока?
1) два полосовых магнита, подвешенных на нитях
2) магнитная стрелка и прямолинейный проводник, подключённый к источнику постоянного тока
3) проволочная катушка, подключённая к миллиамперметру, полосовой магнит
4) полосовой магнит, лист бумаги и железные опилки
Ответ:
Вид гало зависит от
А. Формы кристаллов льда.
Б. Расположения кристаллов льда.
Правильный ответ:
1) только А
2) только Б
4) ни А, ни Б
Гало и венцы
halo и греч. halos -«световое кольцо».
Ответ:
Неокрашенные гало возникают вследствие
1) отражения света
2) дисперсии света
3) дифракции света
4) преломления света
Гало и венцы
Гало - оптическое явление, заключающееся в образовании светящегося кольца вокруг источника света. Термин произошёл от фр. halo и греч. halos -«световое кольцо».
Гало обычно возникают вокруг Солнца или Луны, иногда - вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Они вызваны преимущественно отражением и преломлением света ледяными кристаллами в перистых облаках и туманах. Для возникновения некоторых гало необходимо, чтобы ледяные кристаллы, имеющие форму шестигранных призм, были ориентированы по отношению к вертикали одинаковым или хотя бы преимущественным образом.
Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает гало похожим на радугу, однако гало в условиях низкой освещённости имеет малую цветность. Окрашенные гало образуются при преломлении света в шестигранных кристаллах ледяных облаков; неокрашенные (бесцветные) формы - при его отражении от граней кристаллов. Иногда в морозную погоду гало образуется очень близко к земной поверхности. В этом случае кристаллы напоминают сияющие драгоценные камни.
Вид наблюдаемого гало зависит от формы и расположения кристаллов. Наиболее обычные формы гало: радужные круги вокруг диска Солнца или Луны; паргелии, или «ложные Солнца», - слегка окрашенные светлые пятна на одном уровне с Солнцем справа и слева от него; паргелический круг - белый горизонтальный круг, проходящий через диск светила; столб - часть белого вертикального круга, проходящего через диск светила; он в сочетании с паргелическим кругом образует белый крест.
Гало следует отличать от венцов, которые внешне схожи с ним, но имеют другое происхождение. Венцы возникают в тонких водяных облаках, состоящих из мелких однородных капель (обычно это высококучевые облака) и закрывающих диск светила, за счёт дифракции. Они могут появиться также в тумане около искусственных источников света. Основная, а часто единственная часть венца - светлый круг небольшого радиуса, окружающий вплотную диск светила (или искусственный источник света). Круг в основном имеет голубоватый цвет и лишь по внешнему краю - красноватый. Его называют также ореолом. Он может быть окружён одним или несколькими дополнительными кольцами такой же, но более светлой окраски, не примыкающими вплотную к кругу и друг к другу.
Ответ:
Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин в системе СИ. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
A | Б | В |
В ответе укажите последовательность цифр без запятых.
Ответ:
Реостат включён в сеть постоянного напряжения (см. рисунок). Ползунок реостата перемещают влево. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при этом.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.
A | Б | B |
Ответ:
На рисунке представлена цепочка превращений радиоактивного урана 238 в стабильный свинец 206.
Используя данные рисунка, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Уран 238 превращается в стабильный свинец 206 с последовательным выделением шести альфа-частиц и шести бета-частиц.
2) Самый малый период полураспада в представленной цепочке радиоактивных превращений имеет полоний 214.
3) Свинец с атомной массой 206 не подвержен самопроизвольному радиоактивному распаду.
4) Уран 234 в отличие от урана 238 является стабильным элементом.
5) Самопроизвольное превращение радия 226 в радон 222 сопровождается испусканием бета-частицы.
Ответ:
В два одинаковых цилиндрических сосуда налили равное количество воды и эфира, находящихся при комнатной температуре (см. рисунок). В результате наблюдений было отмечено, что эфир испарился в несколько раз быстрее, чем вода.
Гало и венцы
Гало - оптическое явление, заключающееся в образовании светящегося кольца вокруг источника света. Термин произошёл от фр. halo и греч. halos -«световое кольцо».
Гало обычно возникают вокруг Солнца или Луны, иногда - вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Они вызваны преимущественно отражением и преломлением света ледяными кристаллами в перистых облаках и туманах. Для возникновения некоторых гало необходимо, чтобы ледяные кристаллы, имеющие форму шестигранных призм, были ориентированы по отношению к вертикали одинаковым или хотя бы преимущественным образом.
Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает гало похожим на радугу, однако гало в условиях низкой освещённости имеет малую цветность. Окрашенные гало образуются при преломлении света в шестигранных кристаллах ледяных облаков; неокрашенные (бесцветные) формы - при его отражении от граней кристаллов. Иногда в морозную погоду гало образуется очень близко к земной поверхности. В этом случае кристаллы напоминают сияющие драгоценные камни.
Вид наблюдаемого гало зависит от формы и расположения кристаллов. Наиболее обычные формы гало: радужные круги вокруг диска Солнца или Луны; паргелии, или «ложные Солнца», - слегка окрашенные светлые пятна на одном уровне с Солнцем справа и слева от него; паргелический круг - белый горизонтальный круг, проходящий через диск светила; столб - часть белого вертикального круга, проходящего через диск светила; он в сочетании с паргелическим кругом образует белый крест.
Гало следует отличать от венцов, которые внешне схожи с ним, но имеют другое происхождение. Венцы возникают в тонких водяных облаках, состоящих из мелких однородных капель (обычно это высококучевые облака) и закрывающих диск светила, за счёт дифракции. Они могут появиться также в тумане около искусственных источников света. Основная, а часто единственная часть венца - светлый круг небольшого радиуса, окружающий вплотную диск светила (или искусственный источник света). Круг в основном имеет голубоватый цвет и лишь по внешнему краю - красноватый. Его называют также ореолом. Он может быть окружён одним или несколькими дополнительными кольцами такой же, но более светлой окраски, не примыкающими вплотную к кругу и друг к другу.
На следующей странице вам будет предложено проверить их самостоятельно.
Завершить тестирование, свериться с ответами, увидеть решения.