Задачи

Для про­ве­де­ния ла­бо­ра­тор­ной ра­бо­ты по об­на­ру­же­нию за­ви­си­мо­сти со­про­тив­ле­ния про­вод­ни­ка от его диа­мет­ра уче­ни­ку вы­да­ли пять про­вод­ни­ков, из­го­тов­лен­ных из раз­ных ма­те­ри­а­лов, раз­лич­ных дли­ны и диа­мет­ра (см. та­бли­цу). Ка­кие два про­вод­ни­ка из пред­ло­жен­ных не­об­хо­ди­мо взять уче­ни­ку, что­бы про­ве­сти дан­ное ис­сле­до­ва­ние?

От­вет:

Не­об­хо­ди­мо экс­пе­ри­мен­таль­но про­ве­рить, за­ви­сит ли сила Ар­хи­ме­да, дей­ству­ю­щая на тело, пол­но­стью по­гру­жён­ное в жид­кость, от его объ­ёма. Ка­кие две уста­нов­ки сле­ду­ет ис­поль­зо­вать для про­ве­де­ния та­ко­го ис­сле­до­ва­ния?

От­вет:

Уче­ник изу­ча­ет за­ко­ны по­сто­ян­но­го тока. В его рас­по­ря­же­нии име­ет­ся пять ана­ло­гич­ных элек­три­че­ских це­пей (см. ри­су­нок) с раз­лич­ны­ми ис­точ­ни­ка­ми и внеш­ни­ми со­про­тив­ле­ни­я­ми, ха­рак­те­ри­сти­ки ко­то­рых ука­за­ны в та­бли­це. Ка­кие две цепи не­об­хо­ди­мо взять уче­ни­ку для того, что­бы на опы­те ис­сле­до­вать за­ви­си­мость силы тока, про­те­ка­ю­ще­го в цепи, от внеш­не­го со­про­тив­ле­ния?

За­пи­ши­те в от­ве­те но­ме­ра вы­бран­ных це­пей.

От­вет:

Не­об­хо­ди­мо экс­пе­ри­мен­таль­но изу­чить за­ви­си­мость за­ря­да, на­коп­лен­но­го кон­ден­са­то­ром, от ЭДС ак­ку­му­ля­то­ра. Ка­кие две схе­мы сле­ду­ет ис­поль­зо­вать для про­ве­де­ния та­ко­го ис­сле­до­ва­ния?

От­вет:

Не­об­хо­ди­мо экс­пе­ри­мен­таль­но изу­чить за­ви­си­мость силы Ар­хи­ме­да, дей­ству­ю­щей на тело, по­гру­жён­ное в жид­кость, от плот­но­сти жид­ко­сти. Ка­кие две уста­нов­ки сле­ду­ет ис­поль­зо­вать для про­ве­де­ния та­ко­го ис­сле­до­ва­ния?

От­вет:

Не­об­хо­ди­мо со­брать экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку, с по­мо­щью ко­то­рой мож­но опре­де­лить ко­эф­фи­ци­ент тре­ния сколь­же­ния ста­ли по де­ре­ву. Для это­го школь­ник взял сталь­ной бру­сок с крюч­ком. Ка­кие два пред­ме­та из при­ве­дён­но­го ниже пе­реч­ня обо­ру­до­ва­ния не­об­хо­ди­мо до­пол­ни­тель­но ис­поль­зо­вать для про­ве­де­ния это­го экс­пе­ри­мен­та?

1. де­ре­вян­ная рей­ка
2. ди­на­мо­метр
3. мен­зур­ка
4. пласт­мас­со­вая рей­ка
5. се­кун­до­мер

В от­вет за­пи­ши­те но­ме­ра вы­бран­ных пред­ме­тов.

От­вет:

Не­об­хо­ди­мо со­брать экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку, с по­мо­щью ко­то­рой мож­но опре­де­лить оп­ти­че­скую силу со­би­ра­ю­щей лин­зы. В ка­че­стве ис­точ­ни­ка све­та школь­ник взял го­ря­щую све­чу. Лин­за у него уже есть. Ка­кие два пред­ме­та из при­ве­дён­но­го ниже пе­реч­ня обо­ру­до­ва­ния не­об­хо­ди­мо до­пол­ни­тель­но ис­поль­зо­вать для про­ве­де­ния это­го экс­пе­ри­мен­та?

1. зер­ка­ло
2. ди­на­мо­метр
3. экран
4. ли­ней­ка
5. галь­ва­но­метр

В от­ве­те за­пи­ши­те но­ме­ра вы­бран­но­го обо­ру­до­ва­ния.

От­вет:

Уче­ни­ку не­об­хо­ди­мо на опы­те об­на­ру­жить за­ви­си­мость дав­ле­ния газа, на­хо­дя­ще­го­ся в со­су­де, от тем­пе­ра­ту­ры газа. У него име­ют­ся пять раз­лич­ных со­су­дов с ма­но­мет­ра­ми. Со­су­ды на­пол­не­ны раз­лич­ны­ми га­за­ми при раз­лич­ной тем­пе­ра­ту­ре (см. та­бли­цу). Мас­сы га­зов оди­на­ко­вы. Ка­кие два со­су­да не­об­хо­ди­мо взять уче­ни­ку, что­бы про­ве­сти дан­ное ис­сле­до­ва­ние?

За­пи­ши­те в от­ве­те но­ме­ра вы­бран­ных со­су­дов.

От­вет:

Уче­ни­ку не­об­хо­ди­мо на опы­те об­на­ру­жить за­ви­си­мость пе­ри­о­да сво­бод­ных ко­ле­ба­ний пру­жин­но­го ма­ят­ни­ка от мас­сы гру­за. У него име­ет­ся пять пру­жин­ных ма­ят­ни­ков, ха­рак­те­ри­сти­ки ко­то­рых при­ве­де­ны в та­бли­це. Ка­кие два ма­ят­ни­ка не­об­хо­ди­мо взять уче­ни­ку, что­бы про­ве­сти дан­ное ис­сле­до­ва­ние? Гру­зы сплош­ные.

За­пи­ши­те в от­ве­те но­ме­ра вы­бран­ных ма­ят­ни­ков.

От­вет:

Алю­ми­ни­е­вая спи­ца с дли­ной и пло­ща­дью по­пе­реч­но­го се­че­ния под­ве­ше­на на нити за верх­ний ко­нец. Ниж­ний ко­нец опи­ра­ет­ся на го­ри­зон­таль­ное дно со­су­да, в ко­то­рый на­ли­та вода. Дли­на по­гру­жен­ной в воду ча­сти спи­цы Най­ти силу с ко­то­рой спи­ца да­вит на дно со­су­да, если из­вест­но, что нить рас­по­ло­же­на вер­ти­каль­но. Плот­ность алю­ми­ния плот­ность воды

В элек­три­че­ской схе­ме, со­сто­я­щей из ка­туш­ки ин­дук­тив­но­стью и че­ты­рех про­во­дя­щих пла­стин, каж­дая пло­ща­дью рас­по­ло­жен­ных на рас­сто­я­нии друг от дру­га, ключ K разо­мкнут (см. ри­су­нок). Пла­сти­на 3 за­ря­же­на за­ря­дом

1. Най­ти за­ря­ды пла­стин по­сле за­мы­ка­ния клю­ча K в мо­мент, ко­гда ток че­рез ка­туш­ку мак­си­ма­лен.

2. Най­ти мак­си­маль­ный ток че­рез ка­туш­ку.

Оми­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем в схе­ме пре­не­бречь.

На ше­ро­хо­ва­той плос­ко­сти, на­кло­нен­ной под уг­лом к го­ри­зон­ту, на­хо­дит­ся од­но­род­ный ци­лин­дри­че­ский про­вод­ник мас­сой и дли­ной (см. ри­су­нок). По про­вод­ни­ку про­пус­ка­ют ток в на­прав­ле­нии «от нас», за плос­кость ри­сун­ка. Вся си­сте­ма на­хо­дит­ся в на­прав­лен­ном вер­ти­каль­но вниз од­но­род­ном маг­нит­ном поле с ин­дук­ци­ей При ка­кой силе тока ци­линдр бу­дет оста­вать­ся на ме­сте, не ска­ты­ва­ясь с плос­ко­сти и не на­ка­ты­ва­ясь на нее?

Ме­тал­ли­че­ский стер­жень дли­ной и мас­сой под­ве­шен­ный на двух па­рал­лель­ных про­во­дя­щих ни­тях дли­ной рас­по­ла­га­ет­ся го­ри­зон­таль­но в од­но­род­ном маг­нит­ном поле с ин­дук­ци­ей как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Век­тор маг­нит­ной ин­дук­ции на­прав­лен вер­ти­каль­но. На ка­кой мак­си­маль­ный угол от­кло­нят­ся от вер­ти­ка­ли нити под­ве­са, если по стерж­ню про­пу­стить ток си­лой в те­че­ние Угол от­кло­не­ния ни­тей от вер­ти­ка­ли за вре­мя про­те­ка­ния тока мал.

Про­вод­ник мас­сой и дли­ной под­ве­шен к ди­элек­три­ку с по­мо­щью двух оди­на­ко­вых про­во­дя­щих пру­жин об­щей жест­ко­стью Од­но­род­ное маг­нит­ное поле с ин­дук­ци­ей на­прав­ле­но пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти чер­те­жа. К верх­ним кон­цам пру­жи­ны при­со­еди­нен кон­ден­са­тор ем­ко­стью Пре­не­бре­гая со­про­тив­ле­ни­ем, соб­ствен­ной ин­дук­тив­но­стью и ем­ко­стью про­вод­ни­ков, опре­де­лить пе­ри­од ко­ле­ба­ний си­сте­мы в вер­ти­каль­ной плос­ко­сти.

В со­су­де (см. рис.) на­хо­дит­ся си­сте­ма тел, со­сто­я­щая из бло­ка с пе­ре­ки­ну­той че­рез него ни­тью, к кон­цам ко­то­рой при­вя­за­ны тело объ­емом и пру­жи­на жест­ко­стью Ниж­ний ко­нец пру­жи­ны при­креп­лен ко дну со­су­да. На ка­кую ве­ли­чи­ну из­ме­нит­ся сила на­тя­же­ния нити, дей­ству­ю­щая на пру­жи­ну, если эту си­сте­му це­ли­ком по­гру­зить в жид­кость плот­но­стью Счи­тать, что тре­ние в оси бло­ка от­сут­ству­ет.

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до раз­но­сти по­тен­ци­а­лов под­клю­ча­ет­ся че­рез боль­шое со­про­тив­ле­ние к ба­та­рее с ЭДС Опре­де­лить ко­ли­че­ство теп­ла, ко­то­рое вы­де­лит­ся при за­ряд­ке кон­ден­са­то­ра до на­пря­же­ния

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до на­пря­же­ния раз­ря­жа­ет­ся че­рез ре­зи­стор с боль­шим со­про­тив­ле­ни­ем и ба­та­рею с ЭДС Опре­де­лить ко­ли­че­ство теп­ла, вы­де­лив­ше­е­ся при раз­ряд­ке кон­ден­са­то­ра.

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до раз­но­сти по­тен­ци­а­лов под­клю­ча­ет­ся че­рез боль­шое со­про­тив­ле­ние к ба­та­рее с ЭДС Опре­де­лить ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое вы­де­лит­ся при пе­ре­за­ряд­ке кон­ден­са­то­ра.

В схе­ме, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, из­вест­ны ем­ко­сти кон­ден­са­то­ров и Опре­де­лить раз­ность по­тен­ци­а­лов меж­ду точ­ка­ми и ЭДС ис­точ­ни­ка ра­вен

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью дли­тель­ное вре­мя под­клю­чен к ак­ку­му­ля­то­ру с ЭДС че­рез ключ (см. ри­су­нок). Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в цепи по­сле пе­ре­клю­че­ния клю­ча из по­ло­же­ния 1 в по­ло­же­ние 2?

Квад­рат­ную рам­ку из мед­ной про­во­ло­ки со сто­ро­ной и со­про­тив­ле­ни­ем пе­ре­ме­ща­ют вдоль оси по глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти с по­сто­ян­ной ско­ро­стью На­чаль­ное по­ло­же­ние рам­ки изоб­ра­же­но на ри­сун­ке. За вре­мя дви­же­ния рам­ка успе­ва­ет прой­ти меж­ду по­лю­са­ми маг­ни­та и ока­зать­ся в об­ла­сти, где маг­нит­ное поле от­сут­ству­ет. Ин­дук­ци­он­ные токи, воз­ни­ка­ю­щие в рам­ке, ока­зы­ва­ют тор­мо­зя­щее дей­ствие, по­это­му для под­дер­жа­ния по­сто­ян­ной ско­ро­сти дви­же­ния к ней при­кла­ды­ва­ют внеш­нюю силу на­прав­лен­ную вдоль оси Чему рав­на сум­мар­ная ра­бо­та внеш­ней силы за вре­мя дви­же­ния рам­ки? Ши­ри­на по­лю­сов маг­ни­та маг­нит­ное поле име­ет рез­кую гра­ни­цу, од­но­род­но меж­ду по­лю­са­ми, а его ин­дук­ция

С бе­ре­га озе­ра вы­со­той бро­шен под уг­лом к го­ри­зон­ту ка­мень с на­чаль­ной ско­ро­стью Че­рез ка­кое вре­мя и на ка­ком рас­сто­я­нии от ме­ста брос­ка по го­ри­зон­та­ли ка­мень упа­дет в воду? Ка­кую ско­рость он бу­дет иметь в мо­мент па­де­ния?

Один моль иде­аль­но­го газа из­ме­ня­ет свое со­сто­я­ние по цик­лу, в ко­то­ром (4-1) и (2-3) — изо­хо­ры, (3-4) — изо­ба­ра, (1-2) — про­цесс с ли­ней­ной за­ви­си­мо­стью дав­ле­ния от объ­ема. Тем­пе­ра­ту­ра в со­сто­я­ни­ях 1, 2, 3, 4 рав­на со­от­вет­ствен­но Ка­кую ра­бо­ту со­вер­ша­ет газ за один цикл?

Глад­кий лег­кий го­ри­зон­таль­ный стер­жень мо­жет вра­щать­ся без тре­ния во­круг вер­ти­каль­ной оси, про­хо­дя­щей че­рез его ко­нец На стерж­не на­хо­дит­ся не­боль­шое тело мас­сой со­еди­нен­ное не­ве­со­мой пру­жи­ной дли­ной с кон­цом Ко­эф­фи­ци­ент жест­ко­сти пру­жи­ны ра­вен Ка­кую ра­бо­ту надо со­вер­шить, что­бы эту си­сте­му мед­лен­но рас­кру­тить до уг­ло­вой ско­ро­сти

Цепь, по­ка­зан­ная на ри­сун­ке, на­хо­ди­лась до­ста­точ­но дол­го в со­сто­я­нии с за­мкну­тым клю­чом В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ключ разо­мкну­ли. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся на ре­зи­сто­ре по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча? При рас­че­тах по­ло­жить: Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка пре­не­бречь.

В од­но­род­ное маг­нит­ное поле с ин­дук­ци­ей вле­та­ет со ско­ро­стью ча­сти­ца мас­сой и за­ря­дом Угол меж­ду век­то­ром ско­ро­сти и век­то­ром маг­нит­ной ин­дук­ции ра­вен Как бу­дет дви­гать­ся ча­сти­ца в маг­нит­ном поле?

Гру­зи­ки с то­чеч­ны­ми мас­са­ми и при­креп­ле­ны к не­ве­со­мо­му стерж­ню дли­ной (см. ри­су­нок). Стер­жень мо­жет вра­щать­ся во­круг го­ри­зон­таль­ной оси, про­хо­дя­щей че­рез точ­ку его креп­ле­ния к по­тол­ку. Гру­зик в ниж­ней точ­ке тра­ек­то­рии име­ет ско­рость Опре­де­ли­те силу, с ко­то­рой стер­жень дей­ству­ет на гру­зик в этот мо­мент вре­ме­ни.

Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.

В цепи, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ключ K дол­гое вре­мя за­мкнут. ЭДС ис­точ­ни­ка Вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка рав­но Ин­дук­тив­ность ка­туш­ки рав­на Ключ раз­мы­ка­ют. Опре­де­ли­те на­пря­же­ние на кон­ден­са­то­ре, ем­кость ко­то­ро­го рав­на в тот мо­мент вре­ме­ни, ко­гда сила тока в ка­туш­ке бу­дет рав­на

Най­ти КПД теп­ло­вой ма­ши­ны, ра­бо­та­ю­щей с мо­ля­ми од­но­атом­но­го иде­аль­но­го газа по цик­лу, со­сто­я­ще­му из адиа­бат­но­го рас­ши­ре­ния (1-2), изо­тер­ми­че­ско­го сжа­тия (2-3) и изо­хор­но­го про­цес­са (3-1). Ра­бо­та, со­вер­шен­ная над га­зом в изо­тер­ми­че­ском про­цес­се, рав­на Раз­ность мак­си­маль­ной и ми­ни­маль­ной тем­пе­ра­тур газа в цик­ле рав­на

С од­ним мо­лем иде­аль­но­го од­но­атом­но­го газа осу­ще­ствля­ет­ся цикл, со­сто­я­щий из изо­хо­ры 1-2, адиа­ба­ты 2-3 и изо­ба­ры 3-1. Тем­пе­ра­ту­ры в точ­ках 1, 2 и 3 рав­ны Опре­де­лить КПД цик­ла.

Сна­ряд, вы­ле­тев­ший из пуш­ки под уг­лом к го­ри­зон­ту, па­да­ет на рас­сто­я­нии Ка­кой бу­дет даль­ность по­ле­та сна­ря­да при угле вы­ле­та Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.

Мяч па­да­ет с вы­со­ты на плос­кость, на­кло­нен­ную под уг­лом к го­ри­зон­ту. На ка­ком рас­сто­я­нии от ме­ста па­де­ния он вто­рой раз упа­дет на плос­кость? Столк­но­ве­ние аб­со­лют­но упру­гое.

Тело бро­ше­но под уг­лом к го­ри­зон­ту с на­чаль­ной ско­ро­стью Опре­де­лить ве­ли­чи­ну ско­ро­сти и угол на­кло­на тра­ек­то­рии по от­но­ше­нию к го­ри­зон­ту че­рез по­сле на­ча­ла дви­же­ния.

Сна­ряд, ле­тя­щий со ско­ро­стью раз­ры­ва­ет­ся на два оскол­ка. Пер­вый оско­лок ле­тит под уг­лом 90° к пер­во­на­чаль­но­му на­прав­ле­нию, а вто­рой — под уг­лом 60°. Ка­ко­ва мас­са сна­ря­да до раз­ры­ва, если вто­рой оско­лок мас­сой име­ет ско­рость

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до на­пря­же­ния раз­ря­жа­ет­ся на ка­туш­ку с ин­дук­тив­но­стью и со­про­тив­ле­ни­ем Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в ка­туш­ке к тому мо­мен­ту, ко­гда сила тока в ней до­стиг­нет наи­боль­ше­го зна­че­ния

В за­па­ян­ной с од­но­го кон­ца длин­ной го­ри­зон­таль­ной стек­лян­ной труб­ке по­сто­ян­но­го се­че­ния (см. ри­су­нок) на­хо­дит­ся стол­бик воз­ду­ха дли­ной за­пер­тый стол­би­ком рту­ти. Если труб­ку по­ста­вить вер­ти­каль­но от­вер­сти­ем вверх, то дли­на воз­душ­но­го стол­би­ка под рту­тью бу­дет рав­на Ка­ко­ва дли­на ртут­но­го стол­би­ка? Ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние Тем­пе­ра­ту­ру воз­ду­ха в труб­ке счи­тать по­сто­ян­ной.

Га­зо­не­про­ни­ца­е­мая обо­лоч­ка воз­душ­но­го шара име­ет мас­су Шар за­пол­нен ге­ли­ем. Он мо­жет удер­жи­вать груз мас­сой в воз­ду­хе на вы­со­те, где тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха а дав­ле­ние 10⁵ Па. Ка­ко­ва мас­са ге­лия в обо­лоч­ке шара? Обо­лоч­ка шара не ока­зы­ва­ет со­про­тив­ле­ния из­ме­не­нию объ­ема шара, объ­ем гру­за пре­не­бре­жи­мо мал по срав­не­нию с объ­емом шара.

Сфе­ри­че­скую обо­лоч­ку воз­душ­но­го шара де­ла­ют из ма­те­ри­а­ла, квад­рат­ный метр ко­то­ро­го име­ет мас­су Шар на­пол­ня­ют ге­ли­ем при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии 10⁵ Па. Опре­де­ли­те ми­ни­маль­ную мас­су обо­лоч­ки, при ко­то­рой шар на­чнет под­ни­мать сам себя. Тем­пе­ра­ту­ра ге­лия и окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха оди­на­ко­ва и рав­на Пло­щадь сфе­ры объ­ем шара

В ци­линдр объ­емом на­со­сом за­ка­чи­ва­ет­ся воз­дух со ско­ро­стью В верх­нем тор­це ци­лин­дра есть от­вер­стие, за­кры­тое предо­хра­ни­тель­ным кла­па­ном. Кла­пан удер­жи­ва­ет­ся в за­кры­том со­сто­я­нии стерж­нем, ко­то­рый мо­жет сво­бод­но по­во­ра­чи­вать­ся во­круг оси в точ­ке A (см. ри­су­нок). К сво­бод­но­му кон­цу стерж­ня дли­ной под­ве­шен груз мас­сой Кла­пан от­кры­ва­ет­ся че­рез ра­бо­ты на­со­са, если в на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни дав­ле­ние воз­ду­ха в ци­лин­дре было рав­но ат­мо­сфер­но­му. Пло­щадь за­кры­то­го кла­па­ном от­вер­стия Тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха в ци­лин­дре и сна­ру­жи не ме­ня­ет­ся и рав­на Опре­де­ли­те рас­сто­я­ние AB, если стер­жень мож­но счи­тать не­ве­со­мым.

Воз­душ­ный шар, обо­лоч­ка ко­то­ро­го име­ет мас­су и объ­ем на­пол­ня­ет­ся при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии го­ря­чим воз­ду­хом, на­гре­тым до тем­пе­ра­ту­ры Опре­де­ли­те мак­си­маль­ную тем­пе­ра­ту­ру окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха, при ко­то­рой шар на­чнет под­ни­мать­ся. Обо­лоч­ка шара не­рас­тя­жи­ма и име­ет в ниж­ней ча­сти не­боль­шое от­вер­стие.