18. Физический смысл величин, законов и закономерностей: все задания
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Плавание тел вследствие действия силы Архимеда возможно только в жидкостях.
$2.$ Если тела находятся в тепловом равновесии, то их температура одинакова.
$3.$ Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
$4.$ Дифракция рентгеновского излучения принципиально невозможна.
$5.$ «Красная граница» фотоэффекта — максимальная длина волны, при которой ещё происходит фотоэффект.
$1.$ Неверно. Сила Архимеда действует не только в жидкостях, но и в газах. Формула силы Архимеда:
$$ F_A = \rho g V,$$
где $\rho$ — плотность среды (жидкости или газа), $g$ — ускорение свободного падения, $V$ — объём погружённой части тела.
$2.$ Верно. Если тела находятся в тепловом равновесии, их температуры равны. Это следует из нулевого начала термодинамики.
$3.$ Верно. Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме описывается законом Кулона: $$ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2},$$
где $k$ — коэффициент пропорциональности, $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов, $r$ — расстояние между ними. Сила обратно пропорциональна квадрату расстояния.
$4.$ Неверно. Рентгеновское излучение — это электромагнитные волны, для которых характерна дифракция. Дифракция рентгеновских лучей наблюдается, например, на кристаллических решётках.
$5.$ Верно. «Красная граница» фотоэффекта — это максимальная длина волны света, при которой фотоэффект ещё возможен. Она определяется работой выхода электрона из материала.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Потенциальная энергия тела зависит от его массы и скорости движения тела.
$2.$ Хаотическое тепловое движение частиц тела прекращается при достижении термодинамического равновесия.
$3.$ В растворах или расплавах электролитов электрический ток представляет собой упорядоченное движение ионов, происходящее на фоне их теплового хаотического движения.
$4.$ При преломлении электромагнитных волн на границе двух сред длина волны остается неизменной величиной.
$5.$ В процессе позитронного бета-распада происходит выбрасывание из ядра позитрона, возникшего из-за самопроизвольного превращения протона в нейтрон.
$1.$ Неверно. Потенциальная энергия тела в поле тяжести зависит от его массы $m$ и высоты $h$ над выбранным уровнем, но не от скорости. Формула потенциальной энергии:
$$ E_p = mgh, $$
где $g$ — ускорение свободного падения.
$2.$ Неверно. Хаотическое тепловое движение частиц никогда не прекращается, даже при термодинамическом равновесии. Оно лишь становится стационарным.
$3.$ Верно. В электролитах носителями заряда являются ионы, которые участвуют в двух движениях:
— хаотическом тепловом движении,
— упорядоченном движении под действием электрического поля.
$4.$ Неверно. При преломлении электромагнитных волн частота $\nu$ остается неизменной, а длина волны $\lambda$ изменяется, так как:
$$ \lambda = \frac{v}{\nu}, $$
где $v$ — скорость волны в среде, которая зависит от показателя преломления $n$ ($v = c/n$, $c$ — скорость света в вакууме).
5. Верно. При позитронном бета-распаде происходит выбрасывание позитрона.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.
$1.$ Работа силы тяжести по перемещению тела между двумя заданными точками зависит от соединяющей их траектории.
$2.$ В ходе процесса кипения жидкости ее температура не меняется, а внутренняя энергия системы «жидкость и ее пар» уменьшается.
$3.$ Модуль сил взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел в вакууме прямо пропорционален модулю каждого из зарядов.
$4.$ Энергия магнитного поля катушки индуктивностью $L$ увеличивается прямо пропорционально увеличению силы тока в катушке.
$5.$ Атом излучает свет при переходе из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией.
$1.$ Неверно. Работа силы тяжести является потенциальной и не зависит от формы траектории. Для тела массы $m$, перемещаемого между точками с разницей высот $h$, работа вычисляется по формуле:
$$A = mgh$$где $g$ — ускорение свободного падения.
$2.$ Неверно. При кипении жидкости:
— Температура действительно остается постоянной (при постоянном давлении)
— Однако внутренняя энергия системы увеличивается, так как подводимая теплота расходуется на работу против сил внешнего давления и увеличение потенциальной энергии молекул при фазовом переходе.
$3.$ Верно. Согласно закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами $q_1$ и $q_2$ в вакууме выражается формулой:
$$F = k\frac{|q_1||q_2|}{r^2}$$
где $k$ — коэффициент пропорциональности, $r$ — расстояние между зарядами. Сила действительно прямо пропорциональна модулю каждого из зарядов.
$4.$ Неверно. Энергия магнитного поля катушки индуктивности $L$ с током $I$ определяется выражением:
$$W = \frac{LI^2}{2}$$
Энергия зависит от квадрата силы тока, а не линейно.
$5.$ Верно. Согласно второму постулату Бора, при переходе атома между стационарными состояниями с энергиями $E_n$ и $E_m$ ($E_n > E_m$) излучается квант света с энергией:
$$h\nu = E_n — E_m$$
где $h$ — постоянная Планка, $\nu$ — частота излучения.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При увеличении длины нити математического маятника период его колебаний уменьшается.
$2.$ Явление диффузии протекает в твердых телах значительно медленнее, чем в жидкостях.
$3.$ Сила Лоренца отклоняет положительно и отрицательно заряженные частицы, влетающие под углом к линиям индукции однородного магнитного поля, в противоположные стороны.
$4.$ Дифракция рентгеновских лучей невозможна.
$5.$ В процессе фотоэффекта с поверхности вещества под действием падающего света вылетают электроны.
$1.$ Неверно. Период колебаний математического маятника определяется формулой:
$$T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$$
где $l$ — длина нити, $g$ — ускорение свободного падения. Из формулы видно, что период прямо пропорционален корню квадратному из длины нити, поэтому при увеличении $l$ период $T$ увеличивается.
$2.$ Верно. Скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества:
— В твердых телах: молекулы совершают только колебательные движения, диффузия очень медленная
— В жидкостях: молекулы могут перемещаться, диффузия происходит быстрее
— В газах: диффузия самая быстрая
$3.$ Верно. Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу в магнитном поле, определяется формулой:
$$\vec{F}_Л = q[\vec{v}\times\vec{B}]$$
где $q$ — заряд частицы, $\vec{v}$ — скорость, $\vec{B}$ — индукция магнитного поля. Направление силы зависит от знака заряда $q$, поэтому частицы с противоположными зарядами отклоняются в разные стороны.
$4.$ Неверно. Дифракция — это волновое явление, характерное для всех типов волн, включая рентгеновские лучи. Дифракция рентгеновских лучей наблюдается на кристаллических решетках и описывается формулой Вульфа-Брэгга:
$$2d\sin\theta = n\lambda$$
где $d$ — расстояние между атомными плоскостями, $\theta$ — угол скольжения, $\lambda$ — длина волны.
$5.$ Верно. Фотоэффект описывается уравнением Эйнштейна:
$$h\nu = A + \frac{mv^2}{2}$$
где $h\nu$ — энергия фотона, $A$ — работа выхода, $\frac{mv^2}{2}$ — кинетическая энергия вылетающего электрона. Явление подтверждает квантовую природу света.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Сила Архимеда, действующая на тело, полностью погруженное в жидкость, прямо пропорциональна плотности жидкости.
$2.$ Скорость диффузии жидкостей повышается с повышением температуры.
$3.$ Короткое замыкание возникает при стремлении внешнего сопротивления к нулю.
$4.$ Если замкнутый проводящий контур покоится в постоянном однородном магнитном поле, то в нем возникает индукционный ток.
$5.$ Изотопы обладают разными химическими свойствами, но одинаковым периодом полураспада.
$1.$ Верно. Сила Архимеда определяется формулой:
$$F_A = \rho_{ж}gV_{т}$$
где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $V_{т}$ — объем погруженной части тела. Действительно, сила Архимеда прямо пропорциональна плотности жидкости.
$2.$ Верно. Скорость диффузии увеличивается с ростом температуры по экспоненциальному закону.
$3.$ Верно. При коротком замыкании внешнее сопротивление $R_{внеш} \rightarrow 0$, что приводит к резкому возрастанию тока по закону Ома:
$$I = \frac{\mathcal{E}}{R_{внутр} + R_{внеш}}$$
где $\mathcal{E}$ — ЭДС источника, $R_{внутр}$ — внутреннее сопротивление.
$4.$ Неверно. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея:
$$\mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt}$$
где $\Phi$ — магнитный поток. Для покоящегося контура в постоянном поле $\frac{d\Phi}{dt} = 0$, следовательно, ЭДС индукции и ток отсутствуют.
$5.$ Неверно. Изотопы:
— Имеют одинаковые химические свойства (одинаковый заряд ядра)
— Обладают разными физическими свойствами (разная масса)
— Имеют разные периоды полураспада (характеристика ядерных свойств)
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Сила трения, действующая на покоящуюся шайбу, лежащую на наклонной плоскости, по мере уменьшения угла наклона уменьшается.
$2.$При изотермическом расширении постоянной массы идеального газа его внутренняя энергия уменьшается.
$3.$ В металлических проводниках электрический ток представляет собой упорядоченное движение свободных электронов, происходящее на фоне их теплового движения.
$4.$ Разноименные полюса постоянных магнитов отталкиваются друг от друга.
$5.$ Под энергией связи ядра понимают ту энергию, которая необходима для отрыва от ядра всех электронов нейтрального атома.
$1.$ Верно. Для покоящейся шайбы сила трения покоя $F_{тр}$ компенсирует составляющую силы тяжести:
$$F_{тр} = mg\sin\alpha$$
где $m$ — масса шайбы, $g$ — ускорение свободного падения, $\alpha$ — угол наклона плоскости. При уменьшении $\alpha$ величина $\sin\alpha$ уменьшается, следовательно, уменьшается и сила трения.
$2.$ Неверно. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры:
$$U = \frac{3}{2}\nu RT$$
где $\nu$ — количество вещества, $R$ — универсальная газовая постоянная, $T$ — температура. При изотермическом процессе ($T=const$) внутренняя энергия не изменяется.
$3.$ Верно. В металлах ток создается дрейфом свободных электронов. Их скорость упорядоченного движения $v_{др}$ мала по сравнению со скоростью теплового движения $v_{тепл}$:
$$v_{др} \approx 10^{-4} м/с, \quad v_{тепл} \approx 10^5 м/с$$
$4.$ Неверно. Магнитные полюса взаимодействуют по правилу:
— Разноименные полюса ($N-S$) притягиваются
— Одноименные полюса ($N-N$ или $S-S$) отталкиваются
$5.$ Неверно. Энергия связи ядра определяется как:
$$E_{св} = \Delta mc^2$$
где $\Delta m$ — дефект массы, $c$ — скорость света. Это энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны (протоны и нейтроны).
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При прямолинейном движении материальной точки вектор ее ускорения всегда направлен в ту же сторону, что и вектор ее перемещения.
$2.$ Изохорным называется процесс, происходящий с газом при неизменном объеме.
$3.$ Ориентация магнитной стрелки в пространстве какой-либо планеты свидетельствует о наличии у этой планеты электрического поля.
$4.$ Если в точке пространства разность хода двух когерентных волн, исходящих от синфазных источников, равна четному числу длин полуволн, то в этой точке наблюдается максимум интерференции.
$5.$ Массовое число ядра равно количеству всех нейтронов в ядре.
$1.$ Неверно. Вектор ускорения $\vec{a}$ при прямолинейном движении может быть:
— Сонаправлен с перемещением $\vec{s}$ при равноускоренном движении
— Противоположно направлен при равнозамедленном движении
Ускорение определяется как:
$$\vec{a} = \frac{d\vec{v}}{dt}$$
$2.$ Верно. Изохорный процесс (процесс при постоянном объеме) описывается законом Шарля:
$$\frac{p}{T} = const$$
где $p$ — давление, $T$ — температура. Объем системы $V$ остается неизменным.
$3.$ Неверно. Магнитная стрелка ориентируется вдоль силовых линий магнитного поля, что свидетельствует о наличии у планеты магнитного поля, а не электрического. Магнитное поле создается движением заряженных частиц в ядре планеты.
$4.$ Верно. Условие интерференционного максимума для когерентных волн:
$$\Delta = 2n\cdot\frac{\lambda}{2} = n\lambda$$
где $\Delta$ — разность хода, $\lambda$ — длина волны, $n$ — целое число (0,1,2,…).
$5.$ Неверно. Массовое число $A$ равно сумме числа протонов $Z$ и нейтронов $N$:
$$A = Z + N$$
Это общее количество нуклонов в ядре, а не только нейтронов.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Сила Архимеда, действующая на тело, полностью погруженное в жидкость, прямо пропорциональна объему тела.
$2.$Теплопередача путем конвекции наблюдается в жидкостях и газах.
$3.$ При последовательном соединении резисторов напряжения на всех резисторах одинаковы.
$4.$ Вследствие интерференции электромагнитных волн происходит перераспределение энергии в пространстве: энергия концентрируется в максимумах и не поступает в минимумы интерференции.
$5.$ Заряды атомных ядер изотопов химического элемента различны, но массы их одинаковы.
$1.$ Верно. Сила Архимеда определяется формулой:
$$F_A = \rho_{ж}gV_{т}$$
где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $V_{т}$ — объем погруженного тела. Действительно, сила Архимеда прямо пропорциональна объему тела.
$2.$ Верно. Конвекция — вид теплопередачи, возможный только в жидкостях и газах, где есть возможность перемещения масс вещества. Уравнение теплопередачи:
$$Q = cm\Delta T$$
где $c$ — удельная теплоемкость, $m$ — масса вещества, $\Delta T$ — изменение температуры.
$3.$ Неверно. При последовательном соединении:
— Сила тока $I$ одинакова на всех резисторах
— Напряжения различны и распределяются согласно закону Ома:
$$U_i = IR_i$$
где $R_i$ — сопротивление i-го резистора
— Общее напряжение: $U = U_1 + U_2 + … + U_n$
$4.$ Верно. Условия интерференции:
— Максимум: $\Delta = n\lambda$
— Минимум: $\Delta = (2n+1)\frac{\lambda}{2}$
где $\Delta$ — разность хода, $\lambda$ — длина волны. Энергия действительно перераспределяется, но не исчезает в минимумах (принцип сохранения энергии).
$5.$ Неверно. Изотопы характеризуются:
— Одинаковым зарядом ядра $Z$ (число протонов)
— Разной массой $A$ (разное число нейтронов $N = A — Z$)
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При переходе звуковой волны из воздуха в воду частота меняется.
$2.$ Количество теплоты, необходимое для нагрева тела, зависит от его массы.
$3.$ Процесс конденсации пара сопровождается поглощением энергии.
$4.$ Температура плавления зависит от массы тела.
$5.$ Давление столба жидкости прямо пропорционально плотности жидкости.
$1.$ Неверно. Частота звуковой волны при переходе между средами сохраняется. Меняются только скорость распространения и длина волны согласно соотношению:
$$v = \lambda f$$
где $v$ — скорость звука, $\lambda$ — длина волны, $f$ — частота (остается постоянной).
$2.$ Верно. Количество теплоты для нагрева рассчитывается по формуле:
$$Q = cm\Delta T$$
где $c$ — удельная теплоемкость, $m$ — масса тела, $\Delta T$ — изменение температуры. Действительно зависит от массы.
$3.$ Неверно. Конденсация пара — процесс, сопровождающийся выделением теплоты (обратный процессу испарения). Количество теплоты:
$$Q = Lm$$
где $L$ — удельная теплота парообразования.
$4.$ Неверно. Температура плавления — интенсивная величина, не зависящая от массы тела. Она определяется только:
— Природой вещества
— Внешним давлением (по уравнению Клапейрона-Клаузиуса)
$5.$ Верно. Гидростатическое давление столба жидкости:
$$p = \rho gh$$
где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота столба. Прямо пропорционально плотности.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Единственным носителем отрицательного заряда является электрон.
$2.$ Электромагнитные волны переносят энергию без переноса вещества.
$3.$ При плавлении тела его внутренняя энергия уменьшается.
$4.$ Коротким замыканием называется сила тока, при которой сопротивление внешней цепи стремится к $0.$
$5.$ Масса ядра меньше массы, составляющих его нуклонов.
$1.$ Неверно. Носителями отрицательного заряда могут быть:
— Электроны ($e^-$)
— Отрицательные ионы ($A^-$)
Например, в электролитах ток создается движением ионов.
$2.$ Верно. Электромагнитные волны описываются уравнениями Максвелла:
$$\nabla \times \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t}$$
$$\nabla \times \vec{H} = \vec{j} + \frac{\partial \vec{D}}{\partial t}$$
Переносят энергию через вектор Пойнтинга $\vec{S} = \vec{E} \times \vec{H}$, но не переносят вещество.
$3.$ Неверно. При плавлении:
— Температура остается постоянной
— Внутренняя энергия увеличивается на величину:
$$Q = \lambda m$$
где $\lambda$ — удельная теплота плавления, $m$ — масса вещества.
$4.$ Неверно. Короткое замыкание — это состояние цепи, когда:
$$R_{внеш} \rightarrow 0$$
что приводит к резкому возрастанию тока по закону Ома:
$$I_{кз} = \frac{\mathcal{E}}{r}$$
где $\mathcal{E}$ — ЭДС источника, $r$ — внутреннее сопротивление.
$5.$ Верно. Дефект массы ядра:
$$\Delta m = Zm_p + Nm_n — m_{ядра}$$
где $Z$ — число протонов, $N$ — число нейтронов, $m_p$ и $m_n$ — массы нуклонов. Энергия связи:
$$E_{св} = \Delta m c^2$$
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При резонансе в механических колебаниях амплитуда установившихся вынужденных колебаний резко увеличивается.
$2.$ Конденсацией называют процесс перехода твердого вещества в газообразное, минуя жидкую фазу.
$3.$ При электрическом разряде в газе перенос заряда может осуществляться с помощью положительно заряженных ионов.
$4.$ Разноименные полюса постоянных магнитов отталкиваются друг от друга.
$5.$ В ядерных реакторах для получения энергии используются экзотермические реакции распада тяжелых элементов.
$1.$ Верно. Резонанс описывается уравнением:
$$A = \frac{F_0/m}{\sqrt{(\omega_0^2 — \omega^2)^2 + 4\beta^2\omega^2}}$$
где $A$ — амплитуда, $F_0$ — амплитуда вынуждающей силы, $\omega_0$ — собственная частота, $\omega$ — частота вынуждающей силы, $\beta$ — коэффициент затухания. При $\omega = \omega_0$ амплитуда максимальна.
$2.$ Неверно. Конденсация — переход из газообразного состояния в жидкое. Процесс перехода твердого вещества в газ называется сублимацией.
$3.$ Верно. В газовом разряде носителями заряда могут быть:
— Электроны ($e^-$)
— Положительные ионы ($A^+$)
— Отрицательные ионы ($A^-$)
$4.$ Неверно. Магнитные полюса взаимодействуют по закону:
— Разноименные полюса ($N-S$) притягиваются
— Одноименные полюса ($N-N$, $S-S$) отталкиваются
$5.$ Верно. В ядерных реакторах используются реакции деления тяжелых ядер (например, $^{235}U$), которые сопровождаются выделением энергии:
$$^{235}U + n \rightarrow ^{141}Ba + ^{92}Kr + 3n + 200\ MeV$$
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Громкость звука зависит от частоты колебаний.
$2.$ При бета-распаде продуктами распада являются ион и альфа-частица.
$3.$ Центростремительное ускорение максимально в состоянии равновесия математического маятника.
$4.$ Геометрическая сумма импульсов для замкнутой системы тел остается неизменной при любых движениях и взаимодействиях этих тел.
$5.$ Через два периода полураспада остается половина от большего числа частиц.
$1.$ Неверно. Громкость звука определяется:
— Амплитудой колебаний (интенсивностью звука)
— Чувствительностью человеческого уха (зависит от частоты, но сама громкость определяется амплитудой)
$2.$ Неверно. Бета-распад бывает трех видов:
— β⁻-распад: $n \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}e$
— β⁺-распад: $p \rightarrow n + e^+ + \nu_e$
— Электронный захват: $p + e^- \rightarrow n + \nu_e$
Альфа-частицы ($^4He^{2+}$) не являются продуктами бета-распада.
$3.$ Верно. Для математического маятника длиной $l$ центростремительное ускорение в нижней точке:
$$a_n = \frac{v^2}{l} = \frac{2gh}{l}$$
где $v$ — скорость в нижней точке, $h$ — высота подъема. Максимально в положении равновесия.
$4.$ Верно. Это формулировка закона сохранения импульса:
$$\sum \vec{p}_i = const$$
Справедлив для замкнутых систем.¨C16C¨C17C$5.$ Неверно. Закон радиоактивного распада:¨C18C $$N = N_0 \cdot 2^{-t/T{1/2}}$$
Для $t = 2T_{1/2}$: $N = N_0/4$ (остается четверть исходного количества).
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При изохорном процессе и постоянном количестве вещества давление увеличивается пропорционально температуре.
$2.$ При бета-распаде выполняется закон сохранения заряда, но не выполняется закон сохранения импульса.
$3.$ При переходе света из воздуха в оптически более плотную среду угол падения меньше угла преломления.
$4.$ Разноименные точечные электрические заряды притягиваются друг к другу.
$5.$ Термоядерная реакция — это реакция между тяжелыми ядрами.
$1.$ Верно. Закон Шарля для изохорного процесса:
$$ \frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2} = const $$
где $p$ — давление, $T$ — абсолютная температура. Давление действительно прямо пропорционально температуре.
$2.$ Неверно. При бета-распаде:
— Сохраняется электрический заряд
— Сохраняется импульс (учитывается импульс нейтрино)
Пример β⁻-распада:
$$ n \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e $$
$3.$ Неверно. Закон преломления Снеллиуса:
$$ n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2 $$
где $n_1 = 1$ (воздух), $n_2 > 1$ (оптически более плотная среда). Следовательно:
$$ \theta_1 > \theta_2 $$
$4.$ Верно. Закон Кулона:
$$ \vec{F} = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \hat{r} $$
Разноименные заряды ($q_1 q_2 < 0$) действительно притягиваются.
$5.$ Неверно. Термоядерные реакции — это синтез легких ядер, например:
$$ ^2H + ^3H \rightarrow ^4He + n + 17.6 \text{МэВ} $$
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При прохождении математическим маятником положения равновесия центростремительное ускорение его груза максимально.
$2.$ Удельная теплоемкость вещества показывает, какое количество теплоты необходимо сообщить $1\ кг$ вещества для его плавления.
$3.$ При помещении проводника в электростатическое поле наблюдается явление электростатической индукции.
$4.$ При преломлении света, падающего из среды с меньшим показателем преломления в среду с большим показателем преломления, угол падения меньше угла преломления.
$5.$ При $β$-распаде ядра выполняются законы сохранения энергии и электрического заряда, но не выполняется закон сохранения импульса.
$1.$ Верно. Для математического маятника длиной $l$ центростремительное ускорение в нижней точке:
$$a_n = \frac{v_{max}^2}{l} = \frac{2gh}{l}$$
где $v_{max}$ — максимальная скорость в положении равновесия, $h$ — высота подъема. Действительно достигает максимума в этой точке.
$2.$ Неверно. Удельная теплоемкость $c$ определяется по формуле:
$$Q = cm\Delta T$$
где $\Delta T$ — изменение температуры. Для плавления используется удельная теплота плавления $\lambda$:
$$Q_{пл} = \lambda m$$
$3.$ Верно. Электростатическая индукция описывается перераспределением зарядов в проводнике под действием внешнего поля $\vec{E}$ до достижения равновесия, когда поле внутри проводника становится нулевым:
$$\vec{E}{внутр} = 0$$
$4.$ Неверно. Закон Снеллиуса для преломления:
$$n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$$
При $n_1 < n_2$ (переход в оптически более плотную среду) выполняется $\theta_1 > \theta_2$.
$5.$ Неверно. При β-распаде выполняются все законы сохранения:
— Энергии: $E{исх} = E_{кон} + E_{нейтрино}$
— Импульса: $\vec{p}{исх} = \vec{p}{кон} + \vec{p}{нейтрино}$
— Заряда: $Z{исх} = Z_{кон} \pm 1$ (для β∓-распада)
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При вынужденных механических колебаниях в колебательной системе резонанс возникает в том случае, если собственная частота колебаний системы совпадает с частотой изменения внешней силы.
$2.$ В процессе изохорного нагревания постоянной массы газа давление газа уменьшается.
$3.$ Поверхность проводника, находящегося в электростатическом поле, является эквипотенциальной.
$4.$ При прохождении монохроматической световой волны через границу раздела двух оптически прозрачных сред с разными показателями преломления изменяются скорость волны и длина волны, а ее частота остается неизменной.
$5.$ При $β$-распаде ядра выполняются законы сохранения энергии и электрического заряда, но не выполняется закон сохранения импульса.
$1.$ Верно. Условие резонанса описывается равенством:
$$ \omega_0 = \omega $$ где $\omega_0$ — собственная частота системы, $\omega$ — частота вынуждающей силы. Амплитуда колебаний при резонансе достигает максимума:
$$ A_{рез} = \frac{F_0}{2m\beta\omega_0} $$
$2.$ Неверно. Закон Шарля для изохорного процесса:
$$ \frac{p}{T} = const $$
При нагревании ($T \uparrow$) давление увеличивается ($p \uparrow$).
$3.$ Верно. В электростатике поверхность проводника — эквипотенциальна:
$$ \phi = const $$ $$ \vec{E} \perp \text{поверхности} $$
$4.$ Верно. При переходе между средами:
— Частота $\nu$ сохраняется
— Скорость изменяется: $v = \frac{c}{n}$
— Длина волны изменяется: $\lambda = \frac{\lambda_0}{n}$
где $n$ — показатель преломления.
$5.$ Неверно. При β-распаде сохраняются:
— Энергия (учитывается энергия нейтрино)
— Импульс (учитывается импульс нейтрино)
— Электрический заряд
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При прямолинейном движении работа постоянной силы, приложенной к телу, прямо пропорциональна модулю перемещения данного тела.
$2.$ Относительная влажность водяного пара обычно не может быть больше $100\%.$
$3.$ При коротком замыкании идеальный амперметр, подключенный в цепь, покажет силу тока, равную нулю.
$4.$ При увеличении магнитной индукции B внешнего магнитного поля протон в нем начинает вращаться по окружности большего радиуса.
$5.$ При поглощении фотона электрон в атоме переходит на более высокий энергетический уровень.
$1.$ Верно. Работа силы вычисляется по формуле:
$$A = \vec{F} \cdot \vec{s} = Fs\cos\alpha$$
При постоянной силе и прямолинейном движении работа действительно пропорциональна модулю перемещения $s$.
$2.$ Верно. Относительная влажность определяется как:
$$\varphi = \frac{p}{p_{нас}} \times 100\%$$ где $p$ — парциальное давление пара, $p_{нас}$ — давление насыщенного пара. В обычных условиях $\varphi \leq 100\%$ (хотя в специальных условиях возможны перенасыщенные состояния).
$3.$ Неверно. Ток короткого замыкания определяется по формуле:
$$I_{кз} = \frac{\mathcal{E}}{r}$$ где $\mathcal{E}$ — ЭДС источника, $r$ — внутреннее сопротивление. Идеальный амперметр покажет это значение тока.
$4.$ Неверно. Радиус траектории заряженной частицы в магнитном поле:
$$r = \frac{mv}{qB}$$ При увеличении $B$ радиус $r$ уменьшается.
$5.$ Верно. Условие перехода электрона:
$$h\nu = E_n -E_k$$ где $E_n > E_k$ — энергии верхнего и нижнего уровней соответственно.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ Если частица движется по окружности, то ее перемещение за один полный оборот равно нулю.
$2.$ Средняя скорость движения броуновской частицы в газе не зависит от температуры газа, но зависит от массы самой частицы.
$3.$ Разноименно заряженные частицы притягиваются друг к другу.
$4.$ При увеличении индукции магнитного поля при постоянной скорости движения заряженной частицы радиус ее вращения увеличивается.
$5.$ При переходе электрона на более высокие энергетические уровни, атом испускает фотон.
$1.$ Верно. Перемещение определяется как разность конечного и начального положения:
$$\Delta\vec{r} = \vec{r}{кон} -\vec{r}{нач} = 0$$ так как после полного оборота частица возвращается в исходную точку. При этом пройденный путь равен длине окружности $2\pi R$.
$2.$ Неверно. Средняя скорость броуновской частицы описывается распределением Максвелла:
$$\langle v \rangle = \sqrt{\frac{8kT}{\pi m}}$$ где $k$ — постоянная Больцмана, $T$ — температура, $m$ — масса частицы. Скорость зависит как от температуры, так и от массы.
$3.$ Верно. Закон Кулона для взаимодействия зарядов: $$\vec{F} = k\frac{q_1q_2}{r^2}\hat{r}$$ При $q_1q_2 < 0$ (разноименные заряды) сила является силой притяжения.
$4.$ Неверно. Радиус орбиты заряженной частицы в магнитном поле: $$r = \frac{mv}{qB}$$ где $m$ — масса частицы, $v$ — скорость, $q$ — заряд, $B$ — индукция магнитного поля. При увеличении $B$ радиус $r$ уменьшается.
$5.$ Неверно. При переходе электрона:
— На более высокий уровень ($E_n > E_k$) — поглощается фотон: $h\nu = E_n -E_k$
— На более низкий уровень — испускается фотон.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ При равномерном прямолинейном движении за любые равные промежутки времени тело совершает одинаковые перемещения.
$2. $В процессе изохорного нагревания постоянной массы газа он совершает положительную работу.
$3.$ В цепи постоянного тока при последовательном соединении резисторов чем больше сопротивление резистора, тем меньше напряжение на нем.
$4.$ Скорость распространения инфракрасного излучения в вакууме равна скорости света в вакууме.
$5.$ Периодом полураспада называют промежуток времени, в течение которого распадается половина исходно большого числа атомов данного радиоактивного элемента.
$1.$ Верно. Для равномерного прямолинейного движения: $$\Delta \vec{r} = \vec{v} \cdot \Delta t$$ При постоянной скорости $\vec{v}$ и равных $\Delta t$ перемещения $\Delta \vec{r}$ одинаковы.
$2.$ Неверно. При изохорном процессе ($V = const$): $$A = p\Delta V = 0$$ Так как $\Delta V = 0$, работа не совершается, несмотря на изменение температуры.
$3.$ Неверно. Для последовательного соединения:
— Сила тока $I$ одинакова на всех резисторах
— Напряжение на каждом резисторе: $U_i = IR_i$
Следовательно, чем больше $R_i$, тем больше $U_i$.
$4.$ Верно. Все электромагнитные волны (включая ИК-излучение) распространяются в вакууме со скоростью: $$c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}} \approx 3 \cdot 10^8 \text{м/с}$$
$5.$ Верно. Закон радиоактивного распада: $$N(t) = N_0 \cdot 2^{-t/T_{1/2}}$$ где $T_{1/2}$ — период полураспада, при $t = T_{1/2}$: $N = N_0/2$.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и процессах.
$1.$ Если подбросить тело вертикально вверх, то при отсутствии сопротивления воздуха траекторией тела будет являться парабола.
$2.$ В изохорном процессе отношение давления к температуре неизменно.
$3.$ Напряженность поля точечного заряда обратно пропорциональна квадрату расстояния до заряда.
$4.$ Если разность хода волн равна целому числу волн, то в точке наложения этих волн образуется интерференционный минимум.
$5.$ Согласно планетарной модели атома Э. Резерфорда количество нейтронов в нейтральном атоме равно количеству электронов на внешнем уровне.
$1.$ Неверно. При вертикальном броске (без начальной горизонтальной скорости) траектория — прямая линия. Уравнение движения: $$y(t) = v_0t -\frac{gt^2}{2}$$ где $v_0$ — начальная скорость, $g$ — ускорение свободного падения.
$2.$ Верно. Закон Шарля для изохорного процесса: $$\frac{p}{T} = const$$ где $p$ — давление, $T$ — абсолютная температура.
$3.$ Верно. Напряженность поля точечного заряда $q$: $$E = k\frac{q}{r^2}$$ где $k$ — коэффициент пропорциональности, $r$ — расстояние до заряда.
$4.$ Неверно. Условия интерференции:
— Максимум: $\Delta = n\lambda$ (целое число длин волн)
— Минимум: $\Delta = (n + \frac{1}{2})\lambda$
$5.$ Неверно. В модели Резерфорда:
— Число протонов = числу электронов (в нейтральном атоме)
— Число нейтронов = массовое число — число протонов
— Электроны распределены по орбитам, но не обязательно только на внешнем уровне.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
$1.$ В ИСО изменение импульса тела равно импульсу равнодействующей сил.
$2.$ Явление конвекции может наблюдаться как в жидкостях, так и в газах.
$3.$ Величина напряженности равна отношению силы к величине пробного заряда.
$4.$ В ходе электромагнитных колебаний в колебательном контуре энергия магнитного и электрического полей достигают своего максимального значения в одни и те же моменты времени.
$5.$ При альфа-распаде одним из продуктов распада является электрон.
$1.$ Верно. Теорема об изменении импульса: $$\Delta\vec{p} = \vec{F}\Delta t$$ где $\vec{F}$ — равнодействующая сила, $\Delta t$ — время действия силы.
$2.$ Верно. Конвекция — перенос тепла движением вещества. Возможна в:
— Жидкостях (например, нагревание воды)
— Газах (например, атмосферные явления)
$3.$ Верно. Напряженность электрического поля: $$\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q}$$ где $\vec{F}$ — сила, действующая на пробный заряд $q$.
$4.$ Неверно. В колебательном контуре происходит периодическое преобразование энергии: $$W_{магн}^{max} = \frac{LI^2}{2}$$ $$W_{эл}^{max} = \frac{CU^2}{2}$$ Максимумы достигаются в разные моменты времени (сдвиг по фазе π/2).
$5.$ Неверно. Альфа-распад: $$^{A}{Z}X \rightarrow ^{A-4}{Z-2}Y + ^4_2He$$ Продукты: дочернее ядро и $α$-частица (ядро гелия), электроны не образуются.