Физика 2013 c ответами

ИПО – выпускникам
ФИЗИКА
Тест готовности к продолжению образования
Вопросы, ответы и комментарии
1.
2.
Если кастрюлю, поставленную на горячую плиту, накрыть крышкой, то скорость испарения
воды увеличится.
НЕТ
При любых условиях в жидкости есть молекулы, обладающие достаточной кинетической
энергией, чтобы покинуть жидкость, т. е. перейти в газовую фазу. Одновременно идет обратный процесс – переход молекул из газовой в жидкую фазу, который зависит от концентрации
молекул в газообразном состоянии. Разность скоростей этих переходов и определяет скорость
испарения. Накрытие кастрюли крышкой приводит к увеличению концентрации молекул в
газовой фазе, следовательно, скорость испарения может только уменьшиться.
С помощью электрического нагревателя мощностью 1 кВт, включенного в сеть с напряжением 220 В, за 5 мин. нагревают 3 кг воды на 15 °C. КПД нагревателя меньше 75%.
ДА
КПД η =
3.
4.
5.
6.
Апол mc∆T 3 ⋅ 4187 ⋅15 188415
=
=
=
= 0, 628 .
Азатр
Pt
1000 ⋅ 300 300000
В атоме кремния 14 электронов. Следовательно, ядро атома кремния содержит 14 нуклонов.
НЕТ
Ядро атома состоит из двух видов элементарных частиц протонов и нейтронов. Эти частицы
имеют название нуклоны. Число протонов в ядре равно числу электронов, а все ядра (кроме
водорода) содержат и нейтроны.
Чтобы охладиться в жаркий день, мальчик надел мокрую футболку. Охлаждение происходит за счет конденсации водяного пара.
НЕТ
Так как при испарении жидкость покидают самые быстрые молекулы, то средняя кинетическая энергия молекул и, соответственно, температура жидкости уменьшается.
Охлаждение происходит за счет испарения.
Для передачи электроэнергии на большое расстояние напряжение повышают с помощью
трансформатора до 500 кВ. Это делают для увеличения силы тока в линии электропередачи.
НЕТ
При передаче электроэнергии на большие расстояния важно минимизировать потери в подводящих проводах. Потери мощности в проводах Pпотерь = I 2 r , где I – сила тока а проводах, а
r – сопротивление проводов. Минимизировать потери мощности за счет уменьшения омического сопротивления проводов затруднительно, поэтому уменьшают силу тока путем повышения передаваемого напряжения U с помощью трансформатора, который при преобразовании практически полностью сохраняет мощность P = IU.
Две проволоки одинаковых размеров (стальная и вольфрамовая) соединены последовательно
и включены в электрическую цепь. Сила тока в вольфрамовой проволоке больше, чем в
стальной.
НЕТ
При последовательном соединении проводников сила тока одинакова во всех последовательно соединенных проводниках.
1
7.
Если период полураспада иода-131 равен 8 суток, то за 16 суток распадется три четверти
имеющихся в начальный момент ядер.
ДА
Период полураспада – промежуток времени, за который распадается половина первоначального числа атомов. Через n периодов полураспада в момент времени t = nT1/2 таких атомов
N
N
останется N = 2n0 = 40 .
Свеча высотой 10 см находится на главной оптической оси собирающей линзы с фокусным
расстоянием 30 см. Расстояние от свечи до линзы 90 см. Вывод: Линза дает действительное изображение свечи.
ДА
Действительное изображение точки А – точка А*, в которой сходятся после преломления в
линзе пучок лучей, испускаемых точкой А. Действительное изображение в собирающей линзе
получается при помещении предмета на расстоянии большем, чем фокусное расстояние.
9. Баржа массой 1000 т вышла из реки в море. Осадка баржи увеличилась.
НЕТ
Плотность соленой воды выше, чем пресной. Осадка баржи уменьшилась.
10. Автомобиль массой 1 т едет по прямой горизонтальной дороге и увеличивает скорость с
36 км/ч до 72 км/ч. Если сопротивлением движению можно пренебречь, то импульс автомобиля увеличился в 2 раза.
ДА
Импульс тела – физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость. Скорость тела увеличилась в два раза. Импульс, соответственно, тоже увеличился в два раза.
11. Два одинаковых сосуда содержат одинаковое число молекул азота. В первом сосуде средняя
квадратичная скорость молекул 400 м/с, во втором сосуде – 500 м/с. Газ можно считать
идеальным. Если сосуды соединить трубкой, средняя квадратичная скорость молекул азота
после установления равновесия будет больше 440 м/с.
ДА
Разные средние скорости однозначно определяют разные средние кинетические энергии молекул, и, следовательно, внутреннюю энергию газа. При соединении сосудов трубкой внутренняя энергия сохраняется, тогда
mv 2
mv 2
mv 2
2 N 3 = N 1 + N 2 , где N – число молекул в каждом сосуде.
2
2
2
8.
v3 =
v12 + v22
160000 + 250000
=
= 100 20,5 = 452, 76 м .
с
2
2
12. Два маленьких заряженных металлических шарика одинакового радиуса привели в соприкосновение, после чего шарики вернули в начальное положение. Если начальные заряды шариков
одноименные и различные по модулю, то сила кулоновского взаимодействия между шариками увеличится.
ДА
qq
Запишем закон Кулона F1 = k 1 2 2 . После соприкосновения и возврата в начальное положеr
2
q
F
(q + q ) 2
q +q
ние F2 = k 32 , т. к. исходя из закона сохранения заряда q3 = 1 2 , 2 = 1 2 > 1, т. к.
2
F1
4(q1q2 )
r
знаменатель всегда больше числителя: q12 + q22 + 2q1q2 − 4q1q2 = (q1 − q2 )2 > 0.
Сила взаимодействия между шариками после указанных манипуляций возрастет.
13. При аннигиляции электрона и позитрона образовались два гамма-кванта. Если считать
частицы до аннигиляции неподвижными, то в результате аннигиляции суммарная масса покоя частиц не изменилась.
НЕТ
2
Позитрон – античастица электрона. Массы покоя частиц одинаковы и отличны от нуля. Гамма-кванты не имеют массы покоя.
14. В результате радиоактивного распада ядро плутония превратилось в ядро урана 235U . Про92
изошел альфа-распад.
ДА
239
235
4
94 P → 92 U + 2 He. Образовалась альфа-частица.
15. В однородном изменяющемся магнитном поле находится неподвижная замкнутая проволочная рамка. Если вектор индукции магнитного поля перпендикулярен плоскости рамки, в рамке возникает индукционный ток.
ДА
rr
dФ
d ( BS )
Э.д.с. индукции ε = −
=−
.
dt
dt
16. Если шарик вращается на нити в вертикальной плоскости, то его импульс в любой точке
траектории направлен к центру окружности.
НЕТ
r
r
Вектор импульса или количества движения P = mv направлен так же, как и вектор скорости,
по касательной к траектории движения шарика.
17. В неподвижном замкнутом проволочном витке индукционный ток возникает под действием
кулоновских сил.
НЕТ
18. Мальчик поднял на берегу камень и бросил его в воду у берега. Затем он вошел в воду и поднял
камень со дна. Поднять камень в воде труднее, чем на берегу?
НЕТ
Поднять камень в воде мальчику легче, т. к. поднимать камень помогает Архимед.
19. Если тело массой 800 г при полном погружении вытесняет 900 см3 жидкости, то оно может плавать в керосине.
НЕТ
При указанных значениях массы и объема тело не будет плавать в керосине, плотность которого меньше, чем плотность тела.
20. Альфа-частицы представляют собой ядра атомов гелия.
ДА
21. Уменьшилась ли температура воздуха в цилиндре при быстром введении поршня в цилиндр.
НЕТ
При быстром введении поршня в цилиндр температура воздуха в цилиндре повышается, т. к.
над ним совершается работа.
22. Вертикальная закрытая трубка заполнена водой. Один из концов трубки подогревают пламенем свечи. Если трубку подогревают сверху, то теплопередача вдоль трубки происходит
вследствие теплопроводности.
ДА
23. В сообщающихся сосудах находится вода. В узком сосуде над водой находится легкий поршень. Площади сечения сосудов равны 2 см2 и 20 см2. Когда поршень опустили на 10 см, то
вода в широком сосуде поднялась на 10 см.
НЕТ
Вода – несжимаемая жидкость. Если объем воды в узком сосуде изменился на 20 см3 , то в
широком сосуде вода поднимется на 1 см.
24. Стеклянная бутылка, которую в теплой кухне достали из холодильника «запотела», т. к. на
ней произошла конденсация водяного пара.
ДА
При понижении температуры снижается «точка росы». Появление воды в жидком состоянии
и приводит к «запотеванию» внешней поверхности стекла бутылки.
3
25. Отражение настольной лампы в компакт-диске кажется радужным. Это объясняется дисперсией света.
НЕТ
Дисперсия света – зависимость скорости света в веществе от частоты. Компакт-диск –
своеобразная отражательная дифракционная решетка. Радужное отражение света от компактдиска объясняется явлением дифракции.
26. На поверхности зеркала происходит полное отражение света.
НЕТ
Полное внутреннее отражение может наблюдаться при переходе из оптически более плотной
среды в менее плотную. На границе воздух-стекло этого не может произойти.
27. Максимум освещенности наблюдается в тех точках экрана, куда две когерентные световые
волны приходят в противофазе.
НЕТ
Максимум освещенности наблюдается при сложении когерентных электромагнитных волн
приходящих со сдвигом фазы = 2mπ.
28. Проходя через стеклянную треугольную призму, световой луч отклоняется к ее основанию.
ДА
29. Если смотреть с моста на дно неглубокого водоема с прозрачной водой, то его глубина кажется меньшей, чем на самом деле. Это объясняется поляризацией света.
НЕТ
Это объясняется только преломлением света.
30. В точке N вектор напряженности электрического поля, созданного двумя зарядами направлен вверх (см. рис.).
–q
Ñ
+q
НЕТ
В результате суперпозиции Е+ и Е– результирующий вектор напряженности электрического
поля направлен влево.
4