Задания 22. Применение информации из текста 1. Задание 22 № 50 Может ли расплавиться кусок олова в столбе дугового разряда? Ответ поясните. Решение. Ответ: да, сможет. Объяснение: при дуговом газовом разряде столб газов или паров, через которые идёт разряд, имеет высокую температуру — до 6 000−7 000 °С. Это намного больше температуры плавления олова, которое является легкоплавким металлом. При этом дуговой разряд имеет не импульсный характер и его можно поддерживать достаточно долгое время, чтобы кусок олова успел расплавиться. 2. Задание 22 № 77 Можно ли, используя спектр звуковых колебаний, отличить один гласный звук от другого? Ответ поясните. Решение. Ответ: можно. Объяснение: гласные звуки характеризуются наличием в их спектрах областей обертонов с большой амплитудой, причём эти области лежат для каждой гласной всегда на одних и тех же частотах независимо от высоты пропетого гласного звука. Каждый конкретный гласный звук характеризуется уникальным, только ему присущем, набором обертонов и их амплитуд. По наличию или отсутствию этих обертонов можно отличить один гласный звук от другого. 3. Задание 22 № 104 В магнитное поле спектрографа влетели с одинаковой скоростью две заряженные частицы. Какая из частиц (1 или 2) имеет положительный заряд? Ответ поясните. Решение. Ответ: частица 1 имеет положительный электрический заряд. Объяснение: на заряженные частицы, влетевшие в магнитное поле масс-спектрографа, действует сила Лоренца, которая изменяет направление движения частицы. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки. Изменение направления движения для частицы 1 соответствует случаю, когда частица имеет положительный заряд. 4. Задание 22 № 131 Нужно ли металлическую пластину термометра, используемого в спектрографе, покрывать слоем сажи? Ответ поясните. Решение. Ответ: нужно. Объяснение: слой сажи наносится для обеспечения полного поглощения пластиной падающего на неё электромагнитного излучения. Непрозрачные тела чёрного цвета поглощают всё падающее на них электромагнитное излучение. 5. Задание 22 № 158 Можно ли утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните. Решение. Ответ: нельзя утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где можно наблюдать полярные сияния. Объяснение: если планета имеет собственное магнитное поле и атмосферу, то вероятность возникновения полярных сияний очень велика. 6. Задание 22 № 185 Во что лучше поместить ёмкость с мороженым при его приготовлении для наилучшего охлаждения: в чистый лёд или смесь льда и соли? Ответ поясните. Решение. Как следует из текста, растворение большинства кристаллических веществ — эндотермическая реакция, т. е. такая, которая требует определённое количество теплоты для протекания. Таким образом, для наилучшего охлаждения стоит использовать смесь льда и соли. 7. Задание 22 № 212 Какую окраску имеют гало при преломлении белого света в кристалликах льда? Ответ поясните. Решение. Ответ: гало имеют радужную окраску. Объяснение: свет, преломляемый кристаллами льда, разлагается в спектр, из за явления дисперсии. В состав белого света входит электромагнитное излучение различных частот, поэтому окраска гало будет радужной. 8. Задание 22 № 239 Может ли произойти разряд (молния) между двумя одинаковыми шарами, несущими равный одноимённый заряд? Ответ поясните. Решение. Ответ: нет. Объяснение: не может, поскольку заряд шаров одинаковый, как и их форма, необходимой для разряда разности потенциалов не возникнет. 9. Задание 22 № 266 Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните. Решение. Ответ: можно. Объяснение: необходимо подобрать такую жидкость, которая смачивает пустую породу, но не смачивает крупинки руды и не растворяется в воде. Тогда пузырьки воздуха будут прилипать к крупицам пустой породы и вместе с ними подниматься вверх. 10. Задание 22 № 293 На глубине 200 м ниже уровня моря вода содержит примерно 1,5% растворенного в ней воздуха. Возможно ли извлечь воздух из воды? Ответ поясните. Решение. Ответ: возможно. Объяснение: при уменьшении внешнего давления (например, при поднятии воды к поверхности) растворимость воздуха, согласно закону Генри, должна уменьшаться. Следовательно, частично воздух начнет выходить из воды. 11. Задание 22 № 320 Зависят ли радиусы концентрических колец плеохроического гало от химической формулы соединения, в которое входит уран-238? Ответ поясните. Решение. Ответ: не зависят. Объяснение: естественная радиоактивность характеризует самопроизвольное превращение нестабильных ядер и одинаково протекает независимо от химического соединения, в которое входит радиоактивный элемент. Следовательно, энергии излучаемых альфа-частиц и радиусы образующихся в породе концентрических колец для разных пород, содержащих уран-238, будут одинаковыми. 12. Задание 22 № 347 Закипит ли вода, находящаяся при температуре 90 °С, если внешнее давление понижается от 105 Па до 5·104 Па? Ответ поясните. Решение. Ответ: вода закипит. Объяснение: при понижении атмосферного давления температура кипения воды понижается в соответствии с графиком, представленном на рисунке в тексте. Давлению 5·104 Па соответствует температура кипения воды 80 °С. Вода при температуре 90 °С начнет кипеть еще при большем давлении. 13. Задание 22 № 374 На рисунке приведена сравнительная таблица данных для планет земной группы. На какой(-их) планете(-ах) можно наблюдать полярные сияния той же природы, что и на Земле? Ответ поясните. Решение. Ответ: только на Марсе. Объяснение: для наблюдения полярных сияний на планете необходимо выполнение двух условий: наличие атмосферы и наличие магнитного поля у планеты. Эти условия из планет земной группы выполняются для Марса. . Задание 22 № 428 При работе в условиях повышенного давления (например, при работе аквалангиста на глубине) ткани человека поглощают дополнительное количество азота. Быстро или медленно должны подниматься аквалангисты с глубины на поверхность воды? Ответ поясните. Решение. Ответ: медленно. Объяснение: при переходе аквалангиста с глубины на поверхность в крови начинает выделяться избыточный азот. Подъём должен быть медленным, чтоб кровь успевала вывести азот через лёгкие и в крови не образовывались пузырьки азота. 14. Задание 22 № 482 Можно ли наблюдать туман, если известно, что температура и давление воздуха не изменились? Ответ поясните. Решение. Ответ: возможно. Объяснение: туман можно наблюдать, если прошло активное испарение воды (например, после дождя) и водяной пар, содержащийся в воздухе, стал пересыщенным. 15. Задание 22 № 509 Где (сверху или сбоку от картины) лучше поместить светильник для освещения картины, покрытой лаком? Ответ поясните. . Решение. Ответ: сверху. Объяснение: если поместить светильник сбоку, то угол обзора картины уменьшится: при рассмотрении картины со стороны, противоположной расположению светильника, из-за зеркального отражения света появятся блики. ?. Задание 22 № 536 Согласно современным представлениям, полярные сияния на других планетах Солнечной системы могут иметь такую же природу, что и полярные сияния на Земле. На какой планете (каких планетах) из представленных в таблице можно наблюдать полярные сияния? Ответ поясните. Решение. Ответ: только на Марсе. Объяснение: для наблюдения полярных сияний, имеющих ту же природу, что и полярные сияния на Земле, необходимо наличие двух факторов: магнитного поля и атмосферы у планеты. Такое условие выполняется только для Марса. ?. Задание 22 № 563 Можно ли с помощью классической физики объяснить устойчивость ядерной модели атома, полученной экспериментально Резерфордом? Ответ поясните. Решение. Ответ: нельзя. Объяснение: согласно классической физике, электрон, движущийся ускоренно вокруг ядра, должен излучать электромагнитные волны. При этом электрон будет терять энергию и вскоре должен «упасть» на ядро. Эти выводы классической физики противоречат факту устойчивости атомных систем. ?. Задание 22 № 590 Можно ли воду, имеющую температуру 80 °С, заставить кипеть, не нагревая её? Ответ поясните. Решение. Ответ: можно. Объяснение: воду можно заставить закипеть и при температуре 80 °С, если понизить внешнее атмосферное давление до 0,5 атм. 19. Задание 22 № 617 В таблице приведены некоторые характеристики для двух планет Солнечной системы — Венеры и Марса. Для какой из планет альбедо имеет большее значение? Ответ поясните. Решение. Ответ: альбедо Венеры имеет большее значение. Объяснение: главным фактором, влияющим на альбедо планеты, является состояние её атмосферы. Так как Венера имеет очень плотную атмосферу, то доля отражённых солнечных лучей при прохождении через её атмосферу будет больше. ?. Задание 22 № 644 Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните. Решение. Ответ: можно. Объяснение: надо подобрать и добавить в воду такое вещество, которое не растворяется в воде, смачивает пустую породу и не смачивает крупинки руды. 21. Задание 22 № 671 Как меняется воспринимаемая высота тона звукового сигнала поезда при его приближении к наблюдателю? Ответ поясните. Решение. Ответ: высота тона звукового сигнала повышается. Объяснение: высота звука связана с его частотой: чем больше частота, тем выше звук. При приближении источника звука к наблюдателю длина звуковой волны уменьшается, а частота увеличивается. 22. Задание 22 № 698 В начале XX века французский ученый Поль Ланжевен изобрёл излучатель ультразвуковых волн. Заряжая грани кварцевого кристалла электричеством от генератора переменного тока высокой частоты, он установил, что кристалл совершает при этом колебания с частотой, равной частоте изменения напряжения. Какой (прямой или обратный) пьезоэлектрический эффект лежит в основе действия излучателя? Ответ поясните. Решение. Ответ: обратный пьезоэлектрический эффект. Объяснение: обратный пьезоэлектричесский эффект заключается в следующем: если на гранях кристалла создать разноимённые электричесские заряды, он либо сожмётся, либо растянется. В случае излучателя ультразвуковых волн грани кристалла заряжаются от генератора переменного тока. 23. Задание 22 № 725 Ракетный двигатель выбрасывает из сопла газы со скоростью 3 км/с относительно ракеты. Можно ли при помощи этого двигателя разогнать ракету до скорости 8 км/с относительно стартового стола? Ответ поясните. Решение. Ответ: да, можно. Объяснение: конечная скорость ракеты при заданной скорости истечения газов из сопла двигателя зависит только от массы сожжённого топлива. Поэтому при любой скорости u истечения газов ракету можно разогнать до любой скорости, в том числе и превышающей u. Для этого лишь нужно сжечь достаточную массу топлива. 24. Задание 22 № 752 При монтаже электропроводки к входным контактам УЗО правильно подключили нулевой и фазный провод. При подключении же электроприбора к выходным контактам УЗО фазный провод подключили правильно, а нулевой и заземляющий провода перепутали местами. Сработает ли УЗО после включения электроприбора? Ответ поясните. Решение. Ответ: да. Объяснение: после включения электроприбора ток начнёт течь через него по фазному и по заземляющему проводу, а по нулевому проводу ток течь не будет вовсе. В результате вокруг фазного провода создастся нескомпенсированное переменное магнитное поле, которое приведёт к возникновению в катушке ЭДС индукции, и УЗО сработает. 25. Задание 22 № 806 Водяной пар находится при температуре +20 °С и давлении ниже, чем давление в тройной точке. Можно ли при этом давлении, охлаждая пар, перевести его сразу в твёрдое состояние, минуя жидкую фазу? Ответ поясните при помощи фазовой диаграммы. Решение. Ответ: да, можно. Объяснение: процесс охлаждения пара при постоянном давлении изображается на фазовой диаграмме горизонтальным отрезком, направленным из области II влево. Из фазовой диаграммы следует, что при давлении ниже, чем давление в тройной точке, этот отрезок пересечет кривую АО, и его конечная точка будет лежать в области I, которая соответствует твёрдой фазе. ?Задание 22 № 833 Вода находится в твёрдом состоянии при температуре −20 °С и давлении выше, чем давление в тройной точке. Можно ли при этом давлении, нагревая лёд, перевести его сразу в газообразное состояние, минуя жидкую фазу? Ответ поясните при помощи фазовой диаграммы. Решение. Ответ: нет, нельзя. Объяснение: процесс нагревая льда при постоянном давлении изображается на фазовой диаграмме горизонтальным отрезком, направленным из области I вправо. Из фазовой диаграммы следует, что при давлении выше, чем давление в тройной точке, этот отрезок пересечёт кривую ОС, и его конечная точка будет лежать в области III, которая соответствует жидкой фазе. 27. Задание 22 № 860 При модернизации системы водяного отопления печь, работающую на дровах, заменили на печь, работающую на природном газе. Удельная теплота сгорания дров 107 Дж/кг, природного газа — 3,2 · 107 Дж/кг. Как нужно изменить (увеличить или уменьшить) массу топлива, сжигаемого в печи в единицу времени, для того чтобы сохранить прежнюю скорость циркуляции воды в отопительной системе? Ответ поясните. Решение. Ответ: уменьшить. Объяснение: скорость циркуляции воды в отопительной системе при прочих равных условиях определяется скоростью нагревания воды в котле. При сгорании природного газа выделяется большее количество теплоты, чем при сгорании такой же массы дров, и вода в котле нагревается быстрее. Поэтому для сохранения прежней скорости циркуляции воды в системе необходимо уменьшить массу сжигаемого в печи топлива. 28. Задание 22 № 887 В электродинамическом микрофоне, изображённом на рисунке, увеличили число витков провода в катушке. Как в результате этого изменится (увеличится или уменьшится) напряжение, подаваемое с выводов катушки на электрическую схему, к которой она подключена? Ответ поясните. Решение. Ответ: увеличится. Объяснение: напряжение, возникающее в катушке, зависит от быстроты изменения магнитного потока, пронизывающего витки катушки. Магнитный поток, в свою очередь, прямо пропорционален числу витков провода, намотанных на катушку. При увеличении числа витков провода скорость изменения магнитного потока увеличивается. Поэтому увеличится и напряжение, подаваемое с выводов катушки на электрическую схему. 29. Задание 22 № 924 Как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда внутриоблачной молнии при механизме электризации, описанном в тексте? Ответ поясните. Решение. Ответ: сверху вниз. Объяснение: согласно описанию в тексте верхняя часть облака содержит преимущественно мелкие частицы, имеющие избыточный положительный заряд. Внизу облака накапливаются крупные частицы, имеющие избыточный отрицательный заряд. За направление электрического тока принимается направление движения в электрическом поле, создаваемом током, свободной положительно заряженной частицы. 30. Задание 22 № 985 При испытаниях ионизационного дымового извещателя в первом опыте на извещатель направили струю сигаретного дыма, а во втором опыте — дым от тлеющей ветоши. Концентрация частиц дыма в обоих случаях была одинаковой. Извещатель сработал только во втором опыте. В каком опыте размер частиц дыма был меньше? Решение. Образец возможного ответа 1. В первом опыте. 2. Осаждение ионов на частицы дыма (и срабатывание извещателя) происходит тем более эффективно, чем больше суммарная площадь поверхности частиц дыма. При одинаковой концентрации частиц дыма суммарная площадь поверхности частиц больше в случае более крупных частиц. Поскольку извещатель сработал во втором опыте, то в первом опыте размер частиц дыма был меньше. ?. Задание 22 № 1012 При испытаниях ионизационного дымового извещателя в первом опыте на извещатель направили струю сигаретного дыма, а во втором опыте — дым от тлеющей ветоши. Размер частиц дыма в обоих случаях был одинаковым. Извещатель сработал только во втором опыте. В каком опыте концентрация частиц дыма была больше? Решение. 1. Во втором опыте. 2. Осаждение ионов на частицы дыма (и срабатывание извещателя) происходит тем более эффективно, чем больше суммарная площадь поверхности частиц дыма. При одинаковом размере частиц дыма суммарная площадь поверхности частиц больше в случае большей концентрации. Поскольку извещатель сработал во втором опыте, то во втором опыте концентрация частиц дыма была больше. 32. Задание 22 № 1075 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. 34. Задание 22 № 1102 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. 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. 34. Задание 22 № 1159 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. 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. ?. Задание 22 № 1186 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. Решение. 1. Короче. 2. В широких частях трубы скорость течения воздуха будет меньше, а давление в соответствии с законом Бернулли — больше. Поэтому высота столбиков жидкости в крайних трубочках окажется меньше, чем в средней. 36. Задание 22 № 1213 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. 1. Эфир. 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). ?. Задание 22 № 1240 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 спирт? Давления насыщенных паров эфира и спирта при комнатной температуре равны 60 кПа и 5,9 кПа, соответственно. Ответ поясните. Решение. 1. Эфир. 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). 38. Задание 22 № 1267 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. 1. Нет. 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. ?. Задание 22 № 1294 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. Решение. 1. Да. 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. 40. Задание 22 № 1330 На рисунке схематически изображено распространение сейсмической волны от очага землетрясения. Какой из слоёв (А или Б) имеет бόльшую плотность? Ответ обоснуйте. Решение. 1. Плотность слоя Б больше. 2. Согласно рисунку на границе областей А и Б сейсмическая волна преломляется таким образом, что угол преломления больше угла падения. Следовательно, скорость распространения волны и плотность вещества в области Б больше. 41. Задание 22 № 1394 Космонавт, находящийся на орбитальной космической станции, летающей вокруг Земли, выдавил из тюбика с космическим питанием каплю жидкости, которая начала летать по кабине станции. Какую форму примет эта капля? Ответ поясните. Решение. 1. Капля примет форму шара. 2. Все предметы на орбитальной станции находятся в состоянии невесомости, поэтому форма капли будет определяться только поверхностным натяжением. Из-за него капля будет стараться принять такую форму, при которой площадь поверхности будет минимальной, то есть форму шара. ?. Задание 22 № 1421 При проведении опыта Плато ученик наблюдал большую сферическую каплю анилина, которая плавала в сосуде с раствором соли с соответствующим образом подобранной концентрацией. Ученик досыпал на дно сосуда ещё чуть-чуть соли. При медленном растворении соли плотность раствора в разных частях сосуда стала разной — в нижней части немного бóльшей, чем в верхней. Как изменится форма капли? Ответ поясните. Решение. 1. Капля станет немного сплюснутой по вертикали. 2. В исходном состоянии действующая на каплю сила тяжести полностью уравновешивается выталкивающей силой, то есть можно считать, что капля находится в состоянии невесомости. Поэтому сферическая форма капли определяется только поверхностным натяжением. При изменении плотности раствора (если в нижней части сосуда плотность немного больше, чем в верхней) на нижнюю часть капли начинает действовать бóльшая выталкивающая сила, чем на верхнюю. Из-за этого капля сплющивается вдоль вертикали. 43. Задание 22 № 1470 Ядра дейтерия и трития имеющие одинаковую начальную энергию, влетают в камеру Вильсона. У какого из ядер длина пробега будет больше? Ответ поясните. 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. 44. Задание 22 № 1498 Какой железный сердечник будет больше нагреваться в переменном магнитном поле: сердечник, набранный из тонких изолированных пластин, или сплошной сердечник? Ответ поясните. 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. 45. Задание 22 № 1525 При помощи счётчика Гейгера–Мюллера можно регистрировать ещё и гамма-кванты, которые, попадая в стенки счётчика, выбивают из них заряженные частицы. Какие это могут быть частицы? Опишите, какие процессы далее происходят в счётчике. Что происходит при попадании в счётчик быстрой заряженной частицы? Решение. 1. Электроны. 2. Влетающие в счётчик электроны имеют большую скорость и, следовательно, большую кинетическую энергию. Этой энергии достаточно для того, чтобы, столкнувшись с молекулами газа, выбить свободные электроны, которые, ускоряясь электрическим полем, вызовут лавину — разряд в газе. 46. Задание 22 № 1552 Какой прилив является более сильным: происходящий вследствие воздействия на водную поверхность Солнца или Луны? Ответ поясните. Решение. 1. Луны. 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. ?. Задание 22 № 1585 Можно ли утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните. Решение. 1. Нельзя утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где можно наблюдать полярные сияния. 2. Если планета имеет собственное магнитное поле и атмосферу, то вероятность возникновения полярных сияний очень велика. 48. Задание 22 № 1612 Какова траектория движения в циклотроне заряженной частицы, влетающей в магнитное поле? Ответ поясните. Решение. 1. Раскручивающаяся спираль. 2. При неизменной скорости заряженная частица в магнитном поле циклотрона под действием силы Лоренца движется по окружности. При увеличении скорости радиус окружности увеличивается. Электрическое поле ускоряет частицу, соответственно, увеличивается радиус. 49. Задание 22 № 1639 Что следует сделать в модели магнитного поезда Б. Вейнберга, чтобы вагончик большей массы двигался в прежнем режиме? Ответ поясните. Решение. 1. Увеличить силу тока в электромагните. 2. Сила тяжести, действующая на вагончик, уравновешивается силой взаимодействия между магнитами, которая тем больше, чем больше сила тока в обмотках. Следовательно, чтобы уравновесить большую силу тяжести, необходимо увеличить силу тока. ?. Задание 22 № 1666 Какие частицы энтеросорбента (крупные или мелкие) окажут большее терапевтическое действие при одинаковой потребляемой массе сорбента? Ответ поясните. Решение. 1. Мелкие частицы окажут большее терапевтическое действие. 2. При одинаковой массе энтеросорбента суммарная площадь активной поверхности больше в случае мелких частиц. Следовательно, большим окажется и терапевтическое действие. ?. Задание 22 № 1702 Как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда внутриоблачной молнии при механизме электризации, описанном в тексте? Ответ поясните. Решение. 1. Сверху вниз. 2. Согласно описанию в тексте верхняя часть облака содержит преимущественно мелкие частицы, имеющие избыточный положительный заряд. Внизу облака накапливаются круп- ные частицы, имеющие избыточный отрицательный заряд. За направление электрического тока принимается направление движения в электрическом поле, создаваемом током, свободной положительно заряженной частицы. ?. Задание 22 № 1738 Как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда внутриоблачной молнии при механизме электризации, описанном в тексте? Ответ поясните. Решение. Ответ: сверху вниз. Объяснение: согласно описанию в тексте верхняя часть облака содержит преимущественно мелкие частицы, имеющие избыточный положительный заряд. Внизу облака накапливаются крупные частицы, имеющие избыточный отрицательный заряд. За направление электрического тока принимается направление движения в электрическом поле, создаваемом током, свободной положительно заряженной частицы. ?. Задание 22 № 1764 На рисунке схематически изображено распространение сейсмической волны от очага землетрясения. Какой из слоёв (А или Б) имеет бόльшую плотность? Ответ обоснуйте. Решение. 1. Плотность слоя Б больше. 2. Согласно рисунку на границе областей А и Б сейсмическая волна преломляется таким образом, что угол преломления больше угла падения. Следовательно, скорость распространения волны и плотность вещества в области Б больше. ?. Задание 22 № 1791 Космонавт, находящийся на орбитальной космической станции, летающей вокруг Земли, выдавил из тюбика с космическим питанием каплю жидкости, которая начала летать по кабине станции. Какую форму примет эта капля? Ответ поясните. Решение. 1. Капля примет форму шара. 2. Все предметы на орбитальной станции находятся в состоянии невесомости, поэтому форма капли будет определяться только поверхностным натяжением. Из-за него капля будет стараться принять такую форму, при которой площадь поверхности будет минимальной, то есть форму шара. ?. Задание 22 № 1818 При проведении опыта Плато ученик наблюдал большую сферическую каплю анилина, которая плавала в сосуде с раствором соли с соответствующим образом подобранной концентрацией. Ученик досыпал на дно сосуда ещё чуть-чуть соли. При медленном растворении соли плотность раствора в разных частях сосуда стала разной — в нижней части немного бóльшей, чем в верхней. Как изменится форма капли? Ответ поясните. Решение. 1. Капля станет немного сплюснутой по вертикали. 2. В исходном состоянии действующая на каплю сила тяжести полностью уравновешивается выталкивающей силой, то есть можно считать, что капля находится в состоянии невесомости. Поэтому сферическая форма капли определяется только поверхностным натяжением. При изменении плотности раствора (если в нижней части сосуда плотность немного больше, чем в верхней) на нижнюю часть капли начинает действовать бóльшая выталкивающая сила, чем на верхнюю. Из-за этого капля сплющивается вдоль вертикали. ?. Задание 22 № 1844 Водяной пар находится при температуре +20 °С и давлении ниже, чем давление в тройной точке. Можно ли при этом давлении, охлаждая пар, перевести его сразу в твёрдое состояние, минуя жидкую фазу? Ответ поясните при помощи фазовой диаграммы. Решение. Ответ: да, можно. Объяснение: процесс охлаждения пара при постоянном давлении изображается на фазовой диаграмме горизонтальным отрезком, направленным из области II влево. Из фазовой диаграммы следует, что при давлении ниже, чем давление в тройной точке, этот отрезок пересечет кривую АО, и его конечная точка будет лежать в области I, которая соответствует твёрдой фазе. ?Задание 22 № 1871 Вода находится в твёрдом состоянии при температуре −20 °С и давлении выше, чем давление в тройной точке. Можно ли при этом давлении, нагревая лёд, перевести его сразу в газообразное состояние, минуя жидкую фазу? Ответ поясните при помощи фазовой диаграммы. Решение. Ответ: нет, нельзя. Объяснение: процесс нагревая льда при постоянном давлении изображается на фазовой диаграмме горизонтальным отрезком, направленным из области I вправо. Из фазовой диаграммы следует, что при давлении выше, чем давление в тройной точке, этот отрезок пересечёт кривую ОС, и его конечная точка будет лежать в области III, которая соответствует жидкой фазе. ?. Задание 22 № 1898 При модернизации системы водяного отопления печь, работающую на дровах, заменили на печь, работающую на природном газе. Удельная теплота сгорания дров 107 Дж/кг, природного газа — 3,2 · 107 Дж/кг. Как нужно изменить (увеличить или уменьшить) массу топлива, сжигаемого в печи в единицу времени, для того чтобы сохранить прежнюю скорость циркуляции воды в отопительной системе? Ответ поясните. Решение. Ответ: уменьшить. Объяснение: скорость циркуляции воды в отопительной системе при прочих равных условиях определяется скоростью нагревания воды в котле. При сгорании природного газа выделяется большее количество теплоты, чем при сгорании такой же массы дров, и вода в котле нагревается быстрее. Поэтому для сохранения прежней скорости циркуляции воды в системе необходимо уменьшить массу сжигаемого в печи топлива. ?. Задание 22 № 1925 В электродинамическом микрофоне, изображённом на рисунке, увеличили число витков провода в катушке. Как в результате этого изменится (увеличится или уменьшится) напряжение, подаваемое с выводов катушки на электрическую схему, к которой она подключена? Ответ поясните. Решение. Ответ: увеличится. Объяснение: напряжение, возникающее в катушке, зависит от быстроты изменения магнитного потока, пронизывающего витки катушки. Магнитный поток, в свою очередь, прямо пропорционален числу витков провода, намотанных на катушку. При увеличении числа витков провода скорость изменения магнитного потока увеличивается. Поэтому увеличится и напряжение, подаваемое с выводов катушки на электрическую схему. ?. Задание 22 № 1952 При испытаниях ионизационного дымового извещателя в первом опыте на извещатель направили струю сигаретного дыма, а во втором опыте — дым от тлеющей ветоши. Концентрация частиц дыма в обоих случаях была одинаковой. Извещатель сработал только во втором опыте. В каком опыте размер частиц дыма был меньше? Решение. Образец возможного ответа 1. В первом опыте. 2. Осаждение ионов на частицы дыма (и срабатывание извещателя) происходит тем более эффективно, чем больше суммарная площадь поверхности частиц дыма. При одинаковой концентрации частиц дыма суммарная площадь поверхности частиц больше в случае более крупных частиц. Поскольку извещатель сработал во втором опыте, то в первом опыте размер частиц дыма был меньше. ?Задание 22 № 1979 При испытаниях ионизационного дымового извещателя в первом опыте на извещатель направили струю сигаретного дыма, а во втором опыте — дым от тлеющей ветоши. Размер частиц дыма в обоих случаях был одинаковым. Извещатель сработал только во втором опыте. В каком опыте концентрация частиц дыма была больше? Решение. 1. Во втором опыте. 2. Осаждение ионов на частицы дыма (и срабатывание извещателя) происходит тем более эффективно, чем больше суммарная площадь поверхности частиц дыма. При одинаковом размере частиц дыма суммарная площадь поверхности частиц больше в случае большей концентрации. Поскольку извещатель сработал во втором опыте, то во втором опыте концентрация частиц дыма была больше. ?. Задание 22 № 2006 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. ?. Задание 22 № 2033 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. 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. ?. Задание 22 № 2060 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. 1. Нет. 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. ?. Задание 22 № 2087 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. Решение. 1. Да. 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. ?. Задание 22 № 2111 Ядра дейтерия и трития имеющие одинаковую начальную энергию, влетают в камеру Вильсона. У какого из ядер длина пробега будет больше? Ответ поясните. 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. ?. Задание 22 № 2134 Какой железный сердечник будет больше нагреваться в переменном магнитном поле: сердечник, набранный из тонких изолированных пластин, или сплошной сердечник? Ответ поясните. 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. ?Задание 22 № 2160 При помощи счётчика Гейгера–Мюллера можно регистрировать ещё и гамма-кванты, которые, попадая в стенки счётчика, выбивают из них заряженные частицы. Какие это могут быть частицы? Опишите, какие процессы далее происходят в счётчике. Что происходит при попадании в счётчик быстрой заряженной частицы? Решение. 1. Электроны. 2. Влетающие в счётчик электроны имеют большую скорость и, следовательно, большую кинетическую энергию. Этой энергии достаточно для того, чтобы, столкнувшись с молекулами газа, выбить свободные электроны, которые, ускоряясь электрическим полем, вызовут лавину — разряд в газе. ?Задание 22 № 2187 Какой прилив является более сильным: происходящий вследствие воздействия на водную поверхность Солнца или Луны? Ответ поясните. Решение. 1. Луны. 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. ?. Задание 22 № 2214 Ракетный двигатель выбрасывает из сопла газы со скоростью 3 км/с относительно ракеты. Можно ли при помощи этого двигателя разогнать ракету до скорости 8 км/с относительно стартового стола? Ответ поясните. Решение. Ответ: да, можно. Объяснение: конечная скорость ракеты при заданной скорости истечения газов из сопла двигателя зависит только от массы сожжённого топлива. Поэтому при любой скорости u истечения газов ракету можно разогнать до любой скорости, в том числе и превышающей u. Для этого лишь нужно сжечь достаточную массу топлива. ?. Задание 22 № 2240 При монтаже электропроводки к входным контактам УЗО правильно подключили нулевой и фазный провод. При подключении же электроприбора к выходным контактам УЗО фазный провод подключили правильно, а нулевой и заземляющий провода перепутали местами. Сработает ли УЗО после включения электроприбора? Ответ поясните. Решение. Ответ: да. Объяснение: после включения электроприбора ток начнёт течь через него по фазному и по заземляющему проводу, а по нулевому проводу ток течь не будет вовсе. В результате вокруг фазного провода создастся нескомпенсированное переменное магнитное поле, которое приведёт к возникновению в катушке ЭДС индукции, и УЗО сработает. ?. Задание 22 № 2267 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. 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. ?. Задание 22 № 2294 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. Решение. 1. Короче. 2. В широких частях трубы скорость течения воздуха будет меньше, а давление в соответствии с законом Бернулли — больше. Поэтому высота столбиков жидкости в крайних трубочках окажется меньше, чем в средней. ?. Задание 22 № 2321 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. 1. Эфир. 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). ?. Задание 22 № 2373 В магнитное поле спектрографа влетели с одинаковой скоростью две заряженные частицы. Какая из частиц (1 или 2) имеет положительный заряд? Ответ поясните. Решение. Ответ: частица 1 имеет положительный электрический заряд. Объяснение: на заряженные частицы, влетевшие в магнитное поле масс-спектрографа, действует сила Лоренца, которая изменяет направление движения частицы. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки. Изменение направления движения для частицы 1 соответствует случаю, когда частица имеет положительный заряд. ?. Задание 22 № 2399 Нужно ли металлическую пластину термометра, используемого в спектрографе, покрывать слоем сажи? Ответ поясните. Решение. Ответ: нужно. Объяснение: слой сажи наносится для обеспечения полного поглощения пластиной падающего на неё электромагнитного излучения. Непрозрачные тела чёрного цвета поглощают всё падающее на них электромагнитное излучение. ?. Задание 22 № 2425 Можно ли утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните. Решение. Ответ: нельзя утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где можно наблюдать полярные сияния. Объяснение: если планета имеет собственное магнитное поле и атмосферу, то вероятность возникновения полярных сияний очень велика. ?. Задание 22 № 2452 Может ли расплавиться кусок олова в столбе дугового разряда? Ответ поясните. Решение. Ответ: да, сможет. Объяснение: при дуговом газовом разряде столб газов или паров, через которые идёт разряд, имеет высокую температуру — до 6 000−7 000 °С. Это намного больше температуры плавления олова, которое является легкоплавким металлом. При этом дуговой разряд имеет не импульсный характер и его можно поддерживать достаточно долгое время, чтобы кусок олова успел расплавиться. ?. Задание 22 № 2479 Можно ли, используя спектр звуковых колебаний, отличить один гласный звук от другого? Ответ поясните. Решение. Ответ: можно. Объяснение: гласные звуки характеризуются наличием в их спектрах областей обертонов с большой амплитудой, причём эти области лежат для каждой гласной всегда на одних и тех же частотах независимо от высоты пропетого гласного звука. Каждый конкретный гласный звук характеризуется уникальным, только ему присущем, набором обертонов и их амплитуд. По наличию или отсутствию этих обертонов можно отличить один гласный звук от другого. ?. Задание 22 № 2506 Во что лучше поместить ёмкость с мороженым при его приготовлении для наилучшего охлаждения: в чистый лёд или смесь льда и соли? Ответ поясните. Решение. Как следует из текста, растворение большинства кристаллических веществ — эндотермическая реакция, т. е. такая, которая требует определённое количество теплоты для протекания. Таким образом, для наилучшего охлаждения стоит использовать смесь льда и соли. ?. Задание 22 № 2532 Какую окраску имеют гало при преломлении белого света в кристалликах льда? Ответ поясните. Решение. Ответ: гало имеют радужную окраску. Объяснение: свет, преломляемый кристаллами льда, разлагается в спектр, из за явления дисперсии. В состав белого света входит электромагнитное излучение различных частот, поэтому окраска гало будет радужной. 7. Задание 22 № 2558 Может ли произойти разряд (молния) между двумя одинаковыми шарами, несущими равный одноимённый заряд? Ответ поясните. Решение. Ответ: нет. Объяснение: не может, поскольку заряд шаров одинаковый, как и их форма, необходимой для разряда разности потенциалов не возникнет. 51. Задание 22 № 3324 Какие миражи (верхние или нижние) ещё называют озерными? Ответ поясните. Решение. Образец возможного ответа 1. Нижние. 2. Пояснение: — При нижних миражах изображение неба похоже на озеро. ИЛИ — При нижних миражах изображение предметов выглядит как отражение от поверхности озера.
