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.

При помощи миллиамперметра измеряется ток в некоторой электрической цепи. Миллиамперметр изображен на рисунке. Чему равен ток в цепи, если погрешность прямого измерения тока составляет половину цены деления миллиамперметра? Ответ приведите в миллиамперах. В ответе запишите значение и погрешность слитно без пробела.

Закон измерения тока: показания прибора определяются с учетом цены деления и погрешности, равной половине цены деления. \(1.\) Определим цену деления миллиамперметра. Между отметками \(0\,\text{мА}\) и \(10\,\text{мА}\) находится \(5\) делений: \(\text{Цена деления} = \frac{10\,\text{мА}}{5} = 2\,\text{мА}\) \(2.\) Рассчитаем погрешность измерения: \(\Delta I = 2\,\text{мА} \cdot \frac{1}{2} = 1\,\text{мА}\) \(3.\) Определим показания миллиамперметра по положению стрелки: \(I = 14\,\text{мА}\)

Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить сопротивление резистора. Для этого, помимо резистора, школьник взял соединительные провода, реостат, ключ и аккумулятор. Какие еще два предмета из приведенного ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента? \(1)\) Лампочка \(2)\) Вольтметр \(3)\) Катушка индуктивности \(4)\) Конденсатор \(5)\) Амперметр

Для определения сопротивления резистора \(R\) воспользуемся законом Ома: \(R = \frac{U}{I}\) где \(U\) — напряжение на резисторе, \(I\) — сила тока, протекающего через резистор. Для проведения эксперимента необходимо: Вольтметр подключается параллельно резистору для измерения напряжения \(U\) на нем. Амперметр подключается последовательно в цепь для измерения силы тока \(I,\) протекающего через резистор.

В одном из двух сосудов, находящихся под подвижными поршнями, находится насыщенный водяной пар, в другом — сухой воздух. При постоянной температуре поршни начинают медленно поднимать вверх, увеличивая объем сосудов в \(2\) раза. На дне первого сосуда находится небольшое количество воды, причем к концу процесса вода испаряется не полностью. Постройте графики зависимости давления газов в сосудах от объема в этих процессах.

Сосуд с насыщенным водяным паром и водой. В сосуде находится насыщенный пар и жидкая вода. Процесс происходит при постоянной температуре \(( T = \text{const} ).\) Объем увеличивается медленно, поэтому система успевает поддерживать равновесие между паром и жидкостью. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и не зависит от объема, пока в системе присутствует жидкость. Формула: \(p_{\text{н.п.}} = f(T)\) При изотермическом расширении давление остается постоянным, так как испарение воды компенсирует увеличение объема. Сосуд с сухим воздухом. Сухой воздух можно считать идеальным газом. Процесс изотермический \(( T = \text{const} ).\) Объем увеличивается в \(2\) раза \(( V_2 = 2V_1 ).\) Для идеального газа при изотермическом процессе выполняется закон Бойля-Мариотта: \(pV = \text{const}\) При увеличении объема в \(2\) раза давление уменьшается в \(2\) раза: \(p_2 = \frac{p_1}{2}\)

Высота непрерывного падения воды самого высокого в мире водопада Анхель составляет \(807\,\text{м}.\) На сколько градусов могла бы повыситься температура падающей воды, если считать, что на ее нагревание затрачивается \(50\%\) работы, совершаемой силой тяжести? Удельная теплоемкость воды \(c = 4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{К}}.\)

При падении воды массой \(m\) с высоты \(h = 807\,\text{м}\) сила тяжести совершает работу: \(A_{\text{тяж}} = mgh\) где \(g = 10\,\frac{\text{м}}{\text{с}^2}\) — ускорение свободного падения. По условию, на нагревание воды затрачивается \(50\%\) работы силы тяжести: \(Q = 0.5 \cdot A_{\text{тяж}} = 0.5 \cdot mgh\) Для повышения температуры воды на \(\Delta T\) требуется энергия: \(Q = cm\Delta T\) Приравниваем энергию, идущую на нагрев, к необходимой энергии: \(cm\Delta T = 0.5 \cdot mgh\) Сокращаем массу \(m\) и находим: \(\Delta T = \frac{0.5 \cdot gh}{c} = \frac{gh}{2c}\) Подставляем числовые значения: \(\Delta T = \frac{10 \cdot 807}{2 \cdot 4200} = \frac{8070}{8400} \approx 0.96\,\text{К}\) Ответ: температура падающей воды повысилась бы на \(\Delta T \approx 0.96\,\text{К}.\)