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 \(N = A — Z\))

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.

Методика измерения тока: показания определяются с учетом цены деления прибора и погрешности, равной половине цены деления. \(1.\) Определим цену деления миллиамперметра. Между отметками \(0\,\text{мА}\) и \(1\,\text{мА}\) находится \(5\) делений:\(\text{Цена деления} = \frac{1\,\text{мА}}{5} = 0.2\,\text{мА}\) \(2.\) Рассчитаем погрешность измерения:\(\Delta I = 0.2\,\text{мА} \cdot \frac{1}{2} = 0.1\,\text{мА}\) \(3.\) Определим показания прибора по положению стрелки: \(I = 0.4\,\text{мА}\)

Необходимо экспериментально исследовать зависимость ускорения бруска, скользящего по шероховатой наклонной плоскости, от коэффициента трения. Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования? \(1)\) \(2)\) \(3)\)

Для исследования зависимости ускорения бруска от коэффициента трения при сохранении прочих параметров необходимо выбрать установки, в которых: Угол наклона плоскости \(\alpha\) одинаковый. Коэффициент трения \(\mu\) разный. Масса бруска \(m\) одинаковая.

Две порции одного и того же идеального газа изотермически расширяются при одинаковой температуре. Графики процессов представлены на рисунке в координатах \((p,V).\) Объясните, почему изотерма \(I\) лежит выше изотермы \(II.\) Укажите используемые физические закономерности.

Основные положения. Оба процесса являются изотермическими \(( T = \text{const} ).\) Газ один и тот же (молярная масса \(\mu\) одинакова). Температуры процессов равны \(( T_1 = T_2 ).\) Графики представлены в координатах \((p,V).\) Анализ уравнения состояния. Уравнение Менделеева-Клапейрона для изотермического процесса: \(pV = \nu RT\) где \(\nu\) — количество вещества, \(R\) — универсальная газовая постоянная. Давление выражается как: \(p = \frac{\nu RT}{V}\) Для фиксированного \(T\) давление обратно пропорционально объему и прямо пропорционально \(\nu.\) Сравнение изотерм \(I\) и \(II.\) При одинаковом объеме \(V\) давление на изотерме \(I\) больше, чем на изотерме \(II\ ( p_1 > p_2 ).\) Из уравнения состояния следует: \(\frac{\nu_1 RT}{V} > \frac{\nu_2 RT}{V} \Rightarrow \nu_1 > \nu_2\) Так как \(\nu = \frac{m}{\mu},\) то: \(m_1 > m_2\) Физические закономерности. При одинаковых температуре и объеме давление газа пропорционально количеству вещества \(( p \sim \nu ).\) Большая масса газа \(( m_1 > m_2 )\) означает большее количество вещества \(( \nu_1 > \nu_2 ),\) что приводит к более высокому давлению при том же объеме.

Деревянная линейка длиной \(l = 90\,\text{см}\) выдвинута за край стола на \(\frac{1}{4}\) своей длины. В этом положении она не опрокидывается, если на ее свободный конец поместить груз массой не более \(m_1 = 250\,\text{г}.\) Затем линейку выдвинули дальше и положили на конец груз массой \(m_2 = 125\,\text{г}.\) На сколько дополнительно можно выдвинуть линейку во втором случае, чтобы она оставалась в равновесии?

В первом случае момент силы тяжести линейки уравновешивается моментом силы тяжести груза \(m_1\) относительно края стола. Плечо силы тяжести линейки: \(d_M = \frac{l}{2}- \frac{l}{4} = \frac{l}{4} = 22.5\,\text{см}.\) Плечо силы тяжести груза: \(d_{m_1} = \frac{l}{4} = 22.5\,\text{см}.\) Условие равновесия моментов: \(M g \cdot d_M = m_1 g \cdot d_{m_1}\) где \(M\) — масса линейки. Подставляем значения: \(M \cdot 22.5 = 250 \cdot 22.5 \implies M = 250\,\text{г}\) Второй случай: линейка выдвинута на расстояние \(x\) (от края стола до конца линейки). Плечо силы тяжести груза \(m_2\): \(d_{m_2} = x.\) Плечо силы тяжести линейки: \(d_M = \frac{l}{2}- x.\) Условие равновесия: \(m_2 g \cdot x = M g \left(\frac{l}{2}- x\right)\) Сокращаем \(g\) и выражаем \(x\): \(125 \cdot x = 250 \left(45- x\right)\) \(125x = 11250- 250x\) \(375x = 11250\) \(x = 30\,\text{см}.\) В первом случае линейка была выдвинута на \(22.5\,\text{см},\) во втором — на \(30\,\text{см}.\) \(\Delta x = 30- 22.5 = 7.5\,\text{см}\) Ответ: линейку можно дополнительно выдвинуть на \(\Delta x = 7.5\,\text{см}.\)