Ядро урана \(^{238}_{92}\text{U}\) претерпевает \(β⁻\)-распад. Как изменится масса ядра в результате этого процесса? \(1)\) Увеличится \(2)\) Уменьшится \(3)\) Не изменится

Массовое число \(A\) сохраняется, так как \(β⁻\)-частица (электрон) имеет пренебрежимо малую массу по сравнению с нуклонами.

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите в ответе их номера. \(1)\) Вектор скорости материальной точки всегда направлен перпендикулярно к ее траектории. \(2)\) Броуновское движение частиц в жидкости происходит и днем, и ночью. \(3)\) Заряженное тело, движущееся в инерциальной системе отсчета равноускоренно и прямолинейно, создает в пространстве постоянное магнитное поле. \(4)\) Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела сред из точки падения, лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях. \(5)\) Тепловые нейтроны вызывают деления ядер урана в некоторых типах ядерных реакторов атомных электростанций.

\(1)\) Неверно. Вектор скорости материальной точки направлен по касательной к траектории движения. \(2)\) Верно. Броуновское движение — это движение взвешенных частиц под действием хаотичных ударов молекул среды. Так как движение молекул не зависит от времени суток, броуновское движение наблюдается всегда — и днем, и ночью. \(3)\) Неверно. Заряженное тело, движущееся равноускоренно и прямолинейно, создает переменное магнитное поле, а не постоянное. \(4)\) Неверно. Закон отражения утверждает, что луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к поверхности в точке падения лежат в одной плоскости. \(5)\) Верно. Деление ядер урана в реакторах инициируется медленными (тепловыми) нейтронами.

Для измерения диаметра зубочистки в ее наиболее толстой части \(20\) зубочисток выложили в ряд на миллиметровую бумагу. Общая ширина ряда составила \(34\,\text{мм}\) с погрешностью измерения \(0.5\,\text{мм}.\) Требуется определить диаметр одной зубочистки с учетом погрешности. В ответе запишите значение и погрешность слитно без пробела.

\(1.\) Вычисляем средний диаметр одной зубочистки: \(d = \frac{D}{N} = \frac{34\,\text{мм}}{20} = 1.70\,\text{мм}\) \(2.\) Определяем погрешность диаметра одной зубочистки: \(\Delta d = \frac{\Delta D}{N} = \frac{0.5\,\text{мм}}{20} = 0.025\,\text{мм}\) \(3.\) Округляем погрешность до одной значащей цифры: \(\Delta d \approx 0.03\,\text{мм}\)

Ученики выполняли лабораторную работу по изучению теплового действия тока. В инструкции требовалось собрать электрическую цепь с нагревательным элементом, установить фиксированное напряжение на его концах и поддерживать его неизменным в течение определенного времени. Количество теплоты определяется по изменению температуры воды в калориметре. Для работы выдано: калориметр с водой, нагревательный элемент, термометр, источник постоянного напряжения, секундомер, соединительные провода. Какие два предмета из приведенного ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента? \(1.\) Амперметр. \(2.\) Вольтметр. \(3.\) Мензурка. \(4.\) Реостат. \(5.\) Ключ замыкания. В ответ запишите номера выбранного оборудования.

\(1)\) Согласно инструкции, необходимо устанавливать и поддерживать фиксированное напряжение на нагревательном элементе. \(2)\) Для измерения напряжения на нагревательном элементе необходим вольтметр. \(3)\) Для регулирования и поддержания постоянного напряжения необходим реостат. \(4)\) Амперметр не является обязательным, так как контроль силы тока не указан в условиях эксперимента. \(5)\) Мензурка и ключ замыкания не требуются для контроля и регулирования напряжения.

В герметичную банку, сделанную из очень тонкой жести и снабженную наверху завинчивающейся крышкой, налили немного воды (заполнив малую часть банки) при комнатной температуре и поставили на газовую плиту на огонь, не закрывая крышку. Через некоторое время, когда почти вся вода выкипела, банку сняли с огня, сразу же плотно завинтили крышку и облили банку холодной водой. Опишите физические явления, которые происходили на различных этапах этого опыта, а также предскажите и объясните его результат.

\(1)\) Нагрев. При помещении банки на огонь через тонкую стенку в нее передавалось тепло от горящих газов, вода в банке нагревалась и, при достижении точки кипения, интенсивно испарялась. В процессе кипения пар заполнял большой объем банки и вытеснял наружный воздух, поэтому в момент сильного кипения в банке внутри осталось в основном водяной пар, а суммарное давление внутри приблизилось к атмосферному \(p\approx 1\cdot10^5\text{ Па}\) \(2)\) Закручивание крышки и охлаждение. Когда банку сняли с огня, плотно завинтили крышку и облили холодной водой, пар, находившийся в банке, начал остывать и конденсироваться на холодных стенках. По уравнению Менделеева — Клапейрона \(pV=\nu RT\) при фиксированном объеме \(V\) и понижении абсолютной температуры \(T\) и/или при уменьшении числа молей пара \(\nu\) давление \(p\) внутри банки уменьшается. В нашем опыте основная причина резкого падения давления — конденсация пара, то есть падение \(\nu.\) \(3)\) Оценка степени падения давления. Давление насыщенных пар воды при \(100^\circ\text{C}\) близко к \(1\cdot10^5\text{ Па},\) тогда как при комнатной температуре (порядка \(20^\circ\text{C}\)) давление насыщенных пар примерно \(2.3\cdot10^3\text{ Па}.\) Поэтому при охлаждении и конденсации паров давление внутри банки может упасть примерно в \(40\) раз, и оставшееся давление внутри окажется значительно меньше наружного атмосферного. \(4)\) Механический результат. Внешнее атмосферное давление действует на внешнюю поверхность тонкой жести, внутренняя сила, поддерживающая форму банки, теперь существенно уменьшилась из-за низкого внутреннего давления. Разность давлений \(\Delta p=p_{\text{атм}}-p_{\text{внутр}}\) создает суммарную силу \(\Delta F=\Delta p\cdot S\) где \(S\) — площадь поверхности; для тонкой жести эта нагрузка превышает прочность стенок, и банка сплющивается. Таким образом, ожидаемый результат опыта: банка резко сплющится внутрь (будет сдавлена атмосферным давлением). Ответ: при нагреве вода выкипает и пар вытесняет воздух; после плотно закрытия и быстрого охлаждения пар конденсируется, число молекул пара в объеме падает, давление внутри уменьшается (по \(pV=\nu RT\)), и внешнее атмосферное давление сминает тонкую банку.