Решение контрольной работы по физике. Вариант 4

Контрольная работа по физике за 1 семестр. Вариант 4. 1. Ответ: 2) Для ртути. Сила отрыва зависит от коэффициента поверхностного натяжения жидкости. У ртути он значительно выше, чем у воды или керосина, поэтому динамометр покажет наибольшую силу. 2. Ответ: 4) Психрометр. На рисунке под номером 4 изображен психрометр (прибор с двумя термометрами), который используется для измерения относительной влажности воздуха. 3. Ответ: 3) \( qU \). Работа электрического поля по перемещению заряда определяется формулой: \[ A = qU \] 4. Ответ: 2) Деформацию сжатия. Стены здания под действием силы тяжести вышележащих конструкций испытывают деформацию сжатия. 5. Ответ: 3) Увеличится в 4 раза. Напряженность поля точечного заряда прямо пропорциональна величине заряда: \[ E = k \frac{|q|}{r^2} \] Если заряд увеличится в 4 раза, то и напряженность увеличится в 4 раза. 6. Ответ: 4) Шарики имеют заряды одного знака. На рисунке видно, что шарики отталкиваются друг от друга. Согласно законам электростатики, отталкиваются одноименно заряженные тела. 7. Ответ: 1) Спирт поднялся выше, чем вода. Высота поднятия жидкости в капилляре: \[ h = \frac{2\sigma}{\rho gr} \] Хотя плотность спирта меньше, его коэффициент поверхностного натяжения также меньше, но в данном типе задач при сравнении воды и спирта в одинаковых трубках (учитывая табличные данные) спирт часто показывает иную динамику, однако стандартный школьный ответ базируется на расчете параметров. Если \( h_{воды} = 10 \) мм, то спирт поднимется на другую высоту. Правильный расчет показывает, что спирт поднимется выше из-за значительно меньшей плотности. 8. Ответ: 2) Уменьшится в 4 раза. Энергия конденсатора через напряжение: \[ W = \frac{CU^2}{2} \] Так как энергия пропорциональна квадрату напряжения, при уменьшении \( U \) в 2 раза, энергия уменьшится в \( 2^2 = 4 \) раза. 9. Ответ: 3) 3. Давление \( p = \frac{F}{S} \). При одинаковой массе (силе \( F \)) давление тем меньше, чем больше площадь опоры \( S \). Брусок под номером 3 лежит на самой большой грани, значит, его давление на стол минимально. 10. Решение: Используем закон сохранения импульса для неупругого столкновения: \[ m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v \] Так как вторая тележка неподвижна (\( v_2 = 0 \)): \[ m_1 v_1 = (m_1 + m_2) v \] \[ v = \frac{m_1 v_1}{m_1 + m_2} \] Подставим значения: \[ v = \frac{2 \cdot 3}{2 + 4} = \frac{6}{6} = 1 \text{ м/с} \] Ответ: 1 м/с. 11. Решение: Первый закон термодинамики: \( Q = \Delta U + A \). По условию: \( A = 400 \) Дж, \( \Delta U = -100 \) Дж (уменьшилась). \[ Q = -100 + 400 = 300 \text{ Дж} \] Так как \( Q > 0 \), газ получил теплоту. Ответ: 2) получил количество теплоты 300 Дж. 12. Решение: Дано: \( S = 200 \text{ см}^2 = 0,02 \text{ м}^2 \) \( d = 5,0 \text{ мм} = 0,005 \text{ м} \) \( \varepsilon = 6,0 \) \( U = 5,0 \text{ кВ} = 5000 \text{ В} \) \( \varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} \text{ Ф/м} \) Найти: \( q \) — ? 1) Емкость плоского конденсатора: \[ C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d} \] 2) Заряд конденсатора: \[ q = CU = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S U}{d} \] Подставим числа: \[ q = \frac{6 \cdot 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot 0,02 \cdot 5000}{0,005} \] \[ q = \frac{6 \cdot 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot 100}{0,005} = \frac{53,1 \cdot 10^{-10}}{0,005} = 1,062 \cdot 10^{-6} \text{ Кл} \] Ответ: \( q \approx 1,06 \text{ мкКл} \).