3. Стекло поглощает звук меньше, чем воздух. Однако уличный шум слышен лучше при открытых окнах. Какое явление объясняет этот факт?
1) поглощение звука в стекле
2) поглощение звука в воздухе
3) отражение звука на границе сред
4) преломление звука на границе сред
Решение:
Когда окно закрыто, стекло является преградой для звуковых волн. Звук, идущий с улицы, достигает стекла. На границе раздела сред (воздух-стекло) происходит несколько явлений:
- Отражение звука: Часть звуковой энергии отражается от поверхности стекла обратно на улицу.
- Поглощение звука: Часть звуковой энергии поглощается самим стеклом, превращаясь в тепловую энергию.
- Преломление звука: Часть звука проходит сквозь стекло, изменяя направление своего распространения (преломляется), и затем достигает воздуха в помещении.
Когда окно открыто, преграды в виде стекла нет. Звук распространяется напрямую из воздуха на улице в воздух в помещении. В этом случае нет потерь звуковой энергии на отражение и поглощение стеклом. Поэтому уличный шум слышен лучше.
Хотя все перечисленные явления (поглощение и отражение) играют роль, ключевым моментом является то, что при открытом окне устраняется барьер, который вызывает эти потери. Из предложенных вариантов, наиболее полно описывающим уменьшение звука при закрытом окне является отражение звука на границе сред, так как именно отражение является основной причиной того, что большая часть звука не проходит сквозь стекло. Поглощение также имеет место, но отражение обычно более значимо для твердых преград.
Ответ: 3) отражение звука на границе сред
4. Прочитайте текст и вставьте на место пропусков слова (словосочетания) из приведенного списка.
В открытых сообщающихся сосудах 1 и 2 находится соответственно бензин и вода. В начальный момент времени кран К закрыт.
Если открыть кран К, то (А) __________ начнет перетекать из одного сосуда в другой из-за разности давления.
Гидростатическое давление внутри жидкости зависит от ее (Б) __________, а также высоты (В) __________.
Перетекание жидкости прекратится, когда в обоих сосудах давление жидкостей (Г) __________ станет равным.
Список слов и словосочетаний:
1) вода
2) бензин
3) сосуд
4) плотность
5) масса
6) столба жидкости
7) на дно сосуда
8) на уровне ключа
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры могут повторяться.
Решение:
Рассмотрим каждое предложение:
Если открыть кран К, то (А) __________ начнет перетекать из одного сосуда в другой из-за разности давления.
На рисунке видно, что в сосуде 1 находится бензин, а в сосуде 2 – вода. Уровень воды в сосуде 2 выше, чем уровень бензина в сосуде 1. Плотность воды (\(\rho_{\text{воды}} \approx 1000 \text{ кг/м}^3\)) больше плотности бензина (\(\rho_{\text{бензина}} \approx 700 \text{ кг/м}^3\)). Гидростатическое давление \(P = \rho g h\). Давление столба воды в сосуде 2 на уровне крана К будет больше, чем давление столба бензина в сосуде 1 на том же уровне, так как высота столба воды больше, а плотность воды также больше плотности бензина. Следовательно, жидкость будет перетекать из сосуда с большим давлением в сосуд с меньшим давлением. То есть, вода начнет перетекать из сосуда 2 в сосуд 1.
Значит, (А) – 1) вода.
Гидростатическое давление внутри жидкости зависит от ее (Б) __________, а также высоты (В) __________ .
Формула для гидростатического давления: \(P = \rho g h\), где \(\rho\) – плотность жидкости, \(g\) – ускорение свободного падения, \(h\) – высота столба жидкости.
Таким образом, гидростатическое давление зависит от плотности жидкости и высоты столба жидкости.
Значит, (Б) – 4) плотность.
Значит, (В) – 6) столба жидкости.
Перетекание жидкости прекратится, когда в обоих сосудах давление жидкостей (Г) __________ станет равным.
Перетекание жидкости в сообщающихся сосудах прекращается, когда устанавливается равновесие. В случае жидкостей разной плотности, равновесие наступает, когда давления на одном и том же горизонтальном уровне становятся равными. В данном случае, это уровень, на котором находится кран К, или любой другой горизонтальный уровень, проходящий через обе жидкости. Однако, если речь идет о равновесии в сообщающихся сосудах, то обычно подразумевается равенство давлений на уровне раздела жидкостей или на уровне, где происходит сообщение. В данном контексте, наиболее логично, что перетекание прекратится, когда давления на уровне, где происходит сообщение (то есть на уровне крана), станут равными.
Значит, (Г) – 8) на уровне ключа.
Итоговая таблица:
| А | Б | В | Г |
| 1 | 4 | 6 | 8 |
5. Постоянный полосовой магнит сначала вносят в фарфоровое замкнутое кольцо (рис. 1а), затем в алюминиевое кольцо с разрезом.
(Далее текст задачи обрывается, но я могу предположить, что вопрос будет касаться индукционных токов или взаимодействия магнита с кольцами.)
Предполагаемый вопрос: Что произойдет в каждом случае и почему?
Решение (предполагаемое):
Случай 1: Постоянный полосовой магнит вносят в фарфоровое замкнутое кольцо.
Фарфор – это диэлектрик, то есть материал, который не проводит электрический ток. Когда магнит вносят в фарфоровое кольцо, магнитный поток через кольцо изменяется. Однако, поскольку фарфор не является проводником, в нем не могут возникнуть индукционные токи. Следовательно, никакого взаимодействия между магнитом и фарфоровым кольцом, связанного с электромагнитной индукцией, не произойдет. Кольцо не будет притягиваться или отталкиваться от магнита.
Случай 2: Постоянный полосовой магнит вносят в алюминиевое кольцо с разрезом.
Алюминий – это хороший проводник электрического тока. Когда магнит вносят в алюминиевое кольцо, магнитный поток через кольцо изменяется. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в проводящем кольце должен возникнуть индукционный ток. Однако, поскольку кольцо имеет разрез, электрическая цепь разомкнута. Это означает, что замкнутого контура для протекания индукционного тока нет. Следовательно, индукционный ток в кольце не возникнет, и никакого взаимодействия между магнитом и алюминиевым кольцом, связанного с электромагнитной индукцией, также не произойдет. Кольцо не будет притягиваться или отталкиваться от магнита.
Вывод:
В обоих случаях (как с фарфоровым замкнутым кольцом, так и с алюминиевым кольцом с разрезом) никакого взаимодействия, связанного с электромагнитной индукцией, не произойдет.
- В фарфоровом кольце – потому что фарфор не является проводником.
- В алюминиевом кольце с разрезом – потому что, хотя алюминий и проводник, разрез размыкает электрическую цепь, препятствуя возникновению индукционного тока.