Особенности решения качественных задач по физике, включённых в экзаменационные задания ОГЭ и ЕГЭ

Муниципальное общеобразовательное учреждение                                                                    «Клёмовская средняя общеобразовательная школа»                                                                 Серебряно-Прудского района Московской области

Выступление на тему:

«Особенности решения качественных задач по физике, включённых в экзаменационные задания ОГЭ и ЕГЭ»                           

(Выступление на РМО учителей физики)

                                                           Учитель:                                                                               Белинская О.И.

2016-2017 учебный год

       Качественные физические задачи имеют особую роль в обучении физике: с одной стороны, они позволяют понять, насколько человек понимает суть физических процессов - ведь при их решении нет необходимости (или почти нет) пользоваться сложными математическими расчётами. С другой стороны, решение таких задач требует точности формулировок, обязательного указания на основные физические процессы и описывающие их закономерности.

Качественные задачи по материалам ОГЭ

В экзаменационной работе качественная задача находится под №24.

Тренировочные задания

№1.   Камень лежит на дне сосуда, полностью погружённый в воду (см. рисунок). Изменится ли (и если изменится, то как) давление камня на дно, если в воду добавить поваренную соль? Ответ поясните.

 Решение.

Давление камня на дно можно рассчитать по следующей формуле:

где F_тяж — сила тяжести, действующая на камень, F_А — сила Архимеда, действующая на камень, S— площадь поверхности камня, которой он опирается на дно.

При добавлении соли в воду, ее плотность увеличится, следовательно увеличится и действующая на камень сила Архимеда, которая определяется по формуле:

где ρ — плотность воды, V — объем камня, g — ускорение свободного падения. Так как, объем камня и ускорение свободного падения не изменятся, а плотность воды увеличится, то сила Архимеда, действующая на камень возрастет. Сила тяжести, действующая на камень также не изменится, так как не меняется масса камня. Таким образом, разность силы тяжести и силы Архимеда станет меньше, и давление камня на дно уменьшится.

Ответ: давление камня на дно уменьшится.

№2.  Запаянную с одного конца трубку опускают открытым концом в воду на половину длины трубки (см. рисунок). Что произойдёт с уровнем зашедшей в трубку воды после того, как атмосферное давление уменьшится? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: уровень воды в трубке понизится.

Объяснение: при уменьшении атмосферного давления, согласно закону Паскаля, часть воды должна выйти из трубки, чтобы суммарное давление воздуха в трубке и столбика воды уравновешивало уменьшившееся атмосферное давление.

№3.  Что обжигает кожу сильнее: вода или водяной пар одинаковой массы при одной и той же температуре? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: водяной пар обжигает сильнее.

Объяснение: поверхность кожи при кратковременном контакте с водой получает энергию только за счёт охлаждения тонкого слоя воды в зоне контакта. Если же на кожу попадет пар, то энергия выделяется как при конденсации пара, так и при охлаждении образовавшейся на коже воды. И хотя масса образовавшейся воды может быть невелика, процесс конденсации сопровождается выделением большого количества теплоты, что и вызывает более сильный ожог.

№4. Из какой кружки — металлической или керамической — легче пить горячий чай, не обжигая губы? Объясните почему.

 Решение.

Ответ: из керамической.

Объяснение: поскольку теплопроводность металла намного больше теплопроводности керамики, кружка из керамики будет нагреваться гораздо медленнее и медленнее будет отдавать тепло губам. Из неё легче пить горячий чай.

№5.  По реке плывёт лодка с гребцом, а рядом с ней — плот. Одинаковое ли время потребуется гребцу для того, чтобы перегнать плот на 10 м, и для того, чтобы на столько же отстать от него?

  Решение.

Ответ: одинаковое.

Объяснение: относительно плота скорость лодки одинакова по течению и против течения и равна собственной скорости лодки.

№6.  Автомобиль может спуститься с горы на равнину по одной из двух дорог: по короткой достаточно прямой дороге и по длинной извилистой. Сравните работу силы тяжести в этих случаях. Ответ поясните.

  Решение.

Ответ: работа силы тяжести одинакова.

Объяснение: работа силы тяжести не зависит от формы траектории, а зависит от начального и конечного положений тела

№ 7.  Изменится ли (и если изменится, то как) выталкивающая сила, действующая на плавающий в керосине деревянный брусок, если брусок переместить из керосина в воду? Ответ поясните.                                                                                                                   Решение.

Ответ: выталкивающая сила не изменится.

Объяснение: выталкивающая сила, действующая на плавающее в жидкости тело, уравновешивает силу тяжести. Деревянный брусок, плавающий в керосине, тем более не утонет в воде, так как плотность воды больше плотности керосина. В воде и керосине выталкивающие силы уравновешивают одну и ту же силу тяжести, но при этом изменяется объём погруженной части бруска.

№ 8. Брусок плавает при полном погружении в воде. Изменится ли (и если изменится, то как) выталкивающая сила, действующая на брусок, если его переместить в керосин? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: выталкивающая сила уменьшится.

Объяснение: выталкивающая сила, действующая на брусок в воде, уравновешивает силу тяжести. Деревянный брусок, плавающий при полном погружении в воде, утонет в керосине, так как плотность керосина меньше плотности воды. В керосине выталкивающая сила будет меньше силы тяжести и, следовательно, меньше выталкивающей силы в воде.

№ 9.   Незаряженный проводящий легкий шарик висит на шелковой нити между заряженным кондуктором электрофорной машины и незаряженной проводящей пластиной. Что произойдет, если к шарику приблизить кондуктор электрофорной машины? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: шарик придет в колебательное движение.

Объяснение: при приближении к шарику кондуктора электрофорной машины в шарике возникает индуцированный заряд: одноимённый с кондуктором заряд на дальней от кондуктора стороне шарика и разноимённый — на ближней. Шарик начнёт притягиваться к кондуктору и соприкоснётся с ним. После соприкосновения шарик получит электрический заряд и оттолкнётся от кондуктора. Прикоснувшись к проводящей пластине, шарик передаст ей большую часть заряда и качнётся назад. Затем он опять коснётся кондуктора электрофорной машины, и процесс повторится.

№ 10.  Какой автомобиль — грузовой или легковой — должен иметь более сильные тормоза? Ответ поясните.

  Решение.

Ответ: более сильные тормоза должен иметь грузовой автомобиль.

Обоснование: масса грузового автомобиля больше, чем масса легкового автомобиля, следовательно, при одинаковых значениях скорости грузовой автомобиль обладает большей кинетической энергией, чем легковой, и для его остановки должна быть совершена большая работа. Соответственно, при одинаковом тормозном пути сила, вызывающая торможение, для грузового автомобиля должна быть больше, чем для легкового.

№ 11.  На белой бумаге написано красными чернилами слово. Через стекло какого цвета не удастся прочесть написанное? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: написанное красными чернилами слово не удастся прочесть через стекло красного цвета (того же цвета, что и цвет чернил).

Объяснение: красные чернила поглощают свет всех цветов, кроме красного, а красный свет отражают. Белая бумага отражает лучи всех цветов, но красное стекло поглощает весь свет, кроме красного. В глаза попадут одинаковые лучи и от чернил, и от бумаги, поэтому слово будет неразличимо.

№ 12.  Куда следует поместить лед, с помощью которого необходимо быстро охладить закрытый сосуд, полностью заполненный горячей жидкостью — положить сверху на сосуд или поставить сосуд на лед? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: необходимо поместить лед на крышку сосуда.

Обоснование: если поместить лед сверху, то охлаждение сосуда с содержимым будет идти наиболее быстро. Охлажденные верхние слои жидкости в сосуде будут опускаться, заменяясь теплой жидкостью, поднимающейся снизу, пока не охладится вся жидкость в сосуде. С другой стороны, охлажденный воздух вокруг льда также будет опускаться вниз и дополнительно охлаждать сосуд.

№ 13.  Когда на открытой волейбольной площадке стало жарко, спортсмены перешли в прохладный спортивный зал. Придется ли им подкачивать мяч или, наоборот, выпускать из мяча часть воздуха? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: мяч придется подкачивать.

Объяснение: при охлаждении мяча в зале замедлится тепловое движение молекул воздуха, следовательно, уменьшится давление внутри мяча. Чтобы восстановить прежнее давление, мяч придется подкачать.

№ 14.  Что произойдёт с осадкой корабля при переходе его из моря с солёной водой в реку с пресной водой?

 Решение.

Ответ: осадка увеличится.

Обоснование: при переходе из моря в реку выталкивающая сила, действующая на корабль, не изменяется. Выталкивающая сила прямо пропорциональна произведению плотности жидкости на объём погружённой части тела (корабля).Так как плотность пресной воды меньше, то объём погружённой части корабля (осадка) должен стать больше.

№ 15.  Из какого материала — стали или дерева — следует строить научно-исследовательские суда для изучения магнитного поля Земли? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: из дерева.

Обоснование: суда для изучения магнитного поля следует строить из немагнитных материалов. Стальные детали судна, намагничиваясь, могут своим магнитным полем помешать точным измерениям магнитного поля Земли.

№ 16.  Можно ли услышать грохот мощных процессов, происходящих на Солнце? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: нет, нельзя.

Обоснование: звуковые волны могут передаваться только в среде (газах, жидкостях, твёрдых телах) и не передаются через вакуум. Пространство между Землёй и Солнцем заполнено вакуумом.

№ 17.  Если выстрелить из мелкокалиберной винтовки в варёное яйцо, то в яйце образуется отверстие. Что произойдёт, если выстрелить в сырое яйцо? Ответ поясните.

  Решение.

Ответ: яйцо разлетится.

Объяснение: в твёрдом теле (варёное яйцо) давление передаётся по направлению действия силы, поэтому образуется отверстие. В жидкостях, согласно закону Паскаля, давление передаётся по всем направлениям.

№ 18.  Два одинаковых латунных шарика падают с одной и той же высоты. Первый шарик упал в песок и остановился, а второй, ударившись о камень, отскочил и был пойман рукой на некоторой высоте. Внутренняя энергия какого шарика изменилась на большую величину? Ответ поясните.

  Решение.

Ответ: на большую величину изменилась внутренняя энергия первого шарика.

Объяснение: первый шарик, упав на песок, остановился; следовательно, изменение его внутренней энергии равно его начальной механической энергии, поскольку вся механическая энергия превратилась во внутреннюю энергию шарика и песка. Второй шарик отскочил и поднялся на некоторую высоту; следовательно, изменение его внутренней энергии равно разности его начальной и конечной потенциальной энергии.

№ 19.  Два одинаковых термометра выставлены на солнце. Шарик одного из них закопчен, а другого — нет. Одинаковую ли температуру покажут термометры? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: термометры будут показывать разную температуру.

Объяснение: термометр, у которого шарик закопчён, покажет более высокую температуру, так как закопчённый шарик поглощает всё падающее на него излучение Солнца, а не закопчённый отражает большую часть падающего излучения.

№ 20.  Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: не обязательно. Масляная плёнка может не закрыть всю поверхность воды.

Объяснение: тонкая плёнка будет растекаться по поверхности воды только до определённых пределов, так как толщина плёнки не может быть меньше диаметра молекул масляной жидкости. Если площадь поверхности воды больше максимально возможного размера масляного пятна, то плёнка не закроет всю поверхность воды, если меньше, то закроет.

№ 21. Стакан наполовину заполнен кипятком. В каком случае вода остынет в большей степени:

1) если подождать 5 минут, а потом долить в стакан холодную воду;

2) если сразу долить холодную воду, а затем подождать 5 минут?

Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: в первом случае вода остынет в большей степени.

Объяснение: скорость охлаждения уменьшается с уменьшением разности температур нагретого тела и окружающего воздуха. Поэтому если сразу влить в горячую воду холодную, дальнейшее остывание будет проходить медленнее.

№ 22. На вертикально расположенной доске закреплена электрическая схема (см. рисунок), состоящая из источника тока, лампы, упругой стальной пластины АВ. К одному концу пластины подвесили гирю, из-за чего пластина изогнулась и разомкнула цепь. Что будет наблюдаться в электрической цепи, когда доска начнет свободно падать? Ответ поясните.  Решение.

Ответ: цепь замкнётся и лампа загорится.

Объяснение: когда доска начнёт свободно падать, то наступит состояние, близкое к состоянию невесомости. Гиря практически станет невесомой и перестанет действовать на пластину, пластина постепенно выпрямится и замкнёт цепь.

№ 23.  Лодка плавает в небольшом бассейне. Как изменится уровень воды в бассейне, если из лодки осторожно опустить в бассейн большой камень? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: уровень воды понизится.

Объяснение: камень, лежащий на дне бассейна, вытесняет воду в объёме своего тела. Для камня, плавающего в лодке, вес вытесненной воды равен весу камня в воздухе. Учитывая, что плотность камня больше плотности воды, получаем, что в этом случае объём вытесненной воды будет больше объёма камня.

№ 24.  Прямая рейка освещается солнечными лучами. При этом на вертикальной стене видна её тень. Может ли линейный размер тени быть больше, чем линейный размер рейки? Ответ поясните и проиллюстрируйте рисунком.

 Решение.

Ответ: может.

Обоснование: световые лучи распространяются прямолинейно. Поэтому рейка, тень на стене и идущие через концы рейки лучи образуют трапецию. Для того чтобы линейный размер тени был больше, чем линейный размер рейки, нужно, чтобы одна боковая сторона этой трапеции (тень) была больше другой стороны (рейки). Пример расположения рейки, световых лучей и стены, отвечающий этому требованию, показан на рисунке.

№ 25.  Может ли при каких-либо условиях двояковыпуклая стеклянная линза рассеивать падающий на неё параллельный световой пучок? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: может.

Обоснование: если показатель преломления среды, в которой находится двояковыпуклая линза, больше, чем показатель преломления материала линзы, то линза будет рассеивать падающий на неё параллельный световой пучок. Поэтому если двояковыпуклую стеклянную линзу погрузить в жидкость с показателем преломления большим, чем у стекла, то такая линза будет рассеивающей

№ 26.  Железный кубик, лежащий на гладкой горизонтальной поверхности, притягивается к северному полюсу постоянного полосового магнита, скользя по этой поверхности. Как движется кубик: равномерно, равноускоренно или с постоянно возрастающим по модулю ускорением? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: кубик движется с постоянно возрастающим по модулю ускорением.

Обоснование: так как сила притяжения со стороны полюса постоянного магнита возрастает по мере приближения железного кубика к полюсу, то согласно второму закону Ньютона ускорение кубика будет возрастать по мере его приближения к этому полюсу.

№ 27.  Железный кубик, лежащий на гладкой горизонтальной поверхности, притягивается к южному полюсу постоянного полосового магнита, скользя по этой поверхности. Как движется кубик: равномерно, равноускоренно или с постоянно возрастающим по модулю ускорением? Ответ поясните.

Решение.

Ответ: кубик движется с постоянно возрастающим по модулю ускорением.

Обоснование: так как сила притяжения со стороны полюса постоянного магнита возрастает по мере приближения железного кубика к полюсу, то согласно второму закону Ньютона ускорение кубика будет возрастать по мере его приближения к этому полюсу.

№ 28.  В двух закрытых сосудах одинакового объёма находится одинаковое количество молекул одного и того же газа. Сосуд 1 размещён в тёплом помещении, сосуд 2 — в холодном. В каком из сосудов давление газа больше? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: в сосуде 1.

Обоснование: давление газа зависит от числа соударений молекул газа о стенки сосуда в единицу времени. Число соударений молекул зависит от скорости хаотического движения молекул, которая, в свою очередь, зависит от температуры — с увеличением температуры скорость хаотичного (теплового) движения молекул газа увеличивается. Так как температура газа в тёплом помещении больше температуры газа в холодном помещении, то и скорость молекул, и давление газа в первом сосуде, размещённом в тёплом помещении, будут больше.

№ 29.  Два бруска одинаковых размеров имеют одинаковую температуру +300 °С. Удельные теплоёмкости брусков и их плотности также одинаковы. Брусок 1 имеет большую теплопроводность, чем брусок 2. Какой из этих брусков быстрее охладится на воздухе, температура которого равна +20 °С? Ответ поясните.

Решение.

Ответ: брусок 1.

Обоснование: так как массы, удельные теплоёмкости и начальные температуры брусков одинаковы, в них запасено одинаковое количество теплоты. Теплопроводность бруска 1 больше, чем теплопроводность бруска 2. Значит, брусок 1 быстрее передаёт энергию изнутри к воздуху. Следовательно, он быстрее охладится.

№ 30.  Дима рассматривает красные розы через зеленое стекло. Какого цвета будут казаться ему розы? Объясните наблюдаемое явление.

Решение.

Ответ: розы будут казаться черными.

Объяснение: их цвет зависит от света, который попадает к Диме в глаза. Красные розы поглощают все цвета, кроме красного, а красный цвет отражают. Зеленое стекло поглощает весь свет, кроме зеленого. Но зеленого цвета нет в свете, который отражают розы, – они его поглотили. К Диме в глаза через зеленое стекло не попадет никакого света от красных роз – они покажутся черными.

№ 31.  Каким пятном (темным или светлым) ночью на неосвещенной дороге кажется пешеходу лужа в свете фар приближающегося автомобиля? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: лужа кажется светлым пятном на фоне более темной дороги.

Объяснение: и лужу, и дорогу освещают только фары встречного автомобиля. От гладкой поверхности воды свет отражается зеркально, то есть вперед, и попадает в глаза пешеходу. Поэтому лужа будет казаться ярким пятном. От шероховатой поверхности дороги свет рассеивается и в меньшей степени попадает в глаза пешеходу.

№ 32.  Алюминиевый и стальной шары имеют одинаковую массу. Какой из них легче поднять в воде? Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: алюминиевый шар поднять легче.

Объяснение: легче поднять тот шар, на который действует большая сила Архимеда. Плотность стали больше плотности алюминия, следовательно, при равной массе объем алюминиевого шара больше. Сила Архимеда прямо пропорциональна объему погруженного тела, поэтому на алюминиевый шар будет действовать большая сила Архимеда.

№ 33.  Один из двух одинаковых сплошных деревянных брусков плавает в воде, другой — в керосине. Сравните выталкивающие силы, действующие на бруски. Ответ поясните.

Решение.

Ответ: выталкивающие силы одинаковы.

Объяснение: выталкивающая сила, действующая на тело, плавающее в жидкости, уравновешивает силу тяжести. Поскольку в обеих жидкостях (в воде и керосине) бруски плавают, то выталкивающие силы, уравновешивающие одну и ту же силу тяжести, будут равны.

№ 34.  Камень лежит на дне сосуда, полностью погружённый в воду (см. рисунок). Изменится ли (и если изменится, то как) сила давления камня на дно, если в воду добавить поваренную соль? Ответ поясните.

 Решение.

Давление камня на дно можно рассчитать по следующей формуле:

где F_тяж — сила тяжести, действующая на камень, F_А — сила Архимеда, действующая на камень, S— площадь поверхности камня, которой он опирается на дно.

При добавлении соли в воду, ее плотность увеличится, следовательно увеличится и действующая на камень сила Архимеда, которая определяется по формуле:

, 

где ρ — плотность воды, V — объем камня, g — ускорение свободного падения. Так как, объем камня и ускорение свободного падения не изменятся, а плотность воды увеличится, то сила Архимеда, действующая на камень возрастет. Сила тяжести, действующая на камень также не изменится, так как не меняется масса камня. Таким образом, разность силы тяжести и силы Архимеда станет меньше, и давление камня на дно уменьшится.

Ответ: давление камня на дно уменьшится.

№ 35.  Отрезок однородной проволоки подвешен за середину. Изменится ли (и если изменится, то как) равновесие рычага, если левую половину сложить вдвое (см. рисунок)? Ответ поясните.

Решение.

Ответ: изменится.

Объяснение: поскольку проволока однородная, масса обоих плеч рычага равна. Момент силы есть произведение модуля силы на длину плеча. Моменты сил тяжести при условии равновесия рычага равны. После сгибания проволоки длина левого плеча уменьшилась, следовательно, момент силы, действующей на левое плечо уменьшился. Таким образом, правое плечо окажется ниже левого плеча рычага.

№ 36.  Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

  Решение.

Ответ: будет.

Объяснение: при вращении замкнутого контура из проводника в постоянном магнитном поле будет изменяться магнитный поток через этот контур. При изменении магнитного потока по закону Фарадея будет возникать ЭДС индукции. Поскольку контур замкнутый, в нём будет протекать ток индукции, который будет оказывать тепловое действие.

№ 37.  Две лампы, рассчитанные на одинаковое напряжение, но потребляющие различную мощность, включены в электрическую сеть последовательно. Какая лампа будет горeть ярче? Ответ поясните.

 Решение.

Мощность лампы рассчитывается по формуле  Поскольку лампочки рассчитаны на одинаковое напряжение, чем больше мощность лампы, тем меньше её сопротивление. Через две лампы, включенные последовательно, будет протекать одинаковый ток, следовательно, мощность, которую также можно вычислить по формуле  будет больше на той лампе, у которой сопротивление больше. Таким образом, лампа меньшей мощности, включенная последовательно с лампой большей мощности будет гореть ярче.

№ 38.  Ёлочная гирлянда спаяна из лампочек для карманного фонаря. При включении этой гирлянды в сеть на каждую из лампочек приходится напряжение не более 4 В. Опасно ли, выкрутив одну из лампочек, сунуть в патрон палец? Для справки: сила тока в гирлянде не более 2,5 А, а сопротивление пальца несколько сотен ом. Ответ поясните.

 Решение.

Ответ: опасно.

Объяснение: сила тока, превосходящая 50 мА, способна принести человеку существенное увечье. Сопротивление каждой лампочки 4 В / 2,5 А = 1,6 Ом. Всего лампочек 220 В / 4 В = 55 штук. Если вместо одной из них сунуть палец с сопротивлением 1000 Ом, то общее сопротивление будет 1000 Ом + 54 · 1,6 Ом ≈ 1100 Ом. Сила тока, протекающего через ткани, составит 220 В / 1100 Ом ≈ 200 мА. При меньших сопротивлениях пальца сила тока будет ещё больше.

№ 39.  На газовую плиту с одинаковыми горелками, включёнными на полную мощность, поставили две одинаковые кастрюли, заполненные водой, — одну открытую, а другую закрытую крышкой. Какая из них закипит быстрее? Ответ поясните.

  Решение.

1. Та, которая закрыта крышкой.

2. В открытой кастрюле вода испаряется, и её пары покидают кастрюлю, унося с собой теплоту испарения. Вследствие испарения вода охлаждается. Часть энергии горения расходуется на компенсацию этого хлаждения, а остальная часть — на нагревание воды. В закрытой кастрюле вода испаряется и вследствие этого охлаждается, а пар конденсируется: в оставшуюся воду, на крышке и на стенках кастрюли. Энергия, ыделяющаяся при конденсации пара, препятствует охлаждению воды, поэтому горелка нагревает воду быстрее.

Примечание.

Следует помнить, что электрическое сопротивление человека не является линейным (не выполняется закон Ома), меняется во времени и зависит от многих параметров: влажность кожи, количество воды в организме, природной чувствительности к действию электрического тока, количество алкоголя в крови, толщины кожи и многих других. Есть гипотеза, что восприимчивость человека к электрическому току может даже, в некоторых случаях, зависеть от его настроения. Поэтому, например, некоторые люди выживают после удара молнией, в то время как другие гибнут от удара током небольшой величины.

№ 40.  На стол поставили две одинаковые кастрюли, заполненные водой, доведённой на плите до кипения, — одну открытую, а другую закрытую крышкой. Какая из них остынет быстрее? Ответ поясните.

  Решение.

1. Открытая.

2. В открытой кастрюле вода испаряется, и её пары покидают кастрюлю, унося с собой теплоту испарения. Вследствие испарения вода охлаждается. В кастрюле, закрытой крышкой, вода охлаждается при испарении, а пар конденсируется: в оставшуюся воду, на крышке и стенках кастрюли. Энергия, выделяющаяся при конденсации пара, препятствует охлаждению воды, поэтому в закрытой кастрюле вода остывает медленнее, чем

в открытой.

№ 41.  Два сплошных бруска изготовлены из различных материалов: брусок 1 — из материала плотностью , брусок 2 — из материала плотностью  Массы брусков одинаковы. Бруски, закреплённые на нитях, уравновешены на рычажных весах. Нарушится ли равновесие весов, если, не снимая бруски с весов, опустить их в жидкость плотностью  Ответ поясните.

 Решение.

1. Да.

2. Так как по условию задачи бруски имеют одинаковые массы и различные плотности, то объёмы таких брусков различны. Уравновесить такие тела можно на равноплечных весах.

На бруски, не погружённые в жидкость, действуют сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила натяжения нити, направленная вертикально вверх.

Так как плотность жидкости меньше плотности любого из брусков, бруски будут полностью погружены в жидкость. На тело, погружённое в жидкость, будет действовать сила тяжести, направленная вертикально вниз, сила натяжения нити и архимедова сила, направленные вертикально вверх. По условию задачи объёмы брусков различны: объём первого бруска в 2 раза больше объёма второго бруска. Значит, архимедова сила, действующая на первый брусок, также будет в 2 раза больше. Поскольку весы равноплечные, то равновесие весов нарушится — второй брусок перевесит.

№ 42.  Два сплошных бруска изготовлены из различных материалов: брусок 1 — из материала плотностью ρ , брусок 2 — из материала плотностью 2ρ . Объёмы брусков одинаковы. Бруски, закреплённые на нитях, уравновешены на рычажных весах. Нарушится ли равновесие весов, если, не снимая бруски с весов, опустить их в жидкость плотностью ρ/2 ? Ответ поясните.

Решение.

1. Да.

2. Так как по условию задачи бруски имеют одинаковые объёмы и различные плотности, то массы таких брусков различны. Уравновесить такие тела можно только на разноплечных весах. На бруски, не погруженные в жидкость, действуют сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила натяжения нити, направленная вертикально вверх.

Так как плотность жидкости меньше плотности любого из брусков, бруски будут полностью погружены в жидкость. На тело, погружённое в жидкость, будет действовать сила тяжести, направленная вертикально вниз, сила натяжения нити и архимедова сила, направленные вертикально вверх. Так как объёмы тел одинаковы, то силы Архимеда, действующие на эти тела, погружённые в одинаковую жидкость, также одинаковы. Одинаковые архимедовы силы будут создавать различные моменты сил относительно точки крепления рычага весов, а для равновесия рычажных весов необходимо выполнение условия равенства моментов сил. Следовательно, равновесие весов нарушится — второй брусок перевесит.

№ 43.  Может ли вес тела, лежащего на горизонтальной плоскости, быть больше силы тяжести, действующей на это тело? Ответ поясните.

  Решение.

1. Ответ: да.

2. Обоснование: например, если тело движется с ускорением, направленным вверх, то вес тела будет больше силы тяжести, действующей на это тело.

№ 44.  Может ли вес тела, лежащего на горизонтальной плоскости, быть меньше силы тяжести, действующей на это тело? Ответ поясните.

 Решение.

1. Ответ. Да

2. Обоснование.

Если тело движется с ускорением, направленным вниз, то вес тела будет меньше силы тяжести, действующей на это тело.

№ 45.  В печах, используемых для отопления домов в сельской местности, для удаления из топки дыма служит труба (дымоход). При нормальном режиме работы печи частицы дыма «засасываются» в трубу и вылетают наружу, в атмосферу — труба «вытягивает» дым из печи. Будет ли кирпичная печная труба обеспечивать лучшую тягу, чем стальная? Теплопроводность кирпича значительно меньше, чем у стали. Ответ поясните.

 Решение.

1. Да.

2. Тяга возникает из-за того, что горячий воздух в трубе имеет меньшую плотность, чем холодный воздух вокруг печи. С его стороны на горячий воздух действует выталкивающая сила, обеспечивающая движение воздуха по трубе, то есть «тягу». Чем меньше воздух за время подъёма по трубе будет охлаждаться, тем тяга будет лучше. Поэтому труба должна иметь как можно меньшую теплопроводность, и кирпич лучше стали.

№ 46.  В печах, используемых для отопления домов в сельской местности, для удаления из топки дыма служит труба (дымоход). При нормальном режиме работы печи частицы дыма «засасываются» в трубу и вылетают наружу,

в атмосферу — труба «вытягивает» дым из печи. Будет ли металлическая печная труба обеспечивать лучшую тягу, чем кирпичная? Теплопроводность кирпича значительно меньше, чем у стали. Ответ поясните.

Решение.

1. Нет.

2. Тяга возникает из-за того, что горячий воздух в трубе имеет меньшую плотность, чем холодный воздух вокруг печи. С его стороны на горячий воздух действует выталкивающая сила, обеспечивающая движение воздуха по трубе, то есть «тягу». Чем меньше воздух за время подъёма по трубе будет охлаждаться, тем тяга будет лучше. Поэтому труба должна иметь как можно меньшую теплопроводность, и металлическая труба хуже кирпичной.

№ 47.  К незаряженному шарику электрометра подносят диэлектрическую (эбонитовую) заряженную палочку, в результате чего стрелка электрометра отклоняется. Произойдёт ли ещё более заметное отклонение стрелки электрометра, если этой палочкой коснуться шарика электрометра? Ответ поясните.

 Решение.

1. Нет.

2. Так как палочка диэлектрическая, то заряд не может перетекать с одного её конца на другой, а затем на шарик электрометра. Поэтому при касании заряженной эбонитовой палочки шарика электрометра не произойдёт ещё более заметного отклонения стрелки.

№ 48. К незаряженному шарику электрометра подносят металлическую заряженную палочку, в результате чего стрелка электрометра отклоняется. Произойдёт ли ещё более заметное отклонение стрелки электрометра, если коснуться этой палочкой шарика электрометра? Ответ поясните.

  Решение.

1. Да.

2. Так как палочка металлическая, то заряд может перетекать с одного её конца на другой, а затем на шарик электрометра. Поэтому при касании заряженной металлической палочки шарика электрометра произойдёт ещё более заметное отклонение стрелки.

№ 49.  Маленькую модель лодки, плавающую в банке с водой, переместили с Земли на Луну. Изменится ли при этом (и если изменится, то как) глубина погружения (осадка) лодки? Ответ поясните.

 Решение.

1. Не изменится.

2. Лодка погружается в воду до тех пор, пока выталкивающая сила, действующая на лодку со стороны воды, не уравновесит силу тяжести. Глубина погружения (осадка) лодки определяется выполнением условия: Fтяж = Fвыт (1). Ускорение свободного падения на Луне меньше, чем на Земле. Но поскольку обе силы прямо пропорциональны ускорению свободного падения, то обе силы F_тяж и F_вытуменьшатся в одинаковое число раз, и равенство (1) не нарушится.

№ 50.  Из вершины проволочного квадратного контура со стороной 0,6 м выползает маленький жук, равномерно перемещаясь по проволоке со скоростью 6 см/мин. Можно ли по истечении получаса считать траекторию движения жука прямолинейной? Ответ поясните.

Решение.

1. Нет.

2. Траекторией называется линия, которую описывает материальная точка при своём движении. В данном случае, при равномерном движении жука со скоростью 6 см/мин = 0,001 м/с, за полчаса (1800 с) жук проползет 1,8 м, то есть он преодолеет 3/4 длины квадратного контура. Значит, траектория движения жука будет представлять собой три прямолинейных участка, два из которых находятся под прямым углом к третьему. Такая траектория движения не является прямолинейной.

№ 51.  Из вершины проволочного квадратного контура со стороной 6 м выползает маленький жук, равномерно перемещаясь по проволоке со скоростью 6 см/мин. Можно ли по истечении получаса считать траекторию движения жука прямолинейной? Ответ поясните. траектория движения не является прямолинейной.

Решение.

1. Да.

2. Траекторией называется линия, которую описывает материальная точка при своём движении. В данном случае, при равномерном движении жука со скоростью 6 см/мин = 0,001 м/с, за полчаса (1800 с) жук проползет 1,8 м, то есть он преодолеет лишь часть длины одной стороны квадратного контура. Значит, траектория движения жука будет представлять собой прямолинейный участок.

№ 52.  Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один, находясь в школьном дворе под открытым небом, другой — в кабинете физики на пятом этаже. Одинаковыми ли будут показания барометров? Если нет, то какой барометр покажет большее значение атмосферного давления? Ответ поясните.

  Решение.

1. Разными. Барометр, находящийся в школьном дворе, покажет большее значение.

2. Значение атмосферного давления уменьшается при увеличении высоты относительно поверхности земли. Следовательно, атмосферное давление в кабинете на пятом этаже меньше, чем в школьном дворе.

№ 53.  Конец магнитной стрелки притянулся к одному из концов стального стержня. Можно ли сделать вывод о том, что изначально стержень был намагничен? Ответ поясните.

Решение.

1. Нельзя.

2. Магнитная стрелка притягивается к концу стального стержня и тогда, когда стержень намагничен и полюс этого конца стержня противоположен полюсу конца магнитной стрелки, и тогда, когда стержень не намагничен. В этом случае стержень намагничивается в магнитном поле стрелки и полюс ближайшего к стрелке конца стержня противоположен полюсу конца стрелки.

№ 54.  Каким пятном (более светлым или более тёмным по сравнению с сухим асфальтом) будет казаться водителю ночью лужа в свете фар его автомобиля? Ответ поясните.

  Решение.

1. Лужа будет казаться более тёмным пятном.

2. И лужу, и дорогу освещают только фары автомобиля. От гладкой поверхности воды свет отражается зеркально, то есть вперёд, и не попадает в глаза водителю. От шероховатой поверхности сухого асфальта свет рассеивается по всем направлениям и частично попадает в глаза водителю. Поэтому лужа по сравнению с сухим асфальтом будет казаться тёмным пятном.

№ 55.   Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

  Решение.

1. Кольцо будет нагреваться.

2. При вращении кольца в магнитном поле в кольце возникает индукционный ток, который будет его нагревать

№ 56.  Какая доска на ощупь кажется более холодной: сухая или влажная, если их температура одинакова и равна комнатной? Ответ поясните.

  Решение.

1. Влажная.

2. Ощущение тепла или холода определяется количеством теплоты, переданной единице поверхности кожи в единицу времени. Поскольку теплопроводность воды больше, чем воздуха, влажная доска будет казаться холоднее сухой.

№ 57.  Под колоколом воздушного насоса находится колба, наполовину наполненная водой и плотно закрытая пробкой. Что произойдет с пробкой при откачивании воздуха из-под колокола? Ответ поясните.

 Решение.

1. Пробка вылетит из колбы.

2. При откачивании воздуха из-под колокола насоса его давление уменьшается, а давление воздуха в колбе остаётся равным атмосферному давлению. Соответственно, давление воздуха на пробку внутри колбы будет больше давления со стороны воздуха, находящегося под колоколом насоса.

№ 58.  Автомобиль движется по повороту дороги. Одинаковые ли пути проходят правые и левые колёса автомобиля? Ответ поясните.

  Решение.

1. Правые и левые колёса автомобиля проходят разные пути.

2. Правые и левые колёса автомобиля движутся по концентрическим окружностям. Больший путь проходят колёса, находящиеся дальше от центра окружностей.

№ 59.  Алюминиевый и стальной шары имеют одинаковую массу. Какой из них легче поднять в воде? Ответ поясните.

 Решение.

1. Алюминиевый шар поднять легче.

2. Легче поднять тот шар, на который действует большая сила Архимеда. Плотность стали больше плотности алюминия, следовательно, при равной массе объём алюминиевого шара больше. Сила Архимеда прямо пропорциональна объёму погружённого тела, поэтому на алюминиевый шар будет действовать большая сила Архимеда.

№ 60.  Имеются деревянный и металлический шарики одинакового объёма. Какой из шариков в 40-градусную жару на ощупь кажется холоднее? Ответ поясните.

 Решение.

1. Деревянный шарик в сорокоградусную жару на ощупь кажется холоднее.

2. Теплопроводность металлического шарика больше теплопроводности деревянного. Теплоотвод от металлического шарика к более холодному пальцу происходит интенсивнее, это создаёт ощущение более горячего те