Все варианты задания 18 (бывшее 19-20) из открытого банка ФИПИ к ОГЭ по физике с ответами: анализ текста. Развернутый ответ.

Некоторых рисунков на ФИПИ нет, но мы постарались найти максимум из них. На экзамене эти 2 задания будут с разными текстами, например 19-е про масс-спектрограф, а 20-е про рыбу-брызгуна и т.д.

Любые из следующих заданий могут вам попасться на реальном ОГЭ по физике в этом году.

Все варианты заданий 18 с ФИПИ к ОГЭ по физике

Прочитайте текст и выполните задания.
Масс-спектрограф

Одним из важнейших способов качественной идентификации веществ является масс-спектроскопия. Схема масс-спектрографа, позволяющего разделить различные ионы по величине отношения их заряда к массе, представлена на рисунке.

Исследуемый образец специальными методами (испарением, электронным ударом) переводится в газообразное состояние, затем образовавшийся газ ионизируется в источнике 1. Затем ионы ускоряются электрическим полем и формируются в узкий пучок в ускоряющем устройстве 2, после чего через узкую входную щель попадают в камеру 3,
в которой создано однородное магнитное поле. Магнитное поле изменяет траекторию движения заряженных частиц. Под действием силы Лоренца ионы начинают двигаться по дуге окружности и попадают на экран 4, где регистрируется место их попадания. Методы регистрации могут быть различными: фотографическими, электронными и т.д.

Радиус траектории определяется по формуле

R=√2Um/B²q,

где U – электрическое напряжение ускоряющего электрического поля;

В – индукция магнитного поля;

m и q – соответственно масса и заряд частицы.

Так как радиус траектории зависит от массы и заряда иона, то разные ионы попадают на экран на различном расстоянии от источника, что
и позволяет их разделять и анализировать состав образца.

В настоящее время разработаны многочисленные типы масс-спектрометров, принципы работы которых отличаются от рассмотренного выше. Изготавливаются, например, динамические масс-спектрометры,
в которых массы исследуемых ионов определяются по времени пролёта от источника до регистрирующего устройства.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) При увеличении магнитной индукции в 2 раза радиус окружности, по которой движется ион, уменьшится в 2 раза.
2) Под действием силы со стороны электрического поля ионы начинают двигаться по дуге окружности.
3) В масс-спектрографе электрическое поле служит для ускорения заряженной частицы, а магнитное поле служит для изменения направления её движения.
4) Радиус траектории иона в магнитном поле зависит только от его массы.
5) Магнитное поле в масс-спектрографе противоположно по направлению скорости движения ионов.

Номер: AC6815 1 (AC514D)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В магнитное поле спектрографа влетели с одинаковой скоростью две заряженные частицы (см. рисунок). Какая из частиц (1 или 2) имеет положительный заряд? Ответ поясните.

Номер: 64CB51 2 (AC514D)

Прочитайте текст и выполните задания.
Рыбы-брызгуны

Рыбы-брызгуны, род лучепёрых рыб семейства Toxotidae отряда окунеобразных, отличаются способностью брызгать водой из-под воды в воздух с целью сбить и впоследствии съесть насекомых, упавших в воду.

Рыбы-брызгуны отличаются меткостью, практически всегда поражая «плевком» воды свою цель. Длина «выстрела» составляет 1– 2 метра в зависимости от размера рыбы. Для стрельбы водой брызгун замирает у поверхности воды прямо под жертвой вверх головой и резким движением жаберных крышек направляет воду на жертву.

Рисунок 1

Чтобы разобраться в механизме такого уникального способа охоты, физики засняли процесс охоты полосатого брызгуна на сверхскоростную видеокамеру со скоростью съёмки 1000 кадров в секунду и получили динамические характеристики струи (см. рисунок 1).

Анализ видеокадров показал, что струя вылетает изо рта брызгуна с большим ускорением. Ускорение быстро уменьшается и падает до нуля за 15 м/с, скорость выплюнутой рыбой воды при этом достигает 4 м/с.

В процессе «плевка» рыба постепенно увеличивает скорость выплёвываемой жидкости, получается, что начало выпущенной струи движется с меньшей скоростью, чем её окончание. В струе можно выделить большую головную часть (движущуюся с меньшей скоростью) и тонкий «хвост» (движущийся с большей скоростью).

Перед попаданием в цель масса и размер головной части струи увеличиваются за счёт перетекания жидкости из хвостовой части, а длина хвостовой части уменьшается. Это позволяет поразить насекомое максимальным количеством жидкости за минимальное время.

По расчётам учёных струя воды в момент удара о насекомое действует на него с силой около 200 мН. Среднее насекомое (например, муха или клоп) массой около 100 мг обычно цепляется за ветку с силой примерно 20 мН. Таким образом, сила струи при ударе почти на порядок превышает силу, с которой жертва хватается за ветку, что объясняет лёгкость, с которой сбивается насекомое.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) На основании анализа видеокадров можно утверждать, что изо рта брызгуна струя воды вылетает с небольшой скоростью около 2 м/с и большим ускорением 200–400 м/с².
2) Согласно графикам, приведённым в тексте, струя движется замедленно первые 15 м/с, а затем, следующие 15 м/с, – равномерно со скоростью 4 м/с.
3) В процессе плевка скорость выплёвываемой брызгуном жидкости не изменяется.
4) В процессе полёта масса воды, выпущенной рыбой-брызгуном, практически не изменяется.
5) Сила удара струи о насекомое превышает его вес в 10 раз.

Номер: A4D08A 1 (A66148)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке 2 изображена цилиндрическая модель струи, выпущенной рыбой-брызгуном, в различные моменты времени после «плевка». В какой(-ие) момент(ы) времени сила удара струи о препятствие будет наибольшей? Ответ поясните. Считать, что скорость передней и задней частей струи в процессе движения не меняется, а после удара струя не отражается.

Рисунок 2

Номер: 191278 2 (A66148)

Прочитайте текст и выполните задания.
Тройная точка

Можно создать условия, при которых пар, жидкость и твёрдое состояние могут попарно сосуществовать, находясь в равновесии. Могут ли находиться в равновесии сразу все три состояния? Такая точка на диаграмме «давление – температура» существует. Её называют тройной точкой.

Если поместить в закрытый сосуд, в котором создан вакуум, при 0 °С воду с плавающим льдом, то в свободное пространство начнут поступать водяные (и «ледяные») пары.

При давлении 4,6 мм рт. ст. наступит состояние динамического равновесия, когда количество испарившихся воды и газа равно количеству сконденсировавшегося за это же время пара. Теперь три фазы – лёд, вода и пар – будут в состоянии равновесия. Эта точка и есть тройная.

Соотношения между различными состояниями наглядно показывает диаграмма состояния для воды, изображённая на рисунке.

Кривые на рисунке – это линии термодинамического (теплового) равновесия между льдом и паром (кривая «в»), льдом и водой (кривая «а»), водой и паром (кривая «б»). По вертикали, как обычно, откладывается давление, по горизонтали – температура.

Три кривые пересекаются в тройной точке и делят диаграмму на три области: «лёд», «вода» и «водяной пар».

Диаграмма состояния позволяет дать ответ на вопрос, какое агрегатное состояние вещества достигается в равновесии при определённом давлении и определённой температуре.

Если в условия, соответствующие области «лёд» на графике, поместить воду или пар, то они станут льдом. Если для жидкости или твёрдого тела создать условия, соответствующие области «пар», то получится пар, а условия области «вода» приведут к тому, что пар будет конденсироваться, а лёд – плавиться.

Диаграмма существования фаз позволяет сразу же ответить на вопрос, что произойдёт с веществом при нагревании или сжатии.

На рисунке изображены две такие линии, одна из них (линия 1) – это нагревание при нормальном давлении. Линия лежит выше тройной точки. Поэтому она пересечёт сначала кривую плавления, а затем и кривую испарения. Лёд при нормальном давлении расплавится при температуре 0 °С, а образовавшаяся вода закипит при 100 °С.

Иначе будет обстоять дело для льда, нагреваемого при очень небольшом давлении, скажем, чуть ниже 4,6 мм рт. ст. Процесс нагревания изобразится линией 2, идущей ниже тройной точки. Кривые плавления и кипения не пересекаются этой линией. При таком незначительном давлении нагревание приведёт к непосредственному переходу льда в пар.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Тройная точка воды соответствует давлению 4,6 Па.
2) Тройной точкой воды называют такие значения температуры и давления, при которых находятся в равновесии все три агрегатных состояния воды.
3) Пар, находящийся в состоянии, соответствующем точке Б на диаграмме, можно перевести в воду, не меняя температуры.
4) Из состояния, соответствующего точке А на диаграмме, нельзя лёд перевести в пар, минуя жидкое состояние воды.
5) При любой температуре пар всегда можно перевести в воду сжатием.

Номер: D7C0C8 1 (C82440)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Какая(-ие) линия(-и) на диаграмме характеризует(-ют) процесс плавления? Ответ поясните.

Номер: A8FD00 2 (C82440)

Прочитайте текст и выполните задания.
Туман под микроскопом

Туман состоит в основном из капелек воды, имеющих диаметр от 0,5 до 100 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капельки (диаметр меньше 1 мкм), то такой туман называется дымкой. Если же капли тумана относительно велики (диаметр порядка 100 мкм), то это так называемая морось.

В зависимости от размера капелек воды туман может иметь различный оттенок. Цвет тумана определяется световыми волнами, которые, рассеиваясь на капельках воды, попадают в глаз наблюдателя. Капельки диаметром много больше микрометра практически одинаково рассеивают свет во всём интервале длин волн, воспринимаемых глазом. Этим объясняется молочно-белый и белесоватый цвет мороси. Мелкие же капельки дымки рассеивают преимущественно более короткие световые волны, поэтому туманная дымка окрашена в синеватые и голубоватые тона.

В известном смысле возникновение тумана есть явление выпадения росы. Существенно, однако, что конденсация водяного пара в данном случае происходит не на поверхности земли, листьев или травинок, а в объёме воздуха. Центрами конденсации могут служить случайно образующиеся скопления молекул, ионы, а также пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения в воздухе.

Для возникновения тумана необходимо, чтобы водяной пар в воздухе стал не просто насыщенным, а локально пересыщенным. Водяной пар становится насыщенным, если при данной температуре процессы испарения воды и конденсации водяного пара взаимно компенсируются, то есть в системе «вода – пар» устанавливается состояние динамического равновесия. На рисунке представлен график зависимости плотности насыщенного водяного пара от температуры.

Водяной пар, состояние которого соответствует точке А, становится насыщенным при охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС). Соответственно, выпадающий туман называют туманом охлаждения или туманом испарения.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Морось, как правило, окрашена в голубоватые тона.
2) Плотность насыщенного пара не зависит от температуры.
3) Насыщенный пар находится в динамическом равновесии со своей жидкостью.
4) Наличие загрязнений в воздухе может быть причиной плотных туманов.
5) Процесс AD соответствует переходу водяного пара в состояние насыщения в процессе охлаждения пара при неизменной плотности.

Номер: 878C2B 1 (F486F4)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Какой оттенок (голубоватый или красноватый) будет иметь источник белого света, например уличный фонарь, если его рассматривать сквозь туманную дымку? Ответ поясните.

Номер: 52E019 2 (F486F4)

Прочитайте текст и выполните задания.
Термоэлементы

Рассмотрим цепь, составленную из проводников, изготовленных из разных металлов (см. рисунок). Если места спаев металлов находятся при одной температуре, то тока в цепи не наблюдается. Положение станет совершенно иным, если мы нагреем какой-нибудь из спаев, например, спай a. В этом случае гальванометр покажет наличие в цепи электрического тока, протекающего всё время, пока существует разность температур между спаями a и b.

Цепь, состоящая из железного и двух медных проводников и гальванометра

Значение силы тока, протекающего в цепи, приблизительно пропорционально разности температур спаев. Направление тока зависит от того, какой из спаев находится при более высокой температуре. Если спай a не нагревать, а охлаждать (поместить, например, в сухой лёд), то ток потечёт в обратном направлении.

Описанное явление было открыто в 1821 г. немецким физиком Зеебеком и получило название термоэлектричества, а всякую комбинацию проводников из разных металлов, образующих замкнутую цепь, называют термоэлементом.

Важным применением металлических термоэлементов является их использование для измерения температуры. Термоэлементы, используемые для измерения температуры (так называемые термопары), обладают перед обычными жидкостными термометрами рядом преимуществ: термопары можно использовать для измерения как очень высоких (до 2000 °С), так
и очень низких температур. Помимо этого, термопары дают более высокую точность измерения температуры и гораздо быстрее реагируют на изменение температуры.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Термопара – это устройство, служащее для измерения температуры.
2) Явление термоэлектричества было открыто в начале XX в.
3) Время протекания тока в термопаре зависит от разности температур спаев.
4) Если температуры спаев a и b равны комнатной температуре, то ток в гальванометре равен нулю.
5) По сравнению с термопарами жидкостные термометры характеризуются более быстрым реагированием на изменение температуры.

Номер: DF223C 1 (9578FF)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Спаи a и b (см. рисунок в тексте) переместили в сухой лёд. Изменятся ли при этом, и если изменятся, то как, показания гальванометра? Ответ поясните.

Номер: 9DC085 2 (9578FF)

Прочитайте текст и выполните задания.
Эффект Доплера для световых волн

На скорость света не влияют ни скорость источника света, ни скорость наблюдателя. Постоянство скорости света в вакууме имеет огромное значение для физики и астрономии. Однако частота и длина световой волны меняются с изменением скорости источника или наблюдателя. Этот факт известен как эффект Доплера.

Предположим, что источник, расположенный в точке О, испускает свет длиной волны λ0. Наблюдатели в точках А и В, для которых источник света находится в покое, зафиксируют излучение с длиной волны λ0 (см. рисунок 1). Если источник света начинает двигаться со скоростью υ
, то длина волны меняется. Для наблюдателя А, к которому источник света приближается, длина световой волны уменьшается. Для наблюдателя В, от которого источник света удаляется, длина световой волны увеличивается (см. рисунок 2). Так как в видимой части электромагнитного излучения наименьшим длинам волн соответствует фиолетовый свет, а наибольшим – красный, то говорят, что для приближающегося источника света наблюдается смещение длины волны в фиолетовую сторону спектра, а для удаляющегося источника света – в красную сторону спектра.

Рисунок 1     Рисунок 2

Изменение длины световой волны зависит от скорости источника относительно наблюдателя (по лучу зрения) и определяется формулой Доплера:

(λ−λ₀)/λ₀=υ/c.

Эффект Доплера нашёл широкое применение, в частности в астрономии, для определения скоростей источников излучения.

Примерно сто лет назад американский астроном Весто Слайфер обнаружил, что длины волн в спектрах излучения большинства галактик смещены в красную сторону.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Смещение в красную сторону длин волн в спектрах излучения большинства галактик, согласно эффекту Доплера, свидетельствует о том, что галактики удаляются друг от друга.
2) Наблюдатель, к которому источник света приближается, зафиксирует уменьшение частоты световой волны.
3) Наблюдатель, от которого источник света удаляется, зафиксирует увеличение скорости световой волны.
4) При увеличении скорости источника относительно наблюдателя (по лучу зрения) относительное изменение длины волны не изменяется.
5) Рисунок 1 в тексте соответствует случаю, когда источник света неподвижен относительно наблюдателя.

Номер: 4C3386 1 (7DA402)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Эффект Доплера справедлив и для звуковых волн. Изменяется ли, и если изменяется, то как, высота тона звукового сигнала поезда при его удалении от наблюдателя? Ответ поясните.

Номер: 19270C 2 (7DA402)

Прочитайте текст и выполните задания.
Зимний водопровод на даче

Такое свойство грунта, как его промерзание, – важный фактор, который следует учитывать при возведении нового жилого или промышленного здания. Скорость и глубина промерзания грунта зависят от многих составляющих: от самого типа породы (см. таблицу); влажности грунта; значений отрицательных температур; наличия снегового покрова и др.

Нормативная глубина промерзания почвы в некоторых городах России

Город	Глубина промерзания грунта, м
	суглинки и глины	песок мелкий, супесь	песок крупный, гравелистый
Архангельск	1,56	1,90	2,04
Вологда	1,43	1,74	1,86
Екатеринбург	1,57	1,91	2,04
Казань	1,43	1,75	1,87
Курск	1,06	1,29	1,38
Москва	1,10	1,34	1,44

 

Для функционирования водопровода в зимнее время трубы укладывают в грунт ниже уровня промерзания земли. Трубы, как правило, утепляют подстилкой из песка или полипропиленовыми чехлами. Однако всегда существует участок водопровода, подводящий воду непосредственно в дом и нуждающийся в дополнительной защите от промерзания. Одним из решений в этом случае является использование на этом участке водопровода специального кабеля, который помещается в трубу и подогревает на этом участке воду.

Саморегулирующийся греющий кабель – разновидность нагревательного проводника, который способен самостоятельно изменять выделение количества теплоты в зависимости от температуры окружающей среды. Устройство саморегулирующегося проводника представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Устройство саморегулирующегося проводника

Основным устройством в конструкции является нагревательная проводящая матрица. Отдельные участки (нагревательные элементы) матрицы подсоединяются параллельно к токопроводящим медным проводникам, которые в свою очередь подключены к внешнему источнику тока. Принцип работы полимерной матрицы заключается в следующем: при уменьшении температуры на любом участке матрицы электрическое сопротивление уменьшается. Потребляемая мощность при этом увеличивается, и элемент нагревается до более высокой температуры.
И наоборот, при нагревании матрицы потребляемая мощность начинает снижаться. Таким образом достигается терморегуляция (рисунок 2).

Рисунок 2. Как регулируется температура

Слои изоляции, защитной экранирующей оплётки, внешней оболочки выполняют функции термозащиты, а также защиты от механических и электромагнитных внешних воздействий.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Глубина промерзания грунта в Вологде больше глубины промерзания грунта в Екатеринбурге.
2) При уменьшении температуры на одном из участков нагревательной матрицы саморегулирующегося кабеля электрическое сопротивление участка уменьшается, а сила тока на нём увеличивается.
3) По мере нагревания матрицы саморегулирующегося кабеля потребляемая электрическая мощность резко увеличивается.
4) Для одной и той же местности глубина промерзания песчаных почв на 20% и более превышает глубину промерзания глинистых и суглинистых почв.
5) В водопроводной трубе с помещённым в неё саморегулирующимся греющим кабелем нагревание воды происходит преимущественно за счёт энергии, выделяющейся при прохождении электрического тока по медным проводникам.

Номер: E7AF77 1 (B0AF07)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Зависит ли, и если зависит, то как, глубина промерзания почвы от высоты снежного покрова при прочих равных условиях? Ответ поясните.

Номер: 5B430B 2 (B0AF07)

Прочитайте текст и выполните задания.
Парниковый эффект

Для определения температуры нагреваемого Солнцем объекта важно знать расстояние от него до Солнца. Чем ближе планета Солнечной системы
к Солнцу, тем выше её средняя температура. Для объекта, удалённого от Солнца, как Земля, значение средней температуры на поверхности:

T⊕≈−15 °C.

В действительности климат Земли значительно более мягкий. Её средняя температура на поверхности составляет около 18 °C за счёт так называемого парникового эффекта – нагрева нижней части атмосферы излучением поверхности Земли.

В нижних слоях атмосферы преобладают азот (78%) и кислород (21%). На остальные составляющие приходится всего 1%. Но именно этот процент
и определяет оптические свойства атмосферы, так как азот и кислород почти не взаимодействуют с излучением.

Эффект «парника» известен всем, имевшим дело с этим незамысловатым огородным сооружением. В атмосфере он выглядит так. Часть излучения Солнца, не отразившаяся от облаков, проходит через атмосферу, играющую роль стекла или плёнки, и нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность остывает, испуская тепловое излучение, но это уже другое излучение – инфракрасное. Средняя длина волны такого излучения значительно больше, чем приходящего от Солнца, и потому почти прозрачная для видимого света атмосфера пропускает инфракрасное излучение значительно хуже.

Пары воды поглощают около 62% инфракрасного излучения, что способствует нагреву нижних слоёв атмосферы. За водяным паром в списке парниковых газов следует углекислый газ (СО₂), поглощающий в прозрачном воздухе 22% инфракрасного излучения Земли.

Атмосфера поглощает восходящий от поверхности планеты поток длинноволнового излучения, нагревается и в свою очередь нагревает поверхность Земли. Максимум в спектре излучения Солнца приходится на длину волны около 550 нм. Максимум в спектре излучения Земли приходится на длину волны примерно 10 мкм. Роль парникового эффекта иллюстрирует рисунок.

Рисунок а. Кривая 1 – расчётный спектр излучения Солнца (с температурой фотосферы 6000 °С); кривая 2 – расчётный спектр излучения Земли (с температурой поверхности 25 °С)

Рисунок б. Поглощение (в процентном отношении) земной атмосферой излучения на разных длинах волн

На участке спектра от 10 до 20 мкм находятся полосы поглощения молекул CO2, H2O, O3, CH4. Эти газы и поглощают излучение, приходящее с поверхности Земли

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Максимум в спектре излучения Солнца, доходящего до поверхности Земли, приходится на инфракрасное излучение.
2) Средняя температура на поверхности Земли составляет −15 °С.
3) Водяной пар играет наибольшую роль в парниковом эффекте атмосферы Земли.
4) Благодаря парниковому эффекту солнечные лучи, прошедшие через застеклённые окна, нагревают воздух в комнате.
5) В холодную пасмурную погоду шерстяная одежда предохраняет тело человека от переохлаждения благодаря парниковому эффекту.

Номер: FBF026 1 (B9A605)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Значительная часть энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне. Условно различают три составляющие диапазона инфракрасного излучения: коротковолновая область (0,80–2,5 мкм), средневолновая область
(2,5–50 мкм) и длинноволновая (50–100 мкм). Для какой(-их) области(-ей) солнечного инфракрасного излучения земная атмосфера является непрозрачной? Ответ поясните.

Номер: 1B7240 2 (B9A605)

Прочитайте текст и выполните задания.
Флотация

Чистая руда почти никогда не встречается в природе. Почти всегда полезное ископаемое перемешано с «пустой», ненужной горной породой. Процесс отделения пустой породы от полезного ископаемого называют обогащением руды.

Для обогащения руды можно использовать явление смачивания. Смачивание (несмачивание) – явление, наблюдаемое при взаимодействии жидкостей с поверхностями твёрдых тел. Например, вода смачивает чистое стекло (растекается по поверхности), но не смачивает жирные поверхности (собирается в капли).

Способом обогащения руды, основанным на явлении смачивания, является флотация. Сущность флотации состоит в следующем. Раздробленная в мелкий порошок руда взбалтывается в воде. Туда же добавляется небольшое количество вещества, обладающего способностью смачивать одну из подлежащих разделению частей, например, крупицы полезного ископаемого, и не смачивать другую часть – крупицы пустой породы. Кроме того, добавляемое вещество не должно растворяться в воде. При этом вода не будет смачивать поверхность крупицы руды, покрытую слоем добавки. Обычно применяют какое-нибудь масло. В результате перемешивания крупицы полезного ископаемого обволакиваются тонкой плёнкой масла, а крупицы пустой породы остаются свободными. В получившуюся смесь очень мелкими порциями вдувают воздух. Пузырьки воздуха, пришедшие в соприкосновение с крупицей полезной породы, покрытой слоем масла и потому не смачиваемой водой, прилипают к ней. Это происходит потому, что тонкая плёнка воды между пузырьками воздуха и несмачиваемой ею поверхностью крупицы стремится уменьшить свою площадь, подобно капле воды на промасленной бумаге, и обнажает поверхность крупицы.

Крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх, а крупицы пустой породы опускаются вниз. Таким образом, происходит более или менее полное отделение пустой породы, и получается концентрат, богатый полезной рудой.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) При флотации пузырьки газа прилипают к частицам, плохо смачиваемым жидкостью, и поднимают их к поверхности.
2) Обогащение руды – это процесс добавления в руду нерастворимого в воде вещества.
3) Порода, покрытая маслом, смачивается водой.
4) В воде крупицы и прилипшие к ним пузырьки воздуха всплывают под действием выталкивающей силы.
5) Пустая порода всегда всплывает, так как плотность пустой породы меньше плотности воды.

Номер: E3D973 1 (95BA08)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.

Номер: 5E9043 2 (95BA08)

Прочитайте текст и выполните задания.
Здоровье человека и загрязнение окружающей среды

В последнее столетие человечество в полной мере осознало, что многие болезни непосредственно связаны с загрязнением атмосферы и водных ресурсов, с недоброкачественными продуктами.

Зависимость здоровья населения от разных факторов

Огромное количество загрязняющих веществ выбрасывается в окружающую среду в результате техногенных аварий и сбоев в системах технического обеспечения. Сотни тысяч автомобилей, курсирующих в больших городах, выбрасывают в воздух тонны углеводородов и других веществ, которые разлагаются под действием ультрафиолетовых лучей и образуют ядовитые туманы.

Отдельной проблемой является загрязнение поверхностных и подземных источников воды. В промышленно развитых странах наиболее часто в воде регистрируется повышенное содержание железа, фтора, марганца, хлоридов и др. Смыв с сельскохозяйственных полей азотных удобрений значительно повышает содержание в воде относительно безвредных нитратов, которые, однако, могут превращаться в опасные нитриты. Попав в кровь, нитриты соединяются с гемоглобином и тем самым резко уменьшают способность крови выполнять свою главную функцию.

Опасные для здоровья вещества с грунтовыми водами могут попадать в местные источники питьевого водоснабжения. Опасен также переход загрязняющих веществ из почвы в продукты питания. Интенсивное использование ядохимикатов в сельском хозяйстве приводит к накоплению пестицидов в почвах. В таких районах чаще, чем в других, рождаются дети, страдающие тяжёлыми заболеваниями, выше заболеваемость среди населения.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Образ жизни и окружающая среда в одинаковой степени влияют на здоровье населения.
2) Образование ядовитых туманов связано с техногенными факторами.
3) Загрязнение грунтовых вод может отразиться на качестве продуктов молочной и мясной промышленности.
4) Здоровье человека определяется, главным образом, его наследственностью.
5) Нитриты не представляют опасности для здоровья человека.

Номер: 6C4559 1 (44DF71)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке представлены экспериментальные данные по выбросам оксида углерода и смертности от болезней сердца и органов дыхания в течение нескольких лет для одного из регионов. Какой вывод можно сделать по результатам представленных данных? Ответ поясните.

Номер: E60018 2 (44DF71)

Прочитайте текст и выполните задания.
Молния

Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. В 1750 г. он опубликовал работу, в которой описал эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Франклин запустил змея в грозовое облако и обнаружил, что змей собирает электрический заряд.

Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках – образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твёрдом состоянии. Сухой снег представляет собой типичное сыпучее тело: при трении снежинок друг о друга и их ударах о землю снег должен электризоваться. При низких температурах во время сильных снегопадов и метелей электризация снега настолько велика, что происходят зимние грозы, наблюдается свечение остроконечных предметов, образуются шаровые молнии.

При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие – положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы падают к его основанию.

Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и Землёй создаётся сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искрового разряда. Сила тока разряда составляет 20 кА и более, температура в канале искрового разряда может достигать 10 000 °С. Разряд прекращается, когда бóльшая часть избыточных электрических разрядов нейтрализуется электрическим током, протекающим по плазменному каналу молнии.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Вещество в канале молнии может находиться только в плазменном состоянии.
2) Электрический ток в молнии создают нейтральные молекулы, входящие в состав воздуха.
3) В результате восходящих потоков воздуха в грозовом облаке нижняя часть облака заряжается отрицательно, верхняя – положительно.
4) В холодные зимние месяцы электризация облаков не наблюдается.
5) Сила тока в канале искрового разряда молнии может достигать 20 А.

Номер: 839EE9 1 (74D77C)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Молнии могут проходить в самих облаках – внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю – наземные молнии. В случае механизма электризации, описанного в тексте, как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда внутриоблачной молнии? Ответ поясните.

Номер: 65E106 2 (74D77C)

Прочитайте текст и выполните задания.
Аморфные и кристаллические тела

По своим физическим свойствам и молекулярной структуре твёрдые тела разделяются на два класса – аморфные и кристаллические.

В кристаллических телах частицы располагаются в строгом порядке, образуя пространственные периодически повторяющиеся структуры во всем объёме тела. Для наглядного представления таких структур используются пространственные кристаллические решётки, в узлах которых располагаются центры атомов или молекул данного вещества. Часто кристаллическая решётка строится из ионов (положительно и отрицательно заряженных) атомов, которые входят в состав молекулы данного вещества. Например, решётка поваренной соли NaCl содержит ионы Na+ и Cl– (рисунок 1).

Рисунок 1

Физические свойства кристаллических тел неодинаковы в различных направлениях (это свойство кристаллов называется анизотропностью), но совпадают в параллельных направлениях. Анизотропия механических, тепловых, электрических и оптических свойств кристаллов объясняется тем, что при упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов силы взаимодействия между ними и межатомные расстояния оказываются неодинаковыми по различным направлениям.

Характерной особенностью аморфных тел является их изотропность, т.е. независимость всех физических свойств от направления. Молекулы
и атомы в изотропных твёрдых телах располагаются хаотично (см. рисунок 2).

Рисунок 2

По своей структуре аморфные тела очень близки к жидкостям. Примерами аморфных тел могут служить стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т.д. У аморфных тел нет определённой температуры плавления. Если аморфное тело нагревать, то оно постепенно размягчается, и переход в жидкое состояние занимает значительный интервал температур.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Стекло относится к кристаллическим твёрдым телам.
2) Анизопропией называется зависимость физических свойств вещества от направления.
3) В узлах кристаллической решетки поваренной соли находятся молекулы NaCl.
4) Изотропия физических свойств аморфных тел объясняется тем, что в аморфном теле межатомные расстояния в среднем одинаковы по различным направлениям.
5) Аморфные тела не могут находиться в жидком состоянии.

Номер: 35223E 1 (BB3571)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке представлены процессы нагревания с переходом в жидкое состояние для четырёх веществ, первоначально находившихся в твёрдом состоянии.

Какой график соответствует аморфному веществу? Ответ поясните.

Номер: 2822AC 2 (BB3571)

Прочитайте текст и выполните задания.
Тепловое излучение тел

Все тела излучают электромагнитные волны. При комнатной температуре это невидимые инфракрасные волны. При нагревании тела максимум излучения смещается в область высоких частот (коротких длин волн). На рисунке представлены кривые интенсивности излучения для тел разной температуры. Так, например, кусок железа, нагретый до 550 °С, излучает в основном волны, воспринимаемые глазом как свет красного цвета. По мере повышения температуры цвет излучения меняется: при 1000 °С становится жёлтым, при 1500 °С – белым.

При этом тела не только излучают, но и поглощают энергию. Тело, полностью поглощающее всё падающее на него излучение, называется абсолютно чёрным. В том случае, если температура тела больше температуры окружающей среды, излучение будет преобладать над поглощением и тело будет охлаждаться.

Теплокровным животным и человеку для поддержания температуры тела необходимо постоянно пополнять энергию. Причём чем меньше размеры тела, тем больше энергии в единицу времени расходует тело в расчёте на единицу массы.

Пища и кислород являются исходными веществами биологических реакций, в результате которых образуются белки, ферменты и другие химические соединения, запасающие энергию. В целом все химические процессы, протекающие в живом организме, называются метаболизмом. Скорость метаболизма зависит от частоты дыхания.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Абсолютно чёрное тело отражает всё падающее на него излучение.
2) Если температура тела больше температуры окружающей среды, то тело не участвует в поглощении энергии.
3) При увеличении температуры тела интенсивность его излучения не меняется.
4) При увеличении температуры фотосферы звезды максимум в спектре излучения смещается в область меньших длин волн.
5) Ежесуточный пищевой рацион, рассчитанный на 1 кг массы тела, у мыши больше, чем у слона.

Номер: 8447D9 1 (16937D)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Стакан с горячим чаем оставили в большом прохладном помещении. С течением времени температура чая сравнялась с температурой окружающего воздуха. Как при этом изменилась интенсивность теплового излучения чая? Ответ поясните.

Номер: 3017B2 2 (16937D)

Прочитайте текст и выполните задания.
Молния и гром

Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках – образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твёрдом состоянии. При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие – положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы опускаются к его основанию.

Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и Землёй создаётся сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искровых разрядов (молний) как внутри облака, так и между облаком и поверхностью Земли.

Гром возникает вследствие резкого расширения воздуха при быстром повышении температуры в канале разряда молнии.

Вспышку молнии мы видим практически одновременно с разрядом, так как скорость распространения света очень велика (3·10⁸ м/с). Разряд молнии длится всего 0,1–0,2 с.

Звук распространяется значительно медленнее. В воздухе его скорость равна примерно 330 м/с. Чем дальше от нас произошёл разряд молнии, тем длиннее пауза между вспышкой света и громом. Гром от очень далёких молний вообще не доходит: звуковая энергия рассеивается и поглощается по пути. Такие молнии называют зарницами. Как правило, гром слышен на расстоянии до 15– 20 км; таким образом, если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии более 20 км.

Гром, сопровождающий молнию, может длиться в течение нескольких секунд. Существует две причины, объясняющие, почему вслед за короткой молнией слышатся более или менее долгие раскаты грома. Во-первых, молния имеет очень большую длину (она измеряется километрами), поэтому звук от разных её участков доходит до наблюдателя в разные моменты времени. Во-вторых, происходит отражение звука от облаков и туч – возникает эхо. Отражением звука от облаков объясняется происходящее иногда усиление громкости звука в конце громовых раскатов.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Громкость звука всегда ослабевает в конце громовых раскатов.
2) Воспринимаемый человеком интервал времени между молнией и сопровождающим её громовым раскатом никогда не бывает более 1 мин.
3) Для того чтобы оценить, приближается к нам гроза или нет, необходимо измерить время между двумя вспышками молнии.
4) Гром объясняется резким перепадом давления воздуха при быстром повышении температуры в канале разряда молнии.
5) Молнии приводят к резкому возрастанию заряда, наведенного на поверхности земли.

Номер: 4A2FE7 1 (1DD478)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Молнии могут проходить в самих облаках – внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю – наземные молнии. В случае механизма электризации, описанного в тексте, как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда наземной молнии? Ответ поясните.

Номер: 82A888 2 (1DD478)

Прочитайте текст и выполните задания.
Поверхностное натяжение

Согласно условиям плавания, тело тонет в жидкости, если средняя плотность этого тела больше плотности жидкости. Так, металлическая скрепка должна утонуть в воде (плотность металла больше плотности воды). Однако если скрепку осторожно поместить на поверхность воды (рисунок 1), то она не тонет. Поверхность воды работает как некая упругая плёнка.

Рисунок 1

Объясняется этот опыт следующим образом. Молекулы воды на глубине окружены соседними молекулами со всех сторон. На поверхности же молекулы воды притягиваются к соседним молекулам только сбоку и снизу. В результате возникают силы, заставляющие поверхность воды сжиматься. Именно поверхностное натяжение является причиной образования капель почти сферической формы, поскольку наименьшую площадь поверхности при неизменном объёме имеет шар.

Рисунок 2

Поверхностное натяжение в жидкости характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения (сила поверхностного натяжения пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения). Коэффициент зависит от природы жидкости, а также от её температуры.

Значения коэффициента поверхностного натяжения для некоторых жидкостей представлены в таблице.

Жидкость	Температура, °С	Коэффициент поверхностного натяжения, мН/м
Вода	0	76
	20	73
	50	68
	100	59
Керосин	0	29
	20	24
Мыльный раствор	20	40
Ртуть	20	472

 

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Скрепка плавает на поверхности воды, потому что её плотность равна плотности воды.
2) Молекулы воды на поверхности отличаются от молекул воды на глубине.
3) На поверхности керосина скрепку будет удержать легче, чем на поверхности воды.
4) При температуре 20 °С вода имеет больший коэффициент поверхностного натяжения, чем керосин при той же температуре.
5) Если космонавт, находящийся в невесомости на космическом корабле, выдавит из тюбика жидкость, то она примет форму шара.

Номер: AB1FD2 1 (55C371)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Сила поверхностного натяжения жидкости, направленная по касательной к поверхности жидкости в районе «шейки» капли (см. рисунок) влияет на массу капли, которая отрывается от отверстия крана. По мере роста размера капли сила тяжести, действующая на неё, увеличивается, и в тот момент, когда она превышает уравновешивающую её силу поверхностного натяжения, капля отрывается.

Будет ли изменяться, и если будет, то как, масса падающих из неплотно закрытого крана самовара капель воды по мере остывания самовара? Прочие условия неизменны. Ответ поясните.

Номер: 59A4F0 2 (55C371)

Прочитайте текст и выполните задания.
Перегретая жидкость

Кипением называется процесс образования большого количества пузырьков пара, всплывающих и лопающихся на поверхности жидкости при её нагревании. На самом деле микроскопические пузырьки присутствуют
в природной воде всегда, но их размеры растут, и пузырьки становятся заметны только при кипении. Одной из причин того, что в жидкости всегда есть микропузырьки, является следующая. Жидкость, когда её наливают в сосуд, вытесняет оттуда воздух, но полностью этого сделать не может, и его маленькие пузырьки остаются в микротрещинах и неровностях внутренней поверхности сосуда. Кроме того, в воде обычно содержатся микропузырьки пара и воздуха, прилипшие к мельчайшим частицам пыли.

Жидкость, очищенная от микропузырьков, может существовать при температуре, превышающей температуру кипения. Такая жидкость называется перегретой. Перегретая жидкость находится в неустойчивом состоянии, и процесс закипания в ней может развиваться взрывообразно, если в жидкость попадают частицы, которые могут служить центрами парообразования. Например, если через перегретую жидкость пролетает заряженная частица, то образующиеся вдоль её траектории ионы становятся центрами парообразования. На основе этого эффекта, открытого Д. Глезером, в 1953 г. была создана пузырьковая камера – прибор для регистрации элементарных частиц. След (трек) заряженной частицы, пролетающей через камеру с перегретой жидкостью, виден на фотографии как линия, вдоль которой образуются пузырьки.

Длина пробега частицы (длина трека) зависит от заряда, массы, начальной энергии частицы и плотности среды, в которой проходит движение. Длина пробега увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы и уменьшением плотности среды. При одинаковой начальной энергии тяжёлые частицы обладают меньшими скоростями, чем лёгкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами среды более эффективно и быстрее растрачивают имеющийся у них запас энергии, то есть длина их трека будет меньше.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) В камере Д. Глезера трек частицы выглядит на фотографии как цепочка ионов.
2) Перегретая жидкость – это жидкость, которая имеет температуру выше температуры кипения при данном давлении.
3) Если протон и альфа-частица влетают в пузырьковую камеру с одинаковой кинетической энергией, то длина пробега у них будет одинаковой.
4) Перегретая жидкость содержит большое количество заряженных частиц.
5) Треком в пузырьковой камере называется видимый след, оставляемый заряженной частицей (или атомным ядром), состоящий из микропузырьков газа.

Номер: 2A33E2 1 (5C6B75)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В одном из двух одинаковых сосудов при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении находится свеженалитая сырая вода, в другом – такое же количество воды, подвергшейся предварительному длительному кипячению. В каком из сосудов при нагревании на одинаковых плитках вода закипит быстрее? Ответ поясните.

Номер: EA1744 2 (5C6B75)

Прочитайте текст и выполните задания.
Адсорбция

Твёрдое тело, находящееся в газе, всегда покрыто слоем молекул газа, некоторое время удерживающихся на нём молекулярными силами. Это явление называется адсорбцией. Количество адсорбированного газа зависит от площади поверхности, на которой могут адсорбироваться молекулы. Адсорбирующая поверхность особенно велика у пористых веществ, пронизанных множеством мелких каналов. Количество адсорбированного газа зависит также от природы газа и от химического состава твёрдого тела.

Одним из примеров веществ-адсорбентов является активированный уголь, то есть древесный уголь, освобождённый от смолистых примесей прокаливанием. В промышленности хороший активированный уголь получают из скорлупы кокосового ореха, из косточек некоторых плодовых культур.

Классическим примером использования адсорбирующих свойств активированного угля является противогаз. Фильтры, содержащие активированный уголь, применяются во многих современных устройствах для очистки питьевой воды. Активированный уголь применяется в химической, фармацевтической и пищевой промышленности.

В медицине процесс выведения из организма чужеродных веществ, попавших в него из окружающей среды, или образовавшихся в самом организме токсических продуктов обмена называется энтеросорбция. Лекарственные средства, поглощающие и выводящие из желудочно-кишечного тракта вредные, токсичные для организма вещества, называют энтеросорбентами. Эффективность энтеросорбентов зависит от площади их активной поверхности. При заданной массе энтеросорбента площадь активной поверхности обратно пропорциональна размеру его частиц: чем меньше размеры частиц, тем больше суммарная площадь их активной поверхности.

На диаграмме представлены сравнительные характеристики энтеросорбентов на основе диоксида кремния: удобство дозирования и применения (по вертикальной оси) и эффективность применения в расчёте на 1 г сорбента для выведения токсинов белковой природы (по горизонтальной оси). Размер пузырька адсорбированного газа пропорционален площади активной поверхности, приходящейся на 1 г сорбента.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) В соответствии с диаграммой в тексте при одинаковой массе сорбента наиболее эффективным для связывания токсинов является применение белого угля.
2) В соответствии с диаграммой в тексте средством, обладающим максимальным удобством в дозировании и применении, является активированный уголь.
3) Количество адсорбированного газа не зависит от природы газа, но зависит от свойств адсорбирующей поверхности.
4) Энтеросорбция – это метод лечения различных заболеваний, основанный на применении антибиотиков.
5) Адсорбенты применяются в химической технике для разделения и очистки веществ.

Номер: D3964F 1 (C49671)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Какие частицы энтеросорбента (крупные или мелкие) окажут большее терапевтическое действие при одинаковой потребляемой массе сорбента? Ответ поясните.

Номер: 1FF02A 2 (C49671)

Прочитайте текст и выполните задания.
Полиморфные превращения металлов

Металлы представляют собой поликристаллические тела, состоящие из большого числа мелких (10–1–10–5 см), хаотично ориентированных по отношению друг к другу кристаллов.

Многие металлы (в том числе железо) в зависимости от температуры могут существовать в разных кристаллических формах или, как их называют, в разных полиморфных модификациях. В результате полиморфного превращения атомы кристаллического тела, имеющего решётку одного типа, перестраиваются таким образом, что образуется кристаллическая решётка другого типа (см. рисунок).

Примеры полиморфных модификаций железа (α-железо и γ-железо)

Полиморфное превращение – обратимый процесс; он происходит как при нагреве, так и при охлаждении твёрдого тела. Вновь образующиеся полиморфные модификации являются следствием возникновения центров кристаллизации и роста кристаллов, подобно кристаллизации из жидкого состояния.

Превращение одной полиморфной формы в другую при нагреве чистого металла сопровождается поглощением тепла и происходит при постоянной температуре (аналогично процессу плавления). На термической кривой (в координатах температура – время) превращение отмечается горизонтальным участком. При охлаждении происходит выделение тепла при той же температуре, что и при нагреве. Температура, при которой происходит переход из одного типа кристаллической решётки в другой, носит название температуры полиморфного превращения.

Так как полиморфные модификации вещества отличаются внутренней структурой, то свойства их различны. Полиморфные превращения сопровождаются скачкообразным изменением всех свойств металлов или сплавов: удельного объёма, теплоёмкости, тепло- и электропроводности, магнитных, механических и химических свойств.

Ярким примером полиморфизма у неметаллических материалов является наличие двух кристаллографических модификаций чистого углерода, известных как алмаз и графит. Оба материала являются идентичными по химическому составу и отличаются лишь кристаллической структурой. В результате свойства алмаза и графита оказываются существенно различными. Графит – это мягкий, хрупкий и непрозрачный материал, в то время как алмаз является одним из наиболее твёрдых минералов, встречающихся в природе, и, как правило, прозрачен.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) При полиморфном превращении металла сохраняется его теплопроводность.
2) На графике в координатах температура – время нагревания полиморфное превращение металла или процесс его плавления отмечается горизонтальным участком кривой.
3) Полиморфные превращения наблюдаются только у металлов.
4) При полиморфном превращении необратимо изменяются физические и химические свойства вещества.
5) При температуре полиморфного превращения кристаллическая решётка одного типа перестаивается в решётку другого типа.

Номер: B306BB 1 (13FABE)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке представлен график зависимости температуры от времени в процессе охлаждения железа. Первоначально железо находилось в жидком состоянии; температура плавления железа равна 1539 ^оС. Скорость отвода тепла в процессе охлаждения оставалась постоянной. Сколько полиморфных превращений кристаллического железа наблюдалось в процессе охлаждения? Ответ поясните.

Номер: 0B8B06 2 (13FABE)

Прочитайте текст и выполните задания.
Крутильные весы

Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения явилось важнейшим событием в истории физики. Его значение определяется, прежде всего, универсальностью гравитационного взаимодействия. На законе всемирного тяготения основывается один из центральных разделов астрономии – небесная механика. До начала XIX в. константа G в закон всемирного тяготения не вводилась, так как во времена Ньютона были определены размеры Земли, но масса Земли не была известна. И для всех расчётов в небесной механике использовали константу GM (произведение гравитационной постоянной на массу Земли).

Мы ежедневно наблюдаем силу притяжения тел к Земле, однако притяжение малых тел друг к другу неощутимо. Требовалось экспериментально доказать справедливость закона всемирного тяготения и для обычных тел.

Исторически первым экспериментальным доказательством закона всемирного тяготения для обычных тел, а также измерением гравитационной постоянной явился опыт английского учёного Генри Кавендиша с крутильными весами, поставленный в конце XVIII в.

Установка, которую использовал Г. Кавендиш, представляла собой деревянное коромысло с прикреплёнными к его концам небольшими однородными свинцовыми шарами массой по 775 г каждый. Коромысло было подвешено на нити из посеребрённой меди длиной 1 м. К шарам подносили более тяжёлые однородные шары массой 49,5 кг, сделанные также из свинца. Установка была заключена в камеру, что защищало установку от внешних конвекционных потоков. Угол закручивания нити θ измерялся при помощи телескопа, так как был очень маленьким. Упругость нити на кручение определялась исходя из периода свободных колебаний коромысла. В начале XIX в. учёные, проанализировав результаты опытов Кавендиша, смогли определить гравитационную постоянную G.

Измерив силу взаимодействия, массы шаров и расстояние между их центрами, можно было определить гравитационную постоянную из формулы закона всемирного тяготения.

Конструкция прибора Кавендиша

Схема взаимодействия шаров в опыте Кавендиша

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Целью опыта Кавендиша было открыть закон всемирного тяготения.
2) Проведённые исследования позволили впервые экспериментально измерить ускорение свободного падения.
3) В установке Кавендиша силы всемирного тяготения, действующие на малые шары со стороны больших шаров, уравновешивались силой упругости со стороны закрученной нити.
4) Для определения силы гравитационного взаимодействия между малым и большим шарами необходимо было знать упругие свойства нити, а также угол поворота коромысла.
5) При увеличении расстояния между центрами малого и большого шаров в два раза угол закручивания нити уменьшался в два раза.

Номер: 0171B3 1 (24B8B4)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Опыт Кавендиша часто называют опытом по взвешиванию Земли. О чём идёт речь? Ответ поясните.

Номер: 234884 2 (24B8B4)

Прочитайте текст и выполните задания.
Закон Гука

Основные результаты опытов по исследованию упругости тел Гук изложил в сочинении «Лекции о восстановительной способности или об упругости», вышедшем в 1678 г. Опыты, в ходе которых Гук проверял свой вывод о том, что сила упругости пропорциональна удлинению, в зависимости от объекта исследования можно разделить на несколько групп (рисунок 1).

Рисунок 1.

В опытах первой группы Гук использовал металлические (стальные или латунные) пружины различной длины, которые изготавливал, наматывая проволоку на тело цилиндрической формы. Последовательно добавляя к пружине грузы равной массы, можно было наблюдать, как каждый раз пружина дополнительно растягивается на одну и ту же длину.

Вторую группу опытов Гук проводил со спиральными часовыми пружинами. Спиральная пружина встраивалась в лёгкий латунный обод с внутренней стороны. На внешнюю поверхность обода учёный наматывал тонкую нить, к которой крепилась лёгкая чашка для грузов. Кроме того, на обод крепилась лёгкая стрелка, по которой можно было судить об угле поворота обода. Гук использовал грузы массой в одну драхму каждый (1 драхма ≈ 1,772 г) и каждый раз фиксировал угол, на который поворачивался обод. В результате он установил, что при добавлении грузов равной массы обод дополнительно поворачивался (спиральная пружина закручивалась) на одинаковые углы.

В третьей группе опытов Гук использовал достаточно длинные металлические струны (длина проволоки в разных опытах составляла от 20 до 40 футов, 1 фут = 30,48 см). Струна растягивалась при последовательном подвешивании к ней грузов равной массы, аналогично тому, как это делалось в первой группе опытов с пружинами. Результаты получились такими же: при добавлении грузов одинаковой массы дополнительно удлинения струны были одинаковыми.

Кроме описанных опытов с металлическими пружинами и струнами, Гук исследовал упругие свойства других тел, например, деревянных пластин. Чтобы представить себе, как проходили эти опыты, можно взять деревянную линейку, прижать рукой и удерживать один её конец у края поверхности стола таким образом, чтобы бо́льшая часть линейки выходила за пределы стола. Несильно нажимая на свободный конец деревянной линейки, мы можем ощутить действие силы упругости, возникающей в линейке при деформации. Гук писал о том, что при деформациях изгиба внутренняя часть пластины сжимается, внешняя – растягивается, а некоторая часть в центре пластины остаётся в практически свободном состоянии.

Рисунок 2. Деформация тонкой пластины

В итоге своего сочинения Гук делает вывод о том, что прямая пропорциональная зависимость силы упругости от деформации является универсальным законом. «При помощи этого принципа легко можно будет подсчитать различные силы луков… будут ли они сделаны из дерева, стали, рога, из сухожилий или шнуров, а также катапульт или баллист, которыми пользовались древние; все это можно сделать однажды и вычислить соответствующие таблицы…»

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Драхма является внесистемной единицей силы.
2) Длина проволоки в третьей группе опытов Гука составляла примерно 30 см.
3) При изгибе балок перекрытия в здании в них присутствуют как области сжатия, так и области растяжения.
4) Степень деформации спиральной пружины во второй группе опытов Гука характеризовалась углом закручивания пружины.
5) В проведённых опытах Гук исследовал прочность различных материалов.

Номер: F18A93 1 (8E0EBD)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В опыте исследовали зависимость удлинения проволоки Δx
(мм) от веса груза P(H), данные опытов были представлены графически. Какой участок на графике соответствует упругой деформации? Ответ поясните.

Номер: 3042D7 2 (8E0EBD)

Прочитайте текст и выполните задания.
Магнитное поле Земли

Земля в целом представляет собой огромный шаровой магнит. Ядро Земли является жидким и состоящим из железа. Существует теория, что в ядре циркулируют круговые токи, которые и порождают земное магнитное поле (см. рисунок).

Как узнать, были ли в далёком прошлом Земли периоды, когда геомагнитное поле отличалось от нынешнего? Оказывается, следы есть: горные породы, содержащие железные сплавы, намагничиваются в период своего формирования под действием магнитного поля Земли и сохраняют приобретённую намагниченность в последующие эпохи. Величина и направление этой остаточной намагниченности соответствуют магнитному полю, существовавшему в данной точке земной поверхности при образовании породы, то есть миллионы и сотни миллионов лет назад.

Обыкновенная лава, вытекающая из вулкана при его извержении, всегда содержит некоторое количество сплавов железа. При остывании и кристаллизации лавы в неё как бы вмораживается множество железосодержащих кристалликов, превратившихся в миниатюрные магнитные стрелки, ориентированные вдоль линий индукции магнитного поля Земли.

Изучение лавовых напластований, проведённое в разных точках Земли, показывает, что за последние примерно 700 тыс. лет геомагнитное поле практически не изменялось. Но исследования более глубоких и, следовательно, древних слоёв показало, что лавовые напластования представляют собой настоящий слоёный пирог – за верхним слоем с «нормальными» линиями индукции шёл слой с линиями «обратной» полярности, то есть такими, которые соответствуют геомагнитному полю с полюсами, поменявшимися местами. За последние 4 млн лет геомагнитное поле изменяло свою полярность не менее девяти раз!

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Любое тело во внешнем магнитном поле намагничивается и становится постоянным магнитом.
2) Магнитное поле Земли имеет внеземное происхождение.
3) Железосодержащие кристаллики в лавовых напластованиях являются маленькими постоянными магнитами.
4) Если бы в Австралии в настоящее время установили железные колонны, то они намагнитились бы таким образом, что северный полюс у них был бы внизу.
5) Несимметричность магнитного поля Земли связана с воздействием солнечного ветра (потока заряженных частиц).

Номер: 55E05A 1 (731A1D)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В тексте говорится, что «за последние 4 млн лет геомагнитное поле изменяло свою полярность не менее девяти раз». Будет ли правильным утверждать, что полярность магнитного поля Земли меняется примерно каждые 440 тыс. лет? Ответ поясните.

Номер: E28022 2 (731A1D)

Прочитайте текст и выполните задания.
Зелёный луч

Рефракция света в атмосфере – оптическое явление, вызываемое преломлением световых лучей в атмосфере и проявляющееся в кажущемся смещении удалённых объектов. Вследствие того, что атмосфера является средой оптически неоднородной (с высотой меняется температура, плотность, состав воздуха), лучи света распространяются в ней не прямолинейно, а по некоторой кривой линии. Наблюдатель видит объекты не в направлении их действительного положения, а вдоль касательной
к траектории луча в точке наблюдения (см. рисунок 1).

Рисунок 1. Криволинейное распространение светового луча в атмосфере (сплошная линия) и кажущееся смещение объекта (пунктирная линия)

Показатель преломления зависит не только от свойств воздушных слоёв атмосферы, но и от длины световой волны (дисперсия света). Поэтому рефракция в атмосфере сопровождается разложением светового луча в спектр. Чем меньше длина волны светового луча, тем более сильную рефракцию он испытывает. Например, фиолетовые лучи преломляются сильнее, чем зелёные, а зелёные – сильнее, чем красные. Поэтому чем меньше длина волны луча, тем сильнее будет видимое смещение за счёт рефракции. В результате верхняя каёмка диска Солнца на восходе и закате может оказаться сине-зелёной, нижняя – оранжево-красной (рисунок 2).

Рисунок 2. Пояснение к появлению зелёного луча

Дисперсия солнечных лучей в наиболее явном виде проявляется в самый последний момент захода Солнца. Когда Солнце уходит за горизонт, последним лучом мы должны были бы увидеть фиолетовый. Однако самые коротковолновые лучи – фиолетовые, синие, голубые – на долгом пути в атмосфере (когда Солнце уже у горизонта) настолько сильно рассеиваются, что не доходят до земной поверхности. Кроме того, к лучам этой части спектра менее чувствительны глаза человека. Поэтому последний луч заходящего Солнца оказывается яркого изумрудного цвета. Это явление
и получило название «зелёный луч».

Зелёный луч может наблюдаться при очень прозрачном воздухе, чаще всего на морском горизонте. Если Солнце имеет на закате красный цвет и на него легко смотреть невооружённым глазом, то зелёного луча не будет, поскольку красный цвет солнечного диска указывает на сильное рассеяние атмосферой как синих, так и зелёных лучей.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Возможность увидеть зелёный луч в момент захода Солнца связана как с дисперсией, так и с рассеянием солнечных лучей.
2) Наблюдаемое положение звёзд на ночном небе ниже их действительного положения.
3) Криволинейное распространение света при прохождении атмосферы объясняется преломлением света в неоднородных по плотности слоях атмосферы.
4) Чем меньше частота световой волны, тем более сильную рефракцию она испытывает.
5) Явление «зелёного луча» можно наблюдать только при восходе Солнца.

Номер: 479877 1 (96981D)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В ясную погоду наблюдают цвет Луны при её разных положениях: высоко над горизонтом и вблизи горизонта. В каком случае цвет Луны приобретает красный оттенок? Ответ поясните.

Номер: D69485 2 (96981D)

Прочитайте текст и выполните задания.
Солнечная система

В древние времена считалось, что неподвижная Земля занимает центральное положение во Вселенной, и вокруг неё вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды.

Во II в. древнегреческий астроном Клавдий Птолемей в своём фундаментальном сочинении «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах», или «Альмагест», представляет свои доказательства сферичности Земли и неба, центрального положения Земли во Вселенной, а также описывает сложное движение планет. На рисунке представлена геоцентрическая модель мира, построенная Птолемеем.

Модель мира Птолемея

Работы Птолемея считались настолько совершенными, что изложенные
в них взгляды господствовали в науке на протяжении 1400 лет. Однако в ходе научных открытий XVI в. выяснилось, что геоцентризм несовместим с астрономическими фактами, и постепенно утвердилась гелиоцентрическая система мира (Гелиос – древнегреческий бог Солнца).

В гелиоцентрической системе мира центральным объектом Солнечной системы является звезда Солнце. В Солнце сосредоточена подавляющая часть всей массы Солнечной системы (около 99,866%), оно удерживает своим тяготением планеты и прочие тела, принадлежащие к Солнечной системе и вращающиеся вокруг Солнца.

Сравнительная таблица некоторых параметров планет

 

Планета	Масса, относительно*	Расстояние до Солнца, относительно*	Время обращения вокруг Солнца, земных лет	Сутки, относительно*	Средняя плотность, кг/м3	Атмосфера, относительно*
Меркурий	0,06	0,38	0,241	58,6	5427	отсутствует
Венера	0,82	0,72	0,615	243	5243	плотная
Земля	1,0	1,0	1,0	1,0	5515	1
Марс	0,11	1,52	1,88	1,03	3933	2
Юпитер	318	5,20	11,86	0,414	1326	67
Сатурн	95	9,54	29,46	0,426	687	62
Уран	14,6	19,22	84,01	0,718	1270	27
Нептун	17,2	30,06	164,79	0,671	1638	13

* Параметры в таблице указаны по отношению к аналогичным данным Земли.

Между орбитами Марса и Юпитера находится главный пояс астероидов – малых планет. Астероидов много, они сталкиваются, дробятся, изменяя орбиты друг друга, так что некоторые осколки при своём движении пересекают орбиту Земли. Прохождение осколков (метеорных тел) через земную атмосферу выглядит с поверхности Земли как «падающие звезды».
В редком случае прохождения более крупного осколка можно наблюдать летящий по небу огненный шар. Это явление называется болидом. Двигаясь
в атмосфере, твёрдое тело нагревается вследствие торможения, и вокруг него образуется обширная светящаяся оболочка, состоящая из горячих газов. Нередко метеорное тело раскалывается и с грохотом выпадает на Землю
в виде осколков – метеоритов.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Основой геоцентрической модели мира является утверждение, что Земля занимает центральное положение во Вселенной.
2) По мере удаления от Солнца увеличивается радиус планет.
3) Планеты-гиганты характеризуются меньшей частотой вращения вокруг своей оси по сравнению с планетами земной группы.
4) По мере удаления от Солнца период обращения планет вокруг Солнца увеличивается.
5) Во времена Птолемея не были известны планеты Уран и Сатурн.

Номер: 55E8BB 1 (EE2F19)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Можно или нет наблюдать такое явление, как болид, находясь на Луне? Ответ поясните.

Номер: 241310 2 (EE2F19)

Прочитайте текст и выполните задания.
Опыты Птолемея по преломлению света

Оптика – одна из древнейших наук, тесно связанная с потребностями практики на всех этапах своего развития. Прямолинейность распространения света была известна народам Месопотамии за 5 тыс. лет до н.э. и использовалась в Древнем Египте при строительных работах.

Два закона геометрической оптики – закон прямолинейного распространения света и закон отражения света – были описаны знаменитым греческим учёным Евклидом, жившим в III в. до н.э. С помощью этих законов Евклид объяснил целый ряд наблюдаемых явлений, и в частности, явлений отражения света от плоских и даже сферических зеркал.
Ученые древности имели также представление о преломлении света и даже пытались установить закон преломления.

Греческий астроном Клавдий Птолемей (около 130 г. н.э.) – автор замечательной книги, которая в течение почти 15 столетий служила основным учебником по астрономии, – написал ещё книгу «Оптика», в которой описал, в частности, явление преломления света. С явлением преломления света Птолемей столкнулся, наблюдая звёзды. Он заметил, что луч света, переходя из одной среды в другую, «ломается». Поэтому звёздный луч, проходя через земную атмосферу, доходит до поверхности Земли не по прямой, а по кривой линии, то есть происходит рефракция. Искривление хода луча происходит из-за того, что плотность воздуха меняется с высотой.

Чтобы изучить закон преломления, Птолемей провёл следующий эксперимент. Он взял круг и укрепил на оси линейки l1 и l2 так, чтобы они могли свободно вращаться вокруг неё (см. рисунок).

Птолемей погружал этот круг в воду до диаметра АВ и, поворачивая нижнюю линейку, добивался того, чтобы линейки лежали для глаза на одной прямой (если смотреть вдоль верхней линейки). После этого он вынимал круг из воды и сравнивал углы падения α и преломления β. Он измерял углы с точностью до 0,5°. Числа, полученные Птолемеем, представлены в таблице.

 

№№ опыта	1	2	3	4	5	6	7	8
Угол падения α, град.	10	20	30	40	50	60	70	80
Угол преломления β, град.	8	15,5	22,5	28	35	40,5	45	50

 

Эксперимент Птолемея был поставлен правильно, ученый получил достаточно хорошие численные значения для углов падения и преломления, однако закона он установить не сумел.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Согласно опытам Птолемея, с увеличением угла падения линейно увеличивается угол преломления.
2) Все законы геометрической оптики были открыты в III в. до нашей эры.
3) Птолемей установил, что при переходе луча света из воздуха в воду угол преломления меньше угла падения.
4) Под рефракцией в тексте понимается явление изменения направления распространения светового луча из-за преломления в атмосфере Земли.
5) Рефракция проявляется в огибании световым лучом препятствий и, тем самым, в отклонении от прямолинейного распространения.

Номер: 7E021D 1 (31B211)

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Согласно опытам Птолемея, с увеличением угла падения линейно увеличивается угол преломления.
2) Все законы геометрической оптики были открыты в III в. до нашей эры.
3) Птолемей установил, что при переходе луча света из воздуха в воду угол преломления меньше угла падения.
4) Под рефракцией в тексте понимается явление изменения направления распространения светового луча из-за преломления в атмосфере Земли.
5) Рефракция проявляется в огибании световым лучом препятствий и, тем самым, в отклонении от прямолинейного распространения.

Номер: A63FEC 2 (31B211)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В спокойной атмосфере наблюдают положение звёзд, не находящихся на перпендикуляре к поверхности Земли в точке А, где находится наблюдатель. На рисунке схематично показано истинное и видимое положения для одной из звёзд. Какое положение (S1 или S2) может соответствовать истинному положению звезды, а какое – видимому? Ответ поясните.

Номер: DDDA91 3 (31B211)

Прочитайте текст и выполните задания.
Кипение

Ежедневно мы наблюдаем, что вода и её пар переходят друг в друга. Лужи на асфальте после дождя высыхают, а водяной пар в воздухе по утрам часто превращается в мельчайшие капельки тумана.

Что произойдёт, если сосуд с некоторым объёмом жидкости закрыть крышкой? Каждую секунду поверхность жидкости по-прежнему будут покидать самые быстрые молекулы, её масса будет уменьшаться, а концентрация молекул пара – увеличиваться. Одновременно с этим в жидкость из пара будет возвращаться часть его молекул, и чем больше будет концентрация пара, тем интенсивней будет процесс конденсации. Наконец наступит такое состояние, когда число молекул, возвращающихся в жидкость в единицу времени, в среднем станет равным числу молекул, покидающих её за это время. Такое состояние называют динамическим равновесием, а соответствующий пар – насыщенным паром.

Давление насыщенного пара зависит от вида жидкости и температуры. Чем труднее молекулам жидкости оторваться друг от друга, тем меньше будет давление её насыщенного пара. Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры представлена на рисунке.

Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры

Кипением называется процесс образования большого числа пузырьков пара, происходящий по всему объёму жидкости и на её поверхности при нагревании. На самом деле эти пузырьки присутствуют в жидкости всегда, но их размеры растут, и пузырьки становятся заметны при кипении. Они расширяются за счёт интенсивно испаряющейся в полость пузырька воды и под действием выталкивающей силы Архимеда отрываются от дна, всплывают и лопаются с характерным шумом на поверхности.

Кипение начинается при такой температуре, когда пузырьки газа имеют возможность расширяться, а это происходит, если давление насыщенного пара вырастает до атмосферного давления. Таким образом, температура кипения – это температура, при которой давление насыщенного пара данной жидкости равно атмосферному давлению (внешнему давлению над поверхностью жидкости).

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Давление насыщенного пара воды при температуре 70°С составляет около 3кПа.
2) Давление насыщенного пара зависит от температуры, но не зависит от рода жидкости.
3) Насыщенный пар находится в термодинамическом равновесии со своей жидкостью.
4) Температура кипения воды в скороварке, открывающий клапан в которой срабатывает при давлении 1,5·10⁵ Па, равна примерно 110 °С.
5) Туман представляет собой газообразное состояние воды.

Номер: 0ECA8C 1 (314619)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Можно ли наблюдать всплытие пузырьков в процессе пузырькового кипения, описанном в тексте, для воды, находящейся на космической станции
в условиях невесомости? Ответ поясните.

Номер: B8FABC 2 (314619)

Прочитайте текст и выполните задания.
Исторические опыты по определению скорости света и звука

В 1607 г. Галилео Галилей впервые в истории физики предпринял попытку определить скорость света с помощью следующего опыта: два наблюдателя (А и В), снабжённые закрывающимися фонарями, расходились на большое расстояние D друг от друга (рисунок 1). Наблюдатель А открывал свой фонарь, и свет через некоторый промежуток времени доходил до наблюдателя В, который в тот же момент открывал свой фонарь. Когда второй сигнал доходил обратно до наблюдателя А, тот отмечал время τ, протёкшее от момента подачи им сигнала до момента его возвращения. Тогда скорость света с можно было бы рассчитать по формуле: c=2Dτ
.

Рисунок 1

Однако опыты Галилея оказались неудачными и не позволили определить скорость света.

Похожая схема опыта была применена в 1630 г. французским учёным
М. Марсенном для определения скорости звука в воздухе. Марсенн поставил на определённом расстоянии D двух человек. Один выстрелил из мушкета (огнестрельного оружия), а другой отметил время τ, прошедшее между вспышкой от выстрела и долетевшим до него звуком. Поделив расстояние на время, Марсенн нашёл, что скорость звука υ равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 метрам в секунду (м/с). Опыты Марсенна оказались неточными (скорость звука в воздухе на самом деле составляет примерно 330 м/с), но впервые позволили оценить порядок величины для скорости звука. В 1738 г. французская Академия наук повторила опыт по измерению скорости звука. Опыт был поставлен на холме Монмартр близ Парижа. Было установлено, что скорость звука равна 171 туазу в секунду.

В 1826 г. швейцарские физики Ж. Колладон и Ш. Штурм на Женевском озере провели опыт по измерению скорости звука в воде. Экспериментаторы разъехались на лодках на расстояние D = 14 км друг от друга. На одной лодке производилась вспышка пороха, и одновременно молоток ударял по колоколу, опущенному в воду. На другой лодке измерялось время между вспышкой пороха и появлением звука в слуховом рупоре, также опущенном в воду (рисунок 2). Для скорости звука в воде было получено значение, равное 1440 м/с .

Рисунок 2

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Для определения скорости звука Марсенн использовал формулу υ = 2D/τ.
2) Целью опыта Колладона являлось доказать, что звук может распространяться в воде.
3) Скорость звука в воде более чем в 4 раза превышает скорость звука в воздухе.
4) Для того чтобы успешно измерить скорость света, Галилею вместо фонарей следовало использовать мушкеты.
5) Туаз является внесистемной единицей для измерения расстояния и равен примерно 1,9 м.

Номер: CA8266 1 (247D20)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Измерения какой физической величины (расстояния или времени) обрекли опыты Галилея на неудачу? Ответ поясните.

Номер: B3C8E1 2 (247D20)

Прочитайте текст и выполните задания.
Жидкие кристаллы

Кристаллические твёрдые тела характеризуются наличием строгого порядка в расположении атомов (молекул). Для большинства же знакомых нам жидкостей характерно отсутствие порядка в расположении молекул (рисунок 1).

Рисунок 1. Модельное представление о расположении молекул в кристалле и жидкости

Однако в природе встречаются вещества, обладающие одновременно основными свойствами и кристалла, и жидкости. С одной стороны, эти вещества текучи, как жидкости. С другой стороны, они характеризуются определённым порядком в расположении молекул и, соответственно, анизотропией физических свойств (зависимостью оптических, электрических и других свойств от направления в веществе). Такие вещества называются жидкими кристаллами.

Первое жидкокристаллическое соединение, холестерилбензоат, было открыто австрийским учёным Рейнитцером. Рейнитцер обнаружил, что при температуре плавления, равной 145 °C, кристаллическое вещество превращалось в мутную, сильно рассеивающую свет жидкость, которая затем при 179 °C становилась прозрачной. Поражённый этим необычайным явлением, Рейнитцер отправил свои препараты немецкому кристаллографу Отто Леману с просьбой помочь разобраться в странном поведении холестерилбензоата. Исследуя препараты при помощи поляризационного микроскопа, Леман установил, что мутная фаза, наблюдаемая Рейнитцером, является анизотропной, а прозрачная – изотропной.

Жидкими кристаллами являются в основном органические вещества, молекулы которых имеют, например, длинную нитевидную форму. Нитевидные молекулы расположены параллельно друг другу, однако беспорядочно сдвинуты, т.е. порядок, в отличие от обычных кристаллов, существует только в одном направлении (рисунок 2).

Рисунок 2. Схематичное изображение расположение молекул на примере некоторых типов жидких кристаллов

Физические свойства жидкого кристалла (например, его прозрачность при прохождении светового луча) зависят от направления в кристалле. Это используется при создании жидкокристаллических экранов телевизоров.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Все жидкости характеризуются анизотропией физических свойств.
2) Жидкие кристаллы занимают весь предоставленный им объём.
3) Принцип работы жидкокристаллических экранов основан на анизотропии оптических свойств жидких кристаллов.
4) В опытах Рейнитцера с холестерилбензоатом при температуре 179 °C происходил переход жидкого кристалла в изотропную жидкость.
5) При температуре ниже 145 °C холестерилбензоат характеризуется изотропией физических свойств.

Номер: FF8C84 1 (D2962B)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.

Не все твёрдые тела – кристаллы. Существует множество твёрдых аморфных тел, в которых так же, как
в обычных жидкостях, отсутствует порядок в расположении молекул. Кристаллические и аморфные твёрдые тела по-разному ведут себя в процессе нагревания и перехода в жидкое состояние. На рисунке представлен график зависимости изменения температуры от времени в процессе непрерывного нагревания парафина.

Какую структуру (кристаллическую или аморфную) имеет парафин в твёрдом состоянии? Ответ поясните.

Номер: A9E008 2 (D2962B)

Прочитайте текст и выполните задания.
Сейсмические методы исследования

Механические волны, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений или каких-нибудь мощных взрывов, называются сейсмическими волнами.

Для исследования землетрясений и внутреннего строения Земли наибольший интерес представляют два вида сейсмических волн: продольные (волны сжатия) и поперечные. В отличие от продольных волн, поперечные волны не распространяются внутри жидкостей и газов. Скорость этих волн в одном и том же веществе разная: продольные распространяются быстрее поперечных. Например, на глубине 500 км скорость поперечных сейсмических волн равна примерно 5 км/с, а скорость продольных волн – около 10 км/с.

Распространяясь из очага землетрясения, первыми на сейсмическую станцию приходят продольные волны, а спустя некоторое время – поперечные. Зная скорость распространения сейсмических волн в земной коре и время запаздывания поперечной волны, можно определить расстояние до центра землетрясения. Для более точных измерений используют данные нескольких сейсмических станций. Ежегодно на земном шаре регистрируют сотни тысяч землетрясений.

Сейсмические волны используются для исследования глубоких слоёв Земли. Когда сейсмические волны проходят через среду, плотность и состав которой изменяются, то скорости волн также меняются, что проявляется в преломлении волн. (На границе двух сред также наблюдается отражение.)
В более плотных слоях Земли скорость волн возрастает; соответственно возрастает угол преломления. Характер преломления сейсмических волн позволяет исследовать плотность и внутреннее строение Земли. Отсутствие поперечных волн, прошедших через центральную область Земли, позволило английскому сейсмологу Олдгему сделать вывод о существовании жидкого ядра Земли.

Сейсмический метод отражённых волн используется для поиска полезных ископаемых (например, месторождений нефти и газа). Этот метод основан на отражении искусственно созданной сейсмической волны на границе пород с разными плотностями. В скважине, пробуренной в исследуемом районе, взрывают небольшой заряд. Возникающая сейсмическая волна распространяется по всем направлениям. Достигнув границ исследуемой породы, волна отражается и возвращается обратно к земной поверхности, где её «ловит» специальный прибор (сейсмоприемник).

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Продольная сейсмическая волна может распространяться только в твёрдом теле.
2) Сейсмические волны относятся к низкочастотным радиоволнам.
3) Все сейсмические волны распространяются с одинаковой скоростью.
4) Скорость распространения сейсмической волны зависит от плотности и состава среды.
5) На границе двух сред с разной плотностью сейсмическая волна частично отражается, частично преломляется.

Номер: 625073 1 (A0ED22)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке схематически изображено распространение сейсмической волны от очага землетрясения. Какой из слоёв (А или Б) имеет бόльшую плотность? Ответ поясните.

Номер: FACB7B 2 (A0ED22)

Прочитайте текст и выполните задания.

Опыты Гильберта по магнетизму

В 1600 г. была напечатана книга Вильяма Гильберта «О магните», которая содержит много опытов по магнетизму.

Гильберт выдвинул гипотезу, что наша Земля – большой круглый магнит, причём он полагал, что географические полюсы почти совпадают с магнитными. Гильберт вырезал из природного магнита шар так, чтобы в нём получились полюсы в двух диаметрально противоположных точках. Этот шарообразный магнит он назвал тереллой, то есть маленькой Землёй. Приближая к терелле подвижную магнитную стрелку, можно наглядно показать, как меняются положения магнитной стрелки, которые она принимает в различных точках земной поверхности: на экваторе стрелка расположена параллельно плоскости горизонта, на полюсе – перпендикулярно плоскости горизонта (рисунок 1). Угол, на который отклоняется магнитная стрелка в вертикальной плоскости от плоскости горизонта, называется углом наклонения.

Рис. 1. Опыты Гильберта с тереллой

Рис. 2. Магнитное поле Земли

На рисунке 2 схематично изображены магнитные линии Земли. На экваторе величина вектора магнитной индукции составляет примерно 30 мкТл, на географической широте 50° – примерно 50 мкТл.

В своей работе Гильберт рассмотрел также различные способы намагничивания железа. Рассмотрим опыт, обнаруживающий «магнетизм через влияние». Подвесим на нитках две железные полоски параллельно друг другу и будем медленно подносить к ним большой постоянный магнит. При этом нижние концы полосок расходятся, так как намагничиваются одинаково (рисунок 3а). При дальнейшем приближении магнита нижние концы полосок несколько сходятся, так как притяжение полосок к магниту становится больше, чем отталкивание полосок друг от друга (рисунок 3б).

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Магнитные полюсы тереллы расположены в точках А и В.
2) На рисунке 3б на нижнем конце правой полоски возникает южный полюс.
3) На рисунке 3а и 3б в обоих случаях на нижнем конце правой полоски возникает северный полюс.
4) По мере движения по земной поверхности вдоль меридиана от полюса к экватору величина магнитного поля увеличивается.
5) По мере движения по земной поверхности вдоль меридиана от полюса к экватору угол наклонения магнитной стрелки увеличивается от 0° до 90°.

Номер: 641D65 1 (CDD920)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке показаны опыты по изучению поведения магнитного стрелки, которая может поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскости, вблизи поверхности тереллы. При изображении положения стрелки по результатам одного из опытов (1– 4) была допущена ошибка. Какой это опыт? Ответ поясните.

Номер: 745813 2 (CDD920)

Прочитайте текст и выполните задания.
Невидимый свет

Ещё во времена античности было известно, что солнечные лучи несут не только свет, но и тепло. В 1800 году английский учёный У. Гершель, двигая чувствительный термометр вдоль солнечного спектра, обнаружил нагревание термометра в области, находящейся за границей красной части спектра и невидимой для глаза. Так было открыто инфракрасное излучение.

В 1801 г. немецкий физик И. Риттер исследовал химическое воздействие излучения различных участков солнечного спектра с помощью хлорида серебра (оно чернеет под действием света). Учёный обнаружил, что потемнение хлорида серебра постепенно возрастает при переходе от красной к фиолетовой части спектра и достигает максимума за фиолетовой областью, там, где глаз не воспринимает никаких лучей. Так было открыто ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовый спектр разделяют на ультрафиолет-А (УФ-A) с длиной волны 315–390 нм, ультрафиолет-В (УФ-B) – 280–315 нм и ультрафиолет-С (УФ-С) – 100–280 нм, которые отличаются по проникающей способности и биологическому воздействию на организм. Коротковолновая часть ультрафиолета, излучаемого Солнцем (ультрафиолет-С), не достигает поверхности Земли. Из-за наличия озонового слоя в атмосфере Земли, поглощающего ультрафиолетовые лучи, спектр солнечного излучения вблизи поверхности Земли практически обрывается на длине волны 290 нм.

Под действием ультрафиолета в коже человека вырабатывается особый пигмент, интенсивно отражающий эту часть солнечного спектра. При этом кожа приобретает характерный оттенок, известный как загар. Максимально интенсивно загар формируется при длине волны 340 нм.

Недостаток УФ-лучей опасен для человека, так как эти лучи являются стимулятором основных биологических процессов организма. Наиболее выраженное проявление «ультрафиолетовой недостаточности» – авитаминоз, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение работоспособности и защитных свойств организма от заболеваний. Подобные проявления характерны для осенне-зимнего периода при значительном недостатке естественной ультрафиолетовой радиации (так называемое «световое голодание»).

Однако нельзя забывать, что положительное действие ультрафиолетовых лучей на организм человека проявляется только при определённых дозах солнечной радиации, особенно её коротковолновой части, с действием которой человек сталкивается, находясь, например, на высокогорных курортах. Передозировка может нанести непоправимый вред – вызвать серьёзные расстройства нервной, сердечно-сосудистой и других жизненно важных систем организма.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Возникновение солнечного загара на коже человека связано преимущественно с воздействием ультрафиолета-A.
2) Термин «световое голодание» связывают с отсутствием ультрафиолетового излучения с длиной волны более 290 нм.
3) Ультрафиолет имеет частоту, меньшую частоты видимого света.
4) Ультрафиолет вреден для организма человека.
5) Потемнение хлорида серебра в опытах И. Риттера постепенно возрастает при переходе от фиолетовой части спектра к красной части спектра.

Номер: 6E4E56 1 (C99729)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке представлен спектр излучения сварочной дуги.

При работе сварщикам необходимо пользоваться средствами защиты для глаз и кожи.

Какое излучение представляет при этом наибольшую опасность? Ответ поясните.

Номер: 6075A5 2 (C99729)

Прочитайте текст и выполните задания.
Как ориентируются летучие мыши

Летучие мыши обычно живут огромными стаями в пещерах, в которых они прекрасно ориентируются в полной темноте. Влетая и вылетая из пещеры, каждая мышь издаёт неслышимые нами звуки. Одновременно эти звуки издают тысячи мышей, но это никак не мешает им прекрасно ориентироваться в пространстве в полной темноте и летать, не сталкиваясь друг с другом. Почему летучие мыши могут уверенно летать в полнейшей темноте, не натыкаясь на препятствия?

В 1793 г. итальянский натуралист Ладзаро Спалланцани проделал такой опыт: он ослепил летучую мышь и выпустил её в тёмную лабораторию. Эксперимент показал, что ослеплённая летучая мышь летала по комнате так же свободно, как и зрячая, не задевая ни одного из хитро расставленных в лаборатории предметов. Опыт Спалланцани повторили в Швейцарии. Однако в этих экспериментах уши летучих мышей заткнули ватой, и животные стали натыкаться на все встречавшиеся при полете преграды.

Сегодня главный секрет ориентации летучих мышей можно считать раскрытым: они обладают поразительными по своему совершенству органами ультразвуковой локации. Оказалось, что во время полёта мышь излучает короткие сигналы на частотах примерно от 50 до 100 кГц, а затем принимает отражённые эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых (см. рисунок).

Для того, чтобы сигнал был отражён препятствием, наименьший линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Реагировать на тот или иной объект мышь начинает на расстоянии около 1 м, при этом длительность посылаемых мышью ультразвуковых сигналов уменьшается примерно в 10 раз, а частота их следования увеличивается до 100–200 импульсов (щелчков) в секунду. То есть, заметив объект, мышь начинает щёлкать более часто, а сами щелчки становятся более короткими. Наименьшее расстояние, которое мышь может определить таким образом, составляет примерно 5 см.

Во время сближения с объектом охоты летучая мышь как бы оценивает угол между направлением своей скорости и направлением на источник отражённого сигнала и изменяет направление полёта так, чтобы этот угол становился все меньше и меньше.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Для эхолокации мыши используют волны частотой более 50 кГц.
2) Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у летучих мышей с их способностью излучать и принимать ультразвуковые волны.
3) Летучие мыши могут разглядеть предметы, находящиеся на расстоянии не более 5 см.
4) Ладзаро Спалланцани экспериментально доказал, что летучие мыши абсолютно слепы.
5) При приближении к объекту скорость ультразвуковых сигналов, посылаемых летучей мышью, увеличивается.

Номер: 686B6F 1 (F57CDE)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить мошку размером 1 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 320 м/с . Ответ поясните.

Номер: 249E22 2 (F57CDE)

Прочитайте текст и выполните задания.
Рассеяние световых лучей в атмосфере

Проходя через земную атмосферу, поток солнечных лучей частично рассеивается, частично поглощается и до Земли доходит ослабленным.
В видимой части спектра поглощение играет малую роль в сравнении
с рассеянием. Именно за счёт рассеяния происходит главное ослабление световых солнечных лучей.

Рассеяние световых лучей сильно зависит от длины волны. По расчётам английского физика лорда Рэлея, интенсивность рассеянного света в чистом воздухе обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны. Поэтому, проходя через атмосферу, лучи разных длин волн ослабляются по-разному: короткие световые волны (фиолетово-голубая часть спектра) рассеиваются значительно сильнее длинных (красная часть спектра). Это приводит к тому, что мы видим небо голубым вследствие рассеяния солнечного света в атмосфере Земли.

Крупные частицы пыли практически одинаково рассеивают все длины волн видимого света. Наличие в воздухе сравнительно крупных частичек пыли добавляет к рассеянному голубому свету отражённый частичками пыли свет, то есть почти неизменный свет Солнца. Цвет неба становится в этих условиях белесоватым.

Чем ближе опускается Солнце к горизонту, тем больше ослабляются его лучи (см. рисунок). На рисунке наблюдатель находится на Земле
в точке О. Если Солнце в зените, то есть вертикально над головой, то его лучи проходят в атмосфере путь АО. По мере опускания Солнца к горизонту путь его лучей будет увеличиваться и достигнет максимальной длины (ЕО), когда Солнце окажется на горизонте.

Длина пути, проходимого солнечными лучами в атмосфере,

при разной высоте Солнца над горизонтом

На более длинном пути потери коротковолновых, то есть фиолетовых и синих лучей становятся более заметными, и в прямом свете Солнца до поверхности Земли доходят преимущественно длинноволновые лучи: красные, оранжевые, жёлтые. Поэтому цвет Солнца по мере его опускания к горизонту становится сначала жёлтым, затем оранжевым и красным. Красный цвет Солнца и голубой цвет неба – это два следствия одного и того же процесса рассеяния.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Фиолетовые лучи с длиной волны 0,4 мкм рассеиваются в чистом воздухе в 16 раз сильнее, чем красные лучи с длиной волны 0,8 мкм.
2) Чем больше частота световой волны, тем более сильное рассеяние она испытывает при прохождении атмосферы.
3) По мере опускания Солнца к горизонту в прямом солнечном свете исчезают в первую очередь красные лучи.
4) Лучи голубого цвета в значительно большей степени рассеиваются на крупных частицах пыли по сравнению с лучами зелёного цвета.
5) Голубой цвет неба объясняется дисперсией света.

Номер: BFD7BC 1 (DEDAD5)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В 1869 г. английский физик Дж. Тиндаль выполнил следующий опыт: через прямоугольный аквариум, заполненный водой, пропустил слабо расходящийся узкий пучок белого света (см. рисунок).

Какой оттенок (голубой или красный) будет иметь пучок при рассмотрении его с выходного торца? Ответ поясните.

Номер: F03741 2 (DEDAD5)

Прочитайте текст и выполните задания.

Исследование морских глубин

При исследовании больших глубин используют такие подводные аппараты, как батискафы и батисферы.

Батисфера представляет собой глубоководный аппарат в форме шара, который на стальном тросе опускают в воду с борта корабля.

Несколько прототипов современных батисфер появились в Европе в XVI– XIX вв. Одним из них является водолазный колокол, конструкцию которого предложил в 1716 г. английский астроном Эдмонд Галлей (см. рисунок). В деревянном колоколе, открытом
у основания, размещалось до пяти человек, частично погружённых в воду. Воздух они получали из двух поочерёдно опускаемых с поверхности бочонков, откуда воздух поступал в колокол по кожаному рукаву. Надев кожаный шлем, водолаз мог проводить наблюдения и за пределами колокола, получая из него воздух через дополнительный шланг. Отработанный воздух выпускался через кран, находящийся в верхней части колокола.

Главный недостаток колокола Галлея заключается в том, что его нельзя использовать на большой глубине. По мере погружения колокола плотность воздуха в нём увеличивается настолько, что им становится невозможно дышать. Более того, при длительном пребывании водолаза в зоне повышенного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха, главным образом азотом, что может привести к так называемой кессонной болезни.

Профилактика кессонной болезни требует соблюдения норм рабочего времени и правильной организации декомпрессии (выхода из зоны повышенного давления).

Время пребывания водолазов на глубине регламентируется специальными правилами безопасности водолазных работ (см. таблицу).

Давление (дополнительно к атмосферному), атм.	Допустимое время пребывания в рабочей зоне
0,10––1,3	5 ч 28 мин.
1,31––1,7	5 ч 06 мин.
1,71––2,5	4 ч 14 мин.
2,51––2,9	3 ч 48 мин.
2,91––3,2	2 ч 48 мин.
3,21––3,5	2 ч 26 мин.
3,51––3,9	1 ч 03 мин.

 

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Допустимое время пребывания водолаза на глубине прямо пропорционально глубине погружения.
2) Батисфера представляет собой самоуправляемый аппарат для исследования морских глубин.
3) Первая батисфера была создана в 1716 г.
4) При длительном пребывании на больших глубинах ныряльщик может приобрести кессонную болезнь.
5) По мере погружения колокола плотность и давление воздуха в нём увеличиваются.

Номер: BB5CB0 1 (9998D7)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Допустима ли (согласно таблице) работа водолаза на глубине 30 метров в течение 2,5 ч? Ответ поясните.

Номер: 18AC77 2 (9998D7)

Прочитайте текст и выполните задания.
Деформации тел

Одним из проявлений взаимодействия тел является их деформация. Деформацией называют изменение как формы, так и размеров тела. Каков механизм деформации?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим строение вещества. Все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул), между которыми существуют силы взаимодействия. В зависимости от расстояния между частицами эти силы проявляются то как силы притяжения (Fпр.), то как силы отталкивания (Fот.). Если воздействие на тело вызывает увеличение расстояния между молекулами, то силы межмолекулярного притяжения препятствуют этому. И наоборот, уменьшению расстояния между молекулами противодействуют силы отталкивания.

По характеру смещения частей тела (а вернее, молекулярных слоёв внутри него) друг относительно друга различают несколько видов деформации: растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг. В большинстве практических случаев наблюдаемая деформация представляет собой совмещение нескольких одновременных простых деформаций. В конечном счёте, любую деформацию можно свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу.

При деформации растяжения расстояние между молекулярными слоями увеличивается. А при деформации сжатия расстояние между молекулярными слоями уменьшается.

Если в результате воздействия одни молекулярные слои растягиваются, а другие сжимаются, то наблюдается деформация изгиба. Деформацию изгиба испытывают на себе балки перекрытий в зданиях и мостах.

При деформации кручения происходит поворот одних молекулярных слоёв относительно других. А если одни слои молекул смещаются относительно других, то происходит деформация сдвига.

Деформации также разделяют на упругие и неупругие, или пластичные.

Деформация называется упругой, если после прекращения воздействия тело полностью восстанавливает первоначальные форму и размеры. А если после прекращения воздействия полного восстановления формы (размеров) не происходит, то деформация называется неупругой, или пластичной.

Деформация конкретного тела может быть как упругой, так и неупругой. В каждом конкретном случае характер деформации зависит и от свойств тела, и от величины воздействия на него. Упругая деформация подчиняется закону Гука.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Любую деформацию можно свести к деформации растяжения или сжатия.
2) При увеличении нагрузки на трос подъёмного крана среднее расстояние между молекулами троса увеличивается.
3) При деформации изгиба одни слои молекул смещаются относительно других.
4) Сжатию подвергаются стены и фундаменты зданий.
5) Закон Гука описывает упругие и пластичные деформации.

Номер: 7FF36A 1 (261851)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Школьные пружинные динамометры имеют ограничитель (планка внизу динамометра) (см. рисунок). Зависит ли положение ограничителя от упругих свойств используемой пружины? Ответ поясните.

Номер: AC6FE3 2 (261851)

Прочитайте текст и выполните задания.
Определение скорости движения молекул

В 1828 г. английский ботаник Роберт Броун заметил, что взвешенные в воде мельчайшие частицы вещества находятся в непрерывном движении. Они то удаляются, то приближаются друг к другу, то поднимаются вверх, то опускаются вниз. Обнаруженное учёным движение взвешенных частиц стало называться броуновским движением.

В конце XIX в. исследование броуновского движения приобрело огромное теоретическое значение и привлекло внимание многих физиков-теоретиков. В рамках сформировавшихся к тому времени представлений о молекулярном строении вещества это движение получило вполне логичное объяснение: броуновская частица движется благодаря нескомпенсированным ударам со стороны непрерывно движущихся молекул жидкости. Однако никаких прямых измерений скорости движения молекул на тот момент времени не существовало.

В 1920 г. Отто Штерн провел опыты по исследованию средней скорости движения молекул. Устройство прибора Штерна схематично представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема опыта Штерна

Прибор состоял из двух расположенных вертикально цилиндров радиусом r и R, пространство внутри которых непрерывно откачивалось до очень низкого давления. По общей оси 1 цилиндров располагалась платиновая нить, покрытая тонким слоем серебра. При пропускании по платиновой нити электрического тока она нагревалась до высокой температуры. Серебро начинало испаряться, и его атомы разлетались, равномерно оседая на внутренней поверхности малого цилиндра. Щель 2
в стенке малого цилиндра выделяла узкий пучок молекул, которые долетали до внутренней поверхности большого цилиндра и «прилипали» к ней, образуя налёт серебра в виде узкой вертикальной полоски N.

Если весь прибор приводился в быстрое вращение с угловой скоростью ω, то налёт серебра смещался и давал более размытую полоску M шириной х.

Длина ρ дуги МN равна пути, проходимому точками большого цилиндра за время t полёта молекулы от щели до стенки большого цилиндра. Если обозначить через u скорость движения точек большого цилиндра, то получим уравнение, из которого можно определить скорость движения молекул υ:

(R−r)/υ=ρ/u

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Целью опыта Штерна являлось исследование процесса испарения серебра при нагревании.
2) При увеличении температуры платиновой нити (при прочих неизменных параметрах) уменьшится длина дуги ρ.
3) Скорость молекул в опыте Штерна определялась по толщине осаждаемого слоя серебра.
4) В описанном опыте Штерна измерялась скорость поступательного движения молекул платины.
5) При неподвижных цилиндрах налёт серебра в виде узкой вертикальной полоски N образовывался строго напротив щели в малом цилиндре.

Номер: 74F4A2 1 (CB6954)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке 2 представлены экспериментальные данные по толщине h осевшего слоя молекул, измеренные в различных точках в пределах ширины х полоски M.

Рисунок 2

Можно ли на основании проведённого исследования утверждать, что при заданной температуре все молекулы серебра движутся с одинаковой по модулю скоростью? Ответ поясните.

Номер: 95BABF 2 (CB6954)

Прочитайте текст и выполните задания.
Полярные сияния

В период активности на Солнце наблюдаются вспышки. Вспышка представляет собой нечто подобное взрыву, в результате которого образуется направленный поток очень быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и др.). Потоки заряженных частиц, несущихся с огромной скоростью, изменяют магнитное поле Земли, то есть приводят к появлению магнитных бурь на нашей планете.

Захваченные магнитным полем Земли заряженные частицы движутся по спирали вдоль линий индукции магнитного поля и наиболее близко к поверхности Земли проникают в области магнитных полюсов Земли. В результате столкновений заряженных частиц с молекулами воздуха возникает электромагнитное излучение – полярное сияние.

Цвет полярного сияния определяется химическим составом атмосферы. На высотах от 300 до 500 км от поверхности Земли, где воздух разрежен, преобладает кислород. Цвет сияния здесь может быть зелёным или красноватым. Ниже уже преобладает азот, дающий сияния ярко-красного и фиолетового цвета. Одним из первых исследовал полярное сияние М.В. Ломоносов в середине XVIII в.

Наиболее убедительным доводом в пользу того, что мы правильно понимаем природу полярного сияния, является его повторение в лаборатории. Такой эксперимент, получивший название «Аракс», был проведён в 1985 г. совместно советскими и французскими исследователями.

Для эксперимента были выбраны две точки на поверхности Земли, лежащие на одной и той же линии индукции магнитного поля. Этими точками служили: в Южном полушарии – французский остров Кергелен в Индийском океане и в Северном полушарии – посёлок Согра в Архангельской области.

С острова Кергелен стартовала геофизическая ракета с небольшим ускорителем частиц, который на определённой высоте создал поток электронов. Двигаясь по спирали вдоль линии индукции магнитного поля, эти электроны проникли в Северное полушарие и вызвали искусственное полярное сияние над Согрой.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Магнитное поле Земли обладает наибольшей силой вблизи земного экватора.
2) Цвет полярного сияния, возникающего на высоте 500 км, определяется преимущественно излучением гелия.
3) Магнитные бури характеризуются быстрым и непрерывным изменением облачности.
4) Магнитные бури на Земле представляют собой быстрые и непрерывные изменения магнитного поля планеты.
5) Цвет полярного сияния, возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно излучением азота.

Номер: 03D628 1 (73B8A6)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Согласно современным представлениям полярные сияния на других планетах Солнечной системы могут иметь такую же природу, что и полярные сияния на Земле. На каких планетах, представленных в таблице, возможно наблюдать полярные сияния по механизму, описанному в тексте?

Название планеты	Наличие атмосферы	Наличие магнитного поля
Меркурий	Отсутствует	Слабое
Венера	Плотная	Отсутствует
Марс	Разреженная	Слабое

 

Ответ поясните.

Номер: BC3604 2 (73B8A6)

Прочитайте текст и выполните задания.

Изучение спектров

Все нагретые тела излучают электромагнитные волны. Чтобы экспериментально исследовать при неизменной температуре зависимость интенсивности излучения от длины волны, необходимо:

1) разложить излучение в спектр;

2) измерить распределение энергии в спектре.

Для получения и исследования спектров служат спектральные аппараты – спектрографы. Схема призменного спектрографа представлена на рисунке. Исследуемое излучение поступает сначала в трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом – собирающая линза L1. Щель находится в фокусе линзы. Поэтому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из неё параллельным пучком
и падает на призму Р.

Так как разным частотам соответствуют различные показатели преломления, то из призмы выходят параллельные световые пучки разного цвета, не совпадающие по направлению. Они падают на линзу L2. На фокусном расстоянии от этой линзы располагается экран, матовое стекло или фотопластинка. Линза L2 фокусирует параллельные пучки лучей на экране,
и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте (точнее, узкому спектральному интервалу) соответствует своё изображение в виде цветной полоски. Все эти изображения вместе
и образуют спектр.

Энергия излучения вызывает нагревание тела, поэтому достаточно измерить температуру тела и по ней судить о количестве поглощённой в единицу времени энергии. В качестве чувствительного элемента можно взять тонкую металлическую пластину, покрытую тонким слоем сажи, и по нагреванию пластины судить об энергии излучения в данной части спектра.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) При прохождении через призму белого света в наибольшей степени преломляются фиолетовые лучи.
2) Разложение света в спектр в аппарате, изображённом на рисунке, основано на явлении дисперсии.
3) В устройстве призменного спектрографа линза L1 служит для фокусировки лучей определённой частоты в узкую полоску на экране.
4) Труба с линзой L1 на конце служит для разложения света в спектр.
5) С помощью металлической пластины, покрытой сажей, определяют длину волны падающего электромагнитного излучения.

Номер: 94DC89 1 (E372A0)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Как изменится картинка на экране, если линзу 2 заменить на собирающую линзу с большей оптической силой при прочих неизменных условиях? Ответ поясните.

Номер: D91021 2 (E372A0)

Прочитайте текст и выполните задания.
Принцип действия индукционной плиты

В основе действия индукционной плиты лежит явление электромагнитной индукции – возникновения электрического тока
в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока через площадку, ограниченную контуром проводника. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только
в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Сила вихревого тока зависит от свойств материала, из которого сделан образец,
а также от скорости изменения магнитного поля (сила вихревого тока увеличивается при увеличении частоты переменного магнитного поля,
в котором находится образец). В массивных проводниках вследствие небольшого электрического сопротивления токи могут быть очень сильными и вызывать значительное нагревание.

Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20– 60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит: нагрев происходит быстрее, чем на газовой или обычной электрической плите, а КПД нагрева у индукционной плиты выше, чем
у этих плит.

Устройство индукционной плиты: 1 – посуда с дном из ферромагнитного материала; 2 – стеклокерамическая поверхность;
3 – слой изоляции; 4 – катушка индуктивности

Индукционные плиты требуют применения металлической посуды, обладающей ферромагнитными свойствами (к посуде должен притягиваться магнит). Причём чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Принцип действия индукционной плиты основан на явлении электромагнитной индукции.
2) Индукционные токи возникают в стеклокерамической поверхности плиты.
3) Большие тепловые потери при использовании индукционной плиты обусловлены высокой теплопередачей от конфорки к посуде.
4) Посуда для индукционной плиты должна всегда быть намагниченной.
5) Коэффициент полезного действия индукционной плиты больше, чем у обычной электрической плиты.

Номер: 14715E 1 (6D6FAD)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Изменится ли, и если изменится, то как, время нагревания кастрюли на индукционной плите при увеличении частоты переменного электрического тока в катушке индуктивности под стеклокерамической поверхностью плиты? Ответ поясните.

Номер: 17A52A 2 (6D6FAD)

Прочитайте текст и выполните задания.
Солнечная активность

Одним из наиболее распространённых показателей уровня солнечной активности является число Вольфа, связанное с количеством солнечных пятен на видимой полусфере Солнца. Общий уровень солнечной активности меняется с периодом, примерно равным 11 годам (см. рисунок).

а) Солнечная активность в XVIII– XX вв.

б) Солнечная активность середины XX в. – начала XXI в.

В период активности на Солнце наблюдаются вспышки. Вспышка представляет собой нечто подобное взрыву, в результате которого образуется направленный поток очень быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и др.). Потоки заряженных частиц, несущихся с огромной скоростью, изменяют магнитное поле Земли, то есть приводят к появлению магнитных бурь на нашей планете.

Захваченные магнитным полем Земли заряженные частицы движутся по спирали вдоль линий индукции магнитного поля и наиболее близко к поверхности Земли проникают в области магнитных полюсов Земли. В результате столкновений заряженных частиц с молекулами воздуха возникает видимое электромагнитное излучение – полярное сияние.

Цвет полярного сияния определяется химическим составом атмосферы. На высотах от 300 до 500 км, где воздух разрежен, преобладает кислород. Цвет сияния здесь может быть зелёным или красноватым. Ниже уже преобладает азот, дающий сияния ярко-красного и фиолетового цвета.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Наибольшая активность полярных сияний наблюдается в экваториальных широтах.
2) Возникновение полярных сияний не связано с солнечной активностью, а обусловлено только изменением химического состава атмосферы.
3) 2021 год приходится на максимум солнечной активности.
4) Изменения чисел Вольфа указывают не только на 11-летний цикл солнечной активности, но и на возможное присутствие цикла с более длительным периодом.
5) Цвет полярного сияния, возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно излучением азота.

Номер: 9AFC99 1 (8363A5)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Можно ли утверждать, что Земля – единственная планета Солнечной системы, где возможно возникновение полярных сияний по механизму, описанному в тексте? Ответ поясните.

Номер: B3C2B4 2 (8363A5)

Прочитайте текст и выполните задания.
Слух дельфинов

Среди всех систем организма дельфина одна из самых интересных – слуховая. Основные сведения об окружающей обстановке дельфин получает с помощью слуха. При этом он использует эхолокацию: анализирует эхо, возникающее при отражении издаваемых им звуков от окружающих предметов. Эхо даёт точные сведения не только о положении предметов, но и об их величине, форме, материале, т.е. позволяет дельфину создать картину окружающего мира не хуже или даже лучше, чем с помощью зрения. Дельфины воспринимают акустические колебания, частоты которых почти
в 10 раз более высокие, чем может воспринять человек (см. рисунок). Они способны слышать звуки, мощность которых в 10– 30 раз ниже доступных слуху человека.

Диапазоны звуковых частот, воспринимаемых различными животными и человеком

Ультразвуковые сигналы, посылаемые дельфином, представляют собой последовательность коротких импульсов (щелчков), имеющих длительность порядка 0,01– 0,1 м/с.

Для того, чтобы сигнал был отражён препятствием, минимальный линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем можно было бы обнаружить, используя более низкие звуковые частоты. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что ультразвуковая волна имеет острую направленность излучения, что очень важно для эхолокации, и намного медленнее затухает при распространении в воде.

Дельфин также способен воспринимать очень слабые отражённые сигналы звуковой частоты. Например, он прекрасно замечает маленькую рыбку, появившуюся сбоку на расстоянии 50 м.

Можно сказать, что дельфин обладает двумя типами слуха: он может направленно, вперёд, посылать и принимать ультразвуковой сигнал и может воспринимать обычные звуки, приходящие со всех сторон.

Для принятия остро направленных ультразвуковых сигналов у дельфина имеется вытянутая вперёд нижняя челюсть, по которой волны эхо-сигнала поступают к уху. А для принятия звуковых волн относительно низких частот, от 1кГц до 10 кГц, по бокам головы дельфина, где когда-то у далеких предков дельфинов, живших на суше, были обыкновенные уши, имеются наружные слуховые отверстия, которые почти заросли, однако звуки они пропускают прекрасно.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Для эхолокации дельфин использует радиоволны широкого диапазона частот.
2) Длительность ультразвуковых импульсов, посылаемых дельфинами, не превышает 10−5 с.
3) Умение великолепно ориентироваться в пространстве связано у дельфинов с их способностью излучать и принимать звуковые и ультразвуковые волны.
4) Дельфины используют инфразвук для общения.
5) У дельфина более широкий диапазон воспринимаемых звуковых частот по сравнению с летучими мышами.

Номер: 1AE737 1 (0B82CA)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Может ли дельфин, используя сигнал частотой 100 кГц, обнаружить проплывающую впереди маленькую рыбку размером 5 см? Скорость звука в воде принять равной 1500 м/с . Ответ поясните.

Номер: 5D0EDB 2 (0B82CA)

Прочитайте текст и выполните задания.
Форма Земли

О форме и размерах Земли люди имели достаточно реальные представления ещё до начала нашей эры. Так, древнегреческий философ Аристотель (384–322 г.г. до н. э.) полагал, что Земля имеет шарообразную форму, а в качестве доказательства приводил округлость формы земной тени во время лунных затмений, поскольку только шар при освещении с любой стороны всегда даёт круглую тень.

В 1672 г. один французский астроном установил, что если точные маятниковые часы перевезти из Парижа в Кайенну (в Южную Америку вблизи экватора), то они начинают отставать на 2,5 минуты в сутки. Ньютон объяснил это тем, что на экваторе поверхность Земли находится дальше от её центра, чем в Париже.

В 1735 г. Французская академия наук снарядила одну экспедицию к экватору, другую – к Северному полярному кругу. Южная экспедиция проводила измерения в Перу. Северная экспедиция работала в Лапландии (так до начала XX в. называлась северная часть Скандинавского и западная часть Кольского полуостровов). Если Земля имеет приплюснутую у полюсов форму, то дуга меридиана размером в 1° должна удлиняться при приближении к полюсам. Оставалось измерить длину дуги в 1° на разном расстоянии от экватора.

Для измерения была выбрана дуга меридиана длиной около 3°. После сравнения результатов работы экспедиций выяснилось, что полярный градус (дуга по меридиану) длиннее экваториального, что подтверждало гипотезу Ньютона о форме Земли. Причину «сплюснутости» Земли учёные связывают с её вращением вокруг своей оси.

В наше время искусственные спутники Земли позволяют определить величину силы тяжести в разных местах над поверхностью земного шара с такой точностью, которой нельзя было достигнуть никаким другим способом. Это в свою очередь позволяет внести дальнейшие уточнения в наши знания о размерах и форме Земли. Согласно современным данным из-за вращения вокруг своей оси Земля немного сжата вдоль оси вращения. Полярный радиус (Rполяр.) Земли короче экваториального (Rэкватор.) примерно на 21 км, то есть короче всего на 1/300 экваториального радиуса. Форма Земли, таким образом, очень мало отличается от шара (см. рисунок).

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Если перенести нитяной маятник с экватора на полюс, то период его колебаний уменьшится.
2) Косвенным доказательством шарообразной формы Земли является тот факт, что земная тень во время лунных затмений имеет форму круга.
3) Длина дуги в 1° по меридиану имеет самую большую длину у экватора.
4) Полярный радиус составляет 1/300 от экваториального радиуса.
5) Ньютон первым высказал предположение о шарообразности Земли.

Номер: DF3CE2 1 (D523C1)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В таблице представлены некоторые характеристики планет земной группы Солнечной системы. Какая из планет – Земля или Венера – имеет более сжатую у полюсов форму? С чем это может быть связано? Ответ поясните данными из таблицы.

Планета	Средняя скорость орбиталь­ного движения, км/с	Средняя плотность, г/см3	Rэкват.−Rполяр.Rэкват.экват.−поляр.экват.	Период вращения вокруг оси, дней	Масса, 1024 кг
Меркурий	47,9	5,43	0	58,6	0,3322
Венера	35,0	5,24	0	243,0	4,8690
Земля	29,8	5,515	0,003354	1,0	5,9742
Марс	24,1	3,94	0,006476	1,03	0,64191

 

Номер: 986BD1 2 (D523C1)

Прочитайте текст и выполните задания.
Сейсмические волны

При землетрясении или крупном взрыве в коре и толще Земли возникают механические волны, которые называются сейсмическими. Эти волны распространяются в Земле и могут быть зарегистрированы при помощи специальных приборов – сейсмографов.

Действие сейсмографа основано на том принципе, что груз свободно подвешенного маятника при землетрясении остаётся практически неподвижным относительно Земли. На рисунке представлена схема сейсмографа. Маятник подвешен к стойке, прочно закреплённой в грунте, и соединён с пером, чертящим непрерывную линию на бумажной ленте равномерно вращающегося барабана. При колебаниях почвы стойка и барабан также приходят в колебательное движение, и на бумаге появляется график волнового движения.

Различают несколько типов сейсмических волн, из них для изучения внутреннего строения Земли наиболее важны продольная волна P и поперечная волна S. Продольная волна характеризуется тем, что колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны; эти волны возникают и в твёрдых телах, и в жидкостях, и в газах. Поперечные механические волны не распространяются ни в жидкостях, ни в газах.

Скорость распространения продольной волны примерно в два раза превышает скорость распространения поперечной волны и составляет несколько километров в секунду. Когда волны P и S проходят через среду, плотность и состав которой изменяются, то скорости волн также меняются, что проявляется в преломлении волн. В более плотных слоях Земли скорость волн возрастает. Характер преломления сейсмических волн позволяет исследовать внутреннее строение Земли.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) При землетрясении груз маятника сейсмографа остаётся неподвижным относительно стойки сейсмографа.
2) Сейсмограф, установленный на некотором расстоянии от эпицентра землетрясения, сначала зафиксирует сейсмическую волну P, а затем волну S.
3) Сейсмическая волна P является механической продольной волной.
4) Сейсмические волны относятся к радиоволнам.
5) Сейсмические волны, независимо от их типа, распространяются с одинаковой скоростью в твёрдых телах, в жидкостях и в газах.

Номер: 40D439 1 (E974C8)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
На рисунке представлены графики зависимости скоростей сейсмических волн от глубины погружения в недра Земли. График для какой из волн (P или S) указывает на то, что ядро Земли находится не в твёрдом состоянии? Ответ поясните.

Номер: B8982C 2 (E974C8)

Прочитайте текст и выполните задания.
Болиды и метеориты

Болидом называется довольно редкое явление – летящий по небу огненный шар, сопровождаемый хвостом и разлетающимися искрами. По пути движения болида на небе остаётся след в виде дымной полосы (см. рисунок). Ночью болид освещает местность на сотни километров вокруг. После того как болид исчезает, через несколько секунд раздаются похожие на взрывы удары, вызываемые ударными волнами. Эти волны иногда вызывают значительное сотрясение грунта и зданий.

Это явление вызывается вторжением в плотные слои атмосферы крупных твёрдых частиц, называемых метеорными телами. Двигаясь в атмосфере, частица нагревается вследствие торможения, и вокруг неё образуется обширная светящаяся оболочка, состоящая из горячих газов. Суеверные люди принимали такие огненные шары за летящих драконов с огнедышащей пастью. От сильного сопротивления воздуха (причём чем больше скорость тела, тем больше силы сопротивления) метеорное тело нередко раскалывается и с грохотом выпадает на Землю в виде осколков. Остатки метеорных тел, упавшие на Землю, называются метеоритами. Метеорное тело, имеющее небольшие размеры, иногда целиком испаряется в атмосфере Земли. В большинстве же случаев его масса за время полёта сильно уменьшается, и до Земли долетают лишь остатки, обычно успевающие остыть, когда космическая скорость уже погашена сопротивлением воздуха. Иногда выпадает целый метеоритный дождь.

Самый крупный метеорит был найден в Юго-Западной Африке в 1920 г. Метеорит этот, названный Гоба (названия даются по населённому пункту, ближайшему к месту падения) – железный, масса его около 60 т. Такие крупные метеориты падают редко. Как правило, массы метеоритов составляют сотни граммов или несколько килограммов. Подсчитано, что за сутки на Землю выпадает около 100 т метеорного вещества. Метеориты могут выпадать в тех случаях, когда скорость вторгшегося в земную атмосферу метеорного тела не превосходит 22 км/с, и это тело обладает достаточной механической прочностью.

Метеориты состоят из тех же химических элементов, которые имеются и на Земле. Это, в основном, следующие восемь элементов: железо, никель, магний, кремний, сера, алюминий, кальций и кислород. Остальные элементы встречаются в метеоритах в очень малых количествах. Соединяясь между собой, эти элементы образуют в метеоритах различные минералы, большинство которых имеется и на Земле.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) В составе метеоритов обнаружены элементы, не существующие на Земле.
2) Прохождение болида сопровождается световыми, звуковыми и механическими явлениями.
3) Метеорные тела нагреваются за счёт работы сил сопротивления, действующих со стороны атмосферы.
4) Из-за отсутствия собственной атмосферы у Луны прохождение метеора на лунном небосклоне будет выглядеть более ярким.
5) Болид представляет собой остаток метеорного тела, который достиг поверхности Земли.

Номер: 8F33AD 1 (07D690)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В первом случае метеорное тело влетает в земную атмосферу, двигаясь курсом, близким к встречному относительно Земли. Во втором случае это же метеорное тело движется параллельным курсом с Землёй и входит в атмосферу, будучи притянутым к планете. В каком случае процесс разрушения метеорного тела будет более вероятным? Ответ поясните.

Номер: A5B079 2 (07D690)

Прочитайте текст и выполните задания.
О природе трения

Когда речь идет о трении, различают три физических явления: сопротивление при движении тела в жидкости или газе (жидкое трение); сопротивление, возникающее, когда тело скользит по какой-нибудь поверхности (трение скольжения, или сухое трение); сопротивление, возникающее при качении одного тела по поверхности другого (трение качения).

Первые исследования трения, о которых мы знаем, были проведены Леонардо да Винчи примерно 500 лет назад. Он измерял силу трения, действующую на деревянные бруски (в форме прямоугольных параллелепипедов), скользящие по доске, причём, ставя бруски на разные грани, определял зависимость силы трения от площади опоры. Но работы Леонардо да Винчи стали известны уже после того, как классические законы трения скольжения были вновь открыты французскими учеными Амонтоном и Кулоном в XVII– XVIII вв. Вот три закона, которые нашли свое дальнейшее подтверждение:

1) Величина силы трения F прямо пропорциональна величине силы нормального давления N тела на поверхность.

2) Сила трения не зависит от площади контакта между поверхностями.

3) Коэффициент трения зависит от свойств трущихся поверхностей.

Амонтон и Кулон объясняли происхождение трения довольно просто. Обе поверхности неровные – они покрыты небольшими горбами
и впадинами (см. рисунок). При движении выступы цепляются друг за друга. Для того чтобы втащить тело на «горб», к нему нужно приложить определённую силу. Если выступ больше, то и сила нужна побольше. Чтобы уменьшить трение, надо убрать выступы.

На самом деле механизм трения более сложный. Рассмотрим современные представления о трении через упрощённую модель. При «грубой» обработке поверхностей (прощупывается значительная шероховатость) трение в наибольшей степени связано с механическим зацеплением между «горбами».

При обработке (шлифовании) поверхностей механические зацепления сокращаются, но на поверхности остаются мелкие неровности, которые касаются друг друга только в отдельных точках на вершинах выступов. Здесь молекулы соприкасающихся тел подходят на расстояния, соизмеримые с расстоянием между молекулами в самих телах, и главную роль начинают играть силы межмолекулярного притяжения. Образуется прочная межмолекулярная связь, которая рвётся при нажиме на тело.

Площадь действительного контакта очень мала, обычно порядка тысяч квадратных микронов. Она практически не зависит от реальных размеров тела (например, от площадей граней бруска) и определяется природой поверхностей, их обработкой, температурой и силой нормального давления. Если на тело надавить (например, поставить груз на брусок), то выступы сминаются, и площадь действительного контакта увеличивается. Увеличивается и сила трения.

Таким образом, в процессе шлифовки роль механического зацепления уменьшается (при этом уменьшается и трение). Но при этом постепенно включается механизм межмолекулярного притяжения. И после очень хорошей полировки, когда число контактов значительно возрастает, сила трения скольжения также начинает расти.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) При раскачивании качелей возникает трение качения.
2) Леонардо да Винчи изучал трение скольжения.
3) При падении тела в плотной атмосфере возникает сухое трение.
4) Сила трения не зависит от материала, из которого изготовлена плоскость скольжения.
5) При увеличении угла наклона плоскости скольжения сила трения, действующая на скользящий брусок, уменьшается.

Номер: 64541B 1 (DDD997)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Простые опыты по измерению силы трения между полированными стеклянными пластинками показали, что при улучшении полировки поверхностей сила трения сначала практически не меняется, а затем возрастает. Противоречат ли полученные результаты модели явления, предложенной Амонтоном и Кулоном? Ответ поясните.

Номер: F88C17 2 (DDD997)

Прочитайте текст и выполните задания.
Опыты по изучению электрического разряда в разреженных газах

На исходе XIX в. было проведено много опытов по изучению электрического разряда в разреженных газах. Разряд возникал между отрицательным электродом (катодом) и положительным электродом (анодом), причём оба электрода запаивались внутрь стеклянной трубки (трубки У. Крукса), из которой частично откачивали газ (рисунок 1). Когда газ в трубке становился достаточно разреженным, тёмная область вокруг катода постепенно расширялась, пока не достигала противоположного конца трубки, который после этого начинал светиться. Цвет свечения катода зависел от состава стекла, из которого была изготовлена трубка.

Рисунок 1. Трубка У. Крукса

В конце XIX в. считалось, что это свечение вызвано неизвестными лучами, исходящими от катода, и происходили оживлённые дискуссии
о природе этих лучей (катодных лучей). В 1895 г. Ж. Перрену удалось собрать эти лучи в изолированном сосуде и доказать, что они несут отрицательный заряд. Вскоре после этого Дж. Томсон осуществил свой классический эксперимент, в котором он впервые отождествил катодные лучи с частицами, названными позднее электронами. Создавая электрическое поле между пластинами (рисунок 2), Томсон наблюдал смещение светящегося пятна на конце трубки. Проведя измерения, Томсон получил, что для частиц, составляющих катодные лучи, отношение массы к заряду (me) не зависит от природы газа, а его значение очень мало по сравнению с наименьшей известной величиной этого отношения (то есть для иона водорода).

Рисунок 2. Отклонение катодных лучей в электрическом поле

В 1895 г. немецкий физик В. Рентген параллельно проводил опыты с катодными лучами. Однажды он заметил, что полоска бумаги, покрытая флуоресцирующей солью бария и лежащая в стороне от работающей трубки Крукса, светится. После долгого и напряжённого труда Рентген пришёл к выводу, что он смог открыть новый вид излучения – Х-лучи (или рентгеновские), которые возникали при торможении катодных лучей (электронов) в материале мишени. Х-лучи являются, так же как и свет, электромагнитным излучением, которое характеризуется малыми длинами волн и большой проникающей способностью.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Катодные лучи представляют собой рентгеновское излучение.
2) Электрическое поле между пластинами (рисунок 2) направлено вертикально снизу вверх.
3) Цвет свечения в трубке Крукса (рисунок 1) зависел от напряжения между катодом и анодом.
4) Рентгеновское излучение можно получить при торможении быстрых электронов в материале мишени.
5) Пластины, между которыми создавалось высокое напряжение (рисунок 2), служили источником двух типов заряженных частиц.

Номер: 2BB179 1 (D60D96)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Будут ли, и если будут, то в каком направлении, отклоняться альфа-лучи, если их пропустить вместо катодных лучей между пластинами (см. рисунок 2)? Ответ поясните.

Номер: 19BA45 2 (D60D96)

Прочитайте текст и выполните задания.
Открытие звукозаписи

Люди издавна стремились если не сохранить звук, то хотя бы как-то его зафиксировать. И когда 12 августа 1877 г. Томас Эдисон пропел «Mary Had A Little Lamb…» («Был у Мэри маленький барашек…»), мир изменился: ведь песня про барашка стала первой в мировой истории фонограммой – записанным и воспроизведённым звуком. Благодаря возможности записывать и воспроизводить звуки позже появилось звуковое кино. Запись музыкальных произведений, рассказов и даже целых пьес на граммофонные или патефонные пластинки стала массовой формой звукозаписи.

На рисунке 1 дана упрощённая схема механического звукозаписывающего устройства. Звуковые волны от источника звука (певца, оркестра и т.д.) попадали в рупор 1, в котором была закреплена тонкая упругая пластинка 2, называемая мембраной. Под действием звуковой волны мембрана начинала колебаться. Колебания мембраны передавались связанному с ней резцу 3, остриё которого оставляло при этом на вращающемся диске 4 звуковую бороздку. Звуковая бороздка закручивалась по спирали от края диска к его центру. На рисунке 2 показан вид звуковых бороздок на пластинке, рассматриваемых через лупу и при большем увеличении.

Диск, на котором производилась звукозапись, изготавливался из специального мягкого воскового материала. С этого воскового диска гальванопластическим способом снимали медную копию (клише): использовалось осаждение на электроде чистой меди при прохождении электрического тока через раствор её солей. Затем с медной копии делали оттиски на дисках из пластмассы. Так получали граммофонные пластинки.

При воспроизведении звука граммофонную пластинку ставят под иглу, связанную с мембраной граммофона, и приводят пластинку во вращение. Двигаясь по волнистой бороздке пластинки, конец иглы колеблется, вместе
с ним колеблется и мембрана, причём эти колебания довольно точно воспроизводят записанный звук.

Рисунок 1

Рисунок 2

Профиль звуковой дорожки на граммофонной пластинке при большом увеличении

Задание №20. Дайте развернутый ответ.

Фонограф Эдисона

В исторически первом приборе Эдисона для записи и воспроизведения звука (см. рисунок) звуковая дорожка размещалась по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане (полом цилиндре). Звук записывался в форме дорожки, глубина которой была пропорциональна громкости звука.

А что меняется в профиле звуковой дорожки при увеличении громкости звука при использовании дискового фонографа, рассмотренного в тексте? Ответ поясните.

Номер: 64FDAB 1 (507791)

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Мембрана рупора под действием звуковой волны совершает вынужденные колебания.
2) При получении клише с воскового диска используется химическое действие электрического тока.
3) Звуковая бороздка на вращающемся диске закручивается по спирали от центра диска к его краю.
4) Запись звука впервые проводилась на медных пластинах.
5) При механической записи звука механическая энергия колеблющейся мембраны переходила в энергию звуковой волны.

Номер: 73A262 2 (507791)

Прочитайте текст и выполните задания.
Гидростатический парадокс

Знаменитый голландский математик и механик Симон Стевин (1548– 1620 гг.) известен современникам своими работами во многих областях науки. В математике он ввёл десятичные дроби и на практике применил десятичное счисление для монет, весов и мер. Также Стевин изобрёл ветряную повозку, использующую парус и развивающую скорость до 34 км/ч.

В физике учёный занимался различными вопросами механики и гидростатики, в частности открыл и опытным путём доказал «гидростатический парадокс». Парадоксом (от греч. paradoxos – неожиданный, странный) в физике обычно называют необычное, неожиданное явление, которое не соответствует привычным представлениям и противоречит, казалось бы, здравому смыслу.

На рисунке 1 представлена схема прибора Стевина, с помощью которого он экспериментально доказал, что давление жидкости на дно сосуда не зависит от формы сосуда.

Рисунок 1

В дне каждого из двух сосудов одинаковой высоты были проделаны одинаковые круглые отверстия с диаметром AD. Отверстия закрывались сверху одинаковыми тонкими деревянными кругами K, и в сосуды наливалась вода. Опыт показывал, что деревянные круги прижимались ко дну сосуда с некоторыми силами, сравнить которые можно было с помощью противовесов T и S. Измерения показали, что T = S, т.е. силы давления воды на круг были одинаковы в обоих сосудах.

Таким образом, жидкость может действовать на дно сосуда с силой, превосходящей её собственный вес. Если налить в сосуды разной формы, но с одинаковой площадью дна, одну и ту же жидкость до одного уровня (рисунок 2), то при разном количестве налитой жидкости сила давления на дно окажется одинаковой.

Рисунок 2

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Для сравнения сил, с которыми деревянные круги прижимались ко дну сосудов в опыте Стевина (рисунок 1), использовалось правило равновесия рычага.
2) Сила давления жидкости (рисунок 2) на дно сосуда (3) в три раза превышает силу давления жидкости на дно сосуда (4).
3) Гидростатический парадокс заключается в том, что вес жидкости, налитой в сосуд, может отличаться от силы давления, оказываемой ею на дно.
4) В опыте Стевина (рисунок 1) сила, прижимающая круг ко дну сосуда, зависит от атмосферного давления.
5) Повозка, построенная Стевином, приводилась в движение тепловым двигателем.

Номер: 4C41A0 1 (5C3A98)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Полую трубку, закреплённую в штативе, снизу закрывают лёгким кругом с прикреплённым к нему динамометром и наливают воду до уровня CD (см. рисунок). Можно ли утверждать, что показания динамометра в данном случае соответствуют силе тяжести, действующей на воду в трубке? Ответ поясните.

Номер: 051105 2 (5C3A98)

Прочитайте текст и выполните задания.
Магнитные мины

Любое железное или стальное тело, внесённое в поле магнита, намагничивается, то есть само становится постоянным магнитом. Ещё
в конце XVI в. английский физик Гильберт заметил, что все железные колонны, стоящие вертикально в Ирландии, сами по себе становятся магнитами, причём нижний их конец всегда является южным полюсом. Известно, что стальные корпуса кораблей во время постройки приобретают намагниченность за счёт магнитного поля Земли и становятся гигантскими плавающими магнитами.

Самопроизвольное намагничивание железных предметов в магнитном поле Земли было использовано в годы Великой Отечественной войны для устройства магнитных мин, которые устанавливались на некоторой глубине и взрывались при прохождении над ними корабля. Механизм, заставляющий мину всплывать и взрываться, приходил в действие, когда магнитная стрелка, вращающаяся вокруг горизонтальной оси, поворачивалась под влиянием магнитного поля проходящего над миной железного корабля, который всегда оказывается самопроизвольно намагниченным.

Исследовательская группа под руководством И.В. Курчатова придумала, как обезвредить магнитную мину. Применялось два способа: магнитное траление этих мин и нейтрализация магнитного поля корабля.

Первый способ заключался в том, что самолёт, летящий низко над поверхностью моря, проносил над этим участком подвешенный к нему на тросах сильный магнит (или электромагнит). Под влиянием поля магнита или магнитного поля тока механизмы всех мин приходили в действие, и мины взрывались, не причиняя вреда.

Второй способ состоял в том, что на самом корабле укреплялись петли из изолированного провода и по ним пропускались токи с таким расчётом, чтобы магнитное поле этих токов было равно по величине и противоположно по направлению полю намагниченного корабля. Оба поля, складываясь, компенсировали друг друга, и корабль свободно проходил над магнитной миной, не приводя в действие её механизм.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Механизм действия магнитных мин в годы Великой Отечественной войны использовал явление самопроизвольного намагничивания железных предметов в магнитном поле Земли.
2) Для нейтрализации магнитного поля корабля использовалось пропускание электрического тока по кольцевым проводам, которые закреплялись на корабле.
3) Один из способов обезвреживания глубинных магнитных мин основывался на использовании постоянных магнитов, подвешенных на тросах к кораблю.
4) В основе действия магнитных мин в годы Великой Отечественной войны лежит явление возникновения электрического тока при изменении магнитного потока поля Земли.
5) Любое металлическое тело, внесённое в поле магнита, намагничивается и становится постоянным магнитом.

Номер: 5B9B93 1 (AA8E94)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Из какого материала – стали или дерева – следует строить научно-исследовательские корабли для изучения магнитного поля Земли? Ответ поясните.

Номер: 7D13AA 2 (AA8E94)

Прочитайте текст и выполните задания.
Вулканы

Известно, что по мере спуска в недра Земли температура постепенно повышается. Это обстоятельство и сам факт извержения вулканами жидкой лавы невольно наталкивают на мысль, что на определённых глубинах вещество земного шара находится в расплавленном состоянии. Однако на самом деле всё не так просто. Одновременно с повышением температуры растёт давление в земных глубинах. А ведь чем больше давление, тем выше температура плавления (см. рисунок).

Кривая плавления (p – давление, Т – температура)

Согласно современным представлениям бóльшая часть земных недр сохраняет твёрдое состояние. Однако вещество астеносферы (оболочка Земли от 100 км до 300 км в глубину) находится в почти расплавленном состоянии. Так называют твёрдое состояние, которое легко переходит в жидкое (расплавленное) при небольшом повышении температуры (процесс 1) или понижении давления (процесс 2).

Источником первичных расплавов магмы является астеносфера. Если
в каком-то районе снижается давление (например, при смещении участков литосферы), то твёрдое вещество астеносферы тотчас превращается
в жидкий расплав, т.е. в магму.

Но какие физические причины приводят в действие механизм извержения вулкана?

В магме наряду с парами воды содержатся различные газы (углекислый газ, хлористый и фтористый водород, оксиды серы, метан и другие). Концентрация растворённых в магме газов зависит от внешнего давления. В физике известен закон Генри: концентрация газа, растворённого в жидкости, пропорциональна давлению этого газа над жидкостью.

Теперь представим, что давление на глубине уменьшилось. Растворимость газов также уменьшилась, и газы, растворённые в магме, выделяются из неё, образуя в магме газонаполненные пузыри. Магма вспенивается и начинает подниматься вверх. По мере подъёма магмы давление падает ещё больше, поэтому процесс выделения газов усиливается, что, в свою очередь, приводит к ускорению подъёма.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Вещество астеносферы в области I на диаграмме (см. рисунок в тексте) находится в твёрдом состоянии.
2) Стрелка 2 на диаграмме в тексте соответствует переходу из твёрдого состояния в жидкое при неизменной температуре.
3) Вспенившаяся магма внутри вулкана поднимается вверх за счёт действия атмосферного давления.
4) Высоко в горах растворимость углекислого газа в воде увеличивается.
5) Астеносфера – это верхний слой атмосферы Земли.

Номер: 8A51A9 1 (B385EF)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Вдыхаемый нами воздух растворяется в крови и вместе с нею попадает в ткани. Чем выше давление, тем больше воздуха растворяется в крови. Воздух состоит преимущественно из азота и кислорода. И если кислород расходуется в тканях, то азот накапливается в крови.

Можно ли быстро поднимать водолаза с глубины? Ответ поясните.

Номер: E7F69E 2 (B385EF)

Прочитайте текст и выполните задания.
Пересыщенный пар

Что произойдёт, если сосуд с некоторым количеством жидкости закрыть крышкой? Наиболее быстрые молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, вылетают из воды и образуют пар над водной поверхностью. Этот процесс называется испарением воды. С другой стороны, молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом
и с другими молекулами воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти обратно в жидкость. Это конденсация пара. В конце концов при данной температуре процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то есть устанавливается состояние динамического равновесия. Водяной пар, находящийся в этом случае над поверхностью жидкости, называется насыщенным.

Давление насыщенного пара – наибольшее давление, которое может иметь пар при данной температуре в течение неограниченного времени. При увеличении температуры давление и плотность насыщенного пара увеличиваются (см. рисунок).

Зависимость плотности насыщенного водяного пара от температуры

Водяной пар становится насыщенным при достаточном охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС). При достижении состояния насыщения начинается конденсация водяного пара в воздухе и на телах, с которыми он соприкасается. Роль центров конденсации могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки, частички сажи и другие мелкие загрязнения. Если убрать центры конденсации, то можно получить пересыщенный пар – неустойчивое состояние водяного пара, находящегося ниже точки конденсации.

На свойствах пересыщенного пара основано действие камеры Вильсона – прибора для регистрации заряженных частиц. След (трек) частицы, влетевшей в камеру с пересыщенным паром, виден на фотографии как линия, вдоль которой конденсируются капельки жидкости.

Длина трека частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии частицы. Длина трека увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы. Однако при одинаковой начальной энергии тяжёлые частицы обладают меньшими скоростями, чем лёгкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами среды более эффективно и будут иметь меньшую длину пробега.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Насыщение пара в закрытом сосуде с водой происходит в отсутствии процесса конденсации.
2) Переходу водяного пара, первоначально находящегося в состоянии А (см. рисунок в тексте), в состояние насыщения соответствуют все три указанных процесса: АВ, АС и АD.
3) Процесс АD на рисунке в тексте соответствует переходу водяного пара в насыщенное состояние только за счёт охлаждения пара.
4) Если при температуре воздуха 22 °С плотность водяного пара в нём составляет 17,3 г/м³, то образование тумана можно будет наблюдать, если при неизменной плотности водяного пара температура повысится до 25 °С.
5) Треком в камере Вильсона называется видимый след, оставляемый заряженной частицей (или атомным ядром) в виде капелек сконденсировавшейся жидкости.

Номер: E81602 1 (6CA8E4)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Ядра дейтерия ²₁Н и трития ³₁Н, имеющие одинаковую начальную энергию, влетают в камеру Вильсона. У какого из ядер длина пробега будет больше? Ответ поясните.

Номер: 226EF0 2 (6CA8E4)

Прочитайте текст и выполните задания.
Приливы и отливы на Земле

Наша планета постоянно находится в гравитационном поле, которое создают Луна и Солнце. Это является причиной уникального явления, выраженного в приливах и отливах на Земле. Приливы и отливы – это изменения уровня воды морских стихий и Мирового океана. Характер образования приливов и отливов уже достаточно изучен: постепенно поднимается уровень воды, достигая своей наивысшей точки (уровень «полная вода»); далее вода начинает спадать (процесс «отлив»); в течение примерно шести часов вода продолжает уходить и достигает минимальной своей точки (уровень «малая вода»). На рисунке схематично представлено образование приливов и отливов.

Основное влияние на образование приливов и отливов оказывает Луна благодаря своему близкому положению относительно Земли. Наиболее близкая к Луне точка земной поверхности подвержена лунному тяготению примерно на 6% больше, чем наиболее удалённая.

В течение суток (лунных) бывают две полные и две малые воды. Период равен половине лунных суток и составляет в среднем 12 часов 25 минут. Лунными сутками принято называть время оборота Луны вокруг нашей планеты; они чуть длиннее привычных для нас двадцати четырех часов. Каждый день приливы и отливы сдвигаются на пятьдесят минут. Этот временной промежуток необходим волне, чтобы «догнать» Луну, перемещающуюся за земные сутки по небосводу на тринадцать градусов.

Наблюдение процесса прилива в одном и том же месте на протяжении месяца показывает, что уровни малых и полных вод зависят от фазы Луны: в полнолуние и новолуние уровни отдаляются друг от друга, обеспечивая максимальную амплитуду прилива. Здесь сказывается влияние Солнца.

Из-за огромной массы Солнца сила гравитационного притяжения между Солнцем и Землёй почти в 200 раз больше силы притяжения между Землёй и Луной, но из-за значительной удалённости это действие очень мало различается для разных областей Земли. Амплитуда солнечных приливов практически вдвое меньше, чем у приливно-отливных процессов спутника Земли. В том случае, когда все три небесных тела – Земля, Луна и Солнце – располагаются на одной прямой (а это как раз и происходит в новолуние и в полнолуние), происходит складывание лунных и солнечных приливов.

Энергия приливной волны невероятно велика, поэтому уже много лет разрабатываются проекты по строительству электростанций в районах с большой амплитудой движения водных масс. В России таких электростанций уже несколько. Первая была построена в Белом море.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Лунные сутки равны времени полного оборота Земли вокруг своей оси.
2) Луна очень мала, поэтому практически не оказывает гравитационного действия на Землю.
3) Лунные сутки составляют примерно 24 ч 50 мин.
4) Сила притяжения со стороны Луны более заметно меняется от участка к участку земной поверхности по сравнению с силой притяжения со стороны Солнца.
5) Наибольшее влияние на образование приливов и отливов на Земле оказывает Солнце, так как притяжение между Солнцем и Землёй почти в 200 раз больше притяжения между Землёй и Луной.

Номер: A339C1 1 (4BA962)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Сколько раз в месяц из-за сложения лунного и солнечного приливов возникают приливы, отличающиеся резким перепадом между крайними точками: самые высокие полные воды и самые низкие малые воды? Ответ поясните.

Номер: 32A711 2 (4BA962)

Прочитайте текст и выполните задания.
Подъёмная сила крыла самолёта

Одним из важнейших законов в разделе физики, изучающем движение потоков жидкости или газа, является закон Бернулли.

Рассмотрим закон Бернулли на примере движения жидкости в трубе переменного сечения. В широких частях трубы жидкость должна течь медленнее, чем в узких, так как количество жидкости, протекающей за одинаковые промежутки времени, одинаково для всех сечений трубы. Давление же внутри жидкости, которое измеряется с помощью манометрических трубок, ведёт себя противоположным образом: давление жидкости больше там, где скорость движения жидкости меньше, и наоборот. Эта зависимость между скоростью жидкости и её давлением известна
в физике как закон Бернулли.

Закон Бернулли позволяет объяснить возникновение подъёмной силы – силы, поднимающей самолёт в воздух. Рассмотрим крыло движущегося самолёта. Сначала предположим, что крыло симметричного профиля установлено строго горизонтально (рисунок 1а). Тогда набегающие на него струйки воздуха будут огибать его совершенно одинаково, и давление воздуха под и над крылом будет тоже одинаковым.

Рисунок 1а Подъёмная сила крыла Рисунок 1б

Теперь установим крыло под углом к потоку (этот угол называется углом атаки). Скорость движения воздушного потока над верхней поверхностью крыла становится больше скорости под нижней поверхностью, причём разница в скоростях потоков зависит от угла атаки. Для дополнительного увеличения разницы в скорости воздушного потока верхнюю поверхность крыла делают более выпуклой, чем нижнюю. Соответственно, давление воздуха на верхнюю поверхность крыла будет меньше, чем давление на нижнюю поверхность. Из-за разницы давлений возникает аэродинамическая сила R→ , направленная под углом к набегающему потоку (рисунок 1б). Вертикальная составляющая силы R→ называется подъёмной силой крыла самолёта Y→.
Чем больше скорость набегающего потока, тем больше аэродинамическая сила.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Закон Бернулли выполняется только в жидкостях.
2) Подъёмная сила всегда больше аэродинамической силы.
3) Аэродинамическая сила зависит от скорости набегающего потока, от формы профиля крыла и от угла атаки.
4) Подъёмная сила крыла самолета объясняется действием закона Архимеда.
5) Подъёмная сила крыла самолёта возникает благодаря тому, что давление над верхней частью крыла понижается по сравнению с давлением под нижней частью крыла.

Номер: F369AF 1 (FFCE6B)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Вода течёт по трубе (см. рисунок). Как изменяется (увеличивается, уменьшается или остаётся неизменным) давление внутри воды при её перетекании из области А в область В? Ответ поясните.

Номер: AC44D8 2 (FFCE6B)

Прочитайте текст и выполните задания.
Открытие рентгеновских лучей

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 г. немецким физиком Вильгельмом Рентгеном. Рентген заметил, что при торможении быстрых электронов на любых препятствиях возникает сильно проникающее излучение, которое учёный назвал Х-лучами (в дальнейшем за ними утвердится термин «рентгеновские лучи»). Когда Рентген держал руку между трубкой и экраном, то на экране были видны тёмные тени костей на фоне более светлых очертаний всей кисти руки.

Схема современной рентгеновской трубки для получения Х-лучей представлена на рисунке. Катод 1 представляет собой подогреваемую вольфрамовую спираль, испускающую электроны. Поток электронов фокусируется с помощью цилиндра 3, а затем соударяется с металлическим электродом (анодом) 2. При ударе электроны пучка резко тормозятся, и возникают рентгеновские лучи. Напряжение между анодом и катодом достигает нескольких десятков киловольт. В трубке создаётся глубокий вакуум; давление газа в ней не превышает 10–5 мм рт. ст.

Согласно проведённым исследованиям рентгеновские лучи действовали на фотопластинку, вызывали ионизацию воздуха, не взаимодействовали с электрическими и магнитными полями. Сразу же возникло предположение, что рентгеновские лучи – это электромагнитные волны, которые в отличие от световых лучей видимого участка спектра и ультрафиолетовых лучей имеют гораздо меньшую длину волны. Но если рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны, то оно должно обнаруживать дифракцию – явление, присущее всем видам волн. Дифракцию рентгеновских волн удалось наблюдать на кристаллах. Кристалл с его периодической структурой и есть то «устройство», которое неизбежно должно вызвать заметную дифракцию рентгеновских волн, так как длина этих волн близка к периоду кристаллической решётки, который, в свою очередь, сопоставим с размерами атомов.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Рентгеновские лучи образуются при распространении электронов в вакууме.
2) Рентгеновские лучи образуются при резком торможении быстрых электронов в материале препятствия.
3) Доказательством волновой природы рентгеновских лучей является их дифракция на кристаллах.
4) Рентгеновские лучи взаимодействуют с электрическими и магнитными полями.
5) Доказательством волновой природы рентгеновских лучей является их высокая проникающая способность.

Номер: BFB5B4 1 (737864)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В 1896 г. русский и советский анатом В.Н. Тонков сделал на заседании Санкт-Петербургского антропологического общества доклад о применении электромагнитных лучей для изучения строения тела человека и животных.

О каком электромагнитном излучении шла речь, и на чём основано использование этого вида излучения?

Номер: 536574 2 (737864)

Прочитайте текст и выполните задания.
Фотолюминесценция

Некоторые вещества при освещении электромагнитным излучением сами начинают светиться. Такое свечение, или люминесценция, отличается важной особенностью: свет люминесценции имеет иной спектральный состав, чем свет, вызвавший свечение. Наблюдения показывают, что свет люминесценции характеризуется большей длиной волны, чем возбуждающий свет. Например, если пучок фиолетового света направить на колбочку с раствором красителя флуоресцеина, то освещённая жидкость начинает ярко люминесцировать зелёно-жёлтым светом.

Некоторые тела сохраняют способность светиться некоторое время после того, как освещение их прекратилось. Такое послесвечение может иметь различную длительность: от долей секунды до многих часов. Принято называть свечение, прекращающееся с освещением, флуоресценцией, а свечение, имеющее заметную длительность, – фосфоресценцией.

Ткани человека содержат большое количество разнообразных природных флуорофоров, которые имеют различные спектральные области флуоресценции. На рисунке представлены спектры свечения основных флуорофоров биологических тканей и шкала электромагнитных волн.

Фосфоресцирующие кристаллические порошки используются для покрытия специальных экранов, сохраняющих своё свечение две-три минуты после освещения. Такие экраны светятся и под действием рентгеновских лучей.

Очень важное применение нашли фосфоресцирующие порошки при изготовлении ламп дневного света. В газоразрядных лампах, наполненных парами ртути, при прохождении электрического тока возникает ультрафиолетовое излучение. Советский физик С.И. Вавилов предложил покрывать внутреннюю поверхность таких ламп специально изготовленным фосфоресцирующим составом, дающим при облучении ультрафиолетом видимый свет. Подбирая состав фосфоресцирующего вещества, можно получить спектральный состав излучаемого света, максимально приближенный к спектральному составу дневного света.

Явление люминесценции характеризуется крайне высокой чувствительностью: достаточно иногда 10 – 10 г светящегося вещества, например, в растворе, чтобы обнаружить это вещество по характерному свечению. Это свойство лежит в основе люминесцентного анализа, который позволяет обнаружить ничтожно малые примеси и судить о загрязнениях или процессах, приводящих к изменению исходного вещества.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) В газоразрядных лампах при прохождении электрического тока пары ртути излучают только видимый свет.
2) Согласно приведённым данным (см. рисунок в тексте) максимум излучения пироксидина лежит в фиолетовой области.
3) Возбуждённые молекулы флуоресцеина дают яркое фиолетовое свечение.
4) Люминесцентный анализ – это метод исследования состава объектов, основанный на наблюдении их свечения.
5) Флуорофоры характеризуются заметной длительностью послесвечения.

Номер: C758A6 1 (96C06A)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Два одинаковых кристалла, имеющих свойство фосфоресцировать в жёлтой части спектра, были предварительно освещены: первый – красными лучами, второй – синими лучами. Для какого из кристаллов можно будет наблюдать послесвечение? Ответ поясните.

Номер: AE88B4 2 (96C06A)

Прочитайте текст и выполните задания.
Глобальное потепление

Согласно существующим оценкам в XX в. в среднем температура воздуха у поверхности Земли повысилась за 100 лет на 0,5 °С. С увеличением средней глобальной температуры приземного слоя воздуха связывают рост экстремальных климатических явлений: необычный размах колебаний температуры, увеличение частоты штормов, необычайные и внесезонные осадки и др.

В настоящее время остаётся открытым вопрос о том, какой вклад в этот процесс внесла хозяйственная деятельность человека, а какой можно объяснить естественными климатическими изменениями.

Ряд учёных объясняют потепление ростом концентрации парниковых газов: углекислого газа, метана, хлорфторуглеродов, оксидов азота. Парниковый эффект работает следующим образом. Часть светового излучения Солнца, прошедшая через атмосферу, нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность остывает, испуская тепловое излучение, но это уже другое излучение – инфракрасное. Почти прозрачная для видимого света атмосфера пропускает инфракрасное излучение значительно хуже. Парниковые газы поглощают инфракрасное излучение, что способствует нагреву нижних слоёв атмосферы.

За счёт сжигания ископаемого топлива ежегодно в атмосферу поступают миллиарды тонн СО₂ (см. рисунок).

Рост всемирных выбросов углекислого газа во второй половине ХХ в.

Температура у поверхности Земли зависит не только от парниковых газов. В первую очередь она определяется отражательной способностью планеты – альбедо (отношением отражённого планетой потока излучения к падающему на неё потоку). Альбедо зависит от многих факторов: наличия и состояния облачности, изменения ледников, времени года и, соответственно, от осадков.

В 90-х гг. XX в. стала очевидна значительная роль аэрозолей – «облаков» мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере. Оксиды серы и азота, образующиеся при сжигании топлива, образуют в воздухе сульфатные и нитратные аэрозоли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги, способствуя увеличению облачности, и тем самым увеличивают альбедо Земли.

Прозрачность для солнечных лучей в нижних слоях земной атмосферы зависит также от пожаров. Из-за пожаров в атмосферу поднимаются пыль и сажа, которые плотным экраном закрывают Землю и увеличивают альбедо поверхности.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Содержание в атмосфере углекислого газа зависит от вулканической деятельности и лесных пожаров на Земле.
2) В течение последнего столетия средняя температура у поверхности Земли возросла на 5 °С.
3) Наибольшую роль в выбросах углекислого газа из-за сжигания топлива играет природный газ.
4) Парниковые газы поглощают инфракрасное излучение от нагретой Земли, способствуя нагреву атмосферы.
5) Под альбедо поверхности понимают разность между падающей и отражённой энергией излучения.

Номер: BAE564 1 (E09F6D)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Изменяется ли, и если изменяется, то как, альбедо Земли в период извержения вулканов? Ответ поясните.

Номер: 0FF634 2 (E09F6D)

Прочитайте текст и выполните задания.
Смачивание

При соприкосновении жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости возникает явление смачивания.

Для воды явление смачивания мы наблюдаем постоянно. Летом на листочках кустов и деревьев можно рассмотреть капельки росы. Они имеют форму шариков (рисунок 1), хотя, если собрать капли в руки, то вода тут же растекается. Из-за воскового налёта, остающегося на засушенных растениях, вода не проникает в стога сена и соломы.

Рисунок 1

Если из пипетки капнуть воду на различные поверхности, то можно наблюдать, как вода растекается на чистом стекле или дереве, но собирается в капли на парафине или «жирной» поверхности.

Способность воды смачивать или не смачивать различные материалы зависит от того, какие силы притяжения больше: между молекулами воды или между молекулами воды и твёрдого тела. Если силы притяжения между молекулами воды и твёрдого тела больше, чем между молекулами воды, то вода будет растекаться по поверхности твёрдого тела, т.е. смачивать поверхность. Если же молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела, то вода на поверхности этого тела будет собираться в капельки. В этом случае говорят, что вода не смачивает поверхность твёрдого тела.

Степень смачивания характеризуется величиной краевого угла смачивания (θ), образованного поверхностью твёрдого тела с касательной, проведённой к поверхности жидкости из точки её соприкосновения с поверхностью (рисунок 2).

Рисунок 2

Если величина краевого угла меньше или равна 90° (угол острый), то происходит смачивание жидкостью твёрдой поверхности. Если величина краевого угла больше 90° (угол тупой), то твёрдая поверхность не смачивается жидкостью.

Из-за смачивания наблюдается искривление свободной поверхности жидкости в сосудах по линии соприкосновения с поверхностью сосуда (рисунок 3).

Рисунок 3

Значения краевого угла смачивания θ для некоторых сочетаний «жидкость – твёрдое вещество» приведены в таблице.

Жидкость	Твёрдое вещество	Краевой угол смачивания Q, °
Вода	стекло	2
	парафин	107
Ртуть	стекло	140

 

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Все жидкости, приведённые в таблице, смачивают стекло.
2) Чтобы уменьшить намокание древесины, её можно покрыть воском.
3) Твёрдая поверхность не смачивается жидкостью, если силы притяжения между молекулами жидкости меньше, чем между молекулами жидкости и твёрдого тела.
4) Вода смачивает поверхность листа растения.
5) Из-за смачивания наблюдается искривление свободной поверхности жидкости в сосудах.

Номер: 28901F 1 (A24A3F)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В два одинаковых стеклянных сосуда налили воду и ртуть (см. рисунок). В каком сосуде находится ртуть? Ответ поясните.

Номер: A2020C 2 (A24A3F)

Прочитайте текст и выполните задания.
Закон эквивалентности работы и тепла

В 1807 г. физик Ж. Гей-Люссак, изучавший свойства газов, поставил простой опыт. Давно было известно, что сжатый газ, расширяясь, охлаждается. Гей-Люссак заставил газ расширяться в пустоту – в сосуд, воздух из которого был предварительно откачан (рисунок 1). К его удивлению, никакого понижения температуры не произошло, температура газа не изменилась. Исследователь не мог объяснить результат: почему один и тот же газ, одинаково сжатый, расширяясь, охлаждается, если его выпускать прямо в атмосферу, и не охлаждается, если его выпускать в пустой сосуд, где давление равно нулю.

Рисунок 1. Опыт Гей-Люссака

В опыте Гей-Люссака в стеклянном двенадцатилитровом баллоне А находится воздух, из такого же баллона В воздух откачан. С и D – чувствительные термометры. После открытия крана Е воздух перетекает в баллон В, пока в обоих баллонах не устанавливается одинаковое давление.

Объяснить опыт удалось немецкому врачу Роберту Майеру. У Майера возникла мысль, что работа и количество теплоты могут превращаться друг в друга. Эта замечательная идея сразу дала возможность Майеру сделать ясным загадочный результат в опыте Гей-Люссака: если количество теплоты и работа взаимно превращаются, то при расширении газа в пустоту, когда он не совершает никакой работы, так как нет никакой силы (давления), противодействующей увеличению его объёма, газ и не должен охлаждаться. Если же при расширении газа ему приходится совершать работу против внешнего давления, его температура должна понижаться.

Замечательный результат Майера был много раз подтверждён прямыми измерениями. Особое значение имели опыты Джоуля, который измерял количество теплоты, необходимое для нагревания жидкости вращающейся в ней мешалкой (рисунок 2). Одновременно измерялись
и работа, затраченная на вращение мешалки, и количество теплоты, полученное жидкостью. Как ни менялись условия опыта (брались разные жидкости, разные сосуды и мешалки), результат был один и тот же: всегда работа, совершённая при падении груза, в пределах точности эксперимента равнялась количеству теплоты, выделившемуся в жидкости.

Рисунок 2. Упрощённая схема опыта Джоуля по определению механического эквивалента теплоты

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) В опыте Ж. Гей-Люссака газ не охлаждался, потому что количество теплоты в этом процессе полностью превращалось в работу.
2) В опыте Ж. Гей-Люссака газ не охлаждался, потому что газ не совершал работы.
3) В опытах Джоуля внутренняя энергия жидкости увеличивается благодаря совершению работы над жидкостью.
4) В опытах Джоуля внутренняя энергия жидкости увеличивается благодаря теплообмену с окружающей средой.
5) В 1807 г. Роберт Майер провёл опыты с расширением газа в пустоту.

Номер: 1CB4E7 1 (64FE35)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
В одном из опытов Джоуля перемешивалось 7 кг воды. Мешалка приводилась в движение двумя грузами по 14 кг каждый, которые опускались на 2 м по вертикали. Затем Джоуль поднимал грузы вверх и повторял опыт. Изменится ли, и если изменится, то на сколько, температура воды при 20-кратном повторении опыта? Ответ поясните.

Номер: 9FDB4A 2 (64FE35)

Прочитайте текст и выполните задания.
Гейзеры

Гейзеры – это природные объекты, которые извергают жидкую воду и пар при температуре кипения. Гейзеры располагаются вблизи действующих или недавно уснувших, но ещё горячих вулканов. В 1841 г. немецкий ученый Роберт Бунзен опубликовал статью, посвящённую измерениям, сделанным внутри гейзера Гейсир (от которого и утвердилось в мире название «гейзеры») в Исландии. Бунзен выяснил, что чем глубже в гейзер мы опускаемся, тем выше температура кипения воды.

Чтобы объяснить физику гейзеров, напомним, что температура кипения воды зависит от давления (см. рисунок).

Зависимость температуры кипения воды от давления

Представим себе 20-метровую гейзерную трубку, наполненную горячей водой. По мере увеличения глубины температура воды растёт. Одновременно возрастает и давление: оно складывается из атмосферного давления и давления столба воды в трубке. При этом везде по длине трубки температура воды оказывается несколько ниже температуры кипения, соответствующей давлению на той же глубине. Теперь предположим, что по одному из боковых протоков в трубку поступает порция пара. Пар входит в трубку и поднимает воду до некоторого нового уровня, а часть воды выливается из трубки в бассейн. При этом температура поднятой воды может оказаться выше температуры кипения при новом давлении, и вода немедленно закипает.

При кипении образуется пар, который ещё выше поднимает воду, заставляя её выливаться в бассейн. Давление на нижние слои воды уменьшается, так что закипает вся оставшаяся в трубке вода. В этот момент образуется большое количество пара; расширяясь, он с огромной скоростью устремляется вверх, выбрасывая остатки воды из трубки, – происходит извержение гейзера.

Но вот весь пар вышел, трубка постепенно вновь заполняется охладившейся водой. Время от времени внизу слышатся взрывы: это
в трубку из боковых протоков попадают порции пара. Однако очередной выброс воды начнётся только тогда, когда вода в трубке нагреется до температуры, близкой к температуре кипения.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Для извержения гейзеров необходима энергия, поступающая от вулканов.
2) Давление в одну атмосферу составляет примерно миллион паскаль.
3) При температуре 110 °С вода может находиться только в газообразном состоянии.
4) Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая внешнее давление при неизменной температуре.
5) Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая её тем­пе­ра­ту­ру при неизменном давлении.

Номер: E6BF10 1 (8C3230)

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) Для извержения гейзеров необходима энергия, поступающая от вулканов.
2) Давление в одну атмосферу составляет примерно миллион паскаль.
3) При температуре 110 °С вода может находиться только в газообразном состоянии.
4) Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая внешнее давление при неизменной температуре.
5) Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая её тем­пе­ра­ту­ру при неизменном давлении.

Номер: AF6B32 2 (8C3230)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Может ли вода кипеть при комнатной температуре? Ответ поясните.

Номер: 3B8C0A 3 (8C3230)

Прочитайте текст и выполните задания.
Исследование морских глубин с помощью батискафа

При исследовании больших глубин используют такие подводные аппараты, как батискафы и батисферы.

Первый батискаф был создан швейцарским учёным Огюстом Пикаром
в 1948 г. Батискаф – это самоуправляемый аппарат, состоящий из прочного шара (гондолы) для размещения экипажа и аппаратуры, баллона (поплавка), наполненного бензином, и бункера с балластом (см. рисунки). В качестве балласта используется стальная дробь.

Рисунок 1. Батискаф «Триест»   

Рисунок 2. Схема батискафа

Поплавок играет такую же роль, как и спасательный круг для тонущего человека или баллон с водородом или гелием у дирижабля (аэростата).
В отсеках поплавка находится вещество, плотность которого меньше плотности воды. На батискафах середины XX в. использовался бензин, имеющий плотность около 700 кг/м³. Бензин отделён от воды эластичной перегородкой, позволяющей бензину сжиматься. По наблюдениям, проведённым при погружении батискафа «Триест» в 1960 г. на дно Марианской впадины, на глубине 10 км объём бензина в поплавке уменьшился на 30%.

На поверхности батискаф удерживается за счёт отсеков, заполненных бензином, а также благодаря тому, что цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполнены воздухом. После того как цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполняются водой, начинается погружение. Эти объёмы сохраняют постоянное сообщение с забортным пространством для выравнивания гидростатического давления во избежание деформации корпуса. Если батискаф попадает в плотные слои воды и «зависает», выпускается часть бензина из компенсирующего отсека, и погружение возобновляется.

После проведения научных экспериментов экипаж сбрасывает балласт (стальную дробь), и начинается подъём.

Задание №19. Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) На каждый километр погружения батискафа на дно Марианской впадины объём бензина в поплавке уменьшался в среднем примерно на 3%.
2) Один кубический метр бензина способен удерживать на плаву груз массой около 300 кг.
3) По мере погружения батискафа плотность и давление бензина в отсеках поплавка не изменяются.
4) Первый батискаф был создан в XIX в.
5) Отсеки, заполненные бензином, имели прочные стальные стенки.

Номер: 771538 1 (308C8F)

Задание №20. Дайте развернутый ответ.
Чтобы начать подъём батискафа с глубины, акванавты сбросили часть балласта (стальную дробь). Является ли верным утверждение, что подъём батискафа при этом будет связан с уменьшением выталкивающей силы, действующей на него со стороны воды? Ответ поясните.

Номер: 37BDA3 2 (308C8F)