Методы научного познания. Механика. Задание 15. Владение основами знаний о методах научного познания

1. Необходимо экспериментально обнаружить, зависит ли сила сопротивления, препятствующая падению тела в воздухе, от размера этого тела. Какие из указанных шаров можно использовать?

1) А и Б
2) А и В
3) А и Г
4) В и Г

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о зависимости силы сопротивления от размеров тела необходимо выбрать тела разного размера, но одинаковой массы. Этому условию соответствуют пары тел А и В, а также Б и Г.

Ответ: 2

[свернуть]

2. Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний пружинного маятника от массы груза. Какую из указанных на рисунке пар маятников можно использовать для этой цели?

1) А и Г
2) Б и В
3) Б и Г
4) А и Б

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза необходимо взять пару маятников с пружинами одинаковой жесткости и грузами разной массы. Этому условию соответствуют пары тел А и Б, а также В и Г.

Ответ: 4

[свернуть]

3. Запишите результат измерения атмосферного давления с помощью барометра-анероида (см. рисунок), учитывая, что погрешность измерения равна цене деления.

1) (750 ± 5) мм рт. ст.
2) (755 ± 1) мм рт. ст.
3) (107 ± 1) мм рт. ст.
4) (100,7 ± 0,1) мм рт. ст.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Верхняя шкала барометра показывает значение атмосферного давления в килопаскалях, а нижняя в миллиметрах ртутного столба. В ответах казаны значения давления только в миллиметрах ртутного столба, поэтому будем определять значения давления по нижней шкале. Определим цену деления шкалы. Берем два ближайших подписанных штриха, например, 750 мм рт. ст. и 760 мм рт.ст. и вычитаем из большего меньшее: 760 — 750 = 10 мм рт. ст. Количество делений между указанными штрихами равно 10, значит, цена деления нижней шкалы прибора равна

$\frac{10}{10}=1$ мм рт. ст.

Стрелка барометра располагается напротив пятого штриха после штриха со значением 750 мм рт. ст, значит, с учетом цены деления прибора, значение атмосферного давления равно 755 мм рт. ст. С учетом погрешности, равной цене деления прибора, значение атмосферного давления может быть записано как (755 ± 1) мм рт. ст.

Ответ: 2

[свернуть]

4. Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний математического маятника от длины нити. Какую из указанных на рисунке пар маятников можно использовать для этой цели?

1) А и Г
2) Б и В
3) Б и Г
4) В и Г

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о зависимости периода колебаний математического маятника от длины нити необходимо взять два маятника с разной длиной нити и грузами одинаковой массы. Этому условию соответствуют пары тел А и В, а также Б и Г.

Ответ: 3

[свернуть]

5. В мензурку налита вода (см. рисунок). Выберите верное значение объёма воды, учитывая, что погрешность измерения равна половине цены деления шкалы.

1) 90 мл
2) (90 ± 15) мл
3) (100 ± 5) мл
4) (100 ± 15) мл

Нажмите, чтобы увидеть решение

Определим цену деления шкалы мензурки. Берем два ближайших подписанных штриха, например, 120 мл и 90 мл и вычитаем из большего меньшее: 120 — 90 = 30 мл. Количество делений между указанными штрихами равно 3, значит, цена деления шкалы прибора равна

$\frac{30}{3}=10$ мл.

Уровень жидкости в мензурке располагается напротив первого штриха после штриха со значением 90 мл, значит, с учетом цены деления прибора, объем воды в мензурке равен 100 мл. С учетом погрешности, равной половине цены деления прибора, значение объема воды может быть записано как (100 ± 5) мл.

Ответ: 3

[свернуть]

6. Длину бруска измеряют с помощью линейки (см. рисунок). Запишите результат измерения, учитывая, что погрешность измерения равна половине цены деления шкалы линейки.

1) 6,5 см
2) (6,5 ± 0,5) см
3) (6,0 ± 0,5) см
4) (6,50 ± 0,25) см

Нажмите, чтобы увидеть решение

Определим цену деления шкалы линейки. Берем два ближайших подписанных штриха, например, 2 см и 3 см и вычитаем из большего меньшее: 3 — 2 = 1 см. Количество делений между указанными штрихами равно 2, значит, цена деления шкалы линейки равна

$\frac{1}{2}=0,5$ см.

Правый край бруска располагается напротив первого штриха после штриха со значением 6 см, значит, с учетом цены деления прибора, длина бруска равна 6,5 см. С учетом погрешности, равной половине цены деления прибора, значение длины бруска может быть записано как (6,50 ± 0,25) см.

Ответ: 4

[свернуть]

7. Необходимо экспериментально установить, зависит ли выталкивающая сила от плотности погружённого в жидкость тела. Какой набор цилиндров из алюминия и меди (см. рисунок) можно использовать для этой цели?

1) только А
2) только Б
3) только В
4) либо А, либо В

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о зависимости выталкивающей силы от плотности погружённого в жидкость тела необходимо взять два цилиндра, изготовленных из разного материала, но одинакового объема. Этому условию соответствуют пара тел на рисунке А.

Ответ: 1

[свернуть]

8. На рисунках представлены изображения фрагментов двух линеек. Цена деления линеек равна соответственно

1) 10 см и 1 мм
2) 10 см и 1 см
3) 100 см и 10 мм
4) 100 мм и 10 мм

Нажмите, чтобы увидеть решение

Цена деления первой линейки. Берем два ближайших подписанных штриха и вычитаем из большего меньшее: 100 — 0 = 100 см. Количество делений между указанными штрихами равно 10, значит, цена деления шкалы линейки равна

$\frac{100}{10}=10$ см.

Цена деления второй линейки. Берем два ближайших подписанных штриха и вычитаем из большего меньшее: 10 — 0 = 10 мм. Количество делений между указанными штрихами равно 10, значит, цена деления шкалы линейки равна

$\frac{10}{10}=1$ мм.

Ответ: 1

[свернуть]

9. При измерении длины тетради с помощью линейки, имеющей цену деления 1 мм, ученик получил величину 20,1 см. Если погрешность измерения равна цене деления, то ответ должен быть записан следующим образом:

1) (20,0 ± 0,1) см
2) (20,0 ± 0,05) см
3) (20,1 ± 0,05) см
4) (20,1 ± 0,1) см

Нажмите, чтобы увидеть решение

Так как погрешность измерения равна цене деления линейки, то она будет равна 1 мм = 0,1 см. Значение измеряемой величины указано с тем же количеством знаков после запятой как и в погрешности, поэтому ответ должен быть записан в виде (20,1 ± 0,1) см.

Ответ: 4

[свернуть]

10. К пружинному динамометру подвесили груз (см. рисунок). Укажите, чему равен вес груза, с учетом того, что погрешность измерения равна половине цены деления шкалы прибора.

1) 4,8 Н
2) (4,8±0,05) Н
3) (4,8±0,1) Н
4) (4,8±0,2) Н

Нажмите, чтобы увидеть решение

Определим цену деления шкалы динамометра. Берем два ближайших подписанных штриха, например, 5 Н и 4 Н и вычитаем из большего меньшее: 5 — 4 = 1 Н. Количество делений между указанными штрихами равно 10, значит, цена деления шкалы динамометра равна

$\frac{1}{10}=0,1$ Н.

Указатель динамометра располагается напротив восьмого штриха после штриха со значением 4 Н, значит, с учетом цены деления прибора, вес груза равен 4,8 Н. С учетом погрешности, равной половине цены деления прибора, значение веса груза может быть записано как (4,8±0,05) Н.

Ответ: 2

[свернуть]

11. Цена деления и предел измерения динамометра (см. рисунок) равны соответственно

1) 1 Н; 4 Н
2) 4 Н; 1 Н
3) 0,5 Н; 4 Н
4) 0,5 Н; 5 Н

Нажмите, чтобы увидеть решение

Предел измерения — максимальное значение величины, которое может быть измерено с помощью данного измерительного прибора. Судя по рисунку, предел измерения динамометра — 4 Н. Определим цену деления шкалы динамометра. Берем два ближайших подписанных штриха, например, 3 Н и 4 Н и вычитаем из большего меньшее: 4 — 3 = 1 Н. Количество делений между указанными штрихами равно 2, значит, цена деления шкалы динамометра равна

$\frac{1}{2}=0,5$ Н.

Ответ: 3

[свернуть]

12. Необходимо проверить гипотезу о зависимости высоты подъёма жидкости в капиллярной (узкой) трубке от её диаметра. Какую пару трубок и жидкостей следует выбрать?

1) 1 и 3
2) 1 и 4
3) 3 и 4
4) 2 и 4

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о зависимости высоты подъёма жидкости в капиллярной (узкой) трубке от её диаметра необходимо взять две трубки разного диаметра и поместить их в одну и ту же жидкость. Этому условию соответствуют пара трубок 1 и 3.

Ответ: 1

[свернуть]

13. Необходимо проверить гипотезу о том, что период колебаний математического маятника не зависит от массы груза. Какую пару маятников следует выбрать для проверки этой гипотезы?

1) 1 и 2
2) 1 и 3
3) 2 и 4
4) 3 и 4

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о том, что период колебаний математического маятника не зависит от массы груза, необходимо взять два маятника с равной длиной нити и грузами разной массы. Этому условию соответствуют пара маятников 1 и 3.

Ответ: 2

[свернуть]

14. Необходимо проверить гипотезу о том, что период колебаний пружинного маятника не зависит от амплитуды колебаний (при малых амплитудах). Какую пару грузов и пружин следует выбрать для проверки этой гипотезы?

1) 1 и 3
2) 2 и 3
3) 2 и 4
4) 3 и 4

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о том, что период колебаний пружинного маятника не зависит от амплитуды колебаний (при малых амплитудах), необходимо взять два маятника с грузами равной массы и разной амплитудой колебаний. Этому условию соответствуют пара маятников 1 и 3.

Ответ: 1

[свернуть]

15. Ученик исследовал зависимость удлинения упругой пружины от приложенной к ней силы, используя для этого стограммовые гирьки, и получил следующие данные:

Проанализировав полученные значения он высказал следующие предположения.

А. Закон Гука для данной пружины справедлив для первых трёх измерений.
Б. Закон Гука для данной пружины справедлив для всех шести измерений.

Какая(-ие) из высказанных учеником гипотез верна(-ы)?

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б.

Нажмите, чтобы увидеть решение

По закону Гука удлинение пружины прямо пропорционально силе, которая к ней приложена. В данном случае растягивающей силой является сила тяжести, поэтому справедливы равенства

$mg=k \Delta l \Rightarrow \frac{m}{\Delta l}=\frac{k}{g}= const$.

Это означает, что если отношение массы гирьки к удлинению пружины будет одинаковым, то закон Гука выполняется. Проверим выполнение этого условия для первых трех измерений

$\frac{100}{1} \neq \frac{200}{3} \neq \frac{300}{5}$.

Закон Гука не выполняется. Это автоматически означает, что закон Гука не будет выполняться и для всех шести измерений.

Ответ: 4

[свернуть]

16. Необходимо экспериментально проверить, зависит ли выталкивающая сила от объёма погружаемого в воду тела. Какую из указанных пар тел можно использовать для такой проверки?

1) А и Б
2) В и Г
3) Б и В
4) Б и Г

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о зависимости выталкивающей силы от от объёма погружаемого в воду тела необходимо взять два тела, изготовленных из одного материала, но разного объема. Этому условию соответствуют пары тел на рисунке А и Г, а также Б и В.

Ответ: 3

[свернуть]

17. На уроке физики учитель продемонстрировал следующие опыты.

А. При свободном падении с некоторой высоты из состояния покоя камешек достигает поверхности пола быстрее по сравнению с пёрышком.
Б. В стеклянной трубке с откачанным воздухом и камешек, и пёрышко падают одновременно.

Какой(-ие) из опытов позволяет(-ют) проверить гипотезу о том, что Земля вблизи своей поверхности всем телам сообщает одинаковое ускорение?

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

Нажмите, чтобы увидеть решение

Земля вблизи своей поверхности всем телам сообщает одинаковое ускорение, если тело движется только под действием силы тяжести. В первом случае, при движении тел на них помимо силы тяжести действует еще и сила сопротивления, поэтому данный опыт не позволяет проверить указанную гипотезу, в отличии от второго где тела движутся только под действием силы тяжести, которая сообщает им одинаковое ускорение.

Ответ: 2

[свернуть]

18. Ученик провёл эксперимент по изучению жёсткости, растягивая различные проволочки. Результаты измерений первоначальной длины $l_0$, площади поперечного сечения $S$ и вычисленной жёсткости $k$ он представил в таблице.

На основании приведённых результатов измерений можно утверждать, что жёсткость проволоки зависит от

1) первоначальной длины
2) материала проволоки
3) удлинения проволоки
4) площади поперечного сечения проволоки

Нажмите, чтобы увидеть решение

Для проверки гипотезы о зависимости жесткости проволоки от материала необходимо взять две проволоки одинаковой длины и площади сечения, но изготовленных из разных материалов. Такой пары в представленной таблице нет. Для проверки гипотезы о зависимости жесткости от площади сечения необходимо взять две проволоки из одинакового материала и одинаковой длины, но разного сечения. Такой пары в представленной таблице также нет. Для проверки гипотезы о зависимости жесткости проволоки от первоначальной длины необходимо взять две проволоки из одинакового материала и одинаково сечения, но разной длины. Таким условиям соответствуют проволоки в опытах 1 и 3. Кроме того эти проволоки имеют разную жесткость, значит жесткость проволоки зависит от ее первоначальной длины.

Ответ: 1

[свернуть]

19. Ученик провёл опыты по изучению силы трения скольжения, равномерно перемещая брусок с грузами по горизонтальным поверхностям с помощью динамометра (см. рисунок).

Результаты измерений массы бруска с грузами $m$, площади соприкосновения бруска и поверхности $S$ и приложенной силы $F$ он представил в таблице.

На основании результатов выполненных измерений можно утверждать, что сила трения скольжения

1) не зависит от площади соприкосновения бруска и поверхности
2) с увеличением площади соприкасаемых поверхностей увеличивается
3) с увеличением массы бруска увеличивается
4) зависит от рода соприкасающихся поверхностей

Нажмите, чтобы увидеть решение

При равномерном движении бруска сила трения будет равна силе тяги $F$. В опытах 1 и 3 грузы двигались по одинаковым поверхностям и имели одинаковую массу, но при этом имели разную площадь опоры, а сила трения была одинакова. Значит, сила трения не зависит от площади соприкосновения бруска и поверхности.

Ответ: 1

[свернуть]

20. Для экспериментального определения зависимости периода колебаний математического маятника от его длины ученик измерял время, за которое маятник совершал 10 колебаний. Результаты десяти таких измерений он занес в таблицу. Вычислив период колебаний для каждого случая, он построил график зависимости $T(L)$ (см. рисунок).

Какое(-ие) из утверждений соответствует(-ют) результатам эксперимента?

А. С уменьшением длины математического маятника период его колебаний уменьшается.
Б. Период колебаний маятника прямо пропорционален его длине.

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

Нажмите, чтобы увидеть решение

Утверждение А — верно. По графику видно, что чем меньше длина нити, тем меньше период колебаний.

Утверждение Б — неверно. Графиком прямой пропорциональности является прямая линия. Если провести график через точки на графике, то получим линию вид которой будет отличаться от прямой.

Ответ: 1

[свернуть]