Реферат: Физические величины и их изменение.


Чему равен период колебаний Т маятника, если за погрешность измерений экспериментатор принял цену деления секундомера?

1) (4,12 ± 0,02) с 3) (4,12 ± 0,01) с

2) (4,12 ± 0,2) с 4) (4,12 ± 0,1) с

Ответ:_________(2 балла)

24. Чтобы как можно более точно найти объём тела путём его погружения в воду, учащимся было предложено провести измерения, используя два измерительных цилиндра с водой (см. рис.) Сравнивать результаты измерений учащиеся должны были с учётом абсолютных инструментальных погрешностей измерения и абсолютных погрешностей отсчёта. Каждую из учитываемых погрешностей условились считать равной цене деления измерительного цилиндра.

Отвечая на вопрос задания, экспериментаторы получили четыре разных результата.

Из представленных ниже записей, выберите верное значение измеренного объема тела, полученное с наименьшей погрешностью

1) первый цилиндр, (10±10) см 3

2) первый цилиндр, (10±5) см 3

3) второй цилиндр, (10±4) см 3

4) второй цилиндр, (10±2) см 3

Ответ:_________(2 балла)

25. В лифте, движущемся вверх с ускорением 2 м/с 2 , находится пассажир массой 50 кг. Чему равен модуль силы тяжести, действующей на пассажира?

Ответ:__________Н(4 балла)

26. Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и совершил работу 100 Дж. Насколько увеличилась при этом внутренняя энергия газа?

Ответ:__________Дж(4 балла)

27. Колебательный контур состоит из конденсатора электроёмкостью 50 мкФ и катушки индуктивностью 2 Гн. Чему равна циклическая частота со свободных электромагнитных колебаний?

Ответ:__________рад/с(4 балла)

28. В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в бане 60°С на стенке стакана с водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 29°С. По результатам этих экспериментов определите относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. При повышении температуры воздуха в комнате конденсация паров воды из воздуха начинается при той же температуре стакана 29°С. Изменилась ли относительная влажность воздуха?



Ответ:__________%(4 балла)

Решение задач 29 - 32 приводится в бланке решений А-1. Оно должно быть полным; включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

29. В аттракционе человек массой 100 кг совершает «мёртвую петлю» в вертикальной плоскости. Когда вектор скорости был направлен вертикально вниз, сила нормального давления человека на сиденье была 2000 Н. Найдите скорость тележки в этой точке при радиусе круговой траектории 5 м.

Ответ: ______________(6 баллов)

30. На диаграмме (см. рисунок) представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?

31. В однородном магнитном поле с индукцией 1,67·10 -5 Тл протон движется перпендикулярно вектору индукции В со скоростью 8 км/с. Определите радиус траектории протона.

Ответ: ______________(6 баллов)

32. При взрыве термоядерной бомбы освобождается энергия 8,3·10 16 Дж. Эта энергия получается в основном за счёт деления ядер урана 238. При делении одного ядра урана 238 освобождается 200 МэВ, масса ядра равна примерно 238 а.е.м. Вычислите массу ядер урана, испытавших деление при взрыве, и суммарный дефект массы.

Ответ: ______________(6 баллов)

Бланк исправлений Б

Период математического маятника. Кинетическая и потенциальная энергия, удельная теплоёмкость свинца. Сила тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока. Относительная влажность воздуха, количество теплоты. Фотоэффект с поверхности металла.

Решение задач по физике.

Тренировочные задания ЕГЭ уровня "В" и "С" в 2010 году.

Вариант 1 Задача № В1.Гиря массой 2 кг подвешена на длинном тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10см, а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник с периодом 1с. Что произойдёт с периодом, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 20см?Решение.Так как период математического маятника определяется по формуле:, а частотаТ.е. не зависят от амплитуды колебаний, то и период и частота колебаний не изменятся.Потенциальная энергия увеличится, т.к чем больше амплитуда, тем на большую высоту поднимается гиря - .Физические величины. Их изменение.А) период 1) увеличитсяБ) частота 2) уменьшитсяВ) максимальная потенциальная 3) не изменится энергия.Ответ:

Задача № В2.

Камень брошен вертикально вверх. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вверх и если изменяются, то как? Влиянием сопротивления воздуха пренебречь.

А) скорость 1) не изменяется

Б) ускорение 2) увеличивается

Г) потенциальная энергия

Объяснение. Скорость тела при движении вверх уменьшается, так как сила тяжести направлена противоположно движению. Ускорение остаётся постоянным, так как

Кинетическая энергия определяется по формуле, поэтому как и скорость уменьшается.

Потенциальная энергия определяется по формуле, поэтому увеличивается.

Задача В3.

Температура небольшого свинцового шара при падении на массивную плиту стальную плиту с высоты 6,5 м повысилась на 0,5 0 С. Пренебрегая потерями энергии на теплопередачу окружающим телам, определите по результату этого эксперимента удельную теплоёмкость свинца. Ускорение свободного падения принять равным 10м/с 2 .

Так как на высоте h тело обладает потенциальной энергией, определяемой по формуле, а на нагревание тела теплота, то по закону сохранения энергии Отсюда получаем:

Ответ: 130 Дж/кг К.

Задача В4.

Вычислите силу тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом резистора с электрическим сопротивлением 2 Ом. Ответ запишите числом, выраженным в амперах.

Получаем

Ответ: 2А.

Задача В5.

Фокусное расстояние собирающей линзы 15см. На каком расстоянии от линзы находится изображение предмета, расположенного на расстоянии 20 см от линзы? Ответ запишите числом, выраженным в сантиметрах.

Ответ: 60 см

Задача С1.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 0 С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 12 0 С. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре.

Относительную влажность воздуха определим по формуле: %, где р - парциальное давление, Р 0 -давление насыщенного пара, которое при данной температуре берём из таблицы. Парциальное давление в условии данной задачи берём из таблицы при температуре, при которой начинается конденсация пара. Получаем Р 0 =3200Па, р=1400Па.

Абсолютная влажность воздуха равна плотности пара при данной температуре, т.е. 20,6г/м 3 , либо можно считать равной парциальному давлению при этой температуре, которое равно давлению насыщенного пара при температуре конденсации. Конденсация паров воды в воздухе может начинаться при разных значениях температур по той причине, что относительная влажность бывает разной. При большей относительной влажности концентрация водяного пара в воздухе больше, поэтому при большей температуре этот водяной пар станет насыщенным, т.е. Конденсация начнётся при большей температуре, чем когда относительная влажность будет меньше.

Задача С2.

В аттракционе человек массой 70 кг движется на тележке по рельсам и совершает "мёртвую петлю" в вертикальной плоскости. С какой скоростью движется тележка в верхней точке круговой траектории радиусом 5 м, если в этой точке сила давления человека на сидение тележки равна 700Н? Ускорение свободного давления принять равным 10м/с 2 . Решение: изобразим на чертеже траекторию движения и силы, действующие на человека в верхней точке: По второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение:

В скалярной форме это уравнение имеет вид:

Где F T =mg: отсюда найдём ускорение:

Так как центростремительное ускорение определяется по формуле: , то получаем формулу скорости:

Ответ: 10м/с.

Задача С3.

На диаграмме представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?

Q 123 =Q 12 +Q 23

Q 12 =A 12 +ДU 12" где А 12 =РДV=P 1 (V 2 -V 1),

тогда общее количество теплоты будет равно: Q 123 =50+90=140кДж. Тепло будет получено.

Ответ: 140 кДж.

Задача С4.

При коротком замыкании выводов аккумулятора сила тока в цепи равна I 1 =12 А.

При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы с электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна I 2 =2А. По результатам этих экспериментов определите ЭДС генератора.

По закону Ома для полной цепи в случае короткого замыкания, где r -сопротивление источника тока. Внешнее сопротивление в этом случае равно 0.

Если внешнее сопротивление отлично от 0, то закон Ома для полной цепи имеет вид:

Выразив из двух уравнений, получим систему уравнений:

тогда ЭДС источника будет равно:

подставив данные, получим:

Ответ: 12В.

Задача С5.

У самой поверхности в реке летит комар, Стая рыб находится на расстоянии 2 м от поверхности воды. Каково максимальное расстояние до комара, на котором он ещё виден рыбам на этой глубине? Относительный показатель преломления света на границе воздух - вода равен 1,33.

Изобразим расположение стаи рыб и комара на поверхности воды: В точке А находятся рыбы, в точке В - комар. По закону преломления имеем формулу: , где -показатель преломления воды, для воздуха показатель преломления равен 1. Для того, чтобы рыбы увидели комара, угол преломления должен быть равен 90 0 . Для угла по определению синуса имеем:

Тогда для определения расстояния r получаем формулу:

Ответ: 2,66м.

Задача С6.

Фотоэффект с поверхности данного металла наблюдается при частоте излучения не менее 6 10 14 Гц. Найдите частоту падающего света, если вылетающие с поверхности металла фотоэлектроны полностью задерживаются сеткой, потенциал которой относительно металла составляет 3В.

По закону сохранения энергии для фотоэффекта в случае падения света с частотой, соответствующей красной границе фотоэффекта и для большей частоты получаем два уравнения:

Так как работа электрического тока по перемещению заряженной частицы равна изменению кинетической энергии этой частицы, т.е.

получаем второе уравнение для фотоэффекта в виде:

Вычитая из второго уравнения первое, получаем:

Подставим данные и произведём вычисления:

Ответ: 1,3 10 15 Гц.

Вариант 2 Задача В1.Гиря массой 2кг подвешена на тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10 см. а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник. Что произойдёт с периодом колебаний гири, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 5 см?Решение.Так как период математического маятника определяется по формуле:, а частотаТ. е. не зависят от амплитуды колебаний, то и период и частота колебаний не изменятся.Потенциальная энергия уменьшится, т.к чем меньше амплитуда, тем на меньшую высоту поднимается гиря - .Физические величины. Их изменение.А) период 1) увеличитсяБ) частота 2) уменьшитсяВ) максимальная потенциальная 3) не изменитсяэнергия.Ответ:

Задача В2.

Камень свободно падает вертикально вниз. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вниз и если изменяются, то как? Установите соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и возможными видами их изменений, перечисленными во втором столбце. Влиянием сопротивления пренебречь.

Физические величины. Их изменения.

А) скорость 1) не изменяется

Б) ускорение 2) увеличивается

В) кинетическая энергия 3) уменьшается.

Г) потенциальная энергия

Объяснение. Скорость тела при движении вниз увеличивается, так как сила тяжести направлена по движению. Ускорение остаётся постоянным, так как.

Кинетическая энергия определяется по формуле, поэтому как и скорость увеличивается. Потенциальная энергия определяется по формуле, поэтому уменьшается. Ответ:

Задача В3.

Температура небольшого свинцового шара при падении на массивную стальную плиту повысилась на 1 0 С. Пренебрегая потерями энергии на теплопередачу окружающим телам. Определите по результату этого эксперимента высоту, с которой упал шар. Удельная теплоёмкость свинца 130 Дж/ (кг К). Ускорение свободного падения принять равным

10 м/с 2 . Ответ запишите числом, выраженным в метрах.

Так как на высоте h тело обладает потенциальной энергией, определяемой по формуле, а на нагревание тела теплота, то по закону сохранения энергии

Отсюда получаем:

Ответ: 13м.

Задача В4.

Вычислите силу тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом резистора с электрическим сопротивлением 4 Ом. Ответ запишите числом, выраженным в амперах.

По закону Ома для полной цепи сила тока определяется по формуле:

Получаем

Ответ: 2А.

Задача В5.

Фокусное расстояние собирающей линзы 15см. На каком расстоянии от линзы находится предмет, действительное изображение которого получено на расстоянии 60 см от линзы? Ответ запишите числом, выраженным в сантиметрах.

По формуле тонкой собирающей линзы имеем:

Отсюда получаем: , подставим данные:

Ответ: 20 см

Задача С1.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 25 0 С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 14 0 С. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Изменится ли относительная влажность при повышении температуры воздуха в комнате, если конденсация паров воды из воздуха будет начинаться при той же температуре стакана 14 0 С. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре.

Относительную влажность воздуха определим по формуле:

где р - парциальное давление, Р 0 -давление насыщенного пара, которое при данной температуре берём из таблицы. Парциальное давление в условии данной задачи берём из таблицы при температуре, при которой начинается конденсация пара. Получаем Р 0 =3200Па, р=1600Па.

Отсюда влажность воздуха равна:

При повышении температуры давление насыщенного пара станет больше, парциальное же давление не изменится, так как конденсация происходит при той же температуре. Поэтому относительная влажность в этом случае уменьшится.

Задача С2.

В аттракционе человек массой 60 кг движется на тележке по рельсам и совершает "мёртвую петлю" в вертикальной плоскости по круговой траектории радиусом 5м. Какова сила давления человека на сидение тележки при скорости прохождения нижней точки 10м/с? Ускорение свободного давления принять равным 10м/с 2 .

Решение: изобразим на чертеже траекторию движения и силы, действующие на человека в верхней точке:

По второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение:

в скалярной форме это уравнение имеет вид:

где F T =mg: отсюда найдём силу реакции опоры: N=mg+ma. Так как центростремительное ускорение определяется по формуле: , то получаем формулу: N=m (g+v 2 /R).

Подставим данные и произведём вычисления: N=60 (10+100/5) =1800H

По третьему закону Ньютона сила давления человека на сиденье по модулю равна силе реакции опоры, т.е. F д =N, F д =1800H

Ответ: 1800Н.

Задача С3.

На диаграмме представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного

газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?

Общее количество теплоты определим по формуле:

Q 123 =Q 12 +Q 23

Q 12 =A 12 +ДU 12" где А 12 =РДV=0

ДU=3/2нRДT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

тогда количество теплоты на участке 1-2 будет равно:

Q 12 =3/2 1 (10-30)= -30кДж.

Количество теплоты на участке 2-3 будет равно:

Q 23 =A 23 +ДU 23 ; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2)=

5/2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2 10 (3-1)=50 кДж,

тогда общее количество теплоты будет равно: Q=-30+50=20кДж

Тепло будет получено.

Ответ: 20 кДж.

Задача С4.

Катод фотоэлемента с работой выхода 4,42 10 -19 Дж освещается светом с частотой

1,0 10 15 Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3 10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

По закону сохранения энергии для фотоэффекта имеем формулу:

hн =Aвых + E k , E k =mv 2 /2, тогда hн=Aвых + mv 2 /2.

Отсюда определим скорость электрона:

В магнитном поле на заряженную частицу действует сила Лоренца, которая определяется по формуле: F=qvBsinб, т.к угол равен 90 0 С, то sinб=1, тогда F=qvB.

По второму закону Ньютонам сила F=ma.

Приравнивая две формулы, получаем равенство: qvB=ma. Ускорение определяем по формуле: a=v 2 /R, отсюда qvB=m v 2 /R, упрощая, получаем:

R = mv/qB, подставив данные, произведём вычисления:

R=9,1 10 -31 6,92 10 5 / (1,6 10 -19 8,3 10 -4) =4,74 10 -3 м=4,74мм

Ответ: 4,74 мм.

Задача С5.

Бассейн глубиной 4 м заполнен водой, относительный показатель преломления на границе воздух - вода 1,33. Какой кажется глубина бассейна наблюдателю, смотрящему в воду вертикально вниз?

По закону преломления, где -показатель преломления воды, 1 - показатель преломления воздуха. Из треугольников АВС и МВС находим катет х: x=h tgв, x=H tgб. Так как левые части равны, значит раны и правые части, получаем уравнение: h tgв= H tgб, отсюда h= H tgб/ tgв. Углы б и в берём очень малые, поэтому sinб= tgб, sin в= tgв. Получаем равенство:

h=H sinб/ sin в =H/n, получаем: h=4/1,33=3 м.

Ответ: 3 м.

Задача С6.

Используя таблицы масс атомных ядер и элементарных частиц, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода - дейтерия и трития:

Массы атомных ядер

Название

элемента

Масса атомного ядра изотопа

1, 6726 10 -27 кг

1, 00727 а. е. м.

3, 3437 10 -27 кг

2,01355а. е. м.

5, 0075 10 -27 кг

3,01550 а. е. м.

5,0066 10 -27 кг

3,01493а. е. м.

6,6449 10 -27 кг

4,00151а. е. м.

Алюминий

44,7937 10 -27 кг

26,97441 а. е. м.

алюминий

49,7683 10 -27 кг

29,97008а. е. м.

Найдём энергию, которая выделяется при синтезе одного ядра по формуле: , где - разность масс между массами, вступающими в реакцию и массами, полученными в результате реакции, с - скорость света в вакууме, с=3 10 8 м/с.

Количество ядер, содержащихся в массе 1 кг гелия, найдём по формуле:

Тогда полная энергия будет равна: Е=Е 1 N; подставим данные и произведём вычисления:

Е=1,5 10 26 0,2817 10 -11 =4,2 10 14 Дж

Ответ: 4,2 10 14 Дж

Литература 1. О.Ф. Кабардин, С.И. Кабардина "Типовые тестовые задания", Издательство "Экзамен" Москва 2010г.2. Ю.Г. Павленко "Начала физики", учебник, Издательство "Экзамен", Москва 2005г.3. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев "Физика, 11 класс", Москва 2009г. Издательство "Просвещение".



Чтобы скачать работу бесплатно нужно вступить в нашу группу ВКонтакте . Просто кликните по кнопке ниже. Кстати, в нашей группе мы бесплатно помогаем с написанием учебных работ.


Через несколько секунд после проверки подписки появится ссылка на продолжение загрузки работы.
Бесплатная оценка

Решение задач по физике.

Тренировочные задания ЕГЭ уровня "В" и "С" в 2010 году.

Вариант 1

Задача № В1.

Гиря массой 2 кг подвешена на длинном тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10см, а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник с периодом 1с. Что произойдёт с периодом, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 20см?

А частота

Т.е. не зависят от амплитуды колебаний, то и период и частота колебаний не изменятся.

Потенциальная энергия увеличится, т.к чем больше амплитуда, тем на большую высоту поднимается гиря - .

А) период 1) увеличится

Б) частота 2) уменьшится

В) максимальная потенциальная 3) не изменится энергия.

А Б В
3 3 1

Задача № В2.

Камень брошен вертикально вверх. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вверх и если изменяются, то как? Влиянием сопротивления воздуха пренебречь.

А) скорость 1) не изменяется

Б) ускорение 2) увеличивается

Г) потенциальная энергия

Объяснение. Скорость тела при движении вверх уменьшается, так как сила тяжести направлена противоположно движению. Ускорение остаётся постоянным, так как

Кинетическая энергия определяется по формуле, поэтому как и скорость уменьшается.

Потенциальная энергия определяется по формуле , поэтому увеличивается.

А Б В Г
3 1 3 2

Задача В3.

Температура небольшого свинцового шара при падении на массивную плиту стальную плиту с высоты 6,5 м повысилась на 0,5 0 С. Пренебрегая потерями энергии на теплопередачу окружающим телам, определите по результату этого эксперимента удельную теплоёмкость свинца. Ускорение свободного падения принять равным 10м/с 2 .

Отсюда получаем:

Ответ: 130 Дж/кг К.

Задача В4.

Вычислите силу тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом резистора с электрическим сопротивлением 2 Ом. Ответ запишите числом, выраженным в амперах.

Получаем

Ответ: 2А.

Задача В5.

Фокусное расстояние собирающей линзы 15см. На каком расстоянии от линзы находится изображение предмета, расположенного на расстоянии 20 см от линзы? Ответ запишите числом, выраженным в сантиметрах.

1/60; f=60см

Ответ: 60 см

Задача С1.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 0 С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 12 0 С. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре.

t 0 C 7 9 11 12 13 14 15 16
PгПа 10 11 13 14 15 16 17 18
ρ г/м 3 7,7 8,8 10,0 10,7 11,4 12,11 12,8 13,6
t 0 C 19 21 23 25 27 29 40 60
P гПа 22 25 28 32 36 40 74 200
ρ г/м 3 16,3 18,4 20,6 23 25,8 28,7 51,2 130,5

Относительную влажность воздуха определим по формуле: %, где р - парциальное давление, Р 0 -давление насыщенного пара, которое при данной температуре берём из таблицы. Парциальное давление в условии данной задачи берём из таблицы при температуре, при которой начинается конденсация пара. Получаем Р 0 =3200Па, р=1400Па.

Абсолютная влажность воздуха равна плотности пара при данной температуре, т.е. 20,6г/м 3 , либо можно считать равной парциальному давлению при этой температуре, которое равно давлению насыщенного пара при температуре конденсации. Конденсация паров воды в воздухе может начинаться при разных значениях температур по той причине, что относительная влажность бывает разной. При большей относительной влажности концентрация водяного пара в воздухе больше, поэтому при большей температуре этот водяной пар станет насыщенным, т.е. Конденсация начнётся при большей температуре, чем когда относительная влажность будет меньше.

Задача С2.

В аттракционе человек массой 70 кг движется на тележке по рельсам и совершает "мёртвую петлю" в вертикальной плоскости. С какой скоростью движется тележка в верхней точке круговой траектории радиусом 5 м, если в этой точке сила давления человека на сидение тележки равна 700Н? Ускорение свободного давления принять равным 10м/с 2 . Решение: изобразим на чертеже траекторию движения и силы, действующие на человека в верхней точке: По второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение:

В скалярной форме это уравнение имеет вид:

Где F T =mg: отсюда найдём ускорение:

Так как центростремительное ускорение определяется по формуле: , то получаем формулу скорости:

.

Ответ: 10м/с.

Задача С3.

На диаграмме представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?

Q 123 =Q 12 +Q 23

Q 12 =A 12 +ΔU 12’ где А 12 =РΔV=P 1 (V 2 –V 1),

тогда общее количество теплоты будет равно: Q 123 =50+90=140кДж. Тепло будет получено.

Ответ: 140 кДж.

Задача С4.

При коротком замыкании выводов аккумулятора сила тока в цепи равна I 1 =12 А.

При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы с электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна I 2 =2А. По результатам этих экспериментов определите ЭДС генератора.

По закону Ома для полной цепи в случае короткого замыкания , где r-сопротивление источника тока. Внешнее сопротивление в этом случае равно 0.

Если внешнее сопротивление отлично от 0, то закон Ома для полной цепи имеет вид:

Выразив из двух уравнений , получим систему уравнений:

тогда ЭДС источника будет равно:

подставив данные, получим:

. Ответ: 12В.

Задача С5.

У самой поверхности в реке летит комар, Стая рыб находится на расстоянии 2 м от поверхности воды. Каково максимальное расстояние до комара, на котором он ещё виден рыбам на этой глубине? Относительный показатель преломления света на границе воздух - вода равен 1,33.

Изобразим расположение стаи рыб и комара на поверхности воды: В точке А находятся рыбы, в точке В - комар. По закону преломления имеем формулу: , где -показатель преломления воды, для воздуха показатель преломления равен 1. Для того, чтобы рыбы увидели комара, угол преломления должен быть равен 90 0 . Для угла по определению синуса имеем:

Тогда для определения расстояния r получаем формулу:

Ответ: 2,66м.

Задача С6.

Фотоэффект с поверхности данного металла наблюдается при частоте излучения не менее 6∙10 14 Гц. Найдите частоту падающего света, если вылетающие с поверхности металла фотоэлектроны полностью задерживаются сеткой, потенциал которой относительно металла составляет 3В.

По закону сохранения энергии для фотоэффекта в случае падения света с частотой, соответствующей красной границе фотоэффекта и для большей частоты получаем два уравнения:

, (1) и . (2)

Так как работа электрического тока по перемещению заряженной частицы равна изменению кинетической энергии этой частицы, т.е.

получаем второе уравнение для фотоэффекта в виде:

. (2)

Вычитая из второго уравнения первое, получаем:

Подставим данные и произведём вычисления:

Ответ: 1,3∙10 15 Гц.

Вариант 2

Задача В1.

Гиря массой 2кг подвешена на тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10 см. а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник. Что произойдёт с периодом колебаний гири, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 5 см?

Так как период математического маятника определяется по формуле:

А частота

Т. е. не зависят от амплитуды колебаний, то и период и частота колебаний не изменятся.

Потенциальная энергия уменьшится, т.к чем меньше амплитуда, тем на меньшую высоту поднимается гиря - .

Физические величины. Их изменение.

А) период 1) увеличится

Б) частота 2) уменьшится

В) максимальная потенциальная 3) не изменится

А Б В
3 3 2

Задача В2.

Камень свободно падает вертикально вниз. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вниз и если изменяются, то как? Установите соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и возможными видами их изменений, перечисленными во втором столбце. Влиянием сопротивления пренебречь.

Физические величины. Их изменения.

А) скорость 1) не изменяется

Б) ускорение 2) увеличивается

В) кинетическая энергия 3) уменьшается.

Г) потенциальная энергия

Объяснение. Скорость тела при движении вниз увеличивается, так как сила тяжести направлена по движению. Ускорение остаётся постоянным, так как .

Кинетическая энергия определяется по формуле, поэтому как и скорость увеличивается. Потенциальная энергия определяется по формуле , поэтому уменьшается. Ответ:

А Б В Г
2 1 2 3

Задача В3.

Температура небольшого свинцового шара при падении на массивную стальную плиту повысилась на 1 0 С. Пренебрегая потерями энергии на теплопередачу окружающим телам. Определите по результату этого эксперимента высоту, с которой упал шар. Удельная теплоёмкость свинца 130 Дж/ (кг∙К). Ускорение свободного падения принять равным

10 м/с 2 . Ответ запишите числом, выраженным в метрах.

Так как на высоте h тело обладает потенциальной энергией, определяемой по формуле , а на нагревание тела теплота , то по закону сохранения энергии

Отсюда получаем:

Ответ: 13м.

Задача В4.

Вычислите силу тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом резистора с электрическим сопротивлением 4 Ом. Ответ запишите числом, выраженным в амперах.

По закону Ома для полной цепи сила тока определяется по формуле:

Получаем

Ответ: 2А.

Задача В5.

Фокусное расстояние собирающей линзы 15см. На каком расстоянии от линзы находится предмет, действительное изображение которого получено на расстоянии 60 см от линзы? Ответ запишите числом, выраженным в сантиметрах.

По формуле тонкой собирающей линзы имеем:

Отсюда получаем: , подставим данные:

d=20см

Ответ: 20 см

Задача С1.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 25 0 С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 14 0 С. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Изменится ли относительная влажность при повышении температуры воздуха в комнате, если конденсация паров воды из воздуха будет начинаться при той же температуре стакана 14 0 С. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре.

t 0 C 7 9 11 12 13 14 15 16
PгПа 10 11 13 14 15 16 17 18
ρ г/м 3 7,7 8,8 10,0 10,7 11,4 12,11 12,8 13,6
t 0 C 19 21 23 25 27 29 40 60
P гПа 22 25 28 32 36 40 74 200
ρ г/м 3 16,3 18,4 20,6 23 25,8 28,7 51,2 130,5

Относительную влажность воздуха определим по формуле:

где р - парциальное давление, Р 0 -давление насыщенного пара, которое при данной температуре берём из таблицы. Парциальное давление в условии данной задачи берём из таблицы при температуре, при которой начинается конденсация пара. Получаем Р 0 =3200Па, р=1600Па.

Отсюда влажность воздуха равна:

При повышении температуры давление насыщенного пара станет больше, парциальное же давление не изменится, так как конденсация происходит при той же температуре. Поэтому относительная влажность в этом случае уменьшится.

Задача С2.

В аттракционе человек массой 60 кг движется на тележке по рельсам и совершает "мёртвую петлю" в вертикальной плоскости по круговой траектории радиусом 5м. Какова сила давления человека на сидение тележки при скорости прохождения нижней точки 10м/с? Ускорение свободного давления принять равным 10м/с 2 .

Решение: изобразим на чертеже траекторию движения и силы, действующие на человека в верхней точке:

По второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение:

в скалярной форме это уравнение имеет вид:

где F T =mg: отсюда найдём силу реакции опоры: N=mg+ma. Так как центростремительное ускорение определяется по формуле: , то получаем формулу: N=m (g+v 2 /R).

Подставим данные и произведём вычисления: N=60 (10+100/5) =1800H

По третьему закону Ньютона сила давления человека на сиденье по модулю равна силе реакции опоры, т.е. F д =N, F д =1800H

Ответ: 1800Н.

Задача С3.

На диаграмме представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного

газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?

Общее количество теплоты определим по формуле:

Q 123 =Q 12 +Q 23

Q 12 =A 12 +ΔU 12’ где А 12 =РΔV=0

ΔU=3/2νRΔT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

тогда количество теплоты на участке 1-2 будет равно:

Q 12 =3/2∙1∙(10-30)= -30кДж.

Количество теплоты на участке 2-3 будет равно:

Q 23 =A 23 +ΔU 23 ; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2)=

5/2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2∙10∙(3-1)=50 кДж,

тогда общее количество теплоты будет равно: Q=-30+50=20кДж

Тепло будет получено.

Ответ: 20 кДж.

Задача С4.

Катод фотоэлемента с работой выхода 4,42∙10 -19 Дж освещается светом с частотой

1,0∙10 15 Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3∙10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

По закону сохранения энергии для фотоэффекта имеем формулу:

hν=Aвых + E k , E k =mv 2 /2, тогда hν=Aвых + mv 2 /2.

Отсюда определим скорость электрона:

В магнитном поле на заряженную частицу действует сила Лоренца, которая определяется по формуле: F=qvBsinα, т.к угол равен 90 0 С, то sinα=1, тогда F=qvB.

По второму закону Ньютонам сила F=ma.

Приравнивая две формулы, получаем равенство: qvB=ma. Ускорение определяем по формуле: a=v 2 /R, отсюда qvB=mv 2 /R, упрощая, получаем:

R = mv/qB, подставив данные, произведём вычисления:

R=9,1∙10 -31 ∙6,92∙10 5 / (1,6∙10 -19 ∙8,3∙10 -4) =4,74∙10 -3 м=4,74мм

Ответ: 4,74 мм.

Задача С5.

Бассейн глубиной 4 м заполнен водой, относительный показатель преломления на границе воздух - вода 1,33. Какой кажется глубина бассейна наблюдателю, смотрящему в воду вертикально вниз?

По закону преломления , где -показатель преломления воды, 1 – показатель преломления воздуха. Из треугольников АВС и МВС находим катет х: x=htgβ, x=H∙tgα. Так как левые части равны, значит раны и правые части, получаем уравнение: h∙ tgβ= H∙ tgα, отсюда h= H∙ tgα/ tgβ. Углы α и β берём очень малые, поэтому sinα= tgα, sinβ= tgβ. Получаем равенство:

h=H sinα/ sin β =H/n, получаем: h=4/1,33=3 м.

Ответ: 3 м.

Задача С6.

Используя таблицы масс атомных ядер и элементарных частиц, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода - дейтерия и трития:

Массы атомных ядер

Найдём энергию, которая выделяется при синтезе одного ядра по формуле: , где - разность масс между массами, вступающими в реакцию и массами, полученными в результате реакции, с - скорость света в вакууме, с=3∙10 8 м/с.

Количество ядер, содержащихся в массе 1 кг гелия, найдём по формуле:

Тогда полная энергия будет равна: Е=Е 1 ∙N; подставим данные и произведём вычисления:

Е=1,5∙10 26 ∙0,2817∙10 -11 =4,2∙10 14 Дж

Ответ: 4,2∙10 14 Дж

Литература

1. О.Ф. Кабардин, С.И. Кабардина "Типовые тестовые задания", Издательство "Экзамен" Москва 2010г.

2. Ю.Г. Павленко "Начала физики", учебник, Издательство "Экзамен", Москва 2005г.

3. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев "Физика, 11 класс", Москва 2009г. Издательство "Просвещение".


Вариант 2

Задача В1.

Гиря массой 2кг подвешена на тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10 см. а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник. Что произойдёт с периодом колебаний гири, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 5 см?

Так как период математического маятника определяется по формуле:

А частота

Т. е. не зависят от амплитуды колебаний, то и период и частота колебаний не изменятся.

Потенциальная энергия уменьшится, т.к чем меньше амплитуда, тем на меньшую высоту поднимается гиря -
.

Физические величины. Их изменение.

А) период 1) увеличится

Б) частота 2) уменьшится

В) максимальная потенциальная 3) не изменится

Задача В2.

Камень свободно падает вертикально вниз. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вниз и если изменяются, то как? Установите соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и возможными видами их изменений, перечисленными во втором столбце. Влиянием сопротивления пренебречь.

Физические величины. Их изменения.

А) скорость 1) не изменяется

Б) ускорение 2) увеличивается

В) кинетическая энергия 3) уменьшается.

Г) потенциальная энергия

Объяснение. Скорость тела при движении вниз увеличивается, так как сила тяжести направлена по движению. Ускорение остаётся постоянным, так как
.

Кинетическая энергия определяется по формуле
, поэтому как и скорость увеличивается. Потенциальная энергия определяется по формуле
, поэтому уменьшается. Ответ:

Задача В3.

Температура небольшого свинцового шара при падении на массивную стальную плиту повысилась на 1 0 С. Пренебрегая потерями энергии на теплопередачу окружающим телам. Определите по результату этого эксперимента высоту, с которой упал шар. Удельная теплоёмкость свинца 130 Дж/ (кг∙К). Ускорение свободного падения принять равным

10 м/с 2 . Ответ запишите числом, выраженным в метрах.

Так как на высоте h тело обладает потенциальной энергией, определяемой по формуле , а на нагревание тела теплота
, то по закону сохранения энергии

Отсюда получаем:

;

Ответ: 13м.

Задача В4.

Вычислите силу тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом резистора с электрическим сопротивлением 4 Ом. Ответ запишите числом, выраженным в амперах.

По закону Ома для полной цепи сила тока определяется по формуле:

, получаем

Ответ: 2А.

Задача В5.

Фокусное расстояние собирающей линзы 15см. На каком расстоянии от линзы находится предмет, действительное изображение которого получено на расстоянии 60 см от линзы? Ответ запишите числом, выраженным в сантиметрах.

По формуле тонкой собирающей линзы имеем:

, отсюда получаем:
, подставим данные:

d=20см

Ответ: 20 см

Задача С1.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 25 0 С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 14 0 С. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Изменится ли относительная влажность при повышении температуры воздуха в комнате, если конденсация паров воды из воздуха будет начинаться при той же температуре стакана 14 0 С. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре.

Относительную влажность воздуха определим по формуле:

%,

где р - парциальное давление, Р 0 -давление насыщенного пара, которое при данной температуре берём из таблицы. Парциальное давление в условии данной задачи берём из таблицы при температуре, при которой начинается конденсация пара. Получаем Р 0 =3200Па, р=1600Па.

Отсюда влажность воздуха равна:

При повышении температуры давление насыщенного пара станет больше, парциальное же давление не изменится, так как конденсация происходит при той же температуре. Поэтому относительная влажность в этом случае уменьшится.

Задача С2.

В аттракционе человек массой 60 кг движется на тележке по рельсам и совершает "мёртвую петлю" в вертикальной плоскости по круговой траектории радиусом 5м. Какова сила давления человека на сидение тележки при скорости прохождения нижней точки 10м/с? Ускорение свободного давления принять равным 10м/с 2 .

Решение: изобразим на чертеже траекторию движения и силы, действующие на человека в верхней точке:

По второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение:

,

в скалярной форме это уравнение имеет вид:

,

где F T =mg: отсюда найдём силу реакции опоры: N=mg+ma. Так как центростремительное ускорение определяется по формуле:
, то получаем формулу: N=m (g+v 2 /R).

Подставим данные и произведём вычисления: N=60 (10+100/5) =1800H

По третьему закону Ньютона сила давления человека на сиденье по модулю равна силе реакции опоры, т.е. F д =N, F д =1800H

Ответ: 1800Н.

Задача С3.

На диаграмме представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного

газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?

Общее количество теплоты определим по формуле:

Q 123 =Q 12 +Q 23

Q 12 =A 12 +ΔU 12’ где А 12 =РΔV=0

ΔU=3/2νRΔT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

тогда количество теплоты на участке 1-2 будет равно:

Q 12 =3/2∙1∙(10-30)= -30кДж.

Количество теплоты на участке 2-3 будет равно:

Q 23 =A 23 +ΔU 23 ; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2)=

5/2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2∙10∙(3-1)=50 кДж,

тогда общее количество теплоты будет равно: Q=-30+50=20кДж

Тепло будет получено.

Ответ: 20 кДж.

Задача С4.

Катод фотоэлемента с работой выхода 4,42∙10 -19 Дж освещается светом с частотой

1,0∙10 15 Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3∙10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

По закону сохранения энергии для фотоэффекта имеем формулу:

hν =Aвых + E k , E k =mv 2 /2, тогда hν=Aвых + mv 2 /2.

Отсюда определим скорость электрона:

В магнитном поле на заряженную частицу действует сила Лоренца, которая определяется по формуле: F=qvBsinα, т.к угол равен 90 0 С, то sinα=1, тогда F=qvB.

По второму закону Ньютонам сила F=ma.

Приравнивая две формулы, получаем равенство: qvB=ma. Ускорение определяем по формуле: a=v 2 /R, отсюда qvB=m v 2 /R, упрощая, получаем:

R = mv/qB, подставив данные, произведём вычисления:

R=9,1∙10 -31 ∙6,92∙10 5 / (1,6∙10 -19 ∙8,3∙10 -4) =4,74∙10 -3 м=4,74мм

Ответ: 4,74 мм.

Задача С5.

Бассейн глубиной 4 м заполнен водой, относительный показатель преломления на границе воздух - вода 1,33. Какой кажется глубина бассейна наблюдателю, смотрящему в воду вертикально вниз?

По закону преломления
, где -показатель преломления воды, 1 – показатель преломления воздуха. Из треугольников АВС и МВС находим катет х: x=h tgβ, x=H∙tgα. Так как левые части равны, значит раны и правые части, получаем уравнение: h∙ tgβ= H∙ tgα, отсюда h= H∙ tgα/ tgβ. Углы α и β берём очень малые, поэтому sinα= tgα, sin β= tgβ. Получаем равенство:

h=H sinα/ sin β =H/n, получаем: h=4/1,33=3 м.

Ответ: 3 м.

Задача С6.

Используя таблицы масс атомных ядер и элементарных частиц, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода - дейтерия и трития:

Массы атомных ядер

Название

элемента

Масса атомного ядра изотопа

1, 6726∙10 -27 кг

1, 00727 а. е. м.

3, 3437∙10 -27 кг

2,01355а. е. м.

5, 0075∙10 -27 кг

3,01550 а. е. м.

5,0066∙10 -27 кг

3,01493а. е. м.

6,6449∙10 -27 кг

4,00151а. е. м.

Алюминий и передача их размеровРеферат >> Физика

... «Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров» Красноярск 2009г. Содержание Введение 1. Системы физических величин и их единиц... независимых измерений. Нестабильность эталона задается изменением размера единицы, воспроизводимой или...

  • Физические величины . Основы физики

    Шпаргалка >> Физика

    Колебаниях. Колебания, при которых изменения физических величин происходят по закону косинуса... волны (Волны и возбуждающие их источники называются когерентными, если... интерференции волн не происходит сложения их энергий. Интерференция волн приводит...

  • Физические величины , характеризующие поля ионизирующих излучений

    Контрольная работа >> Физика

    Единицы физических величин" , который подтверждает введение Международной системы единиц физических величин в... Для установления закономерностей этих изменений необходимо знать, сколько... качестве тканевых доз принимаются их максимальные значения. Когда говорят...

  • Морфологические особенности физического развития и их значение для отбора в спорте (2)

    Реферат >> Физкультура и спорт

    ... физического воспитания понимают под физическим развитием «процесс становления и изменения биологических... оценочные таблицы средних величин признаков физического развития, полученных при... их сегментов) можно только с аналогичными средними величинами той...

  • 1 – На рисунке представлен график зависимости проекции v x скорости автомобиля от времени t. Каким графиком верно представлена проекция ускорения автомобиля в интервале от момента времени 4 с до момента 6 с?

    2 – На рисунке показана траектория движения тела, брошенного под некоторым углом к горизонтальной поверхности Земли. В точке А этой траектории направление вектора скорости обозначено стрелкой 1; траектория движения тела и все векторы лежат в плоскости, перпендикулярной поверхности Земли. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Какое направление имеет вектор ускорения тела в системе отсчёта Земля? В ответе укажите номер соответствующей стрелки.

    3 – Человек массой 50 кг прыгает из неподвижной лодки массой 100 кг на берег с горизонтальной скоростью 3 м/с относительно лодки. С какой скоростью движется лодка относительно Земли после прыжка человека, если сопротивление воды движению лодки пренебрежимо мало?

    Ответ: _____ м/с

    4 – Чему равен вес человека в воде с учётом действия силы Архимеда? Объём человека V= 50 дм 3 , плотность тела человека 1036 кг/м 3 .

    Ответ: _____ H

    5 – В эксперименте получен график зависимости модуля скорости прямолинейно движущегося тела от времени. Анализируя график, выберите из приведённых ниже утверждений три правильных и укажите их номера.

    1 – Скорость тела за 6 секунд изменилась от 0 м/с до 6 м/с.

    2 – Тело двигалось равноускорено в течение первых 6 секунд и не двигалось в интервале от 6 до 7 секунд.

    3 – Тело двигалось равнозамедленно в течение первых 6 секунд и не двигалось в интервале от 6 до 7 секунд.

    4 – В интервале времени 4-6 секунд скорость увеличивалась прямо пропорционально времени движения, тело двигалось с постоянным ускорением.

    5 – Ускорение тела на пятой секунде движения равно 1,5 м/с2.

    6 – Гиря массой 2 кг подвешена на тонком шнуре длиной 5 м. Если её отклонить от положения равновесия, а затем отпустить, она совершает свободные колебания, как математический маятник. Что произойдёт с периодом колебаний гири, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет изменено с 10 см на 20 см?

    1 – увеличится

    2 – уменьшится

    3 – не изменится

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    7 – Материальная точка движется со скоростью равномерно, прямолинейно и сонаправленно с осью координат ОХ. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    8 – На графике представлено, как изменялась с течением времени температура 0,1 кг воды, находящейся в начальный момент в кристаллическом состоянии при температуре -100 0 С, при постоянной мощности теплопередачи 100 Вт.

    По графику на рисунке определите, в течение какого времени внутренняя энергия воды повышалась.

    Решение

    График показывает, что температура льда непрерывно повышалась и через 210 с достигла значения 0 0 С. Следовательно, кинетическая энергия молекул льда повысилась.

    Затем 333 с льду передавали каждую секунду количество теплоты 100 Дж, но температура тающего льда и образующейся при этом воды не изменилась. Полученное в течение 333 с от нагревателя количество теплоты 33300 Дж вызвало полное таяние льда. Эта энергия израсходована на разрыв прочных связей молекул воды в кристалле, на увеличение расстояния между молекулами, т.е. на увеличение потенциальной энергии их взаимодействия.

    После того как весь лед расплавился, начался процесс нагревания воды. Температура воды за 418 с повысилась на 100 0 С, т.е. кинетическая энергия воды увеличилась.

    Так как внутренняя энергия равна сумме кинетической энергии всех молекул и потенциальной энергии их взаимодействия, то следует вывод – внутренняя энергия воды повышалась на протяжении всего эксперимента в течение 961 с.

    Ответ: 961 с

    9 – Идеальный газ в некотором процессе, показанном на графике, совершил работу 300 Дж. Какое количество теплоты было передано газу?

    Ответ: _____ Дж

    10 – В закрытом помещении при температуре воздуха 40 °С конденсация паров воды на стенке стакана с водой начинается при охлаждении воды в стакане до 16 °С.

    Чему будет равна точка росы в этом помещении, если весь воздух помещения охладить до 20 °С?

    Ответ: _____ °С

    11 – Разноимённые электрические заряды притягиваются друг к другу вследствие того, что

    1 – один электрический заряд способен мгновенно действовать на любой другой электрический заряд на любом расстоянии

    2 – вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на электрические поля других зарядов

    3 – вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на другие электрические заряды

    4 – существует гравитационное взаимодействие

    Какое из приведённых выше утверждений верно?

    Ответ: _____

    Решение :

    Разноименные электрические заряды притягиваются друг к другу вследствие того, что вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на другие электрические заряды.

    Ответ: 3

    12 – В физическом эксперименте в течение нескольких секунд было зафиксировано движение тела на горизонтальном и прямолинейном участке пути из состояния покоя. По данным эксперимента были построены графики (А и Б) зависимости от времени двух физических величин.

    Каким физическим величинам, перечисленным в правом столбце, соответствуют графики А и Б?

    К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    Ответ: _____

    Решение :

    На горизонтальном участке пути положение центра масс тела не изменяется, следовательно, потенциальная энергия тела остается неизменной. Ответ 4 исключается из верных.

    Ответ 2 исключается из верных, т.к. ускорение при равноускоренном движении – величина постоянная.

    При равноускоренном движении из состояния покоя путь вычисляется по формуле s = a * t 2 /2 . Данной зависимости соответствует график Б.

    Скорость при равноускоренном движении из состояния покоя вычисляется по формуле v = a * t . Данной зависимости соответствует график А.

    Ответ: 13

    13 – Положительно заряженная частица А движется перпендикулярно плоскости рисунка в направлении к наблюдателю. Точка Б находится в плоскости рисунка. Как направлен в точке Б (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор индукции магнитного поля, создаваемого движущейся частицей А? ответ запишите словом (словами).

    Ответ: _____

    Решение :

    Если рассматривать движение положительно заряженной частицы как электрический ток в проводнике, который расположен перпендикулярно плоскости рисунка, то буравчик (правый винт) направляем по току, а вращение буравчика по отношению наблюдателя будет против часовой стрелки. В этом случае линии магнитной индукции будут направлены против часовой стрелки. Так как вектор магнитной индукции магнитного поля электрического тока совпадает с касательной к линии магнитной индукции, то вектор индукции в точке Б направлен вверх.

    Ответ: вверх

    14 – Чему равно напряжение на участке цепи АВ (см. рисунок), если сила тока через резистор сопротивлением 2 Ом равна 2 А?

    15 – Расположение плоского зеркала MN и источника света S представлено на рисунке. Каково расстояние от источника S до его изображения в зеркале MN?

    Расположение плоского зеркала MN и источника света S представлено на рисунке. Каково расстояние от источника S до его изображения в зеркале MN?

    Ответ:_____

    Решение :

    Изображение источника света в плоском зеркале расположено симметрично относительно плоскости зеркала. Поэтому изображение в зеркале находится точно на таком же расстоянии от плоскости зеркала, на каком находится источник света.

    Ответ: 4 м

    На графиках представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока от напряжения на концах нити электрической лампы и сопротивления нити лампы от силы тока.

    Анализируя данные, ответьте на вопрос: что произошло с лампой в данном эксперименте? Выберите из приведенных ниже два утверждения, соответствующие результатам экспериментального исследования.

    1 – Нить лампы нагревалась протекающим током, повышение температуры металла нити привело к уменьшению его удельного электрического сопротивления и возрастанию сопротивления R нити лампы - график R(I).

    2 – Нить лампы нагревалась протекающим током, повышение температуры металла нити привело к увеличению его удельного электрического сопротивления и возрастанию сопротивления R нити лампы - график R(I).

    3 – Нелинейность зависимостей I(U) и R(I) объясняется слишком большой погрешностью измерений.

    4 – Полученные результаты противоречат закону Ома для участка цепи.

    5 – С возрастанием сопротивления нити лампы уменьшался ток через нить лампы - зависимость I(U).

    Ответ: _____

    Решение :

    Нить лампы нагревалась электрическим током. С повышением температуры металла его удельное сопротивление растет. Следовательно возрастает сопротивление нить лампы. Это приводит к уменьшению тока через нить лампы.

    Ответ: 25

    17 – К источнику постоянного тока была подключена одна электрическая лампа, электрическое сопротивление которой равно внутреннему сопротивлению источника тока. Что произойдет с силой тока в цепи, напряжением на выходе источника тока и мощностью тока на внешней цепи при подключении последовательно с этой лампой второй такой же лампы?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

    1 – увеличение

    2 – уменьшение

    3 – неизменность

    Запишите в таблицу выбраные цифры для каждой физической величины. Цифры могут повторяться.

    18 – На графиках А и Б показаны зависимости одних физических величин от других физических величин. Установите соответствие между графиками А и Б и перечисленными ниже видами зависимости. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    1 – зависимость числа радиоактивных ядер от времени

    2 – зависимость напряжения от относительного удлинения

    3 – зависимость удельной энергии связи нуклонов в атомных ядрах от массового числа ядра

    4 – зависимость индукции магнитного поля в веществе от индукции намагничивающего поля.

    Решение :

    На графике А показана зависимость числа радиоактивных ядер от времени (закон радиоактивного распада).

    На графике Б показана зависимость удельной энергии связи нуклонов в атомных ядрах от массового числа ядра.

    Ответ: 13

    19 – В результате серии радиоактивных распадов U-238 превращается в свинец Pb-206. Какое количество α-распадов и β-распадов он испытывает при этом?

    Ответ: _____

    Решение :

    При каждом -распаде заряд ядра уменьшается на 2, а его масса убывает на 4. При β-распаде заряд ядра увеличивается на 1, а масса практически не меняется. Запишем уравнения:

    82=(92-2nα)+nβ

    Из первого уравнения: 4nα=32, количество α-распадов 8.

    Из второго уравнения: 82=(92-16)+nβ=76+nβ,

    82-76=nβ, 6=nβ, количество β-распадов 6.

    Ответ: 8 6

    20 – При освещении металлической пластины монохроматическим светом с частотой ν происходит фотоэффект. Максимальная кинетическая энергия освобожденных электронов равна 2 эВ. Чему равно значение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов при освещении этой пластины монохроматическим светом с частотой 2ν?

    Ответ: _____ эВ

    21 – При очень медленном движении поршня в цилиндре закрытого воздушного насоса объём воздуха уменьшился. Как изменяются при этом давление, температура и внутренняя энергия воздуха?Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

    1 – увеличивается

    2 – уменьшается

    3 – не изменяется

    Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Решение :

    При очень медленном движении поршня в цилиндре закрытого воздушного насоса в результате теплообмена с окружающей средой температура воздуха в нем не изменяется. При изотермическом сжатии газа произведение давления газа на его объем остается неизменным, поэтому при уменьшении объема воздуха его давление увеличивается. При изотермическом процессе внутренняя энергия не изменяется.

    Ответ: 133

    22 – На рисунке представлен секундомер, справа от него дано увеличенное изображение шкалы и стрелки. Стрелка секундомера делает полный оборот за 1 минуту.

    Запишите показания секундомера, учитывая, что погрешность измерения равна цене деления секундомера.

    Ответ: (____± ____) с

    23 – В эксперименте была поставлена задача определить ускорение бруска при скольжении вниз по наклонной плоскости длиной l (1).

    Сначала была получена формула для расчёта ускорения:

    Затем был исполнен подробный рисунок с размерами наклонной плоскости а (2), с (3) и положением векторов сил и их проекций.

    Значение коэффициента трения μ (4) дерева по дереву экспериментатор взял из справочных данных. Сила трения F тр (5) и сила тяжести mg (6) были измерены динамометром.

    Какими из помеченных цифрами величин достаточно воспользоваться, чтобы определить ускорение бруска?

    Решение :

    Ускорение можно найти, зная коэффициент трения µ, размеры а, с, l наклонной плоскости и вычислив значения cosα = c / l и sinα = a / l .

    Ответ: 1234

    24 – Идеальный газ совершил работу 300 Дж, и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 300 Дж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе?

    25 – Тело массой 2 кг под действием силы F перемещается вверх на наклонной плоскости на расстояние l = 5 м, расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на h = 3 м. Сила F равна 30 Н. Какую работу при этом перемещении совершила сила F? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с 2 , коэффициент трения μ = 0,5.

    Решение :

    При переходе из начального в конечное состояние объем газа увеличивается, следовательно, газ совершает работу. По первому закону термодинамики:

    Переданное газу количество теплоты Q равно сумме изменения внутренней энергии за и работы, совершенной газом:

    Внутренняя энергия газа в состояниях 1 и 3 выражается через значения давления и объема газа:

    Работа при переходе газа из состояния 1 в состояние 3 равна:

    Количество теплоты, полученное газом:

    Положительное значение Q означает, что газ получил количество теплоты.

    30 – При коротком замыкании выводов аккумулятора сила тока в цепи равна 12 В. При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна 2 А. По результатам этих экспериментов определите ЭДС аккумулятора.

    Решение :

    По закону Ома для замкнутой цепи при коротком замыкании выводов аккумулятора сопротивление R стремится к нулю. Сила тока в цепи равна:

    Отсюда внутреннее сопротивление аккумулятора равно:

    При подключении к выводам аккумулятора лампы сила тока в цепи равна:

    Отсюда получаем:

    31 – У самой поверхности воды в реке летит комар, стая рыб находится на расстоянии 2 м от поверхности воды. Каково максимальное расстояние до комаров, на котором он еще виден рыбам на этой глубине? Относительный показатель преломления света на границе воздух-вода равен 1,33.