1 - A figura mostra um gráfico da dependência da projeção v x da velocidade do veículo no tempo t. Qual gráfico representa corretamente a projeção da aceleração do carro no intervalo de tempo de 4 s a 6 s?
2 - A figura mostra a trajetória de um corpo lançado em algum ângulo em relação à superfície horizontal da Terra. No ponto A desta trajetória, a direção do vetor velocidade é indicada pela seta 1; a trajetória do corpo e todos os vetores estão em um plano perpendicular à superfície da Terra. A resistência do ar é desprezível. Qual é a direção do vetor aceleração do corpo no referencial da Terra? Em sua resposta, indique o número da seta correspondente.
3 - Uma pessoa de 50 kg pula de um barco parado de 100 kg de massa para a margem com velocidade horizontal 3 m/s em relação ao barco. Com que velocidade o barco se move em relação à Terra após o salto de uma pessoa, se a resistência da água ao movimento do barco é desprezível?
Resposta: _____ m/s
4 - O que igual a peso homem na água, levando em conta a ação da força de Arquimedes? O volume de uma pessoa é V = 50 dm 3, a densidade do corpo humano é de 1036 kg / m 3.
Resposta: _____ H
5 - No experimento foi obtido um gráfico da dependência do módulo de velocidade de um corpo em movimento retilíneo com o tempo. Analisando o gráfico, escolha três afirmações corretas das afirmações abaixo e indique seus números.
1 - A velocidade do corpo em 6 segundos mudou de 0 m/s para 6 m/s.
2 - O corpo se moveu uniformemente acelerado durante os primeiros 6 segundos e não se moveu no intervalo de 6 a 7 segundos.
3 - O corpo se moveu uniformemente nos primeiros 6 segundos e não se moveu no intervalo de 6 a 7 segundos.
4 - No intervalo de tempo de 4 a 6 segundos, a velocidade aumentou em proporção direta ao tempo do movimento, o corpo se moveu com aceleração constante.
5 - A aceleração do corpo no quinto segundo de movimento é de 1,5 m/s2.
6 - Um peso de 2 kg está suspenso por uma corda fina de 5 m de comprimento e, se for desviado da posição de equilíbrio e depois solto, oscilará livremente, como um pêndulo matemático. O que acontecerá com o período de oscilação do peso, a energia potencial máxima do peso e a frequência de suas oscilações se o desvio inicial do peso for alterado de 10 cm para 20 cm?
1 - aumentar
2 - diminuir
3 - não vai mudar
Escreva na tabela os números selecionados para cada quantidade física. Os números na resposta podem ser repetidos.
7 – ponto material se move a uma velocidade uniforme, retilínea e codirecional com o eixo de coordenadas OX. Estabelecer uma correspondência entre quantidades físicas e fórmulas pelas quais elas podem ser calculadas. Para cada posição da primeira coluna, selecione a posição correspondente da segunda e anote os números selecionados na tabela sob as letras correspondentes.
8 - O gráfico mostra como a temperatura de 0,1 kg de água no momento inicial V estado cristalino a uma temperatura de -100 0 C, a uma potência de transferência de calor constante de 100 W.
A partir do gráfico da figura, determine quanto tempo energia internaágua subiu.
Solução
O gráfico mostra que a temperatura do gelo aumentou continuamente e após 210 s atingiu 0 0 C. Portanto, a energia cinética das moléculas de gelo aumentou.
Então, 333 s de gelo transferiram uma quantidade de calor de 100 J a cada segundo, mas a temperatura do gelo derretido e da água resultante não mudou. A quantidade de calor 33300 J recebida durante 333 s do aquecedor causou o derretimento completo do gelo. Essa energia é usada para quebrar laços fortes moléculas de água em um cristal, a um aumento na distância entre as moléculas, ou seja, para aumentar a energia potencial de sua interação.
Depois que todo o gelo derreteu, começou o processo de aquecimento da água. A temperatura da água aumentou 100 0 С em 418 s, ou seja, a energia cinética da água aumentou.
Como a energia interna é igual à soma da energia cinética de todas as moléculas e a energia potencial de sua interação, segue-se a conclusão - a energia interna da água aumentou ao longo do experimento por 961 s.
Resposta: 961 segundos
9 - Um gás ideal em algum processo mostrado no gráfico realizou um trabalho de 300 J. Quanto calor foi transferido para o gás?
Resposta: _____J
10 - Em uma sala fechada a uma temperatura do ar de 40°C, a condensação do vapor d'água na parede de um copo com água começa quando a água do copo esfria a 16°C.
Qual será o ponto de orvalho nesta sala se todo o ar da sala for resfriado a 20 °C?
Resposta: _____°C
11 - Cargas elétricas opostas se atraem pelo fato de
1 - uma carga elétrica é capaz de atuar instantaneamente sobre qualquer outra carga elétrica a qualquer distância
2 - em torno de cada carga elétrica existe um campo elétrico capaz de atuar sobre campos elétricos outras cobranças
3 - em torno de cada carga elétrica existe um campo elétrico que pode atuar sobre outras cargas elétricas
4 - há uma interação gravitacional
Qual das afirmações acima é verdadeira?
Responder: _____
Solução :
Cargas elétricas opostas são atraídas uma pela outra devido ao fato de que ao redor de cada carga elétrica existe um campo elétrico que pode atuar sobre outras cargas elétricas.
Resposta: 3
12 - B experimento físico dentro de alguns segundos, o movimento do corpo em uma seção horizontal e retilínea do caminho do repouso foi registrado. De acordo com os dados experimentais, traçaram-se gráficos (A e B) da dependência temporal de duas grandezas físicas.
Quais quantidades físicas listadas na coluna da direita correspondem aos gráficos A e B?
Para cada posição da coluna da esquerda, selecione a posição correspondente da coluna da direita e anote os números selecionados na tabela sob as letras correspondentes.
Responder: _____
Solução :
Em uma seção horizontal do caminho, a posição do centro de massa do corpo não muda, portanto, a energia potencial do corpo permanece inalterada. A resposta 4 foi excluída das corretas.
A resposta 2 está excluída das corretas, porque aceleração em movimento uniformemente acelerado- o valor é constante.
Com movimento uniformemente acelerado a partir de um estado de repouso, o caminho é calculado pela fórmula s= a* t 2 /2 . Essa dependência corresponde ao gráfico B.
A velocidade durante o movimento uniformemente acelerado a partir de um estado de repouso é calculada pela fórmula v= a* t. Essa dependência corresponde ao gráfico A.
Resposta: 13
13 - Uma partícula A carregada positivamente move-se perpendicularmente ao plano da figura na direção do observador. O ponto B está no plano da figura. Como é direcionado no ponto B (cima, baixo, esquerda, direita, longe do observador, em direção ao observador) o vetor de indução campo magnético, criado por uma partícula em movimento A? Escreva sua resposta em palavra(s).
Responder: _____
Solução :
Se considerarmos o movimento de uma partícula carregada positivamente como uma corrente elétrica em um condutor perpendicular ao plano da figura, então a verruma (parafuso direito) é direcionada ao longo da corrente e a rotação da verruma em relação ao observador estará no sentido anti-horário. Nesse caso, as linhas de indução magnética serão direcionadas no sentido anti-horário. Como o vetor de indução magnética do campo magnético corrente elétrica coincide com a tangente à linha de indução magnética, então o vetor de indução no ponto B é direcionado para cima.
Resposta: para cima
14 - Qual é a tensão na seção do circuito AB (ver figura) se a corrente através de um resistor de 2 ohm é de 2 A?
15 - A localização do espelho plano MN e da fonte de luz S é mostrada na figura. Qual é a distância da fonte S até sua imagem no espelho MN?
A localização do espelho plano MN e da fonte de luz S é mostrada na figura. Qual é a distância da fonte S até sua imagem no espelho MN?
Responder:_____
Solução :
A imagem da fonte de luz em espelho plano localizados simetricamente em relação ao plano do espelho. Portanto, a imagem no espelho está exatamente à mesma distância do plano do espelho que a fonte de luz.
Resposta: 4m
Os gráficos mostram os resultados estudo piloto dependência da intensidade da corrente com a tensão nas extremidades da rosca lâmpada elétrica e a resistência do filamento da lâmpada da força atual.
Analisando os dados, responda à pergunta: o que aconteceu com a lâmpada em esta experiência? Escolha entre as duas afirmações a seguir que correspondem aos resultados do estudo experimental.
1 - O filamento da lâmpada foi aquecido pela corrente que flui, um aumento da temperatura do metal do filamento levou a uma diminuição da sua resistividade elétrica e a um aumento da resistência R do filamento da lâmpada - gráfico R (I).
2 - O filamento da lâmpada foi aquecido pela corrente que flui, um aumento da temperatura do metal do filamento levou a um aumento da sua resistividade elétrica e a um aumento da resistência R do filamento da lâmpada - gráfico R (I).
3 - A não linearidade das dependências I(U) e R(I) é explicada pelo erro de medição muito grande.
4 - Os resultados obtidos contradizem a lei de Ohm para o trecho de corrente.
5 - Com o aumento da resistência do filamento da lâmpada, a corrente através do filamento da lâmpada diminui - dependência I (U).
Responder: _____
Solução :
O filamento da lâmpada foi aquecido por uma corrente elétrica. Com o aumento da temperatura do metal resistividade está crescendo. Consequentemente, a resistência do filamento da lâmpada aumenta. Isso faz com que a corrente através do filamento da lâmpada diminua.
Resposta: 25
17 - Para a fonte corrente direta uma lâmpada elétrica foi conectada, cuja resistência elétrica é igual à resistência interna da fonte de corrente. O que acontecerá com a corrente no circuito, a tensão na saída da fonte de corrente e a potência da corrente no circuito externo quando uma segunda lâmpada for conectada em série com esta lâmpada?
Para cada valor, determine a natureza apropriada da mudança:
1 - aumentar
2 - diminuir
3 - imutabilidade
Escreva na tabela os números selecionados para cada quantidade física. Os números podem ser repetidos.
18 - Os gráficos A e B mostram a dependência de algumas grandezas físicas de outras grandezas físicas. Estabeleça uma correspondência entre os gráficos A e B e os tipos de dependências listados abaixo. Escreva na tabela os números selecionados sob as letras correspondentes.
1 - dependência do número de núcleos radioativos no tempo
2 - dependência da tensão no alongamento relativo
3 - dependência da energia de ligação específica dos nucleons em núcleos atômicos Número de massa núcleos
4 - dependência da indução do campo magnético na substância da indução do campo magnetizante.
Solução :
O gráfico A mostra a dependência do número de núcleos radioativos com o tempo (a lei do decaimento radioativo).
O gráfico B mostra a dependência da energia de ligação específica dos núcleons em núcleos atômicos do número de massa do núcleo.
Resposta: 13
19 - Como resultado da série decaimentos radioativos U-238 é convertido em chumbo Pb-206. Quantos decaimentos α e β ele experimenta neste caso?
Responder: _____
Solução :
A cada -decaimento, a carga do núcleo diminui em 2 e sua massa diminui em 4. Durante o decaimento β, a carga do núcleo aumenta em 1 e a massa permanece praticamente inalterada. Vamos escrever as equações:
82=(92-2nα)+nβ
Da primeira equação: 4nα=32, o número de decaimentos α é 8.
Da segunda equação: 82=(92-16)+nβ=76+nβ,
82-76=nβ, 6=nβ, número de decaimentos β 6.
Resposta: 8 6
20 - Quando uma placa metálica é iluminada com luz monocromática com frequência ν, ocorre um efeito fotoelétrico. A energia cinética máxima dos elétrons liberados é 2 eV. Qual é o valor da energia cinética máxima dos fotoelétrons quando esta placa é iluminada com luz monocromática com frequência de 2v?
Resposta: _____ eV
21 - Com um movimento muito lento do pistão no cilindro de uma bomba de ar fechada, o volume de ar diminuiu. Como a pressão, a temperatura e a energia interna do ar mudam neste caso? Para cada valor, determine a natureza correspondente da mudança:
1 - aumenta
2 - diminui
3 - não muda
Anote os números selecionados para cada quantidade física. Os números na resposta podem ser repetidos.
Solução :
Com um movimento muito lento do pistão no cilindro de uma bomba de ar fechada, como resultado da troca de calor com o ambiente, a temperatura do ar nele não muda. Com a compressão isotérmica de um gás, o produto da pressão do gás e seu volume permanece inalterado, portanto, com a diminuição do volume de ar, sua pressão aumenta. No processo isotérmico energia interna não varia.
Resposta: 133
22 - A figura mostra um cronômetro, à direita dele está uma imagem ampliada da escala e da seta. O ponteiro do cronômetro faz volta completa em 1 minuto.
Anote as leituras do cronômetro, levando em consideração que o erro de medição é igual à divisão do cronômetro.
Resposta: (____± ____) com
23 - No experimento, a tarefa consistia em determinar a aceleração da barra ao deslizar plano inclinado comprimento l (1).
Primeiro, a fórmula para calcular a aceleração foi obtida:
Em seguida, foi feito um desenho detalhado com as dimensões do plano inclinado a (2), c (3) e a posição dos vetores de força e suas projeções.
Valor do coeficiente de atrito μ (4) árvore por árvore que o experimentador extraiu dos dados de referência. Força de fricção F tr(5) e gravidade mg(6) foram medidos com um dinamômetro.
Qual das quantidades marcadas com números é suficiente para determinar a aceleração da barra?
Solução :
A aceleração pode ser encontrada conhecendo o coeficiente de atrito µ, as dimensões como,eu plano inclinado e calculando os valores cosα= c/ eu E sinα= a/ eu.
Resposta: 1234
24 - Um gás ideal realizou 300 J de trabalho e, ao mesmo tempo, a energia interna do gás aumentou em 300 J. Quanto calor o gás recebeu nesse processo?
25 - Um corpo com massa de 2 kg sob a ação de uma força F move-se para cima em um plano inclinado a uma distância l = 5 m, enquanto a distância do corpo à superfície da Terra aumenta em h = 3 m. A força F é 30 N. Qual é o trabalho realizado pela força F durante esse movimento? Aceleração queda livre tomar igual a 10 m / s 2, coeficiente de atrito μ = 0,5.
Solução :
Na transição do estado inicial para o estado final, o volume do gás aumenta, portanto, o gás realiza trabalho. De acordo com a primeira lei da termodinâmica:
A quantidade de calor transferida para o gás Q é igual à soma da variação da energia interna e do trabalho realizado pelo gás:
A energia interna do gás nos estados 1 e 3 é expressa em termos de pressão e volume do gás:
O trabalho durante a transição do gás do estado 1 para o estado 3 é igual a:
A quantidade de calor recebida pelo gás:
Um valor Q positivo significa que o gás recebeu uma quantidade de calor.
30 - Quando os terminais da bateria estão em curto-circuito, a corrente no circuito é de 12 V. Quando uma lâmpada elétrica é conectada aos terminais da bateria resistência elétrica 5 ohms, a corrente no circuito é de 2 A. Com base nos resultados desses experimentos, determine a fem da bateria.
Solução :
De acordo com a lei de Ohm para um circuito fechado, quando os terminais da bateria estão em curto-circuito, a resistência R tende a zero. A intensidade da corrente no circuito é:
Portanto, a resistência interna da bateria é:
Quando conectado aos terminais da bateria da lâmpada, a corrente no circuito é igual a:
Daqui obtemos:
31 - Um mosquito voa bem na superfície da água do rio, um bando de peixes está a uma distância de 2 m da superfície da água. O que é distância máxima aos mosquitos, nos quais ainda é possível pescar a esta profundidade? O índice de refração relativo da luz na interface ar-água é 1,33.
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1 C1.1. Em um experimento que ilustra a dependência do ponto de ebulição da pressão do ar (Fig. 1a), a água ferve sob o sino de uma bomba de ar já à temperatura ambiente, se a pressão for suficientemente baixa. Usando um gráfico de pressão vapor saturado sobre a temperatura (Fig. 1 b), indique qual a pressão de ar que precisa ser criada sob o sino da bomba para que a água ferva a 40 C. Explique sua resposta indicando quais fenômenos e padrões você usou para explicar. C1.2. Um largo tubo de vidro com cerca de meio metro de comprimento, vedado em uma das extremidades, foi completamente enchido com água e colocado verticalmente com a extremidade aberta para baixo, imergindo o fundo do tubo alguns centímetros em uma bacia com água (ver figura). À temperatura ambiente, o tubo permanece completamente cheio de água. A água na bacia é aquecida lentamente. Onde será ajustado o nível da água no tubo quando a água na bacia começar a ferver? Explique sua resposta usando as leis físicas. C1.3. Em um recipiente cilíndrico sob um pistão muito tempo são a água e seu vapor. O pistão começa a se mover para fora do recipiente. Ao mesmo tempo, a temperatura da água e do vapor permanece inalterada. Como a massa do líquido no recipiente mudará neste caso? Explique sua resposta indicando quais padrões físicos você usou para explicar. C1.4. Em um cilindro sob um pistão à temperatura ambiente t 0 por muito tempo há apenas água e seu vapor. Massa de líquido duas vezes mais massa par. O estado inicial do sistema é indicado por um ponto no diagrama pv. Movendo lentamente o pistão, o volume V sob o pistão aumenta isotermicamente de V o a 6V 0. Trace a dependência da pressão p no cilindro com o volume V no segmento de V o a 6V 0. Indique quais leis você usou nesse caso. C1.5. Em um recipiente cilíndrico sob o pistão por muito tempo há água e seu vapor. O pistão começa a se mover para fora do recipiente. Ao mesmo tempo, a temperatura da água e do vapor permanece inalterada. Como a massa do líquido no recipiente mudará neste caso? Explique sua resposta 1
2 indicando quais padrões físicos você usou para explicar. C1.6. No cilindro sob o pistão à temperatura ambiente t 0 por muito tempo há apenas água e seu vapor. A massa do líquido é o dobro da massa do vapor. O estado inicial do sistema é indicado por um ponto no diagrama pv. Movendo lentamente o pistão, o volume V sob o pistão aumentou isotermicamente de V 0 a 6V 0. Trace a dependência da pressão p no cilindro do volume V no segmento de V 0 a 6V 0. Indique quais padrões você usou em este caso. C1.7. Em um frasco hermético feito de lata muito fina e equipado com uma tampa de rosca na parte superior, foi derramado um pouco de água (enchendo uma pequena parte do frasco) em temperatura ambiente e colocado em um fogão a gás, em chamas, sem fechar a tampa. Depois de um tempo, quando quase toda a água ferveu, a jarra foi retirada do fogo, a tampa foi imediatamente fechada com força e despejada sobre a jarra. água fria. Descrever fenômenos físicos que aconteceu em vários estágios esta experiência, e também prever e explicar o seu resultado. C1.8. O recipiente sob o pistão contém ar com 100% de umidade e um pouco de água. O pistão é elevado lentamente, aumentando o volume ocupado pelo ar e mantendo sua temperatura constante. Com base em seu conhecimento de física molecular, explique como a umidade no recipiente mudará ao longo do tempo. C1.9. O experimento descobriu que quando a temperatura do ar na sala é de 29 C, a condensação do vapor d'água do ar começa na parede do copo com água fria, se a temperatura do vidro for reduzida para 25 C. Com base nos resultados de esses experimentos, determinam a umidade relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Quando a temperatura do ar na sala cai, a condensação do vapor de água do ar começa na mesma temperatura do vidro de 25 C. A umidade relativa do ar mudou? C1.10. O experimento descobriu que quando a temperatura do ar na sala é de 25 C, a condensação do vapor d'água do ar começa no ponto de um copo com água fria, se a temperatura do vidro for reduzida para 14 C. Qual é a umidade relativa do ar? Por que o vapor de água condensa no ar quando valores diferentes temperatura? Use a tabela para resolver o problema. 2
3 C1.11. O experimento descobriu que a uma temperatura do ar no banho de 60 C, a condensação do vapor d'água do ar começa na parede de um copo d'água se a temperatura do vidro for reduzida para 29 C. Com base nos resultados desses experimentos , determine a umidade relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Quando a temperatura do ar na sala aumenta, a condensação do vapor de água do ar começa na mesma temperatura do vidro de 29 C. A umidade relativa do ar mudou? C1.12. O experimento descobriu que a uma temperatura do ar na sala de 29 C, o vapor de água do ar começa a se condensar na parede de um copo de água fria se a temperatura do copo for reduzida para 7 C. Com base nos resultados desses experimentos, determinar a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Com o aumento da temperatura do ar na sala, a condensação do vapor d'água do ar começa na mesma temperatura do vidro de 7 C. A umidade relativa do ar mudou? C1.13. O experimento constatou que: a temperatura do ar na sala é de 21 C, a temperatura do vidro é de até 7 C. Com base nos resultados desses experimentos, determine a umidade relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Quando a temperatura do ar na sala cai, a condensação do vapor de água do ar começa na mesma temperatura do vidro de 7 C. A umidade relativa do ar mudou? 3
4 C1.14. O experimento descobriu que a uma temperatura do ar na sala de 29 C, a temperatura do vidro é de até 27 C. Com base nos resultados desses experimentos, determine a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Explique por que a condensação do vapor de água no ar pode começar em diferentes temperaturas. C1.15. O experimento descobriu que a uma temperatura do ar na sala de 29 C, a temperatura do vidro é de até 27 C. Com base nos resultados desses experimentos, determine a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Explique por que a condensação do vapor de água no ar pode começar em diferentes temperaturas. C1.16. O experimento descobriu que a uma temperatura do ar na sala de 25 C, a temperatura do vidro é de até 14 C. Com base nos resultados desses experimentos, determine a umidade relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. A umidade relativa mudará com o aumento da temperatura do ar na sala, se a condensação do vapor d'água do ar começar na mesma temperatura do vidro de 14 C? 4
5 S1.17. O experimento descobriu que a uma temperatura do ar na sala de 23 C, a temperatura do vidro é de até 12 C. Com base nos resultados desses experimentos, determine a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Explique por que a condensação do vapor de água no ar pode começar em diferentes temperaturas. C1.18. O experimento descobriu que a uma temperatura do ar na sala de 19 C, a temperatura do vidro chega a 9 C. Com base nos resultados desses experimentos, determine a umidade relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Explique por que a condensação do vapor de água do ar pode começar em diferentes valores de temperatura do ar. C1.19. A haste de cobre é montada em um tripé na posição horizontal. Para a superfície inferior da haste distâncias iguais pesadas bolas de aço são coladas umas às outras com pequenos pedaços de cera. Uma extremidade da haste é aquecida pela chama de um queimador de gás. 1) Descreva o que acontecerá com as bolas e explique esse fenômeno. 2) O que mudará se a ponta da haste de cobre for aquecida não por um, mas por dois dos mesmos queimadores ao mesmo tempo? 3) O que mudará em relação ao primeiro experimento se substituirmos a haste de cobre por uma de aço e aquecermos sua extremidade com o mesmo queimador? Em todos os três experimentos, as temperaturas iniciais das hastes são as mesmas. 5
6 S1.20. Em um dia claro de verão, a hora mais quente não é ao meio-dia, mas um pouco mais tarde. Por que? C1.21. Um jarro fechado com uma pequena quantidade de água é fornecido com um tubo horizontal fino para a saída do vapor. A lata é colocada em um carrinho que rola com pouco atrito sobre trilhos horizontais. Há um queimador de gás sob o carrinho inicialmente estacionário, que pode aquecer a jarra (veja a figura). Descreva os processos de conversão de energia que ocorrerão neste sistema após a ignição do queimador sob a lata, bem como as causas e a natureza do movimento da lata. C3.1. Há um pedaço de gelo no recipiente. Temperatura do gelo t 1 = 0 C. Se você disser a ele a quantidade de calor Q, todo o gelo derreterá e a água resultante aquecerá até uma temperatura t 2 = 20 C. Que proporção de gelo k derreterá se você disser lhe a quantidade de calor q = Q / 2? Ignore as perdas de calor para aquecer o recipiente. C3.2. É necessário derreter gelo pesando 0,2 kg e com temperatura de 0 C. Essa tarefa é viável se o consumo de energia do elemento de aquecimento for de 400 W, perda de calor são 30% e o tempo de operação do aquecedor não deve exceder 5 minutos? C3.3. Há um pedaço de gelo no recipiente. Temperatura do gelo t 1 \u003d 0 C. Se você disser a ele a quantidade de calor Q, todo o gelo derreterá e a água resultante aquecerá até uma temperatura t 2 \u003d 20? Térmica in- C. Que proporção de gelo k derreterá se a quantidade de calor for fornecida a ele e as perdas por aquecimento do recipiente forem desprezadas. C3.4. O calorímetro continha 1 kg de gelo. Qual é a temperatura inicial do gelo se, após a adição de 15 g de água a uma temperatura de 20 C ao calorímetro, o equilíbrio térmico é estabelecido no calorímetro a 2 C? Despreze a troca de calor com o ambiente e a capacidade calorífica do calorímetro. Resposta: C3.5. Havia gelo no calorímetro a uma temperatura t 1 \u003d -5 C. Qual era a massa m 1 de gelo se, após adicionar t 2 \u003d 4 kg de água ao calorímetro, com uma temperatura t 2 \u003d 20 C , e estabelecendo o equilíbrio térmico, a temperatura do conteúdo do calorímetro acabou sendo igual a t = 0 C, além disso, só havia água no calorímetro? C3.6. Havia m 1 = 1 kg de gelo no calorímetro a uma temperatura t 1 = 5 C. Depois de adicionar t 2 = 25 g de água ao calorímetro, o equilíbrio térmico foi estabelecido nele a uma temperatura t = 0 C. O que é a temperatura t 2 da água adicionada ao calorímetro, se no calorímetro acabou sendo apenas gelo? Ignore a capacidade térmica do calorímetro. C3.7. 200 g de uma substância são aquecidos em um calorímetro. No momento inicial, a substância estava no estado sólido. A figura mostra um gráfico da dependência da temperatura de uma substância em um calorímetro no tempo. Desprezando a capacidade de calor do calorímetro e as perdas de calor e assumindo 6 t (min)
7 que a potência fornecida ao recipiente é constante, determine o calor específico da fase sólida se o calor específico do líquido c l = 2,8 kJ/kg K. C3.8. Que massa de água pode ser aquecida até a fervura ao queimar 1,8 kg de lenha seca no fogo, se ambiente 95% do calor de sua combustão é dissipado? A temperatura inicial da água é 10 0 С, o calor específico de combustão da madeira seca é λ = 8, J/kg. C3.9. Em um copo de cobre de um calorímetro com uma massa de t cal = 0,2 kg, contendo água morna massa t quente.w \u003d 0,2 kg, um pedaço de gelo foi abaixado, tendo uma temperatura t fria.w \u003d 0 0 C. A temperatura inicial do calorímetro com água t men.w \u003d 30 0 C. No momento em que todo o gelo derreteu, a temperatura da água e do calorímetro tornou-se igual a t mistura = 5 0 C. Calcule a massa do gelo. Calor específico do cobre com cobre = 390 J/(kg K), calor específico da água com água = 4200 J/(kg K), calor específico do derretimento do gelo λ gelo, = 3, J/kg. A perda de calor pelo calorímetro é considerada insignificante. C3.10. Um pedaço de gelo com temperatura de 0 C foi mergulhado em um copo de cobre de um calorímetro com massa de 200 g, contendo 150 g de água.gelo. O calor específico do cobre é 390 J/kg K, o calor específico da água é 4200 J/kg K, o calor específico do derretimento do gelo é 3, J/kg. A perda de calor pelo calorímetro é considerada insignificante. C3.11. A figura mostra um gráfico da mudança na temperatura de uma substância em um calorímetro ao longo do tempo. A capacidade térmica do calorímetro e as perdas de calor podem ser desprezadas e a potência fornecida ao recipiente pode ser considerada constante. Calcule o calor específico da substância em Estado líquido. Calor específico o ponto de fusão de uma substância é 100 kJ/kg. No momento inicial, a substância estava no estado sólido. C3.12. 1 litro de água foi despejado em uma cafeteira elétrica a uma temperatura de 20 0 C e o aquecedor foi ligado. Depois de quanto tempo (em segundos) após ligar toda a água ferverá, se a potência do aquecedor for de 1 kW, a eficiência do aquecedor será de 0,8? O calor específico de vaporização da água em t = C é r = 2,26 MJ/kg. O calor específico da água é 4200 J/(kg K). C3.13. A figura mostra um gráfico da mudança na temperatura de uma substância em um calorímetro ao longo do tempo. A capacidade térmica do calorímetro e as perdas de calor podem ser desprezadas e a potência fornecida ao recipiente pode ser considerada constante. Calcule o calor específico da substância no estado líquido. O calor específico de fusão de uma substância é λ = 100 kJ/kg. No momento inicial, a substância estava no estado sólido. 7
8 S3.14. A umidade relativa em t = 36 o C é de 80%. Pressão de vapor saturado nesta temperatura p n = 5945 Pa. Que massa de vapor está contida em 1 m 3 desse ar? C3.15. A umidade relativa em t = 36 o C é de 80%. Pressão de vapor saturado nesta temperatura p n = 5945 Pa. Que massa de vapor está contida em 1 m 3 desse ar? C3.16. A umidade relativa do ar em t = 36 C é de 80%. Pressão de vapor saturado nesta temperatura p n = 5945 Pa. Que massa de vapor está contida em 1 m 3 desse ar? C3.17. Em um recipiente com isolamento térmico por muito tempo havia água com um pedaço de gelo flutuando nela. Uma porção de vapor de água a uma temperatura de C foi lentamente introduzida na água através de um tubo (de modo que as bolhas de vapor não atingissem a superfície da água). Como resultado, a massa de um pedaço de gelo diminuiu em 100 G. Determine a massa do vapor injetado. C3.18. A figura mostra um instrumento universal para medir parâmetros atmosféricos. Use a tabela abaixo para determinar a pressão de vapor de saturação da água versus temperatura e determine o conteúdo de vapor de metro cúbico ar. Pressão de vapor de água saturada a várias temperaturas C3.19. A figura mostra um gráfico da dependência da concentração de moléculas em vapor de água saturado com a temperatura. Qual é a variação da energia interna de 2 m 3 de vapor saturado quando sua temperatura varia de 0 a 40 C? 8
26. Duas porções do mesmo gás ideal são aquecidas em vasos de mesmo volume. Os gráficos do processo são mostrados na figura. Por que o isócoro I está acima do isócoro II? Explique sua resposta indicando qual
Tarefas Pendentes (81) Duas garrafas idênticas cheias de quantidade igualágua temperatura do quarto. Um deles está enrolado em uma toalha molhada, o outro em seco. Depois de medir depois de alguns
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Qual é o período de oscilação T do pêndulo se o experimentador tomou o valor da divisão do cronômetro como o erro de medição?
1) (4,12 ± 0,02) s 3) (4,12 ± 0,01) s
2) (4,12 ± 0,2) s 4) (4,12 ± 0,1) s
Responder:_________ (2 pontos)
24. A fim de encontrar o volume do corpo com a maior precisão possível, mergulhando-o em água, os alunos foram convidados a fazer medições usando dois cilindros de medição com água (ver Fig.). Os alunos tiveram que comparar os resultados das medições, tomando em conta os erros absolutos de medição instrumental e erros absolutos referência. Foi acordado considerar cada um dos erros levados em consideração preço igual divisões do cilindro de medição.
Ao responder à pergunta da tarefa, os experimentadores obtiveram quatro resultados diferentes.
Nas entradas abaixo, selecione valor correto volume corporal medido, obtido com o menor erro
1) o primeiro cilindro, (10 ± 10) cm 3
2) o primeiro cilindro, (10 ± 5) cm 3
3) segundo cilindro, (10 ± 4) cm 3
4) segundo cilindro, (10 ± 2) cm 3
Responder:_________ (2 pontos)
25. Em um elevador subindo com aceleração de 2 m/s 2, há um passageiro de 50 kg. O que módulo igual a força da gravidade agindo sobre o passageiro?
Resposta: __________N (4 pontos)
26. Um gás ideal recebeu uma quantidade de calor de 300 J e realizou um trabalho de 100 J. Quanto aumentou a energia interna do gás neste caso?
Resposta: __________J (4 pontos)
27. circuito oscilatório consiste em um capacitor com capacidade elétrica de 50 microfarads e uma bobina com indutância de 2 H. O que é igual a frequência cíclica de graça oscilações eletromagnéticas?
Resposta: __________ rad/s (4 pontos)
28. No experimento, verificou-se que a uma temperatura do ar no banho de 60 ° C, a condensação do vapor d'água do ar começa na parede de um copo d'água se a temperatura do vidro for reduzida para 29 ° C . Com base nos resultados desses experimentos, determine a umidade relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Com o aumento da temperatura do ar na sala, a condensação do vapor d'água do ar começa na mesma temperatura do vidro de 29 ° C. A umidade relativa mudou?
Responder:__________% (4 pontos)
A solução dos problemas 29 - 32 é dada no formulário de solução A-1. Deve ser completo; incluir leis e fórmulas cuja aplicação seja necessária e suficiente para resolver o problema, bem como transformações matemáticas, cálculos com resposta numérica e, se necessário, uma figura explicativa da solução.
29. Na atração, uma pessoa de 100 kg faz um "dead loop" em um plano vertical. Quando o vetor velocidade foi direcionado verticalmente para baixo, a força da pressão normal de uma pessoa sobre o assento foi de 2.000 N. Encontre a velocidade do carrinho neste ponto com um raio de trajetória circular de 5 m.
Responder: ______________ (6 pontos)
30. O diagrama (ver figura) mostra as variações de pressão e volume de um gás monoatômico ideal. Quanto calor foi recebido ou cedido pelo gás durante a transição do estado 1 para o estado 3?
31. Em um campo magnético uniforme com uma indução de 1,67 10 -5 T, um próton se move perpendicularmente ao vetor de indução B a uma velocidade de 8 km / s. Determine o raio da trajetória do próton.
Responder: ______________ (6 pontos)
32. Na explosão bomba termonuclearé liberada a energia de 8,3 10 16 J. Essa energia é obtida principalmente devido à fissão dos núcleos de urânio 238. Durante a fissão de um núcleo de urânio 238, 200 MeV é liberado, a massa do núcleo é de aproximadamente 238 a.m.u. Calcule a massa dos núcleos de urânio que sofreram fissão durante a explosão e o defeito de massa total.
Responder: ______________ (6 pontos)
Correção Formulário B
Período pêndulo matemático. Energia cinética e potencial, capacidade calorífica específica do chumbo. A corrente no circuito quando conectado a uma fonte CC. Umidade relativa do ar, a quantidade de calor. Efeito fotoelétrico de uma superfície metálica.
Resolução de problemas em física.
Tarefas de treinamento nível de USO"B" e "C" em 2010.
Opção 1 Tarefa № B1 Um peso de 2 kg é suspenso por uma corda longa e fina. Se for desviado da posição de equilíbrio em 10 cm e depois solto, oscilará livremente como um pêndulo matemático com um período de 1 s. O que acontecerá com o período, a energia potencial máxima do peso e a frequência de suas oscilações se o desvio inicial do peso for de 20 cm? Solução. Visto que o período de um pêndulo matemático é determinado pela fórmula: não dependem da amplitude das oscilações, então tanto o período quanto a frequência das oscilações não mudarão. A energia potencial aumentará, porque quanto maior a amplitude, mais grande altura o kettlebell sobe. Quantidades físicas. Sua mudança. A) o período 1) aumentará B) a frequência 2) diminuirá C) o potencial máximo 3) a energia não mudará. Resposta:Tarefa número B2.
Uma pedra é lançada verticalmente para cima. As quantidades físicas listadas na primeira coluna mudam durante seu movimento ascendente e, em caso afirmativo, como? Ignore o efeito da resistência do ar.
A) velocidade 1) não muda
B) aceleração 2) aumenta
D) energia potencial
Explicação. A velocidade do corpo ao subir diminui, pois a força da gravidade é direcionada no sentido oposto ao movimento. A aceleração permanece constante porque
Energia cinéticaé determinado pela fórmula, portanto, assim como a velocidade diminui.
A energia potencial é determinada pela fórmula, por isso aumenta.
Tarefa B3.
A temperatura de uma pequena bola de chumbo ao cair sobre uma placa de aço maciça de uma altura de 6,5 m aumentou em 0,5 0 C. Desprezando as perdas de energia para transferência de calor para os corpos circundantes, determine a capacidade térmica específica do chumbo a partir do resultado deste experimento . A aceleração da queda livre é igual a 10m/s 2 .
Como na altura h o corpo possui energia potencial, determinada pela fórmula, e calor para aquecer o corpo, então, de acordo com a lei da conservação da energia, obtemos:
Resposta: 130 J/kg K.
Tarefa B4.
Calcule a corrente no circuito quando conectado a uma fonte DC com um EMF de 6 V e Resistencia interna Resistor de 1 ohm com resistência elétrica de 2 ohm. Escreva sua resposta como um número expresso em ampères.
Nós temos
Resposta: 2A.
Tarefa B5.
A distância focal da lente convergente é de 15 cm. A que distância da lente está a imagem de um objeto localizado a uma distância de 20 cm da lente? Escreva sua resposta como um número expresso em centímetros.
Resposta: 60 cm
Tarefa C1.
O experimento descobriu que quando a temperatura do ar na sala é de 23 0 C, a condensação do vapor de água do ar começa na parede do copo com água fria, se a temperatura do vidro for reduzida para 12 0 C. Com base no resultados desses experimentos, determinam a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Explique por que a condensação do vapor de água no ar pode começar em diferentes temperaturas. Pressão e densidade do vapor de água saturado a diferentes temperaturas.
Determinamos a umidade relativa do ar pela fórmula:%, onde p é a pressão parcial, P 0 é a pressão do vapor saturado, que a uma determinada temperatura retiramos da tabela. Pressão parcial na condição deste problema, tiramos da tabela a temperatura na qual a condensação do vapor começa. Obtemos P 0 \u003d 3200 Pa, p \u003d 1400 Pa.
A umidade absoluta do ar é igual à densidade do vapor a uma determinada temperatura, ou seja, 20,6 g/m3, ou pode ser considerada igual à pressão parcial nesta temperatura, que é igual à pressão de vapor saturado na temperatura de condensação. A condensação do vapor de água no ar pode começar em Significados diferentes temperaturas porque a umidade relativa varia. Com uma umidade relativa maior, a concentração de vapor d'água no ar é maior, portanto, em uma temperatura mais alta, esse vapor d'água ficará saturado, ou seja, A condensação começará a uma temperatura mais alta do que quando a umidade relativa é mais baixa.
Tarefa C2.
Na atração, uma pessoa de 70 kg se move em um carrinho ao longo de trilhos e faz um "loop morto" em um plano vertical. A que velocidade o carrinho está se movendo? ponto superior trajetória circular com raio de 5 m, se neste ponto a força de pressão de uma pessoa sobre o assento do carrinho for 700N? A aceleração da pressão livre é igual a 10m/s 2 . Solução: representaremos no desenho a trajetória do movimento e as forças que atuam sobre a pessoa no ponto superior: De acordo com a segunda lei de Newton soma vetorial forças que atuam sobre o corpo é igual ao produto da massa pela aceleração:
Na forma escalar, esta equação tem a forma:
Onde F T \u003d mg: daqui encontramos a aceleração:
Porque aceleração centrípetaé determinado pela fórmula: , então obtemos a fórmula da velocidade:
Resposta: 10m/s.
Tarefa C3.
O diagrama mostra mudanças na pressão e no volume de um gás monoatômico ideal. Quanto calor foi recebido ou cedido pelo gás durante a transição do estado 1 para o estado 3?
Q 123 \u003d Q 12 + Q 23
Q 12 \u003d A 12 + DU 12 "onde A 12 \u003d RDV \u003d P 1 (V 2 -V 1),
Então total calor será igual a: Q 123 \u003d 50 + 90 \u003d 140 kJ. O calor será recebido.
Resposta: 140 kJ.
Tarefa C4.
Com um curto-circuito nos terminais da bateria, a corrente no circuito é I 1 \u003d 12 A.
Quando conectado aos terminais da bateria de uma lâmpada elétrica com resistência elétrica de 5 ohms, a corrente no circuito é I 2 \u003d 2A. Com base nos resultados desses experimentos, determine a fem do gerador.
De acordo com a lei de Ohm para cadeia completa no caso de um curto-circuito, onde r é a resistência da fonte de corrente. A resistência externa neste caso é 0.
Se a resistência externa for diferente de 0, a lei de Ohm para um circuito completo é:
Expressando a partir de duas equações, obtemos um sistema de equações:
Então fem de origem será igual a:
Substituindo os dados, obtemos:
Resposta: 12V.
Tarefa C5.
Um mosquito voa perto da superfície do rio, um bando de peixes está localizado a uma distância de 2 m da superfície da água. Qual é a distância máxima de um mosquito em que ele ainda pode ser visto pelos peixes nessa profundidade? O índice de refração relativo da luz na interface ar-água é 1,33.
Vamos representar a localização de um bando de peixes e um mosquito na superfície da água: no ponto A há peixes, no ponto B - um mosquito. Pela lei da refração, temos a fórmula: , onde é o índice de refração da água, para o ar o índice de refração é 1. Para que o peixe veja um mosquito, o ângulo de refração deve ser igual a 90 0 . Para o ângulo, por definição do seno, temos:
Então, para determinar a distância r, obtemos a fórmula:
Resposta: 2,66m.
Tarefa C6.
O efeito fotoelétrico da superfície deste metal é observado em uma frequência de radiação de pelo menos 6 10 14 Hz. Encontre a frequência da luz incidente se os fotoelétrons emitidos pela superfície do metal forem completamente bloqueados pela grade, cujo potencial relativo ao metal é de 3 V.
De acordo com a lei de conservação de energia para o efeito fotoelétrico, no caso de incidência de luz com frequência correspondente à borda vermelha do efeito fotoelétrico e para frequência maior, obtemos duas equações:
Como o trabalho de uma corrente elétrica ao mover uma partícula carregada é igual à variação da energia cinética dessa partícula, ou seja,
obtemos a segunda equação para o efeito fotoelétrico na forma:
Subtraindo a primeira equação da segunda equação, obtemos:
Conecte os dados e faça os cálculos:
Resposta: 1,3 10 15 Hz.
opção 2 Tarefa B1 Um peso de 2 kg está suspenso por uma corda fina. Se ele for desviado da posição de equilíbrio em 10 cm e depois solto, ele oscilará livremente como um pêndulo matemático. O que acontecerá com o período de oscilação do peso, a energia potencial máxima do peso e a frequência de suas oscilações se o desvio inicial do peso for de 5 cm? Solução. Como o período de um pêndulo matemático é determinado pela fórmula : ou seja, não depende da amplitude das oscilações, então o período e a frequência das oscilações não mudarão. A energia potencial diminuirá, porque quanto menor a amplitude, menor o peso sobe para uma altura menor -. Quantidades físicas. Sua mudança. A) o período 1) aumentará B) a frequência 2) diminuirá C) o potencial máximo 3) a energia não mudará. Resposta:Tarefa B2.
A pedra cai livremente verticalmente. As quantidades físicas listadas na primeira coluna mudam durante seu movimento descendente e, em caso afirmativo, como? Combine as quantidades físicas listadas na primeira coluna e tipos possíveis suas alterações listadas na segunda coluna. Ignore o efeito da resistência.
Quantidades físicas. Suas mudanças.
A) velocidade 1) não muda
B) aceleração 2) aumenta
C) a energia cinética 3) diminui.
D) energia potencial
Explicação. A velocidade do corpo ao descer aumenta, pois a força da gravidade é direcionada ao longo do movimento. A aceleração permanece constante, desde então.
A energia cinética é determinada pela fórmula, de modo que a velocidade aumenta. A energia potencial é determinada pela fórmula, por isso diminui. Responder:
Tarefa B3.
A temperatura de uma pequena bola de chumbo ao cair sobre uma placa de aço maciça aumentou em 1 0 C. Desprezando as perdas de energia para a transferência de calor para os corpos circundantes. Determine a altura da qual a bola caiu a partir do resultado desta experiência. Calor específico chumbo 130 J/(kg K). A aceleração da queda livre é considerada igual a
10 m/s 2 . Escreva sua resposta como um número expresso em metros.
Como na altura h o corpo tem uma energia potencial determinada pela fórmula e calor para aquecer o corpo, então de acordo com a lei da conservação da energia
Daqui obtemos:
Resposta: 13m.
Tarefa B4.
Calcule a corrente no circuito quando conectado a uma fonte de 12 V CC com resistência interna de 2 ohms e um resistor com resistência elétrica de 4 ohms. Escreva sua resposta como um número expresso em ampères.
De acordo com a lei de Ohm para um circuito completo, a intensidade da corrente é determinada pela fórmula:
Nós temos
Resposta: 2A.
Tarefa B5.
A distância focal da lente convergente é de 15 cm. A que distância o objeto está da lente? imagem real que foi obtido a uma distância de 60 cm da lente? Escreva sua resposta como um número expresso em centímetros.
De acordo com a fórmula da lente convergente fina, temos:
Daqui obtemos: , substituímos os dados:
Resposta: 20 cm
Tarefa C1.
O experimento descobriu que quando a temperatura do ar na sala é de 25 0 C, a condensação do vapor de água do ar começa na parede do copo com água fria, se a temperatura do vidro for reduzida para 14 0 C. Com base no resultados desses experimentos, determinam a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. A umidade relativa mudará com o aumento da temperatura do ar na sala, se a condensação do vapor d'água do ar começar na mesma temperatura do vidro de 14 0 C. Pressão e densidade do vapor d'água saturado em diferentes temperaturas.
A umidade relativa do ar é determinada pela fórmula:
onde p é a pressão parcial, P 0 é a pressão de vapor saturado, que a uma dada temperatura é retirada da tabela. A pressão parcial na condição deste problema é retirada da tabela na temperatura na qual a condensação do vapor começa. Obtemos P 0 \u003d 3200 Pa, p \u003d 1600 Pa.
Assim, a umidade do ar é:
À medida que a temperatura aumenta, a pressão de vapor saturado aumentará, enquanto a pressão parcial não mudará, pois a condensação ocorre na mesma temperatura. Portanto, a umidade relativa neste caso diminuirá.
Tarefa C2.
Na atração, uma pessoa de 60 kg se move em um carrinho ao longo de trilhos e faz um "loop morto" em um plano vertical ao longo de um caminho circular com raio de 5 m. Qual é a força de pressão de uma pessoa no assento do carrinho a uma velocidade de passagem ponto inferior 10m/s? A aceleração da pressão livre é igual a 10m/s 2 .
Solução: representaremos no desenho a trajetória do movimento e as forças que atuam sobre a pessoa no ponto superior:
De acordo com a segunda lei de Newton, a soma vetorial das forças que atuam sobre um corpo é igual ao produto da massa pela aceleração:
na forma escalar, esta equação tem a forma:
onde F T \u003d mg: daqui encontramos a força de reação do suporte: N \u003d mg + ma. Como a aceleração centrípeta é determinada pela fórmula: , obtemos a fórmula: N=m (g+v 2 /R).
Substitua os dados e faça os cálculos: N=60 (10+100/5) =1800H
De acordo com a terceira lei de Newton, a força de pressão de uma pessoa no assento é igual em valor absoluto à força de reação do suporte, ou seja, Fd \u003d N, Fd \u003d 1800H
Resposta: 1800N.
Tarefa C3.
O diagrama mostra as mudanças na pressão e no volume de um ideal monoatômico
gás. Quanto calor foi recebido ou cedido pelo gás durante a transição do estado 1 para o estado 3?
A quantidade total de calor é determinada pela fórmula:
Q 123 \u003d Q 12 + Q 23
Q 12 \u003d A 12 + DU 12 "onde A 12 \u003d RDV \u003d 0
ДU=3/2нRDТ=3/2V 1 (P 2 -P 1)
então a quantidade de calor na seção 1-2 será igual a:
Q 12 \u003d 3/2 1 (10-30) \u003d -30 kJ.
A quantidade de calor na seção 2-3 será igual a:
Q 23 \u003d A 23 + DU 23; Q 23 \u003d P 2 (V 3 -V 2) + 3 / 2P 2 (V 3 -V 2) \u003d
5 / 2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2 10 (3-1)=50 kJ,
então a quantidade total de calor será: Q=-30+50=20kJ
O calor será recebido.
Resposta: 20 kJ.
Tarefa C4.
O cátodo de uma fotocélula com função de trabalho de 4,42 10 -19 J é iluminado por luz com frequência
1,0 10 15 Hz. Os elétrons emitidos do cátodo caem em um campo magnético uniforme com uma indução de 8,3 10 -4 T perpendicular às linhas de indução deste campo. Qual é o raio máximo do círculo R ao longo do qual os elétrons se movem?
De acordo com a lei de conservação de energia para o efeito fotoelétrico, temos a fórmula:
hn \u003d Aout + E k, E k \u003d mv 2 / 2, então hn \u003d A out + mv 2 / 2.
A partir daqui, determinamos a velocidade do elétron:
Em um campo magnético, uma partícula carregada é afetada pela força de Lorentz, que é determinada pela fórmula: F=qvBsinb, porque o ângulo é 90 0 C, então sinb=1, então F=qvB.
De acordo com a segunda lei de Newton, a força é F=ma.
Igualando as duas fórmulas, obtemos a igualdade: qvB=ma. A aceleração é determinada pela fórmula: a=v 2 /R, daí qvB=m v 2 /R, simplificando, obtemos:
R \u003d mv / qB, substituindo os dados, faremos os cálculos:
R=9,1 10 -31 6,92 10 5 / (1,6 10 -19 8,3 10 -4) =4,74 10 -3 m=4,74 mm
Resposta: 4,74 mm.
Tarefa C5.
Uma piscina de 4m de profundidade cheia de água, indicador relativo refração na fronteira ar - água 1.33. O que a profundidade da piscina parece ser para um observador olhando verticalmente para baixo na água?
De acordo com a lei da refração, onde é o índice de refração da água, 1 é o índice de refração do ar. De triângulos ABC e MVS encontre a perna x: x=h tgb, x=H tgb. Como as partes esquerdas são iguais, então as feridas e as partes certas, obtemos a equação: h tgv \u003d H tgb, daí h \u003d H tgb / tgv. Os ângulos b e c são considerados muito pequenos, portanto sinb \u003d tgb, sin c \u003d tgv. Obtemos a igualdade:
h \u003d H sinb / sin c \u003d H / n, obtemos: h \u003d 4 / 1,33 \u003d 3 m.
Resposta: 3m.
Tarefa C6.
Usando tabelas de massa núcleos atômicos E partículas elementares, calcule a energia liberada durante a síntese de 1 kg de hélio a partir de isótopos de hidrogênio - deutério e trítio:
Massas de núcleos atômicos
Nome elemento | Massa do núcleo atômico de um isótopo | ||||
1, 6726 10 -27 kg | 1, 00727 a. comer. | ||||
3, 3437 10 -27 kg | 2.01355a. comer. | ||||
5, 0075 10 -27 kg | 3.01550 a. comer. | ||||
5,0066 10 -27 kg | 3.01493a. comer. | ||||
6,6449 10 -27 kg | 4.00151a. comer. | ||||
Alumínio | 44,7937 10 -27 kg | 26.97441a. comer. | |||
alumínio | 49,7683 10 -27 kg | 29.97008a. comer. |
Vamos encontrar a energia liberada durante a síntese de um núcleo de acordo com a fórmula:
O número de núcleos contidos na massa de 1 kg de hélio pode ser encontrado pela fórmula:
Então a energia total será igual a: E=E 1 N; Conecte os dados e faça os cálculos:
E \u003d 1,5 10 26 0,2817 10 -11 \u003d 4,2 10 14 J
Resposta: 4,2 10 14 J
Literatura 1. O.F. Kabardin, S. I. Kabardin "Típico tarefas de teste", Editora "Exame" Moscou 2010 2. Yu.G. Pavlenko "Os primórdios da física", livro didático, Editora "Exame", Moscou 2005 3. G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev "Física, 11ª série" , Moscou 2009. Editora "Iluminismo".|
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Resolução de problemas em física.
Treinamento USE atribuições níveis "B" e "C" em 2010.
Opção 1
Tarefa número B1.
Um peso de massa 2 kg está suspenso por uma corda longa e fina. Se for desviado da posição de equilíbrio em 10 cm e depois solto, oscilará livremente como um pêndulo matemático com um período de 1 s. O que acontecerá com o período, a energia potencial máxima do peso e a frequência de suas oscilações se o desvio inicial do peso for de 20 cm?
uma frequência
Aqueles. não dependem da amplitude das oscilações, então tanto o período quanto a frequência das oscilações não mudarão.
A energia potencial vai aumentar, pois quanto maior a amplitude, maior a altura do peso sobe -.
A) período 1) aumentará
B) frequência 2) diminuirá
C) potencial máximo 3) a energia não mudará.
| A | B | EM |
| 3 | 3 | 1 |
Tarefa número B2.
Uma pedra é lançada verticalmente para cima. As quantidades físicas listadas na primeira coluna mudam durante seu movimento ascendente e, em caso afirmativo, como? Ignore o efeito da resistência do ar.
A) velocidade 1) não muda
B) aceleração 2) aumenta
D) energia potencial
Explicação. A velocidade do corpo ao subir diminui, pois a força da gravidade é direcionada no sentido oposto ao movimento. A aceleração permanece constante porque
A energia cinética é determinada pela fórmula, portanto, assim como a velocidade diminui.
A energia potencial é determinada pela fórmula, por isso aumenta.
| A | B | EM | G |
| 3 | 1 | 3 | 2 |
Tarefa B3.
A temperatura de uma pequena bola de chumbo ao cair sobre uma placa de aço maciça de uma altura de 6,5 m aumentou em 0,5 0 C. Desprezando as perdas de energia para transferência de calor para os corpos circundantes, determine a capacidade térmica específica do chumbo a partir do resultado deste experimento . A aceleração da queda livre é igual a 10m/s 2 .
Daqui obtemos:
Resposta: 130 J/kg K.
Tarefa B4.
Calcule a corrente no circuito quando conectado a uma fonte DC com EMF de 6 V e resistência interna de 1 Ω de um resistor com resistência elétrica de 2 Ω. Escreva sua resposta como um número expresso em ampères.
Nós temos
Resposta: 2A.
Tarefa B5.
A distância focal da lente convergente é de 15 cm. A que distância da lente está a imagem de um objeto localizado a uma distância de 20 cm da lente? Escreva sua resposta como um número expresso em centímetros.
1/60; f=60cm
Resposta: 60 cm
Tarefa C1.
O experimento descobriu que quando a temperatura do ar na sala é de 23 0 C, a condensação do vapor de água do ar começa na parede do copo com água fria, se a temperatura do vidro for reduzida para 12 0 C. Com base no resultados desses experimentos, determinam a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. Explique por que a condensação do vapor de água no ar pode começar em diferentes temperaturas. Pressão e densidade do vapor de água saturado a diferentes temperaturas.
| t 0 C | 7 | 9 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| PgPa | 10 | 11 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| ρ g/m 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 |
| PhPa | 22 | 25 | 28 | 32 | 36 | 40 | 74 | 200 |
| ρ g/m 3 | 16,3 | 18,4 | 20,6 | 23 | 25,8 | 28,7 | 51,2 | 130,5 |
Determinamos a umidade relativa do ar pela fórmula:%, onde p é a pressão parcial, P 0 é a pressão do vapor saturado, que a uma determinada temperatura retiramos da tabela. A pressão parcial na condição deste problema é retirada da tabela na temperatura na qual a condensação do vapor começa. Obtemos P 0 \u003d 3200 Pa, p \u003d 1400 Pa.
A umidade absoluta do ar é igual à densidade do vapor a uma determinada temperatura, ou seja, 20,6 g/m3, ou pode ser considerada igual à pressão parcial nesta temperatura, que é igual à pressão de vapor saturado na temperatura de condensação. A condensação do vapor de água no ar pode começar em diferentes temperaturas devido ao fato de que a umidade relativa é diferente. Com uma umidade relativa maior, a concentração de vapor d'água no ar é maior, portanto, em uma temperatura mais alta, esse vapor d'água ficará saturado, ou seja, A condensação começará a uma temperatura mais alta do que quando a umidade relativa é mais baixa.
Tarefa C2.
Na atração, uma pessoa de 70 kg se move em um carrinho ao longo de trilhos e faz um "loop morto" em um plano vertical. Com que velocidade o carrinho se move no ponto mais alto de uma trajetória circular com raio de 5 m, se neste ponto a força de pressão de uma pessoa sobre o assento do carrinho é de 700 N? A aceleração da pressão livre é igual a 10m/s 2 . Solução: representaremos no desenho a trajetória do movimento e as forças que atuam sobre a pessoa no ponto superior: De acordo com a segunda lei de Newton, a soma vetorial das forças que atuam sobre o corpo é igual ao produto da massa pela aceleração:
Na forma escalar, esta equação tem a forma:
Onde F T \u003d mg: daqui encontramos a aceleração:
Como a aceleração centrípeta é determinada pela fórmula: , obtemos a fórmula da velocidade:
.
Resposta: 10m/s.
Tarefa C3.
O diagrama mostra mudanças na pressão e no volume de um gás monoatômico ideal. Quanto calor foi recebido ou cedido pelo gás durante a transição do estado 1 para o estado 3?
Q 123 \u003d Q 12 + Q 23
Q 12 \u003d A 12 + ΔU 12 'onde A 12 \u003d PΔV \u003d P 1 (V 2 -V 1),
então a quantidade total de calor será igual a: Q 123 =50+90=140kJ. O calor será recebido.
Resposta: 140 kJ.
Tarefa C4.
Com um curto-circuito nos terminais da bateria, a corrente no circuito é I 1 \u003d 12 A.
Quando conectado aos terminais da bateria de uma lâmpada elétrica com resistência elétrica de 5 ohms, a corrente no circuito é I 2 \u003d 2A. Com base nos resultados desses experimentos, determine a fem do gerador.
De acordo com a lei de Ohm para um circuito completo em caso de curto-circuito, onde r é a resistência da fonte de corrente. A resistência externa neste caso é 0.
Se a resistência externa for diferente de 0, a lei de Ohm para um circuito completo é:
Expressando a partir de duas equações, obtemos um sistema de equações:
então o EMF da fonte será igual a:
Substituindo os dados, obtemos:
. Resposta: 12V.
Tarefa C5.
Um mosquito voa perto da superfície do rio, um bando de peixes está localizado a uma distância de 2 m da superfície da água. Qual é a distância máxima de um mosquito em que ele ainda pode ser visto pelos peixes nessa profundidade? O índice de refração relativo da luz na interface ar-água é 1,33.
Vamos representar a localização de um bando de peixes e um mosquito na superfície da água: no ponto A há peixes, no ponto B - um mosquito. Pela lei da refração, temos a fórmula: , onde é o índice de refração da água, para o ar o índice de refração é 1. Para que o peixe veja um mosquito, o ângulo de refração deve ser igual a 90 0 . Para o ângulo, por definição do seno, temos:
Então, para determinar a distância r, obtemos a fórmula:
Resposta: 2,66m.
Tarefa C6.
O efeito fotoelétrico da superfície deste metal é observado em uma frequência de radiação de pelo menos 6∙10 14 Hz. Encontre a frequência da luz incidente se os fotoelétrons emitidos pela superfície do metal forem completamente bloqueados pela grade, cujo potencial relativo ao metal é de 3 V.
De acordo com a lei de conservação de energia para o efeito fotoelétrico, no caso de incidência de luz com frequência correspondente à borda vermelha do efeito fotoelétrico e para frequência maior, obtemos duas equações:
, (1) e 
. (2)
Como o trabalho de uma corrente elétrica ao mover uma partícula carregada é igual à variação da energia cinética dessa partícula, ou seja,
obtemos a segunda equação para o efeito fotoelétrico na forma:
. (2)
Subtraindo a primeira equação da segunda equação, obtemos:
Conecte os dados e faça os cálculos:
Resposta: 1,3∙10 15 Hz.
opção 2
Tarefa B1.
Um peso de massa 2 kg está suspenso por uma corda fina. Se ele for desviado da posição de equilíbrio em 10 cm e depois solto, ele oscilará livremente como um pêndulo matemático. O que acontecerá com o período de oscilação do peso, a energia potencial máxima do peso e a frequência de suas oscilações se o desvio inicial do peso for de 5 cm?
Como o período de um pêndulo matemático é determinado pela fórmula:
uma frequência
Ou seja, não dependa da amplitude das oscilações, então o período e a frequência das oscilações não mudarão.
A energia potencial diminuirá, pois quanto menor a amplitude, menor o peso sobe para uma altura menor -.
Quantidades físicas. A mudança deles.
A) período 1) aumentará
B) frequência 2) diminuirá
C) potencial máximo 3) não mudará
| A | B | EM |
| 3 | 3 | 2 |
Tarefa B2.
A pedra cai livremente verticalmente. As quantidades físicas listadas na primeira coluna mudam durante seu movimento descendente e, em caso afirmativo, como? Estabeleça uma correspondência entre as grandezas físicas listadas na primeira coluna e os tipos possíveis de suas mudanças listadas na segunda coluna. Ignore o efeito da resistência.
Quantidades físicas. Suas mudanças.
A) velocidade 1) não muda
B) aceleração 2) aumenta
C) a energia cinética 3) diminui.
D) energia potencial
Explicação. A velocidade do corpo ao descer aumenta, pois a força da gravidade é direcionada ao longo do movimento. A aceleração permanece constante porque .
A energia cinética é determinada pela fórmula, de modo que a velocidade aumenta. A energia potencial é determinada pela fórmula, portanto, diminui. Responder:
| A | B | EM | G |
| 2 | 1 | 2 | 3 |
Tarefa B3.
A temperatura de uma pequena bola de chumbo ao cair sobre uma placa de aço maciça aumentou em 1 0 C. Desprezando as perdas de energia para a transferência de calor para os corpos circundantes. Determine a altura da qual a bola caiu a partir do resultado desta experiência. O calor específico do chumbo é 130 J/(kg∙K). A aceleração da queda livre é considerada igual a
10 m/s 2 . Escreva sua resposta como um número expresso em metros.
Como na altura h o corpo possui energia potencial, determinada pela fórmula, e calor para aquecer o corpo, então, de acordo com a lei da conservação da energia
Daqui obtemos:
Resposta: 13m.
Tarefa B4.
Calcule a corrente no circuito quando conectado a uma fonte de 12 V CC com resistência interna de 2 ohms e um resistor com resistência elétrica de 4 ohms. Escreva sua resposta como um número expresso em ampères.
De acordo com a lei de Ohm para um circuito completo, a intensidade da corrente é determinada pela fórmula:
Nós temos 
Resposta: 2A.
Tarefa B5.
A distância focal da lente convergente é de 15 cm. A que distância da lente está um objeto cuja imagem real foi obtida a uma distância de 60 cm da lente? Escreva sua resposta como um número expresso em centímetros.
De acordo com a fórmula da lente convergente fina, temos:
Daqui obtemos: , substituímos os dados:
d=20cm
Resposta: 20 cm
Tarefa C1.
O experimento descobriu que quando a temperatura do ar na sala é de 25 0 C, a condensação do vapor de água do ar começa na parede do copo com água fria, se a temperatura do vidro for reduzida para 14 0 C. Com base no resultados desses experimentos, determinam a umidade absoluta e relativa do ar. Use a tabela para resolver o problema. A umidade relativa mudará com o aumento da temperatura do ar na sala, se a condensação do vapor d'água do ar começar na mesma temperatura do vidro de 14 0 C. Pressão e densidade do vapor d'água saturado em diferentes temperaturas.
| t 0 C | 7 | 9 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| PgPa | 10 | 11 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| ρ g/m 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 |
| PhPa | 22 | 25 | 28 | 32 | 36 | 40 | 74 | 200 |
| ρ g/m 3 | 16,3 | 18,4 | 20,6 | 23 | 25,8 | 28,7 | 51,2 | 130,5 |
A umidade relativa do ar é determinada pela fórmula:
onde p é a pressão parcial, P 0 é a pressão de vapor saturado, que a uma dada temperatura é retirada da tabela. A pressão parcial na condição deste problema é retirada da tabela na temperatura na qual a condensação do vapor começa. Obtemos P 0 \u003d 3200 Pa, p \u003d 1600 Pa.
Assim, a umidade do ar é:
À medida que a temperatura aumenta, a pressão de vapor saturado aumentará, enquanto a pressão parcial não mudará, pois a condensação ocorre na mesma temperatura. Portanto, a umidade relativa neste caso diminuirá.
Tarefa C2.
Na atração, uma pessoa de 60 kg se move em um carrinho ao longo de trilhos e faz um "loop morto" em um plano vertical ao longo de um caminho circular com raio de 5 m. Qual é a força de pressão de uma pessoa no assento do carrinho a uma velocidade de 10m/s ao passar pelo ponto inferior? A aceleração da pressão livre é igual a 10m/s 2 .
Solução: representaremos no desenho a trajetória do movimento e as forças que atuam sobre a pessoa no ponto superior:
De acordo com a segunda lei de Newton, a soma vetorial das forças que atuam sobre um corpo é igual ao produto da massa pela aceleração:
na forma escalar, esta equação tem a forma:
onde F T \u003d mg: daqui encontramos a força de reação do suporte: N \u003d mg + ma. Como a aceleração centrípeta é determinada pela fórmula: , obtemos a fórmula: N=m (g+v 2 /R).
Substitua os dados e faça os cálculos: N=60 (10+100/5) =1800H
De acordo com a terceira lei de Newton, a força de pressão de uma pessoa no assento é igual em valor absoluto à força de reação do suporte, ou seja, Fd \u003d N, Fd \u003d 1800H
Resposta: 1800N.
Tarefa C3.
O diagrama mostra as mudanças na pressão e no volume de um ideal monoatômico
gás. Quanto calor foi recebido ou cedido pelo gás durante a transição do estado 1 para o estado 3?
A quantidade total de calor é determinada pela fórmula:
Q 123 \u003d Q 12 + Q 23
Q 12 \u003d A 12 + ΔU 12 'onde A 12 \u003d P ΔV \u003d 0
ΔU=3/2νRΔT=3/2V 1 (P 2 -P 1)
então a quantidade de calor na seção 1-2 será igual a:
Q 12 \u003d 3 / 2 1 ∙ (10-30) \u003d -30 kJ.
A quantidade de calor na seção 2-3 será igual a:
Q 23 \u003d A 23 + ΔU 23; Q 23 \u003d P 2 (V 3 -V 2) + 3 / 2P 2 (V 3 -V 2) \u003d
5 / 2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2∙10∙(3-1)=50 kJ,
então a quantidade total de calor será: Q=-30+50=20kJ
O calor será recebido.
Resposta: 20 kJ.
Tarefa C4.
O cátodo de uma fotocélula com função trabalho de 4,42∙10 -19 J é iluminado por luz com frequência
1,0∙10 15 Hz. Os elétrons emitidos do cátodo caem em um campo magnético uniforme com uma indução de 8,3∙10 -4 T perpendicular às linhas de indução deste campo. Qual é o raio máximo do círculo R ao longo do qual os elétrons se movem?
De acordo com a lei de conservação de energia para o efeito fotoelétrico, temos a fórmula:
hν=Aout + E k , E k =mv 2 /2, então hν=Aout + mv 2 /2.
A partir daqui, determinamos a velocidade do elétron:
Em um campo magnético, uma partícula carregada é afetada pela força de Lorentz, que é determinada pela fórmula: F=qvBsinα, já que o ângulo é 90 0 C, então sinα=1, então F=qvB.
De acordo com a segunda lei de Newton, a força é F=ma.
Igualando as duas fórmulas, obtemos a igualdade: qvB=ma. A aceleração é determinada pela fórmula: a=v 2 /R, daí qvB=mv 2 /R, simplificando, obtemos:
R \u003d mv / qB, substituindo os dados, faremos os cálculos:
R=9,1∙10 -31 ∙6,92∙10 5 / (1,6∙10 -19 ∙8,3∙10 -4) =4,74∙10 -3 m=4,74 mm
Resposta: 4,74 mm.
Tarefa C5.
Uma piscina de 4 m de profundidade está cheia de água, o índice de refração relativo na fronteira ar-água é 1,33. O que a profundidade da piscina parece ser para um observador olhando verticalmente para baixo na água?
De acordo com a lei da refração, onde é o índice de refração da água, 1 é o índice de refração do ar. Dos triângulos ABC e MBC encontramos a perna x: x=htgβ, x=H∙tgα. Como as partes esquerdas são iguais, portanto as feridas e as partes direitas, obtemos a equação: h∙ tgβ= H∙ tgα, daí h= H∙ tgα/ tgβ. Os ângulos α e β são considerados muito pequenos, portanto sinα= tgα, sinβ= tgβ. Obtemos a igualdade:
h=H sinα/ sin β =H/n, obtemos: h=4/1,33=3 m.
Resposta: 3m.
Tarefa C6.
Usando tabelas de massas de núcleos atômicos e partículas elementares, calcule a energia liberada durante a síntese de 1 kg de hélio a partir de isótopos de hidrogênio - deutério e trítio:
Massas de núcleos atômicos
Vamos encontrar a energia liberada durante a síntese de um núcleo de acordo com a fórmula:
O número de núcleos contidos na massa de 1 kg de hélio pode ser encontrado pela fórmula:
Então a energia total será igual a: E=E 1 ∙N; Conecte os dados e faça os cálculos:
Е=1,5∙10 26 ∙0,2817∙10 -11 =4,2∙10 14 J
Resposta: 4,2∙10 14 J
Literatura
1. O.F. Kabardin, S. I. Kabardin "Tarefas de teste típicas", Editora "Exame", Moscou, 2010.
2. Yu.G. Pavlenko "The Beginnings of Physics", livro didático, Exam Publishing House, Moscou, 2005.
3. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev "Física, 11ª série", Moscou 2009 Editora "Iluminismo".
