Вариант 11
Часть 1
Ответами к заданиям 1–24 являются слово, число или последовательность цифр или чисел. Запишите ответ в соответствующее поле справа. Каждый символ пишите без пробелов. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
На рисунке представлен график зависимости проекции vx скорости автомобиля от времени t. Чему равен модуль ускорения автомобиля в интервале времени от 1 с до 2 с?
Ответ: _____ м/с2
Во время запуска спутника вертикально вверх космонавт массой 80 кг испытал состояние перегрузки. С какой силой на космонавта действовало в этот момент кресло, если сила, с которой космонавт действовал на кресло, была равна 4000 Н?
Ответ: _____ Н
Два парашютиста находятся в какой-то момент на одной высоте. Они летят к земле в затяжном прыжке, не раскрывая парашюты. Масса первого парашютиста 75 кг, масса второго парашютиста 50 кг. Во сколько раз сила всемирного тяготения, действующая со стороны Земли на первого парашютиста, больше силы всемирного тяготения, действующей со стороны Земли на второго парашютиста? Силой сопротивления воздуха можно пренебречь.
Ответ: в _____ раз(а)
Чему равна сила Архимеда, действующая на человека объёмом 50 дм3, полностью погрузившегося в чистую без примесей воду? Ускорение свободного падения принять равным 9,8 м/с2.
Ответ: _____ Н
Проведён эксперимент. В ходе эксперимента в пределах каждого интервала времени 0-1, 1-2, 2-4, 4-6 тело или не двигалось, или двигалось с постоянной скоростью, или двигалось с постоянным ускорением. По результатам эксперимента составлена таблица. В таблице представлена зависимость модуля v скорости движения тела от времени t:
| t, с | 0 | 1 | 2 | 4 | 6 |
| v, м/с | 0 | 2 | 2 | 6 | 6 |
Из приведённых ниже утверждений три соответствуют результатам эксперимента. Укажите их номера.
1. Скорость тела за 6 секунд изменилась от 0 м/с до 6 м/с.
2. Тело двигалось равноускоренно в интервале от 0 до 1 с и в интервале от 2 до 4 с и равномерно в интервалах 1-2 с и 4-6 с.
3. Тело двигалось равноускоренно в интервале от О до 1 с и в интервале от 2 до 4 с и не двигалось в интервалах 1-2 с и 4-6 с.
4. За 6 с тело прошло путь 23 м.
5. За 6 с тело прошло путь 36 м.
К нити, расположенной в вертикальной плоскости, подвесили груз. Какие силы и в каком направлении действуют в системе нить-груз в тот момент, когда груз находится в положении равновесия? Подвесом назовём точку прикрепления нити к грузу.
1) сила упругости приложена к центру масс груза и направлена вверх
2) сила упругости приложена к подвесу и направлена вверх
3) сила веса груза приложена к центру масс груза и направлена вниз
4) сила веса груза приложена к подвесу и направлена вниз
5) сила тяжести груза приложена к центру масс груза и направлена вниз
6) сила тяжести груза приложена к подвесу и направлена вниз
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Сила упругости | |
| Сила веса | |
| Сила тяжести |
В первом столбце написаны правые части формул, которые применяются для нахождения значений физических величин. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФОРМУЛЫ
А) [math]\frac{v^2}R[/math]
Б) [math]G\frac{mM}{R^2}[/math]
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) кинетическая энергия тела
2) закон всемирного тяготения
3) центростремительное ускорение
4) потенциальная энергия упруго деформированного тела
Идеальный газ оказывает на стенки сосуда давление 0,4 Па при концентрации молекул газа в кубическом сантиметре 12 • 109 см-3 и массе молекулы 3 • 10~27 кг. Рассчитайте среднюю квадратичную скорость движения молекул, выраженную в м/с.
Ответ: _____ м/с
Получив от нагревателя 30 Дж, идеальная тепловая машина совершает цикл работы с КПД 10 %. Какое количество теплоты машина отдала холодильнику за цикл работы?
Ответ: _____ Дж
Вычислите среднюю кинетическую энергию молекул идеального газа при температуре 27 °С. Результат вычислений представьте в стандартном виде с точностью до десятых долей.
Ответ: _____ 10-21 Дж.
Выполнили опыт с двумя металлическими пластинами. Первая пластина перемещалась по горизонтальной поверхности и в результате действия силы трения нагрелась. Вторая пластина была поднята вверх над горизонтальной поверхностью. Работа в первом и втором случае была совершена одинаковая. Изменилась ли внутренняя энергия пластин?
1) увеличилась у обеих пластин
2) увеличилась у первой пластины, не изменилась у второй
3) не изменилась у обеих пластин
4) не изменилась у первой пластины, увеличилась у второй
Какое из приведённых выше утверждений верно?
На диаграммах в координатных осях p-V представлен рабочий цикл тепловой машины. На диаграмме, обозначенной буквой А, выделяем для рассмотрения процесс 4-1. На диаграмме, обозначенной буквой Б, выделяем для рассмотрения процесс 1-2. Установите соответствие между процессами 4-1 и 1-2 и утверждениями, характеризующими рабочий цикл машины. К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ
А) 
Б) 
УТВЕРЖДЕНИЯ
1) газ охлаждается до температуры Т1 при постоянном давлении, его объём уменьшается, работа газа равна нулю
2) газ охлаждается до температуры Т1 при постоянном давлении, его объём уменьшается, внешними силами совершена работа над газом
3) газ нагревается до температуры Т2 при постоянном объёме, его давление увеличивается, работа газа равна нулю
4) газ нагревается до температуры Т2 при постоянном объёме, его давление увеличивается, газ совершил работу
Какая лампа загорится позже двух остальных при замыкании ключом К электрической цепи, представленной на рисунке? Катушка и резистор имеют одинаковое сопротивление постоянному току.
Ответ: _____
Последовательно с вольтметром включён дополнительный резистор с электрическим сопротивлением в 100 раз большим сопротивления вольтметра. Во сколько раз большее напряжение может измерить вольтметр с дополнительным сопротивлением, чем тот же вольтметр без дополнительного сопротивления?
Ответ: в____________раз(а)
Перед собирающей линзой с фокусным расстоянием 10 см поставлен предмет на расстоянии 11 см и получено увеличенное изображение предмета на расстоянии 66 см от линзы. Чему равно увеличение линзы?
Ответ: _____
На пленке фотоаппарата получено изображение предмета в натуральную величину. На основании этого можно утверждать, что объектив при фотографировании находился от фотопленки на расстоянии
1) равном фокусному расстоянию
2) равном двум фокусным расстояниям
3) больше фокусного, но меньше двух фокусных расстояний
4) больше двух фокусных расстояний
Из приведённых выше утверждений выберите верное.
В закрытом и теплоизолированном сосуде находятся в тепловом равновесии 1 кг льда и 1 кг жидкой воды. Как отличается запас внутренней энергии воды от запаса внутренней энергии льда? Как отличается температура воды от температуры льда?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) больше
2) меньше
3) одинаков(а)
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры могут повторяться.
| Запас внутренней энергии | Температура |
На рисунке представлена схема электрической цепи для исследования:
1) связи между силой тока в параллельно соединённых элементах цепи постоянного тока и силой тока в общей цепи,
2) связи между общим сопротивлением параллельно соединённых элементов цепи постоянного тока и сопротивлениями каждого элемента цепи.
Установите соответствие между физическими величинами А и Б и формулами, по которым можно их рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго. Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры могут повторяться.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Сила тока в параллельно соединённых элементах цепи постоянного тока
Б) Общее сопротивление параллельно включённых резисторов
ФОРМУЛЫ
1) [math]I=I_1+I_2[/math]
2) [math]I=\frac U{R_1}[/math]
3) [math]R=R_1+R_2[/math]
4) [math]\frac1R=\frac1{R_1}+\frac1{R_2}[/math]
При столкновении [math]\alpha[/math]-частицы с ядром атома азота произошла реакция:
[math]{}_7^{14}N+{}_2^4He=X+{}_1^1H[/math]
Чему равно число протонов и нейтронов в ядре изотопа X?
Велосипедист движется со скоростью 10 м/с по вогнутому мосту, траектория его движения является дугой окружности радиусом 20 м. Чему равно центростремительное ускорение велосипедиста?
Ответ: _____ м/с2
Как изменяются модуль силы тяжести, действующей на человека в лифте, и модуль силы веса человека в лифте в момент, когда лифт начал движение вверх?
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.
| Модуль веса | Модуль силы тяжести |
Для исследования зависимости угла преломления света от угла падения света стеклянный полуцилиндр поставили на транспортир. Чему равен угол преломления света?
Запишите ответ, учитывая, что погрешность измерения равна цене деления транспортира.
Ответ: (______________±_______________) °
Что и почему происходит при выдвигании полюса постоянного магнита из алюминиевого кольца на подвижном коромысле (см. рисунок)?
1) Кольцо отталкивается от магнита из-за возникновения в нем индукционного тока такого направления, что его магнитное поле препятствует действию, вызывающему индукционный ток.
2) Кольцо отталкивается от магнита из-за возникновения в нем индукционного тока такого направления, что его магнитное поле поддерживает действие, вызывающее индукционный ток.
3) Кольцо притягивается к магниту из-за возникновения в нем индукционного тока такого направления, что его магнитное поле препятствует действию, вызывающему индукционный ток.
4) Кольцо притягивается к магниту из-за возникновения в нем индукционного тока такого направления, что его магнитное поле поддерживает действие, вызывающее индукционный ток.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют характеристикам планет Солнечной системы, и укажите их номера.
1) Самой крупной планетой Солнечной системы является Юпитер.
2) Марс расположен ближе к Солнцу, чем Земля.
3) Самый большой период обращения вокруг Солнца у планеты Сатурн.
4) Меркурий вращается вокруг Солнца по орбите с наименьшим радиусом.
5) Самой холодной планетой Солнечной системы является Венера.
Велосипедист массой 50 кг движется со скоростью 10 м/с по вогнутому мосту, траектория его движения является дугой окружности радиусом 20 м. Чему равна сила упругости, действующая на велосипедиста в нижней точке моста? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с2.
Ответ: _____ H
Под каким давлением находится диоксид углерода в баллоне огнетушителя ёмкостью 2 дм3, если баллон до заполнения имел массу 4,2 кг, а после заполнения — 5,6 кг? Температура баллона 37 °С. Результат вычислений представьте в стандартном виде с точностью до десятых долей.
Ответ: _____ 107 Па
Вычислите радиус окружности, по которой будет двигаться электрон в однородном магнитном поле с индукцией 10-4Тл, если вектор скорости электрона направлен перпендикулярно вектору индукции, а модуль скорости равен 106 м/с. Результат вычислений представьте в стандартном виде с точностью до десятых долей.
Ответ: _____ 10-2 м
Часть 2.
Полное правильное решение каждой из задач 28—32 должно содержать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение.
В закрытом сосуде ёмкостью 10 л находится ненасыщенный водяной пар массой 100 мг. При какой температуре пар будет насыщенным?
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
1. Найдём плотность водяного пара:
[math]p=\frac mv=\frac{0,1}{0,01м^3}=10г/m^3[/math]
2. Пар плотностью 10 г/м3, по данным таблицы, будет насыщенным при температуре 11 °С.
3. Конденсация паров воды происходит при условии равенства давления водяного пара, имеющегося в воздухе, давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха. Давление насыщенного водяного пара зависит от температуры. Поэтому при разном давлении водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.
Пушка, жёстко скреплённая с находящимся в покое самолётом, сообщает снаряду массой m = 2 кг кинетическую энергию ЕК1 = 106 Дж. Чему равна кинетическая энергия ЕК2 снаряда при вылете в направлении полёта самолёта, летящего со скоростью 500 м/с?
При выстреле снаряда из летящего самолёта в направлении его полёта скорость v1 снаряда относительно самолёта такая же, как и при выстреле из неподвижного самолёта
Скорость снаряда [math]\vec{v_3}[/math] относительно земли по закону сложения скоростей равна скорости v1 снаряда относительно самолёта плюс скорости v2 самолёта относительно земли:
Так как после выстрела скорости самолёта и пули сонаправлены, из выражения (1) получаем выражение для модулей скоростей:
(1) [math]\vec{v_3}=\vec{v_1}+{\vec v}_2[/math]
(2) [math]v_3=v_1+v_2[/math]
(3) [math]v_1=\sqrt{\frac{E_{k1}}m}[/math]
Модуль скорости v1 выразим через известную по условию задачи кинетическую энергию снаряда ЕК1 :
Из выражений (1), (2) и (3) получаем:
[math]v_3=\sqrt{\frac{2E_{k1}}m}+v_2=\sqrt{\frac{2\cdot10^6}2}+500=1500[/math]м/с
Кинетическая энергия снаряда при выстреле из летящего самолёта равна:
[math]E_{k2}=\frac{mv_3^2}2=\frac{2\cdot1500^2}2=2,25\cdot10^6[/math] Дж
На высоте 2,2 м от поверхности Земли мяч имел скорость 10 м/с. С какой по модулю скоростью будет двигаться мяч у поверхности Земли? Сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.
Так как на мяч действует только сила тяготения со стороны Земли, к замкнутой системе «Земля-мяч» применим закон сохранения механической энергии. Изменение кинетической энергии мяча равно изменению его потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:
(1) [math]E_{k2}-E_{k1}=-(E_{n2}-E_{n1})[/math]
Обозначим массу мяча m: [math]\frac{mv_2^2}2-\frac{mv_1^2}2=-(mgh_2-mgh_1)[/math]
Скорость v2 у поверхности Земли равна:
(2) [math]v_2^2-v_1^2=2g(h_1-h_2)[/math]
(3) [math]v_2=\sqrt{2g(h_1-h_2)+v_1^2}[/math]
Значение скорости мяча v2 у поверхности Земли равно:
[math]v_2=\sqrt{2\cdot10\cdot2,2+100}=\sqrt{144}=12[/math] м/с
Спектр наблюдается с помощью дифракционной решетки, имеющей 500 штрихов на миллиметр. При расположении решетки у глаза спектральная линия в спектре первого порядка наблюдается на расстоянии а = 9 см от щели в экране, расстояние от решетки до экрана I = 40 см. Определите длину волны наблюдаемой спектральной линии.
Условие первого максимума дифракционной решетки:
[math]d\;sin\;\phi=\lambda[/math]
Значение синуса угла [math]\phi[/math] по условию задачи равно:
[math]sin\phi=\frac a{\sqrt{l^2+a^2}}[/math]
Постоянная решетки равна:
[math]d=\frac1N[/math]мм
Длина волны равна:
[math]\lambda=\frac a{N\cdot\sqrt{l^2+a^2}}[/math]
Получение правильного числового значения длины волны:
[math]\lambda=\frac{0,9}{5\cdot10^2\cdot\sqrt{(0,4)^2+(0,09)^2}}\approx4,39\cdot10^{-7}[/math] м
Вычислите массу радиоактивных продуктов деления ядер урана, накапливающихся за сутки в ядерном реакторе тепловой мощностью 3 • 109 Вт, принимая выделение энергии при делении одного ядра урана-235 равным 200 МэВ.
(1) Масса продуктов деления равна произведению массы mя ядра урана на число N ядер, испытавших деление за 1 сутки:
m = mяN
(2) Для определения числа N ядер найдем энергию, выделяющуюся в ядерном реакторе за сутки:
E = Pt
[math]E=3\\\\\\\\\\\\\\\\cdot10^9BT\\\\\\\\\\\\\\\\cdot24\\\\\\\\\\\\\\\\cdot3600c\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\approx2,6\\\\\\\\\\\\\\\\cdot10^{14}[/math] Дж
Энергия E1, выделяющаяся при делении одного ядра урана, равна:
E1 = 200 МэВ • 1,6 • 10-13 Дж/МэВ = 3,2 • 10-11 Дж
(3) Число N ядер, испытавших деление за 1 сутки, равно:
[math]N=\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\frac E{E_1}=\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\frac{2,6\\\\\\\\\\\\\\\\cdot10^{14}}{3,2\\\\\\\\\\\\\\\\cdot10^{-11}}\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\approx8,1\\\\\\\\\\\\\\\\cdot10^{24}[/math]
Вычисляем массу N ядер урана:
[math]m\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\approx235\\\\\\\\\\\\\\\\cdot1,66\\\\\\\\\\\\\\\\cdot10^{-27}\\\\\\\\\\\\\\\\cdot8,1\\\\\\\\\\\\\\\\cdot10^{24}\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\approx3,2[/math]кг
| № | Ваш ответ | Ответ и решение | Первичный балл |
|---|---|---|---|
|
Здесь появится результат первой части. Нажмите на кнопку «Завершить работу», чтобы увидеть правильные ответы и посмотреть решения. |
|||