Вариант 18
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 модуля скорости v автомобиля от времени t. Определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале от момента времени 0 с до момента времени 5 с после начала движения.
Ответ: _____ м
Тело массой 5 кг под действием некоторой силы приобретает ускорение 1 м/с2. Какое ускорение сообщит эта сила телу массой 10 кг?
Ответ: _____ м/с2
Человек массой m прыгает с горизонтальной скоростью v относительно земли из неподвижной лодки массой М на берег. Чему равен суммарный импульс лодки и человека относительно земли в момент перед отрывом человека от лодки? Сопротивление воды движению лодки пренебрежимо мало.
Объём воздушного шара-гиганта 8500 м3. Чему равен вес этого шара вместе с наполняющим его тёплым воздухом и кабиной, если он поднялся и неподвижно висит над землёй? Плотность воздуха 1,2 кг/м3.
Ответ: _____ H
На рисунке показана модель свободных колебаний математического маятника.
Полная механическая энергия груза при прохождении положения равновесия равна 20 Дж.
Выберите из приведённых ниже утверждений два правильных и укажите их номера.
1) Потенциальная энергия изменяется от 0 до 20 Дж.
2) Потенциальная энергия не изменяется и равна 20 Дж.
3) Потенциальная энергия изменяется от 0 до 10 Дж.
4) Потенциальная энергия не изменяется и равна 10 Дж.
5) В математическом маятнике по закону сохранения энергии в процессе колебаний кинетическая энергия переходит в потенциальную, а потенциальная — в кинетическую.
Комета движется по эллиптической орбите вокруг Солнца. Изменяются ли перечисленные в таблице физические величины во время удаления кометы от Солнца, и если изменяются, то как? Считаем, что на комету действует только сила тяготения Солнца.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) не изменяется
2) только увеличивается по модулю
3) только уменьшается по модулю
4) увеличивается по модулю и изменяется по направлению
5) уменьшается по модулю и изменяется по направлению
6) увеличивается по модулю, не изменяется по направлению
7) уменьшается по модулю, не изменяется по направлению
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Скорость | Ускорение | Кинетическая энергия | Потенциальная энергия | Полная механическая энергия |
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) электрическое напряжение
Б) сила гравитационного взаимодействия
В) давление
ФОРМУЛЫ
1) [math]F=G\frac{mM}{r^2}[/math]
2) [math]U=\frac Aq[/math]
3) [math]F=k\frac{q_1q_2}{r^2}[/math]
4) [math]p=\frac FS[/math]
5) [math]U=\frac qC[/math]
На графике представлено, как изменялась с течением времени температура 0,1 кг воды, находившейся в начальный момент в кристаллическом состоянии при температуре -100 °С, при постоянной мощности теплопередачи 100 Вт.
По графику на рисунке определите, сколько секунд длился процесс нагревания жидкой воды.
Ответ: _____ c
Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж, и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Чему равна работа, совершенная газом?
Ответ: _____ Дж
В результате нагревания идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 5 раз. Во сколько раз увеличилась при этом абсолютная температура газа?
Ответ: в______________раз(а)
В атоме водорода электрон удерживается силами притяжения к протону вследствие
1) способности одного электрического заряда мгновенно действовать на любой другой электрический заряд на любом расстоянии
2) того, что вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на электрические поля других зарядов
3) того, что вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на электрические заряды
4) гравитационного взаимодействия
Какое из приведённых выше утверждений верно?
В изолированной термодинамической системе идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление уменьшалось при постоянном объёме, затем при постоянной температуре объём газа уменьшился до первоначального значения. Какой из графиков на рисунке в координатных осях V-T соответствует этим изменениям состояния газа?
1) 
2) 
3) 
4) 
Как направлена сила Ампера {влево, вправо, к наблюдателю, от наблюдателя), действующая со стороны магнитного поля на проводник с током? Направление тока на участке проводника, расположенного над магнитом, указано стрелкой на рисунке. Ответ запишите словом (словами).
При подключении резистора с электрическим сопротивлением 1 кОм к выводам источника тока с ЭДС 12 В сила тока в цепи была равна 6 мА. Чему равна сила тока в цепи при подключении к этому источнику резистора с сопротивлением 3 кОм?
Ответ: _____ мА
На рисунке представлена схема хода лучей при получении изображения предмета с помощью линзы.
Эта схема соответствует случаю использования линзы в качестве
1) лупы
2) объектива фотоаппарата
3) очков близорукого человека
4) объектива проекционного аппарата
На рисунке показан конечный результат опыта по превращению механической энергии в тепловую энергию. Термометр, вставленный в пластилин, показывает температуру пластилина после удара шара, который упал с некоторой высоты. Начальная температура пластилина была равна 20,3 °С.
Погрешность измерений температуры с помощью показанного на рисунке электронного термометра равна 0,1 °С. На сколько градусов изменилась температура пластилина в результате опыта? Из перечисленных ниже результатов выберите верный.
1) 4,8 °С
2) 4,8 °С ± 0,1 °С
3) 20,3 °С ± 0,1 °С
4) 25,1 °С ± 0,1 °С
5) 25,1 °С
К источнику постоянного тока была подключена одна электрическая лампа. Что произойдёт с напряжением на этой лампе, мощностью тока на ней и силой тока в лампе при подключении параллельно с этой лампой второй такой же лампы?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличение
2) уменьшение
3) неизменность
| Напряжение | Мощность | Сила тока |
Схемы и графики на рисунке иллюстрируют свободные электромагнитные колебания. Колебания в контуре возникли при подключении концов катушки к обкладкам заряженного конденсатора (первая схема слева). Установите соответствие между графиками А и Б и значениями физических величин в момент, равный [math]\frac12T[/math].
СХЕМЫ И ГРАФИКИ
ЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
1) модуль силы тока в катушке максимален
2) модуль напряжения между обкладками конденсатора максимален
3) сила тока в катушке равна нулю
4) напряжение между обкладками конденсатора равно нулю
На сколько единиц меньше массовое и зарядовое числа ядра-продукта X изотопа тория [math]{}_{92}^{238}U[/math] в результате осуществления альфа-распада?
| Массовое число | Зарядовое число |
При освещении металлической пластины с работой выхода А = 1 эВ монохроматическим светом частотой v = 670 ТГц происходит фотоэлектрический эффект. Каким будет значение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов при освещении этим же монохроматическим светом пластины с работой выхода 2А?
Как изменяются давление, объём и температура при осуществлении адиабатного процесса сжатия 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.
| Давление | Объём | Температура |
На рисунке показана шкала универсального прибора, измеряющего величину атмосферного давления, температуру и влажность.
Снимите показания гигрометра с учётом погрешности измерений. Примите, что погрешность измерения данного гигрометра равна половине цены деления шкалы.
Ответ: (_________± _________) %
На рисунке представлен вариант выполнения опыта Эрстеда.
В опыте Эрстеда было обнаружено, что при пропускании электрического тока через проводник магнитная стрелка вблизи проводника поворачивается и после нескольких колебаний устанавливается
1) северным полюсом к проводнику с током
2) южным полюсом к проводнику с током
3) в направлении протекания тока в проводнике
4) перпендикулярно проводнику с током
Из приведённых ниже утверждений выберите два верных и укажите их номера.
1) Солнце в основном состоит из водорода и гелия.
2) Поверхность Солнца имеет большую температуру, чем его внутренние слои.
3) Меркурий и Земля за одно и то же время получают одинаковое количество Солнечной энергии.
4) Солнце не крутится вокруг своей оси.
5) Внутри Солнца происходят термоядерные реакции.
Идеальный газ получил количество теплоты 100 Дж, и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Чему равна работа, совершённая внешними силами над газом?
Ответ: _____ Дж
Брусок массой m перемещается на расстояние s по прямой на горизонтальной поверхности под действием силы [math]\vec F[/math], направленной под углом а к горизонту. Коэффициент трения равен [math]\mu[/math]. Чему равна работа силы тяжести бруска на этом пути?
Ответ: _____ Дж
На рисунке изображена схема детекторного приёмника. С помощью какого элемента приёмника осуществляется детектирование колебаний?
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 эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 27 °С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 16 °С. По результатам этих экспериментов определите относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. При понижении температуры воздуха в комнате конденсация паров воды из воздуха начинается при той же температуре стакана 16 °С. Изменилась ли относительная влажность воздуха?
Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре
Водяной пар в воздухе становится насыщенным при температуре 16 °С. Следовательно, давление р водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре 16 °С, из таблицы р = 18 гПа.
Давление р0 насыщенного водяного пара при температуре 27 °С равно 36 гПа.
Относительной влажностью воздуха [math]\phi[/math] называется отношение:
[math]\phi=\frac p{p_0}[/math]; [math]\phi=\frac{18}{36}=0,5=50\%[/math]
Относительная влажность при понижении температуры воздуха в комнате и конденсации паров при той же температуре 16 °С увеличится, так как давление р водяного пара в воздухе остается неизменным, а давление р0 насыщенного водяного пара при понижении температуры воздуха уменьшается.
В аттракционе человек массой 70 кг движется на тележке по рельсам и совершает «мёртвую петлю» в вертикальной плоскости. С какой скоростью двигалась тележка в нижней точке круговой траектории радиусом 5 м, если в этой точке сила давления человека на сиденье тележки была равна 2100 Н? Ускорение свободного падения 10 м/с2.
(1) Согласно второму закону Ньютона: [math]ma=F-mg[/math]
Сила N давления на сиденье по третьему закону Ньютона равна по модулю силе F упругости, действующей на человека:
(2) [math]\left|N\right|=\left|F\right|[/math]
Из кинематических условий центростремительное ускорение равно:
(3) [math]a=v^2/R[/math]
Из уравнений (1), (2) и (3) следует:
[math]v=\sqrt{aR}=\sqrt{\left(\frac Nm-g\right)R}[/math]
Получение численного значения: v = 10 м/с
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?
При переходе из начального в конечное состояние объём газа увеличился, следовательно, газ совершил работу А'. По первому закону термодинамики: [math]\bigtriangleup U=Q-A'[/math]
Переданное газу количество теплоты Q равно сумме изменения внутренней энергии газа [math]\bigtriangleup U[/math] и работы А', совершенной газом:
[math]Q=\bigtriangleup U+A'[/math], [math]Q=U_3-U_1+A'[/math]
Внутренняя энергия газа в состояниях 1 и 3 выражается через значения давления и объёма газа:
[math]U_1=\frac32p_1V_1[/math], [math]U_3=\frac32p_3V_3[/math]
Работа А' при переходе газа из состояния 1 в состояние 3 равна площади под графиком диаграммы в единицах (р, V): [math]A'=\frac{\left(p_1+p_2\right)\bigtriangleup V}2[/math]
Получение правильного численного значения количества теплоты:
[math]Q=\frac32(p_3V_3-p_1V_1)+\frac{\left(p_1+p_2\right)\bigtriangleup V}2[/math]
[math]Q=\frac32(100\cdot3-100\cdot1)+\frac12(100+300)\cdot2=700[/math] Дж
Положительное значение величины Q означает, что газ получил количество теплоты Q.
При коротком замыкании выводов гальванического элемента сила тока в цепи равна 2 А. При подключении к выводам гальванического элемента электрической лампы электрическим сопротивлением 3 Ом сила тока в цепи равна 0,5 А. По результатам этих экспериментов определите ЭДС гальванического элемента.
По закону Ома для полной цепи при коротком замыкании выводов аккумулятора R = 0 сила тока в цепи равна:
[math]I=\frac\varepsilon{R+r}[/math]; [math]I_0=\frac\varepsilon r=2A[/math]
Отсюда внутреннее сопротивление г аккумулятора равно: [math]r=\frac\varepsilon2[/math] Ом
При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы электрическим сопротивлением 3 Ома сила тока в цепи равна:
[math]I=\frac\varepsilon{R+r}=\frac\varepsilon{3+0,5\varepsilon}=0,5A[/math]
Отсюда получаем:[math]4\varepsilon=6+\varepsilon[/math], [math]\varepsilon=2\;B[/math]
Фотокатод с работой выхода 4,42 • 10-19 Дж освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле индукцией 7,87 • 10-4 Тл перпендикулярно вектору индукции. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?
Записано уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
[math]h\\\\frac c\\\\lambda=A+\\\\frac{mv^2}2[/math]
На основе второго закона Ньютона сила Лоренца, действующая на электрон, связана с центростремительным ускорением: [math]evB=\\\\frac{mv^2}R[/math]
Уравнение преобразовано к виду, устанавливающему связь между кинетической энергией электрона и радиусом орбиты: [math]\\\\frac{mv^2}2=\\\\frac{\\\\left(eBR\\\\right)^2}{2m}[/math]
Решена система уравнений и получен ответ в алгебраической форме:
[math]R=\\\\frac{\\\\sqrt{2m\\\\left(h\\\\frac c\\\\lambda-A\\\\right)}}{eB}[/math]
Подставлены значения констант и параметров и получен ответ в числовой форме:
[math]R\\\\approx5\\\\cdot10^3\\\\approx5[/math] мм
| № | Ваш ответ | Ответ и решение | Первичный балл |
|---|---|---|---|
|
Здесь появится результат первой части. Нажмите на кнопку «Завершить работу», чтобы увидеть правильные ответы и посмотреть решения. |
|||