Вариант 15
Часть 1
Ответами к заданиям 1–20 являются число или последовательность цифр. Запишите ответ в соответствующее поле справа. Каждый символ пишите без пробелов. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
Зависимость координаты х тела от времени t имеет вид х = 20 - 6t + 2t2. Через сколько секунд после начала отсчёта времени t = 0 с проекция вектора скорости тела на ось 0х станет равной нулю?
Ответ: _____ с
Сила притяжения между шарами с массами m1 и m2, помещёнными на расстояние R между их центрами, равна F. Во сколько раз сила притяжения между шарами с массами m1/2 и 2m2 будет меньше, если расстояние между их центрами равно 3R?
Ответ: _____ раз
Человек массой m прыгает с горизонтальной скоростью v с берега в неподвижную лодку массой М. Каким суммарным импульсом обладает лодка с человеком, если сопротивление воды движению лодки пренебрежимо мало?
Доска используется для подъема груза в качестве рычага с осью вращения в точке О. Какой отрезок (см. рисунок) является плечом силы [math]\vec{F_1}[/math] ?
В эксперименте получен график зависимости модуля скорости прямолинейно движущегося тела от времени. Анализируя график, выберите из приведённых ниже утверждений три правильных и укажите их номера.
1) Модуль скорости тела за 6 секунд изменился от О м/с до 6 м/с.
2) Максимальный путь был пройден телом в интервал времени от 4 до 6 с.
3) Тело двигалось равнозамедленно в течение первых 6 секунд и не двигалось в интервале от 6 до 7 с.
4) Тело двигалось равноускоренно в течение первых 6 секунд и не двигалось в интервале от 6 до 7 с.
5) Тело двигалось равномерно в интервале от 6 до 7 секунд со скоростью 6м/с.
Человек сидит на стуле. Установите соответствие между силами, перечисленными в таблице, и следующими характеристиками:
1) приложена к человеку
2) приложена к стулу
3) направлена вертикально вниз
4) направлена вертикально вверх
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Сила тяжести человека приложена | Сила тяжести человека направлена | Сила веса человека приложена | Сила веса человека направлена |
На графике представлено, как изменялась с течением времени температура 0,1 кг воды, находившейся в начальный момент в жидком состоянии при температуре +100 °С, при постоянной мощности теплоотвода 100 Вт.
По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплоотвода определите удельную теплоту плавления льда.
Ответ: _____ Дж/кг
При температуре Т0 и давлении р0 один моль идеального газа занимает объём V0. Во сколько раз больше объём трёх молей газа при том же давлении р0 и температуре 2Т0?
Ответ: в____________раз(а)
На рисунке представлено расположение одинаковых по модулю электрических зарядов А, Б и В. Заряд В имеет отрицательный знак. Каковы знаки электрических зарядов А и Б, если вектор равнодействующей сил, действующих на заряд А со стороны зарядов Б и В, имеет направление, указанное на рисунке?
1) А +, Б +
2) А +, Б —
3) А —, Б +
4) А —, Б —
Графики А и Б процессов для изолированной термодинамической системы построены в координатах р-Т. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы.
К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого столбца. Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ
А) 
Б) 
УТВЕРЖДЕНИЯ
1) В процессе термодинамического сжатия внешние силы совершают над газом работу, его внутренняя энергия увеличивается.
2) В процессе термодинамического сжатия внешние силы совершают над газом работу, его внутренняя энергия не изменяется.
3) В процессе термодинамического расширения газ совершает работу, его внутренняя энергия уменьшается.
4) В процессе термодинамического расширения газ совершает работу, его внутренняя энергия не изменяется.
Два неподвижных точечных заряда взаимодействуют друг на друга с силами, модуль которых равен F0. Если увеличить один из зарядов в 5 раз, уменьшить другой заряд в 2 раза, а расстояние между ними оставить прежним, во сколько раз изменится модуль этих сил?
В катушке индуктивностью 5 мГн протекает ток силой 3 А. Определи магнитный поток, который пронизывает данный контур.
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени свободных электромагнитных колебаниях в колебательном контуре. Определи период колебаний заряда в этом контуре.
На рисунке показаны три положения пружинного маятника:
1 — положение равновесия груза на пружине,
2 — положение груза в крайней нижней точке,
3 — положение груза в крайней верхней точке.
Если груз подвесить к недеформированной пружине и отпустить, то возникнут свободные колебания груза на пружине. Полная механическая энергия системы груз-пружина равна 20 Дж. Анализируя данные, выберите из приведённых ниже утверждений два верных.
1) Потенциальная энергия системы груз-пружина изменяется от 0 до 10 Дж.
2) Потенциальная энергия системы груз-пружина изменяется от 0 до 20 Дж.
3) Потенциальная энергия системы груз-пружина не изменяется и равна 10 Дж.
4) Потенциальная энергия системы груз-пружина не изменяется и равна 20 Дж.
5) Полная механическая энергия системы груз-пружина при прохождении положения равновесия равна 20 Дж.
К источнику постоянного тока была подключена одна электрическая лампа, электрическое сопротивление которой равно внутреннему сопротивлению источника тока. Что произойдёт с силой тока в общей цепи, напряжением на выходе источника тока и мощностью тока на внешней цепи при подключении параллельно с этой лампой второй такой же лампы?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличение
2) уменьшение
3) неизменность
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры могут повторяться.
| Сила тока | Напряжение | Мощность |
Чему равно число протонов и нейтронов в изотопе кислорода [math]{}_8^{17}O[/math]
| Число протонов | Число нейтронов |
По мере повышения температуры воды от -50 °С до +50 °С происходили процессы нагревания льда, плавления льда, нагревания жидкой воды. Изменялась ли внутренняя энергия воды во время этих трёх процессов, и если изменялась, то как?
Для каждого процесса определите соответствующий характер изменения:
1) не изменяется
2) увеличивается
3) уменьшается
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Нагревание льда | Плавление льда | Нагревание жидкой воды |
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
1) При отсутствии внешних сил тело сохраняет постоянную скорость
2) Электрическое напряжение в цепи равно отношению силы тока на сопротивление
3) Температура газа увеличивается при сжатии газа без выделения или поглощения тепла
4) Центр тяжести однородного твердого тела всегда совпадает с его центром масс
5) Сила, действующая на тело, всегда вызывает его движение
Если положить упаковку из 300 гаек на весы, они показывают 1,8 кг. Определи массу одной гайки, если погрешность весов составляет 15 г. Массу упаковки не учитывать.
При свободном подвешивании полосового магнита за середину его северный полюс указывает направление на
1) Южный магнитный полюс Земли, расположенный в некотором удалении от Северного географического полюса
2) Южный магнитный полюс Земли, расположенный в некотором удалении от Южного географического полюса
3) Северный магнитный полюс Земли, расположенный в некотором удалении от Северного географического полюса
4) Северный магнитный полюс Земли, расположенный в некотором удалении от Южного географического полюса
Часть 2.
Полное правильное решение каждой из задач 21—26 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 19 °С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 9 °С. По результатам этих экспериментов определите относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды из воздуха может начинаться при различных значениях температуры воздуха.
Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре
Водяной пар в воздухе становится насыщенным при температуре 9 °С. Следовательно, давление р водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре 9 °С, из таблицы р = 11 гПа.
Давление р0 насыщенного водяного пара при температуре 19 °С равно 22 гПа.
Относительной влажностью воздуха [math]\phi[/math] называется отношение:
[math]\phi=\frac p{p_0}[/math], [math]\phi=\frac{11}{22}=0,50=50\%[/math]
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 разной плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.
Как записать показания ртутного термометра, если считать, что при снятии показаний экспериментатор не ошибается, а за абсолютную погрешность измерений он принял цену деления термометра?
Ответ: (____________±_____________) °С
Цена деления термометра равно 0,1 градуса цельсия. Значит, записывая величину с погрешностью, она имеет вид: [math]t^\circ=37,0\pm0,1\;C^\circ[/math].
Тепловая машина с максимально возможным КПД имеет в качестве нагревателя резервуар с водой, а в качестве холодильника — сосуд со льдом при 0 °С. При совершении машиной работы 1 МДж растаяло 10 кг льда. Определите температуру воды в резервуаре. Ответ округлите до целых.
[math]Q_X=\lambda m[/math] — количество теплоты, переданное холодильнику
[math]Q_H=A+Q_X[/math] — полученное количество теплоты
[math]\eta=\frac A{Q_H}[/math] — КПД
[math]\eta=1\;-\;\frac{T_X}{T_H}[/math] — КПД идеально тепловой машины
На графике 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 уменьшился, следовательно, внешние силы над газом совершили работу А. По первому закону термодинамики в этом случае:
[math]\bigtriangleup U=Q+A[/math]
Переданное газу количество теплоты Q равно разности изменения внутренней энергии газа [math]\bigtriangleup U[/math] и работы А, совершённой над газом:
[math]Q=\bigtriangleup U-A[/math], [math]Q=U^3-U_1-A[/math]
Внутренняя энергия идеального 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=p_3\bigtriangleup V[/math]
Получение правильного численного значения количества теплоты:
[math]Q=\frac32(p_3V_3-p_1V_1)-p_3\bigtriangleup V[/math]
[math]Q=\frac32(10^4\cdot1-3\cdot10^4\cdot3)-10^4\cdot2=-14\cdot10^4[/math] Дж
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 внутреннее сопротивление 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 ЭДС аккумулятора равна: [math]\varepsilon=2rB[/math]
При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна:
[math]I=\frac\varepsilon{R+r}=\frac{2r}{R+r}=0,5A[/math]
Отсюда получаем:
[math]2r=0,5R+0,5r[/math], [math]3r=R[/math] Ом, [math]r=1[/math] Ом.
В аттракционе человек массой 60 кг движется на тележке по рельсам и совершает «мёртвую петлю» в вертикальной плоскости. Каков радиус круговой траектории, если в нижней точке при движении тележки со скоростью 10 м/с сила давления человека на сиденье тележки была равна 1800 Н? Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Задачу рассматриваем в инерциальной системе отсчета, связанной со Землей. Тела в задаче можно считать материальными точками. Значит для описания их движения можно использовать второй закон Ньютона. Пренебрегаем силой сопротивления, значит можно применять закон сохранения
| № | Ваш ответ | Ответ и решение | Первичный балл |
|---|---|---|---|
|
Здесь появится результат первой части. Нажмите на кнопку «Завершить работу», чтобы увидеть правильные ответы и посмотреть решения. |
|||