Вариант 19
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.
При прямолинейном движении зависимость пройденного телом пути s от времени t имеет вид s = 4t + t2. Чему равна скорость тела в момент времени t = 2 с при таком движении?
Ответ: _____ м/с
Под действием одной силы [math]\vec{F_1}[/math] тело движется с ускорением 4 м/с2. Под действием другой силы [math]\vec{F_2}[/math], направленной противоположно силе [math]\vec{F_1}[/math], ускорение тела равно 3 м/с2. С каким ускорением будет двигаться тело при одновременном действии сил [math]\vec{F_1}[/math] и [math]\vec{F_2}[/math] ?
Ответ: _____ м/с2
Вагон массой m, движущийся со скоростью V, сталкивается с неподвижным вагоном массой 2m. Каким суммарным импульсом обладают два вагона в момент столкновения? Взаимодействие вагонов с другими телами пренебрежимо мало.
Человек массой 100 кг поднялся по ступеням лестницы на 5-й этаж дома за 200 секунд. Чему равна мощность человека, если высота одной ступени равна 20 см, а число ступеней между этажами равно 20?
Ответ: _____ Вт
Человек наблюдал процесс свободного падения яблока и описал процесс его движения.
Выберите два верных утверждения из перечня приведённых ниже.
1) Движение яблока равноускоренное.
2) Ускорение яблока изменяется от максимального значения до нуля в момент падения.
3) Скорость яблока изменяется от максимального значения до нуля в момент падения.
4) Потенциальная энергия яблока изменяется от максимального значения до нуля.
5) Полная энергия яблока уменьшается.
Сани движутся по склону горы вниз. Установите для силы трения соответствие между параметрами силы и свойствами вектора силы:
1) вертикально вниз
2) против направления вектора скорости
3) вертикально вверх
4) перпендикулярно поверхности склона горы
5) пропорционален силе нормального давления
6) обратно пропорционален силе нормального давления
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Направление вектора | Модуль вектора |
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 кристаллизации жидкой воды в лед.
Ответ: _____ Дж/кг
Во сколько раз уменьшится средняя квадратичная скорость теплового движения молекул идеального газа при уменьшении абсолютной температуры в 4 раза?
Ответ: в____________раз(а)
Мяч был брошен с поверхности земли вертикально вверх. Он достиг высшей точки траектории и затем упал на землю. Сопротивлением воздуха пренебрегаем. В какой момент времени движения полная механическая энергия мяча имела максимальное значение?
1) в момент начала движения вверх
2) в момент достижения верхней точки траектории
3) в момент падения на землю
4) в течение всего времени полёта полная механическая энергия была одинакова
В изолированной термодинамической системе идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объёме, затем при постоянной температуре давление газа уменьшилось до первоначального значения. Этим изменениям состояния газа в координатных осях p-V соответствует график на рисунке
1) 
2) 
3) 
4) 
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?
В катушке индуктивностью 1 мГн в течение 0,1 с равномерно возрастает сила тока. При этом в катушке наблюдается ЭДС самоиндукции, модуль которой равен 0,4 В. Определи конечное значение силы тока в катушке, если начальное значение тока равно 0.
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени свободных электромагнитных колебаниях в колебательном контуре. Определи период свободных электромагнитных колебаний в контуре, если катушку в нем заменить на другую, индуктивность которой в 9 раз больше.
На рисунке представлена электрическая цепь из фотоэлемента и микроамперметра для измерения силы тока. Включение соответствует использованию верхней шкалы прибора. Увеличенное изображение части шкалы прибора дано на рисунке справа вверху.
Определите по показаниям прибора силу тока в цепи, учитывая, что погрешность измерения равна половине цены деления микроамперметра. Из перечисленных ниже результатов выберите верный.
1) I = 11,25 ± 2,5 мкА
2) I = 2,25 ± 2,5 мкА
3) I = 11,25 ± 1,25 мкА
4) I = 2,25 ± 1,25 мкА
К гальваническому элементу была подключена электрическая лампа. Что произойдёт с силой тока в цепи, напряжением на лампе и мощностью тока при подключении параллельно с первым гальваническим элементом второго такого же элемента?
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 |
При столкновении а-частицы с ядром атома азота произошла ядерная реакция: [math]{}_7^{14}N+{}_2^4He\rightarrow X+{}_1^1H[/math]. Чему равно число протонов и нейтронов в ядре-продукте X ?
| Число протонов | Число нейтронов |
Как изменяются давление, объём, температура и внутренняя энергия воздуха при осуществлении процесса изотермического расширения 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 | Внутренняя энергия |
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
1) Световые волны распространяются в вакууме с более низкой скоростью, чем в среде
2) Сопротивление электрического проводника зависит только от его материала и температуры
3) Сила тяжести на поверхности Луны больше, чем на поверхности Земли
4) Электрическое поле создается статическими зарядами и не зависит от времени
5) В газе атомы постоянно находятся в движении, обладая кинетической энергией
Определи показания амперметра с учетом погрешности, если абсолютная погрешность прямого измерения силы тока составляет половину цены деления прибора.
В опытах по исследованию движения тележек использовался прибор, делающий отметки на ленте через одинаковые интервалы времени. Под каким номером на рисунке показана лента, соответствующая движению тележки слева направо с увеличением скорости?
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 29 °С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 27 °С. По результатам этих экспериментов определите относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры.
Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре
Водяной пар в воздухе становится насыщенным при температуре 27 °С. Следовательно, давление р водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре 27 °С, из таблицы р = 36 гПа.
Давление р0 насыщенного водяного пара при температуре 29 °С равно 40 гПа.
Относительной влажностью воздуха [math]\phi[/math] называется отношение:
[math]\phi=\frac p{p_0}[/math]; [math]\phi=\frac{36}{40}=0,90=90\%[/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.
Надпись 1,0 на шкале микроамперметра показывает, что это прибор класса точности 1,0. Класс точности прибора показывает максимально возможную инструментальную относительную погрешность в процентах при отклонении стрелки на всю шкалу.
Ответ: ______мкА;______мкА
1 процент от всей шкалы - это 1 мкА. Цена деления прибора - 2 мкА.
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 3 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсатора 10 кВ. В пространстве между пластинами падает капля жидкости, несущая на себе заряд 24・10-11 Кл. При каком значении массы m капли ее скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь. Ответ выразите г.
qE = mg — второй закон Ньютона
U = Ed — напряжение на обкладках конденсатора
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 уменьшился, 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 давление и объём 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:
[math]A=\frac{(p_1+p_2)\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\cdot1-100\cdot3)-\frac{(100+300)\cdot2}2=-700[/math] Дж
Отрицательное значение величины Q означает, что газ отдал количество теплоты Q,
Мировое потребление энергии человечеством составляет примерно 4 • 1020 Дж в год. Если будет возможно освобождение собственной энергии вещества, сколько килограммов вещества потребуется расходовать человечеству в сутки для удовлетворения современных потребностей в энергии?
Выход [math]\\bigtriangleup E[/math] энергии можно вычислить по дефекту массы [math]\\bigtriangleup m[/math]:
[math]\\bigtriangleup E=\\bigtriangleup mc^2[/math]
Масса Ат вещества может быть найдена по выходу энергии: [math]\\bigtriangleup m=\\frac{\\bigtriangleup E}{c^2}[/math]
Найдём массу вещества, необходимого для освобождения собственной энергии в количестве, достаточном для удовлетворения годовой потребности человечества:
[math]\\bigtriangleup m=\\frac{4\cdot10^{20}Дж}{9\cdot10^{16}м^2с^2}\\approx4,4\cdot10^3[/math]
Суточное потребление равно:
[math]m=\\frac{\\bigtriangleup m}N[/math], [math]m\\approx\\frac{4400}{365}\\approx12[/math] кг
Снаряд массой 4 кг, летящий горизонтально, разрывается на две равные части, одна из которых летит в направлении движения снаряда, а другая – в противоположную сторону. В момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличивается на 0,5 МДж. Определите скорость снаряда, если скорость осколка, летящего по направлению движения снаряда, равна 900 м/с. Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
(400 м/с) Задачу рассматриваем в инерциальной системе отсчета, связанной со столом. Считаем снаряд и его осколки материальными точками, поэтому для описания их движения используем второй закон Ньютона. Для описания разрыва снаряда используем закон сохранения импульса системы тел. Он выполняется в инерциальной системе отсчета, если сумма внешних сил, приложенных к телам системы, равна нулю. В данном случае из-за отсутствия сопротивления воздуха внешней силой является только сила тяжести, которая не равна нулю. Но этим можно пренебречь, считая время разрыва снаряда малым. За малое время разрыва импульс каждого из осколков меняется на конечную величину за счет больших внутренних сил, разрывающих снаряд при взрыве. По сравнению с этими большими силами конечная сила тяжести пренебрежимо мала. Изменением потенциальной энергии снаряда и его осколков в поле тяжести в процессе разрыва пренебрегаем, так как время разрыва снаряда считаем малым.
Закон сохранения импульса для снаряда:
MV0 = =mV1 - mV2
M=2m
Закон сохранения энергии:
MV02 / 2 + △E = mV12 /2 + mV22 / 2
| № | Ваш ответ | Ответ и решение | Первичный балл |
|---|---|---|---|
|
Здесь появится результат первой части. Нажмите на кнопку «Завершить работу», чтобы увидеть правильные ответы и посмотреть решения. |
|||