В эксперименте установлено что при температуре. Физические величины и их изменение
Предлагаемое пособие предназначено для подготовки к Единому государственному экзамену по физике и к вступительным экзаменам по физике в высшие учебные заведения.
Книга содержит необходимый теоретический и практический материал, соответствующий обязательным образовательным стандартам. В первой главе приводятся все основные понятия, физические законы и формулы из школьного курса физики. Вторая глава содержит 20 вариантов реальных тестов ЕГЭ по физике. Третья глава - сборник заданий, подобранных по уровням сложности к каждой теме. Ко всем тестам и заданиям имеются ответы.
Пособие адресовано в первую очередь ученикам выпускного класса, но также будет крайне полезно преподавателям и репетиторам для подготовки учащихся к успешной сдаче ЕГЭ по физике.
Примеры.
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 21 °С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 7 °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 7 °С. Изменилась ли относительная влажность воздуха?
В аттракционе человек движется на тележке по рельсам и совершает «мёртвую петлю» в вертикальной плоскости. С какой скоростью должна двигаться тележка в верхней точке круговой траектории радиусом 4,9 м, чтобы в этой точке сила давления человека на сиденье тележки была равна 0 Н? Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.
На диаграмме (см. рис.) представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава I. Теоретический материал для ЕГЭ
1. Механика
1.1. Кинематика
1.2. Динамика
1.3. Законы сохранения
1.4. Статика
1.5. Гидростатика
3. Термодинамика
4. Электричество и магнетизм
4.1. Электростатика
4.2. Постоянный ток
4.3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция
5. Колебания и волны
6. Оптика
8. Квантовая физика
9. Краткие справочные данные
Глава II. Тренировочные тестовые задания для подготовки к ЕГЭ
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 4
Вариант 5
Вариант 6
Вариант 7
Вариант 8
Вариант 9
Вариант 10
Вариант 11
Вариант 12
Вариант 13
Вариант 14
Вариант 15
Вариант 16
Вариант 17
Вариант 18
Вариант 19
Вариант 20
Ответы
Глава III. Сборник заданий
Часть 1 ЕГЭ
1. Механика
2. Молекулярная физика. Газовые законы
3. Термодинамика
4. Электричество и магнетизм
5. Колебания и волны
6. Оптика
7. Специальная теория относительности
8. Квантовая физика
Часть 2 ЕГЭ
1. Механика
2. Молекулярная физика. Газовые законы
3. Термодинамика
4. Электричество и магнетизм
5. Колебания и волны
6. Оптика
7. Специальная теория относительности
8. Квантовая физика
Задания 29-32 ЕГЭ
1. Механика
2. Молекулярная физика. Газовые законы
3. Термодинамика
4. Электричество и магнетизм
5. Колебания и волны
6. Оптика
7. Специальная теория относительности
8. Квантовая физика
Ответы к сборнику заданий
Часть 1 ЕГЭ
Часть 2 ЕГЭ
Задания 29-32 ЕГЭ.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу ЕГЭ 2016, Физика, Эксперт в ЕГЭ, Кабардин О.Ф., Кабардина С.И., Орлов В.А., Громцева О.И., Бобошина С.Б. - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.
В стеклянную колбу налили немного воды и закрыли её пробкой. Вода постепенно испарялась. В конце процесса на стенках колбы осталось лишь несколько капель воды. На рисунке показан график зависимости от времени концентрации n молекул водяного пара внутри колбы. Какое утверждение можно считать правильным?
o 1)на участке 1 пар насыщенный, а на участке 2 - ненасыщенный
o 2)на участке 1 пар ненасыщенный, а на участке 2 - насыщенный
o 3)на обоих участках пар насыщенный
2. Задание №D3360E
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 60 %. Какой будет относительная влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 1,5 раза?
5. Задание №4aa3e9
Относительная влажность воздуха в помещении при температуре 20 °С
равна 70%. Пользуясь таблицей давления насыщенных паров воды, определите давление водяных паров в помещении.
o 1)21,1 мм рт. ст.
o 2)25 мм рт. ст.
o 3)17,5 мм рт. ст.
o 4)12,25 мм рт. ст.
32. Задание №e430b9
Относительная влажность воздуха в помещении при температуре 20°С равна 70%. Пользуясь таблицей плотности насыщенных паров воды, определите массу воды в кубическом метре помещения.
o 3)1,73⋅10 -2 кг
o 4)1,21⋅10 -2 кг
33. Задание №DFF058
На ри-сун-ке изоб-ра-же-ны: пунк-тир-ной ли-ни-ей — гра-фик за-ви-си-мо-сти дав-ле-ния на-сы-щен-ных паров воды от тем-пе-ра-ту-ры , и сплош-ной ли-ни-ей — про-цесс 1-2 из-ме-не-ния пар-ци-аль-но-го дав-ле-ния паров воды.
По мере та-ко-го из-ме-не-ния пар-ци-аль-но-го дав-ле-ния паров воды аб-со-лют-ная влаж-ность воз-ду-ха
1) уве-ли-чи-ва-ет-ся
2) умень-ша-ет-ся
3) не из-ме-ня-ет-ся
4) может как уве-ли-чи-вать-ся, так и умень-шать-ся
34. Задание №e430b9
Для опре-де-ле-ния от-но-си-тель-ной влаж-но-сти воз-ду-ха ис-поль-зу-ют раз-ность по-ка-за-ний су-хо-го и влаж-но-го тер-мо-мет-ров (см. ри-су-нок). Ис-поль-зуя дан-ные ри-сун-ка и пси-хро-мет-ри-че-скую таб-ли-цу, опре-де-ли-те, какую тем-пе-ра-ту-ру (в гра-ду-сах Цель-сия) по-ка-зы-ва-ет сухой тер-мо-метр , если от-но-си-тель-ная влаж-ность воз-ду-ха в по-ме-ще-нии 60%.
35. Задание №DFF034
В со-су-де под порш-нем на-хо-дит-ся не-на-сы-щен-ный пар. Его можно пе-ре-ве-сти в на-сы-щен-ный,
1) изо-бар-но по-вы-шая тем-пе-ра-ту-ру
2) до-бав-ляя в сосуд дру-гой газ
3) уве-ли-чи-вая объем пара
4) умень-шая объем пара
36. Задание №9C5165
От-но-си-тель-ная влаж-ность воз-ду-ха в ком-на-те равна 40%. Ка-ко-во со-от-но-ше-ние кон-цен-тра-ции n мо-ле-кул воды в воз-ду-хе ком-на-ты и кон-цен-тра-ции мо-ле-кул воды в на-сы-щен-ном во-дя-ном паре при той же тем-пе-ра-ту-ре?
1) n мень-ше в 2,5 раза
2) n боль-ше в 2,5 раза
3) n мень-ше на 40%
4) n боль-ше на 40%
37. Задание №DFF058
От-но-си-тель-ная влаж-ность воз-ду-ха в ци-лин-дре под порш-нем равна 60%. Воз-дух изо-тер-ми-че-ски сжали, умень-шив его объём в два раза. От-но-си-тель-ная влаж-ность воз-ду-ха стала
38. Задание №1BE1AA
В за-кры-том ци-лин-дри-че-ском со-су-де на-хо-дит-ся влаж-ный воз-дух при тем-пе-ра-ту-ре 100 °С. Для того, чтобы на стен-ках этого со-су-да вы-па-ла роса, тре-бу-ет-ся изо-тер-ми-че-ски из-ме-нить объем со-су-да в 25 раз. Чему при-бли-зи-тель-но равна пер-во-на-чаль-ная аб-со-лют-ная влаж-ность воз-ду-ха в со-су-де? Ответ при-ве-ди-те в г/м 3 , округ-ли-те до целых.
39. Задание №0B1D50
В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и ее пар. Поршень начинают выдвигать из сосуда. При этом температура воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения
40. Задание №C32A09
В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и ее пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
41. Задание №AB4432
В опыте, иллюстрирующем зависимость температуры кипения от давления воздуха (рис. а ), кипение воды под колоколом воздушного насоса происходит уже при комнатной температуре, если давление достаточно мало.
Используя график зависимости давления насыщенного пара от температуры (рис. б ), укажите, какое давление воздуха нужно создать под колоколом насоса, чтобы вода закипела при 40 °С. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
 |
 |
| (а ) | (б ) |
42. Задание №E6295D
Относительная влажность воздуха при t = 36 o C составляет 80%. Давление насыщенного пара при этой температуре p н = 5945 Па. Какая масса пара содержится в 1 м 3 этого воздуха?
43. Задание №9C5165
Человек в очках вошел с улицы в теплую комнату и обнаружил, что его очки запотели. Какой должна быть температура на улице, чтобы наблюдалось это явление? В комнате температура воздуха 22°С, а относительная влажность воздуха 50%. Поясните, как вы получили ответ. (При ответе на этот вопрос воспользуйтесь таблицей для давления насыщенных паров воды.)
44. Задание №E6295D
В за-кры-том со-су-де на-хо-дят-ся во-дя-ной пар и не-ко-то-рое ко-ли-че-ство воды. Как из-ме-нят-ся при изо-тер-ми-че-ском умень-ше-нии объ-е-ма со-су-да сле-ду-ю-щие три ве-ли-чи-ны: дав-ле-ние в со-су-де, масса воды, масса пара? Для каж-дой ве-ли-чи-ны опре-де-ли-те со-от-вет-ству-ю-щий ха-рак-тер из-ме-не-ния:
1) уве-ли-чит-ся;
2) умень-шит-ся;
3) не из-ме-нит-ся.
За-пи-ши-те в таб-ли-цу вы-бран-ные цифры для каж-дой фи-зи-че-ской ве-ли-чи-ны. Цифры в от-ве-те могут по-вто-рять-ся.
45. Задание №8BE996
Аб-со-лют-ная влаж-ность воз-ду-ха, на-хо-дя-ще-го-ся в ци-лин-дри-че-ском со-су-де под порш-нем, равна . Тем-пе-ра-ту-ра газа в со-су-де равна 100 °С. Как и во сколь-ко раз тре-бу-ет-ся изо-тер-ми-че-ски из-ме-нить объем со-су-да для того, чтобы на его стен-ках об-ра-зо-ва-лась роса?
1) умень-шить при-бли-зи-тель-но в 2 раза 2) уве-ли-чить при-бли-зи-тель-но в 20 раз
3) умень-шить при-бли-зи-тель-но в 20 раз 4) уве-ли-чить при-бли-зи-тель-но в 2 раза
46. Задание №8BE999
В экс-пе-ри-мен-те уста-нов-ле-но, что при тем-пе-ра-ту-ре воз-ду-ха в ком-на-те на стен-ке ста-ка-на с хо-лод-ной водой на-чи-на-ет-ся кон-ден-са-ция паров воды из воз-ду-ха, если сни-зить тем-пе-ра-ту-ру ста-ка-на до . По ре-зуль-та-там этих экс-пе-ри-мен-тов опре-де-ли-те от-но-си-тель-ную влаж-ность воз-ду-ха. Для ре-ше-ния за-да-чи вос-поль-зуй-тесь таб-ли-цей. Из-ме-нит-ся ли от-но-си-тель-ная влаж-ность при по-вы-ше-нии тем-пе-ра-ту-ры воз-ду-ха в ком-на-те, если кон-ден-са-ция паров воды из воз-ду-ха будет на-чи-на-ет-ся при той же тем-пе-ра-ту-ре ста-ка-на ? Дав-ле-ние и плот-ность на-сы-щен-но-го во-дя-но-го пара при раз-лич-ной тем-пе-ра-ту-ре по-ка-за-но в таб-ли-це:
| 7,7 | 8,8 | 10,0 | 10,7 | 11,4 | 12,11 | 12,8 | 13,6 | 16,3 | 18,4 | 20,6 | 23,0 | 25,8 | 28,7 | 51,2 | 130,5 |
Период математического маятника. Кинетическая и потенциальная энергия, удельная теплоёмкость свинца. Сила тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока. Относительная влажность воздуха, количество теплоты. Фотоэффект с поверхности металла.
Решение задач по физике.
Тренировочные задания ЕГЭ уровня "В" и "С" в 2010 году.
Вариант 1 Задача № В1.Гиря массой 2 кг подвешена на длинном тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10см, а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник с периодом 1с. Что произойдёт с периодом, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 20см?Решение.Так как период математического маятника определяется по формуле:, а частотаТ.е. не зависят от амплитуды колебаний, то и период и частота колебаний не изменятся.Потенциальная энергия увеличится, т.к чем больше амплитуда, тем на большую высоту поднимается гиря - .Физические величины. Их изменение.А) период 1) увеличитсяБ) частота 2) уменьшитсяВ) максимальная потенциальная 3) не изменится энергия.Ответ:Задача № В2.
Камень брошен вертикально вверх. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вверх и если изменяются, то как? Влиянием сопротивления воздуха пренебречь.
А) скорость 1) не изменяется
Б) ускорение 2) увеличивается
Г) потенциальная энергия
Объяснение. Скорость тела при движении вверх уменьшается, так как сила тяжести направлена противоположно движению. Ускорение остаётся постоянным, так как
Кинетическая энергия определяется по формуле, поэтому как и скорость уменьшается.
Потенциальная энергия определяется по формуле, поэтому увеличивается.
Задача В3.
Температура небольшого свинцового шара при падении на массивную плиту стальную плиту с высоты 6,5 м повысилась на 0,5 0 С. Пренебрегая потерями энергии на теплопередачу окружающим телам, определите по результату этого эксперимента удельную теплоёмкость свинца. Ускорение свободного падения принять равным 10м/с 2 .
Так как на высоте h тело обладает потенциальной энергией, определяемой по формуле, а на нагревание тела теплота, то по закону сохранения энергии Отсюда получаем:
Ответ: 130 Дж/кг К.
Задача В4.
Вычислите силу тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом резистора с электрическим сопротивлением 2 Ом. Ответ запишите числом, выраженным в амперах.
Получаем
Ответ: 2А.
Задача В5.
Фокусное расстояние собирающей линзы 15см. На каком расстоянии от линзы находится изображение предмета, расположенного на расстоянии 20 см от линзы? Ответ запишите числом, выраженным в сантиметрах.
Ответ: 60 см
Задача С1.
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 0 С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 12 0 С. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и 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.
Относительную влажность воздуха определим по формуле: %, где р - парциальное давление, Р 0 -давление насыщенного пара, которое при данной температуре берём из таблицы. Парциальное давление в условии данной задачи берём из таблицы при температуре, при которой начинается конденсация пара. Получаем Р 0 =3200Па, р=1400Па.
Абсолютная влажность воздуха равна плотности пара при данной температуре, т.е. 20,6г/м 3 , либо можно считать равной парциальному давлению при этой температуре, которое равно давлению насыщенного пара при температуре конденсации. Конденсация паров воды в воздухе может начинаться при разных значениях температур по той причине, что относительная влажность бывает разной. При большей относительной влажности концентрация водяного пара в воздухе больше, поэтому при большей температуре этот водяной пар станет насыщенным, т.е. Конденсация начнётся при большей температуре, чем когда относительная влажность будет меньше.
Задача С2.
В аттракционе человек массой 70 кг движется на тележке по рельсам и совершает "мёртвую петлю" в вертикальной плоскости. С какой скоростью движется тележка в верхней точке круговой траектории радиусом 5 м, если в этой точке сила давления человека на сидение тележки равна 700Н? Ускорение свободного давления принять равным 10м/с 2 . Решение: изобразим на чертеже траекторию движения и силы, действующие на человека в верхней точке: По второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение:
В скалярной форме это уравнение имеет вид:
Где F T =mg: отсюда найдём ускорение:
Так как центростремительное ускорение определяется по формуле: , то получаем формулу скорости:
Ответ: 10м/с.
Задача С3.
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?
Q 123 =Q 12 +Q 23
Q 12 =A 12 +ДU 12" где А 12 =РДV=P 1 (V 2 -V 1),
тогда общее количество теплоты будет равно: Q 123 =50+90=140кДж. Тепло будет получено.
Ответ: 140 кДж.
Задача С4.
При коротком замыкании выводов аккумулятора сила тока в цепи равна I 1 =12 А.
При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы с электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна I 2 =2А. По результатам этих экспериментов определите ЭДС генератора.
По закону Ома для полной цепи в случае короткого замыкания, где r -сопротивление источника тока. Внешнее сопротивление в этом случае равно 0.
Если внешнее сопротивление отлично от 0, то закон Ома для полной цепи имеет вид:
Выразив из двух уравнений, получим систему уравнений:
тогда ЭДС источника будет равно:
подставив данные, получим:
Ответ: 12В.
Задача С5.
У самой поверхности в реке летит комар, Стая рыб находится на расстоянии 2 м от поверхности воды. Каково максимальное расстояние до комара, на котором он ещё виден рыбам на этой глубине? Относительный показатель преломления света на границе воздух - вода равен 1,33.
Изобразим расположение стаи рыб и комара на поверхности воды: В точке А находятся рыбы, в точке В - комар. По закону преломления имеем формулу: , где -показатель преломления воды, для воздуха показатель преломления равен 1. Для того, чтобы рыбы увидели комара, угол преломления должен быть равен 90 0 . Для угла по определению синуса имеем:
Тогда для определения расстояния r получаем формулу:
Ответ: 2,66м.
Задача С6.
Фотоэффект с поверхности данного металла наблюдается при частоте излучения не менее 6 10 14 Гц. Найдите частоту падающего света, если вылетающие с поверхности металла фотоэлектроны полностью задерживаются сеткой, потенциал которой относительно металла составляет 3В.
По закону сохранения энергии для фотоэффекта в случае падения света с частотой, соответствующей красной границе фотоэффекта и для большей частоты получаем два уравнения:
Так как работа электрического тока по перемещению заряженной частицы равна изменению кинетической энергии этой частицы, т.е.
получаем второе уравнение для фотоэффекта в виде:
Вычитая из второго уравнения первое, получаем:
Подставим данные и произведём вычисления:
Ответ: 1,3 10 15 Гц.
Вариант 2 Задача В1.Гиря массой 2кг подвешена на тонком шнуре. Если её отклонить от положения равновесия на 10 см. а затем отпустить, она совершает свободные колебания как математический маятник. Что произойдёт с периодом колебаний гири, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет равно 5 см?Решение.Так как период математического маятника определяется по формуле:, а частотаТ. е. не зависят от амплитуды колебаний, то и период и частота колебаний не изменятся.Потенциальная энергия уменьшится, т.к чем меньше амплитуда, тем на меньшую высоту поднимается гиря - .Физические величины. Их изменение.А) период 1) увеличитсяБ) частота 2) уменьшитсяВ) максимальная потенциальная 3) не изменитсяэнергия.Ответ:Задача В2.
Камень свободно падает вертикально вниз. Изменяются ли перечисленные в первом столбце физические величины во время его движения вниз и если изменяются, то как? Установите соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и возможными видами их изменений, перечисленными во втором столбце. Влиянием сопротивления пренебречь.
Физические величины. Их изменения.
А) скорость 1) не изменяется
Б) ускорение 2) увеличивается
В) кинетическая энергия 3) уменьшается.
Г) потенциальная энергия
Объяснение. Скорость тела при движении вниз увеличивается, так как сила тяжести направлена по движению. Ускорение остаётся постоянным, так как.
Кинетическая энергия определяется по формуле, поэтому как и скорость увеличивается. Потенциальная энергия определяется по формуле, поэтому уменьшается. Ответ:
Задача В3.
Температура небольшого свинцового шара при падении на массивную стальную плиту повысилась на 1 0 С. Пренебрегая потерями энергии на теплопередачу окружающим телам. Определите по результату этого эксперимента высоту, с которой упал шар. Удельная теплоёмкость свинца 130 Дж/ (кг К). Ускорение свободного падения принять равным
10 м/с 2 . Ответ запишите числом, выраженным в метрах.
Так как на высоте h тело обладает потенциальной энергией, определяемой по формуле, а на нагревание тела теплота, то по закону сохранения энергии
Отсюда получаем:
Ответ: 13м.
Задача В4.
Вычислите силу тока в цепи при подключении к источнику постоянного тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом резистора с электрическим сопротивлением 4 Ом. Ответ запишите числом, выраженным в амперах.
По закону Ома для полной цепи сила тока определяется по формуле:
Получаем
Ответ: 2А.
Задача В5.
Фокусное расстояние собирающей линзы 15см. На каком расстоянии от линзы находится предмет, действительное изображение которого получено на расстоянии 60 см от линзы? Ответ запишите числом, выраженным в сантиметрах.
По формуле тонкой собирающей линзы имеем:
Отсюда получаем: , подставим данные:
Ответ: 20 см
Задача С1.
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 25 0 С на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 14 0 С. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Изменится ли относительная влажность при повышении температуры воздуха в комнате, если конденсация паров воды из воздуха будет начинаться при той же температуре стакана 14 0 С. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре.
Относительную влажность воздуха определим по формуле:
где р - парциальное давление, Р 0 -давление насыщенного пара, которое при данной температуре берём из таблицы. Парциальное давление в условии данной задачи берём из таблицы при температуре, при которой начинается конденсация пара. Получаем Р 0 =3200Па, р=1600Па.
Отсюда влажность воздуха равна:
При повышении температуры давление насыщенного пара станет больше, парциальное же давление не изменится, так как конденсация происходит при той же температуре. Поэтому относительная влажность в этом случае уменьшится.
Задача С2.
В аттракционе человек массой 60 кг движется на тележке по рельсам и совершает "мёртвую петлю" в вертикальной плоскости по круговой траектории радиусом 5м. Какова сила давления человека на сидение тележки при скорости прохождения нижней точки 10м/с? Ускорение свободного давления принять равным 10м/с 2 .
Решение: изобразим на чертеже траекторию движения и силы, действующие на человека в верхней точке:
По второму закону Ньютона векторная сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение:
в скалярной форме это уравнение имеет вид:
где F T =mg: отсюда найдём силу реакции опоры: N=mg+ma. Так как центростремительное ускорение определяется по формуле: , то получаем формулу: N=m (g+v 2 /R).
Подставим данные и произведём вычисления: N=60 (10+100/5) =1800H
По третьему закону Ньютона сила давления человека на сиденье по модулю равна силе реакции опоры, т.е. F д =N, F д =1800H
Ответ: 1800Н.
Задача С3.
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?
Общее количество теплоты определим по формуле:
Q 123 =Q 12 +Q 23
Q 12 =A 12 +ДU 12" где А 12 =РДV=0
ДU=3/2нRДT=3/2V 1 (P 2 -P 1)
тогда количество теплоты на участке 1-2 будет равно:
Q 12 =3/2 1 (10-30)= -30кДж.
Количество теплоты на участке 2-3 будет равно:
Q 23 =A 23 +ДU 23 ; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2)=
5/2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2 10 (3-1)=50 кДж,
тогда общее количество теплоты будет равно: Q=-30+50=20кДж
Тепло будет получено.
Ответ: 20 кДж.
Задача С4.
Катод фотоэлемента с работой выхода 4,42 10 -19 Дж освещается светом с частотой
1,0 10 15 Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3 10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?
По закону сохранения энергии для фотоэффекта имеем формулу:
hн =Aвых + E k , E k =mv 2 /2, тогда hн=Aвых + mv 2 /2.
Отсюда определим скорость электрона:
В магнитном поле на заряженную частицу действует сила Лоренца, которая определяется по формуле: F=qvBsinб, т.к угол равен 90 0 С, то sinб=1, тогда F=qvB.
По второму закону Ньютонам сила F=ma.
Приравнивая две формулы, получаем равенство: qvB=ma. Ускорение определяем по формуле: a=v 2 /R, отсюда qvB=m v 2 /R, упрощая, получаем:
R = mv/qB, подставив данные, произведём вычисления:
R=9,1 10 -31 6,92 10 5 / (1,6 10 -19 8,3 10 -4) =4,74 10 -3 м=4,74мм
Ответ: 4,74 мм.
Задача С5.
Бассейн глубиной 4 м заполнен водой, относительный показатель преломления на границе воздух - вода 1,33. Какой кажется глубина бассейна наблюдателю, смотрящему в воду вертикально вниз?
По закону преломления, где -показатель преломления воды, 1 - показатель преломления воздуха. Из треугольников АВС и МВС находим катет х: x=h tgв, x=H tgб. Так как левые части равны, значит раны и правые части, получаем уравнение: h tgв= H tgб, отсюда h= H tgб/ tgв. Углы б и в берём очень малые, поэтому sinб= tgб, sin в= tgв. Получаем равенство:
h=H sinб/ sin в =H/n, получаем: h=4/1,33=3 м.
Ответ: 3 м.
Задача С6.
Используя таблицы масс атомных ядер и элементарных частиц, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода - дейтерия и трития:
Массы атомных ядер
Название элемента | Масса атомного ядра изотопа | ||||
1, 6726 10 -27 кг | 1, 00727 а. е. м. | ||||
3, 3437 10 -27 кг | 2,01355а. е. м. | ||||
5, 0075 10 -27 кг | 3,01550 а. е. м. | ||||
5,0066 10 -27 кг | 3,01493а. е. м. | ||||
6,6449 10 -27 кг | 4,00151а. е. м. | ||||
Алюминий | 44,7937 10 -27 кг | 26,97441 а. е. м. | |||
алюминий | 49,7683 10 -27 кг | 29,97008а. е. м. |
Найдём энергию, которая выделяется при синтезе одного ядра по формуле: , где - разность масс между массами, вступающими в реакцию и массами, полученными в результате реакции, с - скорость света в вакууме, с=3 10 8 м/с.
Количество ядер, содержащихся в массе 1 кг гелия, найдём по формуле:
Тогда полная энергия будет равна: Е=Е 1 N; подставим данные и произведём вычисления:
Е=1,5 10 26 0,2817 10 -11 =4,2 10 14 Дж
Ответ: 4,2 10 14 Дж
Литература 1. О.Ф. Кабардин, С.И. Кабардина "Типовые тестовые задания", Издательство "Экзамен" Москва 2010г.2. Ю.Г. Павленко "Начала физики", учебник, Издательство "Экзамен", Москва 2005г.3. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев "Физика, 11 класс", Москва 2009г. Издательство "Просвещение".|
Чтобы скачать работу бесплатно нужно вступить в нашу группу ВКонтакте . Просто кликните по кнопке ниже. Кстати, в нашей группе мы бесплатно помогаем с написанием учебных работ. Через несколько секунд после проверки подписки появится ссылка на продолжение загрузки работы.  |
|
| Бесплатная оценка | |
Чему равен период колебаний Т маятника, если за погрешность измерений экспериментатор принял цену деления секундомера?
1) (4,12 ± 0,02) с 3) (4,12 ± 0,01) с
2) (4,12 ± 0,2) с 4) (4,12 ± 0,1) с
Ответ:_________(2 балла)
24. Чтобы как можно более точно найти объём тела путём его погружения в воду, учащимся было предложено провести измерения, используя два измерительных цилиндра с водой (см. рис.) Сравнивать результаты измерений учащиеся должны были с учётом абсолютных инструментальных погрешностей измерения и абсолютных погрешностей отсчёта. Каждую из учитываемых погрешностей условились считать равной цене деления измерительного цилиндра.
Отвечая на вопрос задания, экспериментаторы получили четыре разных результата.
Из представленных ниже записей, выберите верное значение измеренного объема тела, полученное с наименьшей погрешностью
1) первый цилиндр, (10±10) см 3
2) первый цилиндр, (10±5) см 3
3) второй цилиндр, (10±4) см 3
4) второй цилиндр, (10±2) см 3
Ответ:_________(2 балла)
25. В лифте, движущемся вверх с ускорением 2 м/с 2 , находится пассажир массой 50 кг. Чему равен модуль силы тяжести, действующей на пассажира?
Ответ:__________Н(4 балла)
26. Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и совершил работу 100 Дж. Насколько увеличилась при этом внутренняя энергия газа?
Ответ:__________Дж(4 балла)
27. Колебательный контур состоит из конденсатора электроёмкостью 50 мкФ и катушки индуктивностью 2 Гн. Чему равна циклическая частота со свободных электромагнитных колебаний?
Ответ:__________рад/с(4 балла)
28. В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в бане 60°С на стенке стакана с водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 29°С. По результатам этих экспериментов определите относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. При повышении температуры воздуха в комнате конденсация паров воды из воздуха начинается при той же температуре стакана 29°С. Изменилась ли относительная влажность воздуха?
Ответ:__________%(4 балла)
Решение задач 29 - 32 приводится в бланке решений А-1. Оно должно быть полным; включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.
29. В аттракционе человек массой 100 кг совершает «мёртвую петлю» в вертикальной плоскости. Когда вектор скорости был направлен вертикально вниз, сила нормального давления человека на сиденье была 2000 Н. Найдите скорость тележки в этой точке при радиусе круговой траектории 5 м.
Ответ: ______________(6 баллов)
30. На диаграмме (см. рисунок) представлены изменения давления и объёма идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?
31. В однородном магнитном поле с индукцией 1,67·10 -5 Тл протон движется перпендикулярно вектору индукции В со скоростью 8 км/с. Определите радиус траектории протона.
Ответ: ______________(6 баллов)
32. При взрыве термоядерной бомбы освобождается энергия 8,3·10 16 Дж. Эта энергия получается в основном за счёт деления ядер урана 238. При делении одного ядра урана 238 освобождается 200 МэВ, масса ядра равна примерно 238 а.е.м. Вычислите массу ядер урана, испытавших деление при взрыве, и суммарный дефект массы.
Ответ: ______________(6 баллов)
Бланк исправлений Б
1 – На рисунке представлен график зависимости проекции v x скорости автомобиля от времени t. Каким графиком верно представлена проекция ускорения автомобиля в интервале от момента времени 4 с до момента 6 с?
2 – На рисунке показана траектория движения тела, брошенного под некоторым углом к горизонтальной поверхности Земли. В точке А этой траектории направление вектора скорости обозначено стрелкой 1; траектория движения тела и все векторы лежат в плоскости, перпендикулярной поверхности Земли. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Какое направление имеет вектор ускорения тела в системе отсчёта Земля? В ответе укажите номер соответствующей стрелки.
3 – Человек массой 50 кг прыгает из неподвижной лодки массой 100 кг на берег с горизонтальной скоростью 3 м/с относительно лодки. С какой скоростью движется лодка относительно Земли после прыжка человека, если сопротивление воды движению лодки пренебрежимо мало?
Ответ: _____ м/с
4 – Чему равен вес человека в воде с учётом действия силы Архимеда? Объём человека V= 50 дм 3 , плотность тела человека 1036 кг/м 3 .
Ответ: _____ H
5 – 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 – Скорость тела за 6 секунд изменилась от 0 м/с до 6 м/с.
2 – Тело двигалось равноускорено в течение первых 6 секунд и не двигалось в интервале от 6 до 7 секунд.
3 – Тело двигалось равнозамедленно в течение первых 6 секунд и не двигалось в интервале от 6 до 7 секунд.
4 – В интервале времени 4-6 секунд скорость увеличивалась прямо пропорционально времени движения, тело двигалось с постоянным ускорением.
5 – Ускорение тела на пятой секунде движения равно 1,5 м/с2.
6 – Гиря массой 2 кг подвешена на тонком шнуре длиной 5 м. Если её отклонить от положения равновесия, а затем отпустить, она совершает свободные колебания, как математический маятник. Что произойдёт с периодом колебаний гири, максимальной потенциальной энергией гири и частотой её колебаний, если начальное отклонение гири будет изменено с 10 см на 20 см?
1 – увеличится
2 – уменьшится
3 – не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
7 – Материальная точка движется со скоростью равномерно, прямолинейно и сонаправленно с осью координат ОХ. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
8 – На графике представлено, как изменялась с течением времени температура 0,1 кг воды, находящейся в начальный момент в кристаллическом состоянии при температуре -100 0 С, при постоянной мощности теплопередачи 100 Вт.
По графику на рисунке определите, в течение какого времени внутренняя энергия воды повышалась.
Решение
График показывает, что температура льда непрерывно повышалась и через 210 с достигла значения 0 0 С. Следовательно, кинетическая энергия молекул льда повысилась.
Затем 333 с льду передавали каждую секунду количество теплоты 100 Дж, но температура тающего льда и образующейся при этом воды не изменилась. Полученное в течение 333 с от нагревателя количество теплоты 33300 Дж вызвало полное таяние льда. Эта энергия израсходована на разрыв прочных связей молекул воды в кристалле, на увеличение расстояния между молекулами, т.е. на увеличение потенциальной энергии их взаимодействия.
После того как весь лед расплавился, начался процесс нагревания воды. Температура воды за 418 с повысилась на 100 0 С, т.е. кинетическая энергия воды увеличилась.
Так как внутренняя энергия равна сумме кинетической энергии всех молекул и потенциальной энергии их взаимодействия, то следует вывод – внутренняя энергия воды повышалась на протяжении всего эксперимента в течение 961 с.
Ответ: 961 с
9 – Идеальный газ в некотором процессе, показанном на графике, совершил работу 300 Дж. Какое количество теплоты было передано газу?
Ответ: _____ Дж
10 – В закрытом помещении при температуре воздуха 40 °С конденсация паров воды на стенке стакана с водой начинается при охлаждении воды в стакане до 16 °С.
Чему будет равна точка росы в этом помещении, если весь воздух помещения охладить до 20 °С?
Ответ: _____ °С
11 – Разноимённые электрические заряды притягиваются друг к другу вследствие того, что
1 – один электрический заряд способен мгновенно действовать на любой другой электрический заряд на любом расстоянии
2 – вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на электрические поля других зарядов
3 – вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на другие электрические заряды
4 – существует гравитационное взаимодействие
Какое из приведённых выше утверждений верно?
Ответ: _____
Решение :
Разноименные электрические заряды притягиваются друг к другу вследствие того, что вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле, способное действовать на другие электрические заряды.
Ответ: 3
12 – В физическом эксперименте в течение нескольких секунд было зафиксировано движение тела на горизонтальном и прямолинейном участке пути из состояния покоя. По данным эксперимента были построены графики (А и Б) зависимости от времени двух физических величин.
Каким физическим величинам, перечисленным в правом столбце, соответствуют графики А и Б?
К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: _____
Решение :
На горизонтальном участке пути положение центра масс тела не изменяется, следовательно, потенциальная энергия тела остается неизменной. Ответ 4 исключается из верных.
Ответ 2 исключается из верных, т.к. ускорение при равноускоренном движении – величина постоянная.
При равноускоренном движении из состояния покоя путь вычисляется по формуле s = a * t 2 /2 . Данной зависимости соответствует график Б.
Скорость при равноускоренном движении из состояния покоя вычисляется по формуле v = a * t . Данной зависимости соответствует график А.
Ответ: 13
13 – Положительно заряженная частица А движется перпендикулярно плоскости рисунка в направлении к наблюдателю. Точка Б находится в плоскости рисунка. Как направлен в точке Б (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор индукции магнитного поля, создаваемого движущейся частицей А? ответ запишите словом (словами).
Ответ: _____
Решение :
Если рассматривать движение положительно заряженной частицы как электрический ток в проводнике, который расположен перпендикулярно плоскости рисунка, то буравчик (правый винт) направляем по току, а вращение буравчика по отношению наблюдателя будет против часовой стрелки. В этом случае линии магнитной индукции будут направлены против часовой стрелки. Так как вектор магнитной индукции магнитного поля электрического тока совпадает с касательной к линии магнитной индукции, то вектор индукции в точке Б направлен вверх.
Ответ: вверх
14 – Чему равно напряжение на участке цепи АВ (см. рисунок), если сила тока через резистор сопротивлением 2 Ом равна 2 А?
15 – Расположение плоского зеркала MN и источника света S представлено на рисунке. Каково расстояние от источника S до его изображения в зеркале MN?
Расположение плоского зеркала MN и источника света S представлено на рисунке. Каково расстояние от источника S до его изображения в зеркале MN?
Ответ:_____
Решение :
Изображение источника света в плоском зеркале расположено симметрично относительно плоскости зеркала. Поэтому изображение в зеркале находится точно на таком же расстоянии от плоскости зеркала, на каком находится источник света.
Ответ: 4 м
На графиках представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока от напряжения на концах нити электрической лампы и сопротивления нити лампы от силы тока.
Анализируя данные, ответьте на вопрос: что произошло с лампой в данном эксперименте? Выберите из приведенных ниже два утверждения, соответствующие результатам экспериментального исследования.
1 – Нить лампы нагревалась протекающим током, повышение температуры металла нити привело к уменьшению его удельного электрического сопротивления и возрастанию сопротивления R нити лампы - график R(I).
2 – Нить лампы нагревалась протекающим током, повышение температуры металла нити привело к увеличению его удельного электрического сопротивления и возрастанию сопротивления R нити лампы - график R(I).
3 – Нелинейность зависимостей I(U) и R(I) объясняется слишком большой погрешностью измерений.
4 – Полученные результаты противоречат закону Ома для участка цепи.
5 – С возрастанием сопротивления нити лампы уменьшался ток через нить лампы - зависимость I(U).
Ответ: _____
Решение :
Нить лампы нагревалась электрическим током. С повышением температуры металла его удельное сопротивление растет. Следовательно возрастает сопротивление нить лампы. Это приводит к уменьшению тока через нить лампы.
Ответ: 25
17 – К источнику постоянного тока была подключена одна электрическая лампа, электрическое сопротивление которой равно внутреннему сопротивлению источника тока. Что произойдет с силой тока в цепи, напряжением на выходе источника тока и мощностью тока на внешней цепи при подключении последовательно с этой лампой второй такой же лампы?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1 – увеличение
2 – уменьшение
3 – неизменность
Запишите в таблицу выбраные цифры для каждой физической величины. Цифры могут повторяться.
18 – На графиках А и Б показаны зависимости одних физических величин от других физических величин. Установите соответствие между графиками А и Б и перечисленными ниже видами зависимости. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1 – зависимость числа радиоактивных ядер от времени
2 – зависимость напряжения от относительного удлинения
3 – зависимость удельной энергии связи нуклонов в атомных ядрах от массового числа ядра
4 – зависимость индукции магнитного поля в веществе от индукции намагничивающего поля.
Решение :
На графике А показана зависимость числа радиоактивных ядер от времени (закон радиоактивного распада).
На графике Б показана зависимость удельной энергии связи нуклонов в атомных ядрах от массового числа ядра.
Ответ: 13
19 – В результате серии радиоактивных распадов U-238 превращается в свинец Pb-206. Какое количество α-распадов и β-распадов он испытывает при этом?
Ответ: _____
Решение :
При каждом -распаде заряд ядра уменьшается на 2, а его масса убывает на 4. При β-распаде заряд ядра увеличивается на 1, а масса практически не меняется. Запишем уравнения:
82=(92-2nα)+nβ
Из первого уравнения: 4nα=32, количество α-распадов 8.
Из второго уравнения: 82=(92-16)+nβ=76+nβ,
82-76=nβ, 6=nβ, количество β-распадов 6.
Ответ: 8 6
20 – При освещении металлической пластины монохроматическим светом с частотой ν происходит фотоэффект. Максимальная кинетическая энергия освобожденных электронов равна 2 эВ. Чему равно значение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов при освещении этой пластины монохроматическим светом с частотой 2ν?
Ответ: _____ эВ
21 – При очень медленном движении поршня в цилиндре закрытого воздушного насоса объём воздуха уменьшился. Как изменяются при этом давление, температура и внутренняя энергия 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.
Решение :
При очень медленном движении поршня в цилиндре закрытого воздушного насоса в результате теплообмена с окружающей средой температура воздуха в нем не изменяется. При изотермическом сжатии газа произведение давления газа на его объем остается неизменным, поэтому при уменьшении объема воздуха его давление увеличивается. При изотермическом процессе внутренняя энергия не изменяется.
Ответ: 133
22 – На рисунке представлен секундомер, справа от него дано увеличенное изображение шкалы и стрелки. Стрелка секундомера делает полный оборот за 1 минуту.
Запишите показания секундомера, учитывая, что погрешность измерения равна цене деления секундомера.
Ответ: (____± ____) с
23 – В эксперименте была поставлена задача определить ускорение бруска при скольжении вниз по наклонной плоскости длиной l (1).
Сначала была получена формула для расчёта ускорения:
Затем был исполнен подробный рисунок с размерами наклонной плоскости а (2), с (3) и положением векторов сил и их проекций.
Значение коэффициента трения μ (4) дерева по дереву экспериментатор взял из справочных данных. Сила трения F тр (5) и сила тяжести mg (6) были измерены динамометром.
Какими из помеченных цифрами величин достаточно воспользоваться, чтобы определить ускорение бруска?
Решение :
Ускорение можно найти, зная коэффициент трения µ, размеры а, с, l наклонной плоскости и вычислив значения cosα = c / l и sinα = a / l .
Ответ: 1234
24 – Идеальный газ совершил работу 300 Дж, и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 300 Дж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе?
25 – Тело массой 2 кг под действием силы F перемещается вверх на наклонной плоскости на расстояние l = 5 м, расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на h = 3 м. Сила F равна 30 Н. Какую работу при этом перемещении совершила сила F? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с 2 , коэффициент трения μ = 0,5.
Решение :
При переходе из начального в конечное состояние объем газа увеличивается, следовательно, газ совершает работу. По первому закону термодинамики:
Переданное газу количество теплоты Q равно сумме изменения внутренней энергии за и работы, совершенной газом:
Внутренняя энергия газа в состояниях 1 и 3 выражается через значения давления и объема газа:
Работа при переходе газа из состояния 1 в состояние 3 равна:
Количество теплоты, полученное газом:
Положительное значение Q означает, что газ получил количество теплоты.
30 – При коротком замыкании выводов аккумулятора сила тока в цепи равна 12 В. При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна 2 А. По результатам этих экспериментов определите ЭДС аккумулятора.
Решение :
По закону Ома для замкнутой цепи при коротком замыкании выводов аккумулятора сопротивление R стремится к нулю. Сила тока в цепи равна:
Отсюда внутреннее сопротивление аккумулятора равно:
При подключении к выводам аккумулятора лампы сила тока в цепи равна:
Отсюда получаем:
31 – У самой поверхности воды в реке летит комар, стая рыб находится на расстоянии 2 м от поверхности воды. Каково максимальное расстояние до комаров, на котором он еще виден рыбам на этой глубине? Относительный показатель преломления света на границе воздух-вода равен 1,33.
Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства