Объяснение Григория Левиева.
Единый государственный экзамен По ФИЗИКЕ КИМ №0010000316 Задание 1 Покоившееся точечное тело начинает движение вдоль оси Ox. На рисунке показан график зависимости проекции ax ускорения этого тела от времени t.
Определите, какой путь в метрах прошло тело за третью секунду движения. Решение. В течение третьей секунды движения (с момента времени от 2 с до 3 с) тело двигалось равномерно, так как его ускорение равно нулю. В начале третьей секунды скорость тела равна
Таким образом, за третью секунду тело прошло путь
Ответ: 8 Задание 2 На рисунке представлены три вектора сил, лежащих в одной плоскости и приложенных к одной точке.
Масштаб рисунка таков, что сторона одного квадрата сетки соответствует модулю силы 1 H. Определите модуль вектора равнодействующей трех векторов сил. (Ответ дайте в ньютонах.) Решение. Из рисунка видно, что равнодействующая сил
Используя масштаб рисунка, находим окончательный ответ
Ответ: 10 Задание 3 Телу массой 1 кг, находящемуся у основания шероховатой наклонной плоскости, сообщили начальную скорость 2 м/св направлении вверх вдоль наклонной плоскости. Через некоторое время тело вернулось в исходную точку, имея вдвое меньшую кинетическую энергию. Какую работу совершила сила трения за время движения тела? Решение. По теореме о кинетической энергии, изменение кинетической энергии равно работе внешних сил. Единственной силой, совершающей работу, является сила трения. Тогда: Ответ: -1 Задание 4
Под действием силы тяжести mg груза и силы F рычаг, представленный на рисунке, находится в равновесии. Вектор силы F перпендикулярен рычагу. Расстояния между точками приложения сил и точкой опоры, а также проекции этих расстояний на вертикальную и горизонтальную оси указаны на рисунке. Если модуль силы тяжести, действующей на груз, равен 1500 Н, то каков модуль силы F? (Ответ дайте в ньютонах.) Решение. Одним из условий равновесия рычага является то, что полный момент всех внешних сил относительно любой точки равен нулю. Рассмотрим моменты сил относительно опоры рычага. Момент, создаваемый силой F, равен
Ответ: 240 Задание 5
На рисунке показана система, состоящая из трёх лёгких блоков и невесомого троса, с помощью которой можно удерживать в равновесии или поднимать груз массой M. Подвес груза и конец троса прикреплены к оси нижнего блока. Трение пренебрежимо мало. На основании анализа приведённого рисунка выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера. 1) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой 2) Изображённая на рисунке система блоков не даёт выигрыша в силе. 3) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 3h. 4) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 2h. 5) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой Решение. Система состоит из двух неподвижных блоков и одного подвижного. Неподвижные блоки меняют направление силы, но не дают выигрыша. Данный подвижный блок даёт дополнительный выигрыш в силе в 3 раза (в отличие от подвижного блока, дающего выигрыш в 2 раза, в котором один из концов троса закреплён на неподвижной опоре, здесь трос прикреплён к этому же подвижному блоку). Таким образом, если на груз действует сила тяжести Для того чтобы поднять груз на высоту h, необходимо, чтобы три верёвки, присоединенные к грузу через подвижный блок, стали короче на h, а значит, придётся вытянуть веревку длиной 3h(утверждение 3 верно, утверждение 4 неверно). Таким образом, подвижный блок даёт выигрыш в силе, но проигрыш в расстоянии и, тем самым, они не изменяют величину работы по подъёму груза. Ответ: 35. Объяснение Григория Левиева. Поднимем груз рукой, а не за веревку, на 1 метр. Провиснут три веревки. Чтобы убрать провисание, т. е. чтобы веревки оказались вновь натянутыми, нужно свободный конец веревки вытянуть на 3 м. Когда поднимаем за веревку провисания не возникает. Это значит, что при перемещении груза на 1 м (или сантиметр), конец веревки, за который тянем, перемещается на 3 м. Теперь переходим к силам. Если груз поднялся на h, его энергия выросла на величину mgh. Это увеличение энергии произошло за счет работы силы F, приложенной к концу веревки mgh = A = F · 3h, откуда F = mg/3. Ответ: 35|53 Задание 6 Пластилиновый шар, двигаясь по гладкой горизонтальной плоскости, столкнулся с покоящимся металлическим шаром. После столкновения шары продолжили двигаться раздельно, но пластилиновый шар оказался деформированным. Как в результате изменились следующие физические величины: суммарная кинетическая энергия шаров, внутренняя энергия шаров, величина суммарного импульса шаров? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
Решение. Поскольку на систему не действует никаких внешних сил полный импульс системы при столкновении не изменяется (В — 3). То, что пластилиновый шар при столкновении деформировался, означает, что часть кинетической энергии системы перешла во внутреннюю энергию шаров, шары нагреваются во время удара. Таким образом, суммарная кинетическая энергия шаров уменьшается (А — 2), а внутренняя энергия шаров — увеличивается (Б — 1). Ответ: 213 Задание 7
После удара шайба массой m начала скользить со скоростью
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Решение. Силы, действующие на шайбу: сила тяжести Проекция на Oy: Проекция на Ox: По определению Тогда Ответ: 42 Задание 8 В закрытом сосуде с жёсткими стенками содержится идеальный газ при температуре 27 °С. Температуру газа повысили до 147 °С. Во сколько раз изменилось давление этого газа? Ответ округлите до десятых долей. Решение. Идеальный газ в сосуде нагревается изохорно. Следовательно, согласно закону Шарля Ответ: 1,4 Задание 9 Температура нагревателя тепловой машины 900 К, температура холодильника на 300 К меньше, чем у нагревателя. Каков максимально возможный КПД машины? (Ответ дайте в процентах, округлив до целых.) Решение. Температура холодильника равна
Ответ: 33 Задание 10
Два моля идеального одноатомного газа совершают процесс, график которого изображён на рисунке. Определите, какое количество теплоты было передано газу в этом процессе. Ответ выразите в кДж и округлите до целого числа. Решение. На графике изображен изохорный процесс, а значит, работа газа равна нулю. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, переданное газу в этом процессе пойдет только на увеличение внутренней энергии газа. Тогда
Ответ: 10 Задание 11
В закрытом сосуде объёмом 8,3 литра находится одноатомный идеальный газ при температуре 127 °C. Начиная с момента времени t = 0 давление газа p изменяется так, как показано на приведённом графике. На основании анализа графика выберите два верных утверждения. 1) Количество теплоты, переданное газу за первые 10 минут, равно 74,7 кДж. 2) Работа газа за первые 10 минут меньше, чем работа газа за следующие 10 минут. 3) Изменение внутренней энергии газа за первые 20 минут равно 149,4 кДж. 4) В момент времени t = 25 мин температура газа станет равной 407,5 К. 5) Число молей газа в сосуде равно 2. Решение. Сосуд закрытый, поэтому объём газа не будет меняться. Количество теплоты, переданное газу за первые 10 минут, равно:
Значит, утверждение 1 неверно. В изохорном процессе работа газа равна нулю (за любой промежуток времени). Значит, утверждение 2 неверно. Изменение внутренней энергии газа за первые 20 минут равно:
Значит, утверждение 3 неверно. В момент времени t = 25 мин температура газа по закону Шарля станет:
Значит, утверждение 4 верно. Из уравнения Клапейрона — Менделеева
Значит, утверждение 5 верно. Ответ: 45|54 Задание 12 На рисунках приведены графики А и Б двух процессов: 1—2 и 3—4, происходящих с 1 моль неона. Графики построены в координатах p—T и V—T, где p — давление, V — объём и T — абсолютная температура газа. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Решение. В процессе 1—2 происходит изотермическое уменьшение давления. Внутренняя энергия газа зависит только от его температуры, следовательно, внутренняя энергия не изменяется. По первому закону термодинамики В процессе 3—4 происходит изохорическое охлаждение. В таком процессе внутренняя энергия тела убывает, и над газом не совершается работа. По первому закону термодинамики Ответ: 34 Задание 13 В первой экспериментальной установке отрицательно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор скорости
Установите соответствие между экспериментальными установками и траекториями движения частиц в них. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Решение. А) На частицу действует сила Кулона, она направлена перпендикулярно к начальной скорости частицы. Рассмотрим проекции скорости частицы на горизонтальную ось и ось, параллельную силовым линиям электрического поля. По горизонтальной оси скорость будет постоянной Б) На частицу должна действовать сила Лоренца, но, в силу того, что скорость частицы параллельна линиям магнитного поля сила Лоренца будет равна нулю. Следовательно, скорость частицы не меняется и траектория её движения — прямая линия. Ответ: 41 Задание 14 Два последовательно соединённых резистора сопротивлениями 4 Ом и 8 Ом подключены к аккумулятору, напряжение на клеммах которого равно 24 В. Какая тепловая мощность выделяется в резисторе меньшего номинала? Решение. Резисторы подключены последовательно, а значит полное сопротивление цепи представляет собой сумму сопротивлений резисторов. По закону Ома в цепи течет ток, по величине равный:
На резисторе с меньшим сопротивлением выделится тепловая мощность
Ответ: 16 Задание 15 Луч света падает на плоскую границу раздела двух сред, проходя из среды 1 в среду 2. Угол падения равен 30°, скорость распространения света в среде 1 равна Решение. Показатель преломления 1 среды равен
Ответ: 0,52 Задание 16
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на реостате от величины протекающего тока при движении ползунка реостата справа налево. На рис. 2 приведены графики, построенные по результатам измерений для двух разных источников напряжения. Выберите два утверждения, соответствующих результатам этих опытов, и запишите в ответ цифры, под которыми указаны эти утверждения. Вольтметр считать идеальным. 1) В первом опыте при силе тока 6 А вольтметр показывает значение 6 В. 2) Ток короткого замыкания равен 10 А. 3) Во втором опыте сопротивление резистора уменьшалось с большей скоростью. 4) Во втором опыте при силе тока 4 А вольтметр показывает значение 4 В. 5) В первом опыте ЭДС источника равна 5 В. Решение. 1) Из графика видно, что в первом опыте при силе тока 6 А вольтметр показывает значение 6 В. 2) При токе, равном 12 А реостат полностью выведен, цепь замкнута накоротко, следовательно, 12 А — ток короткого замыкания. 3) На данном графике представлена лишь зависимость напряжения от тока, поэтому ничего нельзя сказать о скорости изменения сопротивления резистора. 4) Из графика видно, что во втором опыте при силе тока 4 А вольтметр показывает значение 4 В. 5) В первом опыте ЭДС источника равна 12 В. Ответ: 14|41 Задание 17
На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из источника постоянного напряжения, двух резисторов, конденсатора, ключа и идеального амперметра. Сначала ключ К замкнут в положении 1. Затем ключ переключают в положение 2. Определите, как при этом изменятся заряд на конденсаторе и показания амперметра. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Решение. При переключении ключа в положение 2 сопротивление увеличилось, значит, показание амперметра Ответ: 12 Задание 18
Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение. Поскольку шар проводящий, весь заряд размещается на его поверхности, при этом электрическое поле внутри шара оказывается равным нулю, Снаружи заряженная сфера создает такое же электрическое поле, как точечный заряд помещенный в ее центр. Напряжённость электростатического поля, создаваемого зарядом Ответ: 14 Задание 19 В результате серии радиоактивных распадов ядро урана
Решение. Число протонов в ядре называется зарядовым числом, оно записывается перед обозначением элемента внизу. Число нуклонов в ядре (нейтроны и протоны) определяет массовое число, его записывают перед обозначением элемента сверху. Таким образом, ядра урана и радона отличаются на 92 − 86 = 6 протонов и (234 − 92) − (222 − 86) = 142 − 136 = 6 нейтронов. Ответ: 66 Задание 20 Модуль импульса первого фотона равен 1,32 · 10-28 кг·м/c, что на 9,48 · 10-28 кг·м/c меньше, чем модуль импульса второго фотона. Найдите отношение энергий E2/E1 второго и первого фотонов. Ответ округлите до десятых долей. Решение. Энергия фотона связана с его импульсом по формуле:
где
Ответ: 8,2 Задание 21 Ядро атома претерпело радиоактивный электронный β-распад. Как в результате этого изменялись электрический заряд ядра и количество нейтронов в нём?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась; 2) уменьшилась; 3) не изменилась. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Решение. В электронном β-распаде в ядре атома нейтрон превращается в протон, при этом испускаются электрон и электронное антинейтрино. Следовательно, электрический заряд ядра увеличивается на 1, а количество нейтронов уменьшается на 1. Ответ: 12 Задание 22
Запишите результат измерения тока, учитывая, что погрешность равна половине цены деления. В ответе запишите значение и погрешность слитно без пробела. Решение. Найдём цену деления: (1 − 0) А/5 = 0,2 А. Значит, погрешность прямого измерения составляет 0,1 А. Из рисунка ясно, что показание амперметра составляет (1,0 ± 0,1) А. Ответ: 1,00,1 Задание 23 Массивный груз, покоящийся на горизонтальной опоре, привязан к лёгкой нерастяжимой верёвке, перекинутой через идеальный блок. К верёвке прикладывают постоянную силу
Решение. По второму закону Ньютона Ответ: 0,3 Задание 24 Рассмотрите схему строения спиральной Галактики (виды плашмя и с ребра).
Выберите два утверждения, которые соответствуют элементам, обозначенным цифрами 1-5. 1) Цифра 1 — ядро Галактики. 2) Цифра 2 — скопления белых карликов на краю Галактики. 3) Цифра 3 — шаровые скопления. 4) Цифра 4 — положение созвездия Телец в спиральном рукаве. 5) Цифра 5 — 10 000 световых лет. Решение. На рисунке цифрами подписаны:
Таким образом, верными являются утверждения 1 и 3. Ответ: 13|31 Задание 25 Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 100 м/с, разрывается на два осколка. Один из осколков летит под углом 90° к первоначальному направлению, а второй — под углом 60°. Какова масса второго осколка, если его скорость равна 400 м/с? Ответ приведите в килограммах. Решение.
Для импульса снаряда и импульса второго осколка имеем:
Ответ: 1 Задание 26
Неидеальный вольтметр подсоединяют к батарейке с ЭДС 7 В и некоторым внутренним сопротивлением. В результате вольтметр показывает напряжение 6 В. Затем собирают электрическую цепь, состоящую из той же батарейки и трёх таких же одинаковых вольтметров (схема цепи показана на рисунке). Какое напряжение покажет вольтметр, обозначенный на схеме цифрой 1? Неидеальный вольтметр показывает произведение силы текущего через него тока на сопротивление вольтметра. Решение. Пусть
Сопротивление полученной цепи: Следовательно, напряжение, показываемое вольтметром 1 равно Ответ: 4,2 Задание 27 Красная граница фотоэффекта для калия λ0 = 0,62 мкм. Какую максимальную скорость могут иметь фотоэлектроны, вылетающие с поверхности калиевого фотокатода при облучении его светом длиной волны λ = 0,42 мкм? Ответ приведите в км/с, округлите до целых. Решение. Энергия падающего фотона затрачивается на преодоление работы выхода и увеличение кинетической энергии фотоэлектрона
Ответ: 578|579|580 Задание 28
В цилиндре под поршнем при комнатной температуре t0 долгое время находится только вода и её пар. Масса жидкости в два раза больше массы пара. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объём V под поршнем изотермически увеличивают от V0 до 6V0. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объёма V на отрезке от V0 до 6V0. Укажите, какими закономерностями вы при этом воспользовались. Решение.
На участке от На участке от 2. В начальном состоянии над водой находится насыщенный водяной пар, так как за длительное время в системе установилось термодинамическое равновесие. 3. Пока в цилиндре остается вода, при медленном изотермическом расширении пар остается насыщенным. Поэтому график 4. При Задание 29 При выполнении трюка «Летающий велосипедист» гонщик движется по гладкому трамплину под действием силы тяжести, начиная движение из состояния покоя с высоты Н (см. рисунок). На краю трамплина скорость гонщика направлена под углом α = 60° к горизонту. Пролетев по воздуху, он приземляется на горизонтальный стол, находящийся на той же высоте, что и край трамплина. Какова дальность полёта гонщика? Решение. Применим закон сохранения энергии и найдём скорость велосипедиста при отрыве от трамплина.
Рассмотрим проекции скорости на горизонтальную и вертикальную оси:
В тот момент, когда велосипедист достигнет наивысшей точки полёта вертикальная проекция его скорости станет равной нулю, при этом в горизонтальном направлении он пролетит половину пути. Найдём время, за которое велосипедист достигнет наивысшей точки.
Ясно, что вторую половину пути в горизонтальном направлении он преодолеет за то же время. То есть время его полета
Ответ: Задание 30
Воздушный шар, оболочка которого имеет массу
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ![]() ©2015-2024 megaobuchalka.com Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3162)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |