Просто о физике, математике, электротехнике
Просто о физике, математике, электротехнике
Категория: ЕГЭ по физике, Физика

Работа Статграда по физике от 07 ноября

Давайте разберем тренировочную работу Статграда по физике от 7 ноября. Здесь рассмотрены задачи тестовой части (1-24).

Задача 1.

Задача 1.

Решение. За первую секунду точка прошла по оси x 4 м, а по оси y – 3 м. Начальные координаты нас не интересуют в данном случае. Модуль перемещения найдем по теореме Пифагора:

    \[S=\sqrt{\Delta x^2+\Delta y^2}=\sqrt{4^2+3^2}=5\]

Ответ: 5 м.

Задача 2.

Задача 2.

Решение. Поскольку нужно определить проекцию ускорения на ось Oy, то определим проекцию равнодействующей на эту ось. Проекция силы F_1 – три клетки, проекция силы F_3 – две, и направлена она противоположно первой. Поэтому длина проекции равнодействующей силы на ось Oy будет 1 клетка (вверх). И ускорение тогла

    \[a=\frac{F}{m}=\frac{1}{0,5}=2\]

Ответ: 2 м/с^2.

Задача 3.

Задача 3.

Решение: так как трение мало, выполняется закон сохранения импульса. Поэтому при падении кирпича тележка продолжает двигаться с той же скоростью, и можно записать (m_1 – масса тележки без кирпича, m_2 – масса кирпича, m – первоначальная масса тележки):

    \[m\upsilon=m_1\upsilon+m_2\upsilon\]

Скорость тележки теперь 2 м/с, но масса – 90 кг. Снова падает кирпич:

    \[m_1\upsilon=m\upsilon_1\]

    \[\upsilon_1=\frac{m_1\upsilon}{m}=\frac{90\cdot 2}{100}=1,8\]

Ответ: 1,8 м/с.

Задача 4. 

Задача 4.

Решение. Работа силы Архимеда будет равна произведению силы на перемещение:

    \[A=F_A\cdot S=\rho g V\cdot S=\rho g\cdot a^3\cdot S=10^3\cdot 10\cdot 0,3^3\cdot 2=540\]

Ответ: 540 Дж.

Задача 5.

Задача 5

Максимальный момент равен 1 Н\cdotм. Таким момент был при горизонтальном положении рычага. Так как короткое плечо – 40 см, то

    \[M_{max}=mg\cdot 0,4\]

    \[m=\frac{M_{max}}{0,4g}=0,25\]

3) – верно.

    \[M_{max}=mg\cdot 0,4=F\cdot 2\]

    \[F=\frac{1}{2}=0,5\]

2) – неверно.

Далее при повороте (это видно и из рисунка) плечо силы тяжести уменьшается. 1) – неверно.

5) – тоже неверно, это очевидно из графика.

Верно 4: так как плечо силы F – горизонтальная проекция длины рычага, то с увеличением угла она будет уменьшаться, а с ней и момент.

Ответ: 34.

Задача 6.

Задача 6

Решение: Сила тяжести не меняется по модулю, а сила трения изменится с \mu m g на \mu N=\mu m g \cos \alpha, следовательно, уменьшится.

Задача 7. 

Задача 7

Решение.

Когда груз еще не колеблется, то справедливо

    \[mg=kL\]

    \[k=\frac{mg}{L}\]

Период колебаний пружинного маятника

    \[T=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\]

А) – 4.

Координата будет меняться по закону синуса:

    \[x=A\sin \omega t\]

А скорость – производная координаты – по закону косинуса:

    \[\upsilon=A\omega\cos \omega t\]

Максимальная скорость равна

    \[\upsilon_{max}=A\omega=A\sqrt{\frac{g}{L}}\]

Б)  – 1.

Ответ: 41.

Задача 8.

Задача 8

Решение. Скорость молекул зависит от температуры так:

    \[\upsilon=\sqrt{\frac{3RT}{M}}\]

Поэтому, если скорость выросла вдвое, значит, температура выросла вчетверо. А следовательно, и энергия, которая прямо зависит от температуры, выросла вчетверо:

    \[E=\frac{3}{2}kT\]

    \[E_1=4E_0\]

    \[\Delta E=E_1-E_0=3E_0=3\cdot 56\cdot 10^{-22}=168\cdot 10^{-22}\]

Ответ: 168

Задача 9.

Задача 9

Решение. Количество теплоты при таком нагревании будет складываться из работы по расширению и увеличению внутренней энергии. Определим работу при расширении метана:

    \[A=pV=\nu R\Delta T=0,1\cdot 8,31\cdot 100=83,1\]

Теперь найдем изменение внутренней энергии. По условию, оно больше, чем у одноатомного газа, в 2,5 раза:

    \[\Delta U=2,5\cdot \frac{3}{2}\nu R\Delta T=2,5\cdot \frac{3}{2}\cdot 0,1\cdot 8,31\cdot 100=311,625\]

Сложим:

    \[Q=A+\Delta U=394,725=395\]

Ответ: 395 Дж.

Задача 10. 

Задача 10

Решение: КПД по определению

    \[\eta=\frac{A}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}\]

Тогда

    \[Q_1=\frac{A}{\eta}=800\]

Или

    \[Q_1-Q_2=\etaQ_1\]

    \[800-Q_2=0,25\cdot800\]

Холодильнику отдано

    \[Q_2=600\]

Ответ: 600 Дж.

Задача 11. 

Задача 11

Решение: если перемножить на калькуляторе значения объемов и давлений, приведенные в таблице, то можно убедиться в правильности первого утверждения.

Так как произведение pV постоянно, то и произведение \frac{3}{2}\nu RT – тоже, поэтому нет разницы, для какого объема вести расчет внутренней энергии:

    \[\Delta U=\frac{3}{2}\nu R\Delta T=\frac{3}{2}\cdot 1,5\cdot10^5\cdot 1,66\cdot 10^{-3}=374\]

5) – верно.

Ответ: 15.

Задача 12.

Задача 12

Решение: При данном переходе растет объем – а значит, плотность уменьшается. Так как температура постоянна, то по закону Бойля-Мариотта pV=const и с ростом объема давление будет падать (уменьшаться).

Ответ: 22

Задача 13.

Задача 13

Решение: разделим кольцо на четное количество элементарных кусочков, таких, какой был удален. Тогда пары таких кусочков в целом кольце расположены напротив друг друга и компенсируют вектора напряженностей друг друга. Если один кусочек удалить, то вектор напряженности, создаваемый его парой, останется нескомпенсированным, и в точке О будет направлен вверх.

Ответ: вверх.

Задача 14.

Задача 14

Решение: мощность в резисторе R_1

    \[P=I^2R_1=4R\]

Мощность в сопротивлении R_3

    \[P=I_3^2R_3=\left(\frac{I}{2}\right)^2R_3=R\]

Ответ: 4

Задача 15.

Задача 15

Решение: определим первоначальную энергию:

    \[W_1=\frac{L_1I^2}{2}=\frac{kN_1^2I^2}{2}\]

Теперь с учетом условий задачи запишем энергию второй катушки:

    \[W_2=\frac{L_2(2I)^2}{2}=\frac{kN_2^2(2I)^2}{2}\]

Определяем отношение:

    \[\frac{W_1}{W_2}=\frac{1200^2}{8}\cdot\frac{2}{300^2}=4\]

Ответ: 4.

Задача 16. 

Задача 16

Решение: первое утверждение неверно, так как напряжение на конденсаторе равно сумме напряжений на резисторах – а они не нулевые. Второе, соответственно, тоже неверно. Третье верно – так как внутреннее сопротивление пренебрежимо мало, будь это не так – утверждение не было бы верным. Четвертое верно, так как ток через резисторы течет одинаковый, а сопротивление у них разное. Пятое неверно, так как ток един в обоих элементах.

Ответ: 34

Задача 17.

Задача 17

Решение. Так как

    \[\omega=\frac{1}{\sqrt{CL}}\]

то частота увеличится с уменьшением емкости. С уменьшением амплитуды силы тока уменьшается энергия катушки, а значит, и энергия конденсатора, следовательно, и амплитуда колебаний заряда.

    \[W=\frac{LI^2}{2}=\frac{CU^2}{2}=\frac{q^2}{2C}\]

Ответ: 12

Задача 18.

Задача 18

Решение: определим напряженность, создаваемую зарядом в точках A и B:

    \[E_q=\frac{kq}{r^2}=\frac{9\cdot10^9\cdot 3\cdot10^{-9}}{0,3^2}=300\]

В точке А этот вектор направлен влево, то есть против внешнего поля. Значит, суммарная напряженность (результирующая) будет равна 400-300=100, отношение модуля напряженности результирующего к модулю напряженности внешнего равно \frac{1}{4}. А) – 1.

В точке B внешнее поле векторно сложится с полем заряда q. Напряженности направлены перпендикулярно, следовательно,

    \[E_B=\sqrt{300^2+400^2}=500\]

Отношение модуля напряженности заряда к модулю напряженности результирующего равно \frac{300}{500}=0,6.

Б) – 2.

Ответ: 12

Задача 19.

Задача 19

Решение: если самый легкий изотоп имеет массовое число 18, значит, атом его содержит 11 протонов и 7 нейтронов. Минимальное число нейтронов – 7. Так как массовые числа отличны на 1, то самый тяжелый изотоп, 20-й, будет иметь массовое число 18+19=37. Нейтронов такой атом содержит 26.

Ответ: 726

Задача 20.

Задача 20

Решение: определим порядок решетки:

    \[d=\frac{0,001}{N}=\frac{0,001}{500}=0,2\cdot 10^{-5}\]

Так как частота фотона известна, длина волны будет равна

    \[\lambda=\frac{c}{\nu}=\frac{3\cdot10^8}{6\cdot10^{14}}=0,5\cdot10^{-6}\]

Определяем отношение:

    \[\frac{\lambda}{d}=\frac{0,5\cdot10^{-6}}{0,2\cdot 10^{-5}}=0,25\]

Ответ: 0,25

Задача 21.

Задача 21

Решение: лазерное излучение монохроматично, А) – 4. Свет свечи обладает сплошным спектром. Б) – 2.

Ответ:  42

Задача 22.

Задача 22

Решение: разделим указанную массу на 4, так как в пачке 1000 листов, а мы исследуем стопку, вчетверо меньшую:

Ответ: 0,80 \pm 0,01

Задача 23.

Задача 23

Решение: нужно выбрать опыты с одинаковой высотой предмета и одним и тем же фокусным расстоянием линзы, но разными расстояниями от линзы до предмета – то есть опыты 2 и 5.

Ответ: 25

Задача 24.

Задача 24

Решение: чем меньше видимая звездная величина, тем ярче звезда. Поэтому 3 – неверно, в эти моменты, наоборот, звезда тускнеет. Невооруженным глазом видны объекты до 6 звездной величины – значит, 2 верно. 1 неверно, это видно из графика. Период равен примерно трем суткам. Температуру фотосферы нельзя определить без дополнительных данных – например, размера или расстояния до объекта. Пятое утверждение верно также. Мы не можем видеть звезды других галактик, потому что расстояние до них столь велико, что, когда свет от них достигнет Земли, их видимые звездные величины становятся недоступными взору. Для наблюдений таких объектов становятся необходимы телескопы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *