Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Категория: Варианты ЕГЭ, ЕГЭ по физике

Разбор работы Статграда от 14 ноября 2018 года.

Разбираем вчерашнюю работу Статграда по физике, 11 класс. Как всегда,задачки – м-м-м!

Задача 1. Точечное тело начинает прямолинейное движение вдоль оси . На рисунке показана зависимость координаты этого тела от времени . Определите проекцию   скорости    этого    тела    на    ось    в интервале времени от 6 до 10 секунд.

К задаче 1

За указанное время тело передвинулось из точки с координатой (-4) в точку с координатой 4. То есть прошло 8 м. А значит, его скорость 2 м/с.

Ответ: 2 м/с.

 

Задача 2. По горизонтальной шероховатой поверхности равномерно толкают ящик массой 20 кг, прикладывая к нему силу, направленную под углом к горизонтали (сверху вниз). Модуль силы равен 100 Н. Чему равен модуль силы, с которой ящик давит на поверхность?

К задаче 2

Второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось будет выглядеть так:

   

Ответ: 250 Н.

 

Задача 3. Точечное тело массой 5 кг начинает прямолинейное движение вдоль оси . На рисунке показана зависимость проекции скорости этого тела на ось от времени . Чему равна проекция на ось изменения импульса этого тела в интервале времени от 4 до 6 секунд?

К задаче 3.

Искомая проекция равна

   

Ответ: кгм/с.

 

Задача 4. В сосуд  налито  4  л  жидкости  плотностью  1300  кг/м.  В  этой  жидкости  в равновесии плавает тело, объём погружённой части которого равен 240 см. В сосуд доливают ещё 4 л жидкости плотностью 1100 кг/м и перемешивают их. Чему после этого будет равен объём погружённой части тела при плавании в равновесии, если известно, что тело продолжает плавать? В обоих случаях плавающее тело не касается стенок и дна сосуда. Обе жидкости хорошо смешиваются, и при смешивании их суммарный объём сохраняется.

Определим массу тела. Это можно сделать из условия плавания в первой жидкости:

   

   

Где – плотность первой жидкости, – плотность тела, – объем тела полный, – погруженный объем при плавании в первой жидкости.

   

Итак, тело имеет массу 312 г.

Теперь смешиваем жидкости. Когда смешивают равные объемы, плотность равна среднему арифметическому, то есть 1200 кг/м, но можно и посчитать «честно»:

   

Все с индексами относится к смеси жидкостей. л – первоначальный объем жидкости.

Наконец, записываем условие плавания тела в смеси жидкостей:

   

   

Ответ: 260 см.

 

Задача 5. Точечное       тело       начинает       движение в координатной   плоскости из   точки с координатой (0; 0). Точками А, Б, В, Г, Д, Е на рисунке отмечены положения тела через каждую секунду после начала его движения. На основании анализа представленного графика выберите из приведённого ниже списка     два     правильных      утверждения  и укажите их номера.

К задаче 5

1) Модуль проекции скорости тела на ось на участке 0А в 2 раза больше, чем на участке ГД.

2) На участке АБ модуль скорости тела равен 2 м/с.

3) На участке БВ проекция скорости тела на ось в 2 раза больше, чем проекция скорости этого тела на ось .

4) Тело двигалось равномерно только на участке ВГ.

5) При движении тела от точки А до точки Г путь, пройденный телом вдоль оси , больше пути, пройденного телом вдоль оси .

При решении обращайте внимание на масштаб!!!

Первое утверждение верно: речь идет о длине вектора проекции. Проекция скорости участка ОА на ось OX  2 м/с, проекция скорости на ту же ось участка ГД – 1 м/c. Верно.

2 – верно. Скорость тела на этом участке 2 м/с, имеет только составляющую по оси .

3 – неверно. Проекции имеют, во-первых, разные знаки. Во-вторых, масштаб! По оси он вдвое меньше.

4 – неверно. Везде двигалось равномерно.

5 – неверно, опять-таки, из-за масштаба. В клетках пути отличаются, а в метрах – равны. Будьте внимательны!!!

Ответ: 12.

 

Задача 6. Пружинный маятник, состоящий из груза и лёгкой пружины, совершает колебания. В момент, когда груз находится в крайнем положении, его немного подталкивают вдоль оси пружины в направлении от положения равновесия. Как в результате этого изменяются максимальная кинетическая энергия груза маятника и частота его колебаний?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Подталкивая груз, ему передают некий импульс силы, добавку скорости. То есть некоторую энергию, что не может е сказаться на максимальной кинетической энергии –  она увеличится. Частота колебаний зависит от жесткости пружины и массы груза. Эти параметры не менялись, следовательно, частота не изменится.

Ответ: 13.

 

Задача 7. В момент времени с точечное тело начинает движение по окружности. На графиках показаны зависимости от времени модуля скорости  этого тела и угла поворота a относительно начального положения. Используя эти графики, установите соответствие между физическими величинами и их значениями в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите  соответствующую  позицию   из   второго   столбца  и   запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

К задаче 7

Из графика видно, что тело повернется на угол радиан за секунд. Это время и будет его периодом. А это значит, его угловая скорость рад/с.

Скорость тела равна 5 м/с, вычислим радиус:

   

Ответ: 23

 

Задача 8. В резиновой оболочке содержится идеальный газ, занимающий объём 16,62 л при температуре 400 К и давлении 200 кПа. Из оболочки выпустили некоторое количество газа и охладили её содержимое. В результате занимаемый газом  объём  уменьшился в  4  раза, давление выросло на 50 %, а абсолютная температура упала до 250 К. На сколько уменьшилось количество газа внутри оболочки?

Сначала по закону Менделеева-Клапейрона в оболочке было количество вещества

   

А потом стало

   

Ответ: уменьшилось на 0,7 моля.

Задача 9. На -диаграмме изображены циклические процессы, совершаемые идеальным газом в количестве  1 моль.  Определите отношение работы газа  в циклическом процессе АСDЕА к работе газа в циклическом процессе АВDFА.

К задаче 9

Как известно, работа за цикл равна площади цикла. Для процесса АСDЕА все просто: это квадрат площадью . А для второго цикла посчитаем площадь по формуле Пика!

   

Отношение составит 2,5.

Ответ: 2,5

 

Задача 10. В калориметр, в котором находилась вода массой 2 кг при температуре C, бросили  300 г  льда  при  температуре  C.  Какая  масса  льда  окажется в калориметре после установления теплового равновесия?

Лед согреется до нуля, и на это тепло отдаст вода, замерзая. Тогда

   

   

После установления равновесия при нуле градусов в калориметре будет кг льда.

Ответ: 405 г

 

Задача 11. В двух сосудах (1) и (2) объёмом каждый находятся  одинаковые идеальные одноатомные газы. Исходные состояния этих газов соответствуют точкам А и В на -диаграмме (см. рисунок). Известно, что сначала давление в обоих сосудах  одинаковое. Затем из исходных  состояний  газы  переводят в новые конечные состояния А’ и В’.

К задаче 11

Выберите два верных утверждения на основании анализа представленного графика.

1) В исходном состоянии концентрация молекул газа в сосуде (1) равна концентрации молекул газа в сосуде (2).

2) В конечном состоянии средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа в сосуде (1) больше средней кинетической энергии хаотического движения молекул газа в сосуде (2).

3) Масса газа в сосуде (1) больше массы газа в сосуде (2).

4) Изменение внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (1), при его переходе из состояния А в состояние А’ равно изменению внутренней энергии газа, находящегося в сосуде (2), при его переходе из состояния В в состояние В’.

5) Работа, совершённая газом, находящимся в сосуде (1) в процессе АА,’ больше работы, совершённой газом, находящимся в сосуде (2) в процессе ВВ’.

Так как масса может быть найдена из уравнения Менделеева-Клапейрона как

   

То понятно, что утверждение 3 верно. Числители одинаковы для обоих состояний и , а знаменатели отличаются. Массы отличаются вдвое. Следовательно, 1 неверно.

2 неверно, так как указанная энергия определяется температурой, а она разная для точек и .

4 верно, так как

   

А

   

5 неверно, так как работы равны. Действительно, давление меняется вчетверо в обоих процессах, объем меняется также одинаково.

Ответ: 34.

 

Задача 12. В  закрытом  сосуде  с  жёсткими  стенками  находятся  в   равновесии  друг  с другом жидкая вода и её пар. Содержимое сосуда немного охлаждают. Как изменятся в результате этого плотность пара в сосуде и масса жидкой воды? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

При охлаждении плотность насыщенного пара уже другая, меньшая, поэтому плотность пара снизится. Следовательно, вода из пара конденсируется и ответ:

Ответ: 21

 

Задача 13. Маленький шарик с зарядом , закреплённый на  невесомой нерастяжимой   непроводящей    нити,    равномерно    вращается,    двигаясь в горизонтальной плоскости по гладкой поверхности диэлектрического конуса (см. рисунок).

К задаче 13

Как   направлена   относительно    рисунка   (вправо,    влево,    вверх,    вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Лоренца, действующая на этот заряженный шарик в момент его нахождения в точке А? Ответ запишите словом (словами).

По правилу левой руки – вправо. Ведь скорость при движении по окружности направлена по касательной к ней, следовательно, от нас.

Ответ: вправо.

 

Задача 14. Лампочка мощностью 60 Вт была подключена к источнику постоянного напряжения 240 В. Эту лампочку заменили на другую, имеющую мощность 100 Вт. При этом напряжение источника уменьшили до 200 В. Во сколько раз изменилась сила тока, текущего через лампочку?

В первом случае сила тока

   

Во втором:

   

Ответ: вдвое. (2).

 

Задача 15. Плоская  квадратная  проволочная  рамка   со   стороной   5 см   расположена в плоскости и находится в однородном магнитном поле. Вектор индукции магнитного поля лежит в плоскости и направлен под углом  к оси (см. рисунок). На рисунке справа показана зависимость модуля вектора магнитной индукции от времени .

К задаче 15

Найдите магнитный поток, пронизывающий рамку в момент времени с.

Поток определяется формулой:

   

Где – угол между магнитной индукцией и нормалью к поверхности, то есть у нас . Индукцию задали хитрым графиком, но где наша не пропадала: составим пропорцию и определим в интересующий нас момент времени:

   

   

   

Ответ: 150 мкВб.

 

Задача 16. По двум очень длинным тонким параллельным проводам текут одинаковые постоянные токи, направления которых показаны на рисунке. В плоскости этих проводов лежат точки 1, 2 и 3, причём точка 1 находится посередине между проводами.

К задаче 16

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.

1) Провода притягиваются друг к другу.

2) Провода отталкиваются друг от друга.

3) В точке 1 индукция магнитного поля равна нулю.

4) В точке 2 вектор индукции магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка «от нас».

5) В точке 3 вектор индукции магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка «от нас».

Первое неверно, второе – верно из направлений токов. Третье неверно по правилу правой руки: оба вектора направлены к нам. 4 неверно, по тому же правилу. 5 – верно.

Ответ: 25

 

Задача 17. На поверхность плоского зеркала, перпендикулярного оси , падает  луч света  под  углом  .  Отражаясь от зеркала, луч попадает на поверхность плоско- параллельной стеклянной пластины толщиной (см. рисунок).

К задаче 17

Не изменяя угол падения луча на поверхность зеркала, пластину заменяют на другую пластину, показатель преломления которой больше, а толщина прежняя. Как в результате этого изменятся угол преломления луча при входе в пластину и расстояние вдоль оси между точками входа луча в пластину и выхода из неё?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Угол отражения от зеркала останется при замене пластины таким же, значит, и угол падения на пластину не изменится. При большем показателе преломления угол преломления станет меньше. А это повлечет уменьшение расстояния от точки входа до точки выхода луча из пластины.

Ответ: 22

Задача 18. В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания с частотой . В момент времени сила тока, текущего через катушку, была максимальной и равной .

Установите соответствие между физическими величинами и законами их изменения с течением времени. К каждой позиции первого столбца подберите  соответствующую  позицию   из   второго   столбца  и   запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Если ток был максимален в момент времени 0, то его закон изменения – косинус. Тогда

   

Ток через конденсатор – это тот же ток. Ну а ток есть производная заряда, значит, чтобы найти заряд, надо найти первообразную:

   

Ответ: 23

 

Задача 19. Ядро  испустило протон, а затем захватило электрон. Сколько протонов и сколько нейтронов входит в состав ядра, которое образовалось в результате этих реакций?

Ядро имело 12 протонов, значит, осталось 11. Кроме того, один из них превратится в нейтрон при захвате электрона. Следовательно, осталось 10. Нейтронов было 8, стало, стало быть, 9.

Ответ: 109.

 

Задача 20. В 1912 г. английским физиком Альфредом Фаулером при изучении излучения вакуумных трубок, заполненных смесью водорода и гелия, была открыта спектральная серия, которую Фаулер ошибочно приписал водороду. Расчёты показывают, что одна из спектральных линий этой серии соответствует переходу электрона в атоме водорода с энергетического  уровня с номером на энергетический уровень с номером (хотя энергетического уровня с нецелым номером, конечно же, быть не может). Чему была равна длина волны, соответствовавшая данной спектральной линии? Ответ выразите в нм и округлите до целого числа.

Считаем:

   

   

   

Ответ: 91 нм.

 

Задача 21. Ядро некоторого химического элемента А содержит протонов и нейтронов. Ядро некоторого химического элемента В содержит протонов и нейтронов. Установите соответствие между ядрами этих химических элементов и их изотопами, перечисленными в таблице. К каждой позиции первого столбца подберите  соответствующую  позицию   из   второго   столбца  и   запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Изотопы – это разновидности атомов элемента, не отличающиеся по зарядовым, но могущие отличаться по массовым числам. Например, протий-дейтерий-тритий.  Поэтому если А содержит протонов, то и изотоп обязан иметь столько же. А – 1, Б – 3.

Ответ: 13

Задача 22. Последовательно  с   резистором,   сопротивление   которого   равно   15 Ом  и известно с высокой точностью, включён амперметр (см. рисунок). Чему равно напряжение на этом резисторе, если абсолютная погрешность амперметра равна половине цены его деления?

К задаче 22

Цена деления равна 0,2А, так как их пять между, например, делениями 2 и 3. Тогда погрешность 0,1 А. Показывает амперметр 0,6 А. Следовательно, напряжение на резисторе равно по закону Ома 9 В, а его погрешность будет аж 1,5 В.

Ответ: .

 

Задача 23. При выполнении лабораторной работы по физике ученики должны были экспериментально определить удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлено некоторое тело. Данное  тело  сначала помещали  в  калориметр с холодной водой и дожидались установления теплового равновесия. Затем тело погружали в другой калориметр – с горячей водой – и также дожидались установления теплового равновесия. В ходе работы проводились необходимые измерения, пользуясь результатами которых, в дальнейшем можно было определить удельную теплоёмкость вещества.

Для выполнения этой лабораторной работы ученикам было выдано следующее  оборудование:  два  пустых  калориметра,   сосуды   с  холодной и горячей водой, исследуемое тело на нити, мензурку.

Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента, если теплоёмкостью     калориметров    экспериментаторы     решили    пренебречь и удельная теплоёмкость воды считается известной?

1) термометр

2) часы

3) электронные весы

4) линейку

5) штатив

Видимо, будет на обойтись без термометра. А также и без весов – как-то надо же массу воды определить и тела?

Ответ: 13

 

Задача 24. Комета движется вокруг  Солнца по орбите  с  большой  полуосью  300  а.е.  и эксцентриситетом 0,95. Выберите два утверждения, которые соответствуют характеру  движения этой кометы.

1) Эта комета может столкнуться с Землёй.

2) Эта комета никогда не бывает ближе к Солнцу, чем Юпитер.

3) В афелии комета удаляется от Солнца больше чем на 500 а.е. (но большая полуось 300 а. е.)

4) Период обращения кометы вокруг Солнца меньше, чем у Нептуна.

5) Хвост этой кометы наибольший в афелии орбиты.

Определим перигелий:

   

Получили 15 а.е. Определим афелий:

   

Теперь можно рассчитать период обращения, использовав Землю и закон Кеплера:

   

Символы с буквой относятся к комете, а без – к Земле.

Тогда

   

Получили период в земных годах. Думаю, это больше, чем у Нептуна и 4 – неверно.  С Землей эта комета не может столкнуться, ее перигелий очень большой по сравнению с Земным. 1 – неверно. 2 – верно, большая полуось у Юпитера – около 5 а.е. 3 – тоже верно. 5 – неверно. В афелии у кометы нет хвоста. Он появляется в перигелии, при приближении к Солнцу.

Ответ: 23.

Добавить комментарий

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