Просто о физике, математике, электротехнике
Просто о физике, математике, электротехнике
Категория: Варианты ЕГЭ, ЕГЭ по физике, Статград по физике

Разбор работы Статграда от 17 мая 2021 года

В этой статье разберем работу Статграда от 17 мая. Как всегда – отдельно первую и вторую части.

Задача 1

Решение: ускорение равно -2 м/с^2, тело тормозит. Его начальная скорость может быть найдена как

    \[\upsilon=\upsilon_0-at\]

    \[ \upsilon_0=\upsilon+at=10+2\cdot 5=20\]

Ответ: 20 м/с.

Задача 2

Решение: ускорение свободного падения можно определить как

    \[g=\frac{GM}{R^2}\]

Запишем ускорение свободного падения для Земли:

    \[g_{\oplus}=\frac{GM_{\oplus}}{R_{\oplus}^2}\]

И для неизвестной планеты:

    \[g_{p}=\frac{GM_{p}}{R_{p}^2}\]

Разделим эти два уравнения друг на друга:

    \[\frac{g_{p}}{g_{\oplus}}=\frac{M_{p}}{M_{\oplus}}\cdot \frac{R_{\oplus}^2}{R_{p}^2}=\frac{10}{1}\cdot \frac{1^2}{2^2}=2,5\]

Откуда g_{p}=2,5g_{\oplus}=25 м/с^2.

Ответ: 2,5.

Задача 3

Решение: кинетическая энергия тела в момент времени 2 с равна 1 Дж. То есть

    \[\frac{m\upsilon^2}{2}=1\]

    \[\upsilon^2=0,25\]

    \[\upsilon=0,5\]

Модуль импульса равен p=m\upsilon=8\cdot 0,5=4.

Ответ: 4 кг\cdot м/с.

Задача 4

Решение: период колебаний первого маятника равен \frac{t_1}{N_1}=\frac{20}{30}=\frac{2}{3} с, второго – \frac{t_2}{N_2}=\frac{80}{60}=\frac{4}{3} с. Периоды отличаются вдвое.

    \[T_1=2\pi \sqrt{\frac{l_1}{g}}\]

    \[T_2=2\pi \sqrt{\frac{l_2}{g}}\]

Отношение периодов:

    \[\frac{T_2}{T_1}=2=\sqrt{\frac{l_2}{l_1}}\]

Отсюда различие в длинах нитей маятников – длина второго в 4 раза больше.

Ответ: 4

Задача 5

Решение:

Если составить уравнение для третьего блока – нити 6,7 и 5, то получим:

    \[0,5F_1=F_2\]

    \[F_1=2F_2\]

Первое утверждение неверно – суммарная сила равна 1,5F_1+0,5F_2=F_1+1,5F_2>F_1+F_2.

Второе утверждение верно – на нижнюю опору действует сила 0,5F_2.

Участок 2 натянут с силой F_1, а участок 9 – с силой 0,5F_2=0,25F_1 – утверждение 3 неверно, наоборот.

Участок 1 натянут с силой 0,5F_1, а участок 8 – с силой F_2=0,5F_1 – натяжения одинаковы, утверждение верно.

Участок 6 натянут  с силой 0,5F_2, а участок 4 – с силой F_1. 0,5F_2=0,25F_1 – утверждение неверно.

Ответ: 24

Задача 6

Решение: так как груз стал вдвое больше, то работа увеличилась вдвое. А поскольку время увеличилось втрое, то мощность (скорость выполнения работы) уменьшилась.

Ответ: 12

Задача 7

Решение: для второго изображения актуальна запись:

    \[mg=kx_0\]

    \[k=\frac{mg}{x_0}\]

Причем x_0=10 см.

Затем пружину растянули еще на 3 см (рисунок три). Тогда можно записать период колебаний как

    \[T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=2\pi \sqrt{\frac{mx_0}{mg}}=2\pi \sqrt{\frac{x_0}{g}}=2\pi \sqrt{\frac{0,1}{10}}=0,628\]

Тогда

    \[\nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{0,628}=1,6\]

Б) – 4.

Максимальную скорость можно вычислить как

    \[\upsilon_m=x\omega=0,03\cdot 10=0,3\]

А) – 1

Ответ: 14

Задача 8

Решение: согласно основному уравнению МКТ

    \[p=n k T=\frac{N}{V} k T\]

Поэтому минимальным давление будет при самом большом объеме и самом малом числе N – в точке 4. И наоборот, максимальным давление будет в точке с минимальным объемом и максимальным числом N – в точке 1.

    \[p_1 \sim \frac{0,5N_0}{4V_0}\]

    \[p_2 \sim \frac{4N_0}{V_0}\]

Отношение будет равно 32.

Ответ: 32

Задача 9

Решение:  по первому началу

    \[Q=A+\Delta U=A+\frac{3}{2}(p_2V_2-p_1V_1)=500+1,5(5\cdot 200-3\cdot 400)=500-300=200\]

Ответ: 200 Дж.

Задача 10

Решение: рассчитаем составляющие уравнения теплового баланса: вода остыла и отдала количество теплоты

    \[Q_1=c_1 m_1\Delta t_1=4200\cdot 0,2 \cdot 10=8400\]

Калориметр нагрелся на 20^{\circ} и “взял” тепла:

    \[Q_2=c_2 m_2\Delta t_2=380\cdot 0,5 \cdot 20=3800\]

Отдано тепла в окружающую среду:

    \[Q_1-Q_2=8400-3800=4600\]

Ответ: 4600 Дж

Задача 11

Решение: давление за 30 минут упало на 150 кПа и уменьшилось в 2,5 раза. Так как температура постоянна и объем тоже, то уменьшение давления связано с уменьшением количества вещества – оно тоже изменилось в 2,5 раза. То есть за 30 минут утекло 1,2 моль азота, следовательно, скорость утечки

    \[\upsilon=\frac{\Delta \nu}{\Delta t}=\frac{1,2}{30}=0,04\]

Первое утверждение верно.

    \[pV=\nu RT\]

    \[V=\frac{\nu RT}{p}=\frac{1,6\cdot 8,31\cdot 301}{200\cdot 10^3}=0,02\]

Объем 20 л – второе неверно.

    \[p=nkT\]

    \[n=\frac{p}{kT}=\frac{250\cdot 10^3}{1,38\cdot 10^{-23}\cdot 301}=6\cdot 10^{23}\]

Третье утверждение неверно.

4 – верно.

5 – неверно, температура постоянна и скорость движения молекул тоже.

Ответ: 14

Задача 12

Решение: давление пара можно определить по закону Менделеева-Клапейрона. При этом плотность пара будет равна  \phi \rho_H. Тогда

    \[p=\frac{\nu RT}{V}=\frac{mRT}{MV}=\frac{\rho RT}{M}=\frac{\phi \rho_H RT}{M}\]

То есть Б) – 2. Ну а массу можно определить через фактическую плотность и объем сосуда:  А) – 4.

Ответ: 42

Задача 13

Решение: сила будет направлена к наблюдателю. В данном случае ладонь надо расположить так, чтобы вертикальная составляющая вектора индукции входила в ладонь, то есть развернуть ее вверх и 4  пальца направить вправо. Большой палец покажет “от нас”, но частица отрицательная – поэтому сила Лоренца направлена противоположно – к нам.

Ответ: к наблюдателю.

Задача 14

Решение: заряд пиона, очевидно, равен элементарному по модулю и положителен (электрон-позитронная пара не в счет). Поэтому отношение будет равно 1.

Ответ: 1.

Задача 15

Решение: по выделенным точкам определяем a и b – например, a=0,05, b=0,05, тогда по формуле линзы

    \[\frac{1}{F}=\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\]

    \[D=\frac{1}{F}=\frac{1}{0,05}+\frac{1}{0,05}=40\]

Следовательно, D=40 дптр

Ответ: 40 дптр

Задача 16

Решение: ток в индуктивности не изменяется скачком, поэтому в первое мгновение ток будет нулевым. И, следовательно, напряжение на резисторе будет нулевым, а на катушке будет равно E. 1 – неверно, 2 – верно.

3 – неверно, потому что ток в индуктивности изменяется по экспоненте.

4 – верно, ток примет такое установившееся значение.

5 – неверно, колебания происходят в цепи, содержащей кроме индуктивности еще и емкость.

Ответ: 24

Задача 17

Решение: если изменится удельное сопротивление – то омическое сопротивление проводника возрастет. ЭДС, возникающая в контуре, зависит от скорости проводника, его длины и индукции – то есть она не изменится даже при замене проводника. А сила тока в связи с изменением сопротивления уменьшится.

Ответ: 32

Задача 18

Решение: разность хода лучей должна быть равна целому числу длин волн – или четному числу длин полуволн, тогда будет наблюдаться максимум. Поэтому для Б) – 2. А для А) – 3 (разность хода равна L_1).

Ответ: 32

Задача 19

Решение: из представленных частиц три положительно заряжены, одна – отрицательно. Значит, 5 – электрон, сила Лоренца действует на него в противоположную сторону.  1 – нейтрон, он не заряжен и на него поле не действует. Поэтому ответ – 10

Ответ: 10

Задача 20

Решение: запишем закон полураспада для обоих элементов.

    \[N_1=N_{10}\cdot 2^{-\frac{t}{T_1}}\]

    \[N_2=N_{20}\cdot 2^{-\frac{t}{T_2}}\]

Перепишем по-другому:

    \[N_1=8N_{20}\cdot 2^{-\frac{5T_1}{T_1}}\]

    \[N_2=N_{20}\cdot 2^{-\frac{5T_1}{T_2}}\]

Так как N_1=N_2, то разделим уравнения

    \[1=8\cdot 2^{-5+\frac{5T_1}{T_2}}\]

    \[0=3-5+\frac{5T_1}{T_2}\]

    \[\frac{5T_1}{T_2}=2\]

    \[\frac{T_1}{T_2}=0,4\]

Ну а в ответ запишем 2,5.

Ответ: 2,5.

Задача 21

Решение: в первом опыте происходит переход на более высокий уровень, следующий по счету. И во втором эксперименте происходит то же самое. Чем выше уровень, тем меньшая нужна энергия, чтобы перейти с него на следующий. Поэтому приращение энергии атома увеличится во втором опыте по сравнению с первым. А длина волны у фотона с меньшей энергией больше, поэтому  длина волны уменьшится.

Ответ: 21

Задача 22

Решение: прибор показывает 230 люкс, 10% от этого значения – 23 люкс. Поэтому

Ответ: 230\pm 23

Задача 23

Решение: нужен манометр 1 и сосуд постоянного объема 2 – проверяем же не что-нибудь, а закон Шарля!

Ответ: 12

Задача 24

Решение: 1 – верно, звезда рождается. 2 – неверно, термоядерные реакции увеличивают светимость. 3 – верно, звезда остывает и “разбухает”, превращаясь в красного гиганта. 4 – неверно, изображена планетарная туманность. 5 – неверно, такой звезде, как наше Солнце, не хватит массы, чтобы стать черной дырой.

Ответ: 13

Добавить комментарий

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