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

Разбор работы Статграда от 4 февраля

Работа, так же как и первая в этом году, показалась мне очень интересной в первой части. Задачи части 2 были все легкие, может быть, кроме только 32 – но я просто не любитель именно этой темы.

Задача 1

Решение. В момент времени 0 тело находилось в точке с координатой 20, в момент времени 10 мин – в точке с координатой 45. Поэтому МОДУЛЬ перемещения равен 25 м.

Ответ: 25 м.

Задача 2

Решение. Через 15 с сила равна 60 Н, составим уравнение:

    \[ma=F-mg\]

    \[a=\frac{F}{m}-g=\frac{60}{4}-10=5\]

Ответ: 5 м/с^2.

Задача 3

Решение. При перемещении тела на 4 м оно поднимется над основанием плоскости на 2 м. Это мы учтем при вычислении приобретенной телом потенциальной энергии.

А для начала составим уравнение по второму закону Ньютона:

    \[ma=F-mg\sin \alpha\]

    \[a=\frac{F}{m}-g\sin \alpha=8-5=3\]

Так как плоскость гладкая, то потерь на работу против силы трения нет и приобретенная телом скорость равна

    \[\upsilon^2=2aS=2\cdot 3\cdot 4=24\]

Тогда изменение энергии тела составит:

    \[\Delta E=mgh+\frac{m\upsilon^2}{2}=20+12=32\]

Ответ: 32 Дж

Задача 4

Решение. Сила Архимеда вначале:

    \[F_{A1}=\rho g V_1=\rho g\cdot\frac{4\pi R^3}{3}\]

А в конце

    \[F_{A2}=\rho g V_2=\rho g\cdot\frac{4\pi r^3}{3}\]

Отношение сил:

    \[\frac{F_{A1}}{F_{A2}}=\frac{R^3}{r^3}=3^3=27\]

Ответ: в 27 раз.

Задача 5

Решение. 1 – верно, сила Архимеда “помогает” силе натяжения нити удерживать стержень.

2 – неверно. При таких условиях стержень не был бы в равновесии.

3 – верно. Сила тяжести приложена к центру стержня, а сила Архимеда – к центру погруженного объема, то есть дальше от точки О.

4 – неверно, плечо силы натяжения нити равно нулю.

5 – неверно – нарушается равновесие.

Ответ: 13

Задача 6

Решение. Запишем оба закона сохранения импульса – для обоих случаев.

    \[m\upsilon_0=(m+m_1)\upsilon_1\]

    \[2m\upsilon_0=(2m+m_1)\upsilon_2\]

Скорости:

    \[\upsilon_1=\frac{m\upsilon_0}{m+m_1}=\upsilon_0 \div \frac{m+m_1}{m}=\upsilon_0 \div \left(1+\frac{m_1}{m}\right)\]

    \[\upsilon_2=\frac{2m\upsilon_0}{2m+m_1}=\upsilon_0 \div \frac{2m+m_1}{2m}=\upsilon_0 \div \left(1+\frac{m_1}{2m}\right)\]

Очевидно, что деление скорости \upsilon_0 во втором случае происходит на меньшее число. Поэтому скорость \upsilon_2>\upsilon_1.

Запишем закон сохранения энергии в обоих случаях:

    \[\frac{m\upsilon_0^2}{2}=\frac{(m+m_1)\upsilon_1^2}{2}+Q_1\]

    \[\frac{2m\upsilon_0^2}{2}=\frac{(2m+m_1)\upsilon_2^2}{2}+Q_2\]

Или это можно переписать:

    \[\frac{m\upsilon_0^2}{2}=\frac{m^2\upsilon_0^2}{2(m_1+m)}+Q_1\]

    \[\frac{2m\upsilon_0^2}{2}=\frac{2m^2\upsilon_0^2}{m_1+2m}+Q_2\]

Видно, что левая часть второго уравнения больше ровно в 2 раза. А вот в правой части первое слагаемое больше, но более, чем в 2 раза, а значит, Q_2>Q_1

Ответ: 11

Задача 7

Решение. \frac{2}{3} всего пути – это 60 м. Тогда

    \[\frac{at_1^2}{2}=60\]

    \[t_1^2=12\]

    \[t_1=2\sqrt{3}\]

А) – 2.

Первая треть – это 30 м.

    \[\frac{at_2^2}{2}=30\]

    \[t_2^2=6\]

    \[t_2=\sqrt{6}\]

Скорость будет равна

    \[\upsilon=at_2=10\sqrt{6}\]

Б) – 3

Ответ: 23

Задача 8

Решение.

    \[\upsilon_{He}=\sqrt{\frac{3RT}{M_{He}}}\]

    \[\upsilon_{CO_2}=\sqrt{\frac{3RT}{M_{CO_2}}}\]

Находим отношение:

    \[\frac{\upsilon_{CO_2}}{\upsilon_{He}}=\sqrt{\frac{M_{CO_2}}{M_{He}}}=\sqrt{\frac{44}{4}}=\sqrt{11}=3,3\]

Ответ: 3,3

Задача 9

Решение. Дано, что:

    \[T_{n1}=4T{x1}\]

    \[T{x1}=T_{n2}\]

    \[5T{x2}=T_{n1}\]

КПД в первом случае:

    \[\eta_1=1-\frac{T{x1}}{4T{x1}}=1-0,25=0,75\]

КПД во втором случае:

    \[\eta_2=1-\frac{\frac{T{n1}}{5}}{\frac{T{n1}}{4}}=1-0,8=0,2\]

Отношение равно:

    \[\frac{\eta_1}{\eta_2}=\frac{75}{20}=3,75\]

Ответ: 3,75

Задача 10

Решение.

    \[Q=\frac{m\upsilon^2}{2}+cm\Delta t=\frac{1\cdot 2000^2}{2}+460\cdot 1\cdot 1000=2\cdot 10^6+0,46\cdot 10^6=2,46\cdot 10^6\]

Ответ: 2460 кДж.

Задача 11

Решение: 1 – верно, произведение pV в точках 1 и 2 одинаково, следовательно, это изотерма.

2 – неверно, уменьшается. Это особенно хорошо видно, если перерисовать график в оси pV.

3 – верно. Количество вещества одно и то же, а объем в этой точке – наибольший.

4 – неверно. Объем самый маленький – концентрация максимальна.

5 – неверно. Скорость зависит от температуры, а в точке 3 она минимальна.

Ответ: 13

Задача 12

Решение. С А) – все ясно, внутренняя энергия не меняется, а она пропорциональна температуре, а температура связана со скоростью как u\sim \sqrt{T} –  1.

Для изохорного процесса можно записать, что

    \[\frac{p}{T}=const\]

А это то же, что записано под цифрой 3, так как квадрат скорости пропорционален температуре.

Ответ: 13

Задача 13

Решение: векторы магнитной индукции, создаваемой проводами 1 и 3 в точке O, одинаковы по длине и противоположны по направлению. Они “убьют” друг друга и останется вектор магнитной индукции, создаваемой проводом 2. По правилу правой руки он направлен вверх.

Ответ: вверх.

Задача 14

Решение.

    \[P_1=\frac{U^2}{R_1}\]

    \[P_2=\frac{9U^2}{R_2}=6P_1\]

    \[\frac{9U^2}{R_2}=\frac{6U^2}{R_1}\]

    \[9R_1=6R_2\]

    \[R_2=1,5R_1\]

Ответ: в 1,5 раза.

Задача 15

Решение.

    \[W=\frac{q^2}{2C}=\frac{10^{-10}}{50\cdot 10^{-12}}=\frac{100}{50}=2\]

Ответ: 2 Дж

Задача 16

Решение.

1 – неверно, ток будет иметь форму меандра – прямоугольных импульсов.

2 – неверно, ток в первой катушке направлен в обоих случаях в одну и ту же

Ответ: 34

Задача 17

Решение. Уменьшится угол падения. А значит, и угол преломления – тоже. Тогда меньшим станет и смещение луча.

Ответ: 22

Задача 18

Решение. Емкость пропорциональна площади пластин, а значит, C \sim a^2, и это зависимость 3. Чем больше диэлектрическая проницаемость, тем больше емкость – зависимость линейная, минимальная проницаемость 1. Б) – 2.

Ответ: 32

Задача 19

Решение. Нейтронов – 24, протонов – 12.

Ответ: 2412

Задача 20

Решение.  Найдем длину волны де Бройля, а для этого надо рассчитать скорость электрона:

    \[\frac{m\upsilon^2}{2}=E\]

    \[\upsilon=\sqrt{\frac{2E}{m}}=7,26\cdot 10^6\]

    \[\lambda=\frac{h}{m\upsilon}=10^{-10}\]

Это в 2 раза меньше, чем d.

Ответ: в 2 раза.

Задача 21

Решение. массовое число изменилось на 20 – это означает 5 \alpha- распадов. При пяти таких распадах зарядовое число должно было измениться на 10, а оно изменилось на 8 – значит, было 2 \beta-распада.

Ответ: 41

Задача 22

Решение. Мощность равна P=I^2R, значит,

    \[P=0,01\cdot(2000\pm 200)=20\pm 2\]

Ответ: 202

Задача 23

Решение. Тут надо считать. Сразу отбросим вторую строку – направление вектора напряженности противоположное.

Определяем исходную напряженность.

    \[E_0=\frac{kq}{r^2}\cdot 2\]

Первая строка таблицы:

    \[E_1=\frac{k\cdot 4q}{r^2}+\frac{k\cdot 0,5q}{r^2}=\frac{4,5kq}{r^2}\]

Не подходит.

Третья строка:

    \[E_3=\frac{k\cdot 2q}{4r^2}+\frac{k\cdot 2q}{4r^2}=\frac{kq}{r^2}\]

Не подходит, модуль не тот.

Четвертая строка:

    \[E_4=\frac{k\cdot 0,5q}{r^2}+\frac{k\cdot 1,5q}{r^2}=\frac{2kq}{r^2}\]

Годится.

Пятая строка:

    \[E_5=\frac{k\cdot 5q}{4r^2}+\frac{k\cdot 3q}{4r^2}=\frac{2kq}{r^2}\]

Годится.

Ответ: 45

Задача 24

Решение. 1 – неверно, так как данная звезда  – белый карлик.

2 – неверно, так как масса гораздо больше предела Чандрасекара (и даже больше предела Оппенгеймера-Волкова) – эта звезда должна взорваться сверхновой и стать черной дырой.

3 – верно, невысокая температура и малый размер.

4 – неверно, этот процесс начинается только в гораздо более массивных звездах.

5 – верно, белые карлики светят за счет тепловой энергии.

Ответ: 35

Комментариев - 12

  • Игорь
    |

    В 12-том задании ответ 13.

    Ответить
    • Анна
      |

      Я с ним не согласна.

      Ответить
      • Дина
        |

        Здравствуйте, я считаю, что ответ 13. При изохорном процессе P/T=const. А температура пропорциональна квадрату скорости.

        Ответить
        • |

          Я согласна, Дина. Я решила почему-то, что это внутренняя энергия… Читать надо задачу внимательнее! Исправляю.

          Ответить
          • Дина
            |

            Добрый вечер. В 16 задании ответ не 24?

            Ответить
          • Анна
            |

            Нет, в 16-том 34.

            Ответить
          • Дина
            |

            Все, разобралась с №16. Спасибо. Да,34.

            Ответить
  • Дина
    |

    И по 18 заданию, мне понятно, что емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости. Но минимальная диэлектрическая проницаемость 1, у воздуха. Следовательно емкость не может быть =0. В чем я ошибаюсь?

    Ответить
    • Анна
      |

      А вот тут вы правы, спасибо.

      Ответить
  • Светлана
    |

    а 26 задача? :-( пожааалуйста)

    Ответить
  • Светлана
    |

    Спасибо большое) Век живи-век учись)

    Ответить
  • Добавить комментарий

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