зад A1 График скорости автомобиля
Автомобиль движется по прямой улице. На графике представлена зависимость его скорости от времени.

Модуль ускорения автомобиля максимален на интервале времени
1) от 10 с до 20 с
2) от 30 с до 40 с
3) от 0 до 10 с
4) от 20 с до 30 с
▶ПодсказкаСкрыть
Ускорение равно тангенсу наклона графика \(v(t)\): чем круче отрезок, тем больше модуль ускорения.
▶ОтветСкрыть
3
зад A2 Мяч в вагоне
Мяч, неподвижно лежавший на полу вагона движущегося поезда, покатился влево, если смотреть по ходу поезда. Как изменилось движение поезда?
1) Поезд повернул влево.
2) Скорость поезда увеличилась.
3) Скорость поезда уменьшилась.
4) Поезд повернул вправо.
▶ПодсказкаСкрыть
Мяч сохраняет свою скорость относительно земли, и относительно вагона он смещается в сторону, противоположную изменению движения вагона.
▶ОтветСкрыть
4
зад A3 Масса Юпитера
Во сколько раз масса Юпитера больше массы Земли, если сила притяжения Юпитера к Солнцу в 11,8 раз больше, чем сила притяжения Земли к Солнцу, а расстояние между Юпитером и Солнцем в 5,2 раз больше, чем расстояние между Солнцем и Землёй? (Считать, что обе планеты движутся вокруг Солнца по окружности.)
1) в 61,4 раза
2) в 2,27 раза
3) в 319 раз
4) в 26,8 раза
▶ПодсказкаСкрыть
Сила тяготения пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату расстояния.
▶ОтветСкрыть
3
зад A4 Импульс тела
Тело движется в инерциальной системе отсчёта по прямой в одном направлении. Под действием постоянной равнодействующей внешних сил за 5 с импульс тела увеличился от 10 кг \(\cdot\) м/с до 20 кг \(\cdot\) м/с. Модуль равнодействующей равен
1) 1 Н
2) 2 Н
3) 3 Н
4) 4 Н
▶ПодсказкаСкрыть
Второй закон Ньютона в импульсной форме: равнодействующая равна изменению импульса, делённому на время.
▶ОтветСкрыть
2
зад A5 Энергия пружины и жёсткость
Потенциальная энергия \(E_\text{п}\) различных пружин, подчиняющихся закону Гука, при одинаковой деформации зависит от жёсткости \(k\). Какой график выражает эту зависимость?

▶ПодсказкаСкрыть
Энергия пружины \(E_\text{п}=\dfrac{k x^2}{2}\) при фиксированном \(x\) линейно растёт с \(k\).
▶ОтветСкрыть
1
зад A6 U-образная трубка
В широкую U-образную трубку, расположенную вертикально, налиты жидкости плотностью \(\rho_1\) и \(\rho_2\) (см. рисунок). Жидкости не смешиваются. На рисунке \(b = 15\) см, \(h = 30\) см, \(H = 35\) см. Отношение плотностей \(\dfrac{\rho_1}{\rho_2}\) равно

1) 1,33
2) 0,86
3) 0,67
4) 0,75
▶ПодсказкаСкрыть
Давления жидкостей на одном и том же горизонтальном уровне в сообщающихся сосудах одинаковы.
▶ОтветСкрыть
4
зад A7 Охлаждение газа
В результате охлаждения разреженного одноатомного газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 4 раза. Абсолютная температура газа при этом
1) увеличилась в 4 раза
2) не изменилась
3) уменьшилась в 4 раза
4) уменьшилась в 2 раза
▶ПодсказкаСкрыть
Средняя кинетическая энергия молекул одноатомного газа прямо пропорциональна абсолютной температуре.
▶ОтветСкрыть
3
зад A8 Переход на VT-диаграмме
На VT-диаграмме представлена зависимость объёма идеального газа постоянной массы от абсолютной температуры. Как изменяется давление при переходе из состояния 1 в состояние 2?

1) не изменяется
2) увеличивается
3) сначала увеличивается, потом уменьшается
4) уменьшается
▶ПодсказкаСкрыть
Уравнение состояния \(pV = \nu RT\) связывает давление с наклоном прямой в координатах \(V(T)\): \(p = \nu R T / V\).
▶ОтветСкрыть
2
зад A9 Кристаллизация вещества
На графике показана зависимость температуры вещества \(T\) от времени \(t\). Вещество равномерно нагревали от момента времени \(t=0\) до момента \(t=t_0\). Потом нагреватель выключили и вещество равномерно охлаждалось. В начальный момент вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какой участок графика соответствует процессу остывания затвердевшего вещества?

1) 2–3
2) 5–6
3) 1–2
4) 6–7
▶ПодсказкаСкрыть
Остывание затвердевшего вещества — участок, где температура монотонно падает после окончания кристаллизации.
▶ОтветСкрыть
4
зад A10 Изохорный процесс с отдачей тепла
На VT-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы идеального одноатомного газа. В этом процессе газ отдал количество теплоты 9 кДж. Внутренняя энергия газа

1) уменьшилась на 9 кДж
2) увеличилась на 9 кДж
3) уменьшилась на 3 кДж
4) не изменилась
▶ПодсказкаСкрыть
Первый закон термодинамики: \(\Delta U = Q + A\); при постоянном объёме работа газа равна нулю.
▶ОтветСкрыть
1
зад A11 Ускорение пылинки
Заряженная пылинка массой \(m\) с зарядом \(q\) движется с ускорением \(\vec a\) в однородном электрическом поле напряжённостью \(\vec E\). Каково ускорение пылинки массой \(2m\) с зарядом \(2q\) в том же поле? (Силой тяжести, действующей на пылинку, пренебречь.)
1) \(\vec a\)
2) \(\dfrac{1}{2}\vec a\)
3) \(4\vec a\)
4) \(2\vec a\)
▶ПодсказкаСкрыть
Сила \(q\vec E\) и масса \(m\) растут одинаково в 2 раза.
▶ОтветСкрыть
1
зад A12 Сопротивление участка цепи
Каким будет сопротивление участка цепи (см. рисунок), если ключ К замкнуть? (Каждый из резисторов имеет сопротивление \(R\).)

1) \(2R\)
2) \(R\)
3) \(3R\)
4) \(1{,}5R\)
▶ПодсказкаСкрыть
При замыкании ключа один из параллельных участков оказывается закорочен.
▶ОтветСкрыть
2
зад A13 Направление ускорения заряда
Положительно заряженная частица, равномерно движущаяся от нас (см. рисунок), влетает в одинаково направленные постоянные однородные электрическое и магнитное поля перпендикулярно им обоим. Правильное направление ускорения частицы в момент попадания в поля представлено на рисунке под номером

1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
▶ПодсказкаСкрыть
Сила Лоренца \(q\vec\upsilon\times\vec B\) при скорости от наблюдателя перпендикулярна \(\vec B\) и добавляется к силе \(q\vec E\).
▶ОтветСкрыть
2
зад A14 Магнитный поток
Плоская рамка помещена в однородное магнитное поле, линии магнитной индукции которого перпендикулярны её плоскости. Если площадь рамки увеличить в 3 раза, а индукцию магнитного поля уменьшить в 3 раза, то магнитный поток через рамку
1) уменьшится в 3 раза
2) увеличится в 9 раз
3) уменьшится в 9 раз
4) не изменится
▶ПодсказкаСкрыть
Магнитный поток равен \(\Phi = BS\) при перпендикулярных линиях индукции.
▶ОтветСкрыть
4
зад A15 Изображение в плоском зеркале
Предмет \(S\) отражается в плоском зеркале \(ab\). На каком рисунке верно показано изображение \(S_1\) этого предмета?

▶ПодсказкаСкрыть
Изображение в плоском зеркале симметрично предмету относительно плоскости зеркала.
▶ОтветСкрыть
1
зад A16 Показатель преломления стекла
На рисунке представлен опыт по преломлению света. Пользуясь приведённой таблицей, определите показатель преломления стекла.
| угол \(\alpha\) | 20° | 30° | 60° | 70° |
| \(\sin\alpha\) | \(0{,}34\) | \(0{,}50\) | \(0{,}87\) | \(0{,}94\) |

1) 1,68
2) 0,66
3) 1,47
4) 1,08
▶ПодсказкаСкрыть
Показатель преломления равен отношению синусов углов падения и преломления; значения синусов берите из таблицы.
▶ОтветСкрыть
3
зад A17 Схема атома лития-6
На рисунке изображены схемы четырёх атомов, соответствующие модели атома Резерфорда. Чёрными точками обозначены электроны. Атому \(^{6}_{3}\text{Li}\) соответствует схема

▶ПодсказкаСкрыть
У нейтрального атома число электронов равно заряду ядра (числу протонов), то есть 3.
▶ОтветСкрыть
4
зад A18 Минимальная энергия фотонов
На рисунке представлен фрагмент спектра излучения атомарных паров водорода. Цифры на числовой оси — длины волн в нанометрах.

Чему равна минимальная энергия фотонов на данном участке спектра?
1) \(3{,}0\cdot10^{-19}\) Дж
2) \(4{,}8\cdot10^{-20}\) Дж
3) 0,03 Дж
4) 0,048 Дж
▶ПодсказкаСкрыть
Минимальная энергия фотона соответствует максимальной длине волны участка спектра: \(E = hc/\lambda\).
▶ОтветСкрыть
1
зад A19 Радиоактивный полоний
Ядра полония \(^{210}_{84}\text{Po}\) испытывают \(\alpha\)-распад с периодом полураспада 140 дней. В момент начала наблюдения в образце содержится \(8\cdot10^{20}\) ядер полония. Через какую из точек, кроме точки А, пройдёт график зависимости от времени числа ещё не испытавших радиоактивный распад ядер полония?

1) B
2) C
3) D
4) E
▶ПодсказкаСкрыть
Через один период полураспада число нераспавшихся ядер уменьшается вдвое: \(N = N_0\cdot 2^{-t/T}\).
▶ОтветСкрыть
1
зад A20 Толщина листа бумаги
С помощью ученической линейки измерили толщину пачки из 500 листов бумаги. Толщина пачки оказалась (50 \(\pm\) 1) мм. Толщина одного листа бумаги равна
1) (0,10 \(\pm\) 0,02) мм
2) (0,1 \(\pm\) 1,0) мм
3) (0,100 \(\pm\) 0,002) мм
4) (0,05 \(\pm\) 0,02) мм
▶ПодсказкаСкрыть
Разделите и значение, и абсолютную погрешность на число листов.
▶ОтветСкрыть
3
зад A21 Полезная мощность чайника
На рисунке представлены результаты измерения температуры воды в электрическом чайнике в последовательные моменты времени. Погрешность измерения времени равна 3 с, погрешность измерения температуры равна 4 °C. Какова полезная мощность нагревателя чайника, если масса воды равна 0,75 кг?

1) 1,3 кВт
2) 0,7 кВт
3) 0,9 кВт
4) 2,1 кВт
▶ПодсказкаСкрыть
Полезная мощность равна \(P = cm\,\Delta t/\Delta\tau\), где \(\Delta t/\Delta\tau\) — наклон прямой по точкам графика.
▶ОтветСкрыть
1
зад B1 Пружинный маятник
Груз изображённого на рисунке пружинного маятника совершает гармонические колебания между точками 1 и 3. Как меняются кинетическая энергия груза маятника, модуль скорости груза и жёсткость пружины при движении груза маятника от точки 2 к точке 3? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Кинетическая энергия груза маятника | Модуль скорости груза | Жёсткость пружины |
▶ПодсказкаСкрыть
Жёсткость пружины не меняется при движении груза; скорость и энергия максимальны в положении равновесия.
▶ОтветСкрыть
223
зад B2 Захват нейтрона ядром
В ядерном реакторе цепочка ядерных реакций начинается с захвата ядром быстрого нейтрона. Как изменятся при захвате нейтрона следующие характеристики ядра: массовое число ядра, заряд ядра и число нуклонов в ядре?
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.
| Массовое число ядра | Заряд ядра | Число нуклонов в ядре |
▶ПодсказкаСкрыть
Нейтрон добавляет один нуклон, но не меняет заряд ядра.
▶ОтветСкрыть
131
зад B3 Линза: рассеивающая и собирающая
В опыте нить накала лампочки расположена вблизи главной оптической оси тонкой линзы с фокусным расстоянием \(F\) перпендикулярно этой оси. Расстояние \(a\) от линзы до спирали равно \(2F\). Сначала в опыте использовали рассеивающую линзу, а затем — собирающую. Установите соответствие между видом линзы, использовавшейся в опыте, и свойствами изображения. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ВИД ЛИНЗЫ | СВОЙСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ |
| А) линза рассеивающая | 1) действительное, перевёрнутое, равное по размерам |
| Б) линза собирающая | 2) мнимое, прямое, уменьшенное |
| 3) действительное, увеличенное, перевёрнутое | |
| 4) мнимое, увеличенное, перевёрнутое |
Ответ:
| А | Б |
▶ПодсказкаСкрыть
Рассеивающая линза всегда даёт мнимое уменьшенное прямое изображение; собирающая при \(a=2F\) даёт изображение в натуральную величину.
▶ОтветСкрыть
21
зад B4 Скорость и координата
Установите соответствие между зависимостью проекции скорости тела от времени (все величины выражены в СИ) и зависимостью координаты этого тела от времени (начальная координата тела равна 0). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| СКОРОСТЬ | КООРДИНАТА |
| А) \(\upsilon_x = -2\) | 1) \(x = -2t\) |
| Б) \(\upsilon_x = 5 - t\) | 2) \(x = -2t^2\) |
| 3) \(x = 5t - 0{,}5t^2\) | |
| 4) \(x = 5t + 2t^2\) |
Ответ:
| А | Б |
▶ПодсказкаСкрыть
Координата при начальном значении 0 получается интегрированием скорости: \(x = \int \upsilon_x\,dt\).
▶ОтветСкрыть
13
зад A22 Потенциальная энергия пружины у стола
К бруску массой 0,4 кг, лежащему на горизонтальной поверхности стола, прикреплена пружина. Свободный конец пружины тянут медленно в вертикальном направлении (см. рисунок). Определите величину потенциальной энергии, запасённой в пружине к моменту отрыва бруска от поверхности стола, если пружина при этом растягивается на 2 см. Массой пружины пренебречь.

1) 80 мДж
2) 200 мДж
3) 40 мДж
4) 20 мДж
▶ПодсказкаСкрыть
В момент отрыва сила упругости равна силе тяжести бруска: \(kx = mg\).
▶ОтветСкрыть
3
зад A23 Цикл Карно
У идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, температура нагревателя 700 К, а температура холодильника 300 К. Рабочее тело получает за цикл работы от нагревателя количество теплоты, равное 30 кДж. Какую работу совершает за один цикл этот двигатель?
1) 28,1 кДж
2) 17,1 кДж
3) 12,3 кДж
4) 10,6 кДж
▶ПодсказкаСкрыть
КПД цикла Карно: \(\eta = 1 - T_\text{х}/T_\text{н}\), работа \(A = \eta Q_\text{н}\).
▶ОтветСкрыть
2
зад A24 Отношение зарядов частиц
Две частицы, имеющие отношение масс \(\dfrac{m_1}{m_2} = 2\), влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям с отношением радиусов \(\dfrac{R_1}{R_2} = 2\). Определите отношение зарядов \(\dfrac{q_1}{q_2}\) этих частиц, если отношение их скоростей \(\dfrac{\upsilon_1}{\upsilon_2} = \dfrac{1}{2}\).
1) 1
2) 2
3) 1,5
4) 0,5
▶ПодсказкаСкрыть
Радиус окружности в магнитном поле: \(R = m\upsilon/(qB)\).
▶ОтветСкрыть
4
зад A25 Постоянная Планка по опыту с фотоэффектом
В таблице представлены результаты исследования зависимости напряжения \(U\), задерживающего фотоэлектроны, от длины волны \(\lambda\) падающего света.
| Задерживающее напряжение \(U\), В | 0,4 | 0,6 |
| Длина волны света \(\lambda\), \(10^{-10}\) м | 5460 | 4920 |
Постоянная Планка по результатам этого эксперимента равна
1) \(1{,}6\cdot10^{-19}\) Дж \(\cdot\) с
2) \(5{,}3\cdot10^{-34}\) Дж \(\cdot\) с
3) \(10^{-34}\) Дж \(\cdot\) с
4) \(6{,}6\cdot10^{-34}\) Дж \(\cdot\) с
▶ПодсказкаСкрыть
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: \(eU = hc/\lambda - A_\text{вых}\); вычтите два уравнения друг из друга.
▶ОтветСкрыть
2
зад C1 Частота колебаний шарика с зарядом
Маленький незаряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити, помещён над горизонтальной металлической пластиной, равномерно заряженной положительным зарядом. Размеры пластины во много раз превышают длину нити. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как изменится частота малых свободных колебаний шарика, если ему сообщить отрицательный заряд.
▶ОтветСкрыть
Частота малых свободных колебаний шарика увеличится.
▶РешениеСкрыть
1. Колеблющийся шарик на нити можно считать математическим маятником. Первоначально, когда шарик не заряжен, электрическое поле пластины не оказывает влияния на колебательное движение: колебания происходят только за счёт периодически изменяющейся касательной составляющей силы тяжести. Поэтому частота свободных колебаний зависит только от длины нити \(l\) и ускорения свободного падения \(g\): \(\nu_1 = \dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{g}{l}}\).
2. Протяжённая равномерно заряженная пластина создаёт однородное электрическое поле \(\vec E\). Если шарику сообщить отрицательный заряд, то со стороны электрического поля пластины на него начнёт действовать постоянная сила Кулона \(F_K = Eq\), направленная вертикально вниз.
3. В этом случае равнодействующая сил тяжести и Кулона, которая будет определять частоту свободных колебаний маятника, сообщит шарику ускорение \(a = \dfrac{F_K}{m} + g = g + \dfrac{Eq}{m}\), которое больше ускорения свободного падения (\(a > g\)). Возвращающая сила, действующая на шарик, увеличится, шарик быстрее будет возвращаться к положению равновесия, а значит, частота свободных колебаний маятника увеличится: \(\nu_2 = \dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{a}{l}} = \dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{g + Eq/m}{l}}\), т.е. \(\nu_2 > \nu_1\).
зад C2 Пружинное ружьё
Пружинное ружьё наклонено под углом \(\alpha = 30^\circ\) к горизонту. Энергия сжатой пружины равна 0,41 Дж. При выстреле шарик массой \(m = 50\) г проходит по стволу ружья расстояние \(b\), вылетает и падает на расстоянии \(L = 1\) м от дула ружья в точку \(M\), находящуюся с ним на одной высоте (см. рисунок). Найдите расстояние \(b\). Трением в стволе и сопротивлением воздуха пренебречь.

▶ОтветСкрыть
\(b \approx 0{,}5\) м.
▶РешениеСкрыть
По закону сохранения энергии $$E_0 = \dfrac{m\upsilon_0^2}{2} + mgb\sin\alpha,$$ где \(E_0\) — энергия сжатой пружины, \(\upsilon_0\) — скорость шарика в момент вылета из дула ружья.
Согласно формулам кинематики тела, брошенного под углом к горизонту, дальность полёта на одной высоте $$L = \dfrac{\upsilon_0^2\sin 2\alpha}{g},$$ откуда \(\upsilon_0^2 = \dfrac{gL}{\sin 2\alpha}\). Подставляя это в первое уравнение, получаем $$b = \dfrac{1}{\sin\alpha}\left(\dfrac{E_0}{mg} - \dfrac{L}{2\sin 2\alpha}\right) = \dfrac{1}{\sin 30^\circ}\left(\dfrac{0{,}41}{0{,}05\cdot10} - \dfrac{1}{2\sin 60^\circ}\right)\approx 0{,}5 м.$$
зад C3 Воздушный шар с гелием
Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу 1 кг. Шар наполняют гелием. Атмосферное давление \(10^5\) Па равно давлению гелия в шаре. Определите минимальную массу оболочки, при которой шар оторвётся от земли. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0 °С. (Площадь сферы \(S = 4\pi r^2\), объём шара \(V = \dfrac{4}{3}\pi r^3\).)
▶ОтветСкрыть
\(m \approx 92\) кг.
▶РешениеСкрыть
1. Второй закон Ньютона для шара в момент отрыва от земли в проекции на вертикальную ось: \(F_\text{А} = m_\text{об}g + m_\text{He}g\), где \(F_\text{А}\) — сила Архимеда.
2. Выразим массы через радиус шара \(r\) и отношение \(b = 1\) кг/м² (масса одного квадратного метра оболочки): $$\rho_в\cdot\dfrac{4}{3}\pi r^3 g = \rho_He\cdot\dfrac{4}{3}\pi r^3 g + b\cdot 4\pi r^2 g,$$ откуда \(r = \dfrac{3b}{\rho_\text{в} - \rho_\text{He}}\).
3. Плотности найдём из уравнения Клапейрона — Менделеева: \(\rho = \dfrac{Mp}{RT}\), поэтому $$r = \dfrac{3bRT}{p (M_в - M_He)}\approx 2{,}7 м.$$
4. Искомая минимальная масса оболочки: \(m = 4\pi r^2 b \approx 92\) кг.
зад C4 Протон в конденсаторе
Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость \(\upsilon\), с которой протон должен влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, равна 350 км/с. Длина пластин конденсатора 5 см, напряжённость электрического поля конденсатора 5200 В/м. Каково расстояние между пластинами конденсатора? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь.

▶ОтветСкрыть
\(d \approx 0{,}01\) м.
▶РешениеСкрыть
Сила, действующая на протон в конденсаторе, \(F = Eq\); второй закон Ньютона: \(Eq = ma\), откуда \(a = \dfrac{Eq}{m}\).
Протон влетает посередине между пластинами и вылетает у края пластины: вертикальное смещение \(\dfrac{d}{2} = \dfrac{at^2}{2}\), где \(t = \dfrac{l}{\upsilon}\) — время пролёта, \(l\) — длина пластин. Отсюда $$d = \dfrac{Eql^2}{m\upsilon^2} = \dfrac{5200\cdot1{,}6\cdot10^{-19}\cdot(0{,}05)^2}{1{,}67\cdot10^{-27}\cdot(3{,}5\cdot10^{5})^2}\approx 0{,}01 м.$$
зад C5 Колебательный контур приёмника
Колебательный контур радиоприёмника настроен на длину волны \(\lambda = 500\) м. Индуктивность катушки контура \(L = 3\) мкГн. В контуре используется плоский воздушный конденсатор, расстояние между пластинами которого \(d = 1\) мм. Максимальная напряжённость электрического поля конденсатора в ходе колебаний \(E_\text{max} = 3\) В/м. Каков максимальный ток в катушке индуктивности?
▶ОтветСкрыть
\(I_\text{max} \approx 0{,}27\) мА.
▶РешениеСкрыть
1. Закон сохранения энергии в контуре: \(\dfrac{CU_\text{max}^2}{2} = \dfrac{LI_\text{max}^2}{2}\).
2. Формула Томсона: \(T = 2\pi\sqrt{LC}\); связь длины волны с периодом: \(\lambda = cT\).
3. Напряжённость поля конденсатора: \(E_\text{max} = \dfrac{U_\text{max}}{d}\).
4. Из системы уравнений: \(I_\text{max} = \dfrac{E_\text{max}\,d\,\lambda}{2\pi c L}\) \(= \dfrac{3\cdot10^{-3}\cdot500}{2\cdot3{,}14\cdot3\cdot10^{8}\cdot3\cdot10^{-6}}\approx 0{,}27\cdot10^{-3}\) А \(\approx 0{,}27\) мА.
зад C6 Фотоны лазера и плавление льда
Излучением лазера с длиной волны \(3{,}3\cdot10^{-7}\) м за время \(1{,}25\cdot10^{4}\) с был расплавлён лёд массой 1 кг, взятый при температуре 0 °С, и полученная вода была нагрета на 100 °С. Сколько фотонов излучает лазер за 1 с? Считать, что 50
▶ОтветСкрыть
\(N \approx 2\cdot10^{20}\).
▶РешениеСкрыть
1. Энергия фотона: \(E_\text{ф} = \dfrac{hc}{\lambda}\). Число фотонов, излучаемых за время \(\tau = 1\) с, равно \(N\), а полная энергия всех фотонов, излучённых за время \(t\), равна \(\dfrac{hc}{\lambda}\cdot N\cdot t\).
2. Количество теплоты, необходимое для плавления льда и нагревания воды: \(Q = m\lambda_\text{л} + cm\,\Delta t\).
3. Закон сохранения энергии с учётом коэффициента поглощения \(\eta = 0{,}5\): \(\eta\dfrac{hc}{\lambda}Nt = Q\), откуда $$N = \dfrac{\lambda\left(m\lambda_л + cm \Delta t\right)}{\eta h c t} = \dfrac{3{,}3\cdot10^{-7} (3{,}3\cdot10^{5} + 4200\cdot100)}{0{,}5\cdot6{,}6\cdot10^{-34}\cdot3\cdot10^{8}\cdot1{,}25\cdot10^{4}}\approx 2\cdot10^{20}.$$
Источник: ЕГЭ по физике 2014, реальный вариант, вариант 349 — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.