Олимпиады · ЕГЭ

ЕГЭ 2016, реальный вариант, вариант 058

32 задачи

зад 1 График скорости при полёте мяча

Механика › КинематикаВертикальное движение, свободное падениеНеравномерное движение, скорость как производнаясложность 2/10

Мяч, брошенный вертикально вверх со скоростью \(v\), через некоторое время упал на поверхность Земли. Какой график соответствует зависимости модуля скорости мяча от времени движения?

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Модуль скорости при подъёме уменьшается, при падении растёт; график проходит через ноль в верхней точке.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1.

зад 2 Брусок на наклонной опоре

Механика › ДинамикаНаклонная плоскостьСила трения: покой и проскальзываниеЗаконы Ньютона, силысложность 2/10

Брусок лежит на шероховатой наклонной опоре (см. рисунок). На него действуют три силы: сила тяжести \(m\vec g\), сила упругости опоры \(\vec N\) и сила трения \(\vec F_{\text{тр}}\). Чему равен модуль равнодействующей сил \(\vec N\) и \(\vec F_{\text{тр}}\), если брусок движется равномерно вниз по прямой?

Рисунок

1) \(N + F_{\text{тр}}\)

2) \(mg\sin\alpha\)

3) \((N + F_{\text{тр}})\cos\alpha\)

4) \(mg\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При равномерном движении сумма всех сил равна нулю, значит, равнодействующая \(\vec N\) и \(\vec F_{\text{тр}}\) уравновешивает \(m\vec g\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

4.

зад 3 Сила притяжения спутника

Механика › ТяготениеЗакон всемирного тяготения, невесомостьСпутники, космические скоростисложность 1/10

Расстояние от спутника до поверхности Земли равно радиусу Земли. Во сколько раз уменьшится сила притяжения спутника к Земле, если расстояние от него до поверхности Земли станет равным трём радиусам Земли?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) раз(а)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сила тяжести убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли.

▶ОтветСкрыть
Ответ

4.

зад 4 Скорость тележки после прыжка мальчика

Механика › Законы сохраненияИмпульс, закон сохранения импульсасложность 2/10

Мальчик массой 50 кг находится на тележке массой 100 кг, движущейся по гладкой горизонтальной дороге со скоростью 1 м/с. Каким станет модуль скорости тележки, если мальчик прыгнет с неё со скоростью 3 м/с относительно дороги в направлении, противоположном первоначальному направлению движения тележки?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) м/с

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите закон сохранения импульса системы «мальчик + тележка» в проекции на направление движения тележки.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 5 Частота колебаний шарика

Колебания и волны › Механические колебанияГармонические колебаниясложность 2/10

В таблице представлены данные о положении шарика, колеблющегося вдоль оси \(Ox\), в различные моменты времени. Какова частота колебаний шарика?

\(t\), с\(0{,}0\)\(0{,}2\)\(0{,}4\)\(0{,}6\)\(0{,}8\)\(1{,}0\)\(1{,}2\)\(1{,}4\)\(1{,}6\)\(1{,}8\)\(2{,}0\)\(2{,}2\)\(2{,}4\)\(2{,}6\)\(2{,}8\)\(3{,}0\)\(3{,}2\)
\(x\), мм0251013151310520\(-2\)\(-5\)\(-10\)\(-13\)\(-15\)\(-13\)

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Гц

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Найдите период колебаний по таблице: через какой промежуток времени положение шарика повторяется.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(0{,}25\) Гц.

зад 6 Импульс силы и изменение импульса

Механика › Законы сохраненияИмпульс, закон сохранения импульсаУдарные силы, импульс силысложность 2/10

На тело массой \(m\), поступательно движущееся в инерциальной системе отсчёта, действует постоянная равнодействующая сила \(\vec F\) в течение времени \(\Delta t\). Если действующая на тело сила увеличится, то как изменятся модуль импульса силы и модуль изменения импульса тела в течение того же промежутка времени \(\Delta t\)?

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

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

Модуль импульса равнодействующей силы: \(\underline{\qquad}\)  Модуль изменения импульса тела: \(\underline{\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Импульс силы равен \(F\Delta t\); по второму закону Ньютона изменение импульса тела равно импульсу силы.

▶ОтветСкрыть
Ответ

Модуль импульса силы — 1; модуль изменения импульса тела — 1.

зад 7 Абсолютно неупругий удар шариков

Механика › Законы сохраненияИмпульс, закон сохранения импульсаНеконсервативные системы, работа трениясложность 2/10

Два пластилиновых шарика массами \(m\) и \(3m\) находятся на горизонтальном гладком столе. Первый из них движется ко второму со скоростью \(v\), а второй покоится относительно стола. Укажите формулы, по которым можно рассчитать модули изменения скоростей шариков в результате их абсолютно неупругого удара. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫФОРМУЛЫ
А) модуль изменения скорости первого шарика
Б) модуль изменения скорости второго шарика

Формулы:

1) \(|\Delta\vec v| = 2v\)

2) \(|\Delta\vec v| = \dfrac{1}{3}v\)

3) \(|\Delta\vec v| = \dfrac{1}{4}v\)

4) \(|\Delta\vec v| = \dfrac{3}{4}v\)

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) (А Б)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Закон сохранения импульса даёт скорость слипшихся шариков \(v/4\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

А — 4; Б — 3.

зад 8 Свойства кристаллов

Термодинамика и молекулярная физика › Фазовые переходыПлавление и кристаллизациясложность 1/10

Какое из утверждений справедливо для кристаллических тел?

1) Во время плавления температура кристалла не изменяется.

2) Плавление кристалла происходит в некотором диапазоне температур.

3) Атомы кристалла движутся прямолинейно и равномерно от столкновения до столкновения.

4) Атомы свободно перемещаются в пределах кристалла.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Вспомните, что у кристаллов есть определённая температура плавления.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1.

зад 9 Изобарное нагревание

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессысложность 1/10

На рисунках показаны графики четырёх процессов изменения состояния постоянной массы идеального газа. Изобарным нагреванием является процесс

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При изобарном процессе объём пропорционален абсолютной температуре.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 10 Давление насыщенного пара

Термодинамика и молекулярная физика › Фазовые переходыВлажность воздуха, точка росыИзопроцессысложность 2/10

Давление водяных паров в сосуде, закрытом поршнем, при температуре 100 °С равно 80 кПа. Каким станет давление водяных паров, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 2 раза?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) кПа

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При 100 °С давление насыщенного водяного пара около 100 кПа; сжатие сверх насыщения лишь конденсирует пар.

▶ОтветСкрыть
Ответ

100 кПа.

зад 11 Процесс в одноатомном газе

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессыПервый закон, работа газасложность 2/10

На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (\(U\) — внутренняя энергия газа; \(V\) — его объём). Как изменяются в ходе этого процесса давление газа и его абсолютная температура? 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.

Рисунок

Давление газа: \(\underline{\qquad}\)  Температура газа: \(\underline{\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Для одноатомного газа \(U = \frac32 \nu RT\); линейная зависимость \(U\) от \(V\) означает постоянное давление.

▶ОтветСкрыть
Ответ

Давление — 3; температура — 2.

зад 12 Процессы в идеальном газе

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессысложность 2/10

Установите соответствие между процессами в идеальном газе и формулами, которыми они описываются (\(N\) — число частиц, \(p\) — давление, \(V\) — объём, \(T\) — абсолютная температура, \(Q\) — количество теплоты). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ПРОЦЕССЫФОРМУЛЫ
А) Изобарный процесс при \(N = \text{const}\)
Б) Изотермический процесс при \(N = \text{const}\)

Формулы:

1) \(\dfrac{p}{T} = \text{const}\)

2) \(\dfrac{V}{T} = \text{const}\)

3) \(pV = \text{const}\)

4) \(Q = 0\)

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) (А Б)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Вспомните, какая величина постоянна в каждом изопроцессе.

▶ОтветСкрыть
Ответ

А — 2; Б — 3.

зад 13 Порядок цветов в спектре

Волновая оптика и электромагнитные волны › Электромагнитные волныДисперсия светасложность 1/10

Узкий пучок белого света после прохождения через стеклянную призму даёт на экране спектр. Укажите правильную последовательность цветов в спектре.

1) жёлтый — оранжевый — голубой — зелёный

2) жёлтый — оранжевый — зелёный — голубой

3) зелёный — голубой — синий — фиолетовый

4) голубой — синий — зелёный — фиолетовый

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

В спектре цвета идут от красного к фиолетовому в порядке длин волн.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 14 Ускорение заряженной частицы в полях

Магнетизм и индукция › Силы в магнитном полеСила Лоренца, движение частиц в магнитном полеДвижение в электрическом полесложность 2/10

Отрицательно 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

Рисунок

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Учтите направление силы \(q\vec E\) и силы Лоренца для отрицательного заряда.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 15 Неизвестный резистор

Электрические цепи › Постоянный токЗакон Ома, сопротивлениеВычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочкисложность 2/10

На фотографии представлена электрическая цепь. Показания вольтметра даны в вольтах, амперметра — в амперах. Чему равно сопротивление неизвестного резистора? Вольтметр и амперметр считать идеальными.

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Ом

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сопротивление участка находится по закону Ома: \(R = U/I\) для всей цепи, затем вычтите известные сопротивления.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2 Ом.

зад 16 Расстояние до предмета

Геометрическая оптика › ЛинзыФормула линзы, увеличениесложность 1/10

Фокусное расстояние тонкой собирающей линзы равно 20 см. Предмет малых размеров расположен на её главной оптической оси, при этом изображение предмета находится на расстоянии 60 см от линзы. На каком расстоянии от линзы расположен предмет?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) см

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Используйте формулу тонкой линзы \(\frac1F = \frac1d + \frac1f\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

30 см.

зад 17 Колебательный контур передатчика

Электрические цепи › Колебательный контур и переменный токЭлектромагнитные колебания, колебательный контурЭлектромагнитные волны, излучениесложность 2/10

При настройке колебательного контура радиопередатчика его индуктивность увеличили. Как при этом изменятся период колебаний силы тока в контуре и длина волны электромагнитного излучения? 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.

Период колебаний силы тока: \(\underline{\qquad}\)  Длина волны излучения: \(\underline{\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Период контура \(T = 2\pi\sqrt{LC}\); длина волны \(\lambda = cT\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

Период — 1; длина волны — 1.

зад 18 Изображение нити накала

Геометрическая оптика › ЛинзыХод лучей в линзах, построенияФормула линзы, увеличениесложность 2/10

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 \(3F\). Сначала в опыте использовали собирающую линзу, а затем — рассеивающую. Установите соответствие между видом линзы, использовавшейся в опыте, и свойствами изображения. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВИД ЛИНЗЫСВОЙСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ
А) линза собирающая
Б) линза рассеивающая

Свойства изображения:

1) действительное, увеличенное, перевёрнутое

2) мнимое, прямое, уменьшенное

3) действительное, уменьшенное, перевёрнутое

4) мнимое, увеличенное, перевёрнутое

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) (А Б)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При \(d = 3F\) собирающая линза даёт действительное изображение в \(1{,}5F\); рассеивающая — мнимое.

▶ОтветСкрыть
Ответ

А — 3; Б — 2.

зад 19 Скорость света после отражения от движущегося зеркала

Теория относительности › Релятивистская кинематикаПреобразования Лоренца, сложение скоростейсложность 2/10

На зеркало, движущееся в вакууме относительно инерциальной системы отсчёта (ИСО) со скоростью \(v\) (см. рисунок), падает луч синего света. Какова скорость света в этой ИСО после отражения от зеркала, если угол падения равен \(60°\)? Скорость света от неподвижного источника в вакууме в любой ИСО равна \(c\).

Рисунок

1) \(\sqrt{\left(\dfrac{c}{2}+2v\right)^2+\dfrac34 c^2}\)

2) \(c\)

3) \(c+2v\)

4) \(c-2v\)

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость света не зависит от движения зеркала: постулат инвариантности скорости света.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2.

зад 20 Бета-распад натрия

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроРадиоактивный распадЯдерные реакции, дефект масссложность 1/10

Радиоактивный изотоп натрия \({}^{24}_{11}\text{Na}\) в результате \(\beta\)-распада превращается в ядро

1) неона \({}^{20}_{10}\text{Ne}\)

2) алюминия \({}^{27}_{13}\text{Al}\)

3) магния \({}^{24}_{12}\text{Mg}\)

4) кислорода \({}^{20}_{8}\text{O}\)

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При \(\beta^-\)-распаде массовое число не меняется, а заряд ядра увеличивается на единицу.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 21 Остаток полония

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроРадиоактивный распадсложность 2/10

В герметичный контейнер поместили 40 мг полония \({}^{210}_{84}\text{Po}\), ядра которого испытывают \(\alpha\)-распад с периодом полураспада 140 дней. Какая масса полония останется в контейнере через 420 дней?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) мг

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

420 дней — это три периода полураспада.

▶ОтветСкрыть
Ответ

5 мг.

зад 22 Фотоэффект при смене светофильтров

Атомная, ядерная и квантовая физика › ФотоныФотоэффектсложность 2/10

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только красный свет, а во второй — только зелёный. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение. Как изменятся длина световой волны и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй? 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.

Длина световой волны: \(\underline{\qquad}\)  Запирающее напряжение: \(\underline{\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запирающее напряжение пропорционально максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, которая растёт с ростом частоты света.

▶ОтветСкрыть
Ответ

Длина волны — 2; запирающее напряжение — 1.

зад 23 Исправность влажного термометра

Термодинамика и молекулярная физика › Фазовые переходыВлажность воздуха, точка росысложность 2/10

Ученик измерял относительную влажность воздуха с помощью психрометра (двух термометров, колбочка одного из них обёрнута влажной тканью; см. фотографию) и психрометрической таблицы, где влажность указана в процентах. Достоверно известно, что относительная влажность воздуха в классе равна 76

Рисунок
Рисунок

1) неисправен: должен показывать 20 °С

2) неисправен: должен показывать 30 °С

3) неисправен: должен показывать 25 °С

4) исправен

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

По психрометрической таблице найдите разность показаний сухого и влажного термометров для влажности 76

▶ОтветСкрыть
Ответ

1.

зад 24 График кинетической энергии тела

Механика › Законы сохраненияМеханическая энергия, консервативные системыНеравномерное движение, скорость как производнаясложность 2/10

На рисунке представлен схематичный вид графика изменения кинетической энергии тела с течением времени. Выберите два верных утверждения, описывающих движение в соответствии с данным графиком.

Рисунок

1) В конце наблюдения кинетическая энергия тела отлична от нуля.

2) Кинетическая энергия тела в течение всего времени наблюдения уменьшается.

3) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало на балкон.

4) Тело брошено вертикально вверх с балкона и упало на Землю.

5) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало в кузов проезжающего мимо грузовика.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Кинетическая энергия растёт, когда скорость тела растёт; резкое падение энергии соответствует внезапной потере скорости.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1, 5.

зад 25 Время разгона тела

Механика › КинематикаРавноускоренное движениесложность 2/10

Двигаясь по прямой в одном направлении с ускорением 5 м/с\(^2\), тело увеличило свою скорость в 3 раза на пути в 20 м. Сколько времени потребовалось для этого?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) с

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Из формулы \(v^2 - v_0^2 = 2as\) найдите \(v_0\), затем время из \(v = v_0 + at\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

2 с.

зад 26 Внутреннее сопротивление источника

Электрические цепи › Постоянный токЗакон Ома, сопротивлениеВычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочкисложность 2/10

В цепи, изображённой на рисунке, идеальный амперметр показывает 3 А. Найдите внутреннее сопротивление источника, если его ЭДС равна 24 В.

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Ом

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Используйте закон Ома для полной цепи \(\mathcal{E} = I(R + r)\), определив сопротивление внешней цепи по схеме.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2 Ом.

зад 27 Максимум второго порядка

Волновая оптика и электромагнитные волны › ДифракцияДифракционная решёткасложность 2/10

Дифракционная решётка с периодом \(10^{-5}\) м расположена параллельно экрану на расстоянии 1 м от него. На решётку по нормали к ней падает пучок света с длиной волны 0,4 мкм. На экране наблюдается дифракционный спектр. На каком расстоянии от центра дифракционной картины будет находиться на экране максимум второго порядка? Считать \(\sin\alpha \approx \tg\alpha\).

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) см

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Условие максимума \(d\sin\alpha = k\lambda\); расстояние до максимума \(L\tg\alpha\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

8 см.

зад 28 Давление газа на участках цикла

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессыПервый закон, работа газасложность 4/10

На \(VT\)-диаграмме показано, как изменялись объём и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялось давление газа \(p\) на каждом из трёх участков 1–2, 2–3, 3–4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Рисунок
▶ОтветСкрыть
Ответ

1–2: увеличивалось; 2–3: не изменялось; 3–4: увеличивалось.

▶РешениеСкрыть
Решение

1. Давление газа на участке 1–2 увеличивалось, на участке 2–3 не изменялось, на участке 3–4 увеличивалось.

2. На участке 1–2 процесс изотермический. По закону Бойля — Мариотта (\(pV = \text{const}\)) при уменьшении объёма давление увеличивается. На участке 2–3 процесс изобарный; значит, давление остаётся неизменным. На участке 3–4 процесс изохорный. По закону Шарля \(\dfrac{p}{T} = \text{const}\) при увеличении температуры давление увеличивается.

зад 29 Максимальная масса висящего груза

Механика › ДинамикаДинамика блоков и нитейНаклонная плоскостьСила трения: покой и проскальзываниесложность 4/10

Грузы массами \(M = 1\) кг и \(m\) связаны лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через блок, по которому нить может скользить без трения (см. рисунок). Груз массой \(M\) находится на шероховатой наклонной плоскости (угол наклона плоскости к горизонту \(\alpha = 30°\), коэффициент трения \(\mu = 0{,}3\)). Чему равно максимальное значение массы \(m\), при котором система грузов ещё не выходит из первоначального состояния покоя?

Рисунок
▶ОтветСкрыть
Ответ

\(m_{\max} \approx 0{,}76\) кг.

▶РешениеСкрыть
Решение

1. Если масса \(m\) достаточно велика, но грузы ещё покоятся, то сила трения покоя, действующая на груз \(M\), направлена вниз вдоль наклонной плоскости.

2. Будем считать систему отсчёта, связанную с наклонной плоскостью, инерциальной. Запишем второй закон Ньютона для каждого из покоящихся тел в проекциях на оси введённой системы координат: $$O_1x_1: T_1 - Mg\sin\alpha - F_{тр} = 0, O_1y_1: N - Mg\cos\alpha = 0, O_2y_2: mg - T_2 = 0.$$ Учтём, что \(T_1 = T_2 = T\) (нить лёгкая, между блоком и нитью трения нет), \(F_{\text{тр}} \le \mu N\) (сила трения покоя). Тогда \(T = mg\), \(F_{\text{тр}} = mg - Mg\sin\alpha\), \(N = Mg\cos\alpha\), и мы приходим к неравенству \(mg - Mg\sin\alpha \le \mu Mg\cos\alpha\) с решением \(m \le M(\sin\alpha + \mu\cos\alpha)\).

Таким образом, \(m_{\max} = M(\sin\alpha + \mu\cos\alpha) \approx 0{,}76\) кг.

зад 30 Количество теплоты за цикл

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиЦиклы, работа в циклеПервый закон, работа газасложность 5/10

С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ совершает работу \(A_ц = 5\) кДж. Какое количество теплоты газ получает за цикл от нагревателя? В ходе процесса масса газа не меняется.

Рисунок
▶ОтветСкрыть
Ответ

\(Q_н = 57{,}5\) кДж.

▶РешениеСкрыть
Решение

За цикл количество теплоты, полученное от нагревателя: $$Q_н = Q_{12} + Q_{31} = (U_2 - U_3) + A_{12} = \tfrac32 (\nu R T_2 - \nu R T_3) + 2p_0 \cdot 2V_0 = \tfrac32 (2p_0 \cdot 3V_0 - p_0V_0) + 4p_0V_0 = \tfrac{23}{2}p_0V_0.$$ Работа газа за цикл \(A_ц = \dfrac{p_0}{2}\cdot 2V_0 = p_0V_0\). Отсюда \(Q_н = \dfrac{23}{2}A_ц = 57{,}5\) кДж.

зад 31 Смещение предмета в линзе

Геометрическая оптика › ЛинзыФормула линзы, увеличениеСистемы линз и зеркалсложность 4/10

Линза, фокусное расстояние которой 15 см, даёт на экране изображение предмета с пятикратным увеличением. Экран пододвинули к линзе вдоль её главной оптической оси на 30 см. Затем при неизменном положении линзы передвинули предмет так, чтобы его изображение на экране снова стало резким. На какое расстояние сдвинули предмет относительно его первоначального положения?

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(\Delta d = 2\) см.

▶РешениеСкрыть
Решение

В первом случае для фокусного расстояния и увеличения можно записать формулы: \(\dfrac1F = \dfrac1f + \dfrac1d\); \(\Gamma = \dfrac{f}{d}\), где \(d\) — расстояние от предмета до линзы, \(f\) — расстояние от линзы до изображения. Следовательно, \(f = 90\) см, \(d = 18\) см. После того как экран и предмет передвинули, для нового положения предмета и изображения можно записать: \(F = \dfrac{f_1 d_1}{f_1 + d_1}\), где \(f_1 = f - 30\).

Следовательно, \(d_1 = 20\) см и \(\Delta d = 2\) см.

зад 32 Скорость свободного пиона

Теория относительности › Релятивистская динамикаЭнергия и импульс, распады и реакциисложность 6/10

Свободный пион (\(\pi^0\)-мезон) с энергией покоя 135 МэВ движется со скоростью \(v\), которая значительно меньше скорости света. В результате его распада образовались два \(\gamma\)-кванта, причём один из них распространяется в направлении движения пиона, а второй — в противоположном направлении. Энергия первого \(\gamma\)-кванта на 10

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(v \approx 1{,}43\cdot 10^7\) м/с.

▶РешениеСкрыть
Решение

Пион, движущийся со скоростью \(v\), имеет импульс \(p = mv\) и энергию \(E = \dfrac{mc^2}{\sqrt{1 - v^2/c^2}} \approx mc^2\), где \(m\) — масса пиона.

Энергия \(\gamma\)-кванта \(E_\gamma\) и его импульс \(p_\gamma\) связаны соотношением \(p_\gamma = \dfrac{E_\gamma}{c}\).

При распаде пиона на два кванта энергия системы и её импульс сохраняются: $$mc^2 = E_1 + E_2,   mv = \frac{E_1}{c} - \frac{E_2}{c}.$$ Разделив второе уравнение на первое, получим: \(\dfrac{v}{c} = \dfrac{E_1 - E_2}{E_1 + E_2}\).

По условию задачи \(E_1 = 1{,}1\,E_2\), так что \(v = \dfrac{c}{21} \approx 1{,}43\cdot 10^7\) м/с.

Источник: ЕГЭ по физике 2016, реальный вариант, вариант 058 — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.