Олимпиады · ЕГЭ

ЕГЭ 2016, реальный вариант, вариант 061

32 задачи

зад 1 График ускорения по графику скорости

Механика › КинематикаГрафики движения, путь как площадьРавноускоренное движениесложность 2/10

На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела \(v_x\) от времени. График зависимости от времени проекции ускорения этого тела \(a_x\) в интервале времени от 2 с до 5 с совпадает с одним из графиков, приведённых ниже (1–4):

Рисунок
Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Ускорение — наклон графика скорости. На отрезке 2–5 с наклон постоянен.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 2 Модуль равнодействующей сил

Механика › ДинамикаЗаконы Ньютона, силыВекторы в механикесложность 1/10

На рисунке показаны силы, действующие на материальную точку. Чему равен (в заданном масштабе) модуль равнодействующей приложенных к телу сил?

Рисунок

1) 6 Н;
2) \(2\sqrt5\) Н;
3) \(\sqrt{13}\) Н;
4) \(2\sqrt2\) Н.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сложите векторы сил по правилу параллелограмма или по проекциям на оси сетки.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 3 Ускорение свободного падения по графику

Механика › ТяготениеЗакон всемирного тяготения, невесомостьГрафические методысложность 1/10

На графике показана зависимость силы тяжести от массы тела для некоторой планеты. Определите ускорение свободного падения на этой планете.

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) м/с\(^2\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сила тяжести \(F=mg\): найдите наклон графика \(F(m)\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

4 м/с\(^2\).

зад 4 Сила по изменению импульса

Механика › Законы сохраненияИмпульс, закон сохранения импульсаЗаконы Ньютона, силысложность 1/10

Материальная точка движется в инерциальной системе отсчёта по прямой в одном направлении. За 5 с импульс тела увеличивается на 15 кг\(\cdot\)м/с. Чему равен модуль равнодействующей сил, приложенных к телу?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Н.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Второй закон Ньютона в импульсной форме: \(\Delta p = F\,\Delta t\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

3 Н.

зад 5 Скорость звуковых волн

Колебания и волны › Механические волныЗвук и акустикаБегущие волны, скорость волнсложность 1/10

Какова скорость звуковых волн в среде, если при частоте 400 Гц длина волны \(\lambda = 4\) м?

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Связь скорости, длины волны и частоты: \(v=\lambda\nu\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

1600 м/с.

зад 6 Горизонтальный бросок: время и дальность

Механика › КинематикаБаллистика: бросок под угломВертикальное движение, свободное падениесложность 2/10

Шарик, брошенный горизонтально с высоты \(H\) с начальной скоростью \(v_0\), за время \(t\) пролетел в горизонтальном направлении расстояние \(L\) (см. рисунок). Что произойдёт с временем и дальностью полёта, если на этой же установке уменьшить начальную скорость шарика в 2 раза? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Рисунок

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.

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

Время полётаДальность полёта
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Время падения с высоты \(H\) не зависит от горизонтальной скорости; дальность равна \(v_0 t\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

32.

зад 7 Графики при броске вверх

Механика › КинематикаВертикальное движение, свободное падениеГрафики движения, путь как площадьсложность 2/10

В момент \(t = 0\) шарик бросили вертикально вверх с начальной скоростью \(\vec v\) (см. рисунок). Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

Рисунок

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Рисунок

1) проекция скорости шарика \(v_y\);
2) проекция ускорения шарика \(a_y\);
3) координата \(y\) шарика;
4) модуль силы тяжести, действующей на шарик.

АБ
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Координата при броске вверх меняется по параболе, ускорение и сила тяжести постоянны.

▶ОтветСкрыть
Ответ

34.

зад 8 Кристаллизация воды

Термодинамика и молекулярная физика › Фазовые переходыПлавление и кристаллизацияВнутренняя энергиясложность 1/10

При 0 °С вода кристаллизуется и переходит из жидкого состояния в твёрдое. Что происходит в процессе кристаллизации с её температурой и внутренней энергией?

1) уменьшается температура, возрастает внутренняя энергия;
2) уменьшаются и температура, и внутренняя энергия;
3) уменьшается внутренняя энергия, не изменяется температура;
4) уменьшается температура, не изменяется внутренняя энергия.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При фазовом переходе температура постоянна, а энергия уходит с выделением тепла.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 9 Работа газа в двух процессах

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиПервый закон, работа газаИзопроцессысложность 2/10

На рисунке показано расширение водорода двумя способами: 1–2 и 3–4. Сравните работу газа в этих процессах.

Рисунок

1) \(A_{34} = 2A_{12}\);
2) \(A_{34} = A_{12} = 0\);
3) \(A_{34} = A_{12} \neq 0\);
4) \(A_{34} = 1{,}5A_{12}\).

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Работа газа равна площади под графиком в координатах \(p\)–\(V\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

4.

зад 10 Отношение объёмов водорода

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газУравнение состоянияИзопроцессысложность 1/10

Объём 1 моль водорода в сосуде при температуре \(T\) и давлении \(p\) равен \(V_1\). Объём 4 моль водорода при том же давлении и температуре \(2T\) равен \(V_2\). Чему равно отношение \(V_2/V_1\)? (Водород считать идеальным газом.)

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Используйте уравнение Клапейрона — Менделеева \(pV=\nu RT\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

8.

зад 11 Влажность в закрытом сосуде

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

В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре находится воздух, содержащий ненасыщенный водяной пар. Температуру воздуха увеличили на 20 К. Как изменились при этом концентрация молекул воды и относительная влажность воздуха в сосуде?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась;
2) уменьшилась;
3) не изменилась.

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

Концентрация молекул воды в сосудеОтносительная влажность воздуха в сосуде
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Объём и число молекул воды не меняются; сравните плотность насыщенного пара при новой температуре.

▶ОтветСкрыть
Ответ

32.

зад 12 Газовые законы и изопроцессы

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессыУравнение состояниясложность 2/10

Установите соответствие между газовым законом и разновидностью изопроцесса в разреженном газе, к которому можно применить данный закон. Считаем, что в ходе процесса количество вещества газа не меняется.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫИЗОПРОЦЕССЫ
А) закон Шарля: \(P/T = \text{const}\)1) изотермическое расширение
Б) закон Гей-Люссака: \(V/T = \text{const}\)2) адиабатное сжатие
3) изобарное охлаждение
4) изохорное нагревание
АБ
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Закон Шарля выполняется при постоянном объёме, закон Гей-Люссака — при постоянном давлении.

▶ОтветСкрыть
Ответ

43.

зад 13 Потенциал при перемещении перпендикулярно полю

Электростатика › Потенциал и энергияПотенциал электрического поляНапряжённость поля, принцип суперпозициисложность 1/10

На рисунке изображены линии напряжённости однородного электростатического поля. Как изменяется потенциал этого поля при перемещении из точки А в точку В, если отрезок АВ перпендикулярен линиям напряжённости?

Рисунок

1) не изменяется;
2) повышается;
3) понижается;
4) изменение потенциала зависит от знака перемещаемого заряда.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Вдоль эквипотенциальной поверхности работа сил поля равна нулю.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1.

зад 14 Сила Лоренца на электрон

Магнетизм и индукция › Силы в магнитном полеСила Лоренца, движение частиц в магнитном полеМагнитное поле токовсложность 1/10

Электрон \(e\) влетает в зазор между полюсами электромагнита со скоростью \(\vec v\), направленной горизонтально. Вектор индукции \(\vec B\) магнитного поля направлен вертикально (см. рисунок). Как направлена действующая на электрон сила Лоренца \(\vec F\)?

Рисунок

1) от наблюдателя;
2) к наблюдателю;
3) горизонтально вправо;
4) вертикально вверх.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сила \(\vec F=q\vec v\times\vec B\); у электрона заряд отрицательный, он меняет направление силы.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1.

зад 15 ЭДС в движущемся проводнике

Магнетизм и индукция › Электромагнитная индукцияЭДС движения: рельсы, перемычки, рамкиСила Амперасложность 2/10

При скорости \(v_1\) поступательного движения прямолинейного проводника в постоянном однородном магнитном поле на концах проводника возникает разность потенциалов \(U\). При движении этого проводника в том же направлении в той же плоскости со скоростью \(v_2\) разность потенциалов на концах проводника уменьшилась в 4 раза. Чему равно отношение \(v_2/v_1\)?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Разность потенциалов на концах движущегося проводника пропорциональна его скорости: \(U=Blv\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(0{,}25\).

зад 16 Магнитный поток через виток

Магнетизм и индукция › Электромагнитная индукцияСамоиндукция, энергия магнитного поляМагнитный потоксложность 1/10

Индуктивность витка проволоки равна \(3\cdot10^{-3}\) Гн. Определите магнитный поток через поверхность, ограниченную витком, если сила тока в витке равна 4 А.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) мВб.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Поток, создаваемый током в витке: \(\Phi=LI\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

12 мВб.

зад 17 Переключение ключа в цепи с двумя резисторами

Электрические цепи › Постоянный токЭквивалентный источникЗакон Ома, сопротивлениесложность 2/10

В схеме, показанной на рисунке, \(R_1 > R_2\). Что произойдёт с показаниями амперметра и вольтметра после переключения ключа К из положения 1 в положение 2? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.

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

Рисунок
Показания амперметраПоказания вольтметра
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сопротивление внешней цепи уменьшается; амперметр показывает полный ток, вольтметр — напряжение на зажимах источника.

▶ОтветСкрыть
Ответ

12.

зад 18 Единицы физических величин в СИ

Электростатика › КонденсаторыПлоский конденсаторЗакон Ома, сопротивлениесложность 1/10

Установите соответствие между физическими величинами и их единицами измерения в системе СИ.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
А) Ёмкость конденсатора1) 1 Ф
Б) Сопротивление резистора2) 1 Ом
3) 1 Гн
4) 1 Тл
АБ
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Ёмкость измеряется в фарадах, сопротивление — в омах.

▶ОтветСкрыть
Ответ

12.

зад 19 Состав нейтрального атома

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроЯдерные реакции, дефект массРадиоактивный распадсложность 1/10

Нейтральный атом бериллия \(^{9}_{4}\text{Be}\) содержит

1) 4 протона, 9 нейтронов и 4 электрона;
2) 4 протона, 5 нейтронов и 4 электрона;
3) 9 протонов, 4 нейтрона и 9 электронов;
4) 9 протонов, 13 нейтронов и 4 электрона.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Нижний индекс — число протонов, число нейтронов — разность массового числа и заряда.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2.

зад 20 Превращение ядра бария

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроЯдерные реакции, дефект массРадиоактивный распадсложность 1/10

Ядро бария \(^{143}_{56}\text{Ba}\) в результате испускания нейтрона, а затем электрона превратилось в ядро

1) \(^{145}_{56}\text{Ba}\);
2) \(^{142}_{57}\text{La}\);
3) \(^{143}_{58}\text{Ba}\);
4) \(^{144}_{55}\text{Cs}\).

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Нейтрон уменьшает массовое число на 1; электрон (бета-распад) увеличивает заряд ядра на 1.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2.

зад 21 Доля распавшихся ядер за два периода

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроРадиоактивный распадсложность 1/10

Какая доля от исходного большого числа радиоактивных ядер распадается за интервал времени, равный двум периодам полураспада?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) %.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

За каждый период полураспада остаётся половина нераспавшихся ядер.

▶ОтветСкрыть
Ответ

75 %.

зад 22 Фотоэффект при смене светофильтра

Атомная, ядерная и квантовая физика › ФотоныФотоэффектЭнергия и импульс фотона, эффект Комптонасложность 2/10

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только синий свет, а во второй — только зелёный. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение. Как изменятся частота световой волны и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.

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

Частота световой волны, падающей на фотоэлементЗапирающее напряжение
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Зелёный свет имеет меньшую частоту, чем синий; запирающее напряжение растёт с энергией фотоэлектронов.

▶ОтветСкрыть
Ответ

22.

зад 23 Период колебаний маятника

Колебания и волны › Механические колебанияМатематический и физический маятникИзмерения и погрешностисложность 1/10

Маятник совершает \(N = 20\) колебаний за \(t = (24{,}0 \pm 0{,}2)\) с. Согласно этим данным, период колебаний маятника \(T\) равен

1) \((2{,}40 \pm 0{,}02)\) с;
2) \((2{,}4 \pm 0{,}2)\) с;
3) \((1{,}20 \pm 0{,}01)\) с;
4) \((1{,}2 \pm 0{,}2)\) с.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Период — время одного колебания: \(T=t/N\); погрешность делится на \(N\) так же.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3.

зад 24 График импульса: характер движения

Механика › Законы сохраненияИмпульс, закон сохранения импульсаГрафики движения, путь как площадьсложность 3/10

На рисунке приведён график зависимости от времени для проекции на ось \(Ox\) импульса тела, движущегося по прямой. Как двигалось тело в интервалах времени от 0 до \(t_1\) и от \(t_1\) до \(t_2\)? Выберите два утверждения, соответствующих графику.

Рисунок

1) в интервале от 0 до \(t_1\) не двигалось;
2) в интервале от 0 до \(t_1\) двигалось равномерно;
3) в интервале от 0 до \(t_1\) двигалось равноускоренно;
4) в интервале от \(t_1\) до \(t_2\) двигалось равномерно;
5) в интервале от \(t_1\) до \(t_2\) двигалось равноускоренно.

Ответы №№: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Постоянный импульс означает движение с постоянной скоростью; линейный рост импульса — постоянная сила.

▶ОтветСкрыть
Ответ

25.

зад 25 Отношение масс шайб при неупругом ударе

Механика › Законы сохраненияНеупругие столкновенияМеханическая энергия, консервативные системысложность 3/10

Шайба массой \(m_1\), скользящая по гладкой горизонтальной поверхности, налетает на лежащую неподвижно на той же поверхности более тяжёлую шайбу такого же размера массой \(m_2\). В результате частично неупругого удара первая шайба остановилась, а 75 % её первоначальной кинетической энергии перешло во внутреннюю энергию. Чему равно отношение масс шайб \(m_2/m_1\)?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Закон сохранения импульса даёт скорость второй шайбы; оставшаяся кинетическая энергия равна 25 % исходной.

▶ОтветСкрыть
Ответ

4.

зад 26 Конечная температура при изохорном нагреве

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессыУравнение состояниясложность 3/10

Идеальный газ изохорно нагревают так, что его температура изменяется на \(\Delta T = 240\) К, а давление — в 1,8 раза. Масса газа постоянна. Найдите конечную температуру газа.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) K.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При постоянном объёме \(p/T\) постоянно: отношение давлений равно отношению температур.

▶ОтветСкрыть
Ответ

540 K.

зад 27 Напряжённость поля двух зарядов

Электростатика › Поле зарядовЗакон КулонаНапряжённость поля, принцип суперпозициисложность 3/10

Два точечных положительных заряда: \(q_1 = 85\) нКл и \(q_2 = 140\) нКл — находятся в вакууме на расстоянии \(L = 2\) м друг от друга. Определите величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии \(L\) от первого заряда (см. рисунок).

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) В/м.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Напряжённости от двух зарядов в точке А направлены одинаково; складывайте их по принципу суперпозиции.

▶ОтветСкрыть
Ответ

270 В/м.

зад 28 Показания приборов при движении реостата

Электрические цепи › Постоянный токЗакон Ома, сопротивлениеАмперметры, вольтметры, мостысложность 4/10

На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов — идеального амперметра и идеального вольтметра. Используя законы постоянного тока, проанализируйте эту схему и выясните, как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата вправо.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сопоставьте сопротивление внешней цепи с положением движка и закон Ома для полной цепи.

▶ОтветСкрыть
Ответ

Напряжение, измеренное вольтметром, уменьшается, а ток через амперметр растёт.

▶РешениеСкрыть
Решение

По условию задачи сопротивлением амперметра можно пренебречь, а сопротивление вольтметра бесконечно велико. При перемещении движка реостата вправо его сопротивление \(R_2\) уменьшается, что ведёт к уменьшению сопротивления всей внешней цепи \(R=\dfrac{R_1R_2}{R_1+R_2}\). В соответствии с законом Ома для полной цепи сила тока через амперметр \(I=\dfrac{\mathcal E}{r+R}\) увеличивается (знаменатель дроби уменьшается, а числитель остаётся неизменным), напряжение на батарее, измеряемое вольтметром, уменьшается: \(U=\mathcal E - Ir\).

Ответ: напряжение, измеренное вольтметром, уменьшается, а ток через амперметр растёт.

зад 29 Отрыв шайбы от внутренней поверхности кольца

Механика › ДинамикаДинамика движения по окружности, конический маятникМеханическая энергия, консервативные системысложность 4/10

Небольшая шайба после толчка приобретает скорость \(v = 2\) м/с и скользит по внутренней поверхности гладкого закреплённого кольца радиусом \(R = 0{,}14\) м. На какой высоте \(h\) шайба отрывается от кольца и начинает свободно падать?

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

В точке отрыва сила реакции равна нулю; запишите второй закон Ньютона вдоль радиуса и закон сохранения энергии.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(h \approx 0{,}18\) м.

▶РешениеСкрыть
Решение

В момент отрыва от кольца на высоте \(h\) шайба имела скорость \(u\), определяемую из закона сохранения энергии: \(\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{mu^2}{2}+mgh\). При этой скорости её центростремительное ускорение \(a_{\text{цс}}=\dfrac{u^2}{R}\) в инерциальной системе отсчёта \(Oxy\), связанной с Землёй, обеспечивалось составляющей силы тяжести, действующей на шайбу и направленной к центру кольца: \(ma_{\text{цс}}=mg\sin\alpha\).

Учитывая, что \(\sin\alpha=\dfrac{h-R}{R}\), исключим \(a_{\text{цс}}\) и \(u\): \(v^2=g(h-R)+2gh\). Отсюда \(h=\dfrac{R}{3}+\dfrac{v^2}{3g}\approx 0{,}18\) м.

Ответ: \(h\approx 0{,}18\) м.

зад 30 Температура азота в камере с цилиндрическим сосудом

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газСосуды с поршнями, газ и пружинаУравнение состояниясложность 6/10

В камере, заполненной азотом, при температуре \(T_0 = 300\) К находится открытый цилиндрический сосуд (см. рис. 1). Высота сосуда \(L = 50\) см. Сосуд плотно закрывают цилиндрической пробкой и охлаждают до температуры \(T_1\). В результате расстояние от дна сосуда до низа пробки становится равным \(h = 40\) см (см. рис. 2). Затем сосуд нагревают до первоначальной температуры \(T_0\). Расстояние от дна сосуда до низа пробки при этой температуре становится равным \(H = 46\) см (см. рис. 3). Чему равна температура \(T_1\)? Величину силы трения между пробкой и стенками сосуда считать одинаковой при движении пробки вниз и вверх. Массой пробки пренебречь. Давление азота в камере во время эксперимента поддерживается постоянным.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите уравнение Клапейрона — Менделеева для азота под пробкой в двух состояниях и условие равновесия пробки.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(T_1 \approx 219\) К.

▶РешениеСкрыть
Решение

1) Пусть \(p_0\) — давление азота в камере; \(p_1\) — давление в сосуде в ситуации на рис. 2; \(p_2\) — давление в сосуде при температуре \(T_0\) в конце опыта; \(S\) — площадь горизонтального сечения сосуда.

2) Параметры азота в первоначальном состоянии и при температуре \(T_1\) связаны уравнением Клапейрона — Менделеева: \(\dfrac{p_1hS}{T_1}=\dfrac{p_0LS}{T_0}\), откуда \(p_1=p_0\dfrac{L}{h}\dfrac{T_1}{T_0}\). Условие равновесия пробки при температуре \(T_1\): \(p_0S-F_{\text{тр}}-p_1S=0\), откуда \(F_{\text{тр}}=(p_0-p_1)S\).

3) Параметры азота в первоначальном и конечном состояниях связаны уравнением \(\dfrac{p_2HS}{T_0}=\dfrac{p_0LS}{T_0}\), откуда \(p_2=p_0\dfrac{L}{H}\). Условие равновесия пробки в конечном состоянии: \(p_2S-F_{\text{тр}}-p_0S=0\), откуда \(p_2=p_0+\dfrac{F_{\text{тр}}}{S}=2p_0-p_1=2p_0-p_0\dfrac{L}{h}\dfrac{T_1}{T_0}\).

4) Приравнивая два выражения для \(p_2\), получаем \(\dfrac{L}{H}=2-\dfrac{L}{h}\dfrac{T_1}{T_0}\). Отсюда \(T_1=T_0\dfrac{h}{L}\left(2-\dfrac{L}{H}\right)\approx 219\) К.

Ответ: \(T_1\approx 219\) К.

зад 31 Скорость изменения индукции в медном кольце

Магнетизм и индукция › Электромагнитная индукцияВихревое электрическое поле, закон ФарадеяЗакон Ома, сопротивлениесложность 5/10

Медное кольцо, диаметр которого 20 см, а диаметр провода кольца 2 мм, расположено в однородном магнитном поле. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Определите модуль скорости изменения магнитной индукции поля со временем, если при этом в кольце возникает индукционный ток 10 А. Удельное сопротивление меди \(\rho_{\text{Cu}} = 1{,}72\cdot10^{-8}\) Ом\(\cdot\)м.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Закон электромагнитной индукции Фарадея и закон Ома для кольца конечного сопротивления.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(\left|\dfrac{\Delta B}{\Delta t}\right|\approx 1\) Тл/с.

▶РешениеСкрыть
Решение

ЭДС индукции в кольце \(\mathcal E=-\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}\). Изменение магнитного потока за время \(\Delta t\) равно \(\Delta\Phi=\Delta(BS)\), где \(S\) (площадь кольца) постоянна и равна \(S=\dfrac{\pi D^2}{4}\). Следовательно, \(|\mathcal E|=S\left|\dfrac{\Delta B}{\Delta t}\right|\), откуда \(\left|\dfrac{\Delta B}{\Delta t}\right|=\dfrac{\mathcal E}{S}\). С другой стороны, по закону Ома \(\mathcal E=IR=I\dfrac{\rho l}{S_{\text{пр}}}\), где \(S_{\text{пр}}=\dfrac{\pi d^2}{4}\) — площадь поперечного сечения провода, \(l=\pi D\) — длина кольца.

Отсюда \(\left|\dfrac{\Delta B}{\Delta t}\right|=\dfrac{16 I\rho}{\pi d^2 D}\approx 1\) Тл/с.

Ответ: \(\left|\dfrac{\Delta B}{\Delta t}\right|\approx 1\) Тл/с.

зад 32 Скорость электрона, разогнанного полем

Атомная, ядерная и квантовая физика › ФотоныФотоэффектЭнергия поля, электрическое давлениесложность 4/10

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), находящейся в сосуде, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряжённостью \(E = 5\cdot10^{4}\) В/м. До какой скорости электрон разгонится в этом поле, пролетев путь \(S = 5\cdot10^{-4}\) м? Релятивистские эффекты не учитывать.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Работа электрического поля равна изменению кинетической энергии электрона, начальная скорость равна нулю.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(v \approx 3\cdot10^{6}\) м/с.

▶РешениеСкрыть
Решение

Начальная скорость вылетевшего электрона \(v_0 = 0\). Формула, связывающая изменение кинетической энергии частицы с работой силы со стороны электрического поля: \(A=\dfrac{mv^2}{2}\). Работа силы связана с напряжённостью поля и пройденным путём: \(A=FS=eES\). Отсюда \(v^2=\dfrac{2eES}{m}\), \(v=\sqrt{\dfrac{2eES}{m}}\).

Ответ: \(v\approx 3\cdot10^{6}\) м/с.

Источник: ЕГЭ по физике 2016, реальный вариант, вариант 061 — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.