Олимпиады · ЕГЭ

ЕГЭ 2017, реальный вариант, вариант 111

31 задача

зад 1 Ускорение по графику

Механика › КинематикаГрафики движения, путь как площадьГрафические методысложность 1/10

Автомобиль движется по прямой улице. На графике представлена зависимость его скорости от времени.

Рисунок

Чему равен модуль ускорения автомобиля в промежуток времени от 10 с до 20 с?

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Ускорение равно тангенсу угла наклона графика \(v(t)\) на нужном участке: \(a = \Delta v/\Delta t\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(1{,}5\) м/с\(^2\).

зад 2 Второй закон Ньютона

Механика › ДинамикаЗаконы Ньютона, силыИмпульс, закон сохранения импульсасложность 1/10

В инерциальной системе отсчета сила \(\vec F\) сообщает телу массой \(m\) ускорение, равное по модулю 2 м/с\(^2\). Чему равен модуль ускорения тела массой \(m/2\) под действием силы \(2\vec F\) в этой системе отсчета?

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Используйте второй закон Ньютона \(a = F/m\) для обоих тел.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(8\) м/с\(^2\).

зад 3 Масса охотника

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

Охотник, стоящий на гладком льду, стреляет из ружья в горизонтальном направлении. Масса заряда \(0{,}04\) кг. Скорость дробинок при выстреле \(300\) м/с. Какова масса охотника, если его скорость после выстрела равна \(0{,}2\) м/с?

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Импульс системы «охотник и заряд» до выстрела равен нулю.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(60\) кг.

зад 4 Давление масла на пробку

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаДавление жидкостиЗаконы Ньютона, силысложность 1/10

Бутылку с подсолнечным маслом, закрытую пробкой, перевернули. Определите силу, с которой действует масло на пробку площадью 5 см\(^2\), если расстояние от уровня масла в сосуде до пробки равно 20 см.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Н

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Давление столба жидкости равно \(\rho g h\); плотность подсолнечного масла примите равной \(900\) кг/м\(^3\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(0{,}9\) Н.

зад 5 Движение шарика

Механика › КинематикаГрафики движения, путь как площадьНеравномерное движение, скорость как производнаясложность 2/10

Шарик катится по прямому желобу. Изменение координаты шарика с течением времени в инерциальной системе отсчета показано на графике.

Рисунок

На основании этого графика выберите два верных утверждения о движении шарика.

1) Первые 2 с шарик покоился, а затем двигался с возрастающей скоростью.

2) На шарик действовала все увеличивающаяся сила.

3) Первые 2 с скорость шарика не менялась, а затем ее модуль постепенно уменьшался.

4) Путь, пройденный шариком за первые 3 с, равен 1 м.

5) Скорость шарика постоянно уменьшалась.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Смотрите на наклон графика \(x(t)\): по нему видно, покоится ли шарик и как меняется его скорость.

▶ОтветСкрыть
Ответ

14 (утверждения 1 и 4).

зад 6 Пружинный маятник

Колебания и волны › Механические колебанияПружинный маятник, массивная пружинаМеханическая энергия, консервативные системысложность 2/10

В школьной лаборатории изучают свободные вертикальные колебания пружинного маятника при различных значениях массы маятника. Как изменятся период колебаний маятника и период изменения его потенциальной энергии, если увеличить массу маятника, не изменяя жесткость пружины? Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

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

Период колебаний. Период изменения потенциальной энергии: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Период пружинного маятника \(T = 2\pi\sqrt{m/k}\); потенциальная энергия меняется с периодом, вдвое меньшим периода колебаний.

▶ОтветСкрыть
Ответ

11

зад 7 Шайба на горке

Механика › Законы сохраненияМеханическая энергия, консервативные системыВертикальное движение, свободное падениесложность 2/10

Шайба съезжает из состояния покоя с горки высотой \(H\). Ускорение свободного падения равно \(g\). У подножия горки кинетическая энергия шайбы равна \(E_{\text{к}}\). Трение шайбы о горку пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

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

1) \(E_{\text{к}}\sqrt{\dfrac{2}{gH}}\)

2) \(\dfrac{\sqrt{2E_{\text{к}}}}{gH}\)

3) \(\sqrt{\dfrac{2E_{\text{к}}}{gH}}\)

4) \(\dfrac{E_{\text{к}}}{gH}\)

Физические величиныФормулы
А) масса шайбы
Б) модуль импульса у подножия горки шайбы

Ответы АБ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Масса шайбы находится из \(E_{\text{к}} = mgH\), импульс связан с кинетической энергией соотношением \(p = \sqrt{2mE_{\text{к}}}\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

41

зад 8 Масса воздуха в сосуде

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газУравнение состоянияСосуды с поршнями, газ и пружинасложность 2/10

При проведении опыта в сосуд закачивали воздух, одновременно охлаждая его. При этом температура воздуха в сосуде понизилась в 2 раза, а давление воздуха возросло в три раза. Во сколько раз увеличилась масса воздуха в сосуде?

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Из уравнения состояния \(pV = \dfrac{m}{M}RT\) масса пропорциональна \(p/T\) при постоянном объёме.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(6\) раз.

зад 9 Работа газа

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиПервый закон, работа газаЦиклы, работа в циклесложность 2/10

Газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на \(p\)-\(V\)-диаграмме.

Рисунок

Чему равна работа, совершенная газом в процесе 1-2-3, если \(p_0 = 80\) кПа, \(V_0 = 2\) л?

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

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

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(160\) Дж.

зад 10 Относительная влажность

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

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна \(40\%\). Какой станет относительная влажность, если объем сосуда за счет движения поршня при неизменной температуре уменьшить в 3 раза?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) %

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Давление насыщенного пара при постоянной температуре не меняется: проверьте, не достигнута ли влажность 100%.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(100\%\) (пар становится насыщенным, часть его конденсируется).

зад 11 Охлаждение жидкости

Термодинамика и молекулярная физика › Фазовые переходыПлавление и кристаллизацияОбработка данных, линеаризация графиковсложность 2/10

Горячая жидкость медленно охлаждалась в стакане. В таблице приведены результаты измерений ее температуры с течением времени. Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведенного экспериментального исследования, и укажите их номера.

Время, мин\(0\)\(2\)\(4\)\(6\)\(8\)\(10\)\(12\)\(14\)
Температура, \(^\circ\)C\(95\)\(88\)\(81\)\(80\)\(80\)\(80\)\(77\)\(72\)

1) Температура кристаллизации жидкости в данных условиях равна 80 °С.

2) Через 7 мин после начала измерений в стакане находилось вещество только в твердом состоянии.

3) Через 4 мин после начала измерений в стакане находилось вещество как в жидком, так и в твердом состоянии.

4) Через 12 мин после начала измерений в стакане находилось вещество только в жидком состоянии.

5) Через 14 мин после начала измерений в стакане находилось вещество только в твердом состоянии.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Участок постоянной температуры на графике охлаждения соответствует кристаллизации.

▶ОтветСкрыть
Ответ

15 (утверждения 1 и 5).

зад 12 Цикл Карно

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиТепловые двигатели, КПД, цикл КарноХолодильник и тепловой насоссложность 2/10

Температуру холодильника теплового двигателя, работающего по циклу Карно, увеличили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД теплового двигателя и количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику?

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.

КПД теплового двигателя. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл работы: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

КПД цикла Карно \(\eta = 1 - T_{\text{х}}/T_{\text{н}}\); \(Q_{\text{х}} = Q_{\text{н}}(1-\eta)\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

21

зад 13 Сила Кулона в квадрате

Электростатика › Поле зарядовЗакон КулонаНапряжённость поля, принцип суперпозициисложность 1/10

Как направлена (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) сила Кулона \(\vec F\), действующая на положительный точечный заряд \(+q\), помещенный в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды: \(+q\), \(+q\), \(-q\), \(-q\) (см. рисунок)? Ответ запишите словом (словами).

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сложите силы от трёх зарядов, учитывая, что силы от одинаковых по расстоянию зарядов одного знака противоположны.

▶ОтветСкрыть
Ответ

вниз.

зад 14 Амперметр в цепи

Электрические цепи › Постоянный токАмперметры, вольтметры, мостыПравила Кирхгофасложность 1/10

Через участок цепи (см. рисунок) течет постоянный ток \(I = 6\) А. Какую силу тока показывает амперметр? Сопротивлением амперметра пренебречь.

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) А

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление; разветвите ток по ветвям с учётом сопротивлений.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(3\) А.

зад 15 Угол отражения

Геометрическая оптика › ОтражениеПлоское зеркалоСветовые лучи, тенисложность 1/10

Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим и отраженным лучами равен 60°. Определите угол между отраженным лучом и зеркалом.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Угол падения равен углу отражения; угол отсчитывайте от поверхности зеркала.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(60^\circ\).

зад 16 Лампа накаливания

Электрические цепи › Нелинейные элементыВольт-амперная характеристика, нелинейные элементыРабота и мощность тока, нагревателисложность 2/10

На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения.

Рисунок

Выберите два верных утверждения, которые можно сделать, анализируя этот график.

1) Сопротивление лампы не зависит от приложенного напряжения.

2) Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 110 В, равна 38,5 Вт.

3) Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 170 В, равна 40 Вт.

4) Сопротивление лампы при силе тока в ней 0,15 А равно 200 Ом.

5) Сопротивление лампы при напряжении 100 В равно 400 Ом.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Мощность \(P = UI\) и сопротивление \(R = U/I\) находите по точке графика.

▶ОтветСкрыть
Ответ

24 (утверждения 2 и 4).

зад 17 Дифракционная решётка в воде

Волновая оптика и электромагнитные волны › ДифракцияДифракционная решёткаЗакон преломлениясложность 2/10

В прозрачном сосуде, заполненном водой, находится дифракционная решетка. Решетка освещается параллельным пучком монохроматического света, падающим перпендикулярно ее поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменятся частота световой волны, падающей на решетку, и угол между падающим лучом и первым дифракционным максимумом при замене воды в сосуде прозрачной жидкостью с большим показателем преломления?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

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

Частота волны света, достигающего решетки. Угол между нормалью к решетке и первым дифракционным максимумом: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Частота при переходе из одной среды в другую не меняется, а длина волны и угол дифракции зависят от показателя преломления.

▶ОтветСкрыть
Ответ

32

зад 18 Цепь постоянного тока

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

На рисунке показана цепь постоянного тока.

Рисунок

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать (\(\varepsilon\) — ЭДС источника напряжения; \(r\) — внутреннее сопротивление источника; \(R\) — сопротивление резистора).

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

1) \(\dfrac{\varepsilon R}{R+r}\)

2) \(\dfrac{2\varepsilon r}{2R+r}\)

3) \(\dfrac{\varepsilon}{2R+r}\)

4) \(\dfrac{\varepsilon}{R+r}\)

Физические величиныФормулы
А) напряжение на источнике при замкнутом ключе К
Б) сила тока через источник при разомкнутом ключе К

Ответы АБ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Напряжение на клеммах источника равно \(\varepsilon - Ir\); при разомкнутом ключе вычислите полное сопротивление цепи.

▶ОтветСкрыть
Ответ

13

зад 19 Модель атома

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроАтом Бора, спектрыЯдерные реакции, дефект масссложность 1/10

На рисунке изображена модель нейтрального атома.

Рисунок

Масса атома равна 11 а.е.м. Сколько протонов и нейтронов содержит ядро данного атома?

Число протонов. Число нейтронов: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

У нейтрального атома число протонов равно числу электронов, нейтроны дают остаток массового числа.

▶ОтветСкрыть
Ответ

Протонов 5, нейтронов 6.

зад 20 Период полураспада натрия

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроРадиоактивный распадОценки, размерность и подобиесложность 1/10

Период полураспада изотопа натрия \(^{22}_{11}\)Na равен 2,6 года. Изначально было 208 г этого изотопа. Сколько его будет через 5,2 года?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) г

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

За каждый период полураспада масса уменьшается вдвое.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(52\) г.

зад 21 Электронный захват

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроЯдерные реакции, дефект массРадиоактивный распадсложность 2/10

Для некоторых атомов характерной особенностью является возможность захвата атомным ядром одного из ближайших к нему электронов. Как изменяются при этом массовое число и заряд ядра?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется.

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

Массовое число ядра. Заряд ядра: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При захвате электрона протон превращается в нейтрон: число нуклонов не меняется, заряд уменьшается на единицу.

▶ОтветСкрыть
Ответ

32

зад 22 Мензурка

Экспериментальная физика › Практический турИзмерения и погрешностиОбработка данных, линеаризация графиковсложность 1/10

Для проведения опыта ученик налил воду в мензурку. Шкала мензурки проградуирована в миллилитрах (мл). Погрешность измерений объема равна цене деления шкалы мензурки. Чему равен объем налитой учеником воды?

Рисунок

Ответ: (\(\underline{\qquad\qquad}\) \(\pm\) \(\underline{\qquad\qquad}\)) мл

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Цену деления найдите по соседним подписанным штрихам шкалы.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\((150 \pm 2)\) мл.

зад 23 Наклонная плоскость

Экспериментальная физика › Практический турИсследование установки, «процессы и измерения»Сила трения: покой и проскальзываниесложность 2/10

Необходимо экспериментально изучить зависимость ускорения тела, скользящего по шероховатой наклонной плоскости, от коэффициента трения груза о плоскость. Какие две установки из изображенных ниже следует выбрать, чтобы провести такое исследование?

Рисунок

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Нужны установки с одинаковым углом наклона, но разными поверхностями (разным коэффициентом трения).

▶ОтветСкрыть
Ответ

45.

зад 24 Санки с ледяной горки

Механика › Законы сохраненияМеханическая энергия, консервативные системыСила трения: покой и проскальзываниесложность 4/10

Мальчик на санках скатился без трения с ледяной горки высотой 10 м и проехал по горизонтали до остановки 50 м. Сила трения при его движении по горизонтальной поверхности равна 80 Н. Чему равна общая масса мальчика с санками?

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Работа силы трения на горизонтальном участке равна начальной потенциальной энергии: \(F_{\text{тр}} s = mgh\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(40\) кг.

зад 25 Кислород и водород

Термодинамика и молекулярная физика › Молекулярно-кинетическая теорияОсновное уравнение МКТАтомы и молекулы, оценкисложность 4/10

Цилиндрический сосуд разделен неподвижной теплоизолирующей перегородкой. В одной части сосуда находится кислород, в другой — водород, концентрации газов одинаковы. Давление кислорода в 4 раза меньше давления водорода. Чему равно отношение средней кинетической энергии молекул кислорода к средней кинетической энергии молекул водорода?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При одинаковой концентрации давление пропорционально температуре, а средняя кинетическая энергия молекулы пропорциональна \(T\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(0{,}25\).

зад 26 Сила Ампера

Магнетизм и индукция › Силы в магнитном полеСила АмпераЗакон Ома, сопротивлениесложность 4/10

Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения \(2 \cdot 10^{-2}\) мм\(^2\), если напряжение на нем 3,6 В, а модуль вектора магнитной индукции 1 Тл? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное сопротивление стали 0,12 Ом\(\cdot\)мм\(^2\)/м.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Н

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сопротивление \(R = \rho l/S\), сила тока \(I = U/R\), сила Ампера \(F = BIl\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(0{,}6\) Н.

зад 27 Линза с картоном

Геометрическая оптика › ЛинзыХод лучей в линзах, построенияФормула линзы, увеличениесложность 5/10

Тонкая линза Л дает четкое действительное изображение предмета АВ на экране Э (рис. 1). Что произойдет с изображением предмета на экране, если верхнюю половину линзы закрыть куском черного картона К (рис. 2)? Постройте изображение предмета в обоих случаях. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

Рисунок

Ответы:

1) изображение предмета продолжает существовать на прежнем месте, не меняя формы, но становится менее ярким.

2) изображение предмета продолжает существовать на прежнем месте, не меняя формы, прежней яркости.

3) не увидим никакого изображения.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Каждая точка предмета создаёт изображение из лучей, прошедших через всю линзу; закрытие её половины уменьшает число лучей.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1

▶РешениеСкрыть
Решение

Все лучи от любой точки предмета, после прохождения данной линзы давая действительное изображение, пересекаются за линзой в одной точке.

Пока картон не мешает, построим изображение в линзе предмета АВ, используя лучи, исходящие из точки B (рис. 1). Кусок картона К перекрывает верхние лучи, но никак не влияет на ход нижних лучей (рис. 2). Благодаря этим и аналогичным им лучам изображение предмета продолжает существовать на прежнем месте, не меняя формы, но становится темнее, так как часть лучей больше не участвуют в построении изображения.

Ответ: изображение предмета продолжает существовать на прежнем месте, не меняя формы, но становится менее ярким.

зад 28 Шайба в кольце

Механика › ДинамикаЗаконы Ньютона, силыМеханическая энергия, консервативные системысложность 5/10

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

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) м

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

В точке отрыва сила реакции опоры равна нулю; запишите второй закон Ньютона в радиальном направлении и закон сохранения энергии.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(h = \dfrac{R}{3} + \dfrac{v^2}{3g} \approx 0{,}18\) м.

▶РешениеСкрыть
Решение

По закону сохранения энергии \(\dfrac{mv^2}{2} = \dfrac{mu^2}{2} + mgh\), где \(u\) — скорость шайбы в момент отрыва на высоте \(h\).

В точке отрыва сила нормальной реакции опоры равна нулю: \(N = 0\). Центростремительное ускорение шайбы \(a_{\text{цс}} = u^2/R\) найдём из второго закона Ньютона: \(ma_{\text{цс}} = mg\cos\alpha\), где \(\cos\alpha = \dfrac{h-R}{R}\).

Объединяя эти соотношения, получим \(h = \dfrac{R}{3} + \dfrac{v^2}{3g} \approx 0{,}18\) м.

Ответ: \(h = \dfrac{R}{3} + \dfrac{v^2}{3g} \approx 0{,}18\) м.

зад 29 Цикл одноатомного газа

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

С одноатомным идеальным газом неизменной массы происходит циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ совершает работу \(A_{\text{ц}} = 5\) кДж. Какое количество теплоты \(Q_{\text{н}}\) газ получает за цикл от нагревателя?

Рисунок

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Тепло получает газ на участках, где он нагревается; сложите работу и изменение внутренней энергии на этих участках.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(57{,}5\) кДж.

▶РешениеСкрыть
Решение

За цикл газ получает от нагревателя количество теплоты \(Q_{\text{н}} = Q_{12} + Q_{31} = (U_2 - U_3) + A_{12} = \dfrac{3}{2}(\nu R T_2 - \nu R T_3) + 2p_0 \cdot 2V_0 = \dfrac{3}{2}(2p_0 \cdot 3V_0 - p_0 V_0) + 4p_0V_0 = \dfrac{23}{2}p_0V_0\).

Работа газа за цикл равна \(A_{\text{ц}} = \dfrac{p_0}{2} \cdot 2V_0 = p_0V_0\).

Объединяя, получим \(Q_{\text{н}} = \dfrac{23}{2}A_{\text{ц}} = 57{,}5\) кДж.

Ответ: \(Q_{\text{н}} = \dfrac{23}{2}A_{\text{ц}} = 57{,}5\) кДж.

зад 30 Проводники на рельсах

Магнетизм и индукция › Электромагнитная индукцияЭДС движения: рельсы, перемычки, рамкиСила Амперасложность 6/10

Два параллельных друг другу рельса, лежащих в горизонтальной плоскости, находятся в однородном магнитном поле, индукция \(B\) которого направлена вертикально вниз (см. рисунок, вид сверху). На рельсах находятся два одинаковых проводника. Левый проводник движется вправо со скоростью \(V = 3\) м/с, а правый — покоится. С какой скоростью \(v\) надо перемещать правый проводник направо, чтобы в три раза уменьшить силу Ампера, действующую на левый проводник? (Сопротивлением рельсов пренебречь.)

Рисунок

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сила Ампера пропорциональна ЭДС индукции в контуре, а ЭДС пропорциональна относительной скорости проводников.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(2\) м/с.

▶РешениеСкрыть
Решение

Когда правый проводник покоится, на левый действует сила Ампера \(F = IBl\), где \(I = \mathcal{E}/R\) — индукционный ток, \(R\) — сопротивление цепи, \(l\) — расстояние между рельсами.

ЭДС индукции \(\mathcal{E} = -B\dfrac{\Delta S}{\Delta t} = -Bv_{\text{отн}}l\), где \(v_{\text{отн}}\) — относительная скорость движения проводников.

Поскольку силу Ампера надо уменьшить втрое, ЭДС индукции в контуре надо в три раза уменьшить. Отсюда следует, что скорость правого проводника должна быть равна \(v = \dfrac{2}{3}V\).

Ответ: \(v = \dfrac{2}{3}V\).

зад 31 Фотоэффект у водорода

Атомная, ядерная и квантовая физика › ФотоныФотоэффектАтом Бора, спектрысложность 6/10

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой \(E_n = -\dfrac{13{,}6}{n^2}\) эВ, где \(n = 1, 2, 3, \dots\). При переходе атома из состояния \(E_2\) в состояние \(E_1\) атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, \(\nu_{\text{кр}} = 6 \cdot 10^{14}\) Гц. Чему равна максимально возможная скорость фотоэлектрона?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) \(\cdot 10^6\) м/с

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Энергия фотона \(h\nu = E_2 - E_1\), далее уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(1{,}65\) (то есть \(1{,}65 \cdot 10^6\) м/с).

▶РешениеСкрыть
Решение

Согласно постулатам Бора энергия фотона равна \(h\nu = E_2 - E_1\) (1).

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: \(h\nu = h\nu_{\text{кр}} + \dfrac{m_e v_{\text{max}}^2}{2}\) (2), где учтено, что \(A_{\text{вых}} = h\nu_{\text{кр}}\).

Объединяя (1) и (2), получим \(v_{\text{max}} = \sqrt{\dfrac{2}{m_e}\left[(E_2 - E_1) - h\nu_{\text{кр}}\right]} \approx 1{,}65 \cdot 10^6\) м/с.

Ответ: \(v_{\text{max}} = \sqrt{\dfrac{2}{m_e}\left[(E_2 - E_1) - h\nu_{\text{кр}}\right]} \approx 1{,}65 \cdot 10^6\) м/с.

Источник: ЕГЭ по физике 2017, реальный вариант, вариант 111 — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.