Олимпиады · ЕГЭ

ЕГЭ 2018, реальный вариант, вариант 900

32 задачи

зад 1 Относительная скорость тел

Механика › КинематикаОтносительность движения, сложение скоростейГрафики движения, путь как площадьсложность 2/10

Координаты движущихся вдоль одной прямой тел А и В изменяются со временем, как показано на рисунке. Чему равна скорость тела А относительно тела В?

Рисунок

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Снимите с графиков скорости тел А и В, а затем найдите их разность с учётом направления.

▶ОтветСкрыть
Ответ

25 м/с.

зад 2 Орбиты планет

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

Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Сила притяжения к этой звезде первой планеты больше, чем у второй планеты, в 4 раза. Найдите отношение \(R_1/R_2\) радиусов их орбит.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния до звезды.

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,5.

зад 3 Работа при подъёме ведра

Механика › Законы сохраненияРабота и мощностьсложность 1/10

Равномерно поднимая верёвку, человек достал ведро с водой из колодца глубиной 10 м. Масса ведра 1,5 кг, масса воды в ведре 10 кг. Какую работу он при этом совершил? Массой верёвки пренебречь.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При равномерном подъёме работа равна произведению силы на перемещение; сила равна весу поднимаемого груза.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1150 Дж.

зад 4 Брусок в воде

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаСила АрхимедаЗаконы Ньютона, силысложность 2/10

Брусок массой 2 кг погрузили в воду, закрепив его на нити так, чтобы он не касался дна сосуда с водой. Нить натягивается с силой 13 Н. Каков объём данного бруска?

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) л

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите равновесие бруска: сила тяжести уравновешена натяжением нити и силой Архимеда.

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,7 л.

зад 5 Графики координат двух тел

Механика › КинематикаГрафики движения, путь как площадьГрафические методысложность 2/10

Два тела А и В движутся по прямой вдоль оси \(Ox\). На рисунке приведены графики зависимости координаты каждого тела от времени. Выберите из приведённых ниже утверждений два правильных и укажите их номера.

Рисунок

1) Интервал между моментами прохождения телом В начала координат составляет 6 с.

2) Тело А двигалось равноускоренно, а тело В равнозамедленно.

3) Проекция ускорения тела В на ось \(Ox\) положительна.

4) Скорость тела А в момент времени 4 с равна 20 м/с.

5) В тот момент, когда скорость тела В была равна нулю, расстояние от него до тела А составляло 15 м.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

По наклону графика координаты найдите скорость каждого тела на нужном участке; проверьте утверждения по очереди.

▶ОтветСкрыть
Ответ

15.

зад 6 Ракета на двух этапах

Механика › Законы сохраненияМеханическая энергия, консервативные системыРавноускоренное движениесложность 2/10

Ракета, находящаяся в межпланетном пространстве, набирает скорость в два этапа, занимающие одинаковое время: на первом разгон производится из состояния покоя до скорости 420 км/ч, на втором скорость увеличивается от 420 до 840 км/ч. Как при переходе от первого этапа ко второму изменяются работа двигателя ракеты и ускорение ракеты? Изменением массы топлива пренебречь.

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

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменится

Работа двигателя ракеты: \(\underline{\qquad}\). Ускорение ракеты: \(\underline{\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сравните изменение кинетической энергии ракеты на каждом этапе; ускорение находится из изменения скорости за одинаковое время.

▶ОтветСкрыть
Ответ

Работа двигателя — 1, ускорение — 3 (ответ «13»).

зад 7 Скорость и координата

Механика › КинематикаРавноускоренное движениеГрафики движения, путь как площадьсложность 2/10

Установите соответствие между зависимостью проекции скорости тела от времени (все величины выражены в СИ) и зависимостью координаты этого тела от времени. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Скорость:

А) \(v_x = 3\)

Б) \(v_x = -2 + t\)

Координата:

1) \(x = 5 - 3t\)

2) \(x = 1 - 2t + 0{,}5\,t^2\)

3) \(x = 2 + 3t\)

4) \(x = 2t + t^2\)

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Постоянная скорость даёт линейную зависимость координаты; по виду \(v_x(t)\) найдите начальную координату и начальную скорость.

▶ОтветСкрыть
Ответ

32.

зад 8 Скорость молекул газа

Термодинамика и молекулярная физика › Молекулярно-кинетическая теорияОсновное уравнение МКТАтомы и молекулы, оценкисложность 2/10

Идеальный газ оказывает на стенки сосуда давление 0,4 Па при концентрации молекул газа в кубическом сантиметре \(4\cdot10^{11}\) см\(^{-3}\) и массе молекулы \(3\cdot10^{-27}\) кг. Рассчитайте среднюю квадратичную скорость движения молекул, выраженную в м/с.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Используйте основное уравнение молекулярно-кинетической теории \(p = \frac{1}{3}nm_0v^2\), не забыв перевести концентрацию в м\(^{-3}\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

1000 м/с.

зад 9 Адиабатическое расширение

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиАдиабатический процессТеплоёмкость, политропические процессысложность 2/10

При адиабатическом расширении идеального двухатомного газа в количестве 2 моль его температура изменилась на 10 К. Какую работу совершил газ? Ответ округлите до целых.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При адиабатическом процессе работа газа равна убыли его внутренней энергии.

▶ОтветСкрыть
Ответ

416 Дж.

зад 10 Относительная влажность

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

В 4 м\(^3\) воздуха при температуре 289 К находится 40,8 г водяного пара. Найдите относительную влажность воздуха, если плотность насыщенного водяного пара при этой температуре равна 13,6 г/м\(^3\).

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) %

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Относительная влажность — отношение плотности пара к плотности насыщенного пара при той же температуре.

▶ОтветСкрыть
Ответ

75 %.

зад 11 Процесс на графике p–T

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессыУравнение состояниясложность 2/10

На графике зависимости давления \(p\) от абсолютной температуры \(T\) изображён процесс перехода идеального одноатомного газа из состояния 1 в состояние 2. Количество вещества остаётся постоянным. Какие изменения происходили в этом процессе с объёмом и плотностью газа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась;

2) уменьшилась;

3) не изменилась.

Объём газа: \(\underline{\qquad}\). Плотность газа: \(\underline{\qquad}\)

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Прямая, проходящая через начало координат на графике \(p(T)\), соответствует изохорному процессу.

▶ОтветСкрыть
Ответ

33.

зад 12 Опыты с гелием

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

При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из утверждений, приведённых ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным.

№ состояния1234567
\(p\), кПа1009075505575100
\(t\), °С2727272757177327

1) В состояниях 4–7 объём газа был одинаковым.

2) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза меньше объёма газа в состоянии 1.

3) Внутренняя энергия газа в состоянии 4 в 3 раза больше, чем в состоянии 1.

4) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ получал тепло.

5) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ совершал работу.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Пересчитайте температуры в кельвины и сравните отношения давлений и температур для разных состояний.

▶ОтветСкрыть
Ответ

14.

зад 13 Сила Ампера между проводниками

Магнетизм и индукция › Силы в магнитном полеСила АмпераМагнитное поле токовсложность 1/10

Два тонких длинных прямых проводника с током расположены параллельно друг другу. Определите направление (относительно рисунка) силы Ампера, действующей со стороны проводника 2 на проводник 1. Ответ запишите словом (словами): вправо, влево, от наблюдателя, к наблюдателю, вниз, вверх.

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Токи, направленные в одну сторону, притягиваются; силу, действующую на проводник 1, найдите по правилу левой руки.

▶ОтветСкрыть
Ответ

вниз.

зад 14 Отношение теплот на резисторах

Электрические цепи › Постоянный токВычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочкиРабота и мощность тока, нагревателисложность 2/10

На рисунке представлен участок электрической цепи. Каково отношение количеств теплоты \(Q_1/Q_2\), выделившихся на резисторах \(R_1\) и \(R_2\) за одно и то же время?

Рисунок

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Резисторы \(R_1\) и \(R_2\) соединены последовательно и пропускают один и тот же ток.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2.

зад 15 Схема конденсаторов

Электростатика › КонденсаторыСоединения конденсаторов, вычисление ёмкостейСложный конденсатор, системы проводниковсложность 3/10

На рисунке начерчена схема соединения нескольких конденсаторов. При разомкнутом ключе общая электроёмкость цепи равна 3 нФ, при замкнутом — 4 нФ. Найдите электроёмкость конденсатора \(C_x\).

Рисунок

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Замыкание ключа меняет схему: часть конденсаторов оказывается закорочена или подключена параллельно другим.

▶ОтветСкрыть
Ответ

6 нФ.

зад 16 Линза по таблице

Геометрическая оптика › ЛинзыФормула линзы, увеличениеХод лучей в линзах, построениясложность 2/10

В таблице приведена зависимость между расстоянием от линзы до предмета \(d\) и от линзы до изображения \(f\). (Расстояние \(f\) считается отрицательным, если изображение мнимое.)

\(d\), см510203060
\(f\), см\(-4\)\(-6{,}6\)\(-10\)\(-12\)\(-15\)

Выберите два верных суждения.

1) Фокусное расстояние линзы 20 см. Линза рассеивающая.

2) Фокусное расстояние линзы 15 см. Линза рассеивающая.

3) Все изображения предмета увеличенные.

4) Оптическая сила линзы 5 дптр. Линза собирающая.

5) Все изображения получены по одну сторону линзы.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Воспользуйтесь формулой тонкой линзы \(\frac{1}{d}+\frac{1}{f}=\frac{1}{F}\) для любой строки таблицы.

▶ОтветСкрыть
Ответ

15.

зад 17 Конденсатор с диэлектриком

Электростатика › КонденсаторыКонденсатор с диэлектриком, диэлектрикиПлоский конденсаторсложность 2/10

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью \(C\) подключили к источнику тока. Как изменятся ёмкость конденсатора и напряжение между его обкладками, если, отключив конденсатор от источника тока, заполнить пространство между его обкладками диэлектриком? 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.

Ёмкость конденсатора: \(\underline{\qquad}\). Напряжение между обкладками конденсатора: \(\underline{\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Диэлектрик увеличивает ёмкость; при неизменном заряде напряжение на обкладках уменьшается.

▶ОтветСкрыть
Ответ

Ёмкость — 1, напряжение — 2 (ответ «12»).

зад 18 Свет при переходе из воды в воздух

Волновая оптика и электромагнитные волны › Электромагнитные волныЭлектромагнитные волны, излучениеЗакон преломлениясложность 2/10

Пучок света переходит из воды в воздух. Частота световой волны — \(\nu\), длина световой волны в воде — \(\lambda\), показатель преломления воды относительно воздуха — \(n\). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Физические величины:

А) скорость света в воздухе

Б) скорость света в воде

Формулы:

1) \(\lambda\nu\)

2) \(\dfrac{\lambda}{\nu}\)

3) \(\lambda\nu n\)

4) \(\dfrac{\lambda}{\nu n}\)

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость света в среде равна произведению длины волны на частоту; скорость в воздухе связана со скоростью в воде через показатель преломления.

▶ОтветСкрыть
Ответ

31.

зад 19 Радиоактивные превращения

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

В цепочке радиоактивных превращений после четырёх \(\beta\)-распадов и нескольких \(\alpha\)-распадов ядро тяжёлого элемента превращается в устойчивое ядро, порядковый номер которого на 10 меньше первоначального. Насколько меньше исходного становится массовое число получившегося ядра?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) а.е.м.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При \(\alpha\)-распаде массовое число уменьшается на 4 и зарядовое на 2, при \(\beta\)-распаде зарядовое число растёт на 1.

▶ОтветСкрыть
Ответ

28 а.е.м.

зад 20 Период полураспада по графику

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

На рисунке представлен график изменения массы радиоактивного изотопа с течением времени. Чему равен период полураспада этого изотопа?

Рисунок

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Период полураспада — время, за которое масса уменьшается вдвое; найдите его по графику.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2 мес.

зад 21 Протоны и нейтроны изотопов

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

Как изменяется с ростом массового числа изотопов одного и того же элемента число протонов и число нейтронов в ядре атома? Установите соответствие между физическими величинами и характером их изменения.

А) число протонов в ядре

Б) число нейтронов в ядре

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

У изотопов одного элемента число протонов одинаково, а число нейтронов равно разности массового и зарядового чисел.

▶ОтветСкрыть
Ответ

31.

зад 22 Показания барометра

Экспериментальная физика › Практический турИзмерения и погрешностисложность 1/10

На рисунке показана шкала универсального прибора, измеряющего величину атмосферного давления, температуру и влажность. Снимите показания барометра с учётом погрешности измерений. Примите, что погрешность измерения данного барометра равна цене деления его шкалы.

Рисунок

Ответ: \(\left(\underline{\qquad} \pm \underline{\qquad}\right)\) гПа

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Цена деления — разность значений соседних отметок шкалы; отсчёт берите по стрелке.

▶ОтветСкрыть
Ответ

995 ± 5 гПа.

зад 23 Выбор проводников

Экспериментальная физика › Практический турИсследование установки, «процессы и измерения»Измерения и погрешностисложность 2/10

Необходимо провести эксперимент по исследованию зависимости сопротивления образца от его линейных размеров (длины). Доступны для использования пять проводников; данные об их длине, диаметре и материале, из которого они изготовлены, приведены в таблице. Какие два из доступных проводников нужно выбрать, чтобы провести этот эксперимент?

№Длина проводника, смДиаметр проводника, ммМатериал проводника
11000,5алюминий
21001,0алюминий
31001,0медь
42000,5медь
52001,0алюминий

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Для зависимости от длины все остальные параметры (диаметр и материал) должны совпадать.

▶ОтветСкрыть
Ответ

25.

зад 24 Планеты Солнечной системы

Астрофизика › Звёзды и Солнечная системаПланеты и спутники Солнечной системысложность 1/10

Проанализируйте схему Солнечной системы и выберите два верных утверждения о её планетах (на схеме они обозначены цифрами).

Рисунок

1) Планетой 2 является Венера.

2) Планета 5 относится к планетам земной группы.

3) Планета 3 имеет спутник.

4) Планета 5 не имеет спутников.

5) Атмосфера планеты 1 состоит, в основном, из углекислого газа.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Вспомните порядок планет от Солнца и то, какие планеты относятся к земной группе.

▶ОтветСкрыть
Ответ

13.

зад 25 Санки с горки

Механика › Законы сохраненияМеханическая энергия, консервативные системыНеконсервативные системы, работа трениясложность 2/10

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

Потенциальная энергия на горке идёт на работу силы трения на горизонтальном участке.

▶ОтветСкрыть
Ответ

40 кг.

зад 26 Наибольший порядок максимума

Волновая оптика и электромагнитные волны › ДифракцияДифракционная решёткасложность 3/10

На дифракционную решётку падают лучи под прямым углом. Найдите наибольший порядок \(k\) максимума. Решётка имеет 100 штрихов на 1 мм, длина волны падающего света — 650 нм.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Условие максимума \(d\sin\varphi = k\lambda\); наибольший порядок соответствует \(\sin\varphi \leq 1\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

15.

зад 27 Заряд частицы в магнитном поле

Магнетизм и индукция › Силы в магнитном полеСила Лоренца, движение частиц в магнитном полеМеханическая энергия, консервативные системысложность 3/10

Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности радиусом 4 см со скоростью \(10^6\) м/с. Индукция магнитного поля равна 0,6 Тл. Найдите заряд частицы, если её энергия равна \(19{,}2\cdot10^{-16}\) Дж.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) \(\cdot 10^{-19}\) Кл

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Из кинетической энергии найдите массу частицы, а затем из радиуса окружности — заряд.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,6 (заряд \(1{,}6\cdot10^{-19}\) Кл).

зад 28 Маятник над заряженной пластиной

Колебания и волны › Механические колебанияМалые колебания, период через энергиюЗаряженные плоскости и пластинысложность 4/10

Маленький незаряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити, помещён над горизонтальной металлической пластиной, равномерно заряженной отрицательным зарядом. Размеры пластины во много раз превышают длину нити. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как изменится период малых свободных колебаний шарика, если ему сообщить положительный заряд.

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сравните период маятника без заряда с периодом маятника, на который действует постоянная дополнительная сила.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2.

▶РешениеСкрыть
Решение

1. Колеблющийся шарик на нити можно считать математическим маятником. Пока шарик не заряжен, период малых колебаний зависит только от длины нити \(l\) и ускорения свободного падения \(g\): \(T_1 = 2\pi\sqrt{l/g}\).

2. Протяжённая равномерно заряженная пластина создаёт однородное электрическое поле \(E\). Если шарику сообщить положительный заряд, то со стороны поля пластины на него начнёт действовать постоянная сила, направленная вертикально вниз (к отрицательно заряженной пластине). Равнодействующая силы тяжести и электрической силы сообщит шарику ускорение \(a > g\).

3. Возвращающая сила, действующая на шарик, увеличится, и шарик быстрее будет возвращаться к положению равновесия. Значит, период уменьшится: \(T_2 = 2\pi\sqrt{l/a} < T_1\).

Ответ: период свободных колебаний маятника уменьшится.

зад 29 Мяч с импульсом при ударе

Механика › Законы сохраненияУдарные силы, импульс силыМеханическая энергия, консервативные системысложность 4/10

С какой начальной скоростью надо бросить вниз с высоты 3,55 м мяч, чтобы он после удара о землю подпрыгнул на высоту 2,7 м, если известно, что при ударе модуль импульса мяча уменьшается на 25%? Сопротивлением воздуха пренебречь.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите закон сохранения механической энергии до удара и после него, учитывая, что скорость после удара составляет 0,75 от скорости до удара.

▶ОтветСкрыть
Ответ

5 м/с.

▶РешениеСкрыть
Решение

1. По закону сохранения энергии \(\dfrac{mv_0^2}{2} + mgh_0 = \dfrac{mv_1^2}{2}\), где \(v_1\) — скорость мяча в момент удара о землю, \(h_0 = 3{,}55\) м. Отсюда \(v_1 = \sqrt{v_0^2 + 2gh_0}\) (1).

2. По условию модуль импульса уменьшается на 25%, т.е. \(p_2 = 0{,}75\,p_1\), значит, \(v_2 = 0{,}75\,v_1 = \dfrac{3}{4}\sqrt{v_0^2 + 2gh_0}\) (2), где \(v_2\) — скорость, с которой мяч отскочил от земли.

3. При движении вверх его полная механическая энергия сохраняется, т.е. \(\dfrac{mv_2^2}{2} = mgH\), \(v_2^2 = 2gH\), где \(H = 2{,}7\) м. Учитывая формулу (2), получаем \(\dfrac{9}{16}(v_0^2 + 2gh_0) = 2gH\), откуда \(v_0^2 = \dfrac{32}{9}gH - 2gh_0\). При \(g = 10\) м/с\(^2\): \(v_0 = \sqrt{20\cdot\left(\dfrac{16}{9}\cdot 2{,}7 - 3{,}55\right)} = 5\) м/с.

Ответ: \(v_0 = 5\) м/с.

зад 30 Давление после открытия крана

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессыГазовые смеси, парциальные давлениясложность 4/10

Два баллона соединены трубкой с краном. В первом находится газ при давлении \(p_1 = 10^5\) Па, во втором — при \(p_2 = 0{,}6\cdot10^5\) Па. Объём первого баллона \(V_1 = 10^{-3}\) м\(^3\), а второго \(V_2 = 3\cdot10^{-3}\) м\(^3\). Какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянна. Объёмом трубки можно пренебречь.

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

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Каждый газ расширяется до общего объёма; складывайте парциальные давления по закону Дальтона.

▶ОтветСкрыть
Ответ

70 кПа.

▶РешениеСкрыть
Решение

1. Газ, находившийся в сосуде объёмом \(V_1\), имел параметры состояния \(p_1\), \(V_1\), \(T\); газ, находившийся в сосуде объёмом \(V_2\), — \(p_2\), \(V_2\), \(T\). После того как открыли кран, образовалась смесь газов, причём каждая составляющая создаёт парциальное давление \(p_1'\) и \(p_2'\) соответственно. По закону Дальтона давление смеси \(p = p_1' + p_2'\) (1).

2. Для определения \(p_1'\) рассмотрим конечное состояние газа, находившегося в сосуде объёмом \(V_1\): параметры \(p_1'\), \(V = V_1 + V_2\), \(T\). Так как масса газа и температура не изменились, переход является изотермическим. По закону Бойля—Мариотта \(p_1V_1 = p_1'(V_1 + V_2)\), \(p_1' = \dfrac{p_1V_1}{V_1 + V_2}\). Аналогично \(p_2' = \dfrac{p_2V_2}{V_1 + V_2}\).

3. Подставляя в (1), находим давление, установившееся в сосуде: \(p = \dfrac{p_1V_1 + p_2V_2}{V_1 + V_2} = 0{,}7\cdot10^5\) Па.

Ответ: \(0{,}7\cdot10^5\) Па.

зад 31 ЭДС в движущихся проводниках

Магнетизм и индукция › Электромагнитная индукцияЭДС движения: рельсы, перемычки, рамкиСила Амперасложность 4/10

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, а та — относительной скорости проводников.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2 м/с.

▶РешениеСкрыть
Решение

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

2. ЭДС индукции в движущемся проводнике \(\varepsilon = Bv_{\text{отн}}l\), где \(v_{\text{отн}}\) — относительная скорость движения проводников. Поскольку силу Ампера надо уменьшить втрое, ЭДС индукции в контуре надо уменьшить в три раза, а значит, и относительную скорость.

3. Когда правый проводник покоится, относительная скорость \(v_{\text{отн},1} = V\); при движении правого проводника относительная скорость \(v_{\text{отн},2} = V - v\). Из соотношения \(v_{\text{отн},1} = 3v_{\text{отн},2}\): \(V = 3(V - v)\), \(v = \dfrac{2}{3}V = 2\) м/с.

Ответ: \(v = 2\) м/с.

зад 32 Нагревание воды излучением

Волновая оптика и электромагнитные волны › Электромагнитные волныЭлектромагнитные волны, излучениеКоличество теплоты, уравнение теплового балансасложность 5/10

Электромагнитное излучение с длиной волны \(3{,}3\cdot10^{-7}\) м используется для нагревания воды массой 1 кг. Сколько времени потребуется для нагревания воды на \(10\,^\circ\)C, если источник за 1 с излучает \(10^{20}\) фотонов? Считать, что излучение полностью поглощается водой.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) с

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Энергия, переданная водой за время \(t\), равна числу фотонов за это время, умноженному на энергию одного фотона.

▶ОтветСкрыть
Ответ

700 с.

▶РешениеСкрыть
Решение

1. Энергия для нагревания воды: \(Q = c_в m\Delta T\), где \(c_в\) — удельная теплоёмкость воды.

2. Энергия одного фотона: \(E = h\nu = \dfrac{hc}{\lambda}\), где \(c\) — скорость света.

3. По закону сохранения энергии вся энергия излучения переходит в энергию нагревания воды. За время \(t\) воде сообщена энергия \(E\cdot n\cdot t = Q\), где \(n\) — количество фотонов, излучаемых за 1 с: \(\dfrac{hc}{\lambda}\,n\,t = c_в m\Delta T\).

Отсюда \(t = \dfrac{c_в m\,\Delta T\,\lambda}{h\,c\,n} = 700\) с.

Ответ: \(t = 700\) с.

Источник: ЕГЭ по физике 2018, реальный вариант, вариант 900 — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.