"Расчетные задачи по физике 10-11 классы"

Расчетные задачи по физике 10-11 классы

Решение задач при обучении физике является обязательным элементом учебного процесса, позволяющим надежно усвоить и закрепить изучаемый материал, а также расширить естественно-научный кругозор учащихся посредством широкого использования знаний из области математики, физики, химии, биологии и др. Через решение качественных, количественных, практических, графических задач осуществляется связь теории с практикой, развивается самостоятельность и целеустремленность, а также рациональные приемы мышления.

Решение и анализ задачи позволяют понять и запомнить основные законы и формулы физики, создают представление об их характерных особенностях и границах применения. Задачи развивают навык в использовании общих законов материального мира для решения конкретных вопросов, имеющих практическое и познавательное значение. Умение решать задачи является лучшим критерием оценки глубины изучения программного материала и его усвоения.

Цели:

- формирование метода научного познания явлений природы и развитие мышления учащихся;

- овладение умениями осуществлять наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать простые измерительные приборы для изучения физических явлений;

- представление результатов наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков;

- развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности в приобретении новых знаний при решении физических задач и выполнении экспериментальных исследований с использованием информационных технологий.

Задачи:

- использовать теоретическую основу для понимания первоначальных сведений о существовании моделей любого научного прогнозирования из курса физики на высоком уровне при подготовке к сдаче экзамена ЕГЭ по физике;

- использование полученных знаний и умений для решения заданий не только на уроках, но и на экзамене ЕГЭ по физике, а также для решения практических задач в повседневной жизни, обеспечения безопасности своей жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды.

- с использованием возможности дополнительного образования для расширения представлений учащихся об окружающей их природе;

- с использованием межпредметные связи (с математикой) для реализации программного материала в части решения задач, вывода формул и законов при решении второй части ЕГЭ по физике;

- формировать представление о постановке, классификации, приемах и методах решения физических качественных и количественных задач;

- совершенствовать умения решать задачи с использованием различных приемов и методов при решении нестандартных задач.

Содержание:

Задачи разного уровня без ответа по количеству 53. Задачи для самопроверки без ответов по количеству 29. Задачи на самостоятельную работу без ответов по количеству 30. Контрольные работы по некоторым темам (для повторения и закрепления пройденного материала): «Механическое движение» - часть А: 12 вопросов тестовых, 3 задачи без оформления, часть Б: 2 задания на соответствие, 1 задача без оформления, часть С: 2 расчетные задачи с оформлением. Все задания без ответа. «Ускорение свободного падения» - 15 задач без ответов. «Тепловые явления и процессы» содержит вопросы и задачи, по количеству 15. Самостоятельная работа «Движение твердых тел» содержит вопросы и задачи (необходимо оформление задач по стандарту) по количеству 15. Один пробный вариант с ответами и пояснениями к №24, 28 и 30.

Задачи разного уровня

1.Электровоз, работающий при напряжении 3 кВ, развивает при скорости 12 м/с силу тяги

340 кН. КПД двигателя электровоза равен 85%. Чему равна сила тока в обмотке электродвигателя?

2.  В электропечи мощностью 100 кВт полностью расплавили слиток стали за 2,3 часа. Какова масса слитка, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 °С? Потерями энергии пренебречь. (Удельная теплоёмкость стали — 500 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления стали — 84 кДж/кг.)

3.  Сколько времени потребуется электрическому нагревателю, чтобы довести до кипения 2,2 кг воды, начальная температура которой 10 °С? Сила тока в нагревателе 7 А, напряжение в сети 220 В, КПД нагревателя равен 45%.

4.  Электрический нагреватель за 20 мин доводит до кипения 2,2 кг воды, начальная температура которой 10 °С. Сила тока в нагревателе 7 А, КПД нагревателя равен 45%. Чему равно напряжение в электрической сети? Ответ дайте в вольтах.

5.  В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 22 мин, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%? (Удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°С), алюминия — 920 Дж/(кг·°С).)

6.  В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. За какое время калориметр с водой нагреется на 24 °C, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20 %? (Удельная теплоёмкость алюминия — 920 Дж/(кг · °С), воды — 4200 Дж/(кг · °С).)

7.  Чему равен КПД электроплитки мощностью 660 Вт, если на ней за 35 мин нагрели 2 кг воды от 20 до 100 °С?

8.  Чему равна масса воды, которую нагревают от 20 до 100 °С с помощью электронагревателя мощностью 500 Вт в течение 35 мин, если известно, что КПД нагревателя 64%?

9.  Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью v₁ = 200 м/с, пробивает ее и вылетает из нее с некоторой скоростью. При этом пуля нагревается на 75 °С. С какой скоростью пуля вылетела из преграды, если на ее нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты? (Удельная теплоёмкость свинца — 130 Дж/(кг·°С).)

10.  Воду массой 1,5 кг нагрели до температуры кипения за 5 мин. Мощность электрического чайника равна 2 кВт, КПД чайника — 84%. Какова была начальная температура воды?

11.  При прохождении электрического тока 5,5 А через спираль нагревателя, изготовленную из никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 0,84 мм², за 10 мин выделилось количество теплоты 726000 Дж. Чему равна длина проволоки, из которой изготовлена спираль? (Удельное сопротивление никелина — 0,4 Ом·мм²/м.)

12Стальной осколок, падая без начальной скорости с высоты 500 м, имел у поверхности земли скорость 50 м/с. На сколько градусов повысилась температура осколка за время полета, если считать, что вся потеря механической энергии пошла на нагревание осколка? (Удельная теплоёмкость стали — 500 Дж/(кг·°С).)

13.  При прохождении электрического тока через спираль нагревателя, изготовленную из никелиновой проволоки длиной 80 м и площадью поперечного сечения 0,84 мм², за 10 мин выделилось количество теплоты 726 000 Дж. Чему равно напряжение сети, в которую включили нагреватель?

14.  С высоты 2 м вертикально вниз бросают мяч. Абсолютно упруго отразившись от горизонтальной поверхности, мяч поднимается на высоту 4 м. С какой скоростью бросили мяч?

15.  Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью v₁, пробивает её и вылетает со скоростью v₂ = 100 м/с. При этом пуля нагревается на 75 °С. С какой скоростью пуля подлетела к преграде, если на её нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты?

16.  В электропечи полностью расплавили слиток стали массой 1 т за 2,3 ч. Какова мощность электропечи, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 °С? Потерями энергии пренебречь.

17.  Металлический шар упал с высоты h = 26 м на свинцовую пластину массой m₂ = 1 кг и остановился. При этом пластина нагрелась на 3,2 °С. Чему равна масса шара, если на нагревание пластины пошло 80% выделившегося при ударе количества теплоты?

18.  Поезд, масса которого 4000 т, движущийся со скоростью 36 км/ч, начал торможение. За 1 минуту поезд проехал 510 м. Чему равна сила трения, действующая на поезд?

19.  Тело массой 5 кг с помощью каната начинают равноускорено поднимать вертикально вверх. На какую высоту был поднят груз за 3 с, если сила, действующая на канат, равна 63,3 Н?

20.  К клеммам источника постоянного напряжения подключены две последовательно соединённые проволоки одинаковой длины. Первая проволока — стальная, с площадью поперечного сечения 1 мм², вторая — алюминиевая, с площадью поперечного сечения 2 мм². Известно, что через некоторое время после замыкания ключа стальная проволока нагрелась на 9,2 °С. На сколько градусов Цельсия за это же время нагрелась алюминиевая проволока? Удельное электрическое сопротивление стали — λ_cт = 0,1 Ом · мм²/м, алюминия — λ_ал = 0,027 Ом · мм²/м. Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа.

21.  К клеммам источника постоянного напряжения подключены две параллельно соединённые проволоки одинаковой длины и одинакового поперечного сечения. Первая проволока медная, вторая — алюминиевая. Известно, что через некоторое время после замыкания ключа медная проволока нагрелась на 23 °С. На сколько градусов Цельсия за это же время нагрелась алюминиевая проволока? Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа.

22.  Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности по 800 Вт каждый. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 80 °С, если нагреватели будут включены параллельно? Потерями энергии пренебречь.

23.  Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности — по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 40 °С, если нагреватели будут включены в электросеть параллельно? Потерями энергии пренебречь.

24.  Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности — по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 40 °С, если нагреватели будут включены в электросеть последовательно? Потерями энергии пренебречь.

25.  Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой 1 кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 300 г, если их начальная температура составляла 20 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. (Удельная теплоёмкость алюминия — 920 Дж/ (кг · °С), воды — 4200 Дж/ (кг · °С).)

26.  Двум ученикам выдали по четыре одинаковых резистора сопротивлением 2 Ом каждый, соединительные провода, источник постоянного напряжения U = 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик собрал цепь, изображённую на рисунке 1, второй ученик собрал цепь, изображённую на рисунке 2.

 Определите разность показаний амперметров второго и первого учеников. Ответ дайте в амперах.

27.  Имеются две порции воды одинаковой массы, находящиеся при температуре 0 °C. Первую порцию нагревают, затрачивая при этом количество теплоты Q₁. Если заморозить вторую порцию, чтобы она полностью превратилась в лёд, то она выделит в 2,7 раза большее количество теплоты. Определите, на сколько градусов Δt нагревается первая порция воды при сообщении ей количества теплоты Q₁.

28.  Имеются две порции воды одинаковой массы, находящиеся при температуре 0 °C. Первую порцию нагревают на 17 °C, затрачивая при этом количество теплоты Q₁ . Во сколько раз n большее количество теплоты выделяется при полном превращении в лёд второй порции воды?

29.  В электрической печи нагревается некоторое твёрдое вещество с удельной теплоёмкостью 400 Дж/(кг·°С) и удельной теплотой плавления 112 кДж/кг. Сколько времени понадобится, чтобы нагреть это вещество на 10 °С (в твёрдом состоянии), если процесс полного расплавления вещества занимает 9 минут и 20 секунд? Мощность печи остаётся постоянной.

30.  В электрической печи нагревается некоторое твёрдое вещество с удельной теплоёмкостью 250 Дж/(кг·°С) и удельной теплотой плавления 87 кДж/кг. Нагревание этого вещества на 10 °С (в твёрдом состоянии) занимает 50 секунд. Сколько времени понадобится для полного расплавления этого вещества? Мощность печи остаётся постоянной.

31. В калориметре смешивают две жидкости. Объём второй жидкости в 1,2 раза больше объёма первой; плотность первой жидкости в 1,6 раза больше плотности второй; удельная теплоёмкость первой жидкости в 2 раза меньше, чем удельная теплоёмкость второй, а температура первой жидкости, равная 20 °С, в 2 раза больше, чем температура второй. Определите установившуюся температуру смеси. Потерями теплоты можно пренебречь.

32.  В калориметре смешивают две жидкости. Объём первой жидкости в полтора раза меньше объёма второй; плотность второй жидкости в 1,25 раза меньше плотности первой; удельная теплоёмкость второй жидкости составляет 2/3 удельной теплоёмкости первой, а температура первой жидкости, равная 25 °С, в 2,8 раза меньше, чем температура второй. Определите установившуюся температуру смеси. Потерями теплоты можно пренебречь.

33.  Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом поместили в сосуд, содержащий 400 г воды, и включили в сеть с напряжением 220 В. За какое время вода в сосуде нагреется на 57,6 °С? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

34.  Три резистора имеют одинаковые сопротивления. Минимальное сопротивление участка цепи, который включает все эти три резистора, равно R_min = 3 Ом. За какое время t в одном таком резисторе выделится 4,5 кДж теплоты при протекании через него тока силой 2 А? Сопротивлением источника и соединительных проводов можно пренебречь.

35.  Три резистора имеют одинаковые сопротивления. Минимальное сопротивление участка цепи, который включает все эти три резистора, R_min = 4 Ом. Какое количество теплоты выделится в одном таком резисторе за 10 минут при протекании через него тока силой 3 А? Сопротивлением источника и соединительных проводов можно пренебречь.

36.  Электрочайник мощностью 2,4 кВт, рассчитанный на максимальное напряжение 240 В, включают в сеть напряжением 120 В. За какое время 600 г воды с начальной температурой 18 ºС можно довести до кипения, если КПД чайника в этом случае равен 82%?

37.  Чему равен КПД электродвигателя подъёмного крана, который за 20 с равномерно поднимает груз массой 152 кг на высоту 12 м? Напряжение в электрической сети — 380 В, сила тока в электродвигателе — 4 А.

38.  Горизонтальный проводник длиной 25 см, электрическое сопротивление которого равно 2,4 Ом, подвешен на двух тонких вертикальных изолирующих нитях в горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 0,02 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какое напряжение приложили к проводнику, если общее натяжение нитей после замыкания ключа увеличилось на 20 мН?

39.  С помощью электрического нагревателя сопротивлением 200 Ом нагревают 440 г молока. Электронагреватель включён в сеть с напряжением 220 В. За какое время молоко в сосуде нагреется на 55 °С? Удельную теплоёмкость молока принять равной 3900 Дж/(кг · °С). Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

40.  Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности – по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 40 ºС, если нагреватели будут включены в электросеть последовательно? Потерями энергии пренебречь.

41.  Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью 600 Вт каждый. На сколько градусов можно нагреть 2 л воды за 7 мин, если нагреватели будут включены параллельно в электросеть с напряжением, на которое рассчитан каждый из них? Потерями энергии пренебречь.

42.  Кусок свинца, имеющего температуру 27 °С, начинают нагревать на плитке постоянной мощности. Через 10 минут от начала нагревания свинец нагрелся до температуры плавления. Сколько ещё времени потребуется для плавления свинца?

43. Имеются два электрических нагревателя мощностью по 800 Вт каждый. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 80 ºС, если нагреватели будут включены параллельно? Потерями энергии пренебречь.

44.  Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью 600 Вт каждый. На сколько градусов можно нагреть 2 л воды за 7 мин., если нагреватели будут включены последовательно в электросеть с напряжением, на которое рассчитан каждый из них? Потерями энергии пренебречь.

55.  Определите напряжение на концах реостата, обмотка которого выполнена из железной проволоки площадью поперечного сечения 2 мм². Масса проволоки равна 1,872 кг. Сила тока, проходящего через реостат, 4 А.

46.  Определите плотность никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 1 мм² и массой 176 г, из которой изготовлен реостат, если при напряжении на его концах 24 В сила протекающего тока равна 3 А.

47.  В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента 12,1 Ом находится 0,6 кг воды при 20°С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через сколько времени вода полностью выкипит, если КПД установки 60 %?

48.  В электрочайнике с КПД, равным 60 %, находится 0,6 кг воды при 20°С. Чайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Через 11 мин вода полностью выкипела. Определите сопротивление нагревательного элемента.

49.  Подъёмный кран за 10 с равноускорено поднимает груз из состояния покоя на высоту 10 м. Электродвигатель крана питается от сети напряжением 380 В и в конце подъёма имеет КПД, равный 60 %. Сила тока в обмотке электродвигателя 102 А. Определите массу поднимаемого груза.

50. Подъёмный кран равноускорено с ускорением a = 0,2 м/с² поднимает груз массой 1140 кг из состояния покоя на высоту 10 м. Электродвигатель крана питается от сети напряжением 380 В и в конце подъёма имеет КПД, равный 60 %. Сила тока в обмотке электродвигателя 102 А. Определите время подъёма груза.

51.  Электрочайник мощностью 2,4 кВт, рассчитанный на максимальное напряжение 240 В, включают в сеть напряжением 120 В. Сколько воды с начальной температурой 18ºС можно довести до кипения за 7 мин., если КПД чайника в этом случае равен 82 %?

52.  Электрочайник мощностью 2,4 кВт, рассчитанный на максимальное напряжение 240 В, включают в сеть напряжением 120 В. Сколько времени потребуется, чтобы довести до кипения 1,2 кг воды с начальной температурой 18ºС, если КПД чайника в этом случае равен 82 %?

53.  В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключённая к источнику напряжения 15 В. За какое время калориметр с водой, нагреется на 9 °C, если потерями энергии в окружающую среду можно пренебречь?

Задачи для самопроверки

Задача № 1.  Какое ускорение приобретет тело массой 500 г под действием силы 0,2 Н?

Задача № 2.  Сила 30 Н сообщает телу ускорение 0,4 м/с. Какая сила сообщит тому же телу ускорение 2 м/с2 ?

Задача № 3.  Какую скорость приобретает тело массой 3 кг под действием силы, равной 9 Н, по истечении 5 с?

Задача № 4.  Сколько времени потребуется автомобилю массой 700 кг, чтобы разогнаться из состояния покоя до скорости 72 км/ч, если сила тяги двигателя 1,4 кН?

Задача № 5.  Поезд массой 500 т, трогаясь с места, через 25 с набрал скорость 18 км/ч. Определите силу тяги.

Задача № 6. Самолет массой 14 т, пройдя по взлетной полосе путь 600 м, приобретает необходимую для отрыва от поверхности Земли скорость 144 км/ч. Считая движение равноускоренным, определите время разгона, ускорение и силу, сообщающую самолету это ускорение.

Задача № 7. Какое ускорение разовьет камень массой 2 килограмма, если к нему приложить силу, равную 20 Ньютонам?

Задача № 8. Автомобиль массой 2 тонны увеличил скорость с 10 м/с до 16 м/с в течение 5 минут. Определите силу, сообщающую ускорение.

Задача № 9. В лифте находится объект массой 50 килограмм. Лифт поднимается таким образом, что за 3 секунды его скорость изменилась с 8 до 2 м/с. Определите силу давления объекта на пол лифта.

Задача № 10. Автомобиль массой 3,2∙10³ кг за 15 с от начала движения развил скорость 9,0 м/с. Определите силу, сообщающую ускорение автомобилю.

Задача № 11. Порожний грузовой автомобиль массой 6 т начал движение с ускорением 0,3 м/с². Какова масса груза, принятого автомобилем, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,15 м/с²?

Задача 12. На плите нагревается вода в алюминиевой кастрюле. Масса кастрюли 500 г, воды — 3,2 кг. Рассчитайте, какое количество теплоты необходимо для нагревания воды в кастрюле от 10⁰ С до 70°С.

Задача 13. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 400 г воды, взятой при температуре 20°С, довести до кипения и 40 г ее превратить в пар?

3адача 14. Кусок льда массой m = 2 кг имеет температуру t₁ = - 20°С. Какое количество теплоты Q необходимо ему передать, чтобы превратить лед в воду, имеющую температуру t₂ = 20°С?

Задача 15. До какой температуры нагреются 2 кг воды при сжигании 10 г спирта, если вся теплота, выделившаяся при сгорании топлива, идет на нагревание воды? Начальная температура воды

20 °С.

Задача 16. Смешали 39 кг воды при температуре 20⁰ С и 21 кг воды при температуре 60⁰ С. 

Найти температуру образовавшейся смеси. 

Задача17.Чтобы охладить 2 кг воды, взятой при температуре 0 С, до 60⁰ С, в нее добавляют холодную воду при температуре 10⁰ С. Какое количество холодной воды требуется добавить? 

Задача18.Найдите температуру, которая установится в системе, если в латунный калориметр 

массой 150 г, содержащий 200 г воды при температуре 12⁰ С, опустить железную гирю массой 250⁰ С, нагретую до 100 С. Удельная теплоемкость латуни 380 Дж\кг С, удельная теплоемкость железа 460 Дж\кг С. 

Задача19.Алюминиевый сосуд массой 0,5 кг (удельная теплоемкость 880 Дж\кг С) содержит 0,118 кг воды при температуре 20⁰ С. В него опускают кусок железа массой 0,2 кг, нагретый до 75⁰ С. Найдите конечную температуру, которая установится в сосуде.  Задача20.В сосуд, содержащий 2,35 кг воды при 20⁰ С, опускают кусок олова при температуре 234⁰ С, в результате чего температура воды в сосуде повысилась на 15⁰ С. Найдите массу олова.  Удельная теплоемкость олова 250 Дж\кг С). 

Задача 21. На плите нагревается вода в алюминиевой кастрюле. Масса кастрюли 400 г, воды — 3,0 кг. Рассчитайте, какое количество теплоты необходимо для нагревания воды в кастрюле от 10⁰ С до 60°С.

Задача 22. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 400 г воды, взятой при температуре 20°С, довести до кипения и 40 г ее превратить в пар?

Задача 23. Кусок льда массой m = 2 кг имеет температуру t₁ = - 20°С. Какое количество теплоты Q необходимо ему передать, чтобы превратить лед в воду, имеющую температуру t₂ = 10°С?

Задача 24. До какой температуры нагреются 2,5 кг воды при сжигании 15 г спирта, если вся теплота, выделившаяся при сгорании топлива, идет на нагревание воды? Начальная температура воды 40 °С.

Задача 25. Смешали 39 кг воды при температуре 30⁰ С и 21 кг воды при температуре 60⁰ С. 

Найти температуру образовавшейся смеси. 

Задача26.Чтобы охладить 4 кг воды, взятой при температуре 0⁰ С, до 60⁰ С, в нее добавляют холодную воду при температуре 10⁰ С. Какое количество холодной воды требуется добавить? 

Задача27.Найдите температуру, которая установится в системе, если в латунный калориметр массой 450 г, содержащий 500 г воды при температуре 22⁰ С, опустить железную гирю массой 250⁰ С, нагретую до 100 С. Удельная теплоемкость латуни 380 Дж\кг С, удельная теплоемкость железа 460 Дж\кг С. 

Задача28.Алюминиевый сосуд массой 0,5 кг (удельная теплоемкость 880 Дж\кг С) содержит 0,108 кг воды при температуре 20⁰ С. В него опускают кусок железа массой 0,2 кг, нагретый до 75⁰ С. Найдите конечную температуру, которая установится в сосуде. 

Задача29.В сосуд, содержащий 2,55 кг воды при 20⁰ С, опускают кусок олова при температуре 230⁰ С, в результате чего температура воды в сосуде повысилась на 15⁰ С. Найдите массу олова.  Удельная теплоемкость олова 250 Дж\кг С). 

Задачи на самостоятельную работу

1. Гиря падает на землю и ударяется абсолютно неупруго о препятствие. Скорость гири перед ударом равна 14 м/с. Температура гири перед ударом составляла 20 °С. До какой температуры нагреется гиря, если считать, что всё количество теплоты, выделяемое при ударе, поглощается гирей? Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена гиря, равна 140 Дж/(кг·°С).

2.  Два свинцовых шара массами m₁ = 100 г и m₂ = 200 г движутся навстречу друг другу со скоростями v₁ = 4 м/с  и  v₂ = 5 м/с. Какую кинетическую энергию будут иметь шары после их абсолютно неупругого соударения?

3.  Электровоз, потребляющий ток 1,6 кА, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кН. КПД двигателя электровоза равен 85 %. Под каким напряжением работает двигатель электровоза?

4.  Транспортер равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Сила тока в электродвигателе равна 1,5 А. КПД двигателя транспортера составляет 60%. Определите напряжение в электрической сети.

5.  Троллейбус массой 11 т движется равномерно прямолинейно со скоростью 36 км/ч. Сила тока в обмотке электродвигателя равна 40 А, напряжение равно 550 В. Чему равен коэффициент трения? (Потерями энергии в электродвигателе пренебречь.)

6.  Подъёмный кран поднимает равномерно груз массой 0,5 т на высоту 28,5 м за 30 с. Чему равен КПД двигателя крана, если сила тока, потребляемая краном, равна 25 А, а напряжение на обмотке его двигателя — 380 В?

7.  Транспортер равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Определите силу тока в электродвигателе, если напряжение в электрической сети 380 В. КПД двигателя транспортера составляет 60%.

8.  Потенциальная энергия стрелы, выпущенной из лука со скоростью 30 м/с вертикально вверх, через 2 с после начала движения равна 40 Дж. Чему равна масса стрелы? Потенциальная энергия стрелы отсчитывается от уровня старта.

9.  Точечное тело начинает двигаться по горизонтальной плоскости из состояния покоя с постоянным ускорением в положительном направлении горизонтальной оси Ox. Во сколько раз n путь, пройденный этим телом за пятую секунду, больше пути, пройденного им за вторую секунду?

10.  Груз массой 2 кг равномерно втаскивают по шероховатой наклонной плоскости, имеющей высоту 0,6 м и длину 1 м, действуя на него силой, равной по модулю 20 Н и направленной вдоль наклонной плоскости. Чему равен КПД наклонной плоскости?

11.  Груз массой 1 кг равномерно втаскивают по шероховатой наклонной плоскости, имеющей высоту 0,6 м и длину 1 м, действуя на него силой F, направленной вдоль наклонной плоскости. Коэффициент полезного действия наклонной плоскости равен η = 0,5. Определите модуль силы F, действующей на груз.

12.  С высоты 120 м свободно падает без начальной скорости точечное тело. На некоторой высоте h потенциальная энергия этого тела относительно поверхности земли равна половине его кинетической энергии. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите скорость этого тела на высоте h.

13.  Пуля массой 50 г вылетает из ствола ружья вертикально вверх со скоростью 40 м/с. Чему равна потенциальная энергия пули через 4 с после начала движения? Сопротивлением воздуха пренебречь.

14.  В вертикальные сообщающиеся сосуды поверх ртути налиты различные жидкости. В один сосуд — столбик воды высотой 80 см, а в другой — столбик спирта высотой 15 см. Определите разность уровней ртути в сосудах.

15.  Брусок массой 400 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью ʋ = 10 м/с, ударяется о такой же, но неподвижный брусок и теряет половину своей скорости. Найдите количество теплоты, выделившейся при соударении брусков. Движение брусков считать поступательным.

16.  Брусок массой 900 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью ʋ = 10 м/с, ударяется о такой же, но неподвижный брусок и теряет 2/3 своей скорости. Найдите количество теплоты, выделившейся при соударении брусков. Движение брусков считать поступательным.

17.  Маленький камушек свободно падает без начальной скорости с высоты 45 м на поверхность Земли. Определите время T, за которое камушек пройдёт последнюю половину своего пути. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с².

18.  Маленькому камушку, находящемуся на поверхности Земли, сообщили скорость, направленную вертикально вверх. Через 2 секунды камушек вернулся в исходную точку. Определите, на какую величину ΔV отличалась начальная скорость этого камушка от его средней скорости за время прохождения камушком всего пути. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

19.  Маленькому камушку, находящемуся на поверхности Земли, сообщили скорость, направленную вертикально вверх. Через 2 секунды камушек вернулся в исходную точку. Определите, во сколько раз n отличалась начальная скорость этого камушка от его средней скорости за время прохождения камушком всего пути. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

20.  Автомобиль массой 1 т трогается с места и движется с ускорением 1,2 м/с². Определите работу силы тяги на первых 10 м пути, если сила сопротивления равна 200 H.

21.  Автомобиль массой 2,3 т равномерно движется по горизонтальной дороге. Определите удельную теплоту сгорания бензина, если для прохождения 142 км пути двигатель автомобиля при средней силе сопротивления движению, равной 0,03 веса автомобиля, израсходовал 15 л топлива. КПД двигателя равен 20 %.

22.  Какое расстояние пролетел самолёт, если за время полёта при средней скорости 250 км/ч его двигатели израсходовали 1440 кг керосина? Полезная мощность двигателей самолёта равна 2300 кВт, КПД двигателей равен 25 %.

23.  С высоты 1,25 м вертикально вниз бросили шарик со скоростью 10 м/с. На какую высоту после удара он поднимется, если в процессе удара 40 % механической энергии шара теряется? Сопротивлением воздуха пренебречь.

24.  С высоты 1 м вертикально вниз бросили шарик с некоторой скоростью. После удара о землю шарик поднялся на высоту 3 м. С какой скоростью бросали вниз шарик, если в процессе удара 50 % механической энергии шарика потерялось? Сопротивлением воздуха пренебречь.

25.  Два одинаковых медных шара получили одинаковую энергию, в результате чего первый шар нагрелся на 8°С, оставаясь неподвижным, а второй, не нагреваясь, приобрёл некоторую скорость. Какова эта скорость?

26.  Два одинаковых стальных шара получили одинаковую энергию, в результате чего первый шар приобрёл, не нагреваясь, скорость, равную 50 м/с, а второй шар — нагрелся, оставаясь неподвижным. На сколько градусов нагрелся второй шар? Ответ выразите с точностью до десятых долей.

27.  Тело массой m = 3 кг падает вниз без начальной скорости. Вычислите работу против сил сопротивления, совершённую в течение времени t = 10 c, если известно, что в конце этого промежутка времени тело имело скорость v = 80 м/с. Силу сопротивления считать постоянной.

28.  Тело, брошенное с высоты H = 5 м вертикально вниз со скоростью v₀ = 20 м/с, погрузилось в грунт на глубину h = 20 см. Найдите работу силы сопротивления грунта, если масса тела m = 2 кг. Сопротивлением воздуха пренебречь.

29. Металлический шар подвешен на тонкой лёгкой нити к закреплённому неподвижно динамометру. Когда шар полностью погружён в воду, динамометр показывает 39 Н. Когда шар полностью погружён в спирт, динамометр показывает 40 Н. Определите плотность вещества, из которого сделан шар.

30.  Шар массой 2 кг, движущийся со скоростью 4 м/с, соударяется с шаром массой 3 кг, движущимся ему навстречу по той же прямой со скоростью 2 м/с. После удара шары движутся вместе. Определите, какое количество теплоты выделилось в результате соударения.

Контрольные работы по некоторым темам

(для повторения и закрепления пройденного материала)

1.ТЕСТ «МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ»

Часть А

1.Линия, по которой движется тело…

А. Траектория Б. Путь В. Расстояние Г. Перемещение

2. Длина траектории по которой движется тело…

А. Перемещение Б. Скорость В. Путь Г. Траектория

3. В каких единицах измеряется путь в СИ:

А. см Б. мм В.м Г. км

4. Относительно каких тел находится в покое пассажир движущегося электропоезда?

А. Рельсов Б. Платформы В. Деревьев Г. Вагона

5. Траектория движения молекулы газа…

А. Прямая Б. Ломаная В .Кривая Г. Круг

6. Неравномерное движение – это…

А. Движение тела, при котором траекторией является ломаная линия

Б. Движение тела, при котором тело за равные промежутки времени проходит разный путь

В. Движение тела, при котором тело за равные промежутки времени проходит одинаковый путь

Г. Движение тела, при котором скорость не меняется

7. Чтобы определить пройденный путь, надо

А. v / t Б. t / v В. Vt Г. st

8. С увеличением скорости движения тела…

А. Увеличивается расстояние, пройденное телом

Б. Увеличивается время

В. Уменьшается расстояние, пройденное телом

Г. Уменьшается и расстояние, и время

9. Если скорость тела увеличить в 3 раза, то…

А. Увеличится путь, пройденный телом в 3 раза

Б. Увеличится время в 3 раза

В. Уменьшится путь и время в 3 раза

Г. Не изменятся путь и время

10. Явление сохранения скорости тела, называется

А. Инерция Б. Масса В. Скорость Г. Путь

11. Чем меньше действие одного тела на другое, тем…

А. Меньше сохраняется скорость движения второго тела

Б. Дольше сохраняется скорость движения второго тела

В. Скорость движения тел не изменяются

12. Если на тело не действуют другие тела, то

А. Тело находится в покое или движется равномерно прямолинейно

Б. Тело движется неравномерно

В. Тело находится в покое или движется неравномерно прямолинейно

Г. Тело находится в покое

13. Автобус, двигаясь со скоростью 54 км/ч, прошёл путь 45 м за_______с

14. Ученик за 2 часа, двигаясь со скоростью 2 м/с, прошёл _________м

15. Автомобиль проехал 108 км за 2 часа, при этом его скорость была

__________ м/с.

Часть Б

1. Установите соответствие:

Физическая величина – единица измерения (в системе СИ)

А. Путь 1. ч

Б. Скорость 2. с

В. Время 3. м/с

4.км

5.м

2. Установите соответствие:

Перевод единиц измерения скорости – в систему СИ

А. 36 км/ч 1. 15 м/с

Б. 72 км/ч 2. 2 м/с

В. 54 км/ч 3. 22 м/с

4. 10 м/с

5. 20 м/с

1. Акула проплывает за 1 мин расстояние 500 м, а заяц бежит со скоростью 60 км/ч. Кто из них движется быстрее? Насколько?

Ответ: ____________________________

Часть С

1. Самое быстрое животное – гепард. В течение 1 мин он способен развивать скорость 112 км/ч. Мастер спорта пробегает стометровку со скоростью 10 м/с. На какое расстояние он отстал бы от гепарда в забеге на 100 м?

2. Поезд первую половину времени двигался со скоростью 60 км/ч. Вторую со скоростью 40 км/ч. Определите среднюю скорость движения поезда на всем пути.

2.ЗАДАЧИ «УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ»

(В задачах ускорение свободного падения принять равным 10 м/с². Сопротивлением воздуха пренебречь)

1. Камень бросили вертикально вниз с начальной скоростью 5 м/с. С какой высоты (м) бросили камень, если он падал 2 с?

2. С какой начальной скоростью (м/с) брошено тело вертикально вверх, если через 1 с после начала движения скорость тела направлена вверх и равна 10 м/с?

3. Мальчик бросил вертикально вверх мячик и поймал его через 2 с. На какую высоту (м) поднялся мячик?

4. С какой начальной скоростью (м/с) нужно бросить тело вертикально вверх, чтобы через 10 с оно двигалось со скоростью 20 м/с вниз?

5. Два тела брошены с земли вертикально вверх. Начальная скорость первого тела в 4 раза больше начальной скорости второго. Во сколько раз выше поднимется первое тело, чем второе?

6. Камень, брошенный вертикально вверх, дважды был на одной и той же высоте – спустя 0,8 с и 1,5 с после начала движения. Чему равна эта высота (м)?

7. Ускорение свободного падения на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Во сколько раз выше человек прыгнет на Луне, чем на Земле?

8. Аэростат поднимается с аэродрома вертикально вверх с ускорением 2 м/с2. Через 5 с от начала его движения из него выпал предмет. Через какое время (c) этот предмет упадет на землю?

9. Тело свободно падает с высоты 27 м. Разделить эту высоту на три части так, чтобы на прохождение каждой из них потребовалось одно и то же время. В ответ записать разницу между наибольшим и наименьшим отрезками.

10. Тело падает с высоты 100 м без начальной скорости. За какое время (с) тело проходит первый и последний метры своего пути? В ответ записать их разницу с точностью до сотых.

11. Свободно падающее без начальной скорости тело в последнюю секунду падения прошло 2/3 своего пути. Найти весь путь (м), пройденный телом.

12. Тело свободно падает с высоты 5 м. В тот же момент другое тело брошено с высоты 20 м вертикально вниз. Оба тела упали на землю одновременно. Определить начальную скорость (м/с) второго тела.

13. С каким интервалом (в с) оторвались от крыши две капли, если спустя 2 с после начала падения второй капли расстояние между каплями равно 25 м?

14. С высоты 10 м без начальной скорости падает камень. Одновременно с высоты 5 м вертикально вверх бросают другой камень. С какой начальной скоростью (м/с) брошен второй камень, если камни встретились на высоте 1 м над землей?

15. Жонглер бросает мячики один за другим вверх, каждый следующий мяч в тот момент, когда предыдущий находится в наивысшей точке. На какую высоту поднимаются мячи, если он бросает три мяча в секунду? Ответ указать в метрах с точностью до сотых.

1. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА «ТЕПЛОВЫЕ Я ВЛЕНИЯ И ПРОЦЕССЫ»

1. На Земле в огромных масштабах осуществляется круго­ворот воздушных масс. Движение воздушных масс свя­зано преимущественно с

1) теплопроводностью и излучением
2) теплопроводностью
3) излучением
4) конвекцией

2. Перед горячей штамповкой латунную болванку массой 2 кг нагрели от 150 до 750 °С. Какое количество тепло­ты получила болванка? Удельная теплоёмкость латуни 380 Дж/(кг · °С)

1) 32 Дж
2) 456 кДж
3) 1050 кДж
4) 760 кДж

3. Сколько энергии необходимо для плавления куска же­леза массой 4 кг, взятого при температуре плавления? Удельная теплота плавления железа 27 кДж/кг.

1) 108 Дж
2) 108000 Дж
3) 6,75 Дж
4) 6750 Дж

4. На рисунке представлен график зависимости температуры эфира от времени при нагревании и охлаждении. В начальный момент эфир находился в жидком состоянии. Какой участок графика соответствует процессу кипения эфира?

1) 1-2
2) 1-2-3
3) 2-3
4) 3-4

5. Влажный термометр психрометра показывает темпера­туру 16 °С, а сухой 20 °С. Определите, пользуясь пси­хрометрической таблицей, относительную влажность воздуха.

1) 100%
2) 62%
3) 66%
4) 74%

6. Тепловой двигатель получает за цикл от нагревателя 200 Дж теплоты и отдаёт холодильнику 150 Дж. КПД двигателя равен

1) 25%
2) 33%
3) 67%
4) 75%

7. Установите соответствие между физическими величи­нами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

Физическая величина

А) Количество теплоты, необходи­мое для плавления кристалли­ческого тела
Б) Удельная теплоёмкость вещества
В) Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива ­. Формула

8. Воду массой 500 г при температуре 95 °С налили в теплоизолированный сосуд, где находился твёрдый нафталин при температуре 80 °С. После установления теплового равновесия температура воды оказалась равна 80 °С, при этом весь нафталин перешёл в жидкое состояние. Пренебрегая потерями тепла, оцените, сколько граммов нафталина находилось в сосуде. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг · °С), удельная теплота плавления нафталина 150 кДж/кг, температура плавления нафталина 80 °С.

9. В одинаковые сосуды с равными массами воды при одинаковой температуре погрузили медный и никелевый шары с равными массами и одинаковыми температурами, более высокими, чем температура воды. Известно, что после установления теплового равновесия температура воды в сосуде с никелевым шаром повысилась больше, чем в сосуде с медным шаром. У какого металла — меди или никеля — удельная теплоёмкость больше? Какой из шаров передал воде и сосуду большее количество теплоты?

1) удельная теплоёмкость меди больше, медный шар передал воде и сосуду большее количество теплоты

2) удельная теплоёмкость меди больше, медный шар передал воде и сосуду меньшее количество теплоты

3) удельная теплоёмкость никеля больше, никелевый шар передал воде и сосуду большее количество теплоты

4) удельная теплоёмкость никеля больше, никелевый шар передал воде и сосуду меньшее количество теплоты

10. Колбу с воздухом, закрытую пробкой и находящуюся длительное время в комнате при температуре +20 °С, целиком погрузили в большую ванну с водой. Температура воды в ванне была равна 0 °С. В результате установления теплового равновесия внутренняя энергия воздуха в колбе

1) увеличится

2) не изменится

3) уменьшится

4) станет равной нулю

11. Стакан воды нагрели от 20 °С до 50 °С. При этом

1) увеличилась внутренняя энергия воды

2) увеличилась кинетическая энергия воды

3) увеличилась потенциальная энергия воды

4) энергия воды не изменилась

12. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения в системе СИ. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

13. Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин в системе СИ.

14. Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца.

15. Установите соответствие между приборами и физическими величинами, которые они измеряют.

1. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА «ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ»

1. В каком случае тело можно считать абсолютно твердым?

2. Что называется поступательным движением?

3. Приведите примеры поступательного движения.

4. Что называется, осью вращения твердого тела?

5. Что такое угловая скорость?

6. Во сколько раз угловая скорость минутной стрелки часов больше угловой скорости часовой стрелки.

7. Два шкива соединены ременной передачей, передающей вращение от одного шкива к другому. Ведущий шкив вращается с частотой v1=3000 об/мин, ведомый шкив с частотой v2=600 об/мин. Ведомый шкив имеет диаметр D2=500 мм. Какой диаметр D1 у ведущего шкива.

8. Линейная скорость периферийных точек шлифовального камня не должна превышать 95 м/с. Определите наибольшее допустимое число оборотов в минуту для диска диаметром 30 см.

9. Длина минутной стрелки часов на Спасской башне Московского Кремля 3,5 м. Определите модуль и изменение направления линейной скорости конца стрелки через каждые 15 мин в течение часа.

10. Шкив диаметром 1 метр делает 500 оборотов за 300 секунд. Определить угловую и линейную скорости точки на ободе шкива, период вращения шкива.

11. Чем механическое движение отличается от теплового движения?

12. Экскурсионный автобус едет из Москвы в Ярославль. Приведите примеры тел, относительно которых пассажиры автобуса находятся в состоянии покоя.

13. Самолет летит на высоте 9000 м со скоростью 750 км/ч. Укажите тела, относительно которых пассажиры находятся в состоянии покоя.

14. Во время контрольной работа все десятиклассники сосредоточенно решают задачи. Приведите примеры тел, относительно которых старшеклассники двигаются.

15. В каких задачах искусственный спутник Земли нельзя считать материальной точкой?

1. ПРОБНЫЙ ВАРИАНТ ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ

1.  Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите в ответе их номера.

1) Материальная точка движется равноускоренно под действием нескомпенсированной постоянной силы.

2) В ходе процесса плавления кристаллического тела его температура и внутренняя энергия не меняются.

3) В гальваническом элементе происходит преобразование механической энергии в электрическую.

4) Рентгеновское, гамма- и видимое излучения имеют электромагнитную природу и различаются длиной волны в вакууме.

5) Тепловые нейтроны вызывают деления ядер урана в некоторых типах ядерных реакторов атомных электростанций

2.  Даны следующие зависимости величин:

А) Зависимость модуля скорости тела от времени при прямолинейном равноускоренном движении с ненулевой начальной скоростью;

Б) Зависимость объема идеального газа от температуры при изобарном процессе;

В) зависимость энергии заряженного конденсатора от времени при гармонических колебаниях в колебательном контуре. Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1−5. Для каждой зависимости А−В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

(1) (2) (3) (4) (5)

Ответ:

3. 

На гладкой горизонтальной поверхности лежат два бруска, соединённые лёгкой пружиной. К бруску массой m = 2 кг прикладывают постоянную силу, равную по модулю F = 8 Н и направленную горизонтально вдоль оси пружины (см. рис.). Определите модуль силы упругости пружины в момент, когда этот брусок движется с ускорением 1,5 м/с².

4.  Тело массой 3 кг под действием силы F перемещается вниз по наклонной плоскости на расстояние   расстояние тела от поверхности Земли при этом уменьшается на  Вектор силы F направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы F равен 20 Н. Какую работу при этом перемещении совершила сила тяжести? (Ответ дайте в джоулях.) Ускорение свободного падения примите равным   коэффициент трения 

5.  Гидроакустик, находящийся на корабле, переговаривается по рации с матросом, находящимся на лодке. Во время разговора матрос наносит удар гаечным ключом по корпусу своей лодки. Звук от этого удара гидроакустик сначала слышит через рацию, а через 10 секунд — через свою гидроакустическую аппаратуру. Считая, что второй звук распространяется в воде со скоростью 1500 м/с, найдите расстояние между кораблём и лодкой. Ответ приведите в километрах.

6.  Анализируя график зависимости модуля скорости тела от времени, выберите из приведённых ниже утверждений три правильных и укажите их номера.

1) Скорость тела за шесть секунд изменилась от 0 м/с до 6 м/с.

2) Тело двигалось равноускоренно в интервале от 0 до 1 с и в интервале от 2 до 4 с, и равномерно в интервалах 1−2 и 4−6 с.

3) Тело двигалось равноускоренно в интервале от 0 до 1 с и в интервале от 2 до 4 с, и не двигалось в интервалах 1−2 и 4−6 с.

4) За 6 с тело прошло путь 23 м.

5) За 6 с тело прошло путь 36 м.

7.  Маленький шарик массой m находится на краю горизонтальной платформы на высоте 100 м над уровнем Земли. Шарику сообщают начальную скорость, направленную вертикально вверх, модуль которой равен 20 м/с, и отодвигают платформу в сторону, от линии движения шарика. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Как изменятся следующие физические величины через 5 секунд после начала движения шарика: его кинетическая энергия, его потенциальная энергия, модуль его импульса? 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

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) кинетическая энергия шарика Б) потенциальная энергия шарика В) модуль импульса шарика

ИХ ИЗМЕНЕНИЕ

1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

8.  В момент t = 0 камень бросили с поверхности земли под углом к горизонту. Считая сопротивление воздуха малым, установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

9. 

В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Во сколько раз изменится температура газа, если он перейдёт из состояния 1 в состояние 2 (см. рис.)?

10.  В сосуде, объём которого можно изменять при помощи поршня, находится воздух с относительной влажностью 50%. Поршень медленно вдвигают в сосуд при неизменной температуре. Во сколько раз уменьшится объём сосуда к моменту, когда водяной пар станет насыщенным?

11.  Газ в некотором процессе отдал количество теплоты 35 Дж, а внутренняя энергия газа в этом процессе увеличилась на 10 Дж. Какую работу совершили над газом внешние силы? (Ответ дать в джоулях.)

12. 

В сосуде под поршнем находятся только пары аммиака. Поршень медленно и равномерно опускают, уменьшая объём сосуда. Температура в сосуде поддерживается постоянной. На рисунке показан график изменения со временем t концентрации n молекул паров аммиака внутри сосуда. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно описанного процесса.

1) На участке 2 плотность паров аммиака уменьшалась.

2) На участке 1 плотность паров аммиака уменьшалась.

3) На участке 2 давление паров аммиака увеличивалось.

4) На участке 1 пар аммиака ненасыщенный, а на участке 2 насыщенный.

5) На участке 1 давление паров аммиака увеличивалось.

13.  Замороженную воду нагревают до температуры, превышающей температуру плавления льда. Как изменятся в результате этого занимаемый водой объём и внутренняя энергия воды?

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.

14.  Модуль напряжённости электрического поля в плоском воздушном конденсаторе ёмкостью 50 мкФ равен 200 В/м. Расстояние между пластинами конденсатора 2 мм. Чему равен заряд этого конденсатора? Ответ выразите в микрокулонах.

15. 

На рисунке приведён график зависимости силы тока в катушке индуктивности от времени. Индуктивность катушки равна 20 мГн. Чему равен максимальный модуль ЭДС самоиндукции? (Ответ выразите в мВ.)

16. 

На рисунке изображено преломление светового пучка на границе воздух — стекло. Чему равен показатель преломления стекла? (Ответ округлите до сотых.)

17.  На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. Выберите все верные 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.

18.  Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью α-частица, радиус окружности, центростремительное ускорение и период обращения α-частицы по сравнению с протоном должны:

1) увеличиться 2) уменьшиться 3) не измениться

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

19.  Резистор с сопротивлением R подключен к источнику тока с внутренним сопротивлением r. Сила тока в цепи равна I. Чему равны ЭДС источника и напряжение на его выводах? Установите соответствие между физическими величинами и выражениями для них.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

А) ЭДС источника Б) Напряжение на выводах источника

ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ НЕЁ

1) Ir 2) IR 3)  4) 

20. 

На рисунке представлен график зависимости активности A радиоактивного источника от времени t. В момент начала наблюдения активность в 5 раз превышает безопасную. Через какое время от начала наблюдения активность достигнет безопасного значения? (Ответ дать в минутах.)

21.  Квант света выбивает электрон из металла. Как изменятся при увеличении энергии фотона в этом опыте следующие величины: максимальная возможная скорость фотоэлектрона, его максимальная кинетическая энергия? 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.

22.  Цена деления стрелочного амперметра 0,1 мА. В механизме прибора есть сухое трение, которое ухудшает точность. Экспериментатор обнаружил, что при многократном измерении одной и той же силы постоянного тока, протекающего в некотором участке цепи, стрелка прибора с равной вероятностью останавливается в произвольном месте между делениями 2,6 и 2,8 мА. Чему равна сила тока в этом участке цепи, и с какой точностью она измеряется? Ответ дайте в мА. В ответе значение силы тока и погрешность запишите слитно.

23. 

Два маленьких металлических шарика, установленные на изолирующих подставках, располагают на одинаковых расстояниях от точки О. Заряды шариков одинаковы по модулю, но противоположны по знаку. В точке O экспериментально определяют вектор напряжённости электрического поля. Затем эксперименты повторяют, располагая на равных расстояниях от точки О шарики, имеющие другие заряды. В таблице приведены значения этих зарядов и расстояния их до точки О.

Укажите номера экспериментов, в которых вектор напряжённости электрического поля в точке О будет таким же, как в изначальном эксперименте.

24. 

В цилиндре под поршнем при комнатной температуре t₀ долгое время находится только вода и её пар. Масса жидкости в два раза больше массы пара. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объём V под поршнем изотермически увеличивают от V₀ до 6V₀. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объёма V на отрезке от V₀ до 6V₀. Укажите, какими закономерностями вы при этом воспользовались.

25.  В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 0,5 моль азота. Давление газа в сосуде равно 100 кПа. Чему равна среднеквадратичная скорость молекул этого газа? Ответ дайте в метрах в секунду и округлите до целого числа.

26.  В сосуде находится разреженный атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии ( ) поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью   Какова длина волны поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Ответ приведите в нанометрах и округлите до целого числа.

27.  Идеальный одноатомный газ массой m = 72 г совершал обратимый процесс, в течение которого среднеквадратичная скорость его молекул уменьшалась от u₁ = 900 м/с до u₂ = 450 м/с по закону   где а — некоторая постоянная величина, а V — объём газа. Какую работу А совершил газ в этом процессе?

28.  Электрон влетает в плоский конденсатор со скоростью   параллельно пластинам (см. рис.), расстояние между которыми d.

На какой угол отклонится при вылете из конденсатора вектор скорости электрона от первоначального направления, если конденсатор заряжен до разности потенциалов  ? Длина пластин   Действием на электрон силы тяжести пренебречь.

29.  На горизонтальном столе лежит квадратная плоскопараллельная пластина со стороной a = 5,2 см и толщиной d = 1 см, изготовленная из стекла с показателем преломления n = 1,5. Боковые вертикальные поверхности пластины зачернены и поглощают свет. Школьник с разных сторон направляет узкий световой луч от мощной лазерной указки на пластину под углом α = 30º к вертикали и наблюдает на потолке комнаты пятна света, многократно отражённого от пластины. Какое максимальное число N таких пятен он сможет увидеть, если наиболее удачно выберет направление падения светового луча?

30. 

В системе, изображённой на рисунке, трения нет, блоки невесомы, нити невесомы и нерастяжимы, их участки, не лежащие на блоках, вертикальны, массы грузов равны m₁ = 1 кг, m₂ = 3 кг, m₃ = 0,5 кг. Точки подвеса груза m₂ — однородной горизонтальной балки — находятся на равных расстояниях от её концов. Найдите модуль и направление ускорения груза массой m₃. Какие законы Вы используете для описания движения системы грузов и блоков? Обоснуйте их применение к данному случаю.

ОТВЕТЫ НА ВАРИАНТ ЕГЭ

№24

Решение.

1. На участке от v₀ до 3v₀ давление под поршнем постоянно (давление насыщенного пара на изотерме). На участке от v₀ до 3v₀ давление под поршнем подчиняется закону Бойля — Мариотта.

На участке от 3v₀ до 6v₀ график p(v) — горизонтальный отрезок прямой, на участке от   до 6v₀ — фрагмент гиперболы (для экспертов: отсутствие названий не снижает оценку, названия помогают оценке графика, сделанного от руки).

2. В начальном состоянии над водой находится насыщенный водяной пар, так как за длительное время в системе установилось термодинамическое равновесие.

3. Пока в цилиндре остается вода, при медленном изотермическом расширении пар остается насыщенным. Поэтому график p(v) будет графиком константы, т. е. отрезком горизонтальной прямой. Количество воды в цилиндре при этом убывает. При комнатной температуре концентрация молекул воды в насыщенном паре ничтожна по сравнению с концентрацией молекул воды в жидком агрегатном состоянии. Масса воды в два раза больше массы пара. Поэтому, во-первых, в начальном состоянии насыщенный пар занимает объём, практически равный v₀.  Во-вторых, чтобы вся вода испарилась, нужно объём под поршнем увеличить ещё на 2v₀. Таким образом, горизонтальный отрезок описывает зависимость p(v) на участке от v₀ до 3v₀.

4. При v3v₀ под поршнем уже нет жидкости, все молекулы воды образуют уже ненасыщенный водяной пар, который можно на изотерме описывать законом Бойля — Мариотта: pV=const  т. е. p~1/V. Графиком этой зависимости служит гипербола. Таким образом, на участке от 3v₀ до 6v₀ зависимость p(v) изображается фрагментом гиперболы.

№28

α=arctg(e∆φL)/(mdv₀²)

№30

|a₃|=4,4 м/с², ускорение направлено вверх.

Включ