Самые новые вопросы
Математика – 3 года назад
Решите уравнения:
а) 15 4 ∕19 + x + 3 17∕19 = 21 2∕19;
б) 6,7x – 5,21 = 9,54
Информатика – 3 года назад
Помогите решить задачи на паскаль.1)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти произведение всех элементов массива.2)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти сумму четных элементов массива.3)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива.4)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива среди элементов,
кратных 3.
География – 3 года назад
Почему япония – лидер по выплавке стали?
Чему равно: 1*(умножить)х? 0*х?
Русский язык – 3 года назад
В каком из предложений пропущена одна (только одна!) запятая?1.она снова умолкла, точно некий внутренний голос приказал ей замолчать и посмотрела в зал. 2.и он понял: вот что неожиданно пришло к нему, и теперь останется с ним, и уже никогда его не покинет. 3.и оба мы немножко удовлетворим свое любопытство.4.впрочем, он и сам только еле передвигал ноги, а тело его совсем застыло и было холодное, как камень. 5.по небу потянулись облака, и луна померкла.
Информация
Тренировочная работа №4 по физике для 11 класса пробное ЕГЭ 2019 статград ответы и задания: 14 марта 2019 год (14.03.2019)
Наши ответы для вариантов ФИ10401, ФИ10402, ФИ10403, ФИ10404 тренировочная работа 11 класс для подготовки к ЕГЭ 2019:
Все ответы и задания
Малая сферическая планета радиусом 2000 км равномерно вращается вокруг своей оси. Ускорение свободного падения на полюсе планеты равно 2,8 м/с2. Чему равна угловая скорость вращения планеты, если тела, находящиеся на её экваторе, испытывают состояние невесомости? Ответ выразите в радианах за земные сутки и округлите до целого числа.
На поверхности моря покоится катер. Непосредственно под ним на глубине 50 м работает водолаз, который в некоторый момент ударяет молотком по металлической детали. Сидящий на катере гидроакустик слышит два звука от удара с интервалом времени между ними 1 с. Скорость звука в воде 1400 м/с. Чему равна глубина моря в этом месте?
На покоящееся точечное тело массой 0,5 кг, находящееся на гладкой горизонтальной поверхности, в момент времени t0 = 0 начинает действовать сила, всегда направленная горизонтально вдоль одной прямой. График зависимости проекции F этой силы на указанную прямую от времени t изображён на рисунке.
Кислород и водород находятся в закрытом сосуде в состоянии термодинамического равновесия друг с другом. Во сколько раз среднеквадратичная скорость молекул водорода отличается от среднеквадратичной скорости молекул кислорода?
В некотором процессе газ получает количество теплоты 160 Дж, причём изменение его внутренней энергии составляет 5/3 от работы газа. Какую работу совершает газ в этом процессе?
Изначально незаряженный конденсатор заряжается в течение 10 с электрическим током, средняя сила которого за время зарядки равна 0,3 мА. К моменту окончания зарядки конденсатора в нём запасается энергия 9 Дж. Чему равна электрическая ёмкость конденсатора? Ответ выразите в мкФ и округлите до десятых долей.
Один моль идеального одноатомного газа участвует в некотором процессе, в котором теплоёмкость газа постоянна. В начале этого процесса газ имеет давление 300 кПа и занимает объём 1 л. В ходе процесса газ расширяется до объёма 27 л и его давление становится равным 100 кПа. При этом газ получает от окружающих тел количество теплоты 7,2 кДж. Во сколько раз теплоёмкость газа в этом процессе превышает изохорическую молярную теплоёмкость одноатомного идеального газа?
Для межпланетных полётов в космосе предлагают использовать «солнечный парус» – большое зеркало, расположенное перпендикулярно солнечным лучам. При их отражении от этого зеркала возникает сила в направлении падающих лучей, которая может ускорять космический корабль. Оцените эту силу F при следующих предположениях: площадь полностью отражающего свет зеркала равна S = 30 000 м2, а солнечная постоянная в месте нахождения корабля с зеркалом C = 1,0 кВт/м2. Солнечная постоянная – это энергия фотонов, падающих в единицу времени на единицу площади поверхности, перпендикулярной лучам света от Солнца.
Задания и ответы для ВПР 2019
Всероссийские проверочные работы 2018-2019 задания и ответы
ПОДЕЛИТЬСЯ МАТЕРИАЛОМ
Тренировка предмета ЕГЭ Физика по теме 11.3 Первый закон термодинамики +
Задание № 6689
Задание № 6688
Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и совершил работу 100 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Ответ дайте в джоулях.
Задание № 6687
Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Какова работа, совершенная газом? (Ответ дать в джоулях.)
Задание № 6686
Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Какова работа, совершенная газом? (Ответ дать в джоулях.)
Задание № 6685
На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы газа. В этом процессе газ отдал количество теплоты, равное 3 кДж. На сколько уменьшилась внутренняя энергия? Ответ дайте в килоджоулях.
Задание № 6684
Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Какова работа, совершенная газом? (Ответ дайте в джоулях.)
Задание № 6683
На рисунке показан график процесса для постоянной массы идеального одноатомного газа. В этом процессе газ совершает работу, равную 3 кДж. Каково количество теплоты, полученное газом? (Ответ дайте в килоджоулях.)
Задание № 6682
Газ в сосуде сжали, совершив работу 30 Дж. Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 35 Дж. Какое количество теплоты сообщили газу? Ответ дайте в Джоулях.
Задание № 6681
В процессе эксперимента газ отдал окружающей среде количество теплоты, равное 3 кДж. При этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 13 кДж. Следовательно, газ расширился. Какую работу он при этом совершил? (Ответ дайте в килоджоулях.)
Задание № 6680
На рисунке показан график изменения состояния постоянной
массы газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 6 кДж. На сколько изменилась его внутренняя энергия? Ответ выразите в килоджоулях.
Задание № 6679
На Tp-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ отдал 50 кДж теплоты. Масса газа не меняется. Какую работу совершили внешние силы над газом? Ответ выразите в килоджоулях.
Задание № 6678
Каково изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты 300 Дж, а внешние силы совершили над ним работу 500 Дж? (Ответ дайте в джоулях.)
Задание № 6677
В процессе эксперимента внутренняя энергия газа уменьшилась на 40 кДж, и он совершил работу 35 кДж. Какое количество теплоты (в кДж) газ отдал окружающей среде?
Задание № 6676
Один моль идеального одноатомного газа, находящегося при температуре +27 °С, изохорически нагревают. Определите, во сколько раз изменится абсолютная температура этого газа, если в этом процессе сообщить газу количество теплоты 11218 Дж. Ответ округлите до целого числа.
Задание № 6675
В процессе адиабатного расширения 1 моль идеального одноатомного газа совершает работу 1246,5 Дж. Определите модуль изменения температуры данной порции газа в результате этого процесса.
Задание № 6674
В ходе некоторого процесса температура 1 моля аргона повышается на 100 К.
В этом процессе удельная теплоёмкость аргона постоянна и равна 1236,6Дж/(кг·°C). Какую работу совершает аргон в этом процессе? Ответ выразите в джоулях и округлите до целого числа
Задание № 6673
В некотором процессе газ отдал окружающей среде количество теплоты, равное 10 кДж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 30 кДж. Определите работу, которую совершили внешние силы, сжав газ. Ответ выразите в килоджоулях.
Задание № 6672
На рисунке показан график зависимости давления одноатомного
идеального газа от температуры при постоянной массе газа. Во сколько раз увеличилась внутренняя энергия газа в этом процессе?
Задание № 6671
На рТ— диаграмме показан процесс изменения состояния 6 моль идеального газа. Газ в этом процессе получил количество теплоты, равное 30 кДж. Определите изменение внутренней энергии газа. Ответ дайте в килоджоулях.
Задание № 6670
Идеальный одноатомный газ занимал объём 3 л при давлении 400 кПа. Затем газ расширился и стал занимать объём 5 л при давлении 200 кПа. В этом процессе газ совершил работу 500 Дж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе, если масса газа в сосуде неизменна?
Задание № 6669
В ходе некоторого процесса температура 1 моля гелия повышается на 200 К.
В этом процессе удельная теплоёмкость гелия постоянна и равна 4991,3Дж/(кг·°C). Какую работу совершает гелий в этом процессе?
Ответ выразите в Дж и округлите до целого числа.
Задание № 6668
В некотором процессе газ отдал количество теплоты 50 Дж и совершил при этом работу 200 Дж. Определите модуль изменения внутренней энергии газа в этом процессе. Ответ дайте в джоулях.
Задание № 6667
Один моль идеального одноатомного газа, находящегося при температуре +27 °С, изобарически нагревают. При этом абсолютная температура этого газа увеличивается в 3 раза. Определите, чему равно количество теплоты, сообщённое этому газу. Ответ выразите в джоулях.
Задание № 6666
Внутренняя энергия одного моля газообразного метана в 2,5 раза больше внутренней энергии такого же количества идеального одноатомного газа при той же температуре. Какое количество теплоты необходимо затратить для того, чтобы изобарически нагреть 0,1 моля газообразного метана на 100 К? Ответ дайте в джоулях и округлите до целого числа.
Задание № 3345
На рисунке показан циклический процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. На каком участке цикла изменение внутренней энергии газа равно полученному газом количеству теплоты?
Задание № 3342
Идеальному одноатомному газу в цилиндре под поршнем было передано количество теплоты 5000 Дж. Какую работу совершил при этом газ, если его расширение происходило при постоянном давлении?
Задание № 3340
На pV-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. В этом процессе внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Чему равно количество теплоты, отданное газом? Ответ дайте в кДж.
Задание № 3338
Одноатомный идеальный газ в количестве 0,25 моль при адиабатном расширении совершил работу 2493 Дж. До какой температуры охладился газ, если его начальная температура была 1200 К?
Задание № 3337
Газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на диаграмме p–V. Работа, совершённая газом на участке 1–2–3, равна $p_0=10^3$ Па $V_0=1 $ $м^3$
Задание № 3324
На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. На каком участке работа сил газа положительна и равна полученному газом количеству теплоты?
Задание № 3322
На VТ-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы идеального одноатомного газа, где V – объём газа, T – его абсолютная температура. Работа, совершённая над газом в этом процессе, равна 50 кДж. Какое количество теплоты отдал газ в окружающую среду? Ответ дайте в кДж.
Задание № 3321
На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 6 кДж. На сколько изменилась его внутренняя энергия? Ответ дайте в кДж.
Задание № 3314
При сжатии идеального одноатомного газа при постоянном давлении внешние силы совершили работу 2000 Дж. Какое количество теплоты было передано при этом газом окружающим телам? Ответ дайте в кДж
Задание № 3312
На ТV-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ получил количество теплоты, равное 50 кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе, если его масса не меняется? Ответ дайте в кДж.
Задание № 3308
В цилиндре под поршнем находится гелий. Газ расширился при постоянном давлении, совершив работу 2 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу? Ответ дайте в кДж
Задание № 3307
На pT-диаграмме показан процесс изменения состояния 5 моль идеального газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Ответ дайте в кДж
Задание № 3296
В некотором процессе газ отдал окружающей среде количество теплоты, равное 10 кДж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 30 кДж. Определите работу, которую совершили внешние силы, сжав газ. Ответ дайте в кДж.
Задание № 3294
При сжатии идеального одноатомного газа при постоянном давлении внешние силы совершили работу 400 Дж. Какое количество теплоты было передано при этом газом окружающим телам?
Задание № 3288
На рисунке изображён процесс, происходящий с 1 моль гелия. Минимальное давление газа $р_1= $100 кПа, максимальное $р_2 = 300$ кПа. Минимальная температура газа $T_1=100$ К. Найдите модуль изменения внутренней энергии гелия при переходе из состояния 1 в состояние 2. Ответ округлите до десятых.
Задание № 3283
На рисунке изображён процесс, происходящий с 1 моль гелия. Минимальное давление газа $р_1 = 100 $кПа, минимальный объём $V_1 = 10$ л, а максимальный $V_2 = 30$ л. Какую работу совершает гелий при переходе из состояния 1 в состояние 2?
Задание № 3279
На Тр-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Работа, совершённая над газом, равна 80 кДж. При этом газ
1)получил количество теплоты, равное 160 кДж
2)отдал количество теплоты, равное 40 кДж
3)получил количество теплоты, равное 80 кДж
4)отдал количество теплоты, равное 80 кДж
Задание № 3274
На Тр-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ отдал 50 кДж теплоты. Масса газа не меняется. Выберите верное утверждение, характеризующее этот процесс.
1) Внешние силы работу не совершали.
2) Работа газа положительна и равна 50 кДж.
3) Внешние силы совершали работу, равную 50 кДж.
4) Внешние силы совершили работу, равную 25 кДж.
Задание № 3264
Гелий, масса которого равна 16 г, поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом процессе, примерно равна
1)0,5 кДж
2)1,0 кДж
3)1,5 кДж
4)2,0 кДж
Задание № 3260
На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы газа. начальная внутреняя энергия газа была равна 7 кДж. В этом процессе газ отдал количество теплоты, равное 3кДж, в результате чего его внутренняя стала равна. Ответ дайте в кДж.
Задание № 3258
На VT-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы идеального одноатомного газа. В этом процессе газ отдал количество теплоты 9 кДж. Внутренняя энергия газа
1)не изменилась
2)увеличилась на 9 кДж
3)уменьшилась на 9 кДж
4)уменьшилась на 3 кДж
Задание № 3256
Задание № 3241
Задание № 3239
Находясь в цилиндре двигателя, газ получил от нагревателя количество теплоты, равное 10 кДж. Затем он расширился, совершив работу 15 кДж. В результате всех этих процессов внутренняя энергия газа уменьшилась на (ответ дайте в кДж)
Задание № 3238
При постоянном давлении гелий нагрели, в результате чего он совершил работу 5 кДж? Масса гелия 0,04 кг. Насколько увеличилась температура газа?
Задание 1
На рисунке представлен график зависимости модуля скорости от времени t. Определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с.
Ответ: ____________________ м.
Решение
Путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с проще всего определить как площадь прямоугольника, сторонами которого являются, интервал времени (30 – 10) = 20 c и скорость v = 10 м/с, т.е. S = 20 · 10 м/с = 200 м.
Ответ: 200 м.
Задание 2
На графике приведена зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Каков коэффициент трения?
Вспомним связь между двумя величинами модулем силы трения и модулем силы нормального давления: Fтр= N (1) , где μ – коэффициент трения. Выразим из формулы (1)
На графике найдем точку, для которой можно точно определить координаты. Это в нашем случае может быть Fтр = 1,0 Н, N = 8 Н, тогда
Ответ: 0,125.
Задание 3
Тело движется вдоль оси ОХ под действием силы F = 2 Н, направленной вдоль этой оси. На рисунке приведен график зависимости модуля скорости тела от времени. Какую мощность развивает эта сила в момент времени t = 3 c?
Для определения мощности силы по графику определим чему равен модуль скорости в момент времени 3 с. Скорость равна 8 м/с. Используем формулу для расчета мощности в данный момент времени: N = F · v (1), подставим числовые значения. N = 2 Н · 8 м/с = 16 Вт.
Ответ: 16 Вт.
Задание 4
Деревянный шарик (ш = 600 кг/м3) плавает в растительном масле (м = 900 кг/м3). Как изменится выталкивающая сила, действующая на шар и объем части шара, погруженной в жидкость если масло заменить на воду (в = 1000 кг/м3)
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Так как плотность материала шарика (ш = 600 кг/м3) меньше плотности маслa (м = 900 кг/м3) и меньше плотности воды (в = 1000 кг/м3), то шар плавает и в масле и в воде. Условие плавания тела в жидкости заключается в том, что выталкивающая сила F уравновешивает силу тяжести, то есть F = Fт. Так как сила тяжести шарика при замене масла на воду не изменилась, то не изменилась и выталкивающая сила.
Выталкивающую силу можно вычислить по формуле:
где Vпчт – объем погруженной части тела, ж – плотность жидкости, g – ускорение свободного падения.
Выталкивающие силы в воде и в масле равны.
Faм = Fав, поэтому Vпчт · м · g = Vвпчт · в · g;
Vмпчт · м = Vвпчт · в (2)
Плотность масла меньше плотности воды, следовательно, чтобы выполнялось равенство (2) необходимо, чтобы объем части шарика, погруженной в масло Vмпчт, был больше объема части шарика, погруженной в воду Vвпчт. Значит при замене масла на воду, объем части шарика, погруженной в воду уменьшается.
Задание 5
Шарик брошен вертикально вверх с начальной скоростью
Определим по условию задачи характер движения шарика. Учитывая, что шарик движется с ускорением свободного падения, вектор которого направлен противоположно выбранной оси, уравнение зависимости проекции скорости от времени, будет иметь вид: v1y = vy – gt (1) Скорость шарика уменьшается, и в наивысшей точке подъема равна нулю. После чего шарик начнет падать до момента t0 – всего времени полета. По величине скорость шарика в момент падения будет равна v, но проекция вектора скорости будет отрицательна, так как направление оси y и вектора скорости противоположны. Следовательно график по буквой А, соответствует зависимости по номером 2) проекции скорости от времени. Графику под буквой Б) соответствует зависимость под цифрой 3) проекция ускорения шарика. Так как ускорение свободного падения у поверхности Земли можно считать постоянным, то графиком будет прямая линия, параллельная оси времени. Так как вектор ускорения и направление не совпадают по направлению, то проекция вектора ускорения отрицательная.
Полезно исключить ответы неверные. Если движение равнопеременное, то графиком зависимости координаты от времени, должна быть парабола. Такого графика нет. Модуль силы тяжести, этой зависимости должен соответствовать график расположенный выше оси времени.
Ответ: 23
Задание 6
Груз изображенного на рисунке пружинного маятника совершает гармонические колебания между точками 1 и 3. Как меняется кинетическая энергия груза маятника, скорость груза и жесткость пружины при движении груза маятника от точки 2 к точке 1
Груз на пружине совершает гармонические колебания между точками 1 и 3. Точка 2 соответствует положению равновесия. Согласно закону сохранения и превращения механической энергии при переходе груза из точки 2 к точке 1, энергия не исчезает, она превращается из одного вида в другой. Полная энергия сохраняется. В нашем случае увеличивается деформация пружины, возникающая сила упругости будет направлена к положению равновесия. Поскольку сила упругости направлена против скорости движения тела, то она тормозит его движение. Следовательно, скорость шарика уменьшается. Кинетическая энергия уменьшается. Увеличивается потенциальная энергия. Жесткость пружины в ходе движения тела не изменяется.
Ответ: 223.
Задание 7
Установите соответствие между зависимостью координаты тела от времени (все величины выражены в СИ) и зависимостью проекции скорости от времени для того же тела. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Полезно записать закон движения (зависимость координаты тела от времени) в общем виде:
где х0 – начальная координата тела; vx – проекция вектора скорости на выбранную ось; x – проекция вектора ускорения на выбранную ось; t – время движения.
Для тела А запишем: начальная координата х0 = 10 м; vx = –5 м/с; x = 4 м/с2. Тогда уравнение проекции скорости от времени будет иметь вид:
Для нашего случая vx = 4t – 5.
Для тела Б запишем принимая во внимание формулу (1): х0 = 5 м; vx = 0 м/с; x = –8 м/с2. Тогда уравнение проекции скорости от времени для тела Б запишем vx = –8t.
Ответ: 24.
Задание 8
В результате нагревания неона абсолютная температура газа увеличилась в 4 раза. Во сколько раз изменилась при этом средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул?
Необходимо вспомнить связь средней кинетической энергии теплового движения молекул и температуры.
где k – постоянная Больцмана, T – температура газа в Кельвинах. Из формулы видно, что зависимость средней кинетической энергии от температуры прямая, то есть во сколько раз изменяется температура, во столько раз изменяется средняя кинетическая энергия теплового движения молекул.
Ответ: в 4 раза.
Задание 9
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?
В условии задачи идет речь о работе внешних сил над газом. Поэтому первый закон термодинамики лучше записать в виде:
∆U = Q + Aв.с (1),
Где ∆U = 10 Дж – изменение внутренней энергии газа; Q = –35 Дж – количество теплоты отданное газом, Aв.с – работа внешних сил.
Подставим числовые значения в формулу (1) 10 = –35 + Ав.с; Следовательно работа внешних сил будет равна 45 Дж.
Задание 10
Парциальное давление водяных паров при 19° С было равно 1,1 кПа Найти относительную влажность воздуха, если давление насыщенного пара при этой температуре равно 2,2 кПа?
По определению относительной влажности воздуха
– относительная влажность воздуха, в процентах; Pв.п – парциальное давление водяного пара, Pн.п – давление насыщенного пара при данной температуре.
Подставим числовые значения в формулу (1).
Задание 11
Изменение состояния фиксированного количества одноатомного идеального газа происходит по циклу, показанному на рисунке.
Установите соответствие между процессами и физическими величинами (∆U – изменение внутренней энергии; А – работа газа), которые их характеризуют.
К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры по соответствующими буквами.
Ответ :
Задание 12
Идеальный одноатомный газ, находящийся в цилиндре под тяжелым поршнем (трением между поверхностью поршня и цилиндром можно пренебречь), медленно нагревают от 300 К до 400 К. Внешнее давление при этом не изменяется. Затем этот же газ вновь нагревают от 400 К до 500 К, но уже с закрепленным поршнем (поршень не двигается).
Сравните работу газа, изменение внутренней энергии и количество теплоты, полученное газом, в первом и втором процессах.
Если газ медленно нагревают в цилиндре с незакрепленным тяжелым поршнем, то при неизменном внешнем давлении процесс можно считать изобарным (давление газа не изменяется)
Следовательно, работу газа можно вычислить по формуле:
A = P · (V2 – V1), (1)
где A – работа газа в изобарном процессе; P – давление газа; V1 – объем газа в начальном состоянии; V2 – объем газа в конечном состоянии.
Изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа вычисляется по формуле:
где – количество вещества; R – универсальная газовая постоянная; ∆T – изменение температуры газа.
∆T= T2 – T1 = 400 К – 300 К = 100 К.
По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, равно
Q = ∆U + A (3)
Q = 150R + P(V2 – V1) (4);
Если газ нагревают в цилиндре с закрепленным поршнем, то процесс можно считать изохорным (объем газа не изменяется). В изохорном процессе идеальный газ не совершает работу (поршень не перемещается).
Aг = 0 (5)
Изменение внутренней энергии равно:
Количество теплоты в этом случае: Q = 150R (7)
Сравнивая (1) и (5), (2) и (6), (4) и (7) делаем вывод. Работа газа уменьшилась, Изменение внутренней энергии осталось прежним, количество теплоты, полученное газом, уменьшилось.
Задание 13
В электрическое поле внесли незаряженный кусок диэлектрика (см. рисунок). Затем его разделили на две равные части (пунктирная линия) и после этого вынесли из электрического поля. Какой заряд будет иметь каждая часть диэлектрика?
Если внести в электрическое поле диэлектрик, (вещество в котором нет свободных электрических зарядов) при обычных условиях, то наблюдается явление поляризации. В диэлектриках заряженные частицы не способны двигаться по всему объему, а могут лишь смещаться на небольшие расстояния относительно своих постоянных положений, электрические заряды в диэлектриках связанные. Если диэлектрик вынести из поля, то заряд обеих частей равен нулю.
Задание 14
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью C и катушки с индуктивности L. Как изменится частота и длина волны колебательного контура, если площадь пластин конденсатора уменьшить в два раза? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
В задаче говорится о колебательном контуре. По определению периода колебаний возникающих в контуре
, длина волны связана с частотой
где – частота колебаний. По определению емкости конденсатора
C = 0 S/d (3),
где 0 – электрическая постоянная, – диэлектрическая проницаемость среды. По условию задачи уменьшают площадь пластин. Следовательно, уменьшается емкость конденсатора. Из формулы (1) видим, что уменьшится период электромагнитных колебаний, возникающих в контуре. Зная связь периода и частоты колебаний
видим, что частота колебаний увеличивается. А используя формулу (2), заключаем, что длина волны уменьшается.
Задание 15
На графике показано как меняется индукция магнитного поля с течением времени в проводящем контуре. В какой промежуток времени в контуре будет возникать индукционный ток.
По определению индукционный ток в проводящем замкнутом контуре возникает при условии изменения магнитного потока, пронизывающего этот контур.
Закон электромагнитной индукции, где – ЭДС индукции, ∆ – изменение магнитного потока, ∆t промежуток времени, в течении которого происходят изменения.
Магнитный поток по условию задачи будет меняться, если меняется индукция магнитного поля. Это происходит в интервале времени от 1 с до 3 с. Площадь контура не изменяется. Следовательно, индукционный ток возникает в случае
Задание 16
Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции (см. рисунок). Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена сила, действующая на сторону ab рамки со стороны внешнего магнитного поля
На рамку с током со стороны магнитного поля действует сила Ампера. Направление вектора силы Ампера определяется мнемоническим правилом левой руки. Четыре пальца левой руки направляем по току стороны ab, вектор индукции В, должен входить в ладонь, тогда большой палец покажет направление вектора силы Ампера.
Ответ: к наблюдателю.
Задание 17
Заряженная частица влетает с некоторой скоростью в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым линиям поля. С некоторого момента времени, модуль индукции магнитного поля увеличили. Заряд частицы не изменился.
Как изменилась сила, действующая на движущуюся частицу в магнитном поле, радиус окружности, по которой движется частица, и кинетическая энергия частицы после увеличения модуля индукции магнитного поля?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
На частицу, движущуюся в магнитном поле, действует со стороны магнитного поля сила Лоренца. Модуль силы Лоренца можно рассчитать по формуле:
Fл = B · q · vsin (1),
где B – индукция магнитного поля, q – заряд частицы, v – скорость частицы, – угол, между вектором скорости и вектором магнитной индукции.
В нашем случае частица влетает перпендикулярно силовым линиям, = 90° , sin90 = 1.
Из формулы (1) видно, что с увеличением индукции магнитного поля , сила, действующая на частицу, движущуюся в магнитном поле, увеличивается.
Формула радиуса окружности , по которой движется заряженная частица имеет вид:
где m – масса частицы. Следовательно, с увеличением индукции поля, радиус окружности уменьшается.
Сила Лоренца работы не совершает над движущейся частицей, так как угол между вектором силы и вектором перемещения (вектор перемещения направлен по вектору скорости) равен 90°.
Поэтому кинетическая энергия независимо от значения индукции магнитного поля не изменяется.
Ответ: 123.
Задание 18
По участку цепи постоянного тока с сопротивлением R течет ток . Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Полезно вспомнить, как рассчитывается мощность электрического тока.
где P – мощность электрического тока, A – работа электрического тока, t – время, в течение которого по проводнику протекает электрический ток. Работа, в свою очередь, рассчитывается
где – сила электрического тока, U – напряжение на участке,
Закон Ома для участка цепи , R сопротивление проводника. Работая с уравнениями, получим, что мощность тока, выделяющаяся на резисторе I2R, напряжение на резисторе R
Задание 19
В результате реакции ядра
Pапишем ядерную реакцию для нашего случая:
В результате этой реакции, выполняется закон сохранения зарядового и массового числа. Z = 13 + 2 – 1 = 14; M = 27 + 4 – 1 = 30.
Следовательно, ядро под номером 3)
Ответ: 3
Задание 20
Период полураспада вещества составляет 18 минут, первоначальная масса 120 мг, Чему будет равна масса вещества через 54 минуты, ответ выразить в мг?
Задача на использование закона радиоактивного распада. Его можно записать в виде
где m0 – первоначальная масса вещества, t – время за которое распадается вещество , T – период полураспада. Подставим числовые значения
Ответ: 15 мг.
Задание 21
Фотокатод фотоэлемента освещают ультрафиолетовым светом определенной частоты. Как изменяется работа выхода материала (вещества) фотокатода, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов и красная граница фотоэффекта, если частоту света увеличить?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Полезно вспомнить определение фотоэффекта. Это явление взаимодействия света с веществом, в результате которого энергия фотонов передается электронам вещества. Различают внешний и внутренний фотоэффект. В нашем случае речь идет о внешнем фотоэффекте. Когда под действием света происходит вырывание электронов из вещества. Работа выхода зависит от материала, из которого изготовлен фотокатод фотоэлемента, и не зависит от частоты света. Поэтому при увеличении частоты ультрафиолетового света, падающего на фотокатод, работа выходане изменяется.
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
hv = Aвых + Eк (1),
hv – энергия фотона, падающего на фотокатод, Aвых – работа выхода, Eк – максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих из фотокатода под действием света.
Из формулы (1) выразим
Eк = hv – Aвых (2),
следовательно, при увеличении частоты ультрафиолетового света максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается.
это минимальная частота, при которой еще возможен фотоэффект. Так как работа выхода не изменяется, то и красная граница фотоэффекта для нашего материала не изменяется.
Ответ: 313.
Задание 22
В мензурку налита вода. Выберите верное значение объема воды, учитывая, что погрешность измерения равна половине цены деления шкалы.
Задание проверяет умение записывать показания измерительного прибора с учетом заданной погрешности измерений. Определим цену деления шкалы
Погрешность измерения по условию равна половине цены деления, т.е.
Конечный результат запишем в виде:
V = (100 ± 5) мл
Задание 23
Проводники изготовлены из одного и того же материала. Какую пару проводников нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить зависимость сопротивления проволоки от ее диаметра?
В задание говорится о том, что проводники изготовлены из одного и того же материала, т.е. их удельные сопротивления одинаковые. Вспомним от каких величин зависит сопротивление проводника и запишем формулу для расчета сопротивления:
где R – сопротивление проводника, p – удельное сопротивление материал, – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника. Для того, чтобы выявить зависимость проводника от диаметра нужно взять проводники одинаковой длины, но разного диаметра. Заем, что площадь поперечного сечения проводника определяется как площадь круга:
где d – диаметра проводника. Следовательно, вариант ответа: 3.
Задание 24
Снаряд массой 40 кг, летящий в горизонтальном направлении со скоростью 600 м/с, разрывается на две части массами 30 кг и 10 кг. Большая часть движется в прежнем направлении со скоростью 900 м/с. Определите числовое значение, и направление скорости меньшей части снаряда. В ответ запишите модуль этой скорости.
– скорость снаряда; m – масса снаряда до разрыва;
1 – скорость первого осколка; m1 – масса первого осколка; m2 – масса второго осколка;
2 – скорость второго осколка.
Выберем положительное направление оси Х, совпадающей с направлением скорости снаряда, тогда в проекции на эту ось уравнение (1) запишем:
Выразим из формулы (2) проекцию вектора скорости второго осколка.
подставим числовые значения.
Меньшая часть снаряда в момент разрыва имеет скорость 300 м/с, направленную в сторону, противоположную первоначальному движению снаряда.
Ответ: 300 м/с.
Задание 25
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная масса болта, имеющего удельную теплоемкость 500 Дж/кг К и температуру 339 К, чтобы после опускания его в калориметр весь лед растаял? Тепловыми потерями пренебречь. Ответ представить в граммах.
Для решения задачи важно вспомнить уравнение теплового баланса. Если потерь нет, то в системе тел происходит теплопередача энергии. В результате чего, лед плавиться. Первоначально вода и лед находились в тепловом равновесии. Это значит, что начальная температура была 0° С или 273 К. Помним перевод из градусов Цельсия в градусы Кельвина. Т = t + 273. Так как по условию задачи спрашивается о минимальной массе болта, то энергии должно хватить только, чтобы расплавить лед.
сбmб(tб – 0) = mл (1),
где – удельная теплота плавления, mл – масса льда, mб – масса болта.
Ответ: 50 г.
Задание 26
В цепи, показанной на рисунке, идеальный амперметр показывает 6 А. Найдите ЭДС источника, если его внутреннее сопротивление 2 Ом.
Внимательно читаем условие задачи и разбираемся со схемой. В ней есть один элемент, который можно не заметить. Это пустой провод между резисторами в 1 Ом и 3 Ом. Если цепь будет замкнута, то электрический ток пройдет по этому проводу с наименьшим сопротивлением и через резистор 5 Ом.
Тогда закон Ома для полной цепи запишем в виде:
где – сила тока в цепи, – ЭДС источника, R – сопротивление нагрузки, r – внутренне сопротивление. Из формулы (1) выразим ЭДС
= (R + r) (2)
Ответ: 42 В.
Задание 27
В камере, из которой откачали воздух, создали электрическое поле напряженностью
и магнитное поле с индукцией
. Поля однородные и векторы взаимно перпендикулярны. В камеру влетает протон p, вектор скорости которого перпендикулярен вектору напряженности и вектору магнитной индукции. Модули напряженности электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Объясните, как изменится начальный участок траектории протона, если индукции магнитного поля увеличить. В ответе укажите, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь.
В решении задачи необходимо остановиться на первоначальном движении протона и на изменении характера движения после изменения индукции магнитного поля. На протон действует магнитное поле силой Лоренца, модуль которой равен Fл = qvB и электрическое поле силой, модуль которой равен Fэ = qE. Поскольку заряд протона положительный, то
э сонаправлена с вектором напряженности
электрического поля. (См. рисунок) Так как протон первоначально двигался прямолинейно, то по модулю эти силы были равны согласно второму закону Ньютона.
С увеличением индукции магнитного поля будет увеличиваться сила Лоренца. Равнодействующая сил в этом случае будет отлична от нуля и направлена в сторону большей силы. А именно в сторону силы Лоренца. Равнодействующая сила сообщает протону ускорение, направленное влево, траектория протона будет криволинейной, отклоняющейся от первоначального направления.
Задание 28
Тело соскальзывает без трения по наклонному желобу, образующему «мертвую петлю» радиусом R. С какой высоты тело должно начать движение, чтобы не оторваться от желоба в верхней точке траектории.
Нам дана задача о неравномерно переменном движении тела по окружности. В процессе этого движения изменяется положение тела по высоте. Проще решить задачу, используя уравнения закона сохранения энергии и уравнения второго закона Ньютона по нормали к траектории движения. Сделали рисунок. Запишем формулу закона сохранения энергии:
A = W2 – W1 (1),
где W2 и W1 – полная механическая энергия в первом и втором положении. За нулевой уровень выберем положение стола. Нас интересуют два положения тела – это положение тела в начальный момент движения, второе – положение тела в верхней точке траектории (это точка 3 на рисунке). В процессе движения на тело действуют две силы: сила тяжести
и сила реакции опоры
. Работа силы тяжести учитывается в изменении потенциальной энергии, сила
работу не совершает, так она всюду перпендикулярна перемещению. А = 0 (2)
В положение 1: W1 = mgh (3), где m – масса тела; g – ускорение свободного падения; h – высота , с которой тело начинает двигаться.
В положении 2 (точка 3 на рисунке):
где v – скорость тела в точке 3. Подставляя полученные выражения в формулу (1), получим
В верхней точке петли на тело действует две силы
по второму закону Ньютона
При уменьшении начальной высоты спуска скорость шарика в верхней точке петли уменьшается и при некотором значении h становится такой, что он пролетает верхнюю точку петли, лишь касаясь желоба. Для этого предельного случая N = 0 и уравнение второго закона примет вид:
Решая уравнения (5) и (7) получим h = 2,5 R
Ответ: 2,5 R.
Задание 29
Воздух в комнате объемом V = 50 м3 имеет температуру t = 27° C и относительную влажность воздуха 1 = 30%. Сколько времени τ должен работать увлажнитель воздуха, распыляющий воду с производительностью = 2 кг/ч, чтобы относительная влажность в комнате повысилась до 2 = 70%. Давление насыщенных паров воды при t = 27° C равно pн = 3665 Па. Молярная масса воды 18 г/моль.
Приступая к решению задач на пары и влажность, всегда полезно иметь в виду следующее: Если задана температура и давление (плотность) насыщающего пара, то его плотность (давление) определяют из уравнения Менделеева-Клапейрона. Записать уравнение Менделеева-Клапейрона и формулу относительной влажности для каждого состояния.
Для первого случая при 1 = 30% парциальное давление водяного пара выразим из формулы:
Запишем уравнение Менделеева – Клапейрона
где T = t + 273 (К), R – универсальная газовая постоянная. Выразим начальную массу пара, содержащегося в комнате используя уравнение (2) и (3):
аналогично при влажности 2 масса пара
Время, которое должен работать увлажнитель воздуха, можно рассчитать по формуле
подставим (4) и (5) в (6)
Подставим числовые значения и получим, что увлажнитель должен работать 15,5 мин.
Ответ: 15,5 мин.
Задание 30
Определите ЭДС источника, если при подключении к нему резистора с сопротивлением R напряжение на зажимах источника U1 = 10 B, а при подключении резистора 5R напряжение U2 = 20 B.
Запишем уравнения для двух случаев.
= 1R + 1r (1)
U1 = 1R (2)
где r – внутреннее сопротивление источника, – ЭДС источника.
U2 = 25R (4)
где U1 и U2 – напряжение на зажимах в первом и втором случае.
Учитывая закон Ома для участка цепи, перепишем уравнения (1) и (3) в виде:
Из уравнения (6) выразим внутреннее сопротивление и подставим в (5)
Последняя подстановка для расчета ЭДС. Формулу (7) подставим в (5)
Ответ: 27 В.
Задание 31
При освещении пластинки изготовленной из некоторого материала, светом с частотой 1 = 8 · 1014 Гц, а затем 2 = 6 · 1014 Гц обнаружилось, что максимальная кинетическая энергия электронов изменилась в 3 раза. Определите работу выхода электронов из этого металла.
Если частота кванта света, вызывающего фотоэффект, уменьшается, то уменьшается и кинетическая энергия. Поэтому кинетическая энергия во втором случае тоже будет меньше в три раза. Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта для двух случаев.
h1 = A + Eк (1)
для первой частоты света
для второй частоты света
Решаем уравнения (1) и (2) совместно. Вычтем из (1) (2) и выразим Ек
формула для кинетической энергии.
Из уравнения (1) выразим работу выхода и подставим вместо кинетической энергии выражение (3)
Конечное выражение будет иметь вид:
Ответ: 2 эВ.