В сосуде неизменного объема находится смесь водорода и гелия

Часть 1

Ответами к заданиям 1-24 являются слово, число или последовательность цифр или чисел. Запишите ответ в соответствующее поле справа. Каждый символ пишите без пробелов. Единицы измерения физических величин писать не нужно.

1

1

Автомобиль движется по прямой улице. На графике представлена зависимость его скорости от времени. Чему равен модуль ускорения автомобиля в момент времени от 20 с до 30 с?

Ответ: _____ м/с2

2

2

Тело равномерно движется по горизонтальной плоскости. Сила давления тела на плоскость равна 10 Н, сила трения 2,5 Н. Чему равен коэффициент трения скольжения?

Ответ: _____

3

3

Отец везет сына на санках по горизонтальной заснеженной дороге с постоянной скоростью. Отец совершил механическую работу, равную 2000 Дж, проделав путь 50 м. Определите модуль силы трения, действовавшей на санки во время движения.

Ответ: _____ Н.

4

4

На рисунке приведен график зависимости координаты колеблющегося тела от времени. Чему равна частота колебаний тела?

Ответ: _____ Гц.

5

5

Деревянный кубик с ребром 10 см плавает частично погруженный в воду. Его начинают медленно погружать, действуя силой, направленной вертикально вниз. В таблице приведены значения модуля силы, под действием которой кубик находится в равновесии частично или полностью погруженный в воду. Погрешность измерения силы составила 0,1 Н. Выберите два верных утверждения на основании данных, приведенных в таблице.

1. В опыте № б сила Архимеда, действующая на кубик, меньше, чем в опыте № 2.

2. В опыте № 7 кубик погружен в воду полностью.

3. Масса кубика равна 0,5 кг.

4. В опыте № 4 кубик погружен в воду на половину своего объема.

5. Плотность кубика равна 400 кг/м3.

6

6

В результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение уменьшается. Как изменяются в результате этого перехода потенциальная энергия спутника в поле тяжести Земли и скорость его движения по орбите?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается

2. уменьшается

3. не изменяется

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

7

7

Тело брошено с горизонтальной поверхности со скоростью V под углом а к горизонту. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими движение тела, и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите выбранные цифры.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) длительность полета тела t

Б) расстояние S от точки броска до точки падения

ФОРМУЛЫ

1) [math]frac{2vsinalpha}g[/math]

2) [math]frac{v^2cos^2alpha}g[/math]

3) [math]frac{v^2sin2alpha}g[/math]

4) [math]frac{vsinalpha}g[/math]

8

8

В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Определите отношение температур газа [math]frac{T_1}{T_2}[/math] в состояниях 1 и 2 (см. рисунок).

Ответ: _____

9

9

Идеальный газ в некотором процессе, показанном на графике, совершил работу 300 Дж. Какое количество теплоты было передано газу?

Ответ: _____ Дж.

10

10

Каково должно быть примерное отношение масс [math]frac{m_{Fe}}{m_{Al}}[/math] железного и алюминиевого тел, чтобы при получении одного и того же количества теплоты они нагрелись на одно и то же число градусов. Ответ округлите до целых.

Ответ: _____

11

11

В сосуде неизменного объема при комнатной температуре находилась смесь водорода и гелия, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль водорода. Считая газы идеальными, а их температуру постоянной, выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований, и укажите их номера.

1. Парциальное давление водорода уменьшилось.

2. Давление смеси газов в сосуде не изменилось.

3. Концентрация гелия увеличилась.

4. В начале опыта концентрации газов были одинаковые.

5. В начале опыта массы газов были одинаковые.

12

12

В физическом эксперименте в течение некоторого отрезка времени было зафиксировано равномерное движение тела на горизонтальном и прямолинейном участке пути. По данным эксперимента были построены графики (А и Б) зависимости от времени двух физических величин.

Каким физическим величинам, перечисленным в правом столбце, соответствуют графики А и Б? К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГРАФИКИ

А)

Б)

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1) скорость тела

2) ускорение тела

3) путь, пройденный телом

4) кинетическая энергия тела

13

13

На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в плоскости чертежа. Куда направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор индукции магнитного поля тока в центре витка? Ответ запишите словом (словами).

Ответ: _____

14

14

Чему равно напряжение на участке цепи АВ (см. рисунок), если сила тока через резистор сопротивлением 2 Ом равна 2 А?

Ответ: _____ В.

15

15

Какой из образов 1-4 служит изображением предмета АВ в тонкой линзе с фокусным расстоянием F?

Ответ: _____

16

16

На графиках 1-4 представлены результаты экспериментального исследования зависимости тока от напряжения с указанием границ погрешностей измерений силы тока.

На каком из графиков зависимость силы тока от напряжения представлена верно?

17

17

Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты и кинетической энергией частицы при увеличении скорости ее движения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличится

2. уменьшится

3. не изменится

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

18

18

Заряд неподвижного металлического уединенного полого кубика равен q. Точка О – центр кубика, точки В и С – центры его граней, АВ = OB, CD = ОС, [math]OM=frac{OB}2[/math]. Модуль напряженности электростатического поля заряда Q в точке А равен ЕА. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

А) модуль напряженности электростатического поля кубика в точке D

Б) модуль напряженности электростатического поля кубика в точке М

ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ

1) 0

2) EA

3) 4EA

4) 16EA

19

19

Чему равно число протонов и нейтронов в изотопе водорода тритии?

20

20

На рисунке приведен график зависимости числа нераспавшихся ядер полония [math]{}_{84}^{213}Po[/math] от времени. Определите период полураспада этого изотопа.

Ответ: _____ мкс.

21

21

В опытах по фотоэффекту взяли пластину из металла с работой выхода 3,4 • 10-19 Дж и стали освещать ее светом частоты 6 • 1014 Гц. Как изменится работа выхода фотоэлектронов из металла и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов Emax, вылетающих с поверхности металла, если увеличить интенсивность падающего света, не изменяя его частоту? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличится

2. уменьшится

3. не изменится

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

22

22

Ученики исследовали зависимость силы трения скольжения от массы груза. Результаты измерений представлены в виде графика на рисунке. Погрешность измерения массы равна 0,1 кг, силы – 1 Н. Чему равна с учетом погрешности измерений сила трения, действующая на груз массы 1 кг?

Ответ: (_____ ± _____) H.

23

23

Пучок белого света, пройдя через призму, разлагается в спектр. Была выдвинута гипотеза, что ширина спектра, получаемого на стоящем за призмой экране, зависит от угла падения пучка на грань призмы. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу. Какие два опыта нужно провести для такого исследования?

1.

2.

3.

4.

5.

24

24

Из приведённых ниже утверждений выберите два верных и укажите их номера.

1) В большинстве звёзд термоядерные реакции происходят в центре звезды.

2) Две звезды одного спектрального класса обязательно имеют одинаковые плотности.

3) Звезды не крутятся вокруг своей оси.

4) Светимость белых карликов выше светимости красных гигантов.

5) Температура на поверхности Солнца примерно 6000 К.

25

25

Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом о стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. Какое количество теплоты выделилось при ударе, если перед ударом кинетическая энергия мяча была равна 20 Дж?

Ответ: _____ Дж.

26

26

В баллоне находятся 28 кг азота при температуре 300 К и давлении 300 кПа. Определите объем баллона.

Ответ: _____ м3

27

27

Пучок параллельных световых лучей падает нормально на тонкую собирающую линзу диаметром 6 см с оптической силой 5 дптр. Экран расположен за линзой на расстоянии 10 см. Рассчитайте внешний диаметр светлого пятна, созданного линзой на экране.

Ответ: _____ см.

Часть 2.

Полное правильное решение каждой из задач 28-32 должно содержать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение.

28

В схеме, показанной на рисунке, вольтметр и амперметр можно считать, идеальными, а источник тока имеет конечное сопротивление. Движок реостата R передвинули, и показания амперметра увеличились. Куда передвинули движок реостата и как изменились показания вольтметра? Ответ обоснуйте

Показать ответ

Движок реостата подвинули влево, показания вольтметра понизились.

29

Небольшой шарик массой m = 2 кг подвешен на нити. Шарик отвели в сторону так, что нить приняла горизонтальное положение, и отпустили. Определите угол между нитью и вертикалью, при котором нить оборвется. Нить выдерживает максимальное натяжение Tmax = 30 Н. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2.

Показать ответ

В момент обрыва сумма центробежной силы и силы тяжести равны максимальному напряжению нити: [math]T=F_{цб}+mgcosalpha[/math];

[math]F_{цб}=frac{mV^2}r[/math], где r – длина нити.

Кинетическая энергия равна потенциальной относительно точки разрыва нити:

[math]frac{mV^2}2=mgh[/math]; где [math]h=rcosalpha[/math];

[math]V^2=2grcosalpha[/math];

[math]T=frac{2mgrcosalpha}r+mgcosalpha[/math];

[math]cosalpha=frac T{3mg}=frac12[/math];

[math]alpha=60^0[/math].

30

Свинцовая пуля, летящая горизонтально со скоростью V0 = 500 м/с, пробивает доску на высоте h = 2 м над поверхностью земли. Направление скорости пули не изменилось, при движении через доску пуля нагрелась на 200 К. Определите, на каком расстоянии S от доски пуля упала на землю. Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Считайте, что все выделившееся при движении пули через доску тепло пошло на ее нагревание.

Показать ответ

Закон сохранения энергии: [math]E_1=E_2+Q[/math]; [math]frac{mV_1^2}2=frac{mV_2^2}2+mCDelta T[/math].

Из этого равенства найдем скорость после пробития доски: [math]V_2=sqrt{V_1^2-2CDelta T}[/math].

Вдоль горизонта пуля движется равномерно, расстояние на котором она упала на землю: S=Vt.

По вертикальной оси пуля движется равноускоренно: [math]h=frac{gt^2}2[/math]; [math]t=sqrt{frac{2h}g}[/math];

[math]S=sqrt{frac{2h}g(V_1^2-2CDelta T)}=281;м[/math].

31

Протон и α-частица движутся по одной прямой навстречу друг другу. В тот момент, когда расстояние между частицами было велико, скорость протона была равна 3*105 м/с, а скорость α-частицы 105 м/с. Определите, на какое наименьшее расстояние а смогут сблизиться эти частицы.

Показать ответ

Наименьшее расстояние частиц будет в том случае, когда потенциальная энергия их взаимного расположения будет равна сумме кинетических энергий протона и альфа частицы:

[math]frac{q_1q_2}{4pivarepsilon_0r}=frac{m_1V_1^2}2+frac{m_2V_2^2}2[/math].

Масса альфа частицы в 4 раза больше, а заряд в два раза больше чем у протона: m2=4m1; q1=e; q2=2e.

[math]frac{5m_1}2(V_1^2+V_2^2)=frac{e^2}{2pivarepsilon_0r}[/math];

[math]r=frac{e^2}{5pi m_1varepsilon_0r(V_1^2+V_2^2)}[/math];

r=10-12 м= 1 пм.

32

Электромагнитное излучение с длиной волны 3.3*10-7 м используется для нагревания воды массой 1 кг. Сколько времени потребуется для нагревания воды на 10 0С, если источник за 1 с излучает 1020 фотонов? Считать, что излучение полностью поглощается водой.

Показать ответ

Энергия для нагревания воды: [math]Q=mCDelta T[/math].

Энергия одного фотона: [math]E=hfrac clambda[/math].

[math]hfrac clambdacdot ncdot t=mCDelta T[/math], где n – кол-во фотоновза секунду.

[math]t=frac{mCDelta Tlambda}{hnt}=700;с[/math].

Делитесь своими результатами или спрашивайте, как решить конкретное задание. Будьте вежливы, ребята:

Источник