В теплоизолированном сосуде длительное время находилась

Ответы

1

ЕГЭ ФИЗИКА МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАНИЙ С РАЗВЕРНУТЫМ ОТВЕТОМ Леухина Ирина Григорьевна, заместитель председателя предметной комиссии по физике

2

Однородный цилиндр с площадью поперечного сечения 10 –2 м 2 плавает на границе несмешивающихся жидкостей с плотностью 800 кг/м 3 и 1000 кг/м 3 (см. рисунок). Пренебрегая сопротивлением жидкостей, определите массу цилиндра, если период его малых вертикальных колебаний c.

3

На цилиндр действуют силы: 1)тяжести 2)архимедова сила со стороны 1-го тела 3)архимедова сила со стороны 2-го тела В положении равновесия: mg = F A1 + F A2, где F A1 = ρ 1 gV 1, F A2 = ρ 2 gV 2 или mg = ρ 1 gV 1 + ρ 2 gV 2, V = Sh, mg = ρ 1 g Sh 1 + ρ 2 g Sh 2

4

Чтобы возникли колебания сместим цилиндр на х вниз. Возникнет возвращающая сила, которая сообщит цилиндру ускорение.

5

По 2 закону Ньютона в проекции на ОУ:

6

7

8

По гладкой горизонтальной направляющей длины 2l скользит бусинка с положительным зарядом Q > 0 и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды q > 0 (см. рисунок). Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т. Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?

9

10

При небольшом смещении х бусинки от положения равновесия на нее действует возвращающая сила, пропорциональная смещению:

11

Ускорение бусинки, в соответствии со вторым законом Ньютона, пропорционально смещению. При такой зависимости ускорения от смещения бусинка совершает гармонические колебания, период которых.

12

. При увеличении заряда бусинки в 2 раза период колебаний уменьшится:. Ответ: :

13

В теплоизолированном сосуде длительное время находилась вода с плавающим в ней куском льда. В воду через трубку медленно впустили порцию водяного пара, имеющего температуру 100 °С (так, чтобы пузырьки пара не достигали поверхности воды). В результате масса куска льда уменьшилась на 100 грамм. Определите массу впущенного пара.

14

. Длительность нахождения куска льда в воде означает, что и лёд, и вода имеют температуру 0°С. Тот факт, что к концу опыта лед растаял не весь, свидетельствует, что равновесная температура воды и льда тоже равна 0°С. Впускаемый в воду пар массой m п конденсируется, отдавая количество теплоты Q 1 = Lm п, где L удельная теплота парообразования воды.

15

. Длительность нахождения куска льда в воде означает, что и лёд, и вода имеют температуру 0°С. Тот факт, что к концу опыта лед растаял не весь, свидетельствует, что равновесная температура воды и льда тоже равна 0°С. Впускаемый в воду пар массой m п конденсируется, отдавая количество теплоты Q 1 = Lm п, где L удельная теплота парообразования воды.

16

. Далее конденсировавшаяся вода той же массы остывает от t 0 = 100 °С до 0 °С, отдавая количество теплоты Q 2 = c m п t 0, где с удельная теплоемкость воды. Так что в сумме пар и образовавшаяся из него вода отдали количество теплоты Q = Lm п + c m п t 0.

17

. Поскольку сосуд теплоизолированный, а температура воды не изменилась, то это количество теплоты пошло на таяние m л кг льда при температуре его плавления, так что Q = m л, где удельная теплота плавления льда. Следовательно, Lm п + cm п t 0 = m л., отсюда m п – 3 кг

18

10 моль одноатомного идеального газа сначала охладили, уменьшив давление в 3 раза, а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2 3?

19

Процесс 2-1 – изохорный. Работа не совершается, теплота отдается. Процесс 2-3 – изобарный. Первый закон термодинамики в процессе 2-3:

20

Работа газа при можно записать в виде:. С учётом уравнения Менделеева-Клапейрона:.

21

. Следовательно, формула расчета количества теплоты:. По условию задачи температуры в 1 и 3 состояниях равны: следовательно,

22

.. Для состояний 1 и 2 можно записать:. Учитывая условие можем записать: и, соответственно,

23

.. Таким образом,

24

С одноатомным идеальном газом проводят циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ совершает работу A ц = 5 к Дж. Какое количество теплоты газ получает за цикл от нагревателя? Количество вещества газа в ходе процесса остается неизменным

25

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Давление окружающего воздуха p = 10 5 Па. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. В процессе медленного охлаждения от газа отведено количество теплоты 75 Дж. При этом поршень передвинулся на расстояние x = 10 см. Чему равна площадь поперечного сечения поршня?

26

При медленном охлаждении газа его можно всё время считать равновесным, поэтому можно пользоваться выражением для внутренней энергии одноатомного идеального газа и уравнением Клапейрона–Менделеева: Отсюда:.

27

Электрон влетает в плоский конденсатор со скоростью 0 ( 0 > d).

28