В закрытом сосуде находится идеальный двухатомный газ

Тренировочные задачи повышенной сложности для подготовки к ЕГЭ 2016

1=0,2 моля водорода (H2), υ2= 0,3 моля кислорода (O2), υ3=0,4 моля углекислого газа (CO2). Найти давление смеси.
1. 2,2•103 Па. 2. 2,2•107 Па. 3. 2,2•105 Па. 4. 2,2•1010 Па.

25. В закрытом сосуде находится идеальный двухатомный газ. При увеличении температуры в α=3 раза давление газа увеличилось в β=3,15 раза. Какая часть молекул газа диссоциировала на атомы?

26. В сосуде содержатся 2 моля гелия и 1 моль водорода при температуре T1=300 К и давлении p1=103 Па. Смесь газов нагревают до температуры T2=10000 К, при этом все молекулы водорода диссоциируют на атомы. Найти давление смеси при температуре T2. Объем газа не изменяется.
    1. 0,88•108 Па 2. 0,44•105 Па 3. 0,44•108 Па 4. 0,88•105 Па

27. В сосуде, разделенном пополам перегородкой, находятся m1=2 г водорода (H2) и m2=32 г кислорода (O2) при температуре t0= 27°С и одинаковом давлении. После того как перегородку убрали, и газы прореагировали с образованием воды H2O, установилась температура t=127°С и давление p=105 Па. Определить первоначальное давление в сосуде. Конденсации пара не происходит. Пар можно считать идеальным газом.
    1. 103 Па 2. 107 Па 3. 105 Па 4. 1010 Па

28. Изменение состояния одного моля идеального одноатомного газа происходит по закону PV2=const. Найти приращение внутренней энергии газа при увеличении объема в n=2 раза. Начальная температура газа T0=300 К.
    1. -2,9 Дж. 2. -1,9 Дж 3. -2,9 кДж 4. -1,9 кДж

29. Одноатомный идеальный газ находится в сосуде объемом V=10 л под давлением p=105 Па. Газ нагревают изохорически и его давление возрастает в n = 1,5 раза. Какое количество теплоты подвели к газу?
    1. 0,75•103 Дж 2. 7,5•103 Дж 3. 1,5•103 Дж 4. 0,75•105 Дж

30. Одно и то же количество теплоты сообщается двум одно- атомным идеальным газам: первому – в изотермическом процессе, второму – в изобарическом. Определить отношение работ, совершенных газами в этих процессах.

31. С идеальным газом проводят сначала изобарический, а затем адиабатический процессы, в которых газ совершает одинаковую работу. Определить отношение приращений внутренних энергий газа в этих процессах.

32. Температура одноатомного идеального газа повышается на величину ΔТ один раз при постоянном объеме, второй раз – при постоянном давлении. Найти отношение количеств теплоты, сообщаемых газу в этих процессах.
    1. QV/QP = 5/3 2. QV/QP = 1 3. QV/QP = 2/5 4. QV/QP = 3/5

33. На сколько увеличится внутренняя энергия одноатомного идеального газа в процессе изобарического расширения, если газу сообщили при этом количество теплоты Q=30 кДж?

34. Одноатомный идеальный газ в количестве υ=1 моль находится в закрытом сосуде при температуре t=27°С. Какое количество теплоты надо сообщить газу, чтобы его давление увеличилось в n=3 раза?

35. Найти работу изобарического расширения υ=2 молей идеального газа, если известно, что концентрация молекул в конечном состоянии в q=2 раза меньше, чем в начальном при температуре T1=300 К.

36. Один моль идеального газа изохорически перевели из состояния 1 в состояние 2 так, что его давление уменьшилось в n=1,5 раза. Затем газ изобарически нагрели до первоначальной температуры T. При этом газ совершил работу A=0,83 кДж. Определите величину T.

37. В теплоизолированный сосуд помещают одноатомный идеальный газ при температуре T0=300 К и кусочек железа массой m=0,2 кг при температуре T=500 К. Начальное давление газа p0= 105 Па, объем V= 1000 см3. Удельная теплоемкость железа c=450 Дж/(кг•К). Найти установившееся давление газа. Объем сосуда не меняется.
    1. 0,66•105 Па 2. 1,66•105 Па 3. 2,66•105 Па 4. 3,66•105 Па

39. Экран АВ освещен когерентными монохроматическими источниками света S1 и S2 . Расстояние ОS1 меньше расстояния ОS2 на 900 нм. Что будет наблюдаться в точке О, если источники имеют одинаковую интенсивность и излучают свет с частотой 5*1014 Гц?

1. Разность хода равна 2λ и, следовательно, минимум
2. Разность хода равна 1,5λ и, следовательно, минимум
3. Разность хода равна 1,5λ и, следовательно, максимум
4. Разность хода равна 2λ и, следовательно, максимум

40. Полное число главных максимумов, которые реализуются при дифракции плоской монохроматической волны (с длиной волны λ) на решетке с периодом d= 4,5λ, равно:

При освещении дифракционной решетки лазерным лучом красного цвета на экране наблюдалась серия симметрично расположенных пятен света. Как изменятся расстояния между пятнами, если заменить лазерный луч красного цвета на луч зеленого цвета?
1. Не изменится
2. Точно сказать невозможно
3. Увеличатся
4. Уменьшатся

41. Вертикальное изображение свечи на экране, полученное с помощью выпуклой линзы оптической силой 2 дптр, оказалось в 1,5 раза больше ее действительных размеров. На каком расстоянии от линзы была поставлена свеча?

42. На дифракционную решетку с периодом 2 мкм нормально падает монохроматическая волна. Какова ее длина, если дифракционный максимум второго порядка наблюдается под углом 30° ?

43. Предмет в виде отрезка длиной 6 см расположен вдоль главной оптической оси собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см. Середина отрезка расположена на расстоянии 15 см от линзы. Определите предельное увеличение предмета.

44. Линейные размеры изображения, полученного на экране, в 3 раза больше линейного размера предмета. Фокусное расстояние линзы равно 27 см. На каком расстоянии от линзы находится предмет?

45. Светящаяся точка со скоростью 0,2 м/с движется по окружности вокруг главной оптической оси собирающей линзы в плоскости, параллельной плоскости линзы и отстоящей от нее на расстоянии в 1,8 раза больше фокусного расстояния линзы. Какова скорость движения изображения?

46. Расстояние от лампы до экрана 5 м. Для того чтобы получить на экране увеличенное изображение лампы, собирающую линзу с фокусным расстоянием 80 см следует поместить между лампой и экраном. На каком расстоянии от лампы должна быть установлена линза?

47. Точечный источник света с длиной волны 0,5 мкм расположен на оптической оси и находится на расстоянии 40 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 30 см. сразу за линзой установлена дифракционная решетка с периодом 0,02 мм. Какое расстояние будет между соседними изображениями источника света?

48. Главное фокусное расстояние объектива проекционного аппарата равно 15 см. Диапозитив расположен на расстоянии 15,5 см от объектива. Какое увеличение дает проекционный аппарат?

49. Свеча находится на расстоянии 20 см от собирающей линзы с оптической силой 2 дптр. Охарактеризуйте изображение, которое дает данная линза.
1. Уменьшенное мнимое прямое
2. Уменьшенное действительное перевернутое
3. Увеличенное мнимое прямое
4. Увеличенное действительное прямое

50. Свеча находится на расстоянии 20 см от собирающей линзы с оптической силой 2 дптр. Чему равно расстояние от изображения до линзы?

51. Свеча находится на расстоянии 20 см от собирающей линзы с оптической силой 2 дптр. Чему равно увеличение линзы?

52. Линза дает десятикратное увеличение предмета на экране, находящемся на расстоянии 5 м от нее. Охарактеризуйте изображение, которое дает данная линза.
1. Уменьшенное действительное перевернутое
2. Увеличенное действительное перевернутое
3. Увеличенное мнимое прямое
4. Уменьшенное мнимое прямое

53. Линза дает десятикратное увеличение предмета на экране, находящемся на расстоянии 5 м от нее. Чему равно расстояние от линзы до предмета?

54. Линза дает десятикратное увеличение предмета на экране, находящемся на расстоянии 5 м от нее. Определите оптическую силу линзы.

55. Мальчик читал книгу в очках, расположив книгу на расстоянии 25 см, а сняв очки, на расстоянии 12,5 см. Какова оптическая сила очков. Мышечное напряжение глаз в обоих случаях одинаково.

56. Тело находится на главной оптической оси на расстоянии 0,5 м от плоскости собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,25 м. В некоторый момент времени тело начинает двигаться вдоль оси со скорость 1 м/с. С какой скоростью при этом будет двигаться его изображение?

57. Пластилиновый шар массой 0,1 кг имеет скорость 1 м/с. Он налетает на неподвижную тележку массой 0,1 кг, прикрепленную к пружине, и прилипает к тележке. Чему равна полная механическая энергия системы при ее дальнейших колебаниях? Трением пренебречь.

58. Санки массой m тянут в гору с постоянной скоростью. Когда санки поднимутся на высоту h от первоначального положения, их полная механическая энергия.
1. не изменится
2. увеличится на mgh
3. будет неизвестна, так как не задан наклон горки
4. будет неизвестна, так как не задан коэффициент трения

59. Тело, брошенное вертикально вверх с поверхности земли, достигает наивысшей точки и падает на землю. Если сопротивление воздуха не учитывать, то полная механическая энергия тела
1. одинакова в любые моменты движения тела
2. максимальна в момент начала движения
3. максимальна в момент достижения наивысшей точки
4. максимальна в момент падения на землю

60. Первоначальное удлинение пружины равно Δl. Как изменится потенциальная энергия пружины, если ее удлинение станет вдвое больше?
1. увеличится в 2 раза
2. увеличится в 4 раза
3. уменьшится в 2 раза
4. уменьшится в 4 раза

61. Тело массой 1 кг силой 30Н поднимается на высоту 5м. Чему равна работа этой силы?

62. Работа каких из ниже перечисленных сил зависит от формы пути?
1) Силы тяготения
2) Силы упругости
3) Силы трения

63. Работа каких из ниже перечисленных сил не зависит от формы пути?
1) Силы тяготения
2) Силы упругости
3) Силы трения

64. Тело массой 2 кг силой 30 Н поднимается на высоту 5м. Чему равна работа этой силы?

65. Как изменится потенциальная энергия упруго деформированного тела при увеличении его деформации в три раза?
1. Не изменится
2. Увеличится в 3 раза
3. Увеличится в 9 раз
4. Увеличится в 27 раз

66. Как изменится кинетическая энергия тела при увеличении его скорости в 3 раза?
1. Не изменится
2. Увеличится в 9 раз
3. Увеличится в 3 раза
4. Увеличится в 27 раз

67. Как изменится потенциальная энергия тела, поднятого над Землей на высоту 2м при увеличении высоты на 4 м?
1. Не изменится
2. Увеличится в 3 раза
3. Увеличится в 2 раза
4. Увеличится в 4 раза

68. Как изменится потенциальная энергия системы «шар – жидкость» при:
1) При всплывании пробкового шара в воде?
2) При погружении стального шара в воду?
1. Увеличится в обоих случаях
2. Увеличится в первом случае, уменьшится во втором
3. Уменьшится в первом случае, увеличится во втором
4. Уменьшится в обоих случаях

78. Вертикально, расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество идеального газа при температуре 361 К.
Сколько молей газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь. Ответ ввести с тремя знаками.

79. В горизонтальной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз и нагрели на 60 К. При этом объем, занимаемый воздухом, не изменился. Давление атмосферы в лаборатории — 750 мм рт. ст. Какова температура воздуха в лаборатории?

80. В калориметре находился 1 кг льда. Чему равна первоначальная температура льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20°С, в калориметре установилось тепловое равновесие при -2°С? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.
1. -10°С 2. -5°С 3. -15°С 4. -20°С

81. Среднеквадратичная скорость молекул идеального одноатомного газа, заполняющего закрытый сосуд, равна v=450 м/с. Как и на сколько изменится среднеквадратичная скорость молекул этого газа, если давление в сосуде вследствие охлаждения газа уменьшить на 19%?
1. Средняя квадратичная скорость молекул газа увеличится на 45 м/с.
2. Средняя квадратичная скорость молекул газа уменьшится на 5 м/с.
3. Средняя квадратичная скорость молекул газа уменьшится на 45 м/с.
4. Средняя квадратичная скорость молекул газа увеличится на 5 м/с.

82. Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой – аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона – 900 К, объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии.
Во сколько раз изменится объём, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемещается без трения? Теплоёмкостью цилиндра и поршня пренебречь.

83. На T—p диаграмме показан процесс изменения состояния некоторой массы идеального одноатомного газа.

Внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Количество теплоты, отданное газом, равно

84. Одноатомный идеальный газ в количестве 4 молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершенная газом в этом процессе, равна

Чему равен КПД цикла, проводимого с идеальным одноатомным газом?
Ответ выразите в процентах и округлите до целых.

85. Идеальный одноатомный газ, находящийся при температуре T, нагрели до температуры 2T, сообщив ему количество теплоты 10 Дж. В результате гaз совершил работу 5 Дж. Какое количество теплоты отдаст газ, если его после этого изохорически охладить до температуры 3Т/2?

86. В сосуде под поршнем находится ненасыщенный пар. Его можно перевести в насыщенный
1. изобарно повышая температуру
2. добавляя в сосуд другой газ
3. увеличивая объем пара
4. уменьшая объем пара

87. На рисунке изображены: пунктирной линией — график зависимости давления р насыщенных паров воды от температуры Т, и сплошной линией — процесс 1-2 изменения парциального давления паров воды.

По мере такого изменения парциального давления паров воды абсолютная влажность воздуха

88.

В каком из четырех состояний, показанных для некоторой массы идеального газа точками на РV–диаграмме, идеальный газ обладает максимальной внутренней энергией?

89.На рисунке изображен циклический процесс 1→2→3→4→1, совершаемый над идеальным газом. Можно утверждать, что
1. на участке 1→2 газ работу не совершает
2. на участке 4→1 внутренняя энергия газа увеличивается
3. на участке 1→2 газу сообщают некоторое количество теплоты
4. на участке 2→3 газ совершает положительную работу

90. Электрическая лампочка ёмкостью 0,5 л наполнена азотом при давлении 76 кПа. Какое количество воды войдёт в лампу, если у неё отломить кончик под водой на глубине 1,4м? Атмосферное давление нормальное.

91. На какой глубине радиус пузырька воздуха вдвое меньше, чем у поверхности воды, если атмосферное давление у поверхности воды р0
1. H=7p0/ρg 2. H=5p0/ρg 3. H=3p0/ρg 4. H=8p0/ρg

92. В сосуд нагнетается при помощи ручного насоса воздух. Объём сосуда равен 3л, объём цилиндра насоса 0,5л. Каково будет давление после 20 рабочих ходов поршня, если сосуд вначале был пустым?
1. 2,4•105Па 2. 4,4•105Па 3. 6,4•105Па 4. 4•105Па

93. Сколько необходимо взять молекул идеального газа, чтобы их энергия поступательного движения при температуре 305К была равна 1 Дж?
1. 6•1020 2. 8,2•1020 3. 1,6•1020 4. 3,2•1020

94. На пружине колеблется стеклянный шар. Период колебаний 1 с. Каким станет период колебаний, если шар заменить на стеклянный шар втрое большего диаметра?

95. Если на некоторой планете период колебаний секундного математического маятника окажется равным 2 с, то ускорение свободного падения на этой планете равно:
1. 2,5 м/с2 2. 4,9 м/с2 3. 19,6 м/с2 4. 39,2 м/с2

96. Математический маятник отклонили на небольшой угол и отпустили без толчка. Период колебаний Т. Через какое минимальное время потенциальная энергия маятника вновь достигнет максимума?

97. Емкость конденсатора, включенного в цепь переменного тока, равна 6 мкФ. Уравнение колебаний напряжения на конденсаторе имеет вид: U=50cos (103 t), где все величины выражены в СИ. Найдите амплитуду силы тока.

98. Чему равен период колебаний в колебательном контуре, состоящем из конденсатора емкости 4 мкФ и катушки индуктивности 1 Гн? (Ответ выразить в миллисекундах и округлить до целых)

99. Сила тока на резисторе R=2 Ом меняется по закону i=0,4cos80πt (в системе СИ). Амплитуда колебания напряжения на том же резисторе равна

100. На участке цепи протекает переменный ток. Индуктивность катушки 0,25 Гн, емкость конденсатора 100 мкФ. При какой частоте переменного тока сопротивление этого участка равно нулю? (Ответ округлить до целых)

16620

2,1 К

3000

1

2

3

-4

1

2

4

350 К

400 К

3

1

2/3

28 см

3

1

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

5 кг

88. 3

9. 800 кг/м3

29. 0,75∙103 Дж

49. 3

69. 32,60С

89. 3

10. Изменяется, увел 1,5 раза

30. 5/2

50. -33 см

70. 0,79 кг

90. 0,167 мл

11. 2∙1027

31. – 3/2

51. 1,65

71. 0,17 г

91. 1

12. 350 К

32. 3/5

52. 2

72. 304 г

92. 2

13. 405 К

33. 18 кДж

53. 0,5 м

73. 14,4 см

93. 3

14. 2∙105 Па

34. 7,5 кДж

54. 2,2 дптр

74. 700 Дж

94. 5,2 с

15. 0,63∙105 Па

35. 5 кДж

55. – 4

75. -2∙104 Дж

95. 2,5 м/с2

16. 2/3

36. 300 К

56. 0,2 м/с

76. 1 К

96. Т/2

17. 28 см

37. 1,66∙105 Па

57. 0,025 Дж

77. 2

97. 0,3 А

18. СО2

38. 3

58. 2

78. 0,022 моль

98. 13 мс

19. p2 /p1= (V1/V2)2

39. 2

59. 1

79. 300 К

99. 0,8 В

20. 4 кг

40. 9 40а. 4

60. 2

80. – 50 С

100. 32 Гц

3.  Согласно первому закону термодинамики Q = ΔU + А’.

Изменение внутренней энергии ΔU = cvmΔT.

Работа при изобарном процессе А’ = pΔV = (m/M)RΔT.

Следовательно, Q = mΔT(cv + R/M), откуда

4.

5.

10. Количество вещества (число молей) определяется как отно- шение массы вещества к его молярной массе: μ ν = m . 115 При химических реакциях не изменяется масса вещества, но ме- няется его молярная масса. В частности, при реакции превращения озона в кислород 2O3 = 3O2 молярная масса вещества в сосуде уменьшится в полтора раза. По- этому, несмотря на неизменность массы, количество вещества в сосуде увеличивается в 1,5 раза.

12 . Применяя закон Клапейрона – Менделеева к начальному и конечному состояниям и учитывая, что количество вещества газа не изменяется, получим 1 1 1 T p V T pV = , где p, V и T – давление, объем и температура газа в начальном со- стоянии; p1, V1 и T1 – давление, объем и температура в конечном. По условию задачи T1 = T + ΔT, p1 = p(1 + α), V1 = V(1 + β). Отсюда = 350 α + β + αβ Δ = T T К

20. Пусть масса поршня – M, атмосферное давление – pa. Тогда условие равновесия поршня без груза имеет вид paS + Mg = pS, (1) 126 где S – площадь поршня; p – давление газа в сосуде. Применяя к газу в сосуде закон Клапейрона – Менделеева, получим с учетом (1) V RT S Mg p ν а + = , (2) где ν и T – число молей и температура газа в сосуде; V – объем со- суда. Когда на поршень положили груз m, давление газа в сосуде увеличится на mg/S, поэтому с учетом того, что объем сосуда уменьшился в n раз, закон Клапейрона – Менделеева для газа в со- суде имеет вид: V n RT S mg S Mg p ν а + + = . (3) Вычитая уравнение (2) из уравнения (3), найдем ( −1) = ν S n mg V RT . (4) Пусть, для того чтобы уменьшить объем сосуда еще в k раз, на поршень необходимо положить груз m1. Тогда закон Клапейрона – Менделеева для газа в этом случае имеет вид: V kn RT S m g S mg S Mg p ν + + + = 1 а . (5) Вычитая уравнение (3) из уравнения (5) и используя формулу (4), получим 4 1 ( 1) 1 = − − = n n k m m кг.