В закрытый сосуд объемом 10 л помещают
Часть 1
Ответами к заданиям 1–27 являются цифра, число или последовательность цифр. Запишите ответ в соответствующее поле справа. Каждый символ пишите без пробелов. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
1
1
При прямолинейном движении зависимость пройденного телом пути s от времени t имеет вид: s =5 + 2t + 4t2. Скорость тела в момент времени t = 2 с при таком движении равна
Ответ ____м/с.
2
2
Два маленьких шарика массой m каждый находятся на расстоянии r друг от друга и притягиваются с силой F. Какова сила гравитационного притяжения двух других шариков, если масса каждого 2m, а расстояние между их центрами r/2?
1) 8F
2) 16F
3) 2F
4) 4F
3
3
Пловец плывет по течению реки. Определите скорость пловца относительно берега, если скорость пловца относительно воды 0,4 м/с, а скорость течения реки 0,3 м/с.
Ответ ____м/с.
4
4
В каком из описанных ниже случаев сила тяжести, действующая на движущееся тело, совершает положительную работу?
1) дождевая капля падает на Землю
2) подъемный кран поднимает с поверхности Земли автомобиль
3) пассажирский поезд едет по горизонтальному участку пути
4) искусственный спутник Земли движется по круговой орбите
5
5
Гиря массой 4 кг, подвешенная на стальной пружине, совершает свободные колебания с периодом 2 с. С каким периодом будет совершать свободные колебания гиря массой 1 кг, подвешенная на этой пружине?
Ответ ____с.
6
6
Камень бросили с балкона вертикально вверх. Что происходит со скоростью камня, его ускорением и полной механической энергией в
процессе движения камня вверх? Сопротивление воздуха не учитывать.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
7
7
Кубик объемом V полностью погружен в жидкость плотностью ρ так, что его нижняя грань находится на глубине h под поверхностью воды, но не касается дна сосуда. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А)гидростатическое давление жидкости на нижнюю грань кубика
Б)выталкивающая сила, действующая на кубик со стороны жидкости
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1)ρgV
2)ρghV2/3
3)ρgh
4)ρgV/h2
8
8
Температура кипения воды определяется главным образом
1) мощностью нагревателя
2) давлением окружающего воздуха
3) температурой нагревателя
4) температурой окружающего воздуха
9
9
В баллоне объемом 1.66 м3 находится молекулярный кислород при давлении 105 Па и температуре 47 °С. Какова масса кислорода?
1) 13.6 кг
2) 6.8 кг
3) 2 кг
4) 1 кг
10
10
Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж, и при этом внешние силы совершили над ним работу 100 Дж. Как изменилась внутренняя
энергия газа?
1) Увеличилась на 200 Дж
2) Увеличилась на 400 Дж
3) Уменьшилась на 400 Дж
4) Уменьшилась на 200 Дж
11
11
Объём сосуда с идеальным газом увеличили втрое и увеличили температуру в 2 раза. Давление при этом осталось неизменным. Как изменилась плотность газа и внутренняя энергия газа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
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.
| Плотность газа | Внутренняя энергия газа |
12
12
В электрической цепи, состоящей из источника тока и реостата, источник тока заменяют на другой, с той же ЭДС, но большим внутренним
сопротивлением. Как изменяются при этом следующие физические величины: общее сопротивление цепи, сила тока в ней и напряжение на
реостате?
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
13
13
Плоский воздушный конденсатор подключен к источнику тока. Как изменится заряд на обкладках конденсатора, если расстояние между его
обкладками увеличить в 2 раза?
Выберите правильное утверждение из приведённых ниже.
1) увеличится в 2 раза
2) уменьшится в 2 раза
3) увеличится в 4 раза
4) уменьшится в 4 раза
14
14
Электрон и протон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями v и 2v соответственно.
Отношение модуля силы, действующей со стороны магнитного поля на электрон, к модулю силы, действующей на протон, равно
1) 4:1
2) 2:1
3) 1:1
4) 1:2
15
15
Заряд конденсатора колебательного контура, состоящего из катушки с индуктивностью 100 мГн и конденсатора, меняется по закону q = 10-4sin(103t), где все величины выражены в СИ. Максимальная энергия конденсатора в контуре равна
1) 100 мДж
2) 5 кДж
3) 5 фДж
4) 500 мкДж
16
16
Какой из объектов, согласно классической электродинамике, не излучает электромагнитных волн в инерциальной системе отсчета?
1) Неподвижный заряженный конденсатор
2) Заряд, совершающий колебания с изменяющейся амплитудой
3) Заряженный конденсатор, подключенный параллельно катушке индуктивности
4) Заряд, совершающий гармонические колебания постоянной амплитуды
Ответ ____ В
17
17
Установите соответствие между модулями сил и формулами, по которым их можно рассчитать.
МОДУЛИ СИЛ
А) модуль сил взаимодействия между двумя точечными неподвижными заряженными телами
Б) модуль силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся в постоянном магнитном поле
ФОРМУЛЫ
1) mV/qB
2) qVB*sinα
3) kq1q2/r2
4) IBL*sinα
18
18
Электромагнитная волна преломляется на границе раздела воздуха и воды. Как изменяются при переходе из воздуха в воду следующие характеристики электромагнитной волны: частота волны, длина волны и скорость ее распространения?
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
19
19
Угол между зеркалом и отраженным от него лучом равен 30°. Угол падения равен
Ответ ____°.
20
20
Предмет расположен на тройном фокусном расстоянии от тонкой собирающей линзы. Его изображение будет
1) перевернутым и увеличенным
2) перевернутым и уменьшенным
3) прямым и уменьшенным
4) прямым и увеличенным
21
21
Период полураспада изотопа натрия 1122Na равен 2.6 года. Если изначально было 104 мг этого изотопа, то сколько примерно его будет через 5.2 года?
1) 13 мг
2) 26 мг
3) 39 мг
4) 52 мг
22
22
На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней, атома. Какой цифрой обозначен переход, соответствующий поглощению атомами света наименьшей частоты?
Ответ ____.
23
23
Конденсатор, заряженный до разности потенциалов U, в первый раз подключили к катушке индуктивности L, а во второй раз к катушке
индуктивности 4L. В обоих случаях в контуре возникли незатухающие колебания. Каково отношение периодов колебаний энергии магнитного
поля катушки T2/T1
1) 1/4
2) 2
3) 1/2
4) 4
Ответ ____.
24
24
Для некоторых атомов характерной особенностью является возможность захвата атомным ядром одного из ближайших к нему электронов. Как ведут себя перечисленные ниже характеристики атомного ядра при захвате ядром электрона: массовое число, заряд ядра?
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
25
25
Камень, привязанный к веревке длиной 2.5 м, равномерно вращается в вертикальной плоскости против часовой стрелки. Масса камня 2 кг. При каком значении периода обращения камня его вес в точке максимального подъема будет равен нулю? Ответ округлите до целого числа.
Ответ ____ с.
26
26
В кастрюлю с 2 л воды температурой 25 °С долили 3 л кипятка температурой 100 °С. Какова будет температура после установления теплового
равновесия? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью кастрюли не учитывайте.
Ответ ____ °С
27
27
Частица, имеющая заряд 0.02 нКл, переместилась в однородном горизонтальном электрическом поле на расстояние 0.45 м по горизонтали
за время 3 с. Какова масса частицы, если начальная скорость частицы равна нулю, а напряженность электрического поля 5000 В/м?
Ответ ____ мг
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 цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится идеальный газ. На рисунке показано изменение внутренней энергии U газа и передаваемое ему количество теплоты Q. Опишите изменение объема газа при переходе его из состояния 1-2, а затем в состояние 3. Укажите физические закономерности, которые вы использовали для объяснения.
29
Тело массой m = 400 г брошено с некоторой высоты по направлению к земле под углом а = 30° к горизонту. Начальная скорость тела V0 = 20 м/с. Определите, через какой промежуток времени скорость тела будет направлена под углом α = 60° к горизонту.
30
В закрытый сосуд объемом V = 10 л помещают несколько капель воды общей массой m = 0.258 г. Затем начинают увеличивать температуру сосуда настолько медленно, что все время поддерживается равновесие между паром и жидкостью. При температуре t = 27 °С вода полностью
испаряется. Определите давление р насыщенных паров воды при температуре t = 27 °С.
31
Два параллельно соединенных воздушных конденсатора емкостью С0=1 мкФ каждый заряжены до напряжения U = 200 В и отсоединены от источника ЭДС. После этого пространство между обкладками одного из конденсаторов полностью заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 7. Определите заряды q1 и q2 каждого из конденсаторов, а также напряжение U на конденсаторах.
Показать ответ
q1=3.5*10-4 Кл q2=0.5*10-4 Кл U=50 В
32
Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е. Пролетев путь 5*10-4 м, он приобретает скорость 3*106 м/с. Какова напряженность электрического поля?
Источник
Задача по физике – 12208
В цилиндре объемом 10 л, закрытом поршнем и помещенном в термостате с температурой $40^{ circ} С$, находится по 0,05 моля двух веществ. Определить массу жидкости в цилиндре после изотермического сжатия, вследствие которого объем под поршнем уменьшается в 3 раза. Давление насыщенных паров первой жидкости при температуре $40^{ circ} С$ равно $0,7 cdot 10^{4} Па$, второй – $1,7 cdot 10^{4} Па$. Начертить изотерму сжатия. Молярная масса первой жидкости – $1,8 cdot 10^{-2} кг/моль$, второй – $4,6 cdot 10^{-2} кг/моль$.
Подробнее
Задача по физике – 12210
Представьте себе, что вы находитесь в жарко протопленной бане, а за окном – мороз. Куда повалит пар, если вы откроете форточку?
Подробнее
Задача по физике – 12216
На Луне в вертикальном цилиндре, закрытом тяжелым поршнем, находится аргон при температуре $T_{1}$. Поршень может перемещаться в цилиндре без трения. На поршень кладут осторожно второй такой же поршень. Определите температуру $T_{2}$ газа при новом равновесном положении поршня. Теплоемкость поршня и цилиндра, а также теплоотдачу, не учитывать. Газ считается идеальным.
Подробнее
Задача по физике – 12219
В условиях невесомости жидкость, помещенная в стеклянный цилиндрический сосуд с радиусом основания $R_{1}$, приняла форму, показанную на рисунке. Свободная поверхность жидкости имела форму сферы с радиусом $R_{0}$. Та же жидкость, помещенная в стеклянный сферический сосуд радиуса $R_{2}$, приняла форму, показанную на рисунке. Свободная поверхность жидкости была плоской. Определить высоту уровня жидкости в сферическом сосуде. Какую форму будет иметь жидкость в сферическом сосуде, если радиус сосуда больше $R_{2}$? меньше $R_{2}$?
Подробнее
Задача по физике – 12223
Какое количество теплоты $Q$ необходимо сообщить $m = 0,1 кг$ неона для его нагревания на $Delta t = 5^{ circ} С$, если при нагревании давление неона прямо пропорционально его объему?
Подробнее
Задача по физике – 12225
В замкнутом сосуде находился газообразный азот при комнатной температуре $t_{0} = 20^{ circ} С$ и давлении $p_{0} = 10^{5} Па$. В сосуд впрыснули некоторое количество жидкого азота с температурой $t_{1} = – 196^{ circ} С$ (температурой кипения азота при нормальном атмосферном давлении). Жидкий азот быстро испарился, после чего температура в сосуде оказалась равной $t_{2} = – 140^{ circ} С$. После того как сосуд прогрелся до комнатной температуры, в нем установилось давление $p = 1,5 cdot 10^{5} Па$. Определить молярную теплоту испарения жидкого азота. Теплоемкость газообразного азота при постоянном объеме $C_{v} = 20,8 frac{Дж}{моль cdot К}$.
Подробнее
Задача по физике – 12229
Когда и во сколько раз больше абсолютная влажность воздуха (плотность водяных паров): в ноябре при температуре $t_{1} = 0^{ circ} С$ и влажности 95% или в июле при $t_{2} = 35^{ circ} C$ и влажности 40%, если давление насыщенного пара при $t_{1} = 0^{ circ} C$ равно $p_{1} =6 cdot 10^{2} Па$, а при $t_{2} = 35^{ circ} С$ равно $p_{2} = 5,5 cdot 10^{3} Па$?
Подробнее
Задача по физике – 12231
В отростке сосуда, закрытого плоским поршнем диаметра $D = 5 см$, имеется небольшое количество воды (см. рисунок). Диаметр отростка $d = 2 мм$. Если при постоянной температуре $t = 30^{ circ} С$ поршень опустить на $H = 10 см$, то уровень воды в отростке повысится на $h = 1 мм$. Найти давление насыщенных паров воды при температуре $t = 20^{ circ} С$.
Подробнее
Задача по физике – 12233
Пока вы решали задачи из “Кванта”, картошка, которая варилась на плите, сварилась, вода выкипела, и кастрюля изнутри пригорела. Куда надо лить холодную воду, чтобы нагар легче отскочил – внутрь кастрюли или на ее внешнюю поверхность?
Подробнее
Задача по физике – 12234
В вертикальной трубке длиной $H = 152 см$, запаянной с нижнего конца, имеется столбик воздуха высотой $h = 76 см$, запертый столбиком ртути (рис.). Атмосферное давление равно $10^{5} Па$, а температура $t_{0} = 17^{ circ} С$. До какой температуры $t_{1}$ следует нагреть воздух в трубке, чтобы вся ртуть вылилась?
Подробнее
Задача по физике – 12240
Цилиндрический сосуд, закрытый невесомым поршнем площадью сечения $S$, содержит газ под атмосферным давлением $p_{0}$. Объем газа при этом равен $V_{0}$. Сосуд погружают в воду (плотностью $rho_{0}$) так, как показано на рисунке. Найти зависимость расстояния $x$ между поршнем и поверхностью воды от модуля $F$ силы, удерживающей нить, которая привязана к поршню.
Подробнее
Задача по физике – 12250
В научно-фантастической повести описывается аварийная ситуация, в которой астронавт массы $M = 100 кг$ оказался на расстоянии $l = 100 м$ от корабля со стаканом замерзшей воды. Обеспечивая сублимацию (испарение) льда, астронавт возвращается на корабль. Реален ли такой способ возвращения? Оцените, за какое время астронавт возвращается на корабль. Считайте, что сублимация льда происходит при постоянной температуре $T = 272 К$. Давление насыщающих паров при этой температуре $p_{н} = 550 Па$. Универсальная газовая постоянная равна $R = 8,3 cdot 10^{3} frac{Дж}{кмоль cdot К}$. Размеры стакана и массу льда задайте самостоятельно.
Подробнее
Задача по физике – 12253
Радиусы кривизны двух одинаковых слипшихся друг с другом мыльных пузырей равны $R$. После того как перегородки между пузырями лопнула, образовался один пузырь радиуса $R$. Найти атмосферное давление. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора равен $sigma$.
Подробнее
Задача по физике – 12263
Серный ангидрид $SO_{3}$ в количестве $nu_{1} = 1 моль$ поместили в замкнутый сосуд и нагрели до температуры $T_{1} = 1000 К$, при которой $SO_{3}$ частично диссоциирует на сернистый ангидрид $SO_{2}$ и кислород: $SO_{3} = SO_{2} + frac{1}{2} O_{3}$. Степень диссоциации в этих условиях оказалась равной $alpha_{1} = 0,2$ (то есть диссоциировали 20% первоначально имевшихся молекул $SO_{3}$). Когда в тот же сосуд поместили $nu_{2} = 0,4$ моль $SO_{3}$, то оказалось, что для получения такого же, как в первом опыте, давления газ надо нагреть до температуры $T_{2} = 2000 К$. Определить степень диссоциации $SO_{3}$ во втором опыте. Все вещества в обоих опытах находятся в газообразном состоянии.
Подробнее
Задача по физике – 12272
Между точками А и В на поверхности Луны, расположенными на угловом расстоянии $90^{ circ}$, прорыт прямолинейный канал (рис.), заполненный воздухом при нормальной температуре. Давление воздуха в середине канала $p_{C} = 10^{5} Па$. Найти давление воздуха в канале у поверхности Луны. Луну считать однородным шаром с диаметром $D = 3480 км$. Ускорение $g_{л}$ свободного падения на поверхности Луны в шесть раз меньше земного.
Подробнее
Источник
#хакнем_физика ???? рубрика, содержащая интересный, познавательный контент по физике как для школьников, так и для взрослых ????
Если решая математические задачи, следует руководствоваться только условиями, в том числе и неявно заданными (например: находя градусную меру одного из смежных углов в случаях, когда известна градусная мера другого, непременной частью условия является значение суммы градусных мер смежных углов, равной 180 град.), то при решении физических задач следует учитывать ВСЕ физические явления и процессы, влияющие на результат рассматриваемой в задаче ситуации.
Вот для примера известная и часто встречающаяся во многих учебниках и сборниках задач, в том числе и олимпиадных (и не только для семиклассников) по физике.
ЗАДАЧА
В стакане с водой плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда лёд растает?
Прежде чем продолжить чтение, предлагаю читателю дать (хотя бы для себя) обоснованный ответ на вопрос задачи…
В «Сборнике вопросов и задач по физике» [Н.И. Гольдфарб, изд. 2, «Высшая школа», М.: 1969] эта задача, помещённая как часть № 10.7 на стр. 48, на стр.193 приводится ответ:
«Лёд вытесняет воду, вес которой равен весу льда. Когда лёд растает, образуется такое же количество воды, поэтому уровень не изменится».
Такой же ответ приводится и во многих других сборниках…
А вот в популярнейшем и по сей день, выдержавшим множество изданий трёхтомнике «Элементарный учебник физики» под редакцией академика Г.С. Ландсберга [т. I, изд. 7, стереотипное, «Наука», М.: 1971] ответа на эту задачу (№ 162.2, стр. 351) не приводится. И это не случайно!
Что же не учтено в вышеприведённом ответе? Правильно! Не учтено, что при таянии льда вода в стакане охлаждается — именно поэтому мы и бросаем туда кусочек льда!
Вот как должен выглядеть правильный ответ:
«При таянии льда вода в стакане охлаждается. При охлаждении все вещества уменьшаются в объёме. Однако вода, единственная из всех известных веществ, имеет наибольшую плотность при температуре +4 град. С, а это значит, что при дальнейшем охлаждении данная масса воды увеличивается в объёме, что, как мне это было известно из курса природоведения в 5 классе (1961/1962 учебный год), является условием сохранения жизни на Земле, поскольку позволяет достаточно глубоким водоёмам не промерзать до самого дна!).
При этом возможно три варианта развития ситуации:
I. Если температура воды до начала таяния льда была выше 4 град. С и, хотя и понизилась после таяния льда, но осталась выше этой температуры, то уровень воды в стакане уменьшится.
II. Если температура воды до начала таяния льда была ниже 4 град. С, а после таяния льда ещё и уменьшилась, то уровень воды в стакане увеличится.
III. В случае, когда начальная температура воды была выше 4 град. С, а после того как лёд растаял, оказалась ниже этой температуры, то об уровне ничего определённого сказать нельзя — нужны конкретные данные о температуре и массе воды и льда, чтобы дать точный ответ на вопрос задачи!».
С этой задачей связана для меня одна интересная история.
Лет 15 назад во дворе дома, в котором я живу, ко мне с грустным выражением лица подошёл паренёк по имени Серёжа и попросил помочь подготовиться к предстоящей ему завтра апелляции по физике в нашем Политехническом институте (ныне Технический университет).
Поскольку времени было слишком мало, то я ограничился советом: если, по его мнению, апелляция пройдёт не очень удачно, и надежды исправить тройку на вступительном экзамене не будет, то попросить экзаменатора ответить на вопрос этой задачи и заставил его дословно вызубрить приведённый выше ответ и даже отработал с ним интонацию изложения этого ответа. На следующий вечер он подошёл ко мне с достаточно счастливым видом.
Вот его рассказ, каким я его запомнил:
«Всё получилось так, как Вы и хотели. Апелляцию проводили два человека: профессор и ассистент кафедры общей физики института. Мне выпало общаться с ассистентом, а профессор в это время общался с другим абитуриентом.
В ответ на мою просьбу ответить на мой вопрос ассистент слегка улыбнувшись сказал: «Пожалуйста…».
«После того, как я проговорил условие задачи, ассистент, широко улыбнувшись, произнёс: «Ну, это известная задача. Уровень воды не изменится — это следует из закона Архимеда: плавающий лёд вытесняет массу воды, равную массе льда. Образовавшаяся при таянии льда вода заполнит тот объём, который занимал в воде плавающий лёд…».
«Позвольте с Вами не согласиться», — начал я и затем совершенно спокойно слово в слово пересказал заготовленный нами ответ…
В это время профессор жестом остановил своего абитуриента и стал внимательно меня слушать…
Когда я закончил, возникла небольшая пауза…Профессор, обращаясь к ассистенту спросил: «Что скажешь?».
«Кажется, всё верно», — неуверенно ответил тот, на что профессор сказал, что никогда ещё не слышал столь аргументированного ответа, после чего, уже обращаясь ко мне, добавил: «Молодой человек, мы, к сожалению, не можем поднять Вам оценку сразу на два балла, но четвёрку Вы очевидно заслужили!»».
Мне остаётся лишь добавить, что Серёжа был зачислен студентом!…
Наши читатели могут поделиться своим мнением по поводу решения задачи. Если вам было интересно, не забудьте подписаться на наш канал и хэштег #хакнем_физика
Автор: #себихов_александр 71 год, много лет проработал конструктором-технологом микроэлектронных приборов и узлов в одном из НИИ г. Саратова, затем преподавателем математики и физики.
Другие статьи автора:
Вы читаете контент канала “Хакнем Школа”. Подпишитесь на наш канал, чтобы не терять его из виду.
Источник