Замкнутый сосуд разделен подвижным поршнем
2011 год 109 вариант СЗ
В сосуде лежит кусок льда. Температура льда t1 = 0°С. Если сообщить ему количество теплоты Q = 50 кДж, то 3/4 льда растает. Какое количество теплоты q надо после этого сообщить содержимому сосуда дополнительно, чтобы весь лёд растаял и образовавшаяся вода нагрелась до температуры t2 = 20°С? Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь.
(Решение)
2011 год. 01-2 вариант. С3
В бутылке объемом V = 1 л находится гелий при нормальном атмосферном давлении. Горлышко бутылки площадью S = 2 см2 заткнуто короткой пробкой, имеющей массу m = 20 г. Если бутылка лежит горизонтально, то для того, чтобы медленно вытащить из ее горлышка пробку, нужно приложить к пробке горизонтально направленную силу F = 1 Н. Бутылку поставили на стол вертикально горлышком вверх. Какое количество теплоты нужно сообщить гелию в бутылке для того, чтобы он выдавил пробку из горлышка? (Решение)
2011 год. 01-1 вариант. С3
Один моль идеального одноатомного газа переводят из состояния 1 с температурой Т1 = 300 К в состояние 2 таким образом, что в течение всего процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объему. В ходе этого процесса газ получает количество теплоты Q = 14958 Дж. Во сколько раз n уменьшается в результате этого процесса плотность газа? (Решение)
2010 год. 11 вариант. С1
В кабинете физики проводились опыты с разреженным газом постоянной массы. По невнимательности ученик, отметив на графике начальное и конечное состояния газа (см. рисунок), не указал, какие две величины из трёх (давление р, объём V, температура Т) отложены по осям. В журнале осталась запись, согласно которой названные величины изменялись следующим образом: p1 < р2, V1 > V2, Τ1 < Ί2. Пользуясь этими данными, определите, какие величины были отложены на горизонтальной и вертикальной осях. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали. (Решение)
2010 год
304 вариант СЗ
Некоторое количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и
того же начального состояния (p1, V1) до одного и того же конечного объёма V2
первый раз по изобаре, а второй – по адиабате (см. рисунок). Отношение количества теплоты Q12, полученного газом на изобаре от нагревателя, к модулю изменения внутренней энергии газа |U3 — U1| на адиабате k = Q12/|U3 — U1| = 6 . Чему равно
отношение х работы газа на изобаре А12 к работе газа на адиабате А13? (Решение)
2010 год. 135 вариант. С5
В цилиндр закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра есть отверстие площадью 5·10-4 м2, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии невесомым стержнем длиной 0,5 м, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см. рисунок). Расстояние АВ равно 0,1 м. К свободному концу стержня подвешен груз массой 2 кг. Клапан открывается через
580 с работы насоса, если в начальный момент времени давление воздуха в цилиндре было равно атмосферному. Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 К. Определите объём цилиндра. (Решение)
2009 год. 133 вариант. С1
В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода
и ее пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура
воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса
жидкости в сосуде? Ответ поясните. (Решение)
2009 год. 133 вариант. С3
Один моль одноатомного идеального газа
переходит из состояния 1 в состояние 3 в
соответствии с графиком зависимости его объёма
V от температуры T (T0 = 100 К). На участке 2 − 3
к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите
отношение работы газа А123 ко всему количеству
подведенной к газу теплоты Q123. (Решение)
2009 год. 304 вариант. С3
Постоянная масса одноатомного идеального газа совершает циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл от нагревателя газ получает количество теплоты QH = 8 кДж. Какую работу совершают внешние силы при переходе газа из состояния 2 в состояние 3?
(Решение)
2008 год. 131 вариант. С2
Разогретый сосуд прикрыли поршнем, который с помощью вертикальной нерастяжимой нити соединили с потолком. На сколько процентов от начальной понизится температура воздуха в сосуде к моменту, когда сосуд оторвется от поверхности, на которой он расположен? Масса сосуда 5 кг. Поршень может скользить по стенкам сосуда без трения. Площадь дна сосуда 125 см2. Атмосферное давление 105 Па. Тепловым расширением сосуда и поршня пренебречь. (Решение)
2008 год. 5941 вариант. С2
В калориметре находился m1 = 1 кг льда при температуре t1 = -5°С. После добавления в калориметр m2 = 25 г воды в нем установилось тепловое равновесие при температуре t = 0°С. Какова температура t2 добавленной в калориметр воды, если в калориметре оказался в итоге только лёд? Теплоёмкостью калориметра пренебречь. (Решение)
2008 год. 05205939 вариант. С2
В горизонтально расположенной 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. На сколько градусов следует нагреть воздух в трубке, чтобы объём, занимаемый воздухом, стал прежним? Температура воздуха в лаборатории 300 К, а атмосферное давление составляет 750 мм рт.ст. (Решение)
2008 год. 2 вариант. С2
Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество водорода при температуре 361 К. Какая масса газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь. (Решение)
2007 год. 19 вариант. С2
В сосуде находится одноатомный идеальный газ, масса которого 12 г, а молярная масса 0,004 кг/моль. Вначале давление в сосуде было равно 4•105 Па при температуре 400 К. После охлаждения газа давление понизилось до 2•105 Па. Какое количество теплоты отдал газ? (Решение)
2006 год. 61 вариант. С2
В водонепроницаемый мешок, лежащий на дне моря на глубине 73,1 м, закачивается сверху воздух. Вода вытесняется из мешка через нижнее отверстие, и когда объём воздуха в мешке достигает 28,0 м3- мешок всплывает вместе с прикреплённым к нему грузом. Масса оболочки мешка 2710 кг. Определите массу груза. Температура воды равна 7°С, атмосферное давление на уровне моря равно 105 Па. Объёмом груза и стенок мешка пренебречь. (Решение)
2006 год. 86 вариант. С2
Теплоизолированный сосуд объемом V = 2 м3 разделен теплоизолирующей перегородкой на две равные части. В одной части сосуда находится 2 моль гелия, а в другой – такое же количество молей аргона. Начальная температура гелия равна 300 К, а температура аргона 600 К. Определите давление смеси после удаления перегородки. Теплоемкостью сосуда пренебречь. (Решение)
2006 год. 33 вариант. С2
Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Температура окружающего воздуха 7°С, его плотность 1,2 кг/м3. При какой минимальной разности температур воздуха внутри шара и снаружи шар взлетит вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг? Оболочку шара считать нерастяжимой. (Решение)
2006 год. 222 вариант. С2
С одним молем идеального одноатомного газа совершают процесс 1-2-3-4, показанный на рисунке в координатах V-Т. Во сколько раз количество теплоты, полученное газом в процессе 1-2-3-4, больше работы газа в этом процессе? (Решение)
2005 год. 58 вариант. С2
Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился при температуре T1 = 300 К. Затем газ изобарно нагрели, повысив температуру в 3 раза. Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3? (Решение)
2004 год. 92 вариант. С2
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? (Решение)
2004 год. 77 вариант. С5
Идеальный одноатомный газ используется в качестве рабочего тела в тепловом двигателе. В ходе работы двигателя состояние газа изменяется в соответствии с циклом, состоящим из двух адиабат и двух изохор (см. рисунок). Вычислите КПД такого двигателя. (Решение)
2004 год. 49 вариант. С5
При электролизе воды образуется кислород О2 и водород Н2. Газы отводят в сосуд объёмом 100 л, поддерживая в нём температуру 300 К. Чему равна масса воды, которая разложилась в результате электролиза, чтобы суммарное давление в сосуде достигло 0,1 атм? Считать, что ничего не взрывается.
(Решение)
2004 год. 35 вариант. С5
Смесь одинаковых масс гелия, водорода и азота помещена в сосуд и нагрета до температуры 350 К. Плотность смеси оказалась равной 50 г/м3. Чему равно давление в сосуде? (Решение)
Источник
Каждое из этих изображений будет в 2 раза менее ярким, чем изображение источника, получаемое с помощью целой линзы.
Критерии оценивания
Утверждение (1) ………………………………………………………………….. 3 балла.
Указано, что будет 2 изображения светящейся точки ………………………….2 балла.
Представлен рисунок с ходом лучей и изображениями светящейся точки ……5 баллов.
Критерии оценивания
Построен ход лучей на рисунке……………………………………… 4 балла
Найдено отношение катетов в прямоугольном треугольнике………………………………………………………………………… 3 балла
Найдена минимальная высота…………………….…………………… 3 балла
Муниципальная Олимпиада по физике 2016 г.
11 класс
Задача 1.
На тренировке конькобежец проходит круг 450 м с постоянной скоростью v, а за тем тормозит до остановки с постоянным ускорением 0,5 м/с2. При некотором значении скорости v общее время движения конькобежца будет минимальным. Найти это время.
(10 баллов)
Задача 2.
Некоторое количество разряженного инертного газа ксенона содержится в закрытом сосуде при температуре Т0=100 К. Сам сосуд с газом движется поступательно со скоростью 5 м/с. Какая температура Т установиться в сосуде, если его резко остановить? Молярная масса ксенона 131 г/моль.
(10 баллов)
Задача 3.
При разгрузке баржи с камнем грузчики уронили каменный блок в виде куба в воду. Найти работу при медленном подъеме из воды кубического каменного блока, имеющего объем 0,5 м3. Плотность камня равна 2,5×103 кг/м3. Начальная высота столба воды над верхней горизонтальной гранью куба равна 1 м. В конечном состоянии нижняя горизонтальная грань куба касается воды.
(10 баллов)
Задача 4.
Цилиндрический вертикально расположенный замкнутый закрытый сосуд разделен на две части подвижным поршнем. В обеих частях сосуда содержится один и тот же идеальный газ. Расстояние между поршнем и дном сосуда h1. Сосуд переворачивают так, что дном становится его верхняя плоскость. В новом положении расстояние между дном сосуда и поршнем составляет h2 . Найти отношение α массы газа, содержавшегося в той части сосуда, которая первоначально находилась вверху, к массе газа, содержавшегося в другой части сосуда. Высота сосуда H. Температуру считать постоянной, толщиной поршня пренебречь.
(10 баллов)
Задача 5.
Заряженная частица влетает в пространство, где созданы однородные параллельные электрическое Е и магнитное В поля. Заряд и масса частицы – Q и m соответственно. Начальная скорость частицы v0 перпендикулярна векторам Е и В. Через какое время Δtскорость частицы увеличится в п = 2 раза?
(10 баллов)
Муниципальная Олимпиада по физике 2016 г.
Решение задач.
11 класс
1. На тренировке конькобежец проходит круг 450 м с постоянной скоростью v, а за тем тормозит до остановки с постоянным ускорением 0,5 м/с2. При некотором значении скорости v общее время движения конькобежца будет минимальным. Найти это время.
(10 баллов)
Решение:
На первом участке пути время движения будет: t1 = s / v,
На втором участке t2 = v / a, так как конечная скорость ноль.
Общее время движения будет равно сумме: t = t1 + t2 = s/v + v/a.
Для нахождения минимума этой функции надо использовать или графический метод или при помощи производной. При графическом способе надо учесть, что минимум будет в точке пересечения слагаемых: s/v = v/a.
Из этого соотношения можно найти скорость: =15 м/с.
Искомое время тогда равно tmin = 60 с.
Ответ: tmin = 60 с.
Критерии оценивания
Найдено время на первом участке…………………………………………………………………………… 1 балл
Найдено время на втором участке…………………………………………………………………………… 1 балла
Указан способ нахождения минимума функции………………………………………………………. 3 балла
Найдено правильное значение скорости ………………………………………….……………. 3 балла
Получен правильный ответ задачи ………………………………………………..……… 2 балла
2. Некоторое количество разряженного инертного газа ксенона содержится в закрытом сосуде при температуре Т0=100 К. Сам сосуд с газом движется поступательно со скоростью 5 м/с. Какая температура Т установиться в сосуде, если его резко остановить? Молярная масса ксенона 131 г/моль.
(10 баллов)
Решение:
По закону сохранения энергии вся кинетическая энергия системы во время мгновенной остановки перейдет во внутреннюю энергию газа, т. е тогда мы имеем:
, откуда итоговое значение температуры =100,131 К.
Ответ: Т=100,131 К.
Критерии оценивания
Получено выражение для закона сохранения энергии …………………… 8 балл
Получен правильный ответ задачи ………………………………………… 2 балла
3. При разгрузке баржи с камнем грузчики уронили каменный блок в виде куба в воду. Найти работу при медленном подъеме из воды кубического каменного блока, имеющего объем 0,5 м3. Плотность камня равна 2,5×103 кг/м3. Начальная высота столба воды над верхней горизонтальной гранью куба равна 1 м. В конечном состоянии нижняя горизонтальная грань куба касается воды.
(10 баллов)
Решение:
На камень действуют силы: сила тяжести, направленная против движения камня, и сила Архимеда, направление которой совпадает с движением камня. Работа против силы тяжести на всем участке подъема равна , где hв – высота подъема верхней грани из начального положения до поверхности, hк – высота грани камня, равная высоте подъема от касания верхней грани до касания нижней грани поверхности воды. Работа силы Архимеда помогает поднять камень, поэтому будет иметь отрицательное значение. Пока камень весь находится под водой, то работа силы Архимеда равна , где Vк – объем камня, rж – плотность воды. При подъеме камня на втором участке сила Архимеда линейно убывает от высоты подъема, то есть работа по подъему камня из воды может быть найдена или как площадь под прямой зависимости силы от высоты или как среднее значение силы, умноженное на высоту подъема на этом участке . Тогда общая величина работы на всем участке подъема равна =15,4 кДж.
Ответ: А=15,4 кДж.
Критерии оценивания
Найдена работа силы тяжести на всем участке движения ……………………….……. 2 балла
Найдена работа силы Архимеда на первом участке………………………………………………… 2 балла
Найдена работа силы Архимеда на втором участке ……….……………………………. 3 балла
Найдена общая величина работы ………….….………………………………….………. 2 балла
Дан правильный числовой ответ………….….…………………………………………… 1 балл
4. Цилиндрический вертикально расположенный замкнутый закрытый сосуд разделен на две части подвижным поршнем. В обеих частях сосуда содержится один и тот же идеальный газ. Расстояние между поршнем и дном сосуда h1. Сосуд переворачивают так, что дном становится его верхняя плоскость. В новом положении расстояние между дном сосуда и поршнем составляет h2 . Найти отношение α массы газа, содержавшегося в той части сосуда, которая первоначально находилась вверху, к массе газа, содержавшегося в другой части сосуда. Высота сосуда H. Температуру считать постоянной, толщиной поршня пренебречь.
(10 баллов)
Решение:
Обозначим через m1, p01 и m2, p02 массы и давления газа, содержащегося соответственно в нижней и верхней частях сосуда в его начальном положении, S – площадь поршня. По условию m2=αm1 .
Запишем уравнения состояния газов в нижней и верхней частях сосуда:
Аналогично уравнения состояния газов в нижней и верхней частях сосуда после переворачивания: .
Тогда условие равновесия поршня: .
Подставляя сюда найденные выше давления, получаем равенство:
Тогда мы получим:
Критерии оценивания решения:
Записаны уравнения состояния газов в нижней и верхней частях сосуда …………..2 балла
Записаны уравнения состояния газов в нижней и верхней частях сосуда после переворота……………………………………………………………………………….…..2 балла
Записано условие равновесия поршня ……………………………………………………3 балла
Решена система и получено равенство ………………………………………………….. 1 балл;
Найден ответ ………………………………………………………………………………. 2 балла.
5. Заряженная частица влетает в пространство, где созданы однородные параллельные электрическое Е и магнитное В поля. Заряд и масса частицы – Q и m соответственно. Начальная скорость частицы v0 перпендикулярна векторам Е и В. Через какое время Δtскорость частицы увеличится в п = 2 раза?
(10 баллов)
Решение:
На движущуюся частицу со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Сила Лоренца направлена всегда перпендикулярно скорости частицы и поэтому работы не производит. Следовательно, перпендикулярная к полям составляющая скорости частицы остаётся постоянной и равной v0.
Электрическое поле будет действовать на частицу вдоль вектора Е и увеличивать продольную составляющую скорости: .
Величина скорости: .
Искомое время: .
Критерии оценивания
Описано действие силы Лоренца………………………..……………… …………………. 3 балла
Описано действие эл. поля……………………………………….…………………………….. 3 балла
Найдена скорость частицы..………………………………………….……………………… 2 балла
Найдено время………….…………………………………………………………..………… 2 балла
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 |
Источник