Вариант #198 (ответы и решения)
| № | Ответ | Максимальный балл |
| 1 | 12,5 |
1 |
| 2 | 6 |
1 |
| 3 | 5 |
1 |
| 4 | 1 |
1 |
| 5 | 14 |
2 |
| 6 | 12 |
2 |
| 7 | 2,4 |
1 |
| 8 | 1 |
1 |
| 9 | 23 |
2 |
| 10 | 12 |
2 |
| 11 | 6000 |
1 |
| 12 | 2,4 |
1 |
| 13 | 0,01 |
1 |
| 14 | 24 |
2 |
| 15 | 22 |
2 |
| 16 | 14 |
1 |
| 17 | 13 |
2 |
| 18 | 123 |
2 |
| 19 | 342 |
1 |
| 20 | 24 |
1 |
| 21 | На 1-2 давление растет, на 2-3 давление падает, |
3 |
| 22 | 2 | |
| 23 | 2 | |
| 24 | 3 | |
| 25 | 3 | |
| 26 | 4 |
Тело движется вдоль оси На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела от времени Определите путь, пройденный телом в интервале времени от 0 до 3 с.
Ответ: м
Решение
Считаем площадь под графиком как показано на рисунке.
Ответ
12,5
В инерциальной системе отсчёта сила сообщает телу массой ускорение Во сколько раз нужно уменьшить массу тела, чтобы сила сообщала ему в этой системе отсчёта ускорение
Ответ: в раз(а)
Решение
Ответ
6
Два тела движутся по взаимно перпендикулярным пересекающимся прямым по гладкой поверхности стола, как показано на рисунке. Модуль импульса первого тела второго тела Каков модуль импульса системы этих тел после их абсолютно неупругого удара?
Ответ:
Решение
Закон сохранения импульса:
Поскольку данные векторы перпендикулярны, можно рассчитать модуль по теореме Пифагора:
Любопытно, что и при абсолютно упругом ударе ответ остается тем же. Тела не будут двигаться как одно целое, но их суммарный импульс все равно не изменится после соударения и останется равным
Ответ
5
Ученик зафиксировал с использованием нити однородный лёгкий рычаг. Какова масса подвешенного к рычагу груза, если сила натяжения нити равна 6 Н?
Ответ: кг
Решение
Обозначим длину одной клеточки рычага за Уравнение моментов сил относительно треугольной опоры:
откуда
Ответ
1
В инерциальной системе отсчёта вдоль оси движется тело массой 10 кг. На рисунке приведён график зависимости проекции скорости этого тела от времени
-
В промежутке времени от 10 до 15 с работа равнодействующей сил, действующих на тело, равна нулю.
-
Модуль ускорения тела в промежутке времени от 15 до 20 с в 1,5 раза больше модуля ускорения тела в промежутке времени от 0 до 5 с.
-
Кинетическая энергия тела в промежутке времени от 0 до 5 с увеличилась в 2 раза.
-
В промежутке времени от 5 до 10 с проекция равнодействующей сил, действующих на тело, отрицательна.
-
В промежутке времени от 15 до 20 с модуль импульса тела увеличился в 1,5 раза.
Ответ:
Решение
-
Верно. где равнодействующая сила По графику видно, что скорость с 10 до 15 с не меняется. Значит, ускорение равно нулю. Тогда и равнодействующая равна нулю. И ее работа равна нулю.
-
Неверно. Ускорение Из графика находим, что модуль ускорения от 15 до 20 с равен
а от 0 до 5 с
Ускорения отличаются в 2 раза, а не в 1,5.
-
Неверно. значит,
-
Верно. Проекция ускорения проекция равнодействующей силы Поскольку проекция скорости уменьшается, то проекция ускорения отрицательна. Значит, и проекция равнодействующей силы отрицательна.
-
Неверно.
Ответ
14
Груз изображённого на рисунке пружинного маятника оттянули в положение 3 от положения равновесия 2 и отпустили с начальной скоростью, равной нулю. Груз начал совершать гармонические колебания между точками 1 и 3. На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза. — период колебаний.
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1) координата
2) проекция ускорения
3) кинетическая энергия груза
4) потенциальная энергия пружины
Ответ:
| А | Б |
Решение
А). На графике А величина сначала максимальна и убывает. Подходит координата, пункт 1.
Б). На графике Б величина сначала минимальна и растет. Подходит проекция ускорения на ось, пункт 2. Ускорение сонаправлено с силой упругости. В сила упругости направлена против оси, значит, ее проекция отрицательна. Значит, и проекция ускорения отрицательна.
Энергия не подходит ни одному графику, поскольку не может принимать отрицательного значения.
Ответ
12
Во сколько раз увеличится давление разреженного газа, если при увеличении концентрации молекул газа в 2 раза его абсолютная температура увеличится в 1,2 раза?
Ответ: в раз(а)
Решение
Давление связано с концентрацией и температурой следующим соотношением:
Тогда
Ответ
2,4
На -диаграмме показаны два процесса, проведённые с одним и тем же количеством газообразного неона. Определите отношение работ совершённых над газом в этих процессах.
Ответ:
Решение
В координатах площадь под графиком численна равна модулю работы, совершенной над газом. Тогда
Считать удобнее в клеточках, подставлять числовые значения для давления и объема незачем.
Ответ
1
В ходе эксперимента изучали изопроцессы, происходящие с постоянной массой разреженного неона. Сначала неон изотермически расширялся, а затем — изохорно охлаждался. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, в которых участвовал неон.
-
Концентрация неона в ходе эксперимента сначала уменьшалась, а затем увеличивалась.
-
Сначала неон совершал положительную работу, а во второй части эксперимента работа неона стала равной нулю.
-
Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул неона в ходе эксперимента уменьшилась.
-
Давление неона на протяжении эксперимента монотонно увеличивалось.
-
Внутренняя энергия неона уменьшалась на протяжении всего эксперимента.
Ответ:
Решение
-
Неверно. Концентрация сначала уменьшается, а затем не меняется. При расширении объем растет, концентрация где количество частиц по условию не меняется (масса газа постоянна). Концентрация уменьшается.
При изохорном процессе значит, и не меняется.
-
Верно. При расширении газ совершает положительную работу, поскольку изменение объема положительно. При изохорном процессе объем не меняется, и работы газ не совершает.
-
Верно. Сначала температура постоянна (изотермический процесс), затем газ охлаждается. Значит, температура понизилась, а с ней уменьшилась и средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул неона.
-
Неверно. На первом этапе давление падает, поскольку в изотермическом расширении причем объем увеличивается.
-
Неверно. Внутренняя энергия пропорциональна температуре, значит, не меняется в течение изотермического процесса.
Ответ
23
В тепловом двигателе, работающем по циклу Карно, температуру холодильника повысили. Температура нагревателя и количество теплоты, сообщённое нагревателем рабочему телу за цикл, остались прежними. Как изменились при этом количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику за цикл, и КПД теплового двигателя?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Количество теплоты, отданное холодильнику за цикл | КПД теплового двигателя |
Решение
2) Для цикла Карно: КПД уменьшился.
1) Для любой тепловой машины: Количество теплоты, отданное холодильнику за цикл, увеличилось.
Ответ
12
На рисунке показан график зависимости силы тока в реостате от величины его сопротивления. Определите напряжение на реостате.
Ответ: В
Решение
По закону Ома Берем любую точку и получаем 6 кВ или 6000 В.
Ответ
6000
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 0,8 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 0 до 2 с.
Ответ: мкВ
Решение
Ответ
2,4
В идеальном колебательном контуре (см. рисунок) напряжение между обкладками конденсатора меняется по закону где Определите период колебаний напряжения на конденсаторе.
Ответ: с
Решение
Ответ
0,01
Две маленькие бусинки, закреплённые в точках и несут на себе заряды и соответственно (см. рисунок).
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этой ситуации.
-
На бусинку A со стороны бусинки B действует сила Кулона, направленная горизонтально влево.
-
Напряжённость результирующего электростатического поля в точке C направлена горизонтально влево.
-
Модуль силы Кулона, действующей на бусинку B, в 2 раза больше, чем модуль силы Кулона, действующей на бусинку A.
-
Если бусинки соединить тонкой медной проволокой, то они будут отталкиваться друг от друга.
-
Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды станут равными.
Ответ:
Решение
-
Неверно. Бусинка притягивается к бусинке так как их заряды разного знака. Сила направлена вправо.
-
Верно. Направление напряженности совпадает с направлением действия силы на положительный пробный заряд в данной точке. Поскольку а точка равноудалена от бусинок, результирующая напряженность будет направлена так же, как и напряженность, создаваемая бусинкой то есть влево.
-
Неверно. Третий закон Ньютона: два тела действуют друг на друга с силами одной природы, равными по модулю и противоположными по направлению.
-
Верно. Соединенные проводником, бусинки благодаря перераспределению зарядов приобретут одинаковый потенциал. Значит, их заряды будут одного знака. В таком случае бусинки будут отталкиваться.
-
Неверно. Стекло — диэлектрик, перераспределения зарядов не произойдет.
Ответ
24
Положительно заряженный ион калия движется в однородном магнитном поле по окружности со скоростью Как изменятся радиус окружности и период обращения иона, если в том же магнитном поле с той же скоростью будет двигаться ион натрия имеющий тот же заряд?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Радиус окружности | Период обращения |
Решение
-
Радиус уменьшился.
-
Период уменьшился.
Ответ
22
Ядро азота захватывает нейтрон, в результате чего происходит ядерная реакция с образованием ядра химического элемента Каково массовое число образовавшегося ядра (в атомных единицах массы)?
Ответ:
Решение
Закон сохранения массового числа дает:
Ответ
14
На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома водорода. Стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями.
Установите соответствие между процессами поглощения света наибольшей энергии и излучения света наименьшей частоты и энергией соответствующего фотона. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) поглощение света наибольшей энергии
Б) излучение света наименьшей частоты
1) 13,1
2) 12,7
3) 12,1
4) 10,2
Ответ:
| А | Б |
Решение
А) Поглощение света происходит при увеличении энергии атома (две правые стрелки на диаграмме). Наибольшая энергия соответствует длинной стрелке, то есть Подходит пункт 1.
Б) Излучение света происходит при уменьшении энергии атома (две левые стрелки). Наименьшая частота согласно формуле соответствует наименьшей энергии, поэтому выбираем стрелку покороче. Тогда Подходит пункт 3.
Ответ
13
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.
-
Чем выше плотность жидкости, тем больше сила Архимеда, действующая на тело, полностью погружённое в жидкость.
-
Явление диффузии протекает в твёрдых телах значительно медленнее, чем в жидкостях.
-
В электростатическом поле работа электростатических сил по перемещению заряда между двумя точками не зависит от формы траектории.
-
Возникающий в замкнутом проводящем контуре индукционный ток своим магнитным полем всегда способствует увеличению того магнитного потока, которым он вызван.
-
При -распаде заряд ядра увеличивается на два элементарных заряда.
Ответ:
Решение
-
Верно.
-
Верно, поскольку молекулы в твердых телах связаны друг с другом значительно сильнее.
-
Верно. Это определение потенциального поля. Электростатическое поле является потенциальным, то есть работа о перемещению заряда между двумя точками не зависит от траектории. Или: работа потенциальных сил по перемещению заряда по замкнутому контуру равна нулю.
-
Неверно. Правило Ленца требует противного: индукционный ток своим магнитным полем всегда способствует уменьшению того магнитного потока, которым он вызван.
-
Неверно. При -распаде заряд ядра уменьшается на два элементарных заряда, поскольку из ядра вылетает -частица (ядро атома гелия с зарядом +2).
Ответ
123
Определите показания амперметра (см. рисунок), если абсолютная погрешность прямого измерения силы тока равна цене деления прибора. Амперметр проградуирован в миллиамперах.
Ответ: ( ± ) мА
Решение
Амперметр подключен к клемме с надписью 60 мА, значит, надо смотреть на верхние деления в шкале. Показания составляют (34±2) мА.
Ответ
342
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость объёма газа, находящегося в сосуде под подвижным поршнем, от температуры газа. У него имеется пять различных сосудов с манометрами. Сосуды заполнены одним и тем же газом при различных температурах и давлениях (см. таблицу). Какие два сосуда необходимо взять ученику, чтобы провести исследование?
| № сосуда | Давление, кПа | Температура газа в сосуде, °С | Масса газа, г |
| 1 | 300 | 75 | 5 |
| 2 | 350 | 80 | 10 |
| 3 | 250 | 75 | 8 |
| 4 | 350 | 90 | 10 |
| 5 | 250 | 90 | 5 |
В ответ запишите номера выбранных сосудов.
Ответ:
Решение
Надо выбрать сосуды, в которых отличается только температура. Подходят сосуды 2 и 4.
Ответ
24
На диаграмме (см. рисунок) показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа в сосуде под поршнем. Количество вещества газа при этом постоянно. Опираясь на свои знания по молекулярной физике, объясните, как меняется давление газа по мере его перехода из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3.
Решение
Ответ
На 1-2 давление растет, на 2-3 давление падает,
Поезд тронулся от станции и набрал скорость, двигаясь равноускоренно по прямолинейному горизонтальному пути железной дороги. Увеличение скорости поезда на первом километре пути составило 10 м/с. Определите длину участка разгона, если время разгона равно 400 с.
Решение
Ответ
Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Во сколько раз изменится сила натяжения нитей при изменении направления тока в проводнике на противоположное? Масса единицы длины проводника сила тока в проводнике
Решение
Ответ
Два моль одноатомного идеального газа переводят из состояния 1 с температурой в состояние 2 таким образом, что в ходе процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объёму. В результате плотность газа уменьшается в раза. Какое количество теплоты газ получает в этом процессе?
Решение
Ответ
Прямоугольный треугольник с катетами и расположен перед тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием как показано на рисунке. Чему равна площадь изображения этого треугольника, создаваемого линзой? Сделайте рисунок с указанием хода лучей.
Решение
Ответ
На столе лежит доска массой на которой находится груз массой С какой максимальной горизонтальной постоянной силой можно тянуть доску, чтобы груз оставался неподвижным относительно доски? Коэффициент трения между грузом и доской а коэффициент трения между доской и столом Сделайте схематичный рисунок с указанием сил, действующих на доску и груз.
Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Решение
