Zadanie 25 egzamin z fizyki. Przygotowanie do egzaminu z fizyki: przykłady, rozwiązania, wyjaśnienia. WYKORZYSTAJ tematy z fizyki, które znajdą się w arkuszu egzaminacyjnym
Artykuł przedstawia analizę zadań drugiej części egzaminu z fizyki pod numerami 25-27. Istnieje również lekcja wideo od korepetytora z fizyki ze szczegółowymi i zrozumiałymi wyjaśnieniami dla każdego z zadań. Jeśli dopiero rozpocząłeś przygotowania do egzaminu z fizyki, ten artykuł może być dla Ciebie bardzo, bardzo przydatny.
Zacznijmy od określenia przyspieszenia, z jakim porusza się winda. Porusza się ze stanu spoczynku, więc obowiązuje formuła: , gdzie S- zdany niech, a- przyspieszenie windy, t- czas podróży. Stąd otrzymujemy: m/s 2 .
Przedstawmy siły działające na to obciążenie. Siła ciężkości skierowana jest pionowo w dół, a siła sprężystości sprężyny (siła Hooke'a) skierowana jest pionowo w górę, gdzie k- sztywność sprężyny x- przedłużenie sprężyny:
Po wytłumieniu drgań obciążenia na sprężynie, wywołanych początkiem ruchu windy, ładunek będzie opadał względem podłoża synchronicznie z windą z przyspieszeniem. Dla tej sytuacji w rzucie na oś pionową OY, współkierunkowe z przyspieszeniem, z drugiego prawa Newtona otrzymujemy:
Obliczenia dają kg.
Znajdźmy najpierw, co jest równe p 2. W tym celu wykorzystujemy fakt, że zależność p z V w tym procesie jest wprost proporcjonalna do: , skąd otrzymujemy kPa.
Z kurs szkolny termodynamiki wiadomo, że praca gazu jest liczbowo równa powierzchni pod wykresem procesu gazowego we współrzędnych ( p;V). Ta praca jest dodatnia, jeśli gaz się rozszerza, a ujemna w przeciwnym razie. Dlatego w tym procesie praca gazu jest dodatnia i liczbowo równa powierzchni trapezu 12 V 2 V 1 (zaznaczony na żółto na rysunku):
Powierzchnia trapezu to połowa sumy podstaw razy wysokość. Oznacza to, że w tym przypadku otrzymujemy:
Obliczenia dają wartość:
W obliczeniach przyjęliśmy, że 1 l to 10 -3 m 3.
Energia fotonu jest powiązana z długością fali znaną zależnością: , gdzie h jest stałą Plancka, c to prędkość światła w próżni, λ to długość fali światła w próżni. Oznacza to, że jeśli pożądana energia fotonu w pierwszym przypadku była równa mi, to gdy długość fali padającego promieniowania jest zmniejszona o połowę, energia fotonu staje się równa 2 mi. Napiszmy równania Einsteina dla efektu fotoelektrycznego w obu przypadkach:
Tutaj mi K1 i mi K2 - maksymalna energie kinetyczne fotoelektrony odpowiednio w pierwszym i drugim przypadku, A jest funkcją pracy elektronów z metalu. Następnie odejmując wyraz po wyrazie pierwsze równanie od drugiego, otrzymujemy eV.
Analiza problemów przedstawionych przez Sergey Valerievich
Przygotowanie do egzaminu OGE i jednolitego egzaminu państwowego
Przeciętny ogólne wykształcenie
Linia UMK A. V. Grachev. Fizyka (10-11) (podstawowa, zaawansowana)
Linia UMK A. V. Grachev. Fizyka (7-9)
Linia UMK A. V. Peryshkin. Fizyka (7-9)
Przygotowanie do egzaminu z fizyki: przykłady, rozwiązania, wyjaśnienia
Rozbiór gramatyczny zdania UŻYWAJ zadań z fizyki (wariant C) z nauczycielem.Lebedeva Alevtina Sergeevna, nauczycielka fizyki, doświadczenie zawodowe 27 lat. Dyplom Honorowy Ministerstwa Edukacji Regionu Moskiewskiego (2013), Wdzięczność Szefa Voskresensky okręg miejski(2015), Dyplom Prezesa Stowarzyszenia Nauczycieli Matematyki i Fizyki Regionu Moskiewskiego (2015).
W pracy przedstawiono zadania o różnym stopniu złożoności: podstawowym, zaawansowanym i wysokim. Zadania poziomu podstawowego to proste zadania, które sprawdzają przyswajanie najważniejszych pojęć fizycznych, modeli, zjawisk i praw. Zadania poziom zaawansowany mające na celu sprawdzenie umiejętności posługiwania się pojęciami i prawami fizyki do analizy różnych procesów i zjawisk, a także umiejętności rozwiązywania problemów ze stosowaniem jednego lub dwóch praw (wzór) na dowolny z tematów szkolnego kursu fizyki. W pracy 4 zadania z części 2 są zadaniami wysoki poziom złożoność i test umiejętności wykorzystania praw i teorii fizyki w zmienionej lub nowej sytuacji. Realizacja takich zadań wymaga zastosowania wiedzy z dwóch trzech działów fizyki jednocześnie, tj. wysoki poziom szkolenia. Ta opcja jest w pełni kompatybilna wersja demo USE 2017, zadania zaczerpnięte z otwarty bank UŻYWAJ zadań.
Rysunek przedstawia wykres zależności modułu prędkości od czasu t. Wyznacz z wykresu drogę przebytą przez samochód w przedziale czasu od 0 do 30 s.
Rozwiązanie. Drogę przebytą przez samochód w przedziale czasowym od 0 do 30 s najprościej definiuje się jako obszar trapezu, którego podstawą są przedziały czasowe (30 - 0) = 30 s i (30 - 10) = 20 s, a wysokość to prędkość v= 10 m/s, tj.
S = | (30 + 20) Z | 10 m/s = 250 m. |
2 |
Odpowiadać. 250 m²
Masa 100 kg jest podnoszona pionowo w górę za pomocą liny. Rysunek przedstawia zależność rzutu prędkości V obciążenie na oś skierowaną do góry, od czasu t. Określ moduł naprężenia liny podczas podnoszenia.
Rozwiązanie. Zgodnie z krzywą projekcji prędkości v obciążenie na oś skierowaną pionowo w górę, od czasu t, możesz określić rzut przyspieszenia obciążenia
a = | ∆v | = | (8 – 2) m/s | \u003d 2 m / s 2. |
∆t | 3 sekundy |
Na obciążenie działają: grawitacja skierowana pionowo w dół oraz siła naciągu liny skierowana wzdłuż liny pionowo w górę, patrz rys. 2. Zapiszmy podstawowe równanie dynamiki. Użyjmy drugiego prawa Newtona. Suma geometryczna sił działających na ciało jest równa iloczynowi masy ciała i przyśpieszenia mu.
+ = (1)
Zapiszmy równanie rzutowania wektorów na układ odniesienia związany z ziemią, oś OY będzie skierowana w górę. Rzut siły rozciągającej jest dodatni, ponieważ kierunek siły pokrywa się z kierunkiem osi OY rzut siły grawitacji jest ujemny, ponieważ wektor siły jest przeciwny do osi OY rzut wektora przyspieszenia jest również dodatni, więc ciało porusza się z przyspieszeniem do góry. Mamy
T – mg = mama (2);
ze wzoru (2) moduł siły rozciągającej
T = m(g + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.
Odpowiadać. 1200 N.
Ciało jest ciągnięte po chropowatej poziomej powierzchni ze stałą prędkością, której moduł wynosi 1,5 m/s, przy zastosowaniu siły, jak pokazano na rysunku (1). W tym przypadku moduł siły tarcia ślizgowego działającej na korpus wynosi 16 N. Jaka jest moc wytwarzana przez siłę? F?
Rozwiązanie. Wyobraźmy sobie proces fizyczny określony w stanie problemu i wykonaj schematyczny rysunek wskazujący wszystkie siły działające na ciało (rys. 2). Zapiszmy podstawowe równanie dynamiki.
Tr + + = (1)
Po wybraniu układu odniesienia związanego z powierzchnią stałą piszemy równania rzutowania wektorów na wybrane osie współrzędnych. W zależności od stanu problemu ciało porusza się jednostajnie, ponieważ jego prędkość jest stała i wynosi 1,5 m/s. Oznacza to, że przyspieszenie ciała wynosi zero. Na ciało działają poziomo dwie siły: siła tarcia ślizgowego tr. i siłę, z jaką ciało jest ciągnięte. Rzut siły tarcia jest ujemny, ponieważ wektor siły nie pokrywa się z kierunkiem osi X. Projekcja siły F pozytywny. Przypominamy, że aby znaleźć rzut, obniżamy prostopadłą z początku i końca wektora do wybranej osi. Mając to na uwadze, mamy: F sałata- F tr = 0; (1) wyrazić rzut siły F, to jest F cosα = F tr = 16 N; (2) wtedy moc wytworzona przez siłę będzie równa N = F cosα V(3) Zróbmy zamianę, biorąc pod uwagę równanie (2), i podstawmy odpowiednie dane w równaniu (3):
N\u003d 16 N 1,5 m / s \u003d 24 W.
Odpowiadać. 24 W.
Obciążenie zamocowane na lekkiej sprężynie o sztywności 200 N/m oscyluje w pionie. Rysunek przedstawia wykres przesunięcia xładunek od czasu t. Określ wagę ładunku. Zaokrąglij odpowiedź do najbliższej liczby całkowitej.
Rozwiązanie. Ciężar na sprężynie oscyluje w pionie. Zgodnie z krzywą przemieszczenia obciążenia X od czasu t, określ okres drgań obciążenia. Okres oscylacji to T= 4 s; z formuły T= 2π wyrażamy masę mładunek.
= | T | ; | m | = | T 2 | ; m = k | T 2 | ; m= 200 H/m² | (4 s) 2 | = 81,14 kg ≈ 81 kg. |
2π | k | 4π 2 | 4π 2 | 39,438 |
Odpowiadać: 81 kg.
Rysunek przedstawia system dwóch lekkich bloków i nieważkości kabla, za pomocą którego można zrównoważyć lub podnieść ładunek o wadze 10 kg. Tarcie jest znikome. Na podstawie analizy powyższego rysunku wybierz dwa poprawne wypowiedzi i podaj ich numery w odpowiedzi.
- Aby utrzymać ładunek w równowadze, musisz działać na koniec liny z siłą 100 N.
- Układ klocków pokazany na rysunku nie daje przyrostu siły.
- h, trzeba wyciągnąć odcinek liny o długości 3 h.
- Powoli podnosić ładunek na wysokość hh.
Rozwiązanie. W tym zadaniu należy przywołać proste mechanizmy, a mianowicie bloki: blok ruchomy i blok stały. Ruchomy klocek zwiększa siłę dwukrotnie, odcinek liny musi być ciągnięty dwa razy dłużej, a nieruchomy klocek służy do przekierowania siły. W pracy proste mechanizmy wygrywania nie dają. Po przeanalizowaniu problemu od razu wybieramy niezbędne stwierdzenia:
- Powoli podnosić ładunek na wysokość h, trzeba wyciągnąć odcinek liny o długości 2 h.
- Aby utrzymać ładunek w równowadze, musisz działać na koniec liny z siłą 50 N.
Odpowiadać. 45.
Aluminiowy odważnik, zamocowany na nieważkości i nierozciągliwej nici, jest całkowicie zanurzony w naczyniu z wodą. Ładunek nie dotyka ścian i dna naczynia. Następnie żelazny ładunek zanurza się w tym samym naczyniu z wodą, którego masa jest równa masie ładunku aluminiowego. Jak w wyniku tego zmieni się moduł siły rozciągającej nić i moduł siły grawitacji działającej na obciążenie?
- wzrosty;
- Spadki;
- Nie zmienia się.
Rozwiązanie. Analizujemy stan problemu i wybieramy te parametry, które nie zmieniają się podczas badania: jest to masa ciała i płyn, w którym zanurzone jest ciało na nitkach. Następnie lepiej wykonać schematyczny rysunek i wskazać siły działające na obciążenie: siłę naciągu nici F kontrola, skierowana wzdłuż wątku w górę; grawitacja skierowana pionowo w dół; Siła Archimedesa a działając od strony cieczy na zanurzony korpus i skierowany do góry. W zależności od stanu problemu masa ładunków jest taka sama, dlatego moduł siły grawitacji działającej na ładunek nie zmienia się. Ponieważ gęstość towarów jest inna, objętość również będzie inna.
V = | m | . |
p |
Gęstość żelaza wynosi 7800 kg/m3, a obciążenie aluminium 2700 kg/m3. W konsekwencji, V oraz< Va. Ciało jest w równowadze, wypadkowa wszystkich sił działających na ciało wynosi zero. Skierujmy oś współrzędnych OY w górę. Podstawowe równanie dynamiki z uwzględnieniem rzutu sił zapisujemy w postaci F ex + Fa – mg= 0; (1) Wyrażamy siłę napięcia F ekstra = mg – Fa(2); Siła Archimedesa zależy od gęstości cieczy i objętości zanurzonej części ciała Fa = ρ gV godz. (3); Gęstość cieczy nie zmienia się, a objętość żelaznego korpusu jest mniejsza V oraz< Va, więc siła Archimedesa działająca na ładunek żelaza będzie mniejsza. Wyciągamy wniosek o module siły naciągu nici, pracując z równaniem (2), będzie on wzrastał.
Odpowiadać. 13.
Masa barowa m ześlizguje się ze stałej, zgrubnie nachylonej płaszczyzny o kącie α u podstawy. Moduł przyspieszenia pręta jest równy a, moduł prędkości pręta wzrasta. Można pominąć opór powietrza.
Ustal zgodność między wielkościami fizycznymi a formułami, za pomocą których można je obliczyć. Dla każdej pozycji pierwszej kolumny wybierz odpowiednią pozycję z drugiej kolumny i zapisz wybrane liczby w tabeli pod odpowiednimi literami.
B) Współczynnik tarcia pręta w płaszczyźnie pochyłej
3) mg cosα
4) sinα - | a |
g cosα |
Rozwiązanie. Zadanie to wymaga zastosowania praw Newtona. Zalecamy wykonanie schematu; wskazać wszystkie kinematyczne cechy ruchu. Jeśli to możliwe, przedstaw wektor przyspieszenia i wektory wszystkich sił przyłożonych do poruszającego się ciała; pamiętaj, że siły działające na ciało są wynikiem interakcji z innymi ciałami. Następnie zapisz podstawowe równanie dynamiki. Wybierz układ odniesienia i zapisz wynikowe równanie rzutowania wektorów siły i przyspieszenia;
Zgodnie z proponowanym algorytmem wykonamy schematyczny rysunek (rys. 1). Rysunek przedstawia siły przyłożone do środka ciężkości pręta oraz osie współrzędnych układu odniesienia powiązanego z powierzchnią nachylonej płaszczyzny. Ponieważ wszystkie siły są stałe, ruch pręta będzie równie zmienny wraz ze wzrostem prędkości, tj. wektor przyspieszenia jest skierowany w kierunku ruchu. Wybierzmy kierunek osi, jak pokazano na rysunku. Zapiszmy rzuty sił na wybrane osie.
Zapiszmy podstawowe równanie dynamiki:
Tr + = (1)
Zapiszmy to równanie (1) dla rzutu sił i przyspieszenia.
Na osi OY: rzut siły reakcji podpory jest dodatni, ponieważ wektor pokrywa się z kierunkiem osi OY nie tak = N; rzut siły tarcia wynosi zero, ponieważ wektor jest prostopadły do osi; rzut grawitacji będzie ujemny i równy mgy= – mg cosα ; rzutowanie wektora przyspieszenia tak= 0, ponieważ wektor przyspieszenia jest prostopadły do osi. Mamy N – mg cosα = 0 (2) z równania wyrażamy siłę reakcji działającą na pręt od strony płaszczyzny pochyłej. N = mg cosα (3). Zapiszmy rzuty na oś OX.
Na osi OX: rzut siły N jest równy zero, ponieważ wektor jest prostopadły do osi OX; Rzut siły tarcia jest ujemny (wektor skierowany jest w przeciwnym kierunku względem wybranej osi); rzut grawitacji jest dodatni i równy mg x = mg sinα (4) z trójkąta prostokątnego. Projekcja dodatniego przyspieszenia x = a; Następnie piszemy równanie (1) z uwzględnieniem rzutu mg sinα- F tr = mama (5); F tr = m(g sinα- a) (6); Pamiętaj, że siła tarcia jest proporcjonalna do siły normalne ciśnienie N.
Zgodnie z definicją F tr = μ N(7) wyrażamy współczynnik tarcia pręta na pochyłej płaszczyźnie.
μ = | F tr | = | m(g sinα- a) | = tanα – | a | (8). |
N | mg cosα | g cosα |
Do każdej litery dobieramy odpowiednie pozycje.
Odpowiadać. A-3; B - 2.
Zadanie 8. Tlen gazowy znajduje się w naczyniu o pojemności 33,2 litra. Ciśnienie gazu wynosi 150 kPa, jego temperatura wynosi 127 ° C. Określ masę gazu w tym naczyniu. Wyraź swoją odpowiedź w gramach i zaokrąglij do najbliższej liczby całkowitej.
Rozwiązanie. Ważne jest, aby zwrócić uwagę na konwersję jednostek do układu SI. Przelicz temperaturę na Kelvin T = t°С + 273, objętość V\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m 3; Tłumaczymy ciśnienie P= 150 kPa = 150 000 Pa. Korzystanie z równania stanu gazu doskonałego
wyrazić masę gazu.
Pamiętaj, aby zwrócić uwagę na jednostkę, w której jesteś proszony o zapisanie odpowiedzi. To jest bardzo ważne.
Odpowiadać. 48
Zadanie 9. Idealny gaz jednoatomowy w ilości 0,025 mola ekspandowany adiabatycznie. W tym samym czasie jego temperatura spadła z +103°С do +23°С. Jaką pracę wykonuje gaz? Wyraź swoją odpowiedź w dżulach i zaokrąglij do najbliższej liczby całkowitej.
Rozwiązanie. Po pierwsze, gaz jest jednoatomową liczbą stopni swobody i= 3, po drugie, gaz rozpręża się adiabatycznie – oznacza to brak wymiany ciepła Q= 0. Gaz działa poprzez zmniejszenie energii wewnętrznej. Mając to na uwadze, zapisujemy pierwszą zasadę termodynamiki jako 0 = ∆ U + A G; (1) wyrażamy pracę gazu A g = –∆ U(2); Zmianę energii wewnętrznej dla gazu jednoatomowego zapisujemy jako
Odpowiadać. 25 J.
Wilgotność względna części powietrza w określonej temperaturze wynosi 10%. Ile razy należy zmieniać ciśnienie tej porcji powietrza, aby jej wilgotność względna wzrosła o 25% przy stałej temperaturze?
Rozwiązanie. Pytania dotyczące pary nasyconej i wilgotności powietrza najczęściej sprawiają trudności dzieciom w wieku szkolnym. Użyjmy wzoru do obliczenia wilgotność względna powietrze
W zależności od stanu problemu temperatura się nie zmienia, co oznacza, że ciśnienie pary nasyconej pozostaje takie samo. Napiszmy wzór (1) dla dwóch stanów powietrza.
φ 1 \u003d 10%; φ 2 = 35%
Wyrażamy ciśnienie powietrza ze wzorów (2), (3) i znajdujemy stosunek ciśnień.
P 2 | = | φ 2 | = | 35 | = 3,5 |
P 1 | 1 | 10 |
Odpowiadać. Ciśnienie należy zwiększyć 3,5-krotnie.
Gorącą substancję w stanie ciekłym powoli schładzano w piecu do topienia o stałej mocy. W tabeli przedstawiono wyniki pomiarów temperatury substancji w czasie.
Wybierz z proponowanej listy dwa oświadczenia, które odpowiadają wynikom pomiarów i wskazują ich liczbę.
- Temperatura topnienia substancji w tych warunkach wynosi 232°C.
- W 20 minut. po rozpoczęciu pomiarów substancja znajdowała się tylko w stanie stałym.
- Pojemność cieplna substancji w stanie ciekłym i stałym jest taka sama.
- Po 30 min. po rozpoczęciu pomiarów substancja znajdowała się tylko w stanie stałym.
- Proces krystalizacji substancji trwał ponad 25 minut.
Rozwiązanie. Gdy materia ochładzała się, jej energia wewnętrzna spadała. Wyniki pomiarów temperatury pozwalają określić temperaturę, w której substancja zaczyna krystalizować. Dopóki substancja przechodzi ze stanu ciekłego do stanu stałego, temperatura się nie zmienia. Wiedząc, że temperatura topnienia i temperatura krystalizacji są takie same, wybieramy stwierdzenie:
1. Temperatura topnienia substancji w tych warunkach wynosi 232°C.
Drugie poprawne stwierdzenie to:
4. Po 30 min. po rozpoczęciu pomiarów substancja znajdowała się tylko w stanie stałym. Ponieważ temperatura w tym momencie jest już niższa od temperatury krystalizacji.
Odpowiadać. 14.
W systemie izolowanym korpus A ma temperaturę +40°C, a korpus B ma temperaturę +65°C. Ciała te wchodzą ze sobą w kontakt termiczny. Po pewnym czasie zostaje osiągnięta równowaga termiczna. Jak w rezultacie zmieniła się temperatura ciała B i całkowita energia wewnętrzna ciała A i B?
Dla każdej wartości określ odpowiedni charakter zmiany:
- Zwiększony;
- Zmniejszona;
- Nie zmienił się.
Wpisz w tabeli wybrane liczby dla każdej wielkości fizycznej. Cyfry w odpowiedzi mogą się powtarzać.
Rozwiązanie. Jeżeli w izolowanym układzie ciał nie ma przemian energetycznych innych niż przenoszenie ciepła, to ilość ciepła oddanego przez ciała, których energia wewnętrzna maleje, jest równa ilości ciepła odbieranego przez ciała, których energia wewnętrzna wzrasta. (Zgodnie z prawem zachowania energii.) W tym przypadku całkowita energia wewnętrzna układu nie ulega zmianie. Tego typu problemy rozwiązywane są na podstawie równania bilansu ciepła.
∆U = | n | ∆U i = 0 (1); |
i = 1 |
gdzie U- zmiana energii wewnętrznej.
W naszym przypadku w wyniku wymiany ciepła energia wewnętrzna ciała B spada, co oznacza, że temperatura tego ciała spada. Energia wewnętrzna ciała A wzrasta, ponieważ ciało otrzymało ilość ciepła od ciała B, to jego temperatura wzrośnie. Całkowita energia wewnętrzna ciał A i B nie zmienia się.
Odpowiadać. 23.
Proton p, wlatujący w szczelinę między biegunami elektromagnesu, ma prędkość prostopadłą do wektora indukcji pola magnetycznego, jak pokazano na rysunku. Gdzie jest siła Lorentza działająca na proton skierowany względem figury (w górę, w kierunku obserwatora, od obserwatora, w dół, w lewo, w prawo)
Rozwiązanie. Pole magnetyczne działa na naładowaną cząstkę z siłą Lorentza. Aby określić kierunek tej siły, należy pamiętać o zasadzie mnemonicznej lewej ręki, nie zapominając o uwzględnieniu ładunku cząstki. Kierujemy cztery palce lewej ręki wzdłuż wektora prędkości, dla dodatnio naładowanej cząstki wektor powinien wchodzić w dłoń prostopadle, kciuk odsunięty o 90 ° wskazuje kierunek siły Lorentza działającej na cząstkę. W rezultacie mamy, że wektor siły Lorentza jest skierowany od obserwatora względem figury.
Odpowiadać. od obserwatora.
Moduł rozciągania pole elektryczne w płaskim kondensatorze powietrznym o pojemności 50 mikrofaradów wynosi 200 V/m. Odległość między płytami kondensatora wynosi 2 mm. Jaki jest ładunek kondensatora? Napisz odpowiedź w µC.
Rozwiązanie. Przeliczmy wszystkie jednostki miary na układ SI. Pojemność C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, odległość między płytami d= 2 10 -3 m. Problem dotyczy kondensatora płaskiego powietrza - urządzenia do akumulacji ładunku elektrycznego i energii pola elektrycznego. Z wzoru na pojemność elektryczną
gdzie d to odległość między płytami.
Wyraźmy napięcie U= E d(cztery); Zastąp (4) w (2) i oblicz ładunek kondensatora.
q = C · Ed\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC
Zwróć uwagę na jednostki, w których musisz napisać odpowiedź. Otrzymaliśmy go w zawieszkach, ale przedstawiamy go w μC.
Odpowiadać. 20 µC.
Studentka przeprowadziła eksperyment dotyczący załamania światła, przedstawiony na fotografii. Jak zmienia się kąt załamania światła rozchodzącego się w szkle oraz współczynnik załamania szkła wraz ze wzrostem kąta padania?
- wzrasta
- Zmniejsza
- Nie zmienia się
- Zapisz wybrane liczby dla każdej odpowiedzi w tabeli. Cyfry w odpowiedzi mogą się powtarzać.
Rozwiązanie. W zadaniach o takim planie przypominamy sobie, czym jest załamanie. Jest to zmiana kierunku propagacji fal podczas przechodzenia z jednego ośrodka do drugiego. Jest to spowodowane tym, że prędkości propagacji fal w tych mediach są różne. Po ustaleniu, z którego ośrodka rozchodzi się światło, zapisujemy prawo załamania w postaci
sinα | = | n 2 | , |
sinβ | n 1 |
gdzie n 2 - bezwzględny współczynnik załamania szkła, ośrodek, do którego dociera światło; n 1 to bezwzględny współczynnik załamania światła pierwszego ośrodka, z którego pochodzi światło. Dla powietrza n 1 = 1. α to kąt padania wiązki na powierzchnię szklanego półcylindra, β to kąt załamania wiązki w szkle. Co więcej, kąt załamania będzie mniejszy niż kąt padania, ponieważ szkło jest medium gęstszym optycznie - medium o wysokim współczynniku załamania. Prędkość propagacji światła w szkle jest mniejsza. Należy pamiętać, że kąty są mierzone od prostopadłej przywróconej w punkcie padania belki. Jeśli zwiększysz kąt padania, zwiększy się również kąt załamania. Współczynnik załamania szkła nie zmieni się od tego.
Odpowiadać.
Miedziany sweter w czasie t 0 = 0 zaczyna się poruszać z prędkością 2 m/s wzdłuż równoległych poziomych szyn przewodzących, do których końców podłączony jest rezystor 10 omów. Cały system znajduje się w pionowym, jednorodnym polu magnetycznym. Opór zworki i szyn jest znikomy, zworka jest zawsze prostopadła do szyn. Strumień Ф wektora indukcji magnetycznej przez obwód utworzony przez zworkę, szyny i rezystor zmienia się w czasie t jak pokazano na wykresie.
Korzystając z wykresu, wybierz dwa prawdziwe stwierdzenia i podaj ich liczby w swojej odpowiedzi.
- Do czasu t\u003d 0,1 s, zmiana strumienia magnetycznego przez obwód wynosi 1 mWb.
- Prąd indukcyjny w zworki w zakresie od t= 0,1 s t= maks. 0,3 s
- Moduł sem indukcji występującej w obwodzie wynosi 10 mV.
- Natężenie prądu indukcyjnego płynącego w zworki wynosi 64 mA.
- Aby utrzymać ruch skoczka, przykładana jest do niego siła, której rzut w kierunku szyn wynosi 0,2 N.
Rozwiązanie. Zgodnie z wykresem zależności przepływu wektora indukcji magnetycznej przez obwód od czasu wyznaczamy odcinki, w których zmienia się przepływ Ф i gdzie zmiana przepływu wynosi zero. Pozwoli nam to określić, w jakich odstępach czasu w obwodzie wystąpi prąd indukcyjny. Prawidłowe stwierdzenie:
1) Do czasu t= 0,1 s zmiana strumienia magnetycznego przez obwód wynosi 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb; Moduł EMF indukcji występującej w obwodzie określa się za pomocą prawa EMP
Odpowiadać. 13.
Zgodnie z wykresem zależności natężenia prądu od czasu w obwodzie elektrycznym o indukcyjności 1 mH, wyznaczyć samoindukcyjny moduł SEM w przedziale czasowym od 5 do 10 s. Napisz odpowiedź w mikrowoltach.
Rozwiązanie. Przekształćmy wszystkie wielkości do układu SI, czyli przeliczamy indukcyjność 1 mH na H, otrzymujemy 10 -3 H. Siła prądu pokazana na rysunku w mA zostanie również przeliczona na A przez pomnożenie przez 10 -3.
Formuła samoindukcji EMF ma postać
w tym przypadku przedział czasu jest podany w zależności od stanu problemu
∆t= 10 s – 5 s = 5 s
sekund i zgodnie z harmonogramem określamy interwał aktualnej zmiany w tym czasie:
∆I= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.
Podstawiamy wartości liczbowe do wzoru (2), otrzymujemy
| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V lub 2 μV.
Odpowiadać. 2.
Dwie przezroczyste, płasko-równoległe płyty są mocno do siebie dociśnięte. Wiązka światła pada z powietrza na powierzchnię pierwszej płyty (patrz rysunek). Wiadomo, że współczynnik załamania górnej płyty jest równy n 2 = 1,77. Ustal zgodność między wielkościami fizycznymi a ich wartościami. Dla każdej pozycji pierwszej kolumny wybierz odpowiednią pozycję z drugiej kolumny i zapisz wybrane liczby w tabeli pod odpowiednimi literami.
Rozwiązanie. Aby rozwiązać problemy dotyczące załamania światła na styku dwóch ośrodków, w szczególności problemów z przechodzeniem światła przez płyty płasko-równoległe, można zalecić następującą kolejność rozwiązywania: wykonać rysunek wskazujący drogę promieni wychodzących z jednego średni do drugiego; w punkcie padania wiązki na styku dwóch mediów narysuj normalną do powierzchni, zaznacz kąty padania i załamania. Zwróć szczególną uwagę na gęstość optyczną rozważanych mediów i pamiętaj, że gdy wiązka światła przechodzi z ośrodka o mniejszej gęstości optycznie do ośrodka o większej gęstości optycznej, kąt załamania będzie mniejszy niż kąt padania. Rysunek pokazuje kąt między wiązką padającą a powierzchnią, a my potrzebujemy kąta padania. Pamiętaj, że kąty są określane od prostopadłej przywróconej w punkcie padania. Określamy, że kąt padania wiązki na powierzchnię wynosi 90° - 40° = 50°, współczynnik załamania n 2 = 1,77; n 1 = 1 (powietrze).
Napiszmy prawo załamania
sinβ = | grzech50 | = 0,4327 ≈ 0,433 |
1,77 |
Zbudujmy przybliżoną ścieżkę wiązki przez płyty. Używamy wzoru (1) dla granic 2–3 i 3–1. W odpowiedzi otrzymujemy
A) Sinus kąta padania wiązki na granicy 2–3 między płytami wynosi 2) ≈ 0,433;
B) Kąt załamania wiązki przy przekraczaniu granicy 3–1 (w radianach) wynosi 4) 0,873.
Odpowiadać. 24.
Określ, ile cząstek α i ile protonów uzyskuje się w wyniku reakcji fuzji termojądrowej
+ → x+ tak;
Rozwiązanie. We wszystkich reakcjach jądrowych przestrzegane są prawa zachowania ładunku elektrycznego i liczby nukleonów. Oznaczmy przez x liczbę cząstek alfa, y liczbę protonów. Zróbmy równania
+ → x + y;
rozwiązując system mamy to x = 1; tak = 2
Odpowiadać. 1 – cząstka α; 2 - protony.
Moduł pędu pierwszego fotonu wynosi 1,32 · 10 -28 kg m/s, czyli o 9,48 · 10 -28 kg m/s mniej niż moduł pędu drugiego fotonu. Znajdź stosunek energii E 2 /E 1 drugiego i pierwszego fotonu. Zaokrąglij swoją odpowiedź do dziesiątych części.
Rozwiązanie. Pęd drugiego fotonu jest większy niż pęd pierwszego fotonu według warunku, więc możemy sobie wyobrazić p 2 = p 1 + p(jeden). Energię fotonu można wyrazić w postaci pędu fotonu za pomocą poniższych równań. to mi = mc 2(1) i p = mc(2), to
mi = szt. (3),
gdzie mi jest energia fotonowa, p to pęd fotonu, m to masa fotonu, c= 3 10 8 m/s to prędkość światła. Uwzględniając wzór (3) mamy:
mi 2 | = | p 2 | = 8,18; |
mi 1 | p 1 |
Zaokrąglamy odpowiedź do dziesiątych części i otrzymujemy 8,2.
Odpowiadać. 8,2.
Jądro atomu uległo radioaktywnemu rozpadowi pozytonów β. Jak to się zmieniło? ładunek elektryczny jądro i liczba zawartych w nim neutronów?
Dla każdej wartości określ odpowiedni charakter zmiany:
- Zwiększony;
- Zmniejszona;
- Nie zmienił się.
Wpisz w tabeli wybrane liczby dla każdej wielkości fizycznej. Cyfry w odpowiedzi mogą się powtarzać.
Rozwiązanie. Pozytron β - rozpad w jądrze atomowym zachodzi podczas przemiany protonu w neutron z emisją pozytonu. W efekcie liczba neutronów w jądrze wzrasta o jeden, ładunek elektryczny maleje o jeden, a liczba masowa jądra pozostaje niezmieniona. Zatem reakcja transformacji elementu jest następująca:
Odpowiadać. 21.
W laboratorium przeprowadzono pięć eksperymentów w celu obserwacji dyfrakcji przy użyciu różnych siatek dyfrakcyjnych. Każda z siatek oświetlana była równoległymi wiązkami monochromatycznego światła o określonej długości fali. Światło we wszystkich przypadkach padało prostopadle do kraty. W dwóch z tych eksperymentów zaobserwowano taką samą liczbę głównych maksimów dyfrakcyjnych. Wskaż najpierw numer eksperymentu, w którym zastosowano siatkę dyfrakcyjną o krótszym okresie, a następnie numer eksperymentu, w którym zastosowano siatkę dyfrakcyjną o dłuższym okresie.
Rozwiązanie. Dyfrakcja światła to zjawisko wiązki światła w obszarze cienia geometrycznego. Dyfrakcję można zaobserwować, gdy nieprzezroczyste obszary lub dziury napotykane są na drodze fali świetlnej w dużych i nieprzezroczystych barierach dla światła, a wymiary tych obszarów lub dziur są współmierne do długości fali. Jednym z najważniejszych urządzeń dyfrakcyjnych jest siatka dyfrakcyjna. Kierunki kątowe do maksimów obrazu dyfrakcyjnego są określone równaniem
d grzechφ = kλ(1),
gdzie d to okres siatki dyfrakcyjnej, φ to kąt między normalną do siatki a kierunkiem do jednego z maksimów obrazu dyfrakcyjnego, λ to długość fali światła, k jest liczbą całkowitą zwaną rzędem maksimum dyfrakcji. Wyraź z równania (1)
Dobierając pary zgodnie z warunkami eksperymentu wybieramy najpierw 4, w których zastosowano siatkę dyfrakcyjną o mniejszym okresie, a następnie numer eksperymentu, w którym zastosowano siatkę dyfrakcyjną o dużym okresie wynosi 2.
Odpowiadać. 42.
Prąd przepływa przez rezystor drutowy. Rezystor został zastąpiony innym, z przewodem z tego samego metalu i tej samej długości, ale mającym połowę pola przekroju, przez który przepuszczono połowę prądu. Jak zmieni się napięcie na rezystorze i jego rezystancja?
Dla każdej wartości określ odpowiedni charakter zmiany:
- wzrośnie;
- zmniejszą się;
- Nie zmieni się.
Wpisz w tabeli wybrane liczby dla każdej wielkości fizycznej. Cyfry w odpowiedzi mogą się powtarzać.
Rozwiązanie. Należy pamiętać, od jakich wielkości zależy rezystancja przewodnika. Wzór na obliczenie oporu to
Prawo Ohma dla odcinka obwodu, ze wzoru (2), wyrażamy napięcie
U = ja R (3).
W zależności od stanu problemu, drugi rezystor jest wykonany z drutu z tego samego materiału, tej samej długości, ale o różnym przekroju. Teren jest dwa razy mniejszy. Zastępując w (1) otrzymujemy, że opór wzrasta 2 razy, a prąd maleje 2 razy, dlatego napięcie się nie zmienia.
Odpowiadać. 13.
Okres oscylacji wahadła matematycznego na powierzchni Ziemi jest 1,2 razy większy niż okres jego oscylacji na jakiejś planecie. Jaki jest moduł przyspieszenia grawitacyjnego na tej planecie? Wpływ atmosfery w obu przypadkach jest znikomy.
Rozwiązanie. Wahadło matematyczne to układ składający się z nici, której wymiary są znacznie większe niż wymiary kuli i samej kuli. Trudności mogą powstać, jeśli zapomni się wzór Thomsona na okres drgań wahadła matematycznego.
T= 2π (1);
ja jest długością wahadła matematycznego; g- przyśpieszenie grawitacyjne.
Według warunku
Ekspres od (3) g n \u003d 14,4 m / s 2. Należy zauważyć, że przyspieszenie swobodnego spadania zależy od masy planety i promienia
Odpowiadać. 14,4 m/s 2.
Przewód prosty o długości 1 m, przez który przepływa prąd o natężeniu 3 A, znajduje się w jednorodnym polu magnetycznym z indukcją W= 0,4 T pod kątem 30° do wektora . Jaki jest moduł siły działającej na przewodnik z pola magnetycznego?
Rozwiązanie. Jeśli przewodnik przewodzący prąd zostanie umieszczony w polu magnetycznym, to pole na przewodzie przewodzącym prąd będzie działać z siłą Ampera. Piszemy wzór na moduł siły Ampère'a
F A = I LB sina;
F A = 0,6 N
Odpowiadać. F A = 0,6 N.
Energia pola magnetycznego zmagazynowana w cewce po przejściu przez nią prąd stały, wynosi 120 J. Ile razy trzeba zwiększyć natężenie prądu płynącego przez uzwojenie cewki, aby energia przechowywanego w nim pola magnetycznego wzrosła o 5760 J.
Rozwiązanie. Energia pola magnetycznego cewki jest obliczana ze wzoru
W m = | LI 2 | (1); |
2 |
Według warunku W 1 = 120 J, to W 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.
I 1 2 = | 2W 1 | ; I 2 2 = | 2W 2 | ; |
L | L |
Następnie obecny stosunek
I 2 2 | = 49; | I 2 | = 7 |
I 1 2 | I 1 |
Odpowiadać. Obecną siłę należy zwiększyć 7 razy. W arkuszu odpowiedzi wpisujesz tylko cyfrę 7.
Obwód elektryczny składa się z dwóch żarówek, dwóch diod i cewki drutu połączonych jak pokazano na rysunku. (Dioda umożliwia przepływ prądu tylko w jednym kierunku, jak pokazano na górze rysunku.) Która z żarówek zaświeci się, jeśli północny biegun magnesu zbliży się do cewki? Wyjaśnij swoją odpowiedź, wskazując, jakich zjawisk i wzorców użyłeś w wyjaśnieniu.
Rozwiązanie. Linie indukcji magnetycznej wychodzą z bieguna północnego magnesu i rozchodzą się. W miarę zbliżania się magnesu zwiększa się strumień magnetyczny przechodzący przez cewkę drutu. Zgodnie z zasadą Lenza pole magnetyczne wytworzone przez prąd indukcyjny pętli musi być skierowane w prawo. Zgodnie z zasadą świderka prąd powinien płynąć zgodnie z ruchem wskazówek zegara (patrząc od lewej). W tym kierunku przechodzi dioda w obwodzie drugiej lampy. Zaświeci się więc druga lampka.
Odpowiadać. Zapali się druga lampka.
Aluminiowa długość szprychy L= 25 cm i powierzchnia przekroju S\u003d 0,1 cm2 jest zawieszony na nitce za górny koniec. Dolny koniec spoczywa na poziomym dnie naczynia, do którego wlewa się wodę. Długość zanurzonej części szprychy ja= 10 cm Znajdź siłę F, za pomocą którego igła naciska na dno naczynia, jeśli wiadomo, że nić znajduje się pionowo. Gęstość aluminium ρa = 2,7 g/cm3, gęstość wody ρin = 1,0 g/cm3. Przyśpieszenie grawitacyjne g= 10 m/s 2
Rozwiązanie. Zróbmy rysunek wyjaśniający.
– Siła naciągu nici;
– siła reakcji dna statku;
a jest siłą Archimedesa działającą tylko na zanurzoną część ciała i przyłożoną do środka zanurzonej części szprychy;
- siła grawitacji działająca na szprychę od strony Ziemi i przyłożona do środka całej szprychy.
Z definicji masa szprychy m a moduł siły Archimedesa wyraża się następująco: m = SLρa (1);
F a = Slρ in g (2)
Rozważ momenty sił względem punktu zawieszenia szprychy.
M(T) = 0 moment siły rozciągającej; (3)
M(N) = Holandia cosα to moment siły reakcji podpory; (cztery)
Uwzględniając znaki momentów piszemy równanie
Holandia bo + Slρ in g (L – | ja | ) cosα = SLρ a g | L | cos(7) |
2 | 2 |
biorąc pod uwagę, że zgodnie z trzecim prawem Newtona siła reakcji dna naczynia jest równa sile F d którym igła naciska na dno naczynia, które piszemy N = F e i z równania (7) wyrażamy tę siłę:
Fd = [ | 1 | Lρ a– (1 – | ja | )jaρ w] Sg (8). |
2 | 2L |
Podłączając liczby, otrzymujemy to
F d = 0,025 N.
Odpowiadać. F d = 0,025 N.
Butelka zawierająca m 1 = 1 kg azotu, przy badaniu wytrzymałości eksplodował w temperaturze t 1 = 327°C. Jaka masa wodoru? m 2 można przechowywać w takim cylindrze w temperaturze t 2 \u003d 27 ° C, z pięciokrotnym marginesem bezpieczeństwa? Masa molowa azotu M 1 \u003d 28 g / mol, wodór M 2 = 2 g/mol.
Rozwiązanie. Piszemy równanie stanu gazu doskonałego Mendelejewa - Clapeyrona dla azotu
gdzie V- objętość balonu, T 1 = t 1 + 273°C. W zależności od warunków wodór można przechowywać pod ciśnieniem p 2 = p 1 /5; (3) Biorąc pod uwagę, że
możemy wyrazić masę wodoru poprzez natychmiastową pracę z równaniami (2), (3), (4). Ostateczna formuła wygląda tak:
m 2 = | m 1 | M 2 | T 1 | (5). | ||
5 | M 1 | T 2 |
Po podstawieniu danych liczbowych m 2 = 28
Odpowiadać. m 2 = 28
W idealnym obwodzie oscylacyjnym amplituda oscylacji prądu w cewce Jestem= 5 mA, a amplituda napięcia na kondensatorze Um= 2,0 V. W czasie t napięcie na kondensatorze wynosi 1,2 V. Znajdź w tym momencie prąd w cewce.
Rozwiązanie. W idealnym obwodzie oscylacyjnym energia drgań jest zachowana. Dla chwili t zasada zachowania energii ma postać
C | U 2 | + L | I 2 | = L | Jestem 2 | (1) |
2 | 2 | 2 |
Dla wartości amplitudy (maksymalnych) piszemy
a z równania (2) wyrażamy
C | = | Jestem 2 | (4). |
L | Um 2 |
Zamieńmy (4) na (3). W rezultacie otrzymujemy:
I = Jestem (5)
Tak więc prąd w cewce w tym czasie t jest równe
I= 4,0 mA.
Odpowiadać. I= 4,0 mA.
Na dnie zbiornika o głębokości 2 m znajduje się lustro. Wiązka światła przechodząca przez wodę odbija się od lustra i wychodzi z wody. Współczynnik załamania wody wynosi 1,33. Znajdź odległość między punktem wejścia wiązki do wody a punktem wyjścia wiązki z wody, jeśli kąt padania wiązki wynosi 30°
Rozwiązanie. Zróbmy rysunek wyjaśniający
α jest kątem padania wiązki;
β jest kątem załamania wiązki w wodzie;
AC to odległość między punktem wejścia wiązki do wody a punktem wyjścia wiązki z wody.
Zgodnie z prawem załamania światła
sinβ = | sinα | (3) |
n 2 |
Rozważ prostokątny ΔADB. W tym AD = h, to DВ = AD
tgβ = h tgβ = h | sinα | = h | sinβ | = h | sinα | (4) |
cosβ |
Otrzymujemy następujące wyrażenie:
AC = 2 DB = 2 h | sinα | (5) |
Zastąp wartości liczbowe w otrzymanej formule (5)
Odpowiadać. 1,63 m²
W ramach przygotowań do egzaminu zapraszamy do zapoznania się z program pracy z fizyki dla klas 7-9 do linii materiałów dydaktycznych Peryshkina A.V. oraz program roboczy poziomu pogłębionego dla klas 10-11 do TMC Myakisheva G.Ya. Programy są dostępne do przeglądania i bezpłatnego pobierania dla wszystkich zarejestrowanych użytkowników.
STOSUJ 2017. Fizyka. Typowy zadania testowe. 25 opcji pracy. Lukasheva E.V., Chistyakova N.I.
M.: 2017 - 280 pkt.
Typowe zadania testowe z fizyki zawierają 25 opcji dla zestawów zadań, zestawionych z uwzględnieniem wszystkich cech i wymagań Unified State Exam w 2017 roku. Celem podręcznika jest przekazanie Czytelnikom informacji o budowie i zawartości kontrolnych materiałów pomiarowych w 2017 roku w fizyce, a także o stopniu trudności zadań. Zbiór zawiera odpowiedzi na wszystkie warianty testów, a także rozwiązania najtrudniejszych problemów we wszystkich 25 wariantach. Dodatkowo podano przykłady form stosowanych na egzaminie. Zespół autorów jest członkami federalnej komisji przedmiotowej Unified State Examination w fizyce. Podręcznik skierowany jest do nauczycieli przygotowujących uczniów do egzaminu z fizyki, a licealistów do samokształcenia i samokontroli.
Format: pdf
Rozmiar: 9,5 MB
Obejrzyj, pobierz: dysk.google
ZAWARTOŚĆ
Instrukcja pracy 5
OPCJA 1 10
Część 1 10
Część 2 16
OPCJA 2 18
Część 1 18
Część 2 24
OPCJA 3 26
Część 1 26
Część 2 32
OPCJA 4 34
Część 1 34
Część 2 40
OPCJA 5 42
Część 1 42
Część 2 48
OPCJA 6 51
Część 1 51
Część 2 58
OPCJA 7 60
Część 1 60
Część 2 66
OPCJA 8 68
Część 1 68
Część 2 74
OPCJA 9 76
Część 1 76
Część 2 82
OPCJA 10 85
Część 1 85
Część 2 91
OPCJA 11 93
Część 1 93
Część 2 99
OPCJA 12 102
Część 1 102
Część 2 108
OPCJA 13 111
Część 1 111
Część 2 118
OPCJA 14 120
Część 1 120
Część 2 126
OPCJA 15 128
Część 1 128
Część 2 134
OPCJA 16 137
Część 1 137
Część 2 143
OPCJA 17 .146
Część 1 146
Część 2 151
OPCJA 18 154
Część 1 154
Część 2 159
OPCJA 19 162
Część 1 162
Część 2 168
OPCJA 20 170
Część 1 170
Część 2 176
OPCJA 21 178
Część 1 178
Część 2 185
OPCJA 22 187
Część 1 187
Część 2 193
OPCJA 23 196
Część 1 196
Część 2 203
OPCJA 24 205
Część 1 205
Część 2 212
OPCJA 25 214
Część 1 214
Część 2 220
ODPOWIEDZI. SYSTEM OCENY PRACY EGZAMINACYJNEJ Z FIZYKI 223
- Normy i wycinek dostaw gazu Jaki gazociąg dla budynków mieszkalnych
- Siły Zbrojne Federacji Rosyjskiej: mieszkańcy budynku mieszkalnego nie są uprawnieni do korzystania z parkingu dla gości na dziedzińcu domu do stałego parkowania swoich samochodów
- Zaawansowane szkolenia z mieszkalnictwa i usług komunalnych Kursy z mieszkalnictwa i usług komunalnych
- Przedstawmy dziecku ubrania po angielsku