Решу егэ физика 11934

Тело движется прямолинейно вдоль оси x. На графике представлена зависимость координаты тела от времени. В какой момент времени модуль перемещения относительно исходной точки имел максимальное значение? (Ответ дайте в секундах.)

На поверхности моря покоится катер. Непосредственно под ним на глубине 50 м работает водолаз, который в некоторый момент ударяет молотком по металлической детали. Сидящий на катере гидроакустик слышит два звука от удара с интервалом времени между ними 1 с. Скорость звука в воде 1400 м/с. Чему равна глубина моря в этом месте? Ответ дайте в метрах.

Материальная точка движется в поле силы тяжести по траектории, изображённой на рисунке, в направлении от точки А к точке D. Траектория лежит в вертикальной плоскости (ось OX горизонтальна, ось OY вертикальна). Модуль скорости точки постоянен.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1)  В положениях B и D проекции вектора скорости точки на ось OY имеют противоположные знаки.

2)  В положении A потенциальная энергия точки меньше, чем в положениях B, C и D.

3)  В положении A кинетическая энергия точки меньше, чем в положениях B, C и D.

4)  Кинетическая энергия точки в положении D больше, чем в положении C.

5)  В положении C модуль ускорения точки больше, чем в положении A.

Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия пружины, кинетическая энергия груза, его потенциальная энергия в поле тяжести, когда груз движется вверх от положения равновесия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)  увеличивается

2)  уменьшается

3)  не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Шарик, надетый на гладкую горизонтальную спицу, прикреплён к концам двух невесомых пружин. Другие концы пружин прикреплены к неподвижным вертикальным стенкам так, что шарик может двигаться без трения вдоль горизонтальной спицы. В положении равновесия пружины не деформированы. В первом случае масса шарика m, жёсткость каждой пружины k; во втором случае масса шарика 2m, жёсткость каждой пружины Установите соответствие между рисунками, изображающими колебательную систему, и формулами для частоты её колебаний.

Конечная температура газа в некотором процессе  — 373 °C. В ходе этого процесса объём идеального газа увеличился в 2 раза, а давление не изменилось. Какова была начальная абсолютная температура газа в кельвинах?

Какую массу воды необходимо испарить в закрытом помещении объёмом 30 м³ при температуре +25 °C для того, чтобы относительная влажность возросла на 20%? Давление насыщенных паров воды при указанной температуре равно 3,17 кПа. Ответ выразите в граммах и округлите до целого числа. Считайте, что начальная влажность воздуха меньше 80%.

Внутренняя энергия одного моля газообразного метана в 2,5 раза больше внутренней энергии такого же количества идеального одноатомного газа при той же температуре. Какое количество теплоты необходимо затратить для того, чтобы изобарически нагреть 0,1 моля газообразного метана на 100 К? Ответ дайте в джоулях и округлите до целого числа.

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент времени в левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой  — 40 г аргона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул аргона. Температура газов одинаковая и остаётся постоянной. Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

1)  Концентрация гелия в правой части сосуда в 2 раза меньше, чем аргона.

2)  Отношение давления газов в правой части сосуда к давлению газа в левой части равно 1,5.

3)  В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.

4)  Внутренняя энергия гелия и аргона одинакова.

5)  В результате установления равновесия давление в правой части сосуда увеличилось в 3 раза.

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится 0,2 моля гелия. Из сосуда выпускают половину газа и накачивают в сосуд взамен 0,1 моля аргона, поддерживая температуру неизменной.

Определите, как в результате этого изменяются следующие физические величины: давление в сосуде, удельная теплоёмкость содержимого сосуда. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)  увеличивается

2)  уменьшается

3)  не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Если к незаряженному металлическому шару поднести, не касаясь, точечный положительный заряд, то на стороне шара, ближайшей к заряду, появится отрицательный заряд. Как называется это явление (электризация, электростатическая индукция, электромагнитная индукция, поляризация)? Ответ запишите словами.

По проволочной рамке течёт постоянный электрический ток силой 2 А, который создаёт вокруг рамки магнитное поле. Поток вектора магнитной индукции этого поля через контур, ограниченный данной рамкой, равен 0,006 Вб. Чему равна индуктивность этой рамки? Ответ дайте в миллигенри.

В плоском зеркале 3 наблюдается изображение стрелки С, глаз находится в точке Г. На сколько клеток нужно сместить глаз по вертикали, чтобы полностью увидеть изображение стрелки. (Смещение считайте положительным при движении вверх и отрицательным при движении вниз.)

Металлическое кольцо, обладающее электрическим сопротивлением, находится в однородном магнитном поле. Линии индукции этого поля перпендикулярны плоскости кольца, а величина магнитной индукции изменяется по гармоническому закону с частотой ω. Индуктивность кольца пренебрежимо мала.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1)  В кольце протекает переменный электрический ток.

2)  Сила натяжения проволоки, из которой изготовлено кольцо, изменяется по гармоническому закону с частотой 2ω.

3)  Амплитуда протекающего в кольце электрического тока не зависит от частоты ω.

4)  Амплитуда ЭДС индукции, действующая в кольце, пропорциональна частоте ω.

5)  Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, пропорциональна частоте ω.

Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью –частица, радиус её орбиты, её энергия и модуль силы Лоренца по сравнению с протоном должны:

1)  увеличиться

2)  уменьшиться

3)  не измениться

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Пучок медленных электронов массой m с зарядом e разгоняется в электронно-лучевой трубке, проходя большую ускоряющую разность потенциалов U. Концентрация электронов в пучке после ускорения равна n, площадь поперечного сечения пучка S. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры.

Реакция деления ядра урана тепловыми нейтронами описывается уравнением:

Определите минимальное число нейтронов x, вступающих в реакцию, и число нейтронов y, образующихся в качестве продуктов этой реакции. Ответ дайте в виде двух чисел, записав каждое в соответствующий столбец таблицы.

В первом опыте по изучению фотоэффекта металлическую пластинку освещают белым светом через синий светофильтр (пропускает только синий цвет), а во втором  — через зеленый (пропускает только зеленый цвет). Как изменяются следующие величины при переходе от первого опыта ко второму?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1.  увеличилась

2.  уменьшилась

3.  не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.

Запишите в ответе их номера.

1)  Тело движется ускоренно под действием силы трения покоя, сообщаемое этой силой ускорение сонаправлено силе трения покоя.

2)  Для конденсации жидкости ей необходимо сообщить некоторое количество теплоты.

3)  При размыкании цепи, содержавшей катушку с железным сердечником, по которой шёл постоянный ток, наблюдается явление самоиндукции.

4)  Просветление линз и объективов базируется на законах геометрической оптики.

5)  Фотоны обладают ненулевой массой и могут двигаться в вакууме со скоростями, меньшими или равными 300 000 км/с.

Даны следующие зависимости величин:

А)  Зависимость силы трения скольжения от силы нормального давления;

Б)  Зависимость сопротивления проводника от площади поперечного сечения;

В)  Зависимость давления идеального газа от температуры при изохорном процессе.

Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1−5. Для каждой зависимости А−В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

Последовательно с резистором, сопротивление которого равно 15 Ом и известно с высокой точностью, включён амперметр (см. рис.). Чему равно напряжение на этом резисторе, если абсолютная погрешность амперметра равна половине цены его деления? В ответе запишите значение и погрешность слитно без пробела.

Необходимо экспериментально изучить зависимость силы электрического тока, текущего в неразветвлённой цепи, от сопротивления резистора, входящего в состав этой цепи. Какие две схемы электрической цепи следует использовать для проведения такого исследования?

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 12 °C. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице:

	7	9	11	12	13	14	15	16	19	21	23	25	27	29	40	60
	10	11	13	14	15	16	17	18	22	25	28	32	36	40	74	200
	7,7	8,8	10,0	10,7	11,4	12,11	12,8	13,6	16,3	18,4	20,6	23,0	25,8	28,7	51,2	130,5

Подвешенный на нити грузик совершает гармонические колебания. В таблице представлены координаты грузика через одинаковые промежутки времени. Какова, примерно, максимальная скорость грузика? Ответ укажите в метрах в секунду с точностью до двух знаков после запятой.

В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60% при постоянной температуре 100 °C. В начальном состоянии его давление составляет Определите, во сколько k раз нужно уменьшить объём в сосуде, чтобы давление возросло в 3 раза?

Сетка из одинаковых резисторов присоединена к идеальной батарейке с ЭДС E (см. рис.). Какое напряжение U покажет идеальный вольтметр, подключённый между точками А и В сетки?

На гладкой горизонтальной плоскости лежат два груза массами и соединённые невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через два неподвижных (А и В) и один подвижный (О) невесомые блоки, как показано на рисунке. Оси блоков горизонтальны, трения в осях блоков нет. К оси О подвижного блока приложена направленная вертикально вниз сила F = 4 Н. Найдите ускорение этой оси. Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на грузы и блок.

Какие законы Вы используете для описания движения брусков? Обоснуйте их применение.

Дано:

$x=2t+0.5t^2$

$a-?$

Решение:

Запишем уравнение движения в общем виде и сравнив с имеющимся: $x=2t+0.5t^2; x=υ_0t+{at^2}/{2}$, тогда ${at^2}/{2}=0.5t^2; a=0.5·2$ или $a=1м/с^2$.

Дано:

$υ_1=60$км/ч

$S_1={1}/{4}S$

$S_2={3S}/{4}$

$υ_{ср}=40$км/ч

$υ_2-?$

Решение:

Средняя скорость определяется выражением: $υ_{ср}={S_{общ}}/{t_{общ}}$(1), где $S_{общ}=S_1+S_2={S}/{4}+{3S}/{4}={4S}/{4}=S$(2), $t_{общ}=t_1+t_2={S_1}/{υ_1}+{S_2}/{υ_2}={S}/{4υ_1}+{3S}/{4υ_2}={Sυ_2+3Sυ_1}/{4υ_1υ_2}$(3).

Подставим выражения (2) и (3) в (1), получим: $υ_{ср}={S}/{1}:{S(3υ_1+υ_2)}/{4υ_1υ_2}={S}/{1}·{4υ_1υ_2}/{S(3υ_1+υ_2)}={4υ_1υ_2}/{(3υ_1+υ_2)}$(4). Из (4) выразим скорость $υ_2$: $υ_{ср}(3υ_1+υ_2)=4υ_1υ_2⇒3υ_1υ_{ср}+υ_{ср}υ_2=4υ_1υ_2⇒4υ_1υ_2-υ_{ср}υ_2=3υ_1υ_{ср}⇒υ_2(4υ_1-υ_{ср})=3υ_1υ_{ср}⇒υ_2={3υ_1υ_{ср}}/{(4υ_1-υ_{ср})}$(5). Подставим числовые значения в (5): $υ_2={3·60·40}/{4·60-40}={7200}/{200}=36км/ч$.

Дано:

$m=50$кг

$g=10м/с^2$

$l=5$м

$υ=6$м/c

$N-?$

Решение:

При прохождении качелями среднего положения второй закон Ньютона в проекции на вертикальное направление иммет вид: $ma=N-mg$(1), здесь $a$ — ускорение гимнастики, совпадающее с центростремительным, $m$ — масса гимнастики, $N$ — сила реакции опоры (сиденья), равная по модулю, согласно третьему закону Ньютона, силе, с которой мальчик давит на сиденье. Так как центростремительное ускорение равно $a_{ц.с.}={υ^2}/{l}$(2), то сила, действующая на сиденье, равна: $N=ma+mg=m(a+g)=m({υ^2}/{l}+g)$(3). Подставим числовые значения в (3): $N=50·({36}/{5}+10)=50·17=860H$.

Дано:

$υ_1=3$м/с

$υ_2=4$м/с

$υ_{отн}-?$

Решение:

Вектор относительной скорости $υ_{отн}$ есть разность векторов скоростей двух точек. По правилу вычитания векторов, вектор относительной скорости будет ижти от конца вектора скорости одной точки к концу векторая скорости другой точки. Так как скорости точек направлены перпендикулярно, длина вектора относительной скорости является гипотенузой прямоугольного треугольника и находится по теореме Пифагора: $υ_{отн}=√{υ_1^2+υ_2^2}=√{(3)^2+(4)^2}=√{9+16}=√{25}=5$м/с.

Дано:

$m=15·10^3$кг

$a=0.7м/с^2$

$μ=0.03$

$F_{тяги}-?$

Решение:

На автомобиль действуют силы: тяги, трения, тяжести и силы реакции опоры. Запишем второй закон Ньютона: $ma↖{→}={F_{тяги}}↖{→}+{F_{тр}}↖{→}+mg↖{→}+N↖{→}$(1).

В проекциях на оси координат имеем: $Ox:ma=F_{тяги}-F_{тр}$(2), откуда $F_{тяги}=ma+F_{тр}$(3). $Oy:O=N-mg$(4), откуда $N=mg$(5). Учитывая, что сила трения $F_{тр}=μN$, то с учетом (5) получим: $F_{тр}=μmg$(6). Подставим (6) в (3) и найдем $F_{тяги}:F_{тяги}=ma+μmg=m(a+μg)$(7), где $g≈10м/с^2$ — ускорение свободного падения.

Подставим числовые значения в (7), получим: $F_{тяги}=15·10^3·(0.7+0.03·10)=15·10^3·(0.7+0.3)=15·10^3·1=15·10^3=15$кН.

Дано:

$R=1$м

$α=90°$

$T=3.14$c

$∆υ-?$

Решение:

Изменение вектора скорости при перемещении тела на угол $90°$ равно по теореме Пифагора: $∆υ=√{υ^2+υ^2}=√{2υ^2}=√{2}υ$(1).

Найдем величину скорости $υ$: $υ={S}/{t}={2πR}/{T}={3.14·2·1}/{3.14}=2$м/с(2).

Подставим числовые значения в (1), получим: $∆υ=√2·υ=1.41·2=2.82=2.8$м/с.

Дано:

$x=3-2t$

$υ_х-?$

Решение:

Известно, что $υ_x=x'(t)$, тогда $x'(t)=-2·1=-2$.

Дано:

$υ=3$м/с

$t=4$c

$υ_к-?$

Решение:

На тело действует сила тяжести и ускорение свободного падения $g=const=10м/с^2$

$g={υ_к-(-υ_0)}/{t}$, т.к. ускорение $g$ и $υ_0$ разнонаправлены. $υ_к=gt-υ_0=10·4-3=37$м/с.

Дано:

$t=10$c

$x=3-2t+t^2$

$x_0=3$

$r-?$

Решение:

$x=-20+100=80+3=83$

$r=x-x_0=83-3=80$м, т.к. изначально тело уже прошло 3м.

Дано:

$R_n={R_3}/{2}$

$M_n-?$

$g_n=g_3$

$M_3=6·10^{24}$м

Решение:

${tableg_n=G{M_n}/{R_r^2}; g_3=G{M_3}/{R_3^2};$ ${M_n}/{R_n^2}={M_3}/{R_3^2}; M_n=M_3·{R_n^2}/{R_3^2}=6·10^{24}·{1}/{4}=1.5·10^{24}$кг

Дано:

$R={1.5}{π}$

Решение:

Точка делает 2 полных оборота и возвращается в начальную точку, ее перемещение равно 0.

Дано:

$M_n={M_3}/{4}$

$R_n-?$

$g_n=g_3$

$R_3=6.4·10^6$м

Решение:

${tableg_n=G{M_n}/{R_n^2}; g_3=G{M_3}/{R_3^2};$ ${M_n}/{M_3}={R_n^2}/{R_3^2}; {1}/{2}={R_n}/{R_3}$

$R_n=3200$км

Дано:

$g_n-?$

$T_n=1.41$с

$T_3=1c$

Решение:

${tableT_n=2π√{{l}/{g_n}}; T_3=2π√{{l}/{g_3}};$ ${T_n}/{T_3}=√{{g_3}/{g_n}}; {1.41^2}/{1}={10}/{g_n}$

$g_n=5м/с^2$

Дано:

$m=0.8$кг

$υ=5$м/с

$F_{тяж}-?$

Решение:

Модуль силы тяжести, равна: $m·g=0.8·10=8H$

Дано:

$R_n=R_3$

${ρ_3}/{2}=ρ_n$

$ρ_n-?$

Решение:

${tableg^3=G{M_3}/{r^2}; g_n=G{M_n}/{r_n^2};$

а $V={4}/{3}π·R^3$, то и $V_n=V_3$.

${g_3}/{g_n}={ρ_3·V_3·r_n^2}/{ρ_n·V_n·r_3^2}⇒g_3=2·g_n; g_n=5м/с^2$.

Дано:

$m_1=0.4$кг

$m_2=0.3$кг

$x_1=10^{-1}$ м=10 см

$x_2-?$

Решение:

${tablem_1g=kx_1; m_2g=kx_2;$ $⇒x_2={m_2g}/{m_1g}·x_1={0.3}/{0.4}·10см=7.5$

Дано:

$А=2·H$

$∆x=4·10^{-2}$

$K-?$

Решение:

По закону Гука $K={F}/{∆x}={2}/{4·10^{-2}}=50Н/м$.

Дано:

${L}/{|S↖{→}|}-?$

$t={T}/{2}$

Решение:

1) За полпериода тело проходит половину окружности, поэтому пройденный путь равен половине дуги окружности: $L=π·R$
2) Модуль перемещения равен длине прямой, соединяющей начальную и конечную точки: $|S↖{→}|=2·R$

3) ${L}/{|S↖{→}|}={π·R}/{2·R}=1.57$

Дано:

$m=2$кг

$α=30°$

$μ=0.7$

Найти:$F_{тр}-?$

Решение:

Запишем 2-й закон Ньютона для тела: $ma↖{→}=mg↖{→}+N↖{→}+F_{тр}↖{→}=0$ (т.к. брусок покоится)

Направим ось х параллельно плоскости. 2-й закон Ньютона в проекции на ось х: $mg·sinα-F_{тр}=0⇒$

$F_{тр}=mgsinα=2·10·{1}/{2}=10Н$

Внимание! Многие при решении этой задачи используют неверную формулу $F_{тр}=μmgcosα$ — эта формула не может быть использована в этой задаче, потому что она описывает максимальную(!) силу трения покоя или силу трения скольжения. А в данной задаче тело покоится под действием силы трения, поэтому применять нужно формулы, указанные выше в решении.