Решу егэ физика 8104

Задача

Найдите скорость поезда, зная, что он проходит мимо светофора за 7 секунд и тратит 25 секунд, чтобы проехать с той же скоростью мимо платформы длиной 378 метров. Ответ дайте в км/ч.

Лебедева Алевтина Сергеевна, учитель физики, стаж работы 27 лет. Почетная грамота Министерства образования Московской области (2013 год), Благодарность Главы Воскресенского муниципального района (2015 год), Грамота Президента Ассоциации учителей математики и физики Московской области (2015 год).

---

В работе представлены задания разных уровней сложности: базового, повышенного и высокого. Задания базового уровня, это простые задания, проверяющие усвоение наиболее важных физических понятий, моделей, явлений и законов. Задания  повышенного уровня  направлены на проверку умения  использовать понятия и законы физики для анализа различных процессов и явлений, а также умения решать задачи на применение одного-двух законов (формул) по какой-либо из тем школьного курса физики. В работе 4 задания части 2 являются заданиями высокого уровня сложности и проверяют умение использовать законы и теории физики в измененной или новой ситуации. Выполнение таких заданий требует применения знаний сразу из двух трех разделов физики, т.е. высокого уровня подготовки. Данный вариант полностью соответствует демонстрационному варианту ЕГЭ 2017 года, задания взяты из открытого банка заданий ЕГЭ.

Задание 1. На рисунке представлен график зависимости модуля скорости от времени t. Определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 0 до 30 с.

Решение. Путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 0 до 30 с проще всего определить как площадь трапеции, основаниями которой являются интервалы времени (30 – 0) = 30 c и (30 – 10) = 20 с, а высотой является скорость v = 10 м/с, т.е.

S =	(30 + 20) с	10 м/с = 250 м.
2

Ответ. 250 м.

Задание 2. Груз массой 100 кг поднимают вертикально вверх с помощью троса. На рисунке приведена зависимость проекции скорости V груза на ось, направленную вверх, от времени t. Определите модуль силы натяжения троса в течение подъема.

Рис. 1

Рис. 2

Решение. По графику зависимости проекции скорости v груза на ось, направленную вертикально вверх, от времени t, можно определить проекцию ускорения груза

a =	∆v	=	(8 – 2) м/с	= 2 м/с2.
∆t	3 с

На груз действуют: сила тяжести , направленная вертикально вниз и сила натяжения троса , направленная вдоль троса вертикально вверх смотри рис. 2. Запишем основное уравнение динамики. Воспользуемся вторым законом Ньютона. Геометрическая сумма сил действующих на тело равна произведению массы тела на сообщаемое ему ускорение.

 +  =  (1)

Запишем уравнение для проекции векторов в системе отсчета, связанной с землей, ось OY направим вверх. Проекция силы натяжения положительная, так как направление силы совпадает с направлением оси OY, проекция силы тяжести отрицательная, так как вектор силы противоположно направлен оси OY, проекция вектора ускорения тоже положительная, так тело движется с ускорением вверх. Имеем

T – mg = ma (2);

из формулы (2) модуль силы натяжения

Т = m(g + a) = 100 кг (10 + 2) м/с² = 1200 Н.

Ответ. 1200 Н.

Задание 3. Тело тащат по шероховатой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью  модуль которой равен 1, 5 м/с, прикладывая к нему силу  так, как показано на рисунке (1). При этом модуль действующей на тело силы трения скольжения равен 16 Н. Чему равна мощность, развиваемая силой F?

Рис. 1

Рис. 2

Решение. Представим себе физический процесс, заданный в условии задачи и сделаем схематический чертеж с указанием всех сил, действующих на тело (рис.2). Запишем основное уравнение динамики.

 + _тр +  +  =  (1)

Выбрав систему отсчета, связанную с неподвижной поверхностью, запишем уравнения для проекции векторов на выбранные координатные оси. По условию задачи тело движется равномерно, так как его скорость постоянна и равна 1,5 м/с. Это значит, ускорение тела равно нулю. По горизонтали на тело действуют две силы: сила трения скольжения _тр. и сила , с которой тело тащат. Проекция силы трения отрицательная, так как вектор силы не совпадает с направлением оси Х. Проекция силы F положительная. Напоминаем, для нахождения проекции опускаем перпендикуляр из начала и конца вектора на выбранную ось. С учетом этого имеем: F cosα – F_тр = 0; (1) выразим проекцию силы F, это Fcosα = F_тр = 16 Н; (2) тогда мощность, развиваемая силой , будет равна N = Fcosα V (3) Сделаем замену, учитывая уравнение (2), и подставим соответствующие данные в уравнение (3):

N = 16 Н · 1,5 м/с = 24 Вт.

Ответ. 24 Вт.

Задание 4. Груз, закрепленный на легкой пружине жесткостью 200 Н/м, совершает вертикальные колебания. На рисунке представлен график зависимости смещения x груза от времени t. Определите, чему равна масса груза. Ответ округлите до целого числа.

Решение. Груз на пружине совершает вертикальные колебания. По графику зависимости смещения груза х от времени t, определим период колебаний груза. Период колебаний равен Т = 4 с; из формулы Т = 2π выразим массу m груза.

=	T	;	m	=	T2	; m = k	T2	; m = 200 H/м	(4 с)2	= 81,14 кг ≈ 81 кг.
2π	k	4π2	4π2	39,438

Ответ: 81 кг.

Задание 5. На рисунке показана система из двух легких блоков и невесомого троса, с помощью которого можно удерживать в равновесии или поднимать груз массой 10 кг. Трение пренебрежимо мало. На основании анализа приведенного рисунка выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера.

1. Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец веревки с силой 100 Н.
2. Изображенная на рисунке система блоков не дает выигрыша в силе.
3. Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок веревки длиной 3h.
4. Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок веревки длиной 2h.
5. Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец веревки с силой 50 Н.

Решение. В данной задаче необходимо вспомнить простые механизмы, а именно блоки: подвижный и неподвижный блок. Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза, при этом участок веревки нужно вытянуть в два раза длиннее, а неподвижный блок используют для перенаправления силы. В работе простые механизмы выигрыша не дают. После анализа задачи сразу выбираем нужные утверждения:

1. Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок веревки длиной 2h.
2. Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец веревки с силой 50 Н. 

Ответ. 45.

Задание 6. В сосуд с водой полностью погружен алюминиевый груз, закрепленный на невесомой и нерастяжимой нити. Груз не касается стенок и дна сосуда. Затем в такой же сосуд с водой погружают железный груз, масса которого равна массе алюминиевого груза. Как в результате этого изменятся модуль силы натяжения нити и модуль действующей на груз силы тяжести?

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.

Модуль силы натяжения нити	Модуль действующей на груз силы тяжести

---

Рис. 1

Решение. Анализируем условие задачи и выделяем те параметры, которые не меняются в ходе исследования: это масса тела и жидкость, в которую погружают тело на нити. После этого лучше выполнить схематический рисунок и указать действующие на груз силы: сила натяжения нити F_упр, направленная вдоль нити вверх; сила тяжести , направленная вертикально вниз; архимедова сила _a, действующая со стороны жидкости на погруженное тело и направленная вверх. По условию задачи масса грузов одинакова, следовательно, модуль действующей на груз силы тяжести не меняется. Так как плотность грузов разная, то объем тоже будет разный

Плотность железа 7800 кг/м³, а алюминиевого груза 2700 кг/м³. Следовательно, V_ж < V_a. Тело в равновесии, равнодействующая всех сил, действующих на тело равна нулю. Направим координатную ось OY вверх. Основное уравнение динамики с учетом проекции сил запишем в виде F_упр + F_a – mg = 0; (1) Выразим силу натяжения F_упр = mg – F_a (2); архимедова сила зависит от плотности жидкости и объема погруженной части тела F_a = ρgV п.ч.т. (3); Плотность жидкости не меняется, а объем тела из железа меньше V_ж < V_a, поэтому архимедова сила, действующая на железный груз будет меньше. Делаем вывод о модуле силы натяжения нити, работая с уравнение (2), он возрастет.

Ответ. 13.

Задание 7. Брусок массой m соскальзывает с закрепленной шероховатой наклонной плоскости с углом α при основании. Модуль ускорения бруска равен a, модуль скорости бруска возрастает. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, при помощи которых их можно вычислить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА	ФОРМУЛА
А) Модуль силы реакции, действующей на брусок со стороны наклонной плоскости	1) mg
Б) Коэффициент трения бруска о наклонную плоскость	3) mg cosα

Решение. Данная задача требует применение законов Ньютона. Рекомендуем сделать схематический чертеж; указать все кинематические характеристики движения. Если возможно, изобразить вектор ускорения и векторы всех сил, приложенных к движущемуся телу; помнить, что силы, действующие на тело, – результат взаимодействия с другими телами. Затем записать основное уравнение динамики. Выбрать систему отсчета и записать полученное уравнение для проекции векторов сил и ускорений;

Следуя предложенному алгоритму, сделаем схематический чертеж (рис. 1). На рисунке изображены силы, приложенные к центру тяжести бруска, и координатные оси системы отсчета, связанной с поверхностью наклонной плоскости. Так как все силы постоянны, то движение бруска будет равнопеременным с увеличивающейся скоростью, т.е. вектор ускорения направлен в сторону движения. Выберем направление осей как указано на рисунке. Запишем проекции сил, на выбранные оси.

Рис. 1

Запишем основное уравнение динамики:

 + _тр +  =  (1)

Запишем данное уравнение (1) для проекции сил и ускорения.

На ось OY: проекция силы реакции опоры положительная, так как вектор совпадает с направлением оси OY N_y = N; проекция силы трения равна нулю так как вектор перпендикулярен оси; проекция силы тяжести будет отрицательная и равная mg_y = –mgcosα; проекция вектора ускорения a_y = 0, так как вектор ускорения перпендикулярен оси. Имеем N – mgcosα = 0 (2) из уравнения выразим силу реакции действующей на брусок, со стороны наклонной плоскости. N = mgcosα (3). Запишем проекции на ось OX.

На ось OX: проекция силы N равна нулю, так как вектор перпендикулярен оси ОХ; Проекция силы трения отрицательная (вектор направлен в противоположную сторону относительно выбранной оси); проекция силы тяжести положительная и равна mg_x = mgsinα (4) из прямоугольного треугольника. Проекция ускорения положительная a_x = a; Тогда уравнение (1) запишем с учетом проекции mgsinα – F_тр = ma (5); F_тр = m(gsinα – a) (6); Помним, что сила трения пропорциональна силе нормального давления N.

По определению F_тр = μN (7), выразим коэффициент трения бруска о наклонную плоскость.

μ =	Fтр	=	m(gsinα – a)	= tgα –	a	(8).
N	mgcosα	gcosα

Выбираем соответствующие позиции для каждой буквы.

Ответ. A – 3; Б – 2.

Задание 8. Газообразный кислород находится в сосуде объемом 33,2 литра. Давление газа 150 кПа, его температура 127° С. Определите массу газа в этом сосуде. Ответ выразите в граммах и округлите до целого числа.

Решение. Важно обратить внимание на перевод единиц в систему СИ. Температуру переводим в Кельвины T = t°С + 273, объем V = 33,2 л = 33,2 · 10^–3 м³; Давление переводим P = 150 кПа = 150 000 Па. Используя уравнение состояния идеального газа

PV =	m	RT, (уравнение Менделеева –Клапейрона)
μ

выразим массу газа.

и подставим числовые значения в полученное уравнение.

m =	1,5 · 105 ·33,2 · 10–3 · 32 · 10–3	= 0,0479 кг = 47,9 г ≈ 48 г
8,31 · 400

Обязательно обращаем внимание, в каких единица просят записать ответ. Это очень важно.

Ответ. 48 г.

Задание 9. Идеальный одноатомный газ в количестве 0,025 моль адиабатически расширился. При этом его температура понизилась с +103°С до +23°С. Какую работу совершил газ? Ответ выразите в Джоулях и округлите до целого числа.

Решение. Во-первых, газ одноатомный число степеней свободы i = 3, во-вторых, газ расширяется адиабатически – это значит без теплообмена Q = 0. Газ совершает работу за счет уменьшения внутренней энергии. С учетом этого, первый закон термодинамики запишем в виде 0 = ∆U + A_г; (1) выразим работу газа A_г = –∆U (2); Изменение внутренней энергии для одноатомного газа запишем как

Проведем вычисления подставив (3) в (2). Не забываем перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины.

Aг = –	3	0,025 · 8,31 · (–80) = 24,93 (Дж) ≈ 25Дж
2

Ответ. 25 Дж.

Задание 10. Относительная влажность порции воздуха при некоторой температуре равна 10 %. Во сколько раз следует изменить давление этой порции воздуха для того, чтобы при неизменной температуре его относительная влажность увеличилась на 25 %?

Решение. Вопросы, связанные с насыщенным паром и влажностью воздуха, чаще всего вызывают затруднения у школьников. Воспользуемся формулой для расчета относительной влажности воздуха

φ =	Pв.п.	· 100 % (1);
Pн.п.

По условию задачи температура не изменяется, значит, давление насыщенного пара остается тем же. Запишем формулу (1) для двух состояний воздуха.

φ1 =	P1в.п.	· 100 % (2);
Pн.п.

и

φ2 =	P2в.п.	· 100 % (3);
Pн.п.

φ₁ = 10 % ; φ₂ = 35 %

Выразим давления воздуха из формул (2), (3) и найдем отношение давлений.

P2	=	φ2	=	35	= 3,5
P1	φ1	10

Ответ. Давление следует увеличить в 3,5 раза.

Задание 11. Горячее вещество в жидком состоянии медленно охлаждалось в плавильной печи с постоянной мощностью. В таблице приведены результаты измерений температуры вещества с течением времени.

Время, мин	0	5	10	15	20	25	30	35
Температура, °С	250	242	234	232	232	232	230	216

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведенных измерений и укажите их номера.

1. Температура плавления вещества в данных условиях равна 232°С.
2.  Через 20 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии.
3. Теплоемкость вещества в жидком и твердом состоянии одинакова.
4. Через 30 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии.
5. Процесс кристаллизации вещества занял более 25 минут.

Решение. Так как вещество охлаждалось, то его внутренняя энергия уменьшалась. Результаты измерения температуры, позволяют определить температуру, при которой вещество начинает кристаллизоваться. Пока вещество переходит из жидкого состояния в твердое, температура не меняется. Зная, что температура плавления и температура кристаллизации одинаковы, выбираем утверждение:

1. Tемпература плавления вещества в данных условиях равна 232°С.

Второе верное утверждение это:

4. Через 30 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии. Так как температура в этот момент времени, уже ниже температуры кристаллизации.

Ответ. 14.

Задание 12. В изолированной системе тело А имеет температуру +40°С, а тело Б температуру +65°С. Эти тела привели в тепловой контакт друг с другом. Через некоторое время наступило тепловое равновесие. Как в результате изменилась температура тела Б и суммарная внутренняя энергия тела А и Б?

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.

Температура тела Б	Суммарная внутренняя энергия тел А и Б

Решение. Если в изолированной системе тел не происходит никаких превращений энергии кроме теплообмена, то количество теплоты, отданное телами, внутренняя энергия которых уменьшается, равно количеству теплоты, полученному телами, внутренняя энергия которых увеличивается. (По закону сохранения энергии.) При этом суммарная внутренняя энергия системы не меняется. Задачи такого типа решаются на основании уравнения теплового баланса.

∆U = ∑	n	∆Ui = 0 (1);
i = 1

где ∆U – изменение внутренней энергии.

В нашем случае в результате теплообмена внутренняя энергия тела Б уменьшается, а значит уменьшается температура этого тела. Внутренняя энергия тела А увеличивается, так как тело получило количество теплоты от тела Б, то температура его увеличится. Суммарная внутренняя энергия тел А и Б не изменяется.

Ответ. 23.

Задание 13. Протон p, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет скорость , перпендикулярную вектору индукции  магнитного поля, как показано на рисунке. Куда направлена действующая на протон сила Лоренца относительно рисунка (вверх, к наблюдателю, от наблюдателя, вниз, влево, вправо)

Решение. На заряженную частицу магнитное поле действует с силой Лоренца. Для того чтобы определить направление этой силы, важно помнить мнемоническое правило левой руки, не забывать учитывать заряд частицы. Четыре пальца левой руки направляем по вектору скорости, для положительно заряженной частицы, вектор  должен перпендикулярно входить в ладонь, большой палец отставленный на 90° показывает направление действующей на частицу силы Лоренца. В результате имеем, что вектор силы Лоренца направлен от наблюдателя относительно рисунка.

Ответ. от наблюдателя.

Задание 14. Модуль напряженности электрического поля в плоском воздушном конденсаторе емкостью 50 мкФ равен 200 В/м. Расстояние между пластинами конденсатора 2 мм. Чему равен заряд конденсатора? Ответ запишите в мкКл.

Решение. Переведем все единицы измерения в систему СИ. Емкость С = 50 мкФ = 50 · 10^–6 Ф, расстояние между пластинами d = 2 · 10^–3 м. В задаче говорится о плоском воздушном конденсаторе – устройстве для накопления электрического заряда и энергии электрического поля. Из формулы электрической емкости

выразим электрический заряд q = C · U (2). Используя связь напряженности электрического поля E и напряжения U, запишем формулу

где d – расстояние между пластинами.

Выразим напряжение U = E · d (4); Подставим (4) в (2) и рассчитаем заряд конденсатора.

q = C · Ed = 50 · 10^–6 · 200 · 0,002 = 20 мкКл

Обращаем внимание, в каких единицах нужно записать ответ. Получили в кулонах, а представляем в мкКл.

Ответ. 20 мкКл.

Задание 15.

Рис. 1

Ученик провел опыт по преломлению света, представленный на фотографии. Как изменяется при увеличении угла падения угол преломления света, распространяющегося в стекле, и показатель преломления стекла?

1. Увеличивается
2. Уменьшается
3. Не изменяется
4. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

Угол преломления	Показатель преломления стекла

Решение. В задачах такого плана вспоминаем, что такое преломление. Это изменение направления распространения волны при прохождении из одной среды в другую. Вызвано оно тем, что скорости распространения волн в этих средах различны. Разобравшись из какой среды в какую свет распространяется, запишем закона преломления в виде

где n₂ – абсолютный показатель преломления стекла, среда куда идет свет; n₁ – абсолютный показатель преломления первой среды, откуда свет идет. Для воздуха n₁ = 1. α – угол падения луча на поверхность стеклянного полуцилиндра, β – угол преломления луча в стекле. Причем, угол преломления будет меньше угла падения, так как стекло оптически более плотная среда – среда с большим показателем преломления. Скорость распространения света в стекле меньше. Обращаем внимание, что углы измеряем от перпендикуляра, восстановленного в точке падения луча. Если увеличивать угол падения, то и угол преломления будет расти. Показатель преломления стекла от этого меняться не будет.

Ответ.

Задание 16. Медная перемычка в момент времени t₀ = 0 начинает двигаться со скоростью 2 м/с по параллельным горизонтальным проводящим рельсам, к концам которых подсоединен резистор сопротивлением 10 Ом. Вся система находится в вертикальном однородном магнитном поле. Сопротивление перемычки и рельсов пренебрежимо мало, перемычка все время расположена перпендикулярно рельсам. Поток Ф вектора магнитной индукции через контур, образованный перемычкой, рельсами и резистором, изменяется с течением времени t так, как показано на графике.

Используя график, выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера.

1. К моменту времени t = 0,1 с изменение магнитного потока через контур равно 1 мВб.
2. Индукционный ток в перемычке в интервале от t = 0,1 с t = 0,3 с максимален.
3. Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, равен 10 мВ.
4. Сила индукционного тока, текущего в перемычке, равна 64 мА.
5. Для поддержания движения перемычки к ней прикладывают силу, проекция которой на направление рельсов равна 0,2 Н.

Решение. По графику зависимости потока вектора магнитной индукции через контур от времени определим участки, где поток Ф меняется, и где изменение потока равно нулю. Это позволит нам определить интервалы времени, в которые в контуре будет возникать индукционный ток. Верное утверждение:

1) К моменту времени t = 0,1 с изменение магнитного потока через контур равно 1 мВб ∆Ф = (1 – 0) · 10^–3 Вб; Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре определим используя закон ЭМИ

Ɛ =	–	∆Ф	=	–	1 ·10–3	= 0,01 В = 10 мВ
∆t	0,1

Ответ. 13.

Задание 17.

По графику зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой равна 1 мГн, определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 5 до 10 с. Ответ запишите в мкВ.

Решение. Переведем все величины в систему СИ, т.е. индуктивность 1 мГн переведем в Гн, получим 10^–3 Гн. Силу тока, показанной на рисунке в мА также будем переводить в А путем умножения на величину 10^–3.

Формула ЭДС самоиндукции имеет вид

где L – индуктивность цепи; ∆I – изменение тока; ∆t – интервал времени (при котором происходит изменение тока).

Модуль ЭДС самоиндукции будет иметь вид

при этом интервал времени дан по условию задачи

∆t = 10 c – 5 c = 5 c

секунд и по графику определяем интервал изменения тока за это время:

∆I = 30 · 10^–3 – 20 · 10^–3 = 10 · 10^–3 = 10^–2 A.

Подставляем числовые значения в формулу (2), получаем

|Ɛ| = 2 ·10^–6 В, или 2 мкВ.

Ответ. 2.

Задание 18. Две прозрачные плоскопараллельные пластинки плотно прижаты друг к другу. Из воздуха на поверхность первой пластинки падает луч света (см. рисунок). Известно, что показатель преломления верхней пластинки равен n₂ = 1,77. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА	ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ
А) Синус угла падения луча на границу 2-3 между пластинами	1) ≈ 0,698
	2) ≈ 0,433
Б) Угол преломления луча при переходе границы 3-1 ( в радианах)	3) ≈ 0,363
	4) ≈ 0,873

Решение. Для решения задач о преломлении света на границе раздела двух сред, в частности задач на прохождение света через плоскопараллельные пластинки можно рекомендовать следующий порядок решения: сделать чертеж с указанием хода лучей, идущих из одной среды в другую; в точке падения луча на границе раздела двух сред провести нормаль к поверхности, отметить углы падения и преломления. Особо обратить внимание на оптическую плотность рассматриваемых сред и помнить, что при переходе луча света из оптически менее плотной среды в оптически более плотную среду угол преломления будет меньше угла падения. На рисунке дан угол между падающим лучом и поверхностью, а нам нужен угол падения. Помним, что углы определяются от перпендикуляра, восстановленного в точке падения. Определяем, что угол падения луча на поверхность 90° – 40° = 50°, показатель преломления n₂ = 1,77; n₁ = 1 (воздух).

Запишем закон преломления

для границы 1-2:

sinβ =	sin50	= 0,4327 ≈ 0,433
1,77

Построим примерный ход луча через пластинки. Используем формулу (1) для границы 2–3 и 3–1. В ответе получаем

А) Синус угла падения луча на границу 2–3 между пластинками – это 2) ≈ 0,433;

Б) Угол преломления луча при переходе границы 3–1 (в радианах) – это 4) ≈ 0,873.

Ответ. 24.

Задание 19. Определите, сколько α – частиц и сколько протонов получается в результате реакции термоядерного синтеза

 +  → x + y;

Количество α-частиц	Количество протонов

Решение. При всех ядерных реакциях соблюдаются законы сохранения электрического заряда и числа нуклонов. Обозначим через x – количество альфа частиц, y– количество протонов. Составим уравнения

 +  → x + y;

 решая систему имеем, что x = 1; y = 2

Ответ. 1 – α-частица; 2 – протона.

Задание 20. Модуль импульса первого фотона равен 1,32 · 10^–28 кг·м/с, что на 9,48 · 10^–28 кг·м/с меньше, чем модуль импульса второго фотона. Найдите отношение энергии E₂/E₁ второго и первого фотонов. Ответ округлите до десятых долей.

Решение. Импульс второго фотона больше импульса первого фотона по условию значит можно представить p₂ = p₁ + Δp (1). Энергию фотона можно выразить через импульс фотона, используя следующие уравнения. Это E = mc² (1) и p = mc (2), тогда

E = pc (3),

где E – энергия фотона, p – импульс фотона, m – масса фотона, c = 3 · 10⁸ м/с – скорость света. С учетом формулы (3) имеем:

Ответ округляем до десятых и получаем 8,2.

Ответ. 8,2.

Задание 21. Ядро атома претерпело радиоактивный позитронный β – распад. Как в результате этого изменялись электрический заряд ядра и количество нейтронов в нем?

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.

Электрический заряд ядра	Количество нейтронов в ядре

Решение. Позитронный β – распад в атомном ядре происходит при превращений протона в нейтрон с испусканием позитрона. В результате этого число нейтронов в ядре увеличивается на единицу, электрический заряд уменьшается на единицу, а массовое число ядра остается неизменным. Таким образом, реакция превращения элемента следующая:

 →  + 

Ответ. 21.

Задание 22. В лаборатории было проведено пять экспериментов по наблюдению дифракции с помощью различных дифракционных решеток. Каждая из решеток освещалась параллельными пучками монохроматического света с определенной длиной волны. Свет во всех случаях падал перпендикулярно решетке. В двух из этих экспериментов наблюдалось одинаковое количество главных дифракционных максимумов. Укажите сначала номер эксперимента, в котором использовалась дифракционная решетка с меньшим периодом, а затем – номер эксперимента, в котором использовалась дифракционная решетка с большим периодом.

Номер эксперимента	Период дифракционной решетки	Длина волны падающего света
1	2d	λ/2
2	d	λ
3	2d	λ
4	d/2	λ/2
5	d/2	2λ

Решение. Дифракцией света называется явление светового пучка в область геометрической тени. Дифракцию можно наблюдать в том случае, когда на пути световой волны встречаются непрозрачные участки или отверстия в больших по размерам и непрозрачных для света преградах, причем размеры этих участков или отверстий соизмеримы с длиной волны. Одним из важнейших дифракционных устройств является дифракционная решетка. Угловые направления на максимумы дифракционной картины определяются уравнением

dsinφ = k λ (1),

где d – период дифракционной решетки, φ – угол между нормалью к решетке и направлением на один из максимумов дифракционной картины, λ – длина световой волны, k – целое число, называемое порядком дифракционного максимума. Выразим из уравнения (1)

Подбирая пары согласно условию эксперимента, выбираем сначала 4 где использовалась дифракционная решетка с меньшим периодом, а затем – номер эксперимента, в котором использовалась дифракционная решетка с большим периодом – это 2.

Ответ. 42.

Задание 23. По проволочному резистору течет ток. Резистор заменили на другой, с проволокой из того же металла и той же длины, но имеющей вдвое меньшую площадь поперечного сечения, и пропустили через него вдвое меньший ток. Как изменятся при этом напряжение на резисторе и его сопротивление?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. Увеличится;
2. Уменьшится;
3. Не изменится.

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

Напряжение на резисторе	Сопротивление резистора

Решение. Важно помнить от каких величин зависит сопротивление проводника. Формула для расчета сопротивления имеет вид

где ρ – удельное сопротивление проводника; l – длина проводника; S – площадь поперечного сечения. Для полного ответа на вопрос задачи необходимо записан формулу

закона Ома для участка цепи, из формулы (2), выразим напряжение

U = IR (3).

По условию задачи второй резистор изготовлен из проволоки того же материала, той же длины, но разной площади поперечного сечения. Площадь в два раза меньшая. Подставляя в (1) получим, что сопротивление увеличивается в 2 раза, а сила тока уменьшается в 2 раза, следовательно, напряжение не изменяется.

Ответ. 13.

Задание 24. Период колебаний математического маятника на поверхности Земли в 1, 2 раза больше периода его колебаний на некоторой планете. Чему равен модуль ускорения свободного падения на этой планете? Влияние атмосферы в обоих случаях пренебрежимо мало.

Решение. Математический маятник – это система, состоящая из нити, размеры которой много больше размеров шарика и самого шарика. Трудность может возникнуть если забыта формула Томсона для периода колебаний математического маятника.

T = 2π (1);

l – длина математического маятника; g – ускорение свободного падения.

По условию

Используя формулу Томсона для периода колебаний математического маятника T = 2π (3), запишем формулу (1) в виде

Tз	=  (4).
Tп

Выразим из (3) g_п = 14,4 м/с². Надо отметить, что ускорение свободного падения зависит от массы планеты и радиуса

Ответ. 14,4 м/с².

Задание 25. Прямолинейный проводник длиной 1 м, по которому течет ток 3 А, расположен в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,4 Тл под углом 30° к вектору . Каков модуль силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля?

Решение. Если в магнитное поле, поместить проводник с током, то поле на проводник с током будет действовать с силой Ампера. Запишем формулу модуля силы Ампера

F_А = ILBsinα;

F_А = 0,6 Н

Ответ. F_А = 0,6 Н.

Задание 26. Энергия магнитного поля, запасенная в катушке при пропускании через нее постоянного тока, равна 120 Дж. Во сколько раз нужно увеличить силу тока, протекающего через обмотку катушки, для того, чтобы запасенная в ней энергия магнитного поля увеличилась на 5760 Дж.

Решение. Энергия магнитного поля катушки рассчитывается по формуле

По условию W₁ = 120 Дж, тогда W₂ = 120 + 5760 = 5880 Дж.

I12 =	2W1	; I22 =	2W2	;
L	L

Тогда отношение токов

Ответ. Силу тока нужно увеличить в 7 раз. В бланк ответов Вы вносите только цифру 7.

Задание 27. Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединенных, как показано на рисунке. (Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано на верхней части рисунка). Какая из лампочек загорится, если к витку приближать северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали при объяснении.

Решение. Линии магнитной индукции выходят из северного полюса магнита и расходятся. При приближении магнита магнитный поток через виток провода увеличивается. В соответствии с правило Ленца магнитное поле, создаваемое индукционным током витка, должно быть направлено вправо. По правилу буравчика ток должен идти по часовой стрелке (если смотреть слева). В этом направлении пропускает диод, стоящий в цепи второй лампы. Значит, загорится вторая лампа.

Ответ. Загорится вторая лампа.

Задание 28. Алюминиевая спица длиной L = 25 см и площадью поперечного сечения S = 0,1 см² подвешена на нити за верхний конец. Нижний конец опирается на горизонтальное дно сосуда, в который налита вода. Длина погруженной в воду части спицы l = 10 см. Найти силу F, с которой спица давит на дно сосуда, если известно, что нить расположена вертикально. Плотность алюминия ρ_а = 2,7 г/см³, плотность воды ρ_в = 1,0 г/см³. Ускорение свободного падения g = 10 м/с²

Решение. Выполним поясняющий рисунок.

 – Сила натяжения нити;

 – Сила реакции дна сосуда;

_a – архимедова сила, действующая только на погруженную часть тела, и приложенная к центру погруженной части спицы;

 – сила тяжести, действующая на спицу со стороны Земли и приложена к центу всей спицы.

По определению масса спицы m и модуль архимедовой силы выражаются следующим образом : m = SLρ_a (1);

F_a = Slρ_вg (2)

Рассмотрим моменты сил относительно точки подвеса спицы.

М(Т) = 0 – момент силы натяжения; (3)

М(N) = NLcosα – момент силы реакции опоры; (4)

М(Fa) = Slρв g (L –	1	) cosα – момент архимедовой силы ; (5)
2

М(mg) = SLρa g	L	cosα – момент силы тяжести; (6)
2

С учетом знаков моментов запишем уравнение

NLcosα + Slρв g (L –	l	) cosα = SLρa g	L	cosα (7)
2	2

учитывая, что по третьему закону Ньютона сила реакции дна сосуда равна силе F_д с которой спица давит на дно сосуда запишем N = F_д и из уравнения (7) выразим эту силу:

Fд = [	1	Lρa – (1 –	l	)lρв]Sg (8).
2	2L

Подставим числовые данные и получим, что

F_д = 0,025 Н.

Ответ. Fд = 0,025 Н.

Задание 29. Баллон, содержащий m₁ = 1 кг азота, при испытании на прочность взорвался при температуре t₁ = 327°С. Какую массу водорода m₂ можно было бы хранить в таком баллоне при температуре t₂ = 27°С, имея пятикратный запас прочности? Молярная масса азота M₁ = 28 г/моль, водорода M₂ = 2 г/моль.

Решение. Запишем уравнение состояния идеального газа Менделеева – Клапейрона для азота

Из уравнения состояния азота следует, что давление, при котором взорвался баллон,

p1 =	m1	·	RT1	, (2)
M1	V

где V – объем баллона, T₁ = t₁ + 273°C. По условию водород можно хранить при давлении p₂ = p₁/5; (3) Учитывая, что

p2 =	m2	·	RT2	(4)
M2	V

можем выразить массу водорода работая сразу с уравнениями (2), (3), (4). Конечная формула имеет вид:

m2 =	m1		M2		T1	(5).
5	M1	T2

После подстановки числовых данных m₂ = 28 г.

Ответ. m₂ = 28 г.

Задание 30. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности I_m = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе U_m = 2,0 В. В момент времени t напряжение на конденсаторе равно 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент.

Решение. В идеальном колебательном контуре сохраняется энергия колебаний. Для момента времени t закон сохранения энергий имеет вид

C	U2	+ L	I2	= L	Im2	(1)
2	2	2

Для амплитудных (максимальных) значений запишем

C	Um2	= L	Im2	(2)
2	2

Из равенства (1) следует :

а из уравнения (2) выразим

Подставим (4) в (3). В результате получим:

I = I_m  (5)

Таким образом, сила тока в катушке в момент времени t равна

I = 4,0 мА.

Ответ. I = 4,0 мА.

Задание 31. На дне водоема глубиной 2 м лежит зеркало. Луч света, пройдя через воду, отражается от зеркала и выходит из воды. Показатель преломления воды равен 1,33. Найдите расстояние между точкой входа луча в воду и точкой выхода луча из воды, если угол падения луча равен 30°

Решение. Сделаем поясняющий рисунок

α – угол падения луча;

β – угол преломления луча в воде;

АС – расстояние между точкой входа луча в воду и точкой выхода луча из воды.

По закону преломления света

где n₂ – показатель преломления воды; n₁ – показатель преломления воздуха. n₁ = 1. Тогда формулу (1) можно записать

Выразим

Рассмотрим прямоугольный ΔАDВ. В нем АD = h, тогда DВ = АD

tgβ = htgβ = h	sinα	= h	sinβ	= h	sinα	(4)
cosβ

Получаем следующее выражение:

АС = 2 DВ = 2h	sinα	(5)

Подставим числовые значения в полученную формулу (5)

АС = 1,63 м

Ответ. 1,63 м.

Тренировочная работа №5 статград ЕГЭ 2022 по физике 11 класс задания и ответы для тренировочных вариантов ФИ2110501, ФИ2110502, ФИ2110503, ФИ2110504. Официальная дата проведения работы: 16 мая 2022 год.

Скачать тренировочные варианты

Все ответы (решения) и задания (без водяного знака)

Каждый вариант работы по физике 11 класс состоит из двух частей, включающих в себя 30 заданий.

Тренировочные варианты статград ФИ2110501 и ФИ2110502 ЕГЭ 2022 по физике 11 класс задания и ответы:

Задания и ответы варианта ФИ2110501 статграда:

1)Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.

• 1) Момент силы относительно некоторой оси вращения твёрдого тела не зависит от точки приложения силы к этому телу.
• 2) Уравнение Менделеева-Клапейрона хорошо описывает только поведение достаточно разреженных газов.
• 3) Мощность, развиваемая батареей с заданными ЭДС и внутренним сопротивлением, не зависит от силы тока, протекающего через эту батарею.
• 4) Углы, под которыми наблюдаются главные максимумы при падении монохроматического света на дифракционную решётку, уменьшаются с увеличением периода решётки (при прочих равных условиях).
• 5) При вылете одной альфа-частицы из ядра его зарядовое число уменьшается на 4.

Правильный ответ: 24

2)На рисунке изображены три графика. Установите соответствие между этими графиками А), Б) и В) и зависимостями физических величин, обозначенных цифрами 1–5. Для каждого графика А–В подберите соответствующую зависимость и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

• 1) Зависимость силы тока от времени в идеальном колебательном контуре.
• 2) Зависимость модуля силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов от расстояния между ними.
• 3) Зависимость проекции на ось OX ускорения груза пружинного маятника от его смещения вдоль указанной оси.
• 4) Зависимость вертикальной координаты камня от его горизонтальной координаты при бросании камня в горизонтальном направлении с высокого отвесного обрыва (в отсутствие сопротивления воздуха).
• 5) Зависимость модуля силы Ампера от длины прямого проводника с током, расположенного в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции.

Правильный ответ: 413

3)Брусок массой 3 кг покоится на шероховатой наклонной плоскости с углом наклона 30°. Найдите модуль силы трения, которая действует на этот брусок.

Правильный ответ: 15

4)Тяжёлый ящик тянут по горизонтальному полу со скоростью 0,3 м/с при помощи троса, модуль силы натяжения которого постоянен и равен 160 Н. Трос всё время составляет с полом угол 60°. Какую работу совершит сила натяжения троса за 10 секунд, если ящик не отрывается от пола?

Правильный ответ: 240

5)Какую длину должен иметь математический маятник для того, чтобы период его колебаний был таким же, как у пружинного маятника с грузом массой 0,2 кг, подвешенного на пружине жёсткостью 20 Н/м?

Правильный ответ: 10

6)В инерциальной системе отсчёта вдоль оси OX движется тело массой 0,5 кг. На рисунке приведён график зависимости проекции ускорения ax этого тела от времени t. Известно, что при t = 0 проекция скорости этого тела на ось OX была равна 2 м/с. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие данное движение тела. Запишите цифры, под которыми они указаны.

• 1) В интервале времени от 3 с до 8 с тело движется равноускоренно.
• 2) К концу третьей секунды движения модуль скорости тела равен 8 м/с.
• 3) В момент времени t = 7 с на тело действует сила, проекция которой на ось OX равна –0,5 Н.
• 4) В течение первых 8 с движения кинетическая энергия тела всё время возрастает.
• 5) В момент времени t = 4 с кинетическая энергия тела больше, чем в момент времени t = 3 с.

Правильный ответ: 235

7)Первый камень бросают с горизонтальной поверхности под углом 45° к горизонту. Второй камень бросают с той же по модулю начальной скоростью, но угол, под которым она направлена к горизонту, уменьшают в 2 раза. Как для второго камня по сравнению с первым изменятся время полёта и дальность полёта, если сопротивление воздуха пренебрежимо мало? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

• 1) увеличится
• 2) уменьшится
• 3) не изменится

Правильный ответ: 22

9)Давление постоянной массы идеального газа равно 90 кПа. Каким будет давление этого газа, если его температуру увеличить в 2 раза, а концентрацию уменьшить в 3 раза?

Правильный ответ: 60

10)Идеальный одноатомный газ, находящийся в сосуде под поршнем, переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок, где Т – абсолютная температура газа, р – его давление). Масса газа в процессе не изменяется. Найдите отношение объёма газа в состоянии 2 к объёму газа в состоянии 1.

Правильный ответ: 1,5

11)Твёрдый образец массой 0,4 кг поместили в калориметр и стали нагревать. На графике представлена зависимость температуры T этого образца от времени t нагревания. Мощность нагревателя равна 1,5 кДж/мин. Чему равна удельная теплоёмкость вещества, из которого сделан образец? Потерями количества теплоты при нагревании и теплоёмкостью калориметра можно пренебречь.

Правильный ответ: 250

12)В сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится воздух с относительной влажностью 60 % при температуре 100 °С. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 105 Па. Объём сосуда медленно уменьшают, сохраняя температуру воздуха постоянной. В конечном состоянии объём сосуда в 2 раза меньше начального. Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам проведённого эксперимента.

• 1) При уменьшении объёма сосуда в 1,5 раза на стенках появляется роса.
• 2) В конечном состоянии парциальное давление пара равно 100 кПа.
• 3) Парциальное давление пара в сосуде всё время увеличивается.
• 4) В конечном состоянии весь пар в сосуде сконденсировался.
• 5) В конечном состоянии масса пара в сосуде меньше, чем в начальном состоянии.

Правильный ответ: 25

13)С одним молем гелия проводят процесс 1–2–3, показанный на pV-диаграмме (p – давление гелия, V – его объём). Начальное давление гелия р0 и его начальный объём V0 являются известными величинами. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Правильный ответ: 23

14)Медный цилиндрический проводник длиной l подключили к источнику постоянного напряжения. При этом сила тока, текущего через проводник, равна 0,6 А. Найдите силу тока, который будет течь через этот проводник, если последовательно присоединить к нему медный цилиндрический проводник длиной 2l того же сечения и подключить их к тому же источнику напряжения.

Правильный ответ: 0,2

15)Прямолинейный проводник длиной 0,1 м, по которому течёт ток силой 5 А, расположен в однородном магнитном поле под углом 90° к линиям его магнитной индукции. Каков модуль индукции данного магнитного поля, если сила, действующая на этот проводник со стороны магнитного поля, равна по модулю 0,2 Н?

16)В идеальном колебательном контуре, состоящем из плоского конденсатора и катушки индуктивности, происходят электромагнитные колебания с периодом 2 мс. Каким будет период колебаний в этом контуре, если увеличить расстояние между пластинами конденсатора в 4 раза?

17)Идеальная катушка индуктивности может быть подключена к источнику постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор с сопротивлением R = 50 Ом (см. рис.). В момент времени t = 0 ключ К замыкают. Значения силы тока в этой электрической цепи, измеренные в последовательные моменты времени, представлены в таблице. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в данной электрической цепи. Запишите цифры, под которыми они указаны.

• 1) Напряжение на резисторе в момент времени t = 0,5 c равно по модулю 30 В.
• 2) Модуль ЭДС самоиндукции катушки в момент времени t = 0 c равен 30 В.
• 3) ЭДС источника напряжения равна 60 В.
• 4) Напряжение на катушке максимально по модулю в момент времени t = 0,6 c.
• 5) Энергия катушки достигает максимума в момент времени t = 0,5 c и после этого не изменяется.

18)Протон движется в однородном магнитном поле по замкнутой траектории с постоянной по модулю скоростью, направленной перпендикулярно линиям магнитной индукции. Как при увеличении модуля скорости протона изменятся модуль действующей на него силы Лоренца и период обращения протона? Индукция магнитного поля остаётся прежней. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

• 1) увеличится
• 2) уменьшится
• 3) не изменится

19)Пучок света переходит из стекла в воздух. Частота световой волны и её длина в стекле равны ν и λ. Абсолютный показатель преломления стекла равен n. Установите соответствие между физическими величинами и выражающими их формулами. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

20)Длина волны рентгеновского излучения равна 0,1 нм. Во сколько раз энергия одного фотона этого излучения превосходит энергию одного фотона видимого света с длиной волны 500 нм?

21)Большое число N радиоактивных ядер некоторого элемента распадается так, что в результате каждого распада образуется одно стабильное дочернее ядро. Период полураспада равен Т. Какое количество исходных ядер останется через время, равное 2Т, и какое количество дочерних ядер появится за время 3Т после начала наблюдений? Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

22)На рисунке изображена лицевая панель настольных кухонных весов, с помощью которых измеряют массу муки, необходимой для приготовления пирогов. Чему равна масса взвешиваемой муки, если погрешность прямого измерения массы равна цене деления?

23)Экспериментатору необходимо изучить свойства дифракционного спектрометра. В его распоряжении имеются несколько спектрометров, каждый из которых состоит из источника света (светодиода), дифракционной решётки и экрана. Пучок световых лучей, испускаемых светодиодом, с помощью собирающей линзы делается параллельным и направляется на дифракционную решётку. Сразу после решётки излучение проходит через вторую собирающую линзу, в задней фокальной плоскости которой расположен экран. Основные параметры спектрометров приведены в таблице. Какие два спектрометра нужно использовать для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость расстояния между первыми главными дифракционными максимумами на экране от периода решётки?

24)Одна половина поверхности большого горизонтального стола очень гладкая, а другая половина – шероховатая. По гладкой половине стола скользит в направлении к шероховатой половине тонкий однородный стержень. Вектор начальной скорости стержня направлен вдоль него и составляет угол 90° с границей AB раздела гладкой и шероховатой половин стола (на рисунке изображён вид сверху, направление движения указано стрелкой). Коэффициент трения между стержнем и столом равен µ. В момент времени t1 > 0 стержень начинает пересекать границу AB, в момент времени t2 он целиком оказывается на шероховатой половине, обладая при этом отличной от нуля скоростью. В момент времени t3 стержень останавливается, целиком находясь при этом на поверхности стола. Пусть ось OX направлена вдоль стержня. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости проекции ускорения стержня на ось OX от времени t. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали. На осях координат обозначьте физические величины в «особых» точках графика (максимумы, минимумы, разрывы, точки излома графика), если они есть.

25)На горизонтальный диск проигрывателя пластинок положили два одинаковых маленьких грузика массой m каждый, соединённых между собой горизонтальной нитью, один – в центре, другой – на расстоянии R =12 см от оси вращения (см. рисунок). Коэффициенты трения грузиков о диск одинаковы и равны µ = 0,4. Диск начали вращать, медленно увеличивая его угловую скорость. При каком значении частоты ν вращения грузики свалятся с диска? Считайте, что нить невесома, нерастяжима и вначале не была натянута.

26)Одним из экспериментов по проверке справедливости утверждения о том, что частицы могут проявлять как корпускулярные, так и волновые свойства (корпускулярно-волновой дуализм), является наблюдение дифракции электронов на кристаллах. Рассмотрим опыт, в котором пучок электронов с определённой энергией E, полученной при прохождении ускоряющей их разности потенциалов U = 1 кВ, падает перпендикулярно на лист графена с периодом решётки a0 = 0,246 нм. Под каким углом φ1 к исходному пучку будет наблюдаться дифракционный максимум первого порядка? Графен является двумерным (плоским) кристаллом.

27)С одним молем неона провели процесс, в котором газ из начального состояния с давлением p1 = 105 Па и объёмом V1 = 25 л перешёл в конечное состояние с объёмом V2 = 50 л. Давление при этом изменялось по линейному закону p = p0 + αV, где p0 – некоторая постоянная величина, α = p1/(2V1). На какую величину изменилась при этом среднеквадратичная скорость движения атомов неона?

28)Параметры элементов электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, равны: ε1 = ε2 = 9 В, r1 = r2 = 1 Ом, R1 = 8 Ом, R2 = 11 Ом, C = 0,1 мкФ. Чему будет равен заряд левой обкладки конденсатора после завершения всех переходных процессов, начавшихся после сборки этой цепи? Ответ дайте с учётом знака.

29)Хорошо проводящее металлическое кольцо радиусом r = 10 см закреплено в однородном магнитном поле с индукцией B, линии которой перпендикулярны плоскости кольца (см. рисунок). Вокруг шарнира, расположенного в центре кольца, вращается с угловой скоростью ω = 628 с–1 проводящая перемычка, другой конец которой скользит по кольцу. Между центральным шарниром и кольцом подключён проводниками амперметр А, причём полное сопротивление всей замкнутой цепи равно R = 2 Ом. Чему равна индукция B магнитного поля, если амперметр показывает ток силой I = 0,5 А?

30)На горизонтальном столе находится система, состоящая из трёх грузиков массой m каждый и трёх одинаковых пружинок жёсткостью k, соединённых с этими грузиками (см. рис.) Коэффициент трения о стол у двух грузиков – левого и правого – равен µ, а средний грузик может скользить по столу без трения (µ = 0). К левому свободному концу самой левой пружинки (точка О) начинают прикладывать горизонтальную силу F, которая очень медленно увеличивается по модулю от нуля до того значения, при котором самый правый грузик начинает скользить по столу. На какое расстояние xО сместится точка О к этому моменту? Известно, что m = 100 г, µ = 0,4, k = 10 Н/м. Какие законы Вы использовали для описания движения системы грузов? Обоснуйте их применимость к данному случаю.

Задания и ответы варианта ФИ2110502 статграда:

1)Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.

• 1) Момент силы относительно некоторой оси вращения твёрдого тела зависит от модуля и от направления силы, а также от точки её приложения к этому телу.
• 2) Уравнение Менделеева-Клапейрона хорошо описывает поведение газов при любых температурах и давлениях.
• 3) КПД батареи с заданными ЭДС и внутренним сопротивлением не зависит от силы тока, протекающего через эту батарею.
• 4) Углы, под которыми наблюдаются главные максимумы при падении монохроматического света на дифракционную решётку, увеличиваются с возрастанием периода решётки (при прочих равных условиях).
• 5) При вылете одной альфа-частицы из ядра его зарядовое число уменьшается на 2.

Правильный ответ: 15

2)На рисунке изображены три графика. Установите соответствие между этими графиками А), Б) и В) и зависимостями физических величин, обозначенных цифрами 1–5. Для каждого графика А–В подберите соответствующую зависимость и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

• 1) Зависимость проекции на ось OX ускорения груза пружинного маятника от его координаты x при движении вдоль указанной оси.
• 2) Зависимость модуля напряжённости электростатического поля внутри плоского конденсатора от расстояния до его обкладки.
• 3) Зависимость от времени потенциальной энергии камня (относительно поверхности земли) при его бросании с некоторой высоты без начальной скорости в отсутствие сопротивления воздуха.
• 4) Зависимость предельного угла полного внутреннего отражения от относительного показателя преломления.
• 5) Зависимость энергии конденсатора в идеальном колебательном контуре от времени.

Правильный ответ: 351

3)Брусок массой 4 кг покоится на шероховатой наклонной плоскости с углом наклона 30°. Найдите модуль силы трения, которая действует на этот брусок.

Правильный ответ: 20

4)Тяжёлый ящик тянут по горизонтальному полу со скоростью 0,15 м/с при помощи троса, модуль силы натяжения которого постоянен. Трос всё время составляет с полом угол 60°. За 20 секунд сила натяжения троса совершает работу 360 Дж. Чему равен модуль силы натяжения троса, если ящик не отрывается от пола?

Правильный ответ: 240

5)Какую массу должен иметь груз пружинного маятника, подвешенный на пружине жёсткостью 25 Н/м, для того, чтобы период его колебаний был таким же, как у математического маятника длиной 20 см?

Правильный ответ: 500

6)В инерциальной системе отсчёта вдоль оси OX движется тело массой 2 кг. На рисунке приведён график зависимости проекции ускорения ax этого тела от времени t. Известно, что при t = 0 проекция скорости этого тела на ось OX была равна 3 м/с. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие данное движение тела. Запишите цифры, под которыми они указаны.

• 1) К концу второй секунды движения модуль импульса тела равен 14 кг⋅м/с.
• 2) В момент времени t = 4 с кинетическая энергия тела больше, чем в момент времени t = 8 с.
• 3) В интервале времени от 0 с до 4 с тело движется равноускоренно.
• 4) В момент времени t = 7 с на тело действует сила, модуль которой равен 2 Н.
• 5) В течение первых 8 с движения кинетическая энергия тела всё время убывает.

Правильный ответ: 124

7)Первый камень бросают с горизонтальной поверхности под углом 45° к горизонту. Второй камень бросают с той же по модулю начальной скоростью, но угол, под которым она направлена к горизонту, увеличивают в 1,5 раза. Как для второго камня по сравнению с первым изменятся время полёта и дальность полёта, если сопротивление воздуха пренебрежимо мало? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

• 1) увеличится
• 2) уменьшится
• 3) не изменится

Правильный ответ: 12

8)Два небольших пластилиновых шарика массами m и 2m летят навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями υ. Между ними происходит абсолютно неупругое лобовое соударение. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Правильный ответ: 34

9)Давление постоянной массы идеального газа равно 120 кПа. Каким будет давление этого газа, если его температуру уменьшить в 3 раза, а концентрацию увеличить в 4 раза?

Правильный ответ: 160

10)Идеальный одноатомный газ, находящийся в сосуде под поршнем, переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок, где Т – абсолютная температура газа, V – его объём). Масса газа в процессе не изменяется. Найдите отношение давления газа в состоянии 2 к давлению газа в состоянии 1.

Правильный ответ: 0,375

11)Твёрдый образец массой 5 кг поместили в калориметр и стали нагревать. На графике представлена зависимость температуры T этого образца от времени t нагревания. Мощность нагревателя равна 50 кДж/мин. Чему равна удельная теплоёмкость вещества, из которого сделан образец? Потерями количества теплоты при нагревании и теплоёмкостью калориметра можно пренебречь.

Правильный ответ: 500

12)В сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится воздух с относительной влажностью 40 % при температуре 100 °С. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 105 Па. Объём сосуда медленно уменьшают, сохраняя температуру воздуха постоянной. В конечном состоянии объём сосуда в 4 раза меньше начального. Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам проведённого эксперимента.

• 1) При уменьшении объёма сосуда в 2 раза относительная влажность воздуха увеличилась до 80 %.
• 2) При уменьшении объёма сосуда в 3 раза парциальное давление пара равно 100 кПа.
• 3) Концентрация пара в сосуде всё время увеличивается.
• 4) В конечном состоянии пар в сосуде является ненасыщенным.
• 5) При уменьшении объёма сосуда в 2 раза сконденсировалась половина пара.

Правильный ответ: 12

13)С одним молем гелия проводят процесс 1–2–3, показанный на pV-диаграмме (p – давление гелия, V – его объём). Начальное давление гелия р0 и его начальный объём V0 являются известными величинами. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Правильный ответ: 2

14)Медный цилиндрический проводник площадью поперечного сечения S подключили к источнику постоянного напряжения. При этом сила тока, текущего через проводник, равна 0,5 А. Найдите силу тока, который будет течь через этот проводник, если последовательно присоединить к нему медный цилиндрический проводник той же длины с площадью поперечного сечения S/4 и подключить их к тому же источнику напряжения.

Правильный ответ: 0,1

15)Прямолинейный проводник длиной 0,1 м, по которому течёт постоянный ток, расположен в однородном магнитном поле под углом 90° к линиям его магнитной индукции. Чему равна сила тока, текущего через данный проводник, если модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл, а сила, действующая на этот проводник со стороны магнитного поля, равна по модулю 0,2 Н?

16)В идеальном колебательном контуре, состоящем из плоского конденсатора и катушки индуктивности, происходят электромагнитные колебания с частотой 500 Гц. Чему будет равна частота ν колебаний в этом контуре, если уменьшить расстояние между пластинами конденсатора в 4 раза?

17)Идеальная катушка индуктивности может быть подключена к источнику постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор с сопротивлением R = 40 Ом (см. рис.). В момент времени t = 0 ключ К замыкают. Значения силы тока в этой электрической цепи, измеренные в последовательные моменты времени, представлены в таблице.

18)Электрон движется в однородном магнитном поле по замкнутой траектории с постоянной по модулю скоростью, направленной перпендикулярно линиям магнитной индукции. Как при увеличении модуля индукции магнитного поля изменятся кинетическая энергия электрона и частота обращения электрона? Скорость электрона остаётся прежней. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

• 1) увеличится
• 2) уменьшится
• 3) не изменится

19)Пучок света переходит из стекла в воздух. Частота световой волны в стекле равна ν, а длина волны в воздухе равна λ. Абсолютный показатель преломления стекла равен n. Установите соответствие между физическими величинами и выражающими их формулами. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

20)Длина волны рентгеновского излучения равна 0,1 нм. Во сколько раз модуль импульса одного фотона этого излучения превосходит модуль импульса одного фотона видимого света с длиной волны 0,4 мкм?

21)Большое число N радиоактивных ядер некоторого элемента распадается так, что в результате каждого распада образуется одно стабильное дочернее ядро. Период полураспада равен Т. Какое количество исходных ядер останется через время, равное 3Т, и какое количество дочерних ядер появится за время 2Т после начала наблюдений? Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

22)На рисунке изображена лицевая панель настольных кухонных весов, с помощью которых измеряют массу сахара, необходимого для приготовления печенья. Чему равна масса взвешиваемого сахара, если погрешность прямого измерения массы равна цене деления?

23)Экспериментатору необходимо изучить свойства дифракционного спектрометра. В его распоряжении имеются несколько спектрометров, каждый из которых состоит из источника света (светодиода), дифракционной решётки и экрана. Пучок световых лучей, испускаемых светодиодом, с помощью собирающей линзы делается параллельным и направляется на дифракционную решётку. Сразу после решётки излучение проходит через вторую собирающую линзу, в задней фокальной плоскости которой расположен экран. Основные параметры спектрометров приведены в таблице. Какие два спектрометра нужно использовать для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость количества дифракционных максимумов на экране от длины волны света, излучаемого светодиодом?

24)Одна половина поверхности большого горизонтального стола очень гладкая, а другая половина – шероховатая. По гладкой половине стола скользит в направлении к шероховатой половине тонкий однородный стержень. Вектор начальной скорости стержня направлен вдоль него и составляет угол 90° с границей AB раздела гладкой и шероховатой половин стола (на рисунке изображён вид сверху, направление движения указано стрелкой). Коэффициент трения между стержнем и столом равен µ. В момент времени t1 > 0 стержень начинает пересекать границу AB, в момент времени t2 он целиком оказывается на шероховатой половине, обладая при этом отличной от нуля скоростью. В момент времени t3 стержень останавливается, целиком находясь при этом на поверхности стола. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости модуля ускорения a стержня от времени t. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали. На осях координат обозначьте физические величины в «особых» точках графика (максимумы, минимумы, разрывы, точки излома графика), если они есть.

25)На горизонтальный диск проигрывателя пластинок положили два одинаковых маленьких грузика массой m каждый, соединённых между собой горизонтальной нитью, один – в центре, другой – на расстоянии R =10 см от оси вращения (см. рисунок). Коэффициенты трения грузиков о диск одинаковы и равны µ = 0,25. Диск начали вращать, медленно увеличивая его угловую скорость. При каком значении периода обращения диска грузики свалятся с диска? Считайте, что нить невесома, нерастяжима и вначале не была натянута.

26)Одним из экспериментов по проверке справедливости утверждения о том, что частицы могут проявлять как корпускулярные, так и волновые свойства (корпускулярно-волновой дуализм), является наблюдение дифракции электронов на кристаллах. Рассмотрим опыт, в котором пучок электронов с определённой энергией E, полученной при прохождении ускоряющей их разности потенциалов U = 2 кВ, падает перпендикулярно на лист графена с периодом решётки a0 = 0,246 нм. Под каким углом φ2 к исходному пучку будет наблюдаться дифракционный максимум второго порядка? Графен является двумерным (плоским) кристаллом.

27)С одним молем аргона провели процесс, в котором газ из начального состояния с давлением p1 = 105 Па и объёмом V1 = 20 л перешёл в конечное состояние с объёмом V2 = 60 л. Объём при этом изменялся по линейному закону V =V0 + αp, где V0 – некоторая постоянная величина, α = 2V1/p1. На какую величину изменилась при этом среднеквадратичная скорость движения атомов аргона?

28)Параметры элементов электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, равны: ε1 = ε2 = 6 В, r1 = r2 = 0,5 Ом, R1 = 6 Ом, R2 = 12 Ом, C = 0,15 мкФ. Чему будет равен заряд правой обкладки конденсатора после завершения всех переходных процессов, начавшихся после сборки этой цепи? Ответ дайте с учётом знака.

29)Хорошо проводящее металлическое кольцо радиусом r = 15 см закреплено в однородном магнитном поле с индукцией B ≈ 0,34 Тл, линии которой перпендикулярны плоскости кольца (см. рисунок). Вокруг шарнира, расположенного в центре кольца, вращается с угловой скоростью ω = 314 с–1 проводящая перемычка, другой конец которой скользит по кольцу. Между центральным шарниром и кольцом подключён проводниками амперметр А, причём полное сопротивление всей замкнутой цепи равно R = 1,5 Ом. Какую силу тока показывает амперметр?

30)На горизонтальном столе находится система, состоящая из трёх грузиков массой m каждый и трёх одинаковых пружинок жёсткостью k, соединённых с этими грузиками (см. рис.) Коэффициент трения о стол у двух грузиков – левого и правого – равен µ, а средний грузик может скользить по столу без трения (µ = 0). К левому свободному концу самой левой пружинки (точка О) начинают прикладывать горизонтальную силу F, которая очень медленно увеличивается по модулю от нуля до того значения, при котором самый правый грузик начинает скользить по столу. На какое расстояние xО сместится точка О к этому моменту? Известно, что m = 200 г, µ = 0,3, k = 20 Н/м. Какие законы Вы использовали для описания движения системы грузов? Обоснуйте их применимость к данному случаю.

Другие тренировочные варианты статград ЕГЭ по физике 11 класс:

Варианты ФИ2110401-ФИ2110404 ЕГЭ 2022 работа статград физика 11 класс с ответами

Работы СТАТГРАД по физике задания и ответы

Метки: ЕГЭ 2022заданияответыстатградтренировочная работафизика 11 класс