Реферат: Фізичні величини та їх зміна Розв'язання задач ЄДІ частини С: Реальні рідини та гази, тверді тіла

Пропонований посібник призначений для підготовки до Єдиного державного іспиту з фізики та до вступних іспитів з фізики до вищих навчальних закладів.
Книга містить необхідний теоретичний та практичний матеріал, який відповідає обов'язковим освітнім стандартам. У першому розділі наводяться всі основні поняття, фізичні закони та формули зі шкільного курсу фізики. Другий розділ містить 20 варіантів реальних тестів ЄДІ з фізики. Третій розділ - збірник завдань, підібраних за рівнями складності до кожної теми. До всіх тестів та завдань є відповіді.
Посібник адресований насамперед учням випускного класу, але також буде вкрай корисним викладачам та репетиторам для підготовки учнів до успішної здачі ЄДІ з фізики.

приклади.
В експерименті встановлено, що при температурі повітря в кімнаті 21 °С на стінці склянки з холодною водою починається конденсація водяної пари з повітря, якщо знизити температуру склянки до 7 °С. За результатами цих експериментів визначте відносну вологість повітря. Для вирішення задачі скористайтесь таблицею. При зниженні температури повітря в кімнаті конденсація водяної пари з повітря починається при тій же температурі склянки 7 °С. Чи змінилася відносна вологість повітря?

В атракціоні людина рухається на візку рейками і здійснює «мертву петлю» у вертикальній площині. З якою швидкістю повинен рухатися візок у верхній точці кругової траєкторії радіусом 4,9 м, щоб у цій точці сила тиску людини на сидіння візка дорівнювала 0 Н? Прискорення вільного падіння прийняти рівним 10 м/с2.

На діаграмі представлені зміни тиску та обсягу ідеального одноатомного газу. Яка кількість теплоти була отримана або віддана газом при переході зі стану 1 до стану 3?

ЗМІСТ
Глава I. Теоретичний матеріал для ЄДІ
1. Механіка
1.1. Кінематика
1.2. Динаміка
1.3. Закони збереження
1.4. Статика
1.5. Гідростатика
3. Термодинаміка
4. Електрика та магнетизм
4.1. Електростатика
4.2. Постійний струм
4.3. Магнітне поле. Електромагнітна індукція
5. Коливання та хвилі
6. Оптика
8. Квантова фізика
9. Короткі довідкові дані
Розділ II. Тренувальні тестові завдання для підготовки до ЄДІ
Варіант 1
Варіант 2
Варіант 3
Варіант 4
Варіант 5
Варіант 6
Варіант 7
Варіант 8
Варіант 9
Варіант 10
Варіант 11
Варіант 12
Варіант 13
Варіант 14
Варіант 15
Варіант 16
Варіант 17
Варіант 18
Варіант 19
Варіант 20
Відповіді
Розділ III. Збірник завдань
Частина 1 ЄДІ
1. Механіка
2. Молекулярна фізика. Газові закони
3. Термодинаміка
4. Електрика та магнетизм
5. Коливання та хвилі
6. Оптика
7. Спеціальна теорія відносності
8. Квантова фізика
Частина 2 ЄДІ
1. Механіка
2. Молекулярна фізика. Газові закони
3. Термодинаміка
4. Електрика та магнетизм
5. Коливання та хвилі
6. Оптика
7. Спеціальна теорія відносності
8. Квантова фізика
Завдання 29-32 ЄДІ
1. Механіка
2. Молекулярна фізика. Газові закони
3. Термодинаміка
4. Електрика та магнетизм
5. Коливання та хвилі
6. Оптика
7. Спеціальна теорія відносності
8. Квантова фізика
Відповіді до збірника завдань
Частина 1 ЄДІ
Частина 2 ЄДІ
Завдання 29-32 ЄДІ.

Безкоштовно завантажити електронну книгу у зручному форматі, дивитися та читати:
Скачати книгу ЄДІ 2016, Фізика, Експерт у ЄДІ, Кабардін О.Ф., Кабардіна С.І., Орлов В.А., Громцева О.І., Бобошина С.Б. - fileskachat.com, швидке та безкоштовне скачування.

Завантажити pdf
Нижче можна купити цю книгу за найкращою ціною зі знижкою з доставкою по всій Росії.

У скляну колбу налили трохи води та закрили її пробкою. Вода поступово випаровувалась. Наприкінці процесу на стінках колби залишилося лише кілька крапель води. На малюнку показано графік залежності від часу концентрації nмолекули водяної пари всередині колби. Яке твердження можна вважати правильним?

o 1)на ділянці 1 пар насичений, але в ділянці 2 - ненасичений

o 2)на ділянці 1 пар ненасичений, але в ділянці 2 - насичений

o 3)на обох ділянках пар насичений

2. Завдання №D3360E

Відносна вологість повітря у закритій посудині 60%. Якою буде відносна вологість, якщо об'єм судини за незмінної температури зменшити в 1,5 раза?

5. Завдання №4aa3e9

Відносна вологість повітря в приміщенні за температури 20 °С
дорівнює 70%. Використовуючи таблицю тиску насиченої пари води, визначте тиск водяної пари в приміщенні.

o 1) 21,1 мм рт. ст.

o 2) 25 мм рт. ст.

o 3) 17,5 мм рт. ст.

o 4) 12,25 мм рт. ст.

32. Завдання №e430b9

Відносна вологість повітря в приміщенні за температури 20°С дорівнює 70%. Користуючись таблицею щільності насичених водних пар, визначте масу води в кубічному метрі приміщення.

o 3)1,73⋅10 -2 кг

o 4)1,21⋅10 -2 кг

33. Завдання №DFF058

На малюнку винайдено: пунк-тир-ної лі-ні-ї — гра-фік за-ві-си-мо-сти дав-лення на-си-щен-них парів води від тем-пе-ра-ту-ри, і суціль-ної лі-ні-ї - про-цесс 1-2 з-мене-ня пар-ці-аль-но-го дав-ле-ня парів води.

У міру та-ко-го із-мене-ня пар-ці-аль-но-го дав-ле-ня парів води аб-со-лют-на вологість-ність повіт-ду-ха

1) уве-ли-чи-ва-є-ся

2) умінь-ша-є-ся

3) не змінюється.

4) може як збільшуватися, так і зменшуватися.

34. Завдання №e430b9

Для опре-де-ле-ня від-но-си-тель-ної влаж-ності воз-ду-ха ис-поль-зу-ють різн-ність по-ка-за-ний су-хо-го і волог-но-го тер-мо-мет-рів (див. ри-су-нок). Використовуючи дані ри-сун-ка і пси-хро-мет-ри-че-ську таб-лі-цу, визна-де-лі-те, яку тем-пе-ра-ту-ру ( у гра-ду-сах (Цель-сія) по-ка-зи-ва-є сухий тер-мо-метр, якщо від-но-си-тель-на вологість-ність по-ду-ха в по-мі-ще -Нії 60%.

35. Завдання №DFF034

У со-су-де під порш-нем на-хо-дит-ся не-на-си-щен-ний пар. Його можна пе-ре-ве-сти в на-си-щен-ний,

1) ізо-бар-но по-ви-шая тем-пе-ра-ту-ру

2) до-бав-ляя в посудину другий газ

3) уве-ли-чи-ва обсяг пара

4) зменшена обсяг пара

36. Завдання №9C5165

Від-но-си-тель-на вологість-ність пові-ду-ха в ком-на-ті дорівнює 40%. Ка-во-во зі-від-но-ше-ня кон-цен-тра-ції nмо-ле-кул води в пові-ду-хе ком-на-ти і кон-цен-тра-ції мо-ле-кул води в на-си-щен-ному во-дя-ному парі при тій же тем- пе-ра-ту-ре?

1) n менше в 2,5 рази

2) n біль-ше в 2,5 рази

3) n менше на 40%

4) n біль-ше на 40%

37. Завдання №DFF058

Від-но-си-тель-на вологість-ність пові-ду-ха в ци-лін-дрі під порш-ням дорівнює 60%. Повітря ізо-тер-ми-че-ськи стиснули, зменшивши його обсяг вдвічі. Від-но-си-тель-на вологість-ність пові-ду-ха стала

38. Завдання №1BE1AA

У за-критому ци-лін-дрі-че-ському со-су-ді на-хо-дит-ся вологий-повітря при температурі 100 °С. Для того, щоб на стінках цього со-су-да ви-па-ла роса, тре-бу-ет-ся ізо-тер-ми-че-ски з-менити об'єм со-су-да в 25 разів. Чому при-бли-зи-тель-но дорівнює пер-во-на-чаль-на аб-со-лют-на вологість-воз-ду-ха в со-су-де? Відповідь при-ве-ді-те в г/м 3 , округ-ли до цілих.

39. Завдання №0B1D50

У циліндричній посудині під поршнем тривалий час знаходяться вода та її пара. Поршень починають висувати із судини. При цьому температура води та пари залишається незмінною. Як змінюватиметься при цьому маса рідини в посудині? Відповідь поясніть, вказавши, які фізичні закономірності ви використовували для пояснення

40. Завдання №C32A09

У циліндричній посудині під поршнем тривалий час знаходяться вода та її пара. Поршень починають всмоктувати в посудину. При цьому температура води та пари залишається незмінною. Як змінюватиметься при цьому маса рідини в посудині? Відповідь поясніть, вказавши, які фізичні закономірності ви використовували для пояснення.

41. Завдання №AB4432

У досвіді, що ілюструє залежність температури кипіння від тиску повітря (рис. а ), кипіння води під дзвоном повітряного насоса відбувається вже за кімнатної температури, якщо тиск досить мало.

Використовуючи графік залежності тиску насиченої паривід температури (мал. б ), вкажіть, який тиск повітря потрібно створити під дзвоном насоса, щоб вода закипіла при 40 °С. Відповідь поясніть, вказавши, які явища та закономірності Ви використовували для пояснення.

(а)	(б)

42. Завдання №E6295D

Відносна вологість повітря при t= 36 o C становить 80%. Тиск насиченої пари за цієї температури pн = 5945 Па. Яка маса пари міститься в 1 м 3 цього повітря?

43. Завдання №9C5165

Чоловік у окулярах увійшов з вулиці до теплої кімнати і виявив, що його окуляри запітніли. Якою має бути температура на вулиці, щоб спостерігалося це явище? У кімнаті температура повітря 22 ° С, а відносна вологість повітря 50%. Поясніть, як ви отримали відповідь. (При відповіді на це запитання скористайтесь таблицею для тиску насиченої пари води.)

44. Завдання №E6295D

У за-кри-том со-су-де на-хо-дят-ся во-дя-ний пар і де-ко-ро-е-кількість води. Як з-менять-ся при ізо-тер-ми-че-ском умень-ше-ні об'-е-ма со-су-да слі-ду-ю-щі три ве-лі-чи-ни: давши -Ле-ня в со-су-де, маса води, маса пари? Для каж-дої ве-лі-чи-ни опре-де-лі-ті со-від-віт-ству-ю-ший ха-рак-тер з-мене-ня:

1) уве-ли-чит-ся;

2) умінь-шит-ся;

3) не зміниться.

За-пи-ши-те в таб-лі-цю ви-бра-ні цифри для кожної фі-зи-че-ської ве-лі-чи-ни. Цифри у відповіді можуть по-вторятися.

45. Завдання №8BE996

Аб-со-лют-на вологість-ність воз-ду-ха, на-хо-дя-ще-го-ся в ци-лін-дрі-че-ском со-су-де під порш-нем, дорівнює . Температура газу в сосуді дорівнює 100 °С. Як і у скільки разів тре-бу-є-ся ізо-тер-мі-че-ськи з-менити об'єм со-су-да для того, щоб на його стін-ках об-раз-ва -лась роса?

1) зменшити при-близ-но в 2 рази 2) збільшити при-близ-но в 20 разів
3) зменшити при-бли-зи-тель-но в 20 разів 4) збільшити-при-бли-зи-тель-но в 2 рази

46. ​​Завдання №8BE999

В екс-пе-рі-мен-ті уста-нов-ле-но, що при тем-пе-ра-ту-ре повітря в кім-ні на стіні ста-ка-на з холодною водою на-чі-на-ет-ся кон-ден-са-ція парів води з повітря-ду-ха, якщо знизити тем-пе-ра-ту-ру ста-ка-на до . По ре-зуль-та-там цих екс-пе-ри-мен-тов визна-де-лі-те від-но-си-тель-ну вологість-ність повіт-ду-ха. Для розв'язання за-да-чи вос-поль-зуйся таб-лі-цей. Чи з-менить-ся від-но-си-тель-на вологість-ність при по-ви-ше-ні тем-пе-ра-ту-ри воз-ду-ха в ком-на-ті, якщо кон-ден-са-ція парів води з пові-ду-ха буде на-чи-на-ет-ся при тій же тем-пе-ра-ту-ре ста-ка-на? Дав-ле-ня і густина на-си-щен-но-го во-дя-но-го пара при роз-лич-ной тем-пе-ра-ту-ре по-ка-за-но в таб -ли-це:

Варіант 2

Завдання В1.

Гиря масою 2 кг підвішена на тонкому шнурі. Якщо її відхилити від положення рівноваги на 10 см., а потім відпустити, вона здійснює вільні коливання як математичний маятник. Що станеться з періодом коливань гирі, максимальною потенційною енергією гирі та частотою її коливань, якщо початкове відхилення гирі дорівнюватиме 5 см?

Оскільки період математичного маятника визначається за такою формулою:

А частота

Т. е. не залежать від амплітуди коливань, то і період і частота коливань не зміняться.

Потенційна енергія зменшиться, тому що менше амплітуда, тим меншу висоту піднімається гиря -
.

фізичні величини. Їхня зміна.

а) період 1) збільшиться

Б) частота 2) зменшиться

В) максимальна потенційна 3) не зміниться

Завдання В2.

Камінь вільно падає вертикально донизу. Чи змінюються перелічені у першому стовпці фізичні величини під час його руху вниз і якщо змінюються, то як? Встановіть відповідність між фізичними величинами, переліченими у першому стовпці, та можливими видами їх змін, перерахованими у другому стовпці. Вплив опору знехтувати.

фізичні величини. Їхні зміни.

а) швидкість 1) не змінюється

Б) прискорення; 2) збільшується

В) кінетична енергія; 3) зменшується.

Г) потенційна енергія

Пояснення. Швидкість тіла під час руху вниз збільшується, оскільки сила тяжіння спрямована рухом. Прискорення залишається постійним, оскільки
.

Кінетична енергія визначається за формулою
тому як і швидкість збільшується. Потенційна енергія визначається за формулою
тому зменшується. Відповідь:

Завдання В3.

Температура невеликої свинцевої кулі при падінні на масивну сталеву плиту підвищилася на 1 0 С. Нехтуючи втратами енергії на теплопередачу оточуючим тілам. Визначте за результатом цього експерименту висоту, з якої впала куля. Питома теплоємність свинцю 130 Дж/(кг∙К). Прискорення вільного падіння прийняти рівним

10 м/с 2 . Відповідь запишіть числом, що виражається в метрах.

Так як на висоті h тіло має потенційну енергію, яка визначається за формулою , а на нагрівання тіла теплота
, то згідно із законом збереження енергії

Звідси отримуємо:

Відповідь: 13м.

Завдання В4.

Обчисліть силу струму в ланцюгу при підключенні до джерела постійного струму з ЕРС 12 В та внутрішнім опором 2 Ом резистора з електричним опором 4 Ом. Відповідь запишіть числом, що виражається в амперах.

За законом Ома для повного ланцюга сила струму визначається за такою формулою:

, отримуємо

Відповідь: 2А.

Завдання В5.

Фокусна відстань лінзи, що збирає 15см. На якій відстані від лінзи знаходиться предмет, дійсне зображення якого одержано на відстані 60 см від лінзи? Відповідь запишіть числом, що виражається в сантиметрах.

За формулою тонкої збираючої лінзи маємо:

, звідси отримуємо:
, підставимо дані:

d=20см

Відповідь: 20 см

Завдання С1.

В експерименті встановлено, що при температурі повітря в кімнаті 25 0 С на стінці склянки з холодною водою починається конденсація водяної пари з повітря, якщо знизити температуру склянки до 14 0 С. За результатами цих експериментів визначте абсолютну і відносну вологість повітря. Для вирішення задачі скористайтесь таблицею. Чи зміниться відносна вологість при підвищенні температури повітря в кімнаті, якщо конденсація парів води з повітря починатиметься при тій же температурі склянки 14 0 С. Тиск і щільність насиченої водяної пари за різної температури.

Відносну вологість повітря визначимо за формулою:

%,

де р - парціальний тиск, Р 0 - Тиск насиченої пари, яке при даній температурі беремо з таблиці. Парціальний тиск за умови даної задачі беремо з таблиці при температурі, за якої починається конденсація пари. Отримуємо Р 0 = 3200 Па, р = 1600 Па.

Звідси вологість повітря дорівнює:

При підвищенні температури тиск насиченої пари стане більшим, парціальний тиск не зміниться, так як конденсація відбувається при тій же температурі. Тому відносна вологість у цьому випадку зменшиться.

Завдання С2.

В атракціоні людина масою 60 кг рухається на візку рейками і здійснює "мертву петлю" у вертикальній площині по круговій траєкторії радіусом 5м. Яка сила тиску людини на сидіння візка зі швидкістю проходження нижньої точки 10м/с? Прискорення вільного тиску прийняти рівним 10м/с2.

Рішення: зобразимо на кресленні траєкторію руху та сили, що діють на людину у верхній точці:

За другим законом Ньютона векторна сума сил, які діють тіло, дорівнює добутку маси прискорення:

,

у скалярній формі це рівняння має вигляд:

,

де F T = mg: звідси знайдемо силу реакції опори: N = mg + ma. Так як доцентрове прискорення визначається за формулою:
, Отримуємо формулу: N=m (g+v 2 /R).

Підставимо дані та зробимо обчислення: N=60 (10+100/5) =1800H

По третьому закону Ньютона сила тиску людини сидіння по модулю дорівнює силі реакції опори, тобто. F д = N, F д = 1800H

Відповідь: 1800Н.

Завдання С3.

На діаграмі представлені зміни тиску та об'єму ідеального одноатомного.

газу. Яка кількість теплоти була отримана або віддана газом при переході зі стану 1 до стану 3?

Загальну кількість теплоти визначимо за такою формулою:

Q 123 = Q 12 + Q 23

Q 12 =A 12 +ΔU 12′ де А 12 =РΔV=0

ΔU=3/2νRΔT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

тоді кількість теплоти на ділянці 1-2 дорівнюватиме:

Q 12 =3/2∙1∙(10-30)= -30кДж.

Кількість теплоти на ділянці 2-3 дорівнюватиме:

Q 23 = A 23 + ΔU 23; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2) =

5/2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2∙10∙(3-1)=50 кДж,

тоді загальна кількість теплоти дорівнюватиме: Q=-30+50=20кДж

Тепло буде одержано.

Відповідь: 20 кДж.

Завдання С4.

Катод фотоелемента з роботою виходу 4,42∙10 -19 Дж освітлюється світлом із частотою

1,0∙10 15 Гц. Електрони, що вилетіли з катода, потрапляють в однорідне магнітне поле з індукцією 8,3∙10 -4 Тл перпендикулярно лініям індукції цього поля. Чому дорівнює максимальний радіус кола R, яким рухаються електрони?

За законом збереження енергії для фотоефекту маємо формулу:

hν = Aвих + E k , E k = mv 2 /2, тоді hν = Aвих + mv 2 /2.

Звідси визначимо швидкість електрона:

У магнітному полі на заряджену частинку діє сила Лоренца, яка визначається за формулою: F=qvBsinα, тому що кут дорівнює 90 0 С то sinα=1, тоді F=qvB.

За другим законом Ньютон сила F = ma.

Прирівнюючи дві формули, одержуємо рівність: qvB=ma. Прискорення визначаємо за формулою: a=v 2 /R, звідси qvB=m v 2 /R, спрощуючи, отримуємо:

R = mv/qB, підставивши дані, зробимо обчислення:

R=9,1∙10 -31 ∙6,92∙10 5 / (1,6∙10 -19 ∙8,3∙10 -4) =4,74∙10 -3 м=4,74мм

Відповідь: 4,74 мм.

Завдання С5.

Басейн глибиною 4 м заповнений водою, відносний показник заломлення на межі повітря – вода 1,33. Який здається глибина басейну спостерігачеві, що дивиться у воду вертикально вниз?

За законом заломлення
, де -показник заломлення води, 1 - показник заломлення повітря. З трикутників АВС та МВС знаходимо катет х: x=h tgβ, x=H∙tgα. Так як ліві частини рівні, значить рани і праві частини, отримуємо рівняння: h∙tgβ=H∙tgα, звідси h=H∙tgα/tgβ. Кути α і β беремо дуже малі, тому sinα=tgα, sinβ=tgβ. Отримуємо рівність:

h=H sinα/ sin β =H/n, отримуємо: h=4/1,33=3 м.

Відповідь: 3 м.

Завдання С6.

Використовуючи таблиці мас атомних ядер та елементарних частинок, обчисліть енергію, що звільняється при синтезі 1 кг гелію з ізотопів водню - дейтерію та тритію:

Маси атомних ядер

Розв'язання задач з фізики.

Тренувальні завдання ЄДІ рівня "В" та "С" у 2010 році.

Варіант 1

Завдання № В1.

Гиря масою 2 кг підвішена на довгому тонкому шнурі. Якщо її відхилити від рівноваги на 10см, та був відпустити, вона здійснює вільні коливання як математичний маятник з періодом 1с. Що станеться з періодом, максимальною потенційною енергією гирі та частотою її коливань, якщо початкове відхилення гирі дорівнюватиме 20см?

А частота

Тобто. не залежать від амплітуди коливань, то період і частота коливань не зміняться.

Потенційна енергія збільшиться, тому що більше амплітуда, тим більшу висоту піднімається гиря - .

а) період 1) збільшиться

Б) частота 2) зменшиться

В) максимальна потенційна 3) не зміниться енергія.

Завдання № В2.

Камінь кинутий вертикально вгору. Чи змінюються перелічені у першому стовпці фізичні величини під час його руху вгору і якщо змінюються, то як? Вплив опору повітря знехтувати.

а) швидкість 1) не змінюється

Б) прискорення; 2) збільшується

Г) потенційна енергія

Пояснення. Швидкість тіла під час руху вгору зменшується, оскільки сила тяжіння спрямована протилежно руху. Прискорення залишається постійним, оскільки

Кінетична енергія визначається за формулою, тому як швидкість зменшується.

Потенційна енергія визначається за формулою, тому збільшується.

Завдання В3.

Температура невеликої свинцевої кулі при падінні на масивну плиту сталеву плиту з висоти 6,5 м підвищилася на 0,5 0 С. Нехтуючи втратами енергії на теплопередачу оточуючим тілам, визначте за результатом цього експерименту питому теплоємність свинцю. Прискорення вільного падіння прийняти рівним 10м/с2.

Звідси отримуємо:

Відповідь: 130 Дж/кг К.

Завдання В4.

Обчисліть силу струму в ланцюгу при підключенні до джерела постійного струму з ЕРС 6 і внутрішнім опором 1 Ом резистора з електричним опором 2 Ом. Відповідь запишіть числом, що виражається в амперах.

Отримуємо

Відповідь: 2А.

Завдання В5.

Фокусна відстань лінзи, що збирає 15см. На якій відстані лінзи знаходиться зображення предмета, розташованого на відстані 20 см від лінзи? Відповідь запишіть числом, що виражається в сантиметрах.

1/60; f=60см

Відповідь: 60 см

Завдання С1.

В експерименті встановлено, що при температурі повітря в кімнаті 23 0 С на стінці склянки з холодною водою починається конденсація водяної пари з повітря, якщо знизити температуру склянки до 12 0 С. За результатами цих експериментів визначте абсолютну і відносну вологість повітря. Для вирішення задачі скористайтесь таблицею. Поясніть, чому конденсація пари води в повітрі може починатися при різних значеннях температури. Тиск і щільність насиченої водяної пари за різної температури.

Відносну вологість повітря визначимо за формулою: %, де р - парціальний тиск, Р 0 - Тиск насиченої пари, яке при даній температурі беремо з таблиці. Парціальний тиск за умови даної задачі беремо з таблиці при температурі, за якої починається конденсація пари. Отримуємо Р 0 = 3200 Па, р = 1400 Па.

Абсолютна вологість повітря дорівнює щільності пари за даної температури, тобто. 20,6г/м 3 або можна вважати рівною парціальному тиску при цій температурі, яке дорівнює тиску насиченої пари при температурі конденсації. Конденсація водяної пари в повітрі може починатися при різних значеннях температур з тієї причини, що відносна вологість буває різною. При більшій відносній вологості концентрація водяної пари у повітрі більша, тому за більшої температури цей водяний пар стане насиченим, тобто. Конденсація почнеться за більшої температури, ніж коли відносна вологість буде менше.

Завдання С2.

В атракціоні людина масою 70 кг рухається на візку рейками і робить "мертву петлю" у вертикальній площині. З якою швидкістю рухається візок у верхній точці кругової траєкторії радіусом 5 м, якщо в цій точці сила тиску людини на сидіння візка дорівнює 700Н? Прискорення вільного тиску прийняти рівним 10м/с2. Рішення: зобразимо на кресленні траєкторію руху та сили, що діють на людину у верхній точці: За другим законом Ньютона векторна сума сил, що діють на тіло, дорівнює добутку маси на прискорення:

У скалярній формі це рівняння має вигляд:

Де F T = mg: звідси знайдемо прискорення:

Так як доцентрове прискорення визначається за формулою: , то отримуємо формулу швидкості:

.

Відповідь: 10м/с.

Завдання С3.

На діаграмі представлені зміни тиску та обсягу ідеального одноатомного газу. Яка кількість теплоти була отримана або віддана газом при переході зі стану 1 до стану 3?

Q 123 = Q 12 + Q 23

Q 12 =A 12 +ΔU 12′ де А 12 =РΔV=P 1 (V 2 –V 1),

тоді загальна кількість теплоти дорівнюватиме: Q 123 =50+90=140кДж. Тепло буде одержано.

Відповідь: 140 кДж.

Завдання С4.

При короткому замиканні висновків акумулятора сила струму ланцюга дорівнює I 1 =12 А.

При підключенні до висновків акумулятора електричної лампи з електричним опором 5 Ом сила струму в ланцюзі дорівнює I 2 =2А. За результатами цих експериментів визначте ЕРС генератора.

За законом Ома для повного ланцюга у разі короткого замикання , де r-опір джерела струму. Зовнішнє опір у разі дорівнює 0.

Якщо зовнішній опір відмінно від 0, то закон Ома для повного ланцюга має вигляд:

Виразивши з двох рівнянь, отримаємо систему рівнянь:

тоді ЕРС джерела дорівнюватиме:

підставивши дані, отримаємо:

. Відповідь: 12В.

Завдання С5.

Біля самої поверхні в річці летить комар, Зграя риб знаходиться на відстані 2 м від поверхні води. Яка максимальна відстань до комара, на якому він видно рибам на цій глибині? Відносний показник заломлення світла на межі повітря – вода дорівнює 1,33.

Зобразимо розташування зграї риб та комара на поверхні води: У точці А знаходяться риби, у точці В – комар. За законом заломлення маємо формулу: , де -показник заломлення води, для повітря показник заломлення дорівнює 1. Для того, щоб риби побачили комара, кут заломлення повинен дорівнювати 90 0 . Для кута визначення синуса маємо:

Тоді визначення відстані r отримуємо формулу:

Відповідь: 2,66м.

Завдання С6.

Фотоефект з поверхні даного металу спостерігається при частоті випромінювання не менше 610 14 Гц. Знайдіть частоту падаючого світла, якщо фотоелектрони, що вилітають з поверхні металу, повністю затримуються сіткою, потенціал якої щодо металу становить 3В.

За законом збереження енергії для фотоефекту у разі падіння світла з частотою, що відповідає червоному кордону фотоефекту і для більшої частоти отримуємо два рівняння:

, (1) та . (2)

Оскільки робота електричного струму переміщення зарядженої частки дорівнює зміні кінетичної енергії цієї частки, тобто.

отримуємо друге рівняння для фотоефекту у вигляді:

. (2)

Віднімаючи з другого рівняння перше, отримуємо:

Підставимо дані та зробимо обчислення:

Відповідь: 1,3∙10 15 Гц.

Варіант 2

Завдання В1.

Гиря масою 2 кг підвішена на тонкому шнурі. Якщо її відхилити від положення рівноваги на 10 см., а потім відпустити, вона здійснює вільні коливання як математичний маятник. Що станеться з періодом коливань гирі, максимальною потенційною енергією гирі та частотою її коливань, якщо початкове відхилення гирі дорівнюватиме 5 см?

Оскільки період математичного маятника визначається за такою формулою:

А частота

Т. е. не залежать від амплітуди коливань, то і період і частота коливань не зміняться.

Потенційна енергія зменшиться, тому що менше амплітуда, тим меншу висоту піднімається гиря - .

фізичні величини. Їхня зміна.

а) період 1) збільшиться

Б) частота 2) зменшиться

В) максимальна потенційна 3) не зміниться

Завдання В2.

Камінь вільно падає вертикально донизу. Чи змінюються перелічені у першому стовпці фізичні величини під час його руху вниз і якщо змінюються, то як? Встановіть відповідність між фізичними величинами, переліченими у першому стовпці, та можливими видами їх змін, перерахованими у другому стовпці. Вплив опору знехтувати.

фізичні величини. Їхні зміни.

а) швидкість 1) не змінюється

Б) прискорення; 2) збільшується

В) кінетична енергія; 3) зменшується.

Г) потенційна енергія

Пояснення. Швидкість тіла під час руху вниз збільшується, оскільки сила тяжіння спрямована рухом. Прискорення залишається незмінним, оскільки .

Кінетична енергія визначається за формулою, тому як швидкість збільшується. Потенційна енергія визначається за формулою, тому зменшується. Відповідь:

Завдання В3.

Температура невеликої свинцевої кулі при падінні на масивну сталеву плиту підвищилася на 1 0 С. Нехтуючи втратами енергії на теплопередачу оточуючим тілам. Визначте за результатом цього експерименту висоту, з якої впала куля. Питома теплоємність свинцю 130 Дж/(кг∙К). Прискорення вільного падіння прийняти рівним

10 м/с 2 . Відповідь запишіть числом, що виражається в метрах.

Так як на висоті h тіло має потенційну енергію, яка визначається за формулою , а на нагрівання тіла теплота , то за законом збереження енергії

Звідси отримуємо:

Відповідь: 13м.

Завдання В4.

Обчисліть силу струму в ланцюгу при підключенні до джерела постійного струму з ЕРС 12 В та внутрішнім опором 2 Ом резистора з електричним опором 4 Ом. Відповідь запишіть числом, що виражається в амперах.

За законом Ома для повного ланцюга сила струму визначається за такою формулою:

Отримуємо

Відповідь: 2А.

Завдання В5.

Фокусна відстань лінзи, що збирає 15см. На якій відстані від лінзи знаходиться предмет, дійсне зображення якого одержано на відстані 60 см від лінзи? Відповідь запишіть числом, що виражається в сантиметрах.

За формулою тонкої збираючої лінзи маємо:

Звідси отримуємо: , підставимо дані:

d=20см

Відповідь: 20 см

Завдання С1.

В експерименті встановлено, що при температурі повітря в кімнаті 25 0 С на стінці склянки з холодною водою починається конденсація водяної пари з повітря, якщо знизити температуру склянки до 14 0 С. За результатами цих експериментів визначте абсолютну і відносну вологість повітря. Для вирішення задачі скористайтесь таблицею. Чи зміниться відносна вологість при підвищенні температури повітря в кімнаті, якщо конденсація парів води з повітря починатиметься при тій же температурі склянки 14 0 С. Тиск і щільність насиченої водяної пари за різної температури.

Відносну вологість повітря визначимо за формулою:

де р - парціальний тиск, Р 0 - Тиск насиченої пари, яке при даній температурі беремо з таблиці. Парціальний тиск за умови даної задачі беремо з таблиці при температурі, за якої починається конденсація пари. Отримуємо Р 0 = 3200 Па, р = 1600 Па.

Звідси вологість повітря дорівнює:

При підвищенні температури тиск насиченої пари стане більшим, парціальний тиск не зміниться, так як конденсація відбувається при тій же температурі. Тому відносна вологість у цьому випадку зменшиться.

Завдання С2.

В атракціоні людина масою 60 кг рухається на візку рейками і здійснює "мертву петлю" у вертикальній площині по круговій траєкторії радіусом 5м. Яка сила тиску людини на сидіння візка зі швидкістю проходження нижньої точки 10м/с? Прискорення вільного тиску прийняти рівним 10м/с2.

Рішення: зобразимо на кресленні траєкторію руху та сили, що діють на людину у верхній точці:

За другим законом Ньютона векторна сума сил, які діють тіло, дорівнює добутку маси прискорення:

у скалярній формі це рівняння має вигляд:

де F T = mg: звідси знайдемо силу реакції опори: N = mg + ma. Оскільки доцентрове прискорення визначається за формулою: , то отримуємо формулу: N=m (g+v 2 /R).

Підставимо дані та зробимо обчислення: N=60 (10+100/5) =1800H

По третьому закону Ньютона сила тиску людини сидіння по модулю дорівнює силі реакції опори, тобто. F д = N, F д = 1800H

Відповідь: 1800Н.

Завдання С3.

На діаграмі представлені зміни тиску та об'єму ідеального одноатомного.

газу. Яка кількість теплоти була отримана або віддана газом при переході зі стану 1 до стану 3?

Загальну кількість теплоти визначимо за такою формулою:

Q 123 = Q 12 + Q 23

Q 12 =A 12 +ΔU 12′ де А 12 =РΔV=0

ΔU=3/2νRΔT=3/2V 1 (P 2 -P 1)

тоді кількість теплоти на ділянці 1-2 дорівнюватиме:

Q 12 =3/2∙1∙(10-30)= -30кДж.

Кількість теплоти на ділянці 2-3 дорівнюватиме:

Q 23 = A 23 + ΔU 23; Q 23 = P 2 (V 3 -V 2) + 3/2P 2 (V 3 -V 2) =

5/2P 2 (V 3 -V 2); Q=5/2∙10∙(3-1)=50 кДж,

тоді загальна кількість теплоти дорівнюватиме: Q=-30+50=20кДж

Тепло буде одержано.

Відповідь: 20 кДж.

Завдання С4.

Катод фотоелемента з роботою виходу 4,42∙10 -19 Дж освітлюється світлом із частотою

1,0∙10 15 Гц. Електрони, що вилетіли з катода, потрапляють в однорідне магнітне поле з індукцією 8,3∙10 -4 Тл перпендикулярно лініям індукції цього поля. Чому дорівнює максимальний радіус кола R, яким рухаються електрони?

За законом збереження енергії для фотоефекту маємо формулу:

hν=Aвих + E k , E k =mv 2 /2, тоді hν=Aвих + mv 2 /2.

Звідси визначимо швидкість електрона:

У магнітному полі на заряджену частинку діє сила Лоренца, яка визначається за формулою: F=qvBsinα, тому що кут дорівнює 90 0 С то sinα=1, тоді F=qvB.

За другим законом Ньютон сила F = ma.

Прирівнюючи дві формули, одержуємо рівність: qvB=ma. Прискорення визначаємо за формулою: a=v 2 /R, звідси qvB=mv 2 /R, спрощуючи, отримуємо:

R = mv/qB, підставивши дані, зробимо обчислення:

R=9,1∙10 -31 ∙6,92∙10 5 / (1,6∙10 -19 ∙8,3∙10 -4) =4,74∙10 -3 м=4,74мм

Відповідь: 4,74 мм.

Завдання С5.

Басейн глибиною 4 м заповнений водою, відносний показник заломлення на межі повітря – вода 1,33. Який здається глибина басейну спостерігачеві, що дивиться у воду вертикально вниз?

За законом заломлення , де показник заломлення води, 1 - показник заломлення повітря. З трикутників АВС та МВС знаходимо катет х: x=htgβ, x=H∙tgα. Так як ліві частини рівні, значить рани і праві частини, отримуємо рівняння: h∙tgβ=H∙tgα, звідси h=H∙tgα/tgβ. Кути α і β беремо дуже малі, тому sinα=tgα, sinβ=tgβ. Отримуємо рівність:

h=H sinα/ sin β =H/n, отримуємо: h=4/1,33=3 м.

Відповідь: 3 м.

Завдання С6.

Використовуючи таблиці мас атомних ядер та елементарних частинок, обчисліть енергію, що звільняється при синтезі 1 кг гелію з ізотопів водню - дейтерію та тритію:

Маси атомних ядер

Знайдемо енергію, яка виділяється при синтезі одного ядра за формулою: , де - Різниця мас між масами, що вступають в реакцію і масами, отриманими в результаті реакції, - швидкість світла у вакуумі, = 310 8 м / с.

Кількість ядер, що містяться в масі 1 кг гелію, знайдемо за формулою:

Тоді повна енергія дорівнюватиме: Е=Е 1 ∙N; підставимо дані та зробимо обчислення:

Е=1,5∙10 26 ∙0,2817∙10 -11 =4,2∙10 14 Дж

Відповідь: 4,2∙10 14 Дж

Література

1. О.Ф. Кабардін, С.І. Кабардіна "Типові тестові завдання", Видавництво "Іспит" Москва 2010р.

2. Ю.Г. Павленко "Початки фізики", підручник, Видавництво "Іспит", Москва 2005р.

3. Г.Я. Мякішев, Б.Б. Буховцев "Фізика, 11 клас", Москва 2009р. Видавництво "Освіта".