Straipsnyje pateikiama Vieningo valstybinio fizikos egzamino antrosios dalies 25-27 užduočių analizė. Taip pat yra fizikos mokytojo vaizdo pamoka su išsamiais ir aiškiais kiekvienos užduoties paaiškinimais. Jei ką tik pradėjote ruoštis vieningam valstybiniam fizikos egzaminui, šis straipsnis jums gali būti labai, labai naudingas.

Pradėkime nuo pagreičio, kuriuo liftas juda, nustatymo. Jis juda iš ramybės būsenos, todėl galioja formulė: , kur S- Tegul praeina, a- lifto pagreitis, t- judėjimo laikas. Iš čia gauname: m/s 2 .

Pavaizduokime jėgas, veikiančias šią apkrovą. Gravitacijos jėga nukreipta vertikaliai žemyn, o spyruoklės tamprumo jėga (Huko jėga) – vertikaliai aukštyn, kur k- spyruoklės standumas, x- spyruoklės prailginimas:

Sumažėjus spyruoklės apkrovos svyravimams, atsiradusiems dėl lifto judėjimo pradžios, apkrova pradės kristi žemės atžvilgiu sinchroniškai su liftu su pagreičiu. Šiai situacijai projekcijoje į vertikalioji ašis OY, kartu su pagreičiu, iš antrojo Niutono dėsnio gauname:

Skaičiavimai duoda kg.

Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra lygi p 2. Norėdami tai padaryti, mes naudojame tai, kad priklausomybė p iš V nurodytame procese yra tiesiogiai proporcingas: , iš kur gauname kPa.

Iš mokyklos kursas Termodinamika yra žinoma, kad dujų darbas yra skaitiniu būdu lygus plotui po dujų proceso grafiku koordinatėmis ( p;V). Šis darbas yra teigiamas, jei dujos išsiplėtė, ir neigiamas kitaip. Todėl į šis procesas dujų atliktas darbas yra teigiamas ir skaičiais lygus trapecijos 12 plotui V 2 V 1 (paveiksle jis paryškintas geltonai):

Trapecijos plotas lygus pusės pagrindų ir aukščio sumos sandaugai. Tai yra, šiuo atveju gauname:

Skaičiavimai suteikia vertę:

Skaičiuodami naudojome, kad 1 litras yra lygus 10 -3 m 3 .

Fotonų energija yra susijusi su bangos ilgiu žinomas ryšys:, kur h- Planko konstanta, c- šviesos greitis vakuume, λ yra šviesos bangos ilgis vakuume. Tai reiškia, kad jei norima fotono energija pirmuoju atveju buvo lygi E tada, kai krintančios spinduliuotės bangos ilgis sumažės perpus, fotono energija taps lygi 2 E. Abiem atvejais parašykime Einšteino lygtis fotoelektriniam efektui:

Čia E K1 ir E K2 yra didžiausia fotoelektronų kinetinė energija atitinkamai pirmuoju ir antruoju atveju, A yra elektronų, paliekančių metalą, darbo funkcija. Tada, atėmus pirmąjį lygties narį iš antrosios, gauname eV.

Sergejaus Valerjevičiaus pateiktų problemų analizė

Norint išspręsti užduotį Nr. 25, reikia žinoti su koncepcija susijusius procesus mechaninės energijos– kinetinės ir potencialios – bei jų tarpusavio transformacijos. Problemos yra susijusios su kūnų judėjimu įtakoje įvairios jėgos, todėl reikia suprasti, kas yra vienos jėgos kompensavimas kita (ar kitais) ir jėgų rezultatas. Centrinės sąvokos Tuo pačiu metu mechanikos kurse tiriami gamtosaugos dėsniai. Pagrindinė informacija, aktuali sprendžiant uždavinį, pateikiama teorijos skyriuje.

Vieningojo valstybinio fizikos egzamino 25 užduoties teorija

Rezultatinė (rezultatinė) jėga

Rezultatinė jėga yra jėga, kuri kūnui daro poveikį, kuris yra lygus visoms kitoms jėgoms, veikiančioms jį vienu metu. Rezultatinė jėga yra vektorinė šių jėgų, veikiančių kūną, suma.

Jei reikia, tai kiekybinis įvertinimas atskirai apsvarstykite veikiančias jėgas stačiakampis s-me OXY koordinatės pasirinktų ašies krypčių atžvilgiu (tradiciniu vaizdavimu – horizontalia ir vertikalia kryptimis). Jėgos, nukreiptos netiesioginiu kampu į horizontalią ir vertikalią, yra išdėstytos ant projekcijų ir dalyvauja skaičiavimuose F x ir F y formomis. Pavyzdžiui:

Kiekybinės projekcijų reikšmės randamos iš atitinkamų stačiųjų trikampių naudojant trigonometrinės funkcijos aštrių kampų, duomenys užduotyse.

Impulso tvermės dėsnis

Įstatymo teiginys: IN uždara sistema kūnai, jų momentų vektorinė suma nekinta nepriklausomai nuo šių kūnų sąveikos.

Šis dėsnis yra 2-ojo ir 3-iojo Niutono dėsnių pasekmė. Atitinkamai, kiekybiškai tai atrodo taip:

kur kairėje lygybės pusėje yra impulsų suma pradžios momentas kūnų sąveika, o dešinėje – jų sąveikos pabaigoje.

Energijos tvermės dėsnis

Įstatymo teiginys: uždaroje sistemoje bet koks skaičius kūnus, mechaninė visuminė energija dėl jų sąveikos nekinta.

Įstatymo formulė:

Kur E k yra kinetinė energija, E r yra potenciali energija.

Kadangi , įstatymas turi tokią formą:

.

IN tikroji sistema, t.y. sistemoje, kurioje atsižvelgiama į trinties jėgas (ypač oro pasipriešinimą), mechaninio pokyčio visos energijos vis tiek atsitinka. Kiekybiškai jis parodo trinties jėgų atlikto darbo kiekį ir apibrėžiamas kaip energijos skirtumo modulis tuo momentu, kai prasideda kūnų sąveika ir tuo momentu, kai ji baigiasi: .

Vieningojo valstybinio fizikos egzamino tipinių variantų Nr.25 analizė

Demo versija 2018 m

2 kg sveriantis sviedinys, skrisdamas 200 m/s greičiu, skyla į 2 skeveldras. Pirmasis 1 kg masės fragmentas skrenda 90 0 kampu pradine kryptimi 300 m/s greičiu. Raskite antrojo fragmento greitį.

Sprendimo algoritmas:

1. Mes analizuojame užduotį ir parodome sąlyginę vykstančių procesų diagramą.
2. Įrašymas z-išsaugoti impulsas tam tikrai situacijai. Sviedinio ir pirmojo fragmento impulsų vektorius aprašome pagal jų mases ir greičio vektorius.
3. Sudarome vektorinės impulsų sumos diagramą.
4. Išanalizuojame grandinę ir randame išraišką reikiamam greičiui nustatyti.
5. Apskaičiuojame reikiamą greitį.
6. Užrašome atsakymą.

Sprendimas:

1. Atsižvelgiant į tai, kad 1-asis fragmentas nukreiptas statmenai pradinei sviedinio judėjimo krypčiai (tai išplaukia iš sąlygos, kad kampas tarp jų yra 90 0), o 2-asis fragmentas turi savavališką kryptį (tačiau akivaizdu, kad bus nukrypimas nuo pradinė kryptis sviedinys), gauname tokią diagramą:

kur , , yra atitinkamai sviedinio ir jo fragmentų impulsai.

2. Impulso išsaugojimas (formulė):

3. Norėdami nustatyti vektorinę impulsų sumą, naudojame trikampio taisyklę:

4. Gautas trikampis yra stačiakampis, nes pagal sąlygą kampas tarp ir yra 90 0. Todėl p 2, kuriame yra norimas greitis, galima rasti iš Pitagoro:

Taigi: ir

5. Raskite 2 versiją: .

Pirmas variantas (Demidova, Nr. 3)

Žmogus ant rogių bendros masės 100 kg, nusileidęs nuo 6 m aukščio ledo kalno Trinties jėga judant horizontalus paviršius lygus 160 N. Kiek jis nukeliavo horizontaliai prieš sustodamas? Tarkime, kad rogės slydo kalno šlaitu be trinties.

Sprendimo algoritmas:

1. Užrašome energijos taupymą užduotyje aprašytai situacijai.
2. Mes randame ryšį tarp žmogaus energijos ir darbo, kurį jis atlieka judėdamas horizontaliu paviršiumi, kol jis visiškai sustos.
3. Darbo formulę rašome pagal trinties jėgą ir nuvažiuotą atstumą (poslinkį). Apskaičiuojame reikiamą atstumą.
4. Užrašome atsakymą.

Sprendimas:

Atsakymas: 37.5

Antras variantas (Demidova, Nr. 5)

2 kg masės kūnas, vertikaliai išmestas iš tam tikro aukščio, nukrito ant žemės 6 m/s greičiu. Kūno potencinė energija žemės paviršiaus atžvilgiu metimo momentu buvo lygi 20 J. Kokiu pradiniu greičiu buvo mestas kūnas? Nepaisykite oro pasipriešinimo.

Sprendimo algoritmas:

1. Mes nustatome energijas, kurias akmuo turėjo pradiniu ir paskutiniu judėjimo momentu.
2. Energijos išsaugojimo principu nustatome kinetinės energijos kiekį pradiniu judėjimo momentu.
3. Iš kinetinės energijos formulės randame pradinis greitis akmens judėjimas.
4. Užrašome atsakymą.

Sprendimas:

1. Pradiniu judėjimo momentu akmens energija susidėjo iš kinetinės ir potencialinės: . Iki galo viskas potenciali energija tampa kinetinis, todėl .

Fizikos vieningo valstybinio egzamino užduočių pakeitimai 2019 m nėra metų.

Fizikos vieningo valstybinio egzamino užduočių struktūra 2019 m

Egzamino darbas susideda iš dviejų dalių, įskaitant 32 užduotys.

1 dalis yra 27 užduotys.

• 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–27 užduotyse atsakymas yra sveikasis arba baigtinis skaičius dešimtainis.
• 5–7, 11, 12, 16–18, 21, 23 ir 24 užduočių atsakymas yra dviejų skaičių seka.
• 19 ir 22 užduočių atsakymas yra du skaičiai.

2 dalis yra 5 užduotys. Atsakymas į 28–32 užduotis apima išsamus aprašymas visą užduoties eigą. Antrąją užduočių dalį (su išsamiu atsakymu) vertina ekspertų komisija, remdamasi.

Vieningos fizikos valstybinio egzamino temos, kurios bus įtrauktos į egzamino darbą

1. Mechanika(kinematika, dinamika, statika, mechanikos išsaugojimo dėsniai, mechaninės vibracijos ir bangos).
2. Molekulinė fizika (molekulinė kinetinė teorija, termodinamika).
3. SRT elektrodinamika ir pagrindai(elektrinis laukas, nuolatinė srovė, magnetinis laukas, elektromagnetinė indukcija, elektromagnetinės vibracijos ir bangos, optika, SRT pagrindai).
4. Kvantinė fizika ir astrofizikos elementai(bangų-korpuskulinis dualizmas, atomo fizika, atomo branduolio fizika, astrofizikos elementai).

Vieningojo valstybinio fizikos egzamino trukmė

Norėdami užbaigti viską egzamino darbas yra duota 235 minutes.

Numatomas laikas užduotims atlikti įvairios dalys darbas yra:

1. kiekvienai užduočiai su trumpu atsakymu – 3–5 minutės;
2. kiekvienai užduočiai su detaliu atsakymu – 15–20 min.

Ką galite laikyti egzaminui:

• Naudojamas neprogramuojamas skaičiuotuvas (kiekvienam mokiniui) su galimybe skaičiuoti trigonometrines funkcijas (cos, sin, tg) ir liniuote.
• Papildomų prietaisų ir prietaisų, kuriuos leidžiama naudoti vieningam valstybiniam egzaminui, sąrašą patvirtina Rosobrnadzor.

Svarbu!!! nepasikliaukite cheat lapais, patarimais ir naudojimu techninėmis priemonėmis(telefonai, planšetės) egzamino metu. 2019 m. Vieningo valstybinio egzamino vaizdo stebėjimas bus sustiprintas papildomomis kameromis.

Fizikos vieningų valstybinių egzaminų balai

• 1 balas – už 1-4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 22, 23, 25, 26, 27 užduotis.
• 2 taškai – 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 21, 24.
• 3 taškai – 28, 29, 30, 31, 32.

Iš viso: 52 taškai(maksimaliai pirminis balas).

Ką reikia žinoti ruošiant užduotis vieningam valstybiniam egzaminui:

• Žinokite/supraskite prasmę fizinės sąvokos, kiekiai, dėsniai, principai, postulatai.
• Mokėti apibūdinti ir paaiškinti fizikiniai reiškiniai ir kūnų savybes (įskaitant kosminiai objektai), eksperimentiniai rezultatai... pateikite pavyzdžių praktinis naudojimas fizinių žinių
• Atskirkite hipotezes nuo mokslinė teorija, daryti išvadas remiantis eksperimentu ir kt.
• Gebėti pritaikyti įgytas žinias priimdamas sprendimus fizinių problemų.
• Naudokite įgytas žinias ir įgūdžius praktinė veikla ir kasdienybė.

Kur pradėti ruoštis vieningam valstybiniam fizikos egzaminui:

1. Išstudijuokite kiekvienai užduočiai reikalingą teoriją.
2. Treniruokis testo užduotys fizikoje, sukurta remiantis Vieningu valstybiniu egzaminu. Mūsų svetainėje bus atnaujintos fizikos užduotys ir parinktys.
3. Teisingai valdykite savo laiką.

Linkime sėkmės!

Vieningo valstybinio egzamino užduočių sprendimas. 25 užduotis

Molekulinė fizika

(skaičiavimo problema)

Allayarova Rosalia Rafaelovna

MBOU vidurinė mokykla Nr.29

Surgutas. 2018 m

Vieningas valstybinis FIZIKOS egzaminas Specifikacija kontroliuoti matavimo medžiagos už vieningą laikymą valstybinis egzaminas fizikoje, kurią parengė federalinis valstybės biudžetas mokslo įstaiga"FEDERALINIS PEDAGOGINIŲ MATAVIMŲ INSTITUTAS" FIZIKA, 11 klasė © 2018 m. Federalinė tarnyba už priežiūrą švietimo ir mokslo srityje Rusijos Federacija Puslapis 8 Taikymas Apibendrintas 2018 m. KIM vieningo valstybinio egzamino versijos planas FIZIKOSE Užduočių sudėtingumo lygiai: B – pagrindinis; P – padidėjęs; B – aukštas.

Patikrinti elementai

prasmė

2 dalis

Elementų kodai

Kodai

Mechanika, molekulinė fizika

atgal-

patikrinti

(skaičiavimo problema)

Lygis

pagal kodifikatorių

tyrimas in

įgūdžių

sudėtingumo

elementai

dirbti

užduotys

Maxi-

mažas

taškas už

baigtas

nuomonę

užduotys

Kodifikatorius turinio elementai ir reikalavimai absolventų rengimo lygiui švietimo organizacijos vesti vieningą valstybę FIZIKOS egzaminas

Skyriaus kodas

Valdomas elementas

Turinio elementai,

MOLEKULINĖ FIZIKA. TERMODINAMIKA

patikrino CMM užduotis

MOLEKULINĖ FIZIKA

TERMODINAMIKA

2.1.6 Ryšys tarp slėgio ir vidurkio kinetinė energija Transliacinis terminis molekulių judėjimas idealios dujos(pagrindinė MKT lygtis): p = m 0 n = n Inde yra 150 kPa slėgio argono. Argono koncentracija buvo padidinta 2 kartus, o vidutinė jo molekulių kinetinė energija sumažėjo 3 kartus. Nustatykite pastovų dujų slėgį. (FIPI7ABC47).

(FIPI 4D0A9D) Helio atomų, esančių inde po judančiu stūmokliu, koncentracija padidėjo 6 kartus. Tuo pačiu metu dujų slėgis padidėjo 2 kartus. Kiek kartų sumažėjo? vidutinė energijašiluminis helio atomų judėjimas?

2.1.8 Ryšys tarp dujų temperatūros ir jų dalelių transliacinio šiluminio judėjimo vidutinės kinetinės energijos: Ē= 3/2 kT

IN atmosferos oras yra deguonies ir argono. Deguonies molekulių vidutinis kvadratinis greitis yra 470 m/s. Koks yra argono molekulių vidutinis kvadratinis greitis? Atsakymą pateikite m/s iki artimiausio sveikojo skaičiaus.

= 3/2 kT , T =

T 1 = T 2 =

v 2 = prieš 1 v 2 = 470 ≈ 420 m/s

2.1.9 Lygtis p = nkT

Grafike parodyta slėgio priklausomybė nuo koncentracijos dviem idealios dujos esant fiksuotai temperatūrai. Koks yra šių dujų temperatūros santykis?

2.1.10 1) Mendelejevo-Clapeyrono lygtis 2) Vidinės energijos išraiška

1) Du moliai idealių dujų buvo balione, kur yra vožtuvas, kuris išleidžia dujas, kai slėgis baliono viduje yra didesnis nei 1,5 * 10 5 Pa. Esant 300 K temperatūrai, slėgis cilindre buvo 1 * 10 5 Pa. Tada dujos buvo įkaitintos iki 600 K. Kiek dujų išėjo iš baliono? Atsakymą pateikite kurmiais, suapvalinkite iki artimiausios dešimtosios.

pV= RT u = p 0 V = u 0 RT

u max = = * = = 1,5 mol

u 0 – u max = 2 - 1,5 = 0,5 mol

Atsakymas: 0,5.

2) Idealios monoatominės dujos yra 0,6 m tūrio inde 3 esant slėgiui 2×10 3 Pa. Nustatykite šių dujų vidinę energiją kJ. (FIPI D0E1D6)

U = pV = *2×10 3 Pa*0,6 m 3 =

1,8×10 3 J=1,8 kJ

2.2.12 Grafinis vaizdavimas izoprocesai įjungti pV- , pT- Ir VT- diagramas

Paveiksle parodytas izoterminio dujų suspaudimo grafikas esant 150 K temperatūrai. dujinė medžiaga yra šiame inde? Atsakymą pateikite moliais, suapvalintais iki artimiausio sveikojo skaičiaus.

р=10*104, V=0,5m3

ν = = 40 mol

2.1.14 Drėgmė

Garų slėgis patalpoje 5°C temperatūroje yra 756 Pa. Slėgis sočiųjų garų esant tokiai pat temperatūrai jis yra 880 Pa. Kokia santykinė oro drėgmė? (Atsakymą pateikite procentais, suapvalintais iki sveikųjų skaičių.)

φ = *100 % ≈ 86 %

2.1.15 Sudėtinių medžiagų būsenų pokyčiai: garavimas ir kondensacija, skysčio virimas

Uždarame inde yra 2 g vandens garų, kurių slėgis 50 kPa ir esant 100 ºC temperatūrai. Nekeičiant temperatūros indo tūris sumažėjo 4 kartus. Raskite susidariusio vandens masę. Atsakymą pateikite gramais

p 1 V 1 = RT p 2 V 2 = RT

m 2 =p 2 V 2 = , V 2 =

m 2 =p 2 V 2 = =

2.1.16 Medžiagos agregacinių būsenų pokytis: lydymasis ir kristalizacija

Termose su didelis skaičius ledo, kurio temperatūra t 1 = 0 0 C, įpilkite m = 0,5 kg vandens, kurio temperatūra t 2 = 66 0 C. Nusistovėjus terminei pusiausvyrai, inde ištirps m litrų svorio ledas. Rasti m l. Atsakymą pateikite kilogramais šimtųjų dalių tikslumu.

Q in = , Q l = m l,

Atsakymas: 0,42

2.1.17, 2.2.4 Energijos konvertavimas faziniuose perėjimuose

Norint nustatyti specifinę medžiagos šiluminę talpą, 400 g sveriantis kūnas, pašildytas iki 100 ° C, buvo nuleistas į kalorimetrą, kuriame yra 200 g vandens. Pradinė kalorimetro ir vandens temperatūra yra 23°C. Nusistovėjus terminei pusiausvyrai, kūno ir vandens temperatūra tapo lygi 30°C. Nustatykite tiriamos kūno medžiagos savitąją šiluminę talpą. Nepaisykite kalorimetro šiluminės talpos. Atsakymą pateikite J/(kg C°).

Q = mcΔt Q = Qt

m in c in (t iki – t in) = m T c T (t T – t K),

210 J/(kg C°)

Atsakymas: 210.

2.2.2 Vidinė energija; 2.2.6 Elementarus darbas termodinamika: A = p Δ V . Darbų apskaičiavimas pagal proceso grafiką ant pV - diagrama

Kokį darbą atlieka idealios monoatominės dujos vykdant 1–2–3 procesą (žr. pav.). Atsakymą pateikite džauliais dešimtosios tikslumu.

A = S tr + S pr

1*10 5 *1*10 -3 =

1,625 * 10 2 J = 162,5 J

Atsakymas: 162,5.

2.2.9 Šilumos variklių veikimo principai. Efektyvumas:

Šilumos variklio efektyvumas siekia 30%. Per 10 s mašinos darbinis skystis iš šildytuvo gauna 3 kJ šilumos. Kokia yra vidutinė mašinos naudingoji galia? Pateikite savo atsakymą vatais.

N= ,  = 100 % , A =

2.2.10 Didžiausia vertė Efektyvumas Carnot ciklas

Šilumos variklio, veikiančio pagal Carnot ciklą, šildytuvo temperatūra yra 500 K, o šaldytuvo - 300 K. Darbinis skystis per vieną ciklą iš šildytuvo gauna 40 kJ šilumos kiekį. Kiek darbo atliekama per ciklą darbinis skystis variklis? Atsakymą pateikite kilodžauliais.

 =  Carnot = ,  =

A = = ≈ 16 kJ

2.2.4, 2.2.11 lygtis šilumos balansas: K 1 + K 2 + K 3 + ... = 0

Atliekant medžiagos savitosios šiluminės talpos matavimo eksperimentą, iš verdančio vandens išimtas 0,15 kg sveriantis metalinis cilindras, nuleistas į 20°C temperatūros vandenį. Svoris šaltas vanduo 0,1 kg. Nustačius šiluminę pusiausvyrą, metalo ir vandens temperatūra tapo lygi 30°C. Kam jis lygus specifinė šiluma medžiaga, iš kurios pagamintas cilindras? Nepaisykite kalorimetro šiluminės talpos. Pateikite savo atsakymą J/(kg °C)

Q = mcΔt Q V =Qt

m V c V (t Į –t V ) = m T c T (t T –t K ),

Su T =

= = 4000 J/(kg C°).

Pasirengimas OGE ir vieningam valstybiniam egzaminui

Vidutinis bendrojo išsilavinimo

Line UMK A.V. Fizika (10–11) (pagrindinis, išplėstinis)

Line UMK A.V. Fizika (7–9)

Line UMK A.V. Peryshkin. Fizika (7–9)

Pasiruošimas vieningam valstybiniam fizikos egzaminui: pavyzdžiai, sprendimai, paaiškinimai

Lebedeva Alevtina Sergeevna, fizikos mokytoja, 27 metų darbo patirtis. Garbės pažymėjimas Maskvos srities švietimo ministerija (2013), Voskresenskio vadovo padėka savivaldybės rajonas(2015), Maskvos srities matematikos ir fizikos mokytojų asociacijos prezidento pažymėjimas (2015).

Darbe pateikiamos užduotys skirtingi lygiai Sunkumas: pagrindinis, pažengęs ir aukštas. Užduotys bazinis lygis, Šis paprastos užduotys, išbandant svarbiausių fizikinių sąvokų, modelių, reiškinių ir dėsnių įsisavinimą. Užduotys aukštesnio lygio kurių tikslas yra patikrinti gebėjimą naudoti fizikos sąvokas ir dėsnius analizei įvairūs procesai ir reiškinius, taip pat gebėjimą spręsti uždavinius naudojant vieną ar du dėsnius (formules) bet kuria iš mokyklinio fizikos kurso temų. Darbe 4 2 dalies užduotys yra užduotys aukšto lygio sudėtingumą ir išbandyti gebėjimą panaudoti fizikos dėsnius ir teorijas modifikuotose arba nauja situacija. Atliekant tokias užduotis, reikia iš karto taikyti dviejų ar trijų fizikos skyrių žinias, t.y. aukštas mokymo lygis. Ši parinktis yra visiškai suderinta demo versija Vieningas valstybinis egzaminas 2017, užduotys paimtos iš atviras bankas Vieningų valstybinių egzaminų užduotys.

Paveikslėlyje parodytas greičio modulio ir laiko grafikas t. Iš grafiko nustatykite automobilio nuvažiuotą atstumą laiko intervalu nuo 0 iki 30 s.

Sprendimas. Automobilio nuvažiuotas kelias laiko intervalu nuo 0 iki 30 s lengviausiai gali būti apibrėžtas kaip trapecijos plotas, kurio pagrindas yra laiko intervalai (30 – 0) = 30 s ir (30 – 10). ) = 20 s, o aukštis yra greitis v= 10 m/s, t.y.

Atsakymas. 250 m.

100 kg sveriantis krovinys pakeliamas vertikaliai aukštyn naudojant trosą. Paveiksle parodyta greičio projekcijos priklausomybė V apkrova ašiai, nukreipta į viršų, kaip laiko funkcija t. Nustatykite troso įtempimo jėgos modulį kėlimo metu.

Sprendimas. Pagal greičio projekcijos priklausomybės grafiką v apkrova ašyje, nukreipta vertikaliai aukštyn, kaip laiko funkcija t, galime nustatyti apkrovos pagreičio projekciją

Apkrovą veikia: gravitacijos jėga, nukreipta vertikaliai žemyn, ir kabelio įtempimo jėga, nukreipta vertikaliai aukštyn išilgai kabelio (žr. 2. Užrašykime pagrindinę dinamikos lygtį. Panaudokime antrąjį Niutono dėsnį. Kūną veikiančių jėgų geometrinė suma yra lygi kūno masės ir jam suteikiamo pagreičio sandaugai.

+ = (1)

Parašykime vektorių projekcijos lygtį atskaitos sistemoje, susietoje su žeme, nukreipdami OY ašį aukštyn. Įtempimo jėgos projekcija teigiama, kadangi jėgos kryptis sutampa su OY ašies kryptimi, gravitacijos jėgos projekcija neigiama, kadangi jėgos vektorius yra priešingas OY ašiai, pagreičio vektoriaus projekcija taip pat yra teigiamas, todėl kūnas juda su pagreičiu aukštyn. Turime

T – mg = ma (2);

iš (2) formulės tempimo jėgos modulis

T = m(g + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.

Atsakymas. 1200 N.

Kūnas tempiamas išilgai grubaus horizontalaus paviršiaus pastovus greitis kurio modulis yra 1,5 m/s, veikiant jėgą, kaip parodyta (1) paveiksle. Šiuo atveju kūną veikiančios slydimo trinties jėgos modulis yra 16 N. Kokią galią sukuria jėga? F?

Sprendimas.Įsivaizduokime fizinis procesas, nurodytas problemos teiginyje ir padarykite scheminį brėžinį, nurodantį visas kūną veikiančias jėgas (2 pav.). Užrašykime pagrindinę dinamikos lygtį.

Tr + + = (1)

Pasirinkę atskaitos sistemą, susietą su fiksuotu paviršiumi, rašome vektorių projekcijos lygtis į pasirinktą koordinačių ašys. Pagal problemos sąlygas kūnas juda tolygiai, nes jo greitis yra pastovus ir lygus 1,5 m/s. Tai reiškia, kad kūno pagreitis yra lygus nuliui. Horizontaliai kūną veikia dvi jėgos: slydimo trinties jėga tr. ir jėga, kuria tempiamas kūnas. Trinties jėgos projekcija yra neigiama, nes jėgos vektorius nesutampa su ašies kryptimi X. Jėgos projekcija F teigiamas. Primename, kad norėdami rasti projekciją, statmeną nuleidžiame nuo vektoriaus pradžios ir pabaigos iki pasirinktos ašies. Atsižvelgdami į tai turime: F cosα – F tr = 0; (1) išreikškime jėgos projekciją F, Šis F cosα = F tr = 16 N; (2) tada jėgos išvystyta galia bus lygi N = F cosα V(3) Pakeiskime, atsižvelgdami į (2) lygtį, ir pakeiskime atitinkamus duomenis į (3) lygtį:

N= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.

Atsakymas. 24 W.

Apkrova, pritvirtinta prie lengvos spyruoklės, kurios standumas 200 N/m, patiria vertikalius svyravimus. Paveiksle parodytas poslinkio priklausomybės grafikas x kartas nuo karto apkrauti t. Nustatykite, kokia yra krovinio masė. Atsakymą suapvalinkite iki sveiko skaičiaus.

Sprendimas. Ant spyruoklės esanti masė patiria vertikalius svyravimus. Pagal apkrovos poslinkio grafiką X karts nuo karto t, nustatome apkrovos svyravimo periodą. Virpesių periodas lygus T= 4 s; iš formulės T= 2π išreikškime masę m krovinys

Atsakymas: 81 kg.

Paveikslėlyje pavaizduota dviejų lengvų blokų ir nesvariojo kabelio sistema, su kuria galima išlaikyti pusiausvyrą arba pakelti 10 kg sveriantį krovinį. Trintis yra nereikšminga. Remdamiesi aukščiau pateikto paveikslo analize, pasirinkite duteisingi teiginiai ir savo atsakyme nurodykite jų numerius.

1. Norint išlaikyti apkrovos pusiausvyrą, reikia veikti lyno galą 100 N jėga.
2. Paveiksle parodyta blokų sistema nesuteikia jokio stiprumo.
3. h, reikia ištraukti 3 ilgio virvės atkarpą h.
4. Lėtai pakelti krovinį į aukštį hh.

Sprendimas.Šioje užduotyje būtina prisiminti paprastus mechanizmus, būtent blokus: kilnojamąjį ir fiksuotą bloką. Judantis blokas suteikia dvigubai stipresnę jėgą, o lyno atkarpą reikia traukti dvigubai ilgiau, o fiksuotas blokas naudojamas jėgai nukreipti. Darbe paprasti laimėjimo mechanizmai neduoda. Išanalizavę problemą, iš karto pasirenkame reikiamus teiginius:

1. Lėtai pakelti krovinį į aukštį h, reikia ištraukti 2 ilgio virvės atkarpą h.
2. Norint išlaikyti apkrovos pusiausvyrą, lyno galą reikia veikti 50 N jėga.

Atsakymas. 45.

Aliumininis svarelis, pritvirtintas prie nesvario ir netiesiamo sriegio, visiškai panardinamas į indą su vandeniu. Krovinys neliečia indo sienelių ir dugno. Tada į tą patį indą su vandeniu panardinamas geležinis svarelis, kurio masė lygi aliuminio svarelio masei. Kaip dėl to pasikeis sriegio tempimo jėgos modulis ir apkrovą veikiančios gravitacijos jėgos modulis?

1. Padidėja;
2. Sumažėja;
3. Nesikeičia.

Sprendimas. Analizuojame problemos būklę ir išryškiname tuos parametrus, kurie tyrimo metu nekinta: tai kūno masė ir skystis, į kurį kūnas panardinamas ant siūlo. Po to geriau tai padaryti schematinis brėžinys ir nurodykite apkrovą veikiančias jėgas: sriegio įtempimą F valdymas, nukreiptas į viršų išilgai sriegio; gravitacija nukreipta vertikaliai žemyn; Archimedo jėga a, veikiantis iš skysčio pusės į panardintą kūną ir nukreiptas į viršų. Pagal uždavinio sąlygas apkrovų masė yra vienoda, todėl ir apkrovą veikiančios gravitacijos jėgos modulis nekinta. Kadangi skiriasi krovinio tankis, skirsis ir tūris.

Geležies tankis – 7800 kg/m3, o aliuminio krovinio – 2700 kg/m3. Vadinasi, V ir< V a. Kūnas yra pusiausvyroje, visų kūną veikiančių jėgų rezultatas lygus nuliui. Nukreipkime OY koordinačių ašį aukštyn. Pagrindinę dinamikos lygtį, atsižvelgdami į jėgų projekciją, įrašome į formą F valdymas + F a – mg= 0; (1) Išreikškime įtempimo jėgą F valdymas = mg – F a(2); Archimedo jėga priklauso nuo skysčio tankio ir panardintos kūno dalies tūrio F a = ρ gV p.h.t. (3); Skysčio tankis nesikeičia, o geležies korpuso tūris yra mažesnis V ir< V a, todėl geležies apkrovą veikianti Archimedo jėga bus mažesnė. Darome išvadą apie sriegio įtempimo jėgos modulį, dirbant su (2) lygtimi, jis padidės.

Atsakymas. 13.

Masės blokas m nuslysta fiksuotas šiurkštus pasvirusi plokštuma su kampu α prie pagrindo. Bloko pagreičio modulis lygus a, bloko greičio modulis didėja. Galima nepaisyti oro pasipriešinimo.

Nustatykite atitiktį tarp fizikinių dydžių ir formulių, pagal kurias jie gali būti apskaičiuoti. Kiekvienai pirmojo stulpelio pozicijai pasirinkite atitinkamą poziciją iš antrojo stulpelio ir užrašykite pasirinktus skaičius lentelėje po atitinkamomis raidėmis.

B) trinties koeficientas tarp bloko ir pasvirusios plokštumos

3) mg cosα

Sprendimas. Ši užduotis reikalauja taikyti Niutono dėsnius. Rekomenduojame pasidaryti scheminį brėžinį; nurodyti visus kinematinės charakteristikos judesiai. Jei įmanoma, pavaizduokite pagreičio vektorių ir visų judančiam kūnui veikiančių jėgų vektorius; atminkite, kad kūną veikiančios jėgos yra sąveikos su kitais kūnais rezultatas. Tada užrašykite pagrindinę dinamikos lygtį. Pasirinkite atskaitos sistemą ir užrašykite gautą jėgos ir pagreičio vektorių projekcijos lygtį;

Vadovaudamiesi pasiūlytu algoritmu padarysime scheminį brėžinį (1 pav.). Paveiksle pavaizduotos bloko svorio centrui veikiančios jėgos ir atskaitos sistemos koordinačių ašys, susietos su pasvirusios plokštumos paviršiumi. Kadangi visos jėgos yra pastovios, tai bloko judėjimas bus tolygiai kintamas didėjant greičiui, t.y. pagreičio vektorius nukreiptas judėjimo kryptimi. Pasirinkime ašių kryptį, kaip parodyta paveikslėlyje. Užrašykime jėgų projekcijas pasirinktose ašyse.

Užrašykime pagrindinę dinamikos lygtį:

Tr + = (1)

Užsirašykime duota lygtis(1) jėgų ir pagreičio projekcijai.

OY ašyje: žemės reakcijos jėgos projekcija yra teigiama, nes vektorius sutampa su OY ašies kryptimi Ny = N; trinties jėgos projekcija lygi nuliui, nes vektorius yra statmenas ašiai; gravitacijos projekcija bus neigiama ir lygi mg y= – mg cosα; pagreičio vektoriaus projekcija a y= 0, nes pagreičio vektorius yra statmenas ašiai. Turime N – mg cosα = 0 (2) iš lygties išreiškiame reakcijos jėgą, veikiančią bloką iš pasvirosios plokštumos pusės. N = mg cosα (3). Užrašykime projekcijas OX ašyje.

OX ašyje: jėgos projekcija N yra lygus nuliui, nes vektorius yra statmenas OX ašiai; Trinties jėgos projekcija yra neigiama (vektorius nukreiptas į priešinga pusė pasirinktos ašies atžvilgiu); gravitacijos projekcija yra teigiama ir lygi mg x = mg sinα (4) nuo stačiakampis trikampis. Pagreičio projekcija yra teigiama a x = a; Tada rašome lygtį (1) atsižvelgdami į projekciją mg sinα – F tr = ma (5); F tr = m(g sinα – a) (6); Atminkite, kad trinties jėga yra proporcinga normalaus slėgio jėgai N.

Pagal apibrėžimą F tr = μ N(7), išreiškiame bloko trinties koeficientą pasvirusioje plokštumoje.

Kiekvienai raidei parenkame tinkamas pozicijas.

Atsakymas. A – 3; B-2.

8 užduotis. Deguonies dujos yra 33,2 litro tūrio inde. Dujų slėgis 150 kPa, jų temperatūra 127° C. Nustatykite dujų masę šiame inde. Išreikškite savo atsakymą gramais ir suapvalinkite iki artimiausio sveikojo skaičiaus.

Sprendimas. Svarbu atkreipti dėmesį į vienetų konvertavimą į SI sistemą. Konvertuoti temperatūrą į Kelvinus T = t°C + 273, tūris V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3; Mes konvertuojame slėgį P= 150 kPa = 150 000 Pa. Naudojant idealiųjų dujų būsenos lygtį

Išreikškime dujų masę.

Būtinai atkreipkite dėmesį į tai, kurių vienetų prašoma užrašyti atsakymą. Tai labai svarbu.

Atsakymas.„48

9 užduotis. Idealios monoatominės dujos, kurių kiekis 0,025 mol, išsiplėtė adiabatiškai. Tuo pačiu metu jo temperatūra nukrito nuo +103°C iki +23°C. Kiek darbo nuveikė dujos? Išreikškite savo atsakymą džauliais ir suapvalinkite iki artimiausio sveikojo skaičiaus.

Sprendimas. Pirma, dujos yra monatominis laisvės laipsnių skaičius i= 3, antra, dujos plečiasi adiabatiškai - tai reiškia be šilumos mainų K= 0. Dujos veikia mažindamos vidinę energiją. Atsižvelgdami į tai, pirmąjį termodinamikos dėsnį rašome 0 = ∆ forma U + A G; (1) išreikškime dujų darbą A g = –∆ U(2); Vienatominių dujų vidinės energijos pokytį rašome kaip

Atsakymas. 25 J.

Oro dalies santykinė drėgmė tam tikroje temperatūroje yra 10%. Kiek kartų reikia keisti šios oro dalies slėgį, kad esant pastoviai temperatūrai jos santykinė drėgmė padidėtų 25%?

Sprendimas. Klausimai, susiję su sočiųjų garų ir oro drėgme, dažniausiai sukelia sunkumų moksleiviams. Santykinei oro drėgmei apskaičiuoti naudokite formulę

Pagal problemos sąlygas temperatūra nekinta, vadinasi, sočiųjų garų slėgis išlieka toks pat. Užrašykime formulę (1) dviem oro būsenoms.

φ 1 = 10 %; φ 2 = 35 %

Išreikškime oro slėgį iš (2), (3) formulių ir raskime slėgio santykį.

Atsakymas. Slėgis turėtų būti padidintas 3,5 karto.

Karšta skysta medžiaga buvo lėtai aušinama lydymosi krosnyje esant pastoviai galiai. Lentelėje pateikiami medžiagos temperatūros matavimo rezultatai per tam tikrą laiką.

Pasirinkite iš pateikto sąrašo du teiginius, kurie atitinka atliktų matavimų rezultatus ir nurodo jų numerius.

1. Medžiagos lydymosi temperatūra tokiomis sąlygomis yra 232°C.
2. Po 20 min. pradėjus matavimus medžiaga buvo tik kietos būsenos.
3. Medžiagos šiluminė talpa skystoje ir kietoje būsenoje yra vienoda.
4. Po 30 min. pradėjus matavimus medžiaga buvo tik kietos būsenos.
5. Medžiagos kristalizacijos procesas užtruko daugiau nei 25 minutes.

Sprendimas. Kadangi medžiaga atvėso, ji vidinė energija sumažėjo. Temperatūros matavimų rezultatai leidžia nustatyti temperatūrą, kurioje medžiaga pradeda kristalizuotis. Kol medžiaga praeina iš skysta būsenaį kietą, temperatūra nekinta. Žinodami, kad lydymosi temperatūra ir kristalizacijos temperatūra yra ta pati, pasirenkame teiginį:

1. Medžiagos lydymosi temperatūra tokiomis sąlygomis yra 232°C.

Antras teisingas teiginys yra:

4. Po 30 min. pradėjus matavimus medžiaga buvo tik kietos būsenos. Kadangi temperatūra šiuo metu jau yra žemesnė už kristalizacijos temperatūrą.

Atsakymas. 14.

IN izoliuota sistema kūno A temperatūra yra +40°C, o kūno B – +65°C. Šie kūnai buvo termiškai kontaktuojami vienas su kitu. Po kurio laiko atėjo šiluminė pusiausvyra. Kaip dėl to keitėsi kūno B temperatūra ir bendra kūnų A ir B vidinė energija?

Kiekvienam kiekiui nustatykite atitinkamą pakeitimo pobūdį:

1. Padidėjęs;
2. Sumažėjo;
3. Nepasikeitė.

Lentelėje užrašykite kiekvieno pasirinktus skaičius. fizinis kiekis. Skaičiai atsakyme gali kartotis.

Sprendimas. Jei izoliuotoje kūnų sistemoje nevyksta jokie energijos virsmai, išskyrus šilumos mainus, tai kūnų, kurių vidinė energija mažėja, išskiriamas šilumos kiekis yra lygus šilumos kiekiui, kurį gauna kūnai, kurių vidinė energija didėja. (Pagal energijos tvermės dėsnį.) Šiuo atveju bendra sistemos vidinė energija nekinta. Tokio tipo problemos sprendžiamos remiantis šilumos balanso lygtimi.

kur ∆ U– vidinės energijos pasikeitimas.

Mūsų atveju dėl šilumos mainų sumažėja kūno B vidinė energija, vadinasi, mažėja šio kūno temperatūra. Kūno A vidinė energija didėja, kadangi kūnas gavo šilumos kiekį iš kūno B, jo temperatūra padidės. Kūnų A ir B suminė vidinė energija nekinta.

Atsakymas. 23.

Protonas p skrendantis į tarpą tarp elektromagneto polių turi greitį statmenai vektoriui magnetinio lauko indukcija, kaip parodyta paveikslėlyje. Kur yra Lorenco jėga, veikianti protoną, nukreipta brėžinio atžvilgiu (aukštyn, link stebėtojo, toliau nuo stebėtojo, žemyn, kairėn, dešinėn)

Sprendimas. Magnetinis laukas veikia įkrautą dalelę Lorenco jėga. Norint nustatyti šios jėgos kryptį, svarbu prisiminti kairės rankos mnemoninę taisyklę, nepamiršti atsižvelgti į dalelės krūvį. Kairiosios rankos keturis pirštus nukreipiame išilgai greičio vektoriaus, teigiamai įkrautos dalelės atveju vektorius turėtų patekti statmenai į delną, nykščiu atidėta 90° rodo dalelę veikiančios Lorenco jėgos kryptį. Dėl to gauname, kad Lorenco jėgos vektorius figūros atžvilgiu yra nukreiptas nuo stebėtojo.

Atsakymas. nuo stebėtojo.

Įtempimo modulis elektrinis laukas plokščiame 50 μF talpos oro kondensatoriuje yra lygus 200 V/m. Atstumas tarp kondensatoriaus plokščių yra 2 mm. Kodėl mokestis yra lygus kondensatorius? Atsakymą parašykite µC.

Sprendimas. Paverskime visus matavimo vienetus į SI sistemą. Talpa C = 50 µF = 50 10 -6 F, atstumas tarp plokščių d= 2 · 10 –3 m Uždavinyje kalbama apie plokščią oro kondensatorių – prietaisą, skirtą kaupti elektros krūvį ir elektros lauko energiją. Iš elektrinės talpos formulės

Kur d– atstumas tarp plokščių.

Išreikškime įtampą U=E d(4); Pakeiskime (4) į (2) ir apskaičiuokime kondensatoriaus įkrovą.

q = C · Red= 50 10 –6 200 0,002 = 20 µC

Atkreipkite dėmesį į vienetus, kuriais reikia rašyti atsakymą. Gavome kulonais, bet pateikiame µC.

Atsakymas. 20 µC.

Studentas atliko šviesos lūžio eksperimentą, parodytą nuotraukoje. Kaip kinta stikle sklindančios šviesos lūžio kampas ir stiklo lūžio rodiklis didėjant kritimo kampui?

1. Padidėja
2. Sumažėja
3. Nesikeičia
4. Kiekvieno atsakymo pasirinktus skaičius įrašykite į lentelę. Skaičiai atsakyme gali kartotis.

Sprendimas. Tokio pobūdžio uždaviniuose mes prisimename, kas yra refrakcija. Tai bangos sklidimo krypties pasikeitimas pereinant iš vienos terpės į kitą. Ją lemia tai, kad bangų sklidimo greičiai šiose terpėse yra skirtingi. Išsiaiškinę, į kurią terpę šviesa sklinda, parašykime lūžio dėsnį į formą

Kur n 2 – absoliutus rodiklis stiklo, terpės, į kurią patenka šviesa, lūžis; n 1 – pirmosios terpės absoliutus lūžio rodiklis, iš kur ateina šviesa. Dėl oro n 1 = 1. α – pluošto kritimo kampas į stiklinio puscilindro paviršių, β – pluošto lūžio kampas stikle. Be to, lūžio kampas bus mažesnis už kritimo kampą, nes stiklas yra optiškai tankesnė terpė – terpė su didelis rodiklis refrakcija. Šviesos sklidimo greitis stikle yra lėtesnis. Atkreipkite dėmesį, kad kampus matuojame nuo statmeno, atkurto spindulio kritimo taške. Jei padidinsite kritimo kampą, lūžio kampas padidės. Tai nepakeis stiklo lūžio rodiklio.

Atsakymas.

Varinis džemperis tam tikru momentu t 0 = 0 pradeda judėti 2 m/s greičiu lygiagrečiais horizontaliais laidžiais bėgiais, prie kurių galų prijungtas 10 omų rezistorius. Visa sistema yra vertikaliame vienodame magnetiniame lauke. Trumpiklio ir bėgių pasipriešinimas yra nereikšmingas; Magnetinės indukcijos vektoriaus srautas Ф per grandinę, kurią sudaro trumpiklis, bėgiai ir rezistorius, laikui bėgant kinta t kaip parodyta grafike.

Naudodami diagramą pasirinkite du teisingus teiginius ir savo atsakyme nurodykite jų skaičius.

1. Iki to laiko t= 0,1 s magnetinio srauto pokytis per grandinę yra 1 mWb.
2. Indukcinė srovė trumpiklyje diapazone nuo t= 0,1 s t= 0,3 s maks.
3. Modulis sukeltas emf, kylantis grandinėje, yra lygus 10 mV.
4. Indukcinės srovės, tekančios trumpikliu, stipris yra 64 mA.
5. Norint išlaikyti džemperio judėjimą, jam veikiama jėga, kurios projekcija bėgių kryptimi yra 0,2 N.

Sprendimas. Naudodamiesi magnetinės indukcijos vektoriaus srauto per grandinę priklausomybės laiku grafiku, nustatysime sritis, kuriose kinta srautas F ir kur srauto pokytis lygus nuliui. Tai leis mums nustatyti laiko intervalus, per kuriuos grandinėje atsiras indukuota srovė. Tikras teiginys:

1) Iki to laiko t= 0,1 s magnetinio srauto pokytis grandinėje lygus 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; Indukcinio emf, atsirandančio grandinėje, modulis nustatomas naudojant EMR dėsnį

Atsakymas. 13.

Pagal srovės stiprumo ir laiko grafiką elektros grandinė, kurio induktyvumas yra 1 mH, nustatykite modulį Savęs sukeltas emf laiko intervalu nuo 5 iki 10 s. Atsakymą parašykite µV.

Sprendimas. Paverskime visus dydžius į SI sistemą, t.y. 1 mH induktyvumą paverčiame H, gauname 10 –3 H. Taip pat paveiksle parodytą srovę (mA) konvertuosime į A, padaugindami iš 10 –3.

EMF formulė saviindukcija turi formą

šiuo atveju laiko intervalas pateikiamas pagal problemos sąlygas

∆t= 10 s – 5 s = 5 s

sekundes ir naudodamiesi grafiku nustatome srovės pasikeitimo intervalą per šį laiką:

∆aš= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.

Pakeiskime skaitines reikšmesį formulę (2), gauname

| Ɛ | = 2 ·10 –6 V arba 2 µV.

Atsakymas. 2.

Dvi skaidrios plokštumos lygiagrečios plokštės tvirtai prispaudžiamos viena prie kitos. Šviesos spindulys nukrenta iš oro ant pirmosios plokštės paviršiaus (žr. pav.). Yra žinoma, kad viršutinės plokštės lūžio rodiklis yra lygus n 2 = 1,77. Nustatykite fizikinių dydžių ir jų reikšmių atitiktį. Kiekvienai pirmojo stulpelio pozicijai pasirinkite atitinkamą poziciją iš antrojo stulpelio ir užrašykite pasirinktus skaičius lentelėje po atitinkamomis raidėmis.

Sprendimas. Norint išspręsti šviesos lūžio dviejų terpių sąsajoje problemas, ypač problemas, susijusias su šviesos pratekėjimu per plokštumos lygiagrečias plokštes, galima rekomenduoti tokią sprendimo procedūrą: padarykite brėžinį, nurodantį spindulių, sklindančių iš vienos terpės, kelią kitas; Spindulio kritimo taške ties sąsaja tarp dviejų terpių nubrėžkite normalią paviršių, pažymėkite kritimo ir lūžio kampus. Atkreipkite ypatingą dėmesį į optinis tankis laikomos terpėmis ir atminkite, kad kai šviesos spindulys pereina iš optiškai mažiau tankios terpės į optiškai tankesnę terpę, lūžio kampas bus mažesnis už kritimo kampą. Paveikslėlyje parodytas kampas tarp krintančio spindulio ir paviršiaus, tačiau mums reikia kritimo kampo. Atminkite, kad kampai nustatomi pagal statmeną, atkurtą smūgio taške. Nustatome, kad spindulio kritimo į paviršių kampas yra 90° – 40° = 50°, lūžio rodiklis n 2 = 1,77; n 1 = 1 (oras).

Užrašykime lūžio dėsnį

Nubraižykime apytikslį sijos kelią per plokštes. 2–3 ir 3–1 riboms naudojame formulę (1). Atsakydami gauname

A) Spindulio kritimo kampo sinusas ant ribos 2–3 tarp plokščių yra 2) ≈ 0,433;

B) Spindulio lūžio kampas kertant ribą 3–1 (radianais) yra 4) ≈ 0,873.

Atsakymas. 24.

Nustatykite, kiek α dalelių ir kiek protonų susidaro dėl reakcijos termobranduolinė sintezė

+ → x+ y;

Sprendimas. Visų akivaizdoje branduolinės reakcijos laikomasi elektros krūvio ir nukleonų skaičiaus tvermės dėsnių. Pažymime x alfa dalelių skaičių, y – protonų skaičių. Sudarykime lygtis

+ → x + y;

sprendžiant mūsų turimą sistemą x = 1; y = 2

Atsakymas. 1 – α-dalelė; 2 – protonai.

Pirmojo fotono impulso modulis yra 1,32 · 10 –28 kg m/s, tai yra 9,48 · 10 –28 kg m/s mažiau nei antrojo fotono impulso modulis. Raskite antrojo ir pirmojo fotono energijos santykį E 2 /E 1. Atsakymą suapvalinkite iki artimiausios dešimtosios.

Sprendimas. Antrojo fotono impulsas yra didesnis nei pirmojo fotono impulsas pagal sąlygas, o tai reiškia, kad jį galima pavaizduoti p 2 = p 1 + Δ p(1). Fotono energiją galima išreikšti fotono impulsu, naudojant šias lygtis. Tai E = mc 2 (1) ir p = mc(2), tada

E = pc (3),

Kur E- fotonų energija, p– fotono impulsas, m – fotono masė, c= 3 · 10 8 m/s – šviesos greitis. Atsižvelgdami į (3) formulę turime:

Atsakymą suapvaliname iki dešimtųjų ir gauname 8,2.

Atsakymas. 8,2.

Atomo branduolys patyrė radioaktyvų pozitronų β skilimą. Kaip tai pasikeitė elektros krūvis branduolys ir neutronų skaičius jame?

Kiekvienam kiekiui nustatykite atitinkamą pakeitimo pobūdį:

1. Padidėjęs;
2. Sumažėjo;
3. Nepasikeitė.

Kiekvieno fizinio dydžio pasirinktus skaičius užrašykite į lentelę. Skaičiai atsakyme gali kartotis.

Sprendimas. Pozitronas β – skilimas į atomo branduolys atsiranda, kai protonas virsta neutronu su pozitrono emisija. Dėl to neutronų skaičius branduolyje padidėja vienu, elektros krūvis sumažėja vienu, o branduolio masės skaičius išlieka nepakitęs. Taigi elemento transformacijos reakcija yra tokia:

Atsakymas. 21.

Laboratorijoje buvo atlikti penki eksperimentai, skirti stebėti difrakciją naudojant įvairias difrakcijos gardeles. Kiekviena iš grotelių buvo apšviesta lygiagrečiais spinduliais monochromatinė šviesa su tam tikru bangos ilgiu. Visais atvejais šviesa krito statmenai grotoms. Dviejuose iš šių eksperimentų buvo pastebėtas toks pat pagrindinių difrakcijos maksimumų skaičius. Pirmiausia nurodykite eksperimento, kuriame naudojote, numerį difrakcinė gardelė su mažesniu periodu, o tada eksperimento, kuriame buvo naudojama difrakcinė gardelė su didesniu periodu, skaičius.

Sprendimas.Šviesos difrakcija yra reiškinys, kai šviesos pluoštas patenka į geometrinio šešėlio sritį. Difrakcija gali būti stebima, kai šviesos bangos kelyje didelėse kliūtyse yra nepermatomų plotų ar skylių, kurios yra nepralaidžios šviesai, o šių sričių ar skylių dydžiai yra proporcingi bangos ilgiui. Vienas iš svarbiausių difrakcijos prietaisų yra difrakcijos gardelė. Kampinės kryptys iki maksimumų difrakcijos modelis yra nustatomi pagal lygtį

d sinφ = kλ (1),

Kur d– difrakcijos gardelės periodas, φ – kampas tarp normalės gardelės atžvilgiu ir krypties į vieną iš difrakcijos modelio maksimumų, λ – šviesos bangos ilgis, k– sveikasis skaičius, vadinamas difrakcijos maksimumo tvarka. Išreikškime iš (1) lygties

Pasirinkdami poras pagal eksperimento sąlygas, pirmiausia parenkame 4, kur buvo naudojama trumpesnio periodo difrakcijos gardelė, o tada eksperimento, kuriame buvo panaudota didesnio periodo difrakcijos gardelė, skaičius - tai yra 2.

Atsakymas. 42.

Srovė teka per vielinį rezistorių. Rezistorius buvo pakeistas kitu, su viela iš tokio pat metalo ir tokio pat ilgio, bet turinčio pusę ploto skerspjūvis, ir perleido pusę srovės. Kaip pasikeis rezistoriaus įtampa ir jo varža?

Kiekvienam kiekiui nustatykite atitinkamą pakeitimo pobūdį:

1. Padidės;
2. Sumažės;
3. Tai nepasikeis.

Kiekvieno fizinio dydžio pasirinktus skaičius užrašykite į lentelę. Skaičiai atsakyme gali kartotis.

Sprendimas. Svarbu atsiminti, nuo kokių verčių priklauso laidininko varža. Atsparumo apskaičiavimo formulė yra

Omo dėsnis grandinės atkarpai pagal (2) formulę išreiškiame įtampą

U = Aš R (3).

Pagal problemos sąlygas antrasis rezistorius pagamintas iš tos pačios medžiagos vielos, tokio pat ilgio, bet skirtingų dydžių skerspjūvis. Plotas dvigubai mažesnis. Pakeitę į (1) matome, kad varža padidėja 2 kartus, o srovė sumažėja 2 kartus, todėl įtampa nekinta.

Atsakymas. 13.

Virpesių laikotarpis matematinė švytuoklėŽemės paviršiuje 1, 2 kartus ilgesnis laikotarpis jos vibracijos kažkurioje planetoje. Kodėl modulis lygus pagreitis laisvasis kritimasšioje planetoje? Abiem atvejais atmosferos įtaka yra nereikšminga.

Sprendimas. Matematinė švytuoklė yra sistema, susidedanti iš sriegio, kurio matmenys yra daug daugiau dydžių kamuolys ir pats kamuolys. Gali kilti sunkumų, jei pamirštama Tomsono formulė matematinės švytuoklės svyravimo periodui.

T= 2π (1);

l– matematinės švytuoklės ilgis; g– laisvo kritimo pagreitis.

Pagal sąlygą

Išreikškime iš (3) g n = 14,4 m/s 2. Reikia pažymėti, kad gravitacijos pagreitis priklauso nuo planetos masės ir spindulio

Atsakymas. 14,4 m/s 2.

Tiesus laidininkas 1 m ilgio, kuriuo teka 3 A srovė, esanti tolygiame magnetiniame lauke su indukcija IN= 0,4 Tesla 30° kampu vektoriui. Kokio dydžio magnetinio lauko laidininką veikia jėga?

Sprendimas. Jei į magnetinį lauką įdėsite srovę nešantį laidininką, srovės laidininko laukas veiks su ampero jėga. Užrašykime Ampero jėgos modulio formulę

F A = Aš LB sinα ;

F A = 0,6 N

Atsakymas. F A = 0,6 N.

Magnetinio lauko energija, saugoma ritėje, kai per ją praeina DC, yra lygus 120 J. Kiek kartų reikia padidinti srovę, tekančią per ritės apviją, kad joje sukaupta magnetinio lauko energija padidėtų 5760 J.

Sprendimas. Ritės magnetinio lauko energija apskaičiuojama pagal formulę

Pagal sąlygą W 1 = 120 J, tada W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

Tada dabartinis santykis

Atsakymas. Srovės stiprumas turi būti padidintas 7 kartus. Atsakymo formoje įvedate tik skaičių 7.

Elektros grandinę sudaro dvi lemputės, du diodai ir laido posūkis, sujungtas kaip parodyta paveikslėlyje. (Diodas leidžia srovei tekėti tik viena kryptimi, kaip parodyta paveikslėlio viršuje.) Kuri iš lempučių užsidegs, jei magneto šiaurinis ašigalis bus priartintas prie ritės? Paaiškinkite savo atsakymą nurodydami, kokius reiškinius ir modelius naudojote paaiškinime.

Sprendimas. Išeina magnetinės indukcijos linijos šiaurės ašigalį magnetas ir skiriasi. Kai artėja magnetas magnetinis srautas padidėja per vielos posūkį. Pagal Lenco taisyklę sukurtas magnetinis laukas indukuota srovė ritė turi būti nukreipta į dešinę. Pagal stulpelio taisyklę srovė turi tekėti pagal laikrodžio rodyklę (žiūrint iš kairės). Antrosios lempos grandinės diodas eina šia kryptimi. Tai reiškia, kad užsidegs antra lemputė.

Atsakymas. Antroji lemputė užsidegs.

Aliuminio stipinų ilgis L= 25 cm ir skerspjūvio plotas S= 0,1 cm 2 pakabintas ant sriegio viršutiniame gale. Apatinis galas remiasi į horizontalų indo dugną, į kurį pilamas vanduo. Panardintos stipino dalies ilgis l= 10 cm Raskite jėgą F, kuriuo mezgimo adata spaudžia indo dugną, jei žinoma, kad siūlas yra vertikaliai. Aliuminio tankis ρ a = 2,7 g/cm 3, vandens tankis ρ b = 1,0 g/cm 3. Gravitacijos pagreitis g= 10 m/s 2

Sprendimas. Padarykime aiškinamąjį brėžinį.

– Sriegio įtempimo jėga;

– Indo dugno reakcijos jėga;

a yra Archimedo jėga, veikianti tik panardintą kūno dalį ir taikoma panardintos stipino dalies centrui;

– gravitacijos jėga, veikianti stipiną iš Žemės ir taikoma viso stipino centrui.

Pagal apibrėžimą stipino masė m ir modulis Archimedo jėga išreiškiami taip: m = SLρa (1);

F a = Slρ in g (2)

Panagrinėkime jėgų momentus, palyginti su stipino pakabos tašku.

M(T) = 0 – tempimo jėgos momentas; (3)

M(N)= NL cosα – atramos reakcijos jėgos momentas; (4)

Atsižvelgdami į momentų požymius, rašome lygtį

atsižvelgiant į tai, kad pagal trečiąjį Niutono dėsnį indo dugno reakcijos jėga lygi jėgai F d kuria mezgimo adata spaudžia indo dugną rašome N = F d ir iš (7) lygties išreiškiame šią jėgą:

Pakeiskime skaitinius duomenis ir gaukime juos

F d = 0,025 N.

Atsakymas. F d = 0,025 N.

Cilindras, kuriame yra m 1 = 1 kg azoto, stiprumo bandymo metu sprogo esant temperatūrai t 1 = 327 °C. Kokia vandenilio masė m 2 galima būtų laikyti tokiame cilindre esant temperatūrai t 2 = 27°C, turint penkis kartus didesnę saugos ribą? Molinė masė azoto M 1 = 28 g/mol, vandenilis M 2 = 2 g/mol.

Sprendimas. Parašykime Mendelejevo – Klepeirono idealiųjų dujų būsenos azoto lygtį

Kur V- cilindro tūris, T 1 = t 1 + 273°C. Atsižvelgiant į būklę, vandenilis gali būti laikomas slėgyje p 2 = p 1 /5; (3) Atsižvelgiant į tai

vandenilio masę galime išreikšti tiesiogiai dirbdami su (2), (3), (4) lygtimis. Galutinė formulė turi formą:

Pakeitus skaitinius duomenis m 2 = 28 g.

Atsakymas. m 2 = 28 g.

Idealiu atveju virpesių grandinė srovės svyravimų amplitudė induktoryje aš m= 5 mA, o kondensatoriaus įtampos amplitudė Um= 2,0 V. Laiku t kondensatoriaus įtampa yra 1,2 V. Raskite srovę šiuo momentu.

Sprendimas. Idealioje virpesių grandinėje svyravimo energija išsaugoma. Laiko momentą t energijos tvermės dėsnis turi formą

Amplitudės (maksimalioms) reikšmėms rašome

o iš (2) lygties išreiškiame

Pakeiskime (4) į (3). Rezultate gauname:

aš = aš m (5)

Taigi, srovė ritėje laiko momentu t lygus

aš= 4,0 mA.

Atsakymas. aš= 4,0 mA.

2 m gylio rezervuaro apačioje yra veidrodis. Šviesos spindulys, praeinantis per vandenį, atsispindi nuo veidrodžio ir išeina iš vandens. Vandens lūžio rodiklis yra 1,33. Raskite atstumą tarp spindulio įėjimo į vandenį taško ir spindulio išėjimo iš vandens taško, jei pluošto kritimo kampas yra 30°

Sprendimas. Padarykime aiškinamąjį brėžinį

α – spindulio kritimo kampas;

β – pluošto lūžio vandenyje kampas;

AC – atstumas tarp spindulio įėjimo į vandenį taško ir spindulio išėjimo iš vandens taško.

Pagal šviesos lūžio dėsnį

Apsvarstykite stačiakampį ΔADB. Jame AD = h, tada DB = AD

Gauname tokią išraišką:

Pakeiskime skaitines reikšmes į gautą formulę (5)

Atsakymas. 1,63 m.

Ruošiantis vieningam valstybiniam egzaminui, kviečiame susipažinti su fizikos darbo programa 7–9 klasėms iki UMK linijos Peryshkina A.V. Ir aukštesnio lygio darbo programa 10-11 klasėms mokymo medžiagai Myakisheva G.Ya. Programas gali peržiūrėti ir nemokamai atsisiųsti visi registruoti vartotojai.