В комнате размером 3×5×6 м при температуре 20 °C влажность воздуха равна 35%. После включения увлажнителя воздуха, производительность которого равна 0,36 л/ч, влажность в комнате стала равна 70%. За какое время это произошло? Давление насыщенного пара при 20 °C равно 2,33 кПа.
Спрятать решение
Решение.
Относительной влажностью называют отношение давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре:
Тогда давление водяных паров в комнате в начале и в конце работы увлажнителя принимает значения:
Функция увлажнителя — превратить воду, которая есть в его распоряжении в водяной пар. Тем самым в комнате увеличивается масса водяного пара в воздухе и как следствие увеличивается влажность. Пусть P — производительность увлажнителя, тогда масса водяного пара в комнате до и после связана выражением:
Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона для двух состояний водяного пара:
Вычтем из нижнего уравнения верхнее:
Выразим отсюда время:
Ответ: 1,5 ч.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. |
3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка |
2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи |
1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Источник: ЕГЭ по физике 07.06.2017. Основная волна
https://olympiad.gazprom.ru/
Всего: 691 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Добавить в вариант
Из проводников изготовлен куб. В середине каждого ребра куба расположен воздушный конденсатор, полностью заполненный диэлектриком, свойства которого зависят от температуры. При температуре t = 0 °C диэлектрическая проницаемость диэлектрика конденсатора ε = 4. При уменьшении температуры конденсатора на один градус Цельсия, диэлектрическая проницаемость диэлектрика конденсатора уменьшается на 0,1. При увеличении температуры конденсатора на один градус Цельсия, диэлектрическая проницаемость диэлектрика конденсатора увеличивается на 0,1. Найдите отношение ёмкости батареи, у которой температура конденсаторов, расположенных на рёбрах, выходящих из вершин А и В, уменьшилась на 10 °C, а температура остальных конденсаторов увеличилась на 20 °C, к ёмкости батареи конденсаторов при ноле градусов Цельсия. Куб включается в цепь вершинами А и В.
Классификатор: Электродинамика. Цепи с конденсаторами
На рисунке представлен график зависимости модуля скорости тела от времени. Какой путь прошло тело за первые 20 секунд своего движения? Ответ дайте в метрах.
Классификатор: Механика. Прямолинейное равноускоренное движение
Классификатор: МКТ и термодинамика. Фазовые переходы
Классификатор: Механика. Сила Архимеда. Условие плавания тел
Классификатор: МКТ и термодинамика. Тепловая мощность
Первую четверть пути поезд шел со скоростью в 
раза большей, чем оставшуюся часть пути. Какова скорость на втором участке пути, если средняя скорость прохождения всего пути равна 
Классификатор: Механика. Прямолинейное неравномерное движение
Классификатор: Механика. Прямолинейное неравномерное движение
В двух сосудах находится по одинаковому количеству воды. Ее температура в одном сосуде 
в другом — 
Половину холодной воды перелили в сосуд с горячей водой, перемешали, и половину этой смеси перелили назад в прежний сосуд. Во сколько раз температура воды после первого переливания больше, чем температура воды после второго переливания? Потери теплоты не учитывайте.
Классификатор: МКТ и термодинамика. Теплообмен
Классификатор: Механика. Гидростатика
Эскалатор метро движется со скоростью 1 м/с. Пассажир заходит на эскалатор и начинает идти по его ступеням следующим образом: делает шаг на одну ступеньку вперед и два шага по ступенькам назад. При этом он добирается до другого конца эскалатора за 5 минут. Через какое время пассажир добрался бы до конца эскалатора, если бы шел другим способом: делал два шага вперед и один шаг назад? Скорость пассажира относительно эскалатора при движении вперед и назад одинакова и равна 2 м/с. Считать, что размеры ступеньки много меньше длины эскалатора. Ответ дайте в минутах.
Классификатор: Механика. Относительность движения
На гладкой горизонтальной плоскости находится клин массой 10 кг с углом 
при основании. По его наклонной грани может двигаться без трения небольшое тело массой 1 кг (см. рис.). Чему должна быть равна направленная горизонтально сила, приложенная к клину, чтобы ускорение тела было направлено вертикально? Клин не опрокидывается, ускорение свободного падения равно 
Ответ дайте в ньютонах.
Классификатор: Механика. Движение тел по наклонной плоскости
В теплоизолированном сосуде находится 982 г переохлаждённой до 
воды. В воду бросили маленький кристаллик льда. Какая масса льда окажется в стакане? Ответ дайте в граммах, округлив до граммов.
Классификатор: МКТ и термодинамика. Теплообмен
Классификатор: Механика. Сила Архимеда. Условие плавания тел
Капля, оторвавшаяся от облака, падает с большой высоты. Сила сопротивления, действующая на каплю, пропорциональная квадрату ее скорости. Чему равно ускорение капли в момент, когда ее скорость составляет 90% от скорости, которую капля имеет вблизи поверхности земли? Ускорение свободного падения равно Ответ дайте в 
Классификатор: Механика. Законы Ньютона
Два металлических шара (свинцовый и железный) уравновешенны на разноплечих весах. При опускании обоих шаров в воду равновесие не нарушилось. При каких условиях это возможно?
Классификатор: Механика. Сила Архимеда. Условие плавания тел
Проволочное кольцо с перемычкой по диаметру AB из такой же проволоки подключили к источнику постоянного напряжения. На сколько процентов уменьшится тепловая мощность тока в участке AB, если перемычку перерезать? Ответ округлите до целого числа процентов.
Классификатор: Электродинамика. Работа и мощность электрического тока
Классификатор: МКТ и термодинамика. Теплообмен
Классификатор: Электродинамика. Работа и мощность электрического тока
Брусок массой 10 кг двигался по плоскости из состояния покоя. Сила, приложенная к бруску, линейно изменялась от 20 Н до 50 Н за время 2 минуты. Какова скорость бруска к концу 2-й минуты, если коэффициент трения бруска о плоскость равен 0,3? Ускорение свободного падения равно Ответ дайте в м/с.
Классификатор: Механика. Законы Ньютона
Мальчик стоит на краю высокой горки и бросает вертикально вверх камушки. Какой наименьший путь может пролететь камушек за первую секунду своего движения? Ускорение свободного падения равно Ответ дайте в метрах.
Классификатор: Механика. Баллистическое движение
Всего: 691 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
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 – Fтр = 0; (1) выразим проекцию силы F, это Fcosα = Fтр = 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.
- Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец веревки с силой 100 Н.
- Изображенная на рисунке система блоков не дает выигрыша в силе.
- Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок веревки длиной 3h.
- Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок веревки длиной 2h.
- 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:
- Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок веревки длиной 2h.
- 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:
- Увеличивается;
- Уменьшается;
- 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 Fупр, 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, Vж < Va. 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 Fупр + Fa – mg = 0; (1) Выразим силу натяжения Fупр = mg – Fa (2); архимедова сила зависит от плотности жидкости и объема погруженной части тела Fa = ρgV п.ч.т. (3); Плотность жидкости не меняется, а объем тела из железа меньше Vж < Va, 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 Ny = N; проекция силы трения равна нулю так как вектор перпендикулярен оси; проекция силы тяжести будет отрицательная и равная mgy = –mgcosα; проекция вектора ускорения ay = 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 mgx = mgsinα (4) из прямоугольного треугольника. Проекция ускорения положительная ax = a; Тогда уравнение (1) запишем с учетом проекции mgsinα – Fтр = ma (5); Fтр = m(gsinα – a) (6); Помним, что сила трения пропорциональна силе нормального давления N.
По определению Fтр = 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 + Aг; (1) выразим работу газа Aг = –∆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.
- Температура плавления вещества в данных условиях равна 232°С.
- Через 20 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии.
- Теплоемкость вещества в жидком и твердом состоянии одинакова.
- Через 30 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии.
- 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:
- Увеличилась;
- Уменьшилась;
- 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?
- Увеличивается
- Уменьшается
- Не изменяется
- 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.
- К моменту времени t = 0,1 с изменение магнитного потока через контур равно 1 мВб.
- Индукционный ток в перемычке в интервале от t = 0,1 с t = 0,3 с максимален.
- Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, равен 10 мВ.
- Сила индукционного тока, текущего в перемычке, равна 64 мА.
- 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:
- Увеличилась;
- Уменьшилась;
- 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:
- Увеличится;
- Уменьшится;
- 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) gп = 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
FА = ILBsinα;
FА = 0,6 Н
Ответ. FА = 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 ρа = 2,7 г/см3, плотность воды ρв = 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 = SLρa (1);
Fa = Slρвg (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 Fд с которой спица давит на дно сосуда запишем N = Fд и из уравнения (7) выразим эту силу:
| Fд = [ | 1 | Lρa – (1 – | l | )lρв]Sg (8). |
| 2 | 2L |
Подставим числовые данные и получим, что
Fд = 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 Im = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе Um = 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 = Im 
(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.
Тема 30.
Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами — ЛЕГКО!
Подтемы раздела
механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
30.01Кинематика
30.02Динамика
30.03Законы сохранения в механике
30.04Статика
30.05Гидростатика
30.06Механические колебания
Решаем задачи
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Выберем систему отсчета, неподвижно связанную с Землей, и будем считать эту систему отсчета
инерциальной (ИСО).
2. Стержень будем считать твердым телом с осью вращения, проходящей перпендикулярно плоскости
рисунка через точку A. Условия равновесия твердого тела – равенство нулю суммы моментов сил,
приложенных к телу, относительно этой оси и равенство нулю суммы сил, приложенных к
телу.
3. На стержень действует три силы: сила тяжести 
, сила Архимеда 
и сила реакции шарнира
. Силы 
и 
направлены вертикально, поэтому из пункта 2 следует, что и сила 
направлена
вертикально.
4. Силы 
и 
связаны третьим законом Ньютона: 
, поэтому сила тоже направлена 
по
вертикали.
Решение
Рисунок с изображением сил сделан в обосновании. Сила 
приложена к центру стержня, а сила 
приложена к центру погруженной части.
Пусть длина стержня 
. Найдем силу Архимеда, действующую на стержень. Стержень погружен в
жидкость на 
, то есть
Запишем правило моментов, относительно оси, проходящей перпендикулярно рисунку через
точку 
. С учетом того, что момент силы находится произведением силы на плечо этой
силы.
Масса стержня равна
Тогда
Выразим 
:
Запишем второй закон Ньютона:
где 
– ускорение тела.
Спроецируем второй закон Ньютона на вертикальную ось, с учётом, что стержень покоится:
Тогда
Или
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будет рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Сказано, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
5. Сказано использование третьего закона Ньютона.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Записан третий закон Ньютона, записана формула силы Архимеда. Записана
формула для нахождения объёма и массы спицы. Указано, что сила Архимеда приложена к центру
погруженной части).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Наружный объём бутылки будет складываться из внутреннего объёма бутылки 
и объёма стекла
.
Запишем второй закон Ньютона:
где 
– сила Архимеда, 
– ускорение бутылки.
Сила Архимеда равна:
Условие плавания бутылки, полностью погруженной в воду, то есть объёмом 
, будет при условии
.
Отсюда находим, что бутылка утонет, если в нее налить воды массой
В сосуде (см. рис.) находится система тел, состоящая из блока с перекинутой через него нитью, к
концам которой привязаны тело объемом 
и пружина жесткостью 
. Нижний конец пружины
прикреплен ко дну сосуда. На какую величину изменится сила натяжения нити, действующая на
пружину, если эту систему целиком погрузить в жидкость плотностью 
? Считать, что трение в
оси блока отсутствует. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их
применение.
Сборник задач «1000 задач»
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем тело моделью абсолютно твёрдого тела (форма и размеры тела неизменны). Можно
применить второй закон Ньютона относительно ИСО для решения задачи.
3. На тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, приложенная к центру масс
погруженной части и направленная вертикально вверх
Решение
До погружения системы в жидкость, по второму закону Ньютона
где 
– сила натяжения нити до погружения системы в жидкость, 
– ускорение
системы.
Так как система неподвижна, то 
. Проецируя второй закон Ньютона на ось 
После погружения системы в жидкость на тело начинает действовать сила Архимеда, поэтому по
второму закону Ньютона:
где 
– сила натяжения нити после погружения системы в жидкость, 
– сила Архимеда, 
–
ускорение системы.
Так как система неподвижна, то 
. Проецируя второй закон Ньютона на ось 
Сила Архимеда находится по формуле:
тогда сила натяжения нити изменится на величину:
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тела будем рассматривать моделью абсолютно твёрдого тела.
3. Обоснована применимость второго закона Ньютона для решения задачи.
4. Указано, что на тело, погруженное в жидкость действует сила Архимеда, приложенная к центру
погруженного объёма.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: сделаны рисунки с расстановкой всех сил
действующих на тела системы, второй закон Ньютона для тела в векторной форме и в проекции на
координатную ось, закон Архимеда).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем спицу моделью твердого тела (форма и размеры тела неизменны, расстояние между
любыми двумя точками тела остаётся неизменным).
3. Движение твердого тела можно описать совокупностью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения).
5. Сила давления на дно сосуда связана с силой реакции опоры по третьему закону Ньютона. Так
как поверхность гладкая, то трение отсутствует и на спицу действует сила реакции опоры со стороны
дна сосуда направленная перпендикулярно поверхности.
Решение
Сделаем рисунок с изображением сил, действующих на спицу
Здесь 
– сила тяжести, 
– сила натяжения нити, 
– архимедова сила, 
– сила реакции
дна сосуда. Приложение сил: сила тяжести приложена к центру спицы, архимедова сила – к центру
погруженной в воду ее части, сила реакции дна – в месте касания спицы дна, сила натяжения нити – в
месте крепления нити к спице.
Найдем массу спицы
также найдем модуль силы Архимеда
где 
– объём погруженной части спицы.
Уравнение моментов относительно точки подвеса спицы имеет вид:
Учитывая, что по третьему закону Ньютона 
, находим ответ
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будет рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Сказано, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Записан третий закон Ньютона, записана формула силы Архимеда. Записана
формула для нахождения объёма и массы спицы. Указано, что сила Архимеда приложена к центру
погруженной части).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
1. На подводную часть действует сила Архимеда, равная:
где
– объём погруженной части.
При этом на весь кусок действует сила тяжести
А
весь объём куска льда
По
второму закону Ньютона:
Так
как лёд находится в равновесии, то 
и
Искомая величина равна
2.
Объем надводной части уменьшился в два раза, следовательно половина льда растаяла, при этом
температура воды в равновесии не изменилась. Запишем уравнение теплового баланса:
Показать ответ и решение
Давление на поршень определяется формулой:
где
– сила, 
– площадь поршня.
Тогда давление у верхнего поршня
Давление жидкости на уровне нижнего (первого) поршня
При
этом на нижний поршень действует столб жидкости 
, при этом разность давлений равняется
гидростатическому давлению 
Из
(1) – (3)
Определить натяжение нити, связывающей два плавающих в воде шара объёмом 
каждый,
если верхний плавает, наполовину погрузившись в воду, а нижний шар в 
= 3 тяжелее верхнего.
Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей. Второй закон Ньютона будем
записывать относительно ИСО
2. Описываем тело моделью абсолютно твердого тела (форма и размер тела неизменны).
3. На тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, приложенная к центру масс
погруженной части и направленная вертикально вверх
Решение
Расставим все силы. Запишем второй закон Ньютона для каждого из шаров,
с учетом равновесия
где 
и 
– масса верхнего и нижнего шара, 
– плотность воды, 
– сила натяжения
нити.
Сложим два уравнения с учетом условия 
Подставим во второе уравнение массу шарика
Откуда сила натяжения нити
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела.
3. Объяснена возможность применения второго закона Ньютона.
4. Указано, что на тело, погруженное в жидкость действует сила Архимеда, приложенная к центру
погруженного объёма.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона в векторной форме
и в проекции на вертикальную ось для каждого из тел, закон Архимеда).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Шар, до половины погруженный в воду, лежит на дне сосуда и оказывает на него давление с силой,
равной 1/3 действующей на него силы тяжести. Найти плотность материала шара. Какие законы Вы
используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем тело моделью абсолютно твёдрого тела (форма и размеры тела неизменны).
3. На тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, приложенная к центру масс
погруженной части и направленная вертикально вверх
Решение
По третьему закону Ньютона, шари давит на дно с силой, равной силе давления дна на шар, то есть
силе реакции опоры 
.
Сила давления на дно будет равна разности силы тяжести и силы Архимеда, действующих на
шар
где 
– сила давления на дно, 
– масса шарика,
– плотность воды, 
– объем шарика. С
учётом условия получим, что:
Масса шарика же равна
где 
– плотность материала, из которого сделан шар. Подставим (2) и (3) в (1) и получим
Откуда плотность тела
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тела будем рассматривать абсолютно твёдрого тела.
3. Обоснована применимость законов Ньютона для решения задачи.
4. Указано, что на тело, погруженное в жидкость действует сила Архимеда, приложенная к центру
погруженного объёма.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, закон Архимеда,
третий закон Ньютона).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
На границе раздела двух жидкостей плотностями 
и 
плавает шарик.
Какая должна быть плотность шарика 
, чтобы над границей раздела жидкостей находилось 25%
объема шарика. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Второй закон Ньютона будем записывать относительно ИСО.
3. На тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, приложенная к центру масс
погруженной части и направленная вертикально вверх
Решение
Так как шарик неподвижен, то из второго закона Ньютона сила Архимеда должна уравновешивать
силу тяжести.
где 
и 
– объемы шарика, находящиеся над и под границей раздела жидкостей.
Так как по условию над границей раздела двух жидкостей должно находится 25 % объема,
то
Разделим (1) на 
и получим
С учетом (2) уравнение (3) можно переписать в виде
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Объяснена возможность применения второго закона Ньютона.
3. Указано, что на тело, погруженное в жидкость действует сила Архимеда, приложенная к центру
погруженного объёма.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон Архимеда, условие плавания тел
(или второй закон Ньютона в векторной форме и в проекции на вертикальную ось), формула
плотности вещества).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем тела моделью абсолютно твердого тела, так как тела имеют постояннуые размеры и
форму.
3. На тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, приложенная к центру масс
погруженной части и направленная вертикально вверх
Решение
1. Сделаем рисунки с расставлением всех сил
2. Так как нить нерастяжима и невесома, то сила натяжения нить повсюду одинакова. Кроме того,
из кинематической связи имеем, что ускорение первого груза совпадает с ускорением второго (в первом
случае), тогда в проекциях на ось 
второй закон Ньютона примет вид
Сложим 2 уравнения и выразим массу второго груза
3. Запишем второй закон Ньютона для второго случая
Вычтем из первого уравнения системы второе, выразив ускорение, с учетом того, что сила Архимеда
равна 
, а масса второго груза 
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тела будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела.
3. Обоснована применимость второго закона Ньютона для описания движения тел.
4. Указано, что на тело, погруженное в жидкость действует сила Архимеда, приложенная к центру
погруженного объёма.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: сделаны рисунки
для обоих случаев с расстановкой всех сил действующих на тела системы, обосновано
равенство ускорений движения тел, второй закон Ньютона для каждого из тел системы для
первого и второго случаев в векторной форме и в проекции на координатную ось, закон
Архимеда).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
В гладкий высокий стакан радиусом 4 см поставили однородную алюминиевую палочку длиной 10 см и
массой 0,9 г, после чего в стакан налили до высоты h = 4 см воду. Найдите модуль силы 
, с которой
верхний конец палочки давит на стенку стакана. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на
палочку. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем спицу моделью твердого тела (форма и размеры тела неизменны, расстояние между
любыми двумя точками тела остаётся неизменным).
3. Движение твердого тела можно описать совокупностью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения).
5. Так как поверхность гладкая, то трение отсутствует и на доску действует сила реакции опоры со
стороны дна сосуда направленная перпендикулярно поверхности, также действует сила реакции опоры,
направленная со со стороны левой стенки вправо.
Решение
1. Найдем высоту палочки, относительно дна стакана
где 
– длина палочки, 
– радиус стакана.
2. Сделаем рисунок с изображением всех сил, действующих на палочку.
3. Найдем силу Архимеда, действующую на палочку. Палочка погружена в жидкость на 
от
своего объема, то есть
где 
– объем тела, 
– плотность палочки, 
– плотность жидкости.
4. Запишем правило моментов, относительно оси, проходящей перпендикулярно рисунку через точку
приложения сил 
и 
.
Выразим силу реакции опоры. С учетом третьего закона Ньютона она будет равна силе давления
палки на стенку сосуда.
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описание того, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: правило моментов сил условия равновесия
твердого тела в ИСО, формула момента силы относительно оси вращения, закон Архимеда, формула
плотности вещества, третий закон Ньютона).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Вертикальная труба с поршнем, плотно прилегающим к ее внутренним стенкам, опущена нижним
концом в воду. Вначале поршень находился в самом нижнем положении, на уровне воды, а затем его
медленно поднимают на высоту 20 м. Пренебрегая трением, найдите совершенную при этом работу (в
кДж). Площадь поршня 100 см
Атмосферное давление 100 кПа. Какие законы Вы используете для
решения задачи? Обоснуйте их применение.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем поршень моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры неизменны).
3. Так как по условию сказано, трением пренебречь, то можно утверждать что вся работа идет на
поднятие поршня
Решение
Процесс поднятия поршня происходит в 2 этапа. Первый этап: давление под поршнем будет
положительным и равное
где 
– плотность воды, 
– высота подъезда поршня.
Вода будет заполнять весь объем под поршнем, а приложенная к поршню сила будет компенсировать
давление внутри, она будет равна
Она будет линейно возрастать. Это будет до момента, пока вода не поднимется на высоту,
равную
При подъеме поршня на высоту 
давление станет равным нулю. После этого вода перестает
подниматься, а сила, приложенная к поршню, остается равной
Работа по поднятию равна сумме работ: работе по поднятию до высоты 
: 
(так как она линейно возрастает, то берем как среднее арифметическое от начального, до конечного) и
работе по поднятию от высоты 
и конечной высоты 
. Значит,
полная работа равна
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тела будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела.
3. Сказано, на что идет работа при поднятии поршня.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула гидростатического
давления, формула работы силы, формула связи давления и силы).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
К стенке стакана с водой привязан алюминиевый шар массой 
кг. Нить образует со стенкой
сосуда угол 
. Найдите силу натяжения нити. Какие законы Вы используете для решения
задачи? Обоснуйте их применение.
Досрочная волна, 2018
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем тело моделью твердого тела (форма и размеры тела неизменны, расстояние между
любыми двумя точками тела остаётся неизменным).
3. Движение твердого тела можно описать совокупностью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.
4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения).
5. Шар целиком погружён в жидкость и отсутствует трение между шаром и станкой сосуда. Значит,
все вешние силы, действующие на шар, кроме силы натяжения нити, действуют по прямым,
проходящим через центр шара. Значит, сумма моментов этих сил относительно оси, проходящей через
центр шара, равна нулю. При равновесии шара в ИСО сумма моментов всех внешних сил равна нулю.
следовательно, и момент силы натяжения нити, относительно оси, проходящей через центр шара, тоже
равен нулю, поэтому сила натяжения нити действует по прямой, проходящей через центр
шара.
Решение
Второй закон Ньютона в этом случае
где 
– сила Архимеда, 
– сила натяжения нити, 
– ускорение тела.
Так как тело покоится, то его ускорение равно 0.
Запишем второй закон Ньютона на ось 
С учетом того, что сила Архимеда равна
– плотность жидкости, 
– объем погруженной части тела, 
– плотность алюминия.
Выразим из (1) силу натяжения нити 
, с учетом (2)
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью твердого тела (форма и размеры
неизменны).
3. Описание того, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения..
4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона в
векторной форме и в проекциях на координатную ось, закон Архимеда, формула плотности
вещества).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Будем использовать формулы механики для решения данной задачи.
3. Так как масло «легче»воды, то она будет сверху в трубе.
Решение
Воды будет общей жидкостью для двух сообщающихся сосудов.
Приравняем давление внутри трубки и вне ее.
где 
– плотность масла, 
– плотность воды, 
– высота столба масла, 
– высота столба
воды, 
– атмосферное давление.
Высоту столба жидкостей выразим через массу масла. Для этого воспользуемся формулами
массы:
где 
– плотность масла, 
– его объем.
Объем можно найти по формуле:
где 
– высота столба масла.
Отсюда для масла
Из (1) выразим высоту воды
тогда с учётом (2):
Разность высот
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что решать задачу будем при помощи формул механики.
3. Сказано, что менее плотная жидкость находится сверху, нежели более плотная.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула давления столба
жидкости, закон Дальтона).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Показать ответ и решение
Обоснование
1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.
2. Описываем тело моделью материальной точки, так как в условиях данной задачи размерами тела
можно пренебречь.
3. На тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, приложенная к центру масс
погруженной части и направленная вертикально вверх
Решение
Пусть 
– плотность жидкости, 
– первоначальный уровень воды, тогда после перерезания нити
уровень уменьшится на 
. Значит гидростатическое давление до перерезания нити
Сила давления на дно же равна
где 
– площадь дна сосуда. Так как есть еще сила натяжения нити, которая удерживает шар в
воде, но не действует на дно, то сила давления на дно равна
Во втором случае нить обрывается и шар всплывает и уровень уменьшается на 
, тогда сила
давления на дно будет равна
Поскольку масса шара и воды остается неизменным, то и сила давления на дно при равновесных
состояниях остается неизменной, а значит мы можем приравнять 
и 
Выразим силу натяжения нити
Критерии оценки
Критерий 1
1 балл ставится если
1. Введена инерциальная система отсчета.
2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью материальной точки.
3. Указано, что на тело, погруженное в жидкость действует сила Архимеда, приложенная к центру
погруженного объёма.
__________________________________________________________________________________________________________________________________
В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.
При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов
Критерий 2
3 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула давления, расписано
соотношение давлений в первом и втором случае).
II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.
III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).
IV) Получен верный ответ.
2 балла ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:
I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.
II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)
III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.
IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)
1 балл ставится если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи.
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.
Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.
Реальные варианты ЕГЭ 2019
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Тренировочные варианты «Школково». Основная волна. (Вторая часть)
В закрытой комнате нагревается воздух. Как изменятся относительная влажность и плотность водяных паров в комнате? Считайте, что парциальное давление паров не изменяется.
Относительная влажность вычисляется по формуле: [phi=dfrac{p}{p_text{ н}}] где (p) – парциальное давление паров, (p_text{н}) – парциальное давление насыщенных паров. При увеличении температуры давление насыщенных паров возрастает, следовательно, относительная влажность уменьшается.
Из уравнения Менделеева – Клапейрона получаем: [pV=dfrac{m}{mu}RT Rightarrow rho =dfrac{pmu}{RT}] При увеличении температуры плотность водяных паров в комнате уменьшается.
Ответ:
Дан невесомый стержень, к концам которого подвешены шары массами (m_1) и (m_2) (см. рис.). Стержень опирается на две опоры в точках C и D. Длина стержня L равна 1 м, (m_2) = 0,3 кг. Сила реакции опоры в точке D в два раза больше, чем в точке С. Также известно, что расстояния (CD = 0,6) м, (AC = 0,2) м. Найдите массу левого шарика (m_1). 
На твердое тело, образованное двумя шарами и стержнем действует силы тяжести первого и второго шаров (m_1 g)и (m_2g), а также силы реакции опоры (N_1) и (N_2). По условию (2N_1=N_2) Запишем второй закон Ньютона и правило моментов относительно точки А. [begin{cases}
N_1 +N_2 -m_1g -m_2 g=0\
N_1 x +N_2 (l+x)-m_2 g L=0\
end{cases}] где (x) – AC и плечо силы (N_1). Так как (N_2=2N_1), то систему уравнений можно переписать в виде [begin{cases}
3N_1 =g(m_1 +m_2)\
N_1 x +2N_1 (l+x)=m_2 g L\
end{cases}] Поделим второе уравнение на первое [x+dfrac{2l}{3}=Ldfrac{m_2}{m_1+m_2}] Преобразуем уравнение [dfrac{m_2L}{x+dfrac{2}{3}l}-m_2=m_1] Подставим числа из условия [m_1=m_2left(dfrac{L}{x+dfrac{2}{3}l}-1right)dfrac{1text{ м}cdot 0,3text{ кг}}{0,2text{ м}+0,4text{ м}}-0,3text{ кг}=0,2text{ кг}]
Ответ: 0,2
Постоянную массу идеального одноатомного газа изобарно сжали так, что (T_2=dfrac{T_1}{k}) Затем этот же газ адиабатически расширяется так, что (T_3=dfrac{T_2}{2}) Отношение модулей работ в изобарном и адиабатическом процессах (n=4) Найдите (k).
При изобарном сжатии над гахов совершается работа, модуль которой (A_1=|pDelta V|) где (p) – давление гелия в этом процессе, (Delta V) – изменение его объёма.
В соответствии с уравнением Менделеева—Клапейрона для этого процесса можно записать: [pDelta V =nu R (T_1-T_2)=A_1] В адиабатном процессе (процессе без теплообмена) в соответствии с первым законом термодинамики сумма изменения внутренней энергии газа и его работы равна нулю: [dfrac{3}{2}nu R (T_3-T_2)+A_2=0] При записи последнего соотношения учтено выражение для изменения внутренней энергии идеального одноатомного газа: [Delta U =dfrac{3}{2}nu R (T_3-T_2)] Преобразуя записанные уравнения с учётом соотношений температур, заданных в условии задачи, получаем: [A_1=nu RT_2(k-1)hspace{5 mm}A_2=dfrac{3}{4}nu RT_2] По условию (dfrac{A_1}{A_2}=n=4) Следовательно [dfrac{4nu RT_2(k-1)}{3nu R T_2}=4 Rightarrow 4k-4=12 Rightarrow 4k=16 Rightarrow k=4]
Ответ: 4
В цепи изображённой на рисунке (R_1=R_2=R_3=3) Ом, (r=0,5 ) Ом В начальный момент ключ K замкнут. Во сколько раз уменьшится мощность, выделяемая на (R_1) после размыкания ключа?
Сила тока по закону Ома для полной цепи равна: [I=dfrac{xi}{R_0+r}] Общее сопротивление в первом и во втором случаях равно: [R_{01}=R_1+dfrac{R_2cdot R_3}{R_3}=4,5text{ Ом}] [R_{02}=R_1+R_2=6text{ Ом}] Мощность, выделяемая на резисторе определяется формулой: [P=I^2R] То есть отношение мощностей: [dfrac{P_1}{P_2}=dfrac{I_1^2}{I_2^2}=left(dfrac{R_{02}+r}{R_{01}+r}right)^2=left(dfrac{6text{ Ом}+0,5 text{ Ом}}{4,5text{ Ом}+0,5text{ Ом}}right)^2=1,69]
Ответ: 1,69
Вылетевший при фотоэффекте с катода электрон попадает в электромагнитное поле как показано на рисунке. Вектор напряжённости электрического поля направлен вертикально вверх. Вектор магнитного поля направлен от наблюдателя. Определите, при каких значениях напряжённости электроны, вылетевшие с максимально возможной скоростью, отклоняются вверх. Частота падающего на катод света (nu=6,2cdot 10^{14}text{ Гц}) Работа выхода (A_{text{ вых}}=2,39) эВ Магнитная индукция поля (B=0,5) Тл. Ответ дайте в кВ/м
Электроны заряжены отрицательно, следовательно, сила Кулона (F_k=qE), действуйющая на электроны направлена вниз, сила Лоренца (F_l=qvB) же наоборот направлена вверх, следовательно, чтобы электроны отклонялись вверх должно выполняться неравенство [F_l>F_k Rightarrow qvB>qE Rightarrow E < vB] Максимальную скорость найдем из уравнения Энштейна: [hnu=A_text{ вых}+dfrac{mv^2}{2} Rightarrow v=sqrt{dfrac{2(hnu — A_text{ вых})}{m}}] Откуда произведение (vB): [vB=Bsqrt{dfrac{2(hnu — A_text{ вых})}{m}}=0,5 text{ Тл}sqrt{dfrac{2(6,6cdot 10^{-34}text{ Дж$cdot$ с}cdot 6,2cdot 10^{14}text{ Гц}-2,39cdot 1,6cdot10^{-19}text{ Дж})}{9,1cdot 10^{-31}text{ кг}}}approx 1,2 cdot 10^{5}text{ В/м}] Откуда следует для того чтобы электроны отклонялись вверх, напряжённость должна быть меньше (120 text{ кВ/м})
Ответ: 120
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ