Fizika gyakorlati tesztek. Anyagok az egységes fizika államvizsgára való felkészüléshez

1) TARTÓS A FIZIKA EGYESÜLT ÁLLAMI VIZSGA 235 perc

2) A CIM-EK SZERKEZETE - 2018 és 2019 2017-hez képest. Kissé VÁLTOZTATVA: A vizsgaváltozat két részből áll, és 32 feladatot tartalmaz majd. Az 1. rész 24 rövid válaszelemet tartalmaz, köztük olyan önbevallási tételeket, amelyek számot, két számot vagy szót igényelnek, valamint olyan egyező és feleletválasztós elemeket, amelyekhez a válaszokat számsorozatként kell megírni. A 2. rész 8 feladatot tartalmaz, amelyeket egy közös tevékenységtípus – a problémamegoldás – egyesít. Ebből 3 rövid válaszú feladat (25–27) és 5 feladat (28–32), amelyekre részletes választ kell adni. A munka három nehézségi szintű feladatot tartalmaz majd. Az alapszintű feladatokat a munka 1. része tartalmazza (18 feladat, ebből 13 feladat szám, két szám vagy szó formájában rögzítve a választ, valamint 5 egyező és feleletválasztós feladat). Az emelt szintű feladatok a vizsgadolgozat 1. és 2. része között oszlanak meg: az 1. részben 5 rövid, a 2. részben 3 rövid és 1 hosszú válaszos feladat. A 2. rész utolsó négy feladata magas szintű komplexitás. A vizsgadolgozat 1. része két feladattömbből áll: az első az iskolai fizika tantárgy fogalmi apparátusának elsajátítását, a második pedig a módszertani ismeretek elsajátítását teszteli. Az első blokk 21 feladatot tartalmaz, amelyek tematikus hovatartozás alapján csoportosítva vannak: 7 feladat a mechanikáról, 5 feladat az MCT-ről és a termodinamikairól, 6 az elektrodinamikairól és 3 a kvantumfizikáról.

Új, alapszintű komplexitási feladat az első rész (24. pozíció) utolsó feladata, amely egybeesik a csillagásztanfolyam iskolai tantervbe való visszatérésével. A feladat jellemzője az „5-ből 2 ítélet kiválasztása”. A 24. feladat a vizsgadolgozat többi hasonló feladatához hasonlóan maximum 2 pontot kap, ha a válasz mindkét eleme helyes, és 1 pontot, ha valamelyik elemben hibázik. A számok beírásának sorrendje a válaszban nem számít. A feladatok általában kontextuális jellegűek lesznek, pl. A feladat elvégzéséhez szükséges adatok egy része táblázat, diagram vagy grafikon formájában kerül bemutatásra.

Ennek a feladatnak megfelelően a kódolóba bekerült a „Kvantumfizika és az asztrofizika elemei” rovat „Az asztrofizika elemei” alfejezet, amely a következő pontokat tartalmazza:

· Naprendszer: földi bolygók és óriásbolygók, a naprendszer kis testei.

· Csillagok: a csillagjegyek sokfélesége és mintázata. A csillagok energiaforrásai.

· Modern elképzelések a Nap és a csillagok eredetéről és fejlődéséről. A mi galaxisunk. Más galaxisok. A megfigyelhető Univerzum térbeli léptékei.

· Modern nézetek az Univerzum szerkezetéről és fejlődéséről.

A KIM-2018 felépítéséről többet megtudhat, ha megnézi a M.Yu részvételével zajló webináriumot. Demidova https://www.youtube.com/watch?v=JXeB6OzLokU vagy az alábbi dokumentumban.

Felkészülés az OGE-re és az egységes államvizsgára

Középfokú általános műveltség

Vonal UMK A.V. Grachev. Fizika (10-11) (alap, haladó)

Vonal UMK A.V. Grachev. Fizika (7-9)

Vonal UMK A.V. Peryshkin. Fizika (7-9)

Felkészülés az egységes fizika államvizsgára: példák, megoldások, magyarázatok

Lebedeva Alevtina Sergeevna, fizikatanár, 27 éves szakmai tapasztalat. A Moszkvai Régió Oktatási Minisztériumának díszoklevele (2013), a Voskresensky városi körzet vezetőjének köszönete (2015), a Moszkvai Régió Matematika és Fizika Tanárok Szövetsége elnökének oklevele (2015).

A mű különböző nehézségi szintű feladatokat mutat be: alap, haladó és magas. Az alapszintű feladatok egyszerű feladatok, amelyek a legfontosabb fizikai fogalmak, modellek, jelenségek és törvények elsajátítását tesztelik. Az emelt szintű feladatok az iskolai fizika tantárgy bármely témájában a fizika fogalmak és törvényszerűségek különböző folyamatok, jelenségek elemzésére való képességének, valamint egy vagy két törvény (képlet) felhasználásával történő problémamegoldási képesség tesztelésére irányulnak. A 4. munkában a 2. rész feladatai nagy bonyolultságú feladatok, és a fizika törvényeinek és elméleteinek megváltozott vagy új helyzetben való alkalmazásának képességét tesztelik. Az ilyen feladatok elvégzéséhez egyszerre két-három fizikarész ismereteinek alkalmazására van szükség, pl. magas szintű képzés. Ez az opció teljes mértékben megfelel az Egységes Államvizsga 2017 demó verziójának, a feladatok az Egységes Államvizsga feladatok nyílt bankjából származnak.

Az ábra a sebesség modulusát az idő függvényében ábrázolja t. Határozza meg a grafikonon az autó által 0 és 30 s közötti időintervallumban megtett távolságot!

Megoldás. Az autó által 0 és 30 s közötti időintervallumban megtett út legkönnyebben egy trapéz területeként határozható meg, melynek alapja a (30 – 0) = 30 s és (30 – 10) időintervallum. ) = 20 s, a magasság pedig a sebesség v= 10 m/s, azaz

Válasz. 250 m.

Egy 100 kg súlyú rakományt egy kábel segítségével függőlegesen felfelé emelnek. Az ábra a sebességvetítés függését mutatja V a tengely felfelé irányuló terhelése, az idő függvényében t. Határozza meg a kábelfeszítő erő modulusát emelés közben.

Megoldás. A sebesség vetületi függőségi grafikonja szerint v terhelés egy függőlegesen felfelé irányuló tengelyre, az idő függvényében t, meg tudjuk határozni a terhelés gyorsulásának vetületét

A terhelésre: a függőlegesen lefelé irányuló gravitációs erő és a kábel mentén függőlegesen felfelé irányuló kábel feszítőereje hat (lásd az ábrát). 2. Írjuk fel a dinamika alapegyenletét! Használjuk Newton második törvényét. A testre ható erők geometriai összege egyenlő a test tömegének és a rá adott gyorsulásnak a szorzatával.

+ = (1)

Írjuk fel a vektorok vetületének egyenletét a Földhöz tartozó vonatkoztatási rendszerben, az OY tengelyt felfelé irányítva. A feszítőerő vetülete pozitív, mivel az erő iránya egybeesik az OY tengely irányával, a gravitációs erő vetülete negatív, mivel az erővektor ellentétes az OY tengellyel, a gyorsulásvektor vetülete pozitív is, így a test felfelé gyorsulással mozog. Nekünk van

T – mg = ma (2);

a (2) képletből húzóerő modulus

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

Válasz. 1200 N.

A testet egy durva vízszintes felületen húzzák végig állandó sebességgel, amelynek modulusa 1,5 m/s, és erőt fejtenek ki rá az (1) ábrán látható módon. Ebben az esetben a testre ható csúszósúrlódási erő modulusa 16 N. Mekkora az erő által kifejlesztett teljesítmény? F?

Megoldás. Képzeljük el a problémafelvetésben meghatározott fizikai folyamatot, és készítsünk egy sematikus rajzot, amelyen a testre ható összes erőt feltüntetjük (2. ábra). Írjuk fel a dinamika alapegyenletét.

Tr + + = (1)

A rögzített felülethez tartozó referenciarendszer kiválasztását követően felírjuk a vektorok vetítésének egyenleteit a kiválasztott koordinátatengelyekre. A probléma körülményei szerint a test egyenletesen mozog, mivel sebessége állandó és 1,5 m/s. Ez azt jelenti, hogy a test gyorsulása nulla. Két erő hat vízszintesen a testre: a csúszósúrlódási erő tr. és az erő, amellyel a testet vonszolják. A súrlódási erő vetülete negatív, mivel az erővektor nem esik egybe a tengely irányával x. Az erő kivetítése F pozitív. Emlékeztetünk arra, hogy a vetítés megtalálásához a merőlegest a vektor elejétől és végétől a kiválasztott tengelyre engedjük le. Ezt figyelembe véve rendelkezésünkre áll: F cosα – F tr = 0; (1) fejezzük ki az erő vetületét F, Ezt F cosα = F tr = 16 N; (2) akkor az erő által kifejlesztett teljesítmény egyenlő lesz N = F cosα V(3) Tegyünk egy cserét a (2) egyenlet figyelembevételével, és cseréljük be a megfelelő adatokat a (3) egyenletbe:

N= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.

Válasz. 24 W.

A 200 N/m merevségű könnyű rugóra rögzített terhelés függőleges oszcillációkat szenved. Az ábrán az elmozdulásfüggés grafikonja látható x időnként töltse be t. Határozza meg, mekkora a teher tömege! Válaszát kerekítse egész számra.

Megoldás. A rugón lévő tömeg függőleges oszcillációkon megy keresztül. A terheléselmozdulás grafikonja szerint x időről t, meghatározzuk a terhelés lengési periódusát. Az oszcilláció periódusa egyenlő T= 4 s; a képletből T= 2π fejezzük ki a tömeget m szállítmány

Válasz: 81 kg.

Az ábrán két könnyűblokkból és egy súlytalan kábelből álló rendszer látható, mellyel egyensúlyban tartható vagy 10 kg súlyú terhet emelhet. A súrlódás elhanyagolható. A fenti ábra elemzése alapján válassza ki kettő igaz állításokat, és válaszában tüntesse fel számukat.

1. A terhelés egyensúlyban tartása érdekében 100 N erővel kell hatnia a kötél végére.
2. Az ábrán látható blokkrendszer nem ad erőnövekedést.
3. h, ki kell húznia egy 3-as kötélhosszúságú szakaszt h.
4. Teher lassú emelése magasba hh.

Megoldás. Ebben a feladatban meg kell emlékezni az egyszerű mechanizmusokról, nevezetesen a blokkokról: egy mozgatható és egy rögzített blokkról. A mozgatható blokk kétszeres erőnövekedést ad, míg a kötélszakaszt kétszer hosszabbra kell húzni, a rögzített blokkot pedig az erő átirányítására használják. A munkában az egyszerű nyerési mechanizmusok nem adnak. A probléma elemzése után azonnal kiválasztjuk a szükséges állításokat:

1. Teher lassú emelése magasba h, ki kell húznia egy 2-es kötélhosszúságú szakaszt h.
2. A terhelés egyensúlyban tartása érdekében 50 N erővel kell hatnia a kötél végére.

Válasz. 45.

A súlytalan és nyújthatatlan menethez erősített alumínium súlyt teljesen elmerítik egy edényben vízzel. A rakomány nem érinti az edény falát és alját. Ezután ugyanabba az edénybe vízzel egy vassúlyt merítünk, amelynek tömege megegyezik az alumínium tömegével. Hogyan változik ennek hatására a menet feszítőerejének modulusa és a terhelésre ható gravitációs erő modulusa?

1. Növeli;
2. Csökken;
3. Nem változik.

Megoldás. Elemezzük a probléma állapotát, és kiemeljük azokat a paramétereket, amelyek a vizsgálat során nem változnak: ezek a test tömege és a folyadék, amelybe a testet egy szálon merítjük. Ezek után célszerű vázlatos rajzot készíteni és feltüntetni a terhelésre ható erőket: menetfeszességet F vezérlés, a menet mentén felfelé irányítva; függőlegesen lefelé irányuló gravitáció; Arkhimédeszi erő a, a folyadék oldaláról hatva a bemerült testre és felfelé irányítva. A feladat feltételei szerint a terhelések tömege azonos, ezért a terhelésre ható gravitációs erő modulusa nem változik. Mivel a rakomány sűrűsége eltérő, a térfogat is más lesz.

A vas sűrűsége 7800 kg/m3, az alumínium rakomány sűrűsége 2700 kg/m3. Ennélfogva, Vés< V a. A test egyensúlyban van, a testre ható összes erő eredője nulla. Irányítsuk felfelé az OY koordinátatengelyt. A dinamika alapegyenletét, figyelembe véve az erők vetületét, alakba írjuk F vezérlő + F a – mg= 0; (1) Adjuk meg a feszítőerőt F kontroll = mg – F a(2); Az arkhimédeszi erő a folyadék sűrűségétől és a bemerült testrész térfogatától függ F a = ρ gV p.h.t. (3); A folyadék sűrűsége nem változik, és a vastest térfogata kisebb Vés< V a, ezért a vasterhelésre ható arkhimédészi erő kisebb lesz. Arra a következtetésre jutunk, hogy a menet feszítőerejének modulusa a (2) egyenlettel dolgozva növekedni fog.

Válasz. 13.

Egy tömegtömb m lecsúszik egy rögzített durva ferde síkról α szöggel az alapnál. A blokk gyorsulási modulusa egyenlő a, a blokk sebességének modulusa nő. A légellenállás elhanyagolható.

Állítson fel egyezést a fizikai mennyiségek és a képletek között, amellyel kiszámíthatók. Az első oszlop minden pozíciójához válassza ki a megfelelő pozíciót a második oszlopból, és írja le a kiválasztott számokat a táblázatban a megfelelő betűk alá.

B) Egy blokk és egy ferde sík közötti súrlódási tényező

3) mg cosα

Megoldás. Ez a feladat a Newton-törvények alkalmazását igényli. Javasoljuk vázlatos rajz készítését; jelzi a mozgás összes kinematikai jellemzőjét. Ha lehetséges, ábrázolja a gyorsulásvektort és a mozgó testre ható összes erő vektorait; ne feledje, hogy a testre ható erők más testekkel való kölcsönhatás eredménye. Ezután írja fel a dinamika alapegyenletét. Válasszunk ki egy referenciarendszert, és írjuk fel az eredményül kapott egyenletet az erő- és gyorsulásvektorok vetítésére;

A javasolt algoritmust követve vázlatos rajzot készítünk (1. ábra). Az ábrán a blokk súlypontjára ható erők és a ferde sík felületéhez tartozó vonatkoztatási rendszer koordinátatengelyei láthatók. Mivel minden erő állandó, a blokk mozgása egyenletesen változó lesz a sebesség növekedésével, azaz. a gyorsulásvektor a mozgás irányába irányul. Válasszuk meg a tengelyek irányát az ábrán látható módon. Írjuk fel az erők vetületeit a kiválasztott tengelyekre.

Írjuk fel a dinamika alapegyenletét:

Tr + = (1)

Írjuk fel ezt az (1) egyenletet az erők és a gyorsulás vetületére.

Az OY tengelyen: a talajreakció erő vetülete pozitív, mivel a vektor egybeesik az OY tengely irányával Ny = N; a súrlódási erő vetülete nulla, mivel a vektor merőleges a tengelyre; a gravitáció vetülete negatív és egyenlő lesz mg y= – mg cosα; gyorsulás vektor vetítés a y= 0, mivel a gyorsulásvektor merőleges a tengelyre. Nekünk van N – mg cosα = 0 (2) az egyenletből kifejezzük a blokkra ható reakcióerőt a ferde sík oldaláról. N = mg cosα (3). Írjuk fel a vetületeket az OX tengelyre.

Az OX tengelyen: erővetítés N egyenlő nullával, mivel a vektor merőleges az OX tengelyre; A súrlódási erő vetülete negatív (a vektor a kiválasztott tengelyhez képest ellenkező irányban irányul); a gravitáció vetülete pozitív és egyenlő mg x = mg sinα (4) derékszögű háromszögből. A gyorsulás előrejelzése pozitív egy x = a; Ezután felírjuk az (1) egyenletet a vetület figyelembevételével mg sinα – F tr = ma (5); F tr = m(g sinα – a) (6); Ne feledje, hogy a súrlódási erő arányos a normál nyomás erejével N.

A-priory F tr = μ N(7), kifejezzük a blokk súrlódási együtthatóját a ferde síkon.

Minden betűhöz kiválasztjuk a megfelelő pozíciókat.

Válasz. A – 3; B-2.

8. feladat Gáz halmazállapotú oxigén egy 33,2 literes edényben van. A gáz nyomása 150 kPa, hőmérséklete 127°C. Határozza meg az edényben lévő gáz tömegét. Adja meg válaszát grammban, és kerekítse a legközelebbi egész számra!

Megoldás. Fontos odafigyelni a mértékegységek SI rendszerre való átszámítására. Átalakítsa a hőmérsékletet Kelvinre T = t°C + 273, térfogat V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3 ; Átalakítjuk a nyomást P= 150 kPa = 150 000 Pa. Az ideális gáz állapotegyenletének felhasználásával

Adjuk meg a gáz tömegét.

Ügyeljen arra, hogy melyik egységeket kéri fel a válasz lejegyzésére. Ez nagyon fontos.

Válasz.„48

9. feladat. Ideális egyatomos gáz 0,025 mol mennyiségben adiabatikusan expandált. Ugyanakkor a hőmérséklete +103°C-ról +23°C-ra csökkent. Mennyi munkát végzett a gáz? Adja meg válaszát Joule-ban, és kerekítse a legközelebbi egész számra.

Megoldás. Először is, a gáz a szabadsági fokok egyatomszáma én= 3, másodszor, a gáz adiabatikusan tágul - ez azt jelenti, hogy nincs hőcsere K= 0. A gáz úgy működik, hogy csökkenti a belső energiát. Ezt figyelembe véve a termodinamika első főtételét 0 = ∆ alakban írjuk fel U + A G; (1) fejezzük ki a gázmunkát A g = –∆ U(2); A belső energia változását egy monoatomos gázra így írjuk

Válasz. 25 J.

A levegő egy részének relatív páratartalma egy bizonyos hőmérsékleten 10%. Hányszor kell változtatni ennek a levegőrésznek a nyomását, hogy állandó hőmérsékleten a relatív páratartalma 25%-kal növekedjen?

Megoldás. A telített gőzzel és a levegő páratartalmával kapcsolatos kérdések leggyakrabban az iskolások számára okoznak nehézséget. Használjuk a képletet a levegő relatív páratartalmának kiszámításához

A probléma körülményei szerint a hőmérséklet nem változik, ami azt jelenti, hogy a telített gőznyomás változatlan marad. Írjuk fel az (1) képletet a levegő két állapotára.

φ 1 = 10%; φ 2 = 35%

Adjuk meg a légnyomást a (2), (3) képletekből, és keressük meg a nyomásarányt.

Válasz. A nyomást 3,5-szeresére kell növelni.

A forró folyékony anyagot olvasztókemencében állandó teljesítmény mellett lassan lehűtjük. A táblázat egy anyag hőmérsékletének időbeli mérési eredményeit mutatja.

Válasszon a megadott listából kettő a mérési eredményeknek megfelelő állításokat és azok számát feltüntetve.

1. Az anyag olvadáspontja ilyen körülmények között 232°C.
2. 20 perc múlva. a mérések megkezdése után az anyag csak szilárd állapotban volt.
3. Egy anyag hőkapacitása folyékony és szilárd halmazállapotban azonos.
4. 30 perc elteltével. a mérések megkezdése után az anyag csak szilárd állapotban volt.
5. Az anyag kristályosodási folyamata több mint 25 percig tartott.

Megoldás. Ahogy az anyag lehűlt, belső energiája csökkent. A hőmérsékletmérés eredményei lehetővé teszik, hogy meghatározzuk azt a hőmérsékletet, amelyen egy anyag kristályosodni kezd. Míg egy anyag folyékonyból szilárdra változik, a hőmérséklet nem változik. Tudva, hogy az olvadáspont és a kristályosodási hőmérséklet megegyezik, a következő állítást választjuk:

1. Az anyag olvadáspontja ilyen körülmények között 232°C.

A második helyes állítás:

4. 30 perc elteltével. a mérések megkezdése után az anyag csak szilárd állapotban volt. Mivel a hőmérséklet ebben az időpontban már a kristályosodási hőmérséklet alatt van.

Válasz. 14.

Izolált rendszerben az A test hőmérséklete +40°C, a B test hőmérséklete +65°C. Ezeket a testeket termikus érintkezésbe hozták egymással. Egy idő után beállt a termikus egyensúly. Hogyan változott ennek hatására a B test hőmérséklete és az A és B test teljes belső energiája?

Minden mennyiséghez határozza meg a változás megfelelő jellegét:

1. Megnövekedett;
2. Csökkent;
3. Nem változott.

A kiválasztott számokat minden fizikai mennyiséghez írja le a táblázatba! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Ha a testek izolált rendszerében a hőcserén kívül más energiaátalakulás nem következik be, akkor az olyan testek által leadott hőmennyiség, amelyek belső energiája csökken, megegyezik azon testek hőmennyiségével, amelyek belső energiája nő. (Az energiamegmaradás törvénye szerint.) Ebben az esetben a rendszer teljes belső energiája nem változik. Az ilyen típusú feladatok megoldása a hőmérleg egyenlet alapján történik.

ahol ∆ U– belső energia változása.

Esetünkben a hőcsere következtében a B test belső energiája csökken, ami azt jelenti, hogy ennek a testnek a hőmérséklete csökken. Az A test belső energiája növekszik, mivel a test bizonyos mennyiségű hőt kapott a B testtől, a hőmérséklete megnő. Az A és B test teljes belső energiája nem változik.

Válasz. 23.

Proton p, az elektromágnes pólusai közötti résbe repülve, a mágneses tér indukciós vektorára merőleges sebességgel rendelkezik, amint az az ábrán látható. Hol van a protonra ható Lorentz-erő a rajzhoz képest (felfelé, a megfigyelő felé, a megfigyelőtől távol, le, balra, jobbra)

Megoldás. A mágneses tér Lorentz-erővel hat egy töltött részecskére. Ennek az erőnek az irányának meghatározásához fontos megjegyezni a bal kéz mnemonikus szabályát, ne felejtsük el figyelembe venni a részecske töltését. A bal kéz négy ujját a sebességvektor mentén irányítjuk, pozitív töltésű részecske esetén a vektornak merőlegesen kell bemennie a tenyérbe, a 90°-ra állított hüvelykujj a részecskére ható Lorentz-erő irányát mutatja. Ennek eredményeként azt kaptuk, hogy a Lorentz-erővektor az ábrához képest a megfigyelőtől elfelé irányul.

Válasz. a szemlélőtől.

Az elektromos térerősség modulusa egy 50 μF kapacitású lapos légkondenzátorban 200 V/m. A kondenzátorlapok közötti távolság 2 mm. Mennyi a töltés a kondenzátoron? Írja le a választ µC-ban.

Megoldás. Váltsunk át minden mértékegységet SI rendszerre. Kapacitás C = 50 µF = 50 10 -6 F, a lemezek közötti távolság d= 2 · 10 –3 m. A probléma lapos légkondenzátorról szól - egy elektromos töltés és elektromos térenergia tárolására szolgáló eszközről. Az elektromos kapacitás képletéből

Ahol d- a lemezek közötti távolság.

Adjuk meg a feszültséget U=E d(4); Helyettesítsük (4)-et (2)-be, és számítsuk ki a kondenzátor töltését.

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

Kérjük, ügyeljen arra, hogy milyen egységekben kell a választ írnia. Kulonban kaptuk, de µC-ban mutatjuk be.

Válasz. 20 µC.

A diák kísérletet végzett a fényképen látható fénytöréssel kapcsolatban. Hogyan változik az üvegben terjedő fény törésszöge és az üveg törésmutatója a beesési szög növekedésével?

1. Növeli
2. Csökken
3. Nem változik
4. Jegyezze fel a táblázatba minden válaszhoz a kiválasztott számokat! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Az ilyen jellegű problémáknál emlékezünk arra, hogy mi a fénytörés. Ez a hullám terjedési irányának változása, amikor egyik közegből a másikba megy át. Ennek oka, hogy ezekben a közegekben eltérő a hullámterjedés sebessége. Miután rájöttünk, hogy a fény melyik közegbe melyikbe terjed, írjuk fel a törés törvényét

Ahol n 2 – az üveg abszolút törésmutatója, az a közeg, ahová a fény eljut; n 1 az első közeg abszolút törésmutatója, amelyből a fény származik. Levegőért n 1 = 1. α a sugár beesési szöge az üvegfélhenger felületén, β a sugár törésszöge az üvegben. Ezenkívül a törésszög kisebb lesz, mint a beesési szög, mivel az üveg optikailag sűrűbb közeg - magas törésmutatójú közeg. Az üvegben a fény terjedési sebessége lassabb. Felhívjuk figyelmét, hogy a szögeket a sugár beesési pontjában helyreállított merőlegestől mérjük. Ha növeli a beesési szöget, akkor a törésszög nő. Ez nem változtatja meg az üveg törésmutatóját.

Válasz.

Réz jumper egy adott időpontban t 0 = 0 2 m/s sebességgel mozogni kezd párhuzamos vízszintes vezetősínek mentén, amelyek végeihez 10 ohmos ellenállás kapcsolódik. Az egész rendszer függőleges, egyenletes mágneses térben van. A jumper és a sínek ellenállása elhanyagolható, a jumper mindig a sínekre merőlegesen helyezkedik el. A mágneses indukciós vektor fluxusa a jumper, a sínek és az ellenállás által alkotott áramkörön keresztül idővel változik t a grafikonon látható módon.

A grafikon segítségével válasszon ki két helyes állítást, és adja meg a számukat a válaszában.

1. Mire t= 0,1 másodperces változás a mágneses fluxusban az áramkörön keresztül 1 mWb.
2. Indukciós áram a jumperben a tól tartományban t= 0,1 s t= 0,3 s max.
3. Az áramkörben keletkező induktív emf modulja 10 mV.
4. A jumperben folyó indukciós áram erőssége 64 mA.
5. A jumper mozgásának fenntartása érdekében erőt fejtenek ki rá, amelynek vetülete a sínek irányára 0,2 N.

Megoldás. Az áramkörön áthaladó mágneses indukciós vektor fluxusának időbeli függőségét ábrázoló grafikon segítségével meghatározzuk azokat a területeket, ahol az F fluxus változik, és ahol a fluxus változása nulla. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározzuk azokat az időintervallumokat, amelyek alatt az indukált áram megjelenik az áramkörben. Igaz állítás:

1) Mire t= 0,1 másodperces változás a mágneses fluxusban az áramkörön keresztül egyenlő 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; Az áramkörben keletkező induktív emf modulját az EMR törvény alapján határozzuk meg

Válasz. 13.

Az 1 mH induktivitású elektromos áramkör áram és idő grafikonját használva határozza meg az öninduktív emf modult 5 és 10 s közötti időintervallumban. Válaszát írja le µV-ban.

Megoldás. Váltsunk át minden mennyiséget SI rendszerbe, azaz. 1 mH induktivitását H-vé alakítjuk, 10 –3 H-t kapunk. Az ábrán látható áramot mA-ban A-vá alakítjuk, 10 –3-mal megszorozva.

Az önindukciós emf képlet a következővel rendelkezik

ebben az esetben az időintervallumot a probléma körülményei szerint adjuk meg

∆t= 10 s – 5 s = 5 s

másodperc, és a grafikon segítségével meghatározzuk az áram változásának intervallumát ezen idő alatt:

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

A számértékeket behelyettesítjük a (2) képletbe, megkapjuk

| Ɛ | = 2 ·10 –6 V vagy 2 µV.

Válasz. 2.

Két átlátszó sík-párhuzamos lemezt szorosan egymáshoz nyomnak. A levegőből egy fénysugár esik az első lemez felületére (lásd az ábrát). Ismeretes, hogy a felső lemez törésmutatója egyenlő n 2 = 1,77. Állítson fel egyezést a fizikai mennyiségek és jelentéseik között. Az első oszlop minden pozíciójához válassza ki a megfelelő pozíciót a második oszlopból, és írja le a kiválasztott számokat a táblázatban a megfelelő betűk alá.

Megoldás. A két közeg határfelületén a fénytörés problémáinak megoldására, különösen a fény síkpárhuzamos lemezeken való áthaladásával kapcsolatos problémák megoldására a következő megoldási eljárás javasolható: készítsen rajzot, amely az egyik közegből érkező sugarak útját jelzi. egy másik; A nyaláb beesési pontján a két közeg határfelületén rajzoljunk egy normált a felületre, jelöljük meg a beesési és törési szögeket. Különös figyelmet kell fordítani a szóban forgó közeg optikai sűrűségére, és ne feledje, hogy amikor egy fénysugár optikailag kevésbé sűrű közegből optikailag sűrűbb közegbe kerül, a törésszög kisebb lesz, mint a beesési szög. Az ábra a beeső sugár és a felület közötti szöget mutatja, de szükségünk van a beesési szögre. Ne feledje, hogy a szögeket az ütközési pontban helyreállított merőleges határozza meg. Meghatározzuk, hogy a sugár beesési szöge a felületen 90° – 40° = 50°, törésmutató n 2 = 1,77; n 1 = 1 (levegő).

Írjuk fel a fénytörés törvényét

Ábrázoljuk a sugár hozzávetőleges útját a lemezeken keresztül. A 2–3 és 3–1 határokhoz az (1) képletet használjuk. Válaszul kapunk

A) A sugár beesési szögének szinusza a lemezek közötti 2–3 határon 2) ≈ 0,433;

B) A nyaláb törésszöge a 3–1 határon (radiánban) 4) ≈ 0,873.

Válasz. 24.

Határozza meg, hány α - részecske és hány proton keletkezik a termonukleáris fúziós reakció eredményeként

+ → x+ y;

Megoldás. Minden magreakcióban betartják az elektromos töltés és a nukleonok számának megmaradásának törvényeit. Jelöljük x-el az alfa-részecskék számát, y-val a protonok számát. Alkossunk egyenleteket

+ → x + y;

megoldani a rendszert, amivel rendelkezünk x = 1; y = 2

Válasz. 1 – α-részecske; 2 – protonok.

Az első foton impulzusmodulusa 1,32 · 10 –28 kg m/s, ami 9,48 · 10 –28 kg m/s-mal kisebb, mint a második foton impulzusmodulusa. Határozzuk meg a második és az első foton E 2 /E 1 energiaarányát! Válaszát kerekítse a legközelebbi tizedre.

Megoldás. A második foton impulzusa nagyobb, mint az első foton impulzusa a feltételnek megfelelően, ami azt jelenti, hogy ábrázolható p 2 = p 1 + Δ p(1). A foton energiája a foton impulzusával fejezhető ki a következő egyenletekkel. Ez E = mc 2. (1) és p = mc(2), akkor

E = pc (3),

Ahol E- foton energia, p– foton impulzus, m – foton tömeg, c= 3 · 10 8 m/s – fénysebesség. A (3) képletet figyelembe véve a következőket kapjuk:

A választ tizedekre kerekítjük, és 8,2-t kapunk.

Válasz. 8,2.

Az atommag radioaktív pozitron β - bomláson ment keresztül. Hogyan változott ennek hatására az atommag elektromos töltése és a benne lévő neutronok száma?

Minden mennyiséghez határozza meg a változás megfelelő jellegét:

1. Megnövekedett;
2. Csökkent;
3. Nem változott.

A kiválasztott számokat minden fizikai mennyiséghez írja le a táblázatba! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Pozitron β - bomlás az atommagban akkor következik be, amikor egy proton pozitron kibocsátásával neutronná alakul. Ennek következtében az atommagban lévő neutronok száma eggyel nő, az elektromos töltés eggyel csökken, és az atommag tömegszáma változatlan marad. Így az elem átalakulási reakciója a következő:

Válasz. 21.

Öt kísérletet végeztünk a laboratóriumban a diffrakció megfigyelésére különféle diffrakciós rácsokkal. Mindegyik rácsot meghatározott hullámhosszú, párhuzamos monokromatikus fénysugarak világították meg. A fény minden esetben a rácsra merőlegesen esett. E kísérletek közül kettőben ugyanannyi fő diffrakciós maximumot figyeltek meg. Adja meg először annak a kísérletnek a számát, amelyben rövidebb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk, majd annak a kísérletnek a számát, amelyben nagyobb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk.

Megoldás. A fény diffrakciója az a jelenség, amikor egy fénysugár egy geometriai árnyék tartományba kerül. Diffrakció akkor figyelhető meg, ha egy fényhullám útján átlátszatlan területek vagy lyukak vannak a nagy akadályokban, amelyek átlátszatlanok a fényre, és ezeknek a területeknek vagy lyukak mérete arányos a hullámhosszal. Az egyik legfontosabb diffrakciós eszköz a diffrakciós rács. A diffrakciós mintázat maximumáig tartó szögirányokat az egyenlet határozza meg

d sinφ = kλ (1),

Ahol d– a diffrakciós rács periódusa, φ – a rács normálja és a diffrakciós mintázat egyik maximumának iránya közötti szög, λ – fényhullámhossz, k– a diffrakciós maximum sorrendjének nevezett egész szám. Fejezzük ki az (1) egyenletből

A kísérleti körülményeknek megfelelő párokat kiválasztva először 4-et választunk ki, ahol rövidebb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk, majd annak a kísérletnek a számát, amelyben nagyobb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk - ez 2.

Válasz. 42.

Az áram átfolyik egy huzalos ellenálláson. Az ellenállást egy másikra cserélték, ugyanolyan fémből és ugyanolyan hosszúságú, de fele keresztmetszetű vezetékkel, és az áram felét vezették át rajta. Hogyan változik az ellenállás feszültsége és ellenállása?

Minden mennyiséghez határozza meg a változás megfelelő jellegét:

1. Növekedni fog;
2. Csökkenni fog;
3. Nem fog változni.

A kiválasztott számokat minden fizikai mennyiséghez írja le a táblázatba! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Fontos megjegyezni, hogy a vezető ellenállása milyen értékektől függ. Az ellenállás kiszámításának képlete a

Ohm törvénye az áramkör egy szakaszára, a (2) képletből a feszültséget fejezzük ki

U = I R (3).

A probléma körülményeinek megfelelően a második ellenállás azonos anyagú, azonos hosszúságú, de eltérő keresztmetszeti területű huzalból készül. A terület kétszer kisebb. Az (1)-be behelyettesítve azt találjuk, hogy az ellenállás 2-szeresére nő, az áram pedig 2-szeresére csökken, ezért a feszültség nem változik.

Válasz. 13.

A matematikai inga oszcillációs periódusa a Föld felszínén 1,2-szer nagyobb, mint egy bizonyos bolygón. Mekkora a gravitáció miatti gyorsulás ezen a bolygón? A légkör hatása mindkét esetben elhanyagolható.

Megoldás. A matematikai inga egy olyan menetből álló rendszer, amelynek méretei sokkal nagyobbak, mint a labda és magának a golyónak a mérete. Nehézség adódhat, ha elfelejtjük a matematikai inga lengési periódusára vonatkozó Thomson-képletet.

T= 2π(1);

l– a matematikai inga hossza; g- a gravitáció gyorsulása.

Feltétel szerint

Kifejezzük a (3)-ból g n = 14,4 m/s 2. Meg kell jegyezni, hogy a gravitáció gyorsulása a bolygó tömegétől és sugarától függ

Válasz. 14,4 m/s 2.

Egy 1 m hosszú, 3 A áramerősségű egyenes vezető egyenletes indukciós mágneses térben helyezkedik el BAN BEN= 0,4 Tesla a vektorral 30°-os szögben. Mekkora a mágneses térből a vezetőre ható erő?

Megoldás. Ha egy áramvezető vezetéket mágneses mezőbe helyez, az áramvezetőn lévő mező Amper erővel fog hatni. Írjuk fel az Amper erőmodulus képletét

F A = I LB sinα ;

F A = 0,6 N

Válasz. F A = 0,6 N.

A tekercsben tárolt mágneses mező energia egyenáram átvezetésekor egyenlő 120 J. Hányszorosára kell növelni a tekercs tekercselésen átfolyó áram erősségét, hogy a benne tárolt mágneses tér energia növekedjen 5760 J.

Megoldás. A tekercs mágneses terének energiáját a képlet számítja ki

Feltétel szerint W 1 = 120 J, akkor W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

Aztán a jelenlegi arány

Válasz. Az áramerősséget 7-szeresére kell növelni. A válaszlapon csak a 7-es számot kell megadni.

Egy elektromos áramkör két izzóból, két diódából és az ábrán látható módon csatlakoztatott vezeték menetéből áll. (A dióda csak egy irányba engedi az áramot, amint az a kép tetején látható.) Melyik izzó fog kigyulladni, ha a mágnes északi pólusát közelebb hozzuk a tekercshez? Magyarázza meg válaszát annak megjelölésével, hogy milyen jelenségeket és mintákat használt a magyarázatban.

Megoldás. A mágneses indukciós vonalak a mágnes északi pólusából jönnek ki, és szétválnak. Ahogy a mágnes közeledik, a mágneses fluxus a huzaltekercsen keresztül növekszik. A Lenz-szabály szerint a tekercs induktív árama által létrehozott mágneses mezőt jobbra kell irányítani. A gimlet szabály szerint az áramnak az óramutató járásával megegyező irányban kell folynia (balról nézve). A második lámpa áramkörében lévő dióda ebbe az irányba halad. Ez azt jelenti, hogy a második lámpa kigyullad.

Válasz. A második lámpa kigyullad.

Alumínium küllőhossz L= 25 cm és keresztmetszeti terület S= 0,1 cm 2 egy menetre felfüggesztve a felső végénél. Az alsó vége az edény vízszintes alján nyugszik, amelybe vizet öntenek. A küllő víz alá süllyesztett részének hossza l= 10 cm. Határozza meg az erőt F, amellyel a kötőtű az edény alját nyomja, ha ismert, hogy a cérna függőlegesen helyezkedik el. Az alumínium sűrűsége ρ a = 2,7 g/cm 3, a víz sűrűsége ρ b = 1,0 g/cm 3. A gravitáció gyorsulása g= 10 m/s 2

Megoldás. Készítsünk egy magyarázó rajzot.

– Menetfeszítő erő;

– Az edény fenekének reakcióereje;

a az arkhimédeszi erő, amely csak a bemerült testrészre hat, és a küllő bemerült részének közepére hat;

– a Földről a küllőre ható, a teljes küllő középpontjára ható gravitációs erő.

Értelemszerűen a küllő tömege més az arkhimédeszi erőmodulus a következőképpen van kifejezve: m = SLρa (1);

F a = Slρ in g (2)

Tekintsük a küllő felfüggesztési pontjához viszonyított erőnyomatékokat.

M(T) = 0 – húzóerő nyomatéka; (3)

M(N)= NL cosα a támasztó reakcióerő nyomatéka; (4)

A pillanatok előjeleit figyelembe véve írjuk fel az egyenletet

tekintve, hogy Newton harmadik törvénye szerint az edény fenekének reakcióereje egyenlő az erővel F d amellyel a kötőtű az edény alját nyomja írjuk N = F d és a (7) egyenletből ezt az erőt fejezzük ki:

Helyettesítsük be a numerikus adatokat, és kapjuk meg azt

F d = 0,025 N.

Válasz. F d = 0,025 N.

Henger tartalmú m 1 = 1 kg nitrogén, szilárdsági vizsgálat során hőmérsékleten robbant t 1 = 327 °C. Mekkora tömegű hidrogén m 2 ilyen hengerben olyan hőmérsékleten tárolható t 2 = 27°C, ötszörös biztonsági ráhagyással? A nitrogén moláris tömege M 1 = 28 g/mol, hidrogén M 2 = 2 g/mol.

Megoldás.Írjuk fel a Mengyelejev–Clapeyron ideális gáz állapotegyenletet nitrogénre

Ahol V- a henger térfogata, T 1 = t 1+273 °C. Az állapottól függően a hidrogén nyomás alatt tárolható p 2 = p 1/5; (3) Figyelembe véve azt

A (2), (3), (4) egyenletekkel közvetlenül dolgozva kifejezhetjük a hidrogén tömegét. A végső képlet így néz ki:

A numerikus adatok behelyettesítése után m 2 = 28 g.

Válasz. m 2 = 28 g.

Egy ideális oszcillációs áramkörben az induktor áramingadozásának amplitúdója én m= 5 mA, és a feszültség amplitúdója a kondenzátoron Hm= 2,0 V. Időben t a kondenzátor feszültsége 1,2 V. Keresse meg a tekercs áramát ebben a pillanatban.

Megoldás. Egy ideális oszcillációs áramkörben az oszcillációs energia megmarad. Egy t időpillanatig az energiamegmaradás törvényének alakja van

Az amplitúdó (maximális) értékekhez írunk

és a (2) egyenletből azt fejezzük ki

Helyettesítsük (4)-et (3)-ra. Ennek eredményeként a következőket kapjuk:

én = én m (5)

Így az áram a tekercsben az idő pillanatában t egyenlő

én= 4,0 mA.

Válasz. én= 4,0 mA.

Egy 2 m mély tározó alján tükör található. A vízen áthaladó fénysugár visszaverődik a tükörről és kijön a vízből. A víz törésmutatója 1,33. Határozza meg a távolságot a sugár vízbe való belépési pontja és a sugár vízből való kilépési pontja között, ha a sugár beesési szöge 30°

Megoldás. Készítsünk egy magyarázó rajzot

α a sugár beesési szöge;

β a sugár törésszöge vízben;

Az AC a távolság a sugár vízbe való belépési pontja és a sugár vízből való kilépési pontja között.

A fénytörés törvénye szerint

Tekintsük a téglalap alakú ΔADB-t. Ebben AD = h, akkor DB = AD

A következő kifejezést kapjuk:

Helyettesítsük be a számértékeket a kapott (5) képletbe!

Válasz. 1,63 m.

Az egységes államvizsgára való felkészülés során felkérjük Önt, hogy ismerkedjen meg fizika munkaprogram a 7–9. évfolyam számára a Peryshkina A.V. UMK vonalára.És emelt szintű munkaprogram a 10-11. évfolyamos oktatási anyagokhoz Myakisheva G.Ya. A programok minden regisztrált felhasználó számára megtekinthetők és ingyenesen letölthetők.

Felkészülés az OGE-re és az egységes államvizsgára

Középfokú általános műveltség

Vonal UMK A.V. Grachev. Fizika (10-11) (alap, haladó)

Vonal UMK A.V. Grachev. Fizika (7-9)

Vonal UMK A.V. Peryshkin. Fizika (7-9)

Felkészülés az egységes fizika államvizsgára: példák, megoldások, magyarázatok

Lebedeva Alevtina Sergeevna, fizikatanár, 27 éves szakmai tapasztalat. A Moszkvai Régió Oktatási Minisztériumának díszoklevele (2013), a Voskresensky városi körzet vezetőjének köszönete (2015), a Moszkvai Régió Matematika és Fizika Tanárok Szövetsége elnökének oklevele (2015).

A mű különböző nehézségi szintű feladatokat mutat be: alap, haladó és magas. Az alapszintű feladatok egyszerű feladatok, amelyek a legfontosabb fizikai fogalmak, modellek, jelenségek és törvények elsajátítását tesztelik. Az emelt szintű feladatok az iskolai fizika tantárgy bármely témájában a fizika fogalmak és törvényszerűségek különböző folyamatok, jelenségek elemzésére való képességének, valamint egy vagy két törvény (képlet) felhasználásával történő problémamegoldási képesség tesztelésére irányulnak. A 4. munkában a 2. rész feladatai nagy bonyolultságú feladatok, és a fizika törvényeinek és elméleteinek megváltozott vagy új helyzetben való alkalmazásának képességét tesztelik. Az ilyen feladatok elvégzéséhez egyszerre két-három fizikarész ismereteinek alkalmazására van szükség, pl. magas szintű képzés. Ez az opció teljes mértékben megfelel az Egységes Államvizsga 2017 demó verziójának, a feladatok az Egységes Államvizsga feladatok nyílt bankjából származnak.

Az ábra a sebesség modulusát az idő függvényében ábrázolja t. Határozza meg a grafikonon az autó által 0 és 30 s közötti időintervallumban megtett távolságot!

Megoldás. Az autó által 0 és 30 s közötti időintervallumban megtett út legkönnyebben egy trapéz területeként határozható meg, melynek alapja a (30 – 0) = 30 s és (30 – 10) időintervallum. ) = 20 s, a magasság pedig a sebesség v= 10 m/s, azaz

Válasz. 250 m.

Egy 100 kg súlyú rakományt egy kábel segítségével függőlegesen felfelé emelnek. Az ábra a sebességvetítés függését mutatja V a tengely felfelé irányuló terhelése, az idő függvényében t. Határozza meg a kábelfeszítő erő modulusát emelés közben.

Megoldás. A sebesség vetületi függőségi grafikonja szerint v terhelés egy függőlegesen felfelé irányuló tengelyre, az idő függvényében t, meg tudjuk határozni a terhelés gyorsulásának vetületét

A terhelésre: a függőlegesen lefelé irányuló gravitációs erő és a kábel mentén függőlegesen felfelé irányuló kábel feszítőereje hat (lásd az ábrát). 2. Írjuk fel a dinamika alapegyenletét! Használjuk Newton második törvényét. A testre ható erők geometriai összege egyenlő a test tömegének és a rá adott gyorsulásnak a szorzatával.

+ = (1)

Írjuk fel a vektorok vetületének egyenletét a Földhöz tartozó vonatkoztatási rendszerben, az OY tengelyt felfelé irányítva. A feszítőerő vetülete pozitív, mivel az erő iránya egybeesik az OY tengely irányával, a gravitációs erő vetülete negatív, mivel az erővektor ellentétes az OY tengellyel, a gyorsulásvektor vetülete pozitív is, így a test felfelé gyorsulással mozog. Nekünk van

T – mg = ma (2);

a (2) képletből húzóerő modulus

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

Válasz. 1200 N.

A testet egy durva vízszintes felületen húzzák végig állandó sebességgel, amelynek modulusa 1,5 m/s, és erőt fejtenek ki rá az (1) ábrán látható módon. Ebben az esetben a testre ható csúszósúrlódási erő modulusa 16 N. Mekkora az erő által kifejlesztett teljesítmény? F?

Megoldás. Képzeljük el a problémafelvetésben meghatározott fizikai folyamatot, és készítsünk egy sematikus rajzot, amelyen a testre ható összes erőt feltüntetjük (2. ábra). Írjuk fel a dinamika alapegyenletét.

Tr + + = (1)

A rögzített felülethez tartozó referenciarendszer kiválasztását követően felírjuk a vektorok vetítésének egyenleteit a kiválasztott koordinátatengelyekre. A probléma körülményei szerint a test egyenletesen mozog, mivel sebessége állandó és 1,5 m/s. Ez azt jelenti, hogy a test gyorsulása nulla. Két erő hat vízszintesen a testre: a csúszósúrlódási erő tr. és az erő, amellyel a testet vonszolják. A súrlódási erő vetülete negatív, mivel az erővektor nem esik egybe a tengely irányával x. Az erő kivetítése F pozitív. Emlékeztetünk arra, hogy a vetítés megtalálásához a merőlegest a vektor elejétől és végétől a kiválasztott tengelyre engedjük le. Ezt figyelembe véve rendelkezésünkre áll: F cosα – F tr = 0; (1) fejezzük ki az erő vetületét F, Ezt F cosα = F tr = 16 N; (2) akkor az erő által kifejlesztett teljesítmény egyenlő lesz N = F cosα V(3) Tegyünk egy cserét a (2) egyenlet figyelembevételével, és cseréljük be a megfelelő adatokat a (3) egyenletbe:

N= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.

Válasz. 24 W.

A 200 N/m merevségű könnyű rugóra rögzített terhelés függőleges oszcillációkat szenved. Az ábrán az elmozdulásfüggés grafikonja látható x időnként töltse be t. Határozza meg, mekkora a teher tömege! Válaszát kerekítse egész számra.

Megoldás. A rugón lévő tömeg függőleges oszcillációkon megy keresztül. A terheléselmozdulás grafikonja szerint x időről t, meghatározzuk a terhelés lengési periódusát. Az oszcilláció periódusa egyenlő T= 4 s; a képletből T= 2π fejezzük ki a tömeget m szállítmány

Válasz: 81 kg.

Az ábrán két könnyűblokkból és egy súlytalan kábelből álló rendszer látható, mellyel egyensúlyban tartható vagy 10 kg súlyú terhet emelhet. A súrlódás elhanyagolható. A fenti ábra elemzése alapján válassza ki kettő igaz állításokat, és válaszában tüntesse fel számukat.

1. A terhelés egyensúlyban tartása érdekében 100 N erővel kell hatnia a kötél végére.
2. Az ábrán látható blokkrendszer nem ad erőnövekedést.
3. h, ki kell húznia egy 3-as kötélhosszúságú szakaszt h.
4. Teher lassú emelése magasba hh.

Megoldás. Ebben a feladatban meg kell emlékezni az egyszerű mechanizmusokról, nevezetesen a blokkokról: egy mozgatható és egy rögzített blokkról. A mozgatható blokk kétszeres erőnövekedést ad, míg a kötélszakaszt kétszer hosszabbra kell húzni, a rögzített blokkot pedig az erő átirányítására használják. A munkában az egyszerű nyerési mechanizmusok nem adnak. A probléma elemzése után azonnal kiválasztjuk a szükséges állításokat:

1. Teher lassú emelése magasba h, ki kell húznia egy 2-es kötélhosszúságú szakaszt h.
2. A terhelés egyensúlyban tartása érdekében 50 N erővel kell hatnia a kötél végére.

Válasz. 45.

A súlytalan és nyújthatatlan menethez erősített alumínium súlyt teljesen elmerítik egy edényben vízzel. A rakomány nem érinti az edény falát és alját. Ezután ugyanabba az edénybe vízzel egy vassúlyt merítünk, amelynek tömege megegyezik az alumínium tömegével. Hogyan változik ennek hatására a menet feszítőerejének modulusa és a terhelésre ható gravitációs erő modulusa?

1. Növeli;
2. Csökken;
3. Nem változik.

Megoldás. Elemezzük a probléma állapotát, és kiemeljük azokat a paramétereket, amelyek a vizsgálat során nem változnak: ezek a test tömege és a folyadék, amelybe a testet egy szálon merítjük. Ezek után célszerű vázlatos rajzot készíteni és feltüntetni a terhelésre ható erőket: menetfeszességet F vezérlés, a menet mentén felfelé irányítva; függőlegesen lefelé irányuló gravitáció; Arkhimédeszi erő a, a folyadék oldaláról hatva a bemerült testre és felfelé irányítva. A feladat feltételei szerint a terhelések tömege azonos, ezért a terhelésre ható gravitációs erő modulusa nem változik. Mivel a rakomány sűrűsége eltérő, a térfogat is más lesz.

A vas sűrűsége 7800 kg/m3, az alumínium rakomány sűrűsége 2700 kg/m3. Ennélfogva, Vés< V a. A test egyensúlyban van, a testre ható összes erő eredője nulla. Irányítsuk felfelé az OY koordinátatengelyt. A dinamika alapegyenletét, figyelembe véve az erők vetületét, alakba írjuk F vezérlő + F a – mg= 0; (1) Adjuk meg a feszítőerőt F kontroll = mg – F a(2); Az arkhimédeszi erő a folyadék sűrűségétől és a bemerült testrész térfogatától függ F a = ρ gV p.h.t. (3); A folyadék sűrűsége nem változik, és a vastest térfogata kisebb Vés< V a, ezért a vasterhelésre ható arkhimédészi erő kisebb lesz. Arra a következtetésre jutunk, hogy a menet feszítőerejének modulusa a (2) egyenlettel dolgozva növekedni fog.

Válasz. 13.

Egy tömegtömb m lecsúszik egy rögzített durva ferde síkról α szöggel az alapnál. A blokk gyorsulási modulusa egyenlő a, a blokk sebességének modulusa nő. A légellenállás elhanyagolható.

Állítson fel egyezést a fizikai mennyiségek és a képletek között, amellyel kiszámíthatók. Az első oszlop minden pozíciójához válassza ki a megfelelő pozíciót a második oszlopból, és írja le a kiválasztott számokat a táblázatban a megfelelő betűk alá.

B) Egy blokk és egy ferde sík közötti súrlódási tényező

3) mg cosα

Megoldás. Ez a feladat a Newton-törvények alkalmazását igényli. Javasoljuk vázlatos rajz készítését; jelzi a mozgás összes kinematikai jellemzőjét. Ha lehetséges, ábrázolja a gyorsulásvektort és a mozgó testre ható összes erő vektorait; ne feledje, hogy a testre ható erők más testekkel való kölcsönhatás eredménye. Ezután írja fel a dinamika alapegyenletét. Válasszunk ki egy referenciarendszert, és írjuk fel az eredményül kapott egyenletet az erő- és gyorsulásvektorok vetítésére;

A javasolt algoritmust követve vázlatos rajzot készítünk (1. ábra). Az ábrán a blokk súlypontjára ható erők és a ferde sík felületéhez tartozó vonatkoztatási rendszer koordinátatengelyei láthatók. Mivel minden erő állandó, a blokk mozgása egyenletesen változó lesz a sebesség növekedésével, azaz. a gyorsulásvektor a mozgás irányába irányul. Válasszuk meg a tengelyek irányát az ábrán látható módon. Írjuk fel az erők vetületeit a kiválasztott tengelyekre.

Írjuk fel a dinamika alapegyenletét:

Tr + = (1)

Írjuk fel ezt az (1) egyenletet az erők és a gyorsulás vetületére.

Az OY tengelyen: a talajreakció erő vetülete pozitív, mivel a vektor egybeesik az OY tengely irányával Ny = N; a súrlódási erő vetülete nulla, mivel a vektor merőleges a tengelyre; a gravitáció vetülete negatív és egyenlő lesz mg y= – mg cosα; gyorsulás vektor vetítés a y= 0, mivel a gyorsulásvektor merőleges a tengelyre. Nekünk van N – mg cosα = 0 (2) az egyenletből kifejezzük a blokkra ható reakcióerőt a ferde sík oldaláról. N = mg cosα (3). Írjuk fel a vetületeket az OX tengelyre.

Az OX tengelyen: erővetítés N egyenlő nullával, mivel a vektor merőleges az OX tengelyre; A súrlódási erő vetülete negatív (a vektor a kiválasztott tengelyhez képest ellenkező irányban irányul); a gravitáció vetülete pozitív és egyenlő mg x = mg sinα (4) derékszögű háromszögből. A gyorsulás előrejelzése pozitív egy x = a; Ezután felírjuk az (1) egyenletet a vetület figyelembevételével mg sinα – F tr = ma (5); F tr = m(g sinα – a) (6); Ne feledje, hogy a súrlódási erő arányos a normál nyomás erejével N.

A-priory F tr = μ N(7), kifejezzük a blokk súrlódási együtthatóját a ferde síkon.

Minden betűhöz kiválasztjuk a megfelelő pozíciókat.

Válasz. A – 3; B-2.

8. feladat Gáz halmazállapotú oxigén egy 33,2 literes edényben van. A gáz nyomása 150 kPa, hőmérséklete 127°C. Határozza meg az edényben lévő gáz tömegét. Adja meg válaszát grammban, és kerekítse a legközelebbi egész számra!

Megoldás. Fontos odafigyelni a mértékegységek SI rendszerre való átszámítására. Átalakítsa a hőmérsékletet Kelvinre T = t°C + 273, térfogat V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3 ; Átalakítjuk a nyomást P= 150 kPa = 150 000 Pa. Az ideális gáz állapotegyenletének felhasználásával

Adjuk meg a gáz tömegét.

Ügyeljen arra, hogy melyik egységeket kéri fel a válasz lejegyzésére. Ez nagyon fontos.

Válasz.„48

9. feladat. Ideális egyatomos gáz 0,025 mol mennyiségben adiabatikusan expandált. Ugyanakkor a hőmérséklete +103°C-ról +23°C-ra csökkent. Mennyi munkát végzett a gáz? Adja meg válaszát Joule-ban, és kerekítse a legközelebbi egész számra.

Megoldás. Először is, a gáz a szabadsági fokok egyatomszáma én= 3, másodszor, a gáz adiabatikusan tágul - ez azt jelenti, hogy nincs hőcsere K= 0. A gáz úgy működik, hogy csökkenti a belső energiát. Ezt figyelembe véve a termodinamika első főtételét 0 = ∆ alakban írjuk fel U + A G; (1) fejezzük ki a gázmunkát A g = –∆ U(2); A belső energia változását egy monoatomos gázra így írjuk

Válasz. 25 J.

A levegő egy részének relatív páratartalma egy bizonyos hőmérsékleten 10%. Hányszor kell változtatni ennek a levegőrésznek a nyomását, hogy állandó hőmérsékleten a relatív páratartalma 25%-kal növekedjen?

Megoldás. A telített gőzzel és a levegő páratartalmával kapcsolatos kérdések leggyakrabban az iskolások számára okoznak nehézséget. Használjuk a képletet a levegő relatív páratartalmának kiszámításához

A probléma körülményei szerint a hőmérséklet nem változik, ami azt jelenti, hogy a telített gőznyomás változatlan marad. Írjuk fel az (1) képletet a levegő két állapotára.

φ 1 = 10%; φ 2 = 35%

Adjuk meg a légnyomást a (2), (3) képletekből, és keressük meg a nyomásarányt.

Válasz. A nyomást 3,5-szeresére kell növelni.

A forró folyékony anyagot olvasztókemencében állandó teljesítmény mellett lassan lehűtjük. A táblázat egy anyag hőmérsékletének időbeli mérési eredményeit mutatja.

Válasszon a megadott listából kettő a mérési eredményeknek megfelelő állításokat és azok számát feltüntetve.

1. Az anyag olvadáspontja ilyen körülmények között 232°C.
2. 20 perc múlva. a mérések megkezdése után az anyag csak szilárd állapotban volt.
3. Egy anyag hőkapacitása folyékony és szilárd halmazállapotban azonos.
4. 30 perc elteltével. a mérések megkezdése után az anyag csak szilárd állapotban volt.
5. Az anyag kristályosodási folyamata több mint 25 percig tartott.

Megoldás. Ahogy az anyag lehűlt, belső energiája csökkent. A hőmérsékletmérés eredményei lehetővé teszik, hogy meghatározzuk azt a hőmérsékletet, amelyen egy anyag kristályosodni kezd. Míg egy anyag folyékonyból szilárdra változik, a hőmérséklet nem változik. Tudva, hogy az olvadáspont és a kristályosodási hőmérséklet megegyezik, a következő állítást választjuk:

1. Az anyag olvadáspontja ilyen körülmények között 232°C.

A második helyes állítás:

4. 30 perc elteltével. a mérések megkezdése után az anyag csak szilárd állapotban volt. Mivel a hőmérséklet ebben az időpontban már a kristályosodási hőmérséklet alatt van.

Válasz. 14.

Izolált rendszerben az A test hőmérséklete +40°C, a B test hőmérséklete +65°C. Ezeket a testeket termikus érintkezésbe hozták egymással. Egy idő után beállt a termikus egyensúly. Hogyan változott ennek hatására a B test hőmérséklete és az A és B test teljes belső energiája?

Minden mennyiséghez határozza meg a változás megfelelő jellegét:

1. Megnövekedett;
2. Csökkent;
3. Nem változott.

A kiválasztott számokat minden fizikai mennyiséghez írja le a táblázatba! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Ha a testek izolált rendszerében a hőcserén kívül más energiaátalakulás nem következik be, akkor az olyan testek által leadott hőmennyiség, amelyek belső energiája csökken, megegyezik azon testek hőmennyiségével, amelyek belső energiája nő. (Az energiamegmaradás törvénye szerint.) Ebben az esetben a rendszer teljes belső energiája nem változik. Az ilyen típusú feladatok megoldása a hőmérleg egyenlet alapján történik.

ahol ∆ U– belső energia változása.

Esetünkben a hőcsere következtében a B test belső energiája csökken, ami azt jelenti, hogy ennek a testnek a hőmérséklete csökken. Az A test belső energiája növekszik, mivel a test bizonyos mennyiségű hőt kapott a B testtől, a hőmérséklete megnő. Az A és B test teljes belső energiája nem változik.

Válasz. 23.

Proton p, az elektromágnes pólusai közötti résbe repülve, a mágneses tér indukciós vektorára merőleges sebességgel rendelkezik, amint az az ábrán látható. Hol van a protonra ható Lorentz-erő a rajzhoz képest (felfelé, a megfigyelő felé, a megfigyelőtől távol, le, balra, jobbra)

Megoldás. A mágneses tér Lorentz-erővel hat egy töltött részecskére. Ennek az erőnek az irányának meghatározásához fontos megjegyezni a bal kéz mnemonikus szabályát, ne felejtsük el figyelembe venni a részecske töltését. A bal kéz négy ujját a sebességvektor mentén irányítjuk, pozitív töltésű részecske esetén a vektornak merőlegesen kell bemennie a tenyérbe, a 90°-ra állított hüvelykujj a részecskére ható Lorentz-erő irányát mutatja. Ennek eredményeként azt kaptuk, hogy a Lorentz-erővektor az ábrához képest a megfigyelőtől elfelé irányul.

Válasz. a szemlélőtől.

Az elektromos térerősség modulusa egy 50 μF kapacitású lapos légkondenzátorban 200 V/m. A kondenzátorlapok közötti távolság 2 mm. Mennyi a töltés a kondenzátoron? Írja le a választ µC-ban.

Megoldás. Váltsunk át minden mértékegységet SI rendszerre. Kapacitás C = 50 µF = 50 10 -6 F, a lemezek közötti távolság d= 2 · 10 –3 m. A probléma lapos légkondenzátorról szól - egy elektromos töltés és elektromos térenergia tárolására szolgáló eszközről. Az elektromos kapacitás képletéből

Ahol d- a lemezek közötti távolság.

Adjuk meg a feszültséget U=E d(4); Helyettesítsük (4)-et (2)-be, és számítsuk ki a kondenzátor töltését.

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

Kérjük, ügyeljen arra, hogy milyen egységekben kell a választ írnia. Kulonban kaptuk, de µC-ban mutatjuk be.

Válasz. 20 µC.

A diák kísérletet végzett a fényképen látható fénytöréssel kapcsolatban. Hogyan változik az üvegben terjedő fény törésszöge és az üveg törésmutatója a beesési szög növekedésével?

1. Növeli
2. Csökken
3. Nem változik
4. Jegyezze fel a táblázatba minden válaszhoz a kiválasztott számokat! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Az ilyen jellegű problémáknál emlékezünk arra, hogy mi a fénytörés. Ez a hullám terjedési irányának változása, amikor egyik közegből a másikba megy át. Ennek oka, hogy ezekben a közegekben eltérő a hullámterjedés sebessége. Miután rájöttünk, hogy a fény melyik közegbe melyikbe terjed, írjuk fel a törés törvényét

Ahol n 2 – az üveg abszolút törésmutatója, az a közeg, ahová a fény eljut; n 1 az első közeg abszolút törésmutatója, amelyből a fény származik. Levegőért n 1 = 1. α a sugár beesési szöge az üvegfélhenger felületén, β a sugár törésszöge az üvegben. Ezenkívül a törésszög kisebb lesz, mint a beesési szög, mivel az üveg optikailag sűrűbb közeg - magas törésmutatójú közeg. Az üvegben a fény terjedési sebessége lassabb. Felhívjuk figyelmét, hogy a szögeket a sugár beesési pontjában helyreállított merőlegestől mérjük. Ha növeli a beesési szöget, akkor a törésszög nő. Ez nem változtatja meg az üveg törésmutatóját.

Válasz.

Réz jumper egy adott időpontban t 0 = 0 2 m/s sebességgel mozogni kezd párhuzamos vízszintes vezetősínek mentén, amelyek végeihez 10 ohmos ellenállás kapcsolódik. Az egész rendszer függőleges, egyenletes mágneses térben van. A jumper és a sínek ellenállása elhanyagolható, a jumper mindig a sínekre merőlegesen helyezkedik el. A mágneses indukciós vektor fluxusa a jumper, a sínek és az ellenállás által alkotott áramkörön keresztül idővel változik t a grafikonon látható módon.

A grafikon segítségével válasszon ki két helyes állítást, és adja meg a számukat a válaszában.

1. Mire t= 0,1 másodperces változás a mágneses fluxusban az áramkörön keresztül 1 mWb.
2. Indukciós áram a jumperben a tól tartományban t= 0,1 s t= 0,3 s max.
3. Az áramkörben keletkező induktív emf modulja 10 mV.
4. A jumperben folyó indukciós áram erőssége 64 mA.
5. A jumper mozgásának fenntartása érdekében erőt fejtenek ki rá, amelynek vetülete a sínek irányára 0,2 N.

Megoldás. Az áramkörön áthaladó mágneses indukciós vektor fluxusának időbeli függőségét ábrázoló grafikon segítségével meghatározzuk azokat a területeket, ahol az F fluxus változik, és ahol a fluxus változása nulla. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározzuk azokat az időintervallumokat, amelyek alatt az indukált áram megjelenik az áramkörben. Igaz állítás:

1) Mire t= 0,1 másodperces változás a mágneses fluxusban az áramkörön keresztül egyenlő 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; Az áramkörben keletkező induktív emf modulját az EMR törvény alapján határozzuk meg

Válasz. 13.

Az 1 mH induktivitású elektromos áramkör áram és idő grafikonját használva határozza meg az öninduktív emf modult 5 és 10 s közötti időintervallumban. Válaszát írja le µV-ban.

Megoldás. Váltsunk át minden mennyiséget SI rendszerbe, azaz. 1 mH induktivitását H-vé alakítjuk, 10 –3 H-t kapunk. Az ábrán látható áramot mA-ban A-vá alakítjuk, 10 –3-mal megszorozva.

Az önindukciós emf képlet a következővel rendelkezik

ebben az esetben az időintervallumot a probléma körülményei szerint adjuk meg

∆t= 10 s – 5 s = 5 s

másodperc, és a grafikon segítségével meghatározzuk az áram változásának intervallumát ezen idő alatt:

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

A számértékeket behelyettesítjük a (2) képletbe, megkapjuk

| Ɛ | = 2 ·10 –6 V vagy 2 µV.

Válasz. 2.

Két átlátszó sík-párhuzamos lemezt szorosan egymáshoz nyomnak. A levegőből egy fénysugár esik az első lemez felületére (lásd az ábrát). Ismeretes, hogy a felső lemez törésmutatója egyenlő n 2 = 1,77. Állítson fel egyezést a fizikai mennyiségek és jelentéseik között. Az első oszlop minden pozíciójához válassza ki a megfelelő pozíciót a második oszlopból, és írja le a kiválasztott számokat a táblázatban a megfelelő betűk alá.

Megoldás. A két közeg határfelületén a fénytörés problémáinak megoldására, különösen a fény síkpárhuzamos lemezeken való áthaladásával kapcsolatos problémák megoldására a következő megoldási eljárás javasolható: készítsen rajzot, amely az egyik közegből érkező sugarak útját jelzi. egy másik; A nyaláb beesési pontján a két közeg határfelületén rajzoljunk egy normált a felületre, jelöljük meg a beesési és törési szögeket. Különös figyelmet kell fordítani a szóban forgó közeg optikai sűrűségére, és ne feledje, hogy amikor egy fénysugár optikailag kevésbé sűrű közegből optikailag sűrűbb közegbe kerül, a törésszög kisebb lesz, mint a beesési szög. Az ábra a beeső sugár és a felület közötti szöget mutatja, de szükségünk van a beesési szögre. Ne feledje, hogy a szögeket az ütközési pontban helyreállított merőleges határozza meg. Meghatározzuk, hogy a sugár beesési szöge a felületen 90° – 40° = 50°, törésmutató n 2 = 1,77; n 1 = 1 (levegő).

Írjuk fel a fénytörés törvényét

Ábrázoljuk a sugár hozzávetőleges útját a lemezeken keresztül. A 2–3 és 3–1 határokhoz az (1) képletet használjuk. Válaszul kapunk

A) A sugár beesési szögének szinusza a lemezek közötti 2–3 határon 2) ≈ 0,433;

B) A nyaláb törésszöge a 3–1 határon (radiánban) 4) ≈ 0,873.

Válasz. 24.

Határozza meg, hány α - részecske és hány proton keletkezik a termonukleáris fúziós reakció eredményeként

+ → x+ y;

Megoldás. Minden magreakcióban betartják az elektromos töltés és a nukleonok számának megmaradásának törvényeit. Jelöljük x-el az alfa-részecskék számát, y-val a protonok számát. Alkossunk egyenleteket

+ → x + y;

megoldani a rendszert, amivel rendelkezünk x = 1; y = 2

Válasz. 1 – α-részecske; 2 – protonok.

Az első foton impulzusmodulusa 1,32 · 10 –28 kg m/s, ami 9,48 · 10 –28 kg m/s-mal kisebb, mint a második foton impulzusmodulusa. Határozzuk meg a második és az első foton E 2 /E 1 energiaarányát! Válaszát kerekítse a legközelebbi tizedre.

Megoldás. A második foton impulzusa nagyobb, mint az első foton impulzusa a feltételnek megfelelően, ami azt jelenti, hogy ábrázolható p 2 = p 1 + Δ p(1). A foton energiája a foton impulzusával fejezhető ki a következő egyenletekkel. Ez E = mc 2. (1) és p = mc(2), akkor

E = pc (3),

Ahol E- foton energia, p– foton impulzus, m – foton tömeg, c= 3 · 10 8 m/s – fénysebesség. A (3) képletet figyelembe véve a következőket kapjuk:

A választ tizedekre kerekítjük, és 8,2-t kapunk.

Válasz. 8,2.

Az atommag radioaktív pozitron β - bomláson ment keresztül. Hogyan változott ennek hatására az atommag elektromos töltése és a benne lévő neutronok száma?

Minden mennyiséghez határozza meg a változás megfelelő jellegét:

1. Megnövekedett;
2. Csökkent;
3. Nem változott.

A kiválasztott számokat minden fizikai mennyiséghez írja le a táblázatba! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Pozitron β - bomlás az atommagban akkor következik be, amikor egy proton pozitron kibocsátásával neutronná alakul. Ennek következtében az atommagban lévő neutronok száma eggyel nő, az elektromos töltés eggyel csökken, és az atommag tömegszáma változatlan marad. Így az elem átalakulási reakciója a következő:

Válasz. 21.

Öt kísérletet végeztünk a laboratóriumban a diffrakció megfigyelésére különféle diffrakciós rácsokkal. Mindegyik rácsot meghatározott hullámhosszú, párhuzamos monokromatikus fénysugarak világították meg. A fény minden esetben a rácsra merőlegesen esett. E kísérletek közül kettőben ugyanannyi fő diffrakciós maximumot figyeltek meg. Adja meg először annak a kísérletnek a számát, amelyben rövidebb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk, majd annak a kísérletnek a számát, amelyben nagyobb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk.

Megoldás. A fény diffrakciója az a jelenség, amikor egy fénysugár egy geometriai árnyék tartományba kerül. Diffrakció akkor figyelhető meg, ha egy fényhullám útján átlátszatlan területek vagy lyukak vannak a nagy akadályokban, amelyek átlátszatlanok a fényre, és ezeknek a területeknek vagy lyukak mérete arányos a hullámhosszal. Az egyik legfontosabb diffrakciós eszköz a diffrakciós rács. A diffrakciós mintázat maximumáig tartó szögirányokat az egyenlet határozza meg

d sinφ = kλ (1),

Ahol d– a diffrakciós rács periódusa, φ – a rács normálja és a diffrakciós mintázat egyik maximumának iránya közötti szög, λ – fényhullámhossz, k– a diffrakciós maximum sorrendjének nevezett egész szám. Fejezzük ki az (1) egyenletből

A kísérleti körülményeknek megfelelő párokat kiválasztva először 4-et választunk ki, ahol rövidebb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk, majd annak a kísérletnek a számát, amelyben nagyobb periódusú diffrakciós rácsot alkalmaztunk - ez 2.

Válasz. 42.

Az áram átfolyik egy huzalos ellenálláson. Az ellenállást egy másikra cserélték, ugyanolyan fémből és ugyanolyan hosszúságú, de fele keresztmetszetű vezetékkel, és az áram felét vezették át rajta. Hogyan változik az ellenállás feszültsége és ellenállása?

Minden mennyiséghez határozza meg a változás megfelelő jellegét:

1. Növekedni fog;
2. Csökkenni fog;
3. Nem fog változni.

A kiválasztott számokat minden fizikai mennyiséghez írja le a táblázatba! A válaszban szereplő számok megismétlődhetnek.

Megoldás. Fontos megjegyezni, hogy a vezető ellenállása milyen értékektől függ. Az ellenállás kiszámításának képlete a

Ohm törvénye az áramkör egy szakaszára, a (2) képletből a feszültséget fejezzük ki

U = I R (3).

A probléma körülményeinek megfelelően a második ellenállás azonos anyagú, azonos hosszúságú, de eltérő keresztmetszeti területű huzalból készül. A terület kétszer kisebb. Az (1)-be behelyettesítve azt találjuk, hogy az ellenállás 2-szeresére nő, az áram pedig 2-szeresére csökken, ezért a feszültség nem változik.

Válasz. 13.

A matematikai inga oszcillációs periódusa a Föld felszínén 1,2-szer nagyobb, mint egy bizonyos bolygón. Mekkora a gravitáció miatti gyorsulás ezen a bolygón? A légkör hatása mindkét esetben elhanyagolható.

Megoldás. A matematikai inga egy olyan menetből álló rendszer, amelynek méretei sokkal nagyobbak, mint a labda és magának a golyónak a mérete. Nehézség adódhat, ha elfelejtjük a matematikai inga lengési periódusára vonatkozó Thomson-képletet.

T= 2π(1);

l– a matematikai inga hossza; g- a gravitáció gyorsulása.

Feltétel szerint

Kifejezzük a (3)-ból g n = 14,4 m/s 2. Meg kell jegyezni, hogy a gravitáció gyorsulása a bolygó tömegétől és sugarától függ

Válasz. 14,4 m/s 2.

Egy 1 m hosszú, 3 A áramerősségű egyenes vezető egyenletes indukciós mágneses térben helyezkedik el BAN BEN= 0,4 Tesla a vektorral 30°-os szögben. Mekkora a mágneses térből a vezetőre ható erő?

Megoldás. Ha egy áramvezető vezetéket mágneses mezőbe helyez, az áramvezetőn lévő mező Amper erővel fog hatni. Írjuk fel az Amper erőmodulus képletét

F A = I LB sinα ;

F A = 0,6 N

Válasz. F A = 0,6 N.

A tekercsben tárolt mágneses mező energia egyenáram átvezetésekor egyenlő 120 J. Hányszorosára kell növelni a tekercs tekercselésen átfolyó áram erősségét, hogy a benne tárolt mágneses tér energia növekedjen 5760 J.

Megoldás. A tekercs mágneses terének energiáját a képlet számítja ki

Feltétel szerint W 1 = 120 J, akkor W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

Aztán a jelenlegi arány

Válasz. Az áramerősséget 7-szeresére kell növelni. A válaszlapon csak a 7-es számot kell megadni.

Egy elektromos áramkör két izzóból, két diódából és az ábrán látható módon csatlakoztatott vezeték menetéből áll. (A dióda csak egy irányba engedi az áramot, amint az a kép tetején látható.) Melyik izzó fog kigyulladni, ha a mágnes északi pólusát közelebb hozzuk a tekercshez? Magyarázza meg válaszát annak megjelölésével, hogy milyen jelenségeket és mintákat használt a magyarázatban.

Megoldás. A mágneses indukciós vonalak a mágnes északi pólusából jönnek ki, és szétválnak. Ahogy a mágnes közeledik, a mágneses fluxus a huzaltekercsen keresztül növekszik. A Lenz-szabály szerint a tekercs induktív árama által létrehozott mágneses mezőt jobbra kell irányítani. A gimlet szabály szerint az áramnak az óramutató járásával megegyező irányban kell folynia (balról nézve). A második lámpa áramkörében lévő dióda ebbe az irányba halad. Ez azt jelenti, hogy a második lámpa kigyullad.

Válasz. A második lámpa kigyullad.

Alumínium küllőhossz L= 25 cm és keresztmetszeti terület S= 0,1 cm 2 egy menetre felfüggesztve a felső végénél. Az alsó vége az edény vízszintes alján nyugszik, amelybe vizet öntenek. A küllő víz alá süllyesztett részének hossza l= 10 cm. Határozza meg az erőt F, amellyel a kötőtű az edény alját nyomja, ha ismert, hogy a cérna függőlegesen helyezkedik el. Az alumínium sűrűsége ρ a = 2,7 g/cm 3, a víz sűrűsége ρ b = 1,0 g/cm 3. A gravitáció gyorsulása g= 10 m/s 2

Megoldás. Készítsünk egy magyarázó rajzot.

– Menetfeszítő erő;

– Az edény fenekének reakcióereje;

a az arkhimédeszi erő, amely csak a bemerült testrészre hat, és a küllő bemerült részének közepére hat;

– a Földről a küllőre ható, a teljes küllő középpontjára ható gravitációs erő.

Értelemszerűen a küllő tömege més az arkhimédeszi erőmodulus a következőképpen van kifejezve: m = SLρa (1);

F a = Slρ in g (2)

Tekintsük a küllő felfüggesztési pontjához viszonyított erőnyomatékokat.

M(T) = 0 – húzóerő nyomatéka; (3)

M(N)= NL cosα a támasztó reakcióerő nyomatéka; (4)

A pillanatok előjeleit figyelembe véve írjuk fel az egyenletet

tekintve, hogy Newton harmadik törvénye szerint az edény fenekének reakcióereje egyenlő az erővel F d amellyel a kötőtű az edény alját nyomja írjuk N = F d és a (7) egyenletből ezt az erőt fejezzük ki:

Helyettesítsük be a numerikus adatokat, és kapjuk meg azt

F d = 0,025 N.

Válasz. F d = 0,025 N.

Henger tartalmú m 1 = 1 kg nitrogén, szilárdsági vizsgálat során hőmérsékleten robbant t 1 = 327 °C. Mekkora tömegű hidrogén m 2 ilyen hengerben olyan hőmérsékleten tárolható t 2 = 27°C, ötszörös biztonsági ráhagyással? A nitrogén moláris tömege M 1 = 28 g/mol, hidrogén M 2 = 2 g/mol.

Megoldás.Írjuk fel a Mengyelejev–Clapeyron ideális gáz állapotegyenletet nitrogénre

Ahol V- a henger térfogata, T 1 = t 1+273 °C. Az állapottól függően a hidrogén nyomás alatt tárolható p 2 = p 1/5; (3) Figyelembe véve azt

A (2), (3), (4) egyenletekkel közvetlenül dolgozva kifejezhetjük a hidrogén tömegét. A végső képlet így néz ki:

A numerikus adatok behelyettesítése után m 2 = 28 g.

Válasz. m 2 = 28 g.

Egy ideális oszcillációs áramkörben az induktor áramingadozásának amplitúdója én m= 5 mA, és a feszültség amplitúdója a kondenzátoron Hm= 2,0 V. Időben t a kondenzátor feszültsége 1,2 V. Keresse meg a tekercs áramát ebben a pillanatban.

Megoldás. Egy ideális oszcillációs áramkörben az oszcillációs energia megmarad. Egy t időpillanatig az energiamegmaradás törvényének alakja van

Az amplitúdó (maximális) értékekhez írunk

és a (2) egyenletből azt fejezzük ki

Helyettesítsük (4)-et (3)-ra. Ennek eredményeként a következőket kapjuk:

én = én m (5)

Így az áram a tekercsben az idő pillanatában t egyenlő

én= 4,0 mA.

Válasz. én= 4,0 mA.

Egy 2 m mély tározó alján tükör található. A vízen áthaladó fénysugár visszaverődik a tükörről és kijön a vízből. A víz törésmutatója 1,33. Határozza meg a távolságot a sugár vízbe való belépési pontja és a sugár vízből való kilépési pontja között, ha a sugár beesési szöge 30°

Megoldás. Készítsünk egy magyarázó rajzot

α a sugár beesési szöge;

β a sugár törésszöge vízben;

Az AC a távolság a sugár vízbe való belépési pontja és a sugár vízből való kilépési pontja között.

A fénytörés törvénye szerint

Tekintsük a téglalap alakú ΔADB-t. Ebben AD = h, akkor DB = AD

A következő kifejezést kapjuk:

Helyettesítsük be a számértékeket a kapott (5) képletbe!

Válasz. 1,63 m.

Az egységes államvizsgára való felkészülés során felkérjük Önt, hogy ismerkedjen meg fizika munkaprogram a 7–9. évfolyam számára a Peryshkina A.V. UMK vonalára.És emelt szintű munkaprogram a 10-11. évfolyamos oktatási anyagokhoz Myakisheva G.Ya. A programok minden regisztrált felhasználó számára megtekinthetők és ingyenesen letölthetők.