«самое полное издание типовых вариантов реальных заданий егэ»
жүктеу/скачать 292 Kb.
|
Z. Rodchenko Решения задач уровня С к пособию «САМОЕ ПОЛНОЕ ИЗДАНИЕ ТИПОВЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ ЕГЭ» 2010 Физика. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДЕГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ОФИЦИАЛЬНЫЙ РАЗРАБОТЧИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЕДИНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА. Издательство Астроль Москва 2010. В  данном решебнике отсутствуют повторяющиеся задания, а также задания, составленные по практической работе.
Задача 1. На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата, измерительных приборов – идеального амперметра и идеального вольтметра. Как будут изменяться показания приборов при перемещении движка вправо? Решение. При перемещении движка вправо сопротивление реостата уменьшается, и, следовательно, сопротивление внешней цепи тоже уменьшается R = RрR1/( Rр + R1) . Согласно закона Ома для полной цепи I=ξ / (R+r0), сила тока (показ амперметра) увеличивается. ξ = IR+Ir0. ξ = const, r0 = const, Ir0 – увеличивается, следовательно, IR (показания вольтметра) уменьшается. Задача 2. Плотность планеты Плюк равна плотности Земли, а первая космическая скорость для Плюка в 2 раза больше чем для Земли. Чему равно отношение периодов спутников, движущихся по круговым орбитам вокруг Плюка и вокруг Земли? Решение. Найдём первую космическую скорость для Земли и Плюка: υ= √GM /R. υп/υз =√(GMп /Rп)/(GMз /Rз). M=ρV. V ~ R3, плотности ρ планет одинаковы, следовательно M ~ R3. Получаем υп/υз = Rп / Rз =2. Период обращения спутника T = 2πR /υ Tп /Tз = (2πRп /υп)/ (2πRз /υз) = 1. З  адача 3. В сосуде с небольшой трещиной находится идеальный одноатомный газ, который может просачиваться сквозь трещину. Во время опыта давление газа уменьшилось в 8 раз, а его абсолютная температура уменьшилась в 4 раза при неизменном объёме. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия газа в сосуде?
Р  ешение. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона для каждого состояния газа, находим массу газа в каждом состоянии. Отношение масс газа m2/m1 = 2.
Используя формулу внутренней энергии идеального газа , находим внутреннюю энергию газа для каждого состояния. Изменение энергии газа в сосуде U2 / U1 = 1/8. Задача 4. На фотографии представлена установка, в которой электродвигатель с помощью нити равномерно перемещает каретку вдоль направляющей горизонтальной линейки. Путь определяется по координатам датчиков (0,26 м). Время прохождения каретки фиксируется секундомером ( 3,98 с). Сила трения скольжения каретки по направляющей оказалась равной 0, 4 Н. Чему равно напряжение на двигателе, если при силе тока зафиксированной амперметром (0,2 А), работа силы упругости составляет 5% от работы источника тока во внешней цепи. Решение. (В данной задаче необходимо правильно снять показания приборов). Работа силы упругости составляет 5% от работы источника тока во внешней цепи. Следовательно, Fупр S = 0,05 UIt, U= Fупр S/0,05It. U  =0,4·0,26 / 0,05· 0,2 ·3,98 = 2,4 (В).
Задача 5. Горизонтальный проводник движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 1 Тл. Скорость проводника направлена горизонтально, перпендикулярно проводнику. При начальной скорости проводника равной нулю и ускорении 8 м/с2 он через некоторое время переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 6 В. Какова длина проводника? Решение. ЭДС индукции в движущихся проводниках ξ = Bυl, υ = √2aS, l = ξ /B√2aS =1,5м. Задача 6. В сосуде находится разряжённый атомарный водород. Атом водорода в основном состоянии (Е1 = – 13,6 эВ) поглощает фотон и ионизуется. Электрон, вылетевший из атома в результате ионизации, движется вдали от ядра со скоростью 1000 км/с. Какова частота поглощённого фотона? Энергией теплового движения атомов водорода пренебречь. Решение. Энергия фотона hν = Е1 + Ек, где Е1 – энергия ионизации атома (работа выхода), которая равна энергии атома в основном состоянии, Ек – кинетическая энергия электрона. hν = Е1 + mv22/2; ν = ( Е1 + mv22/2)/ h, ν = (13,6 · 1,6 · 10-13+ 9,1· 10-31· 10-6/2)/(6,6· 10-34) = 4· 10151 Гц. Вариант 2. З  адача 2. Начальная скорость снаряда, выпущенного из пушки вертикально вверх, равна υ= 500 м/с. В точке максимального подъёма снаряд разорвался на два осколка. Первый упал на землю вблизи точки выстрела, имея скорость в два раза больше начальной скорости снаряда, а второй – в этом же месте через 100 с после разрыва. Чему равно отношение массы первого осколка к массе второго осколка. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Решение. В верхней точке траектории импульс снаряда равен 0, следовательно, и сумма импульсов осколков, согласно закона сохранения импульсов тел, тоже будет равна 0. Осколки упали в одно и то же место. Это возможно лишь в том случае, если первый осколок полетит вертикально вниз, а второй вертикально вверх. Из этого следует m1υ1 = m2υ2, m1 / m2 = υ2 / υ1. Высота, на которую взлетит снаряд, H = υ2/2g =12500м. Найдем скорость первого осколка, используя закон сохранения энергии: m1gH + m1 υ12/2 = m1 (2υ)2/2, υ12 = 4υ 2- 2gH, υ12 = 750000 (м/с)2, υ1 = 866 м/с. Найдём скорость второго осколка, используя уравнение равноускоренного движения, считая направление оси ох вертикально вниз H = – υ2t + gt2/2, υ2 = (gt2/2 – H)/t = 375 м/с , m1 / m2 = υ2 / υ1 = 378/866 =0,43 З  адача 3. Один моль идеального одноатомного газа сначала нагрели, а потом охладили до первоначальной температуры 300 К, уменьшив давление в 3 раза. Какое количество теплоты сообщено газу на участке 1-2.
Решение. На участке 1-2 газ совершает работу при изобарном процессе. Первый закон термодинамики для данного процесса имеет вид Q = A +ΔU = RΔT + 3RΔT/2 = 5RΔT/2. Изменение температуры найдём используя закон Шарля на участке 2-3: Р1 /Т1 = Р2 /Т2. Давление уменьшилось в 3 раза, следовательно, и температура уменьшилась в 3 раза и стала равной 300К. Отсюда следует, что температура в точке 2 была 900 К, . ΔT = 600К. На участке 1-2 изменение температуры также равно 600 К. Q = 5RΔT/2 = 2,5 · 8,31 · 600 = 12500Дж. 
Задача 4. Конденсатор ёмкостью 2 мкФ присоединён к источнику постоянного тока с ЭДС 3,6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Сопротивление резисторов R1 = 4 Ом, R2 = 7 Ом R3 = 3 Ом. Каков заряд на левой обкладке конденсатора? Решение. Заряд на обкладках конденсатора отличается только знаком. На левой обкладке он будет положительным, т.к. она подключена к положительному полюсу источника тока и в соответствии с направлением тока зарядки. Чтобы найти величину заряда необходимо найти напряжение на конденсаторе. Конденсатор в цепи постоянного тока является разрывом в цепи. Ток после зарядки конденсатора по участку с конденсатором течь не будет. Следовательно, на R3 напряжение равно 0, и при расчёте силы тока R3 не учитывается. Тогда напряжение на конденсаторе будет равно напряжению на R2 (параллельное соединение). Uc = U2 =IR2, I = ξ/( R1 + R2 + r) = 3,6/(4+7+1)= 0,3А, Uc = U2 =IR2 = 0,3 ·7 = 2,1 В, Q = CUc =4,2мкФ. Задача 5. На экране с помощью тонкой линзы получено изображение стержня с пятикратным увеличением. Стержень и плоскость экрана расположены перпендикулярно главной оптической оси линзы.. Экран передвинули на 30 см вдоль главной оптической оси линзы. Затем, при неизменном положении линзы, передвинули стержень так, чтобы изображение снова стало резким. В этом случае получили изображение с трёхкратным увеличением. Определить фокусное расстояние линзы. Решение. Уменьшение линейного увеличения произойдёт если расстояния от линзы до предмета и, соответственно, от линзы до экрана увеличатся. Следовательно, f2 =f1 + 0,3, d2 = d1 + x. Составляя уравнения для тонкой линзы в первом и втором случаях, получим: f1 = 5d1, D =1/f1 + 1/d1, f2 = 3d2 D =1/f2 + 1/d2. Решая систему уравнений, получим , f 1+ 0,3 = 3(d1 + х), 5d1+ 0,3 = 3(d1 + х), х = (2 d + 0,3 )/3, 1/f1 + 1/d1 = 1/f2 + 1/d2, 1/f1 + 1/d1 = 1/(f1+0,3) + 1/(d1+х), подставляя значение х, получим d1 = 0,18 м, f1 = 0,9 м. F= f1 d1/( f1 + d1) = 0,18·0,9/1,08 = 0,15м Задача 6. Препарат активностью А = 1,7 ·1011 частиц в секунду помещён в медный контейнер массой 0,5 кг. На сколько повысилась температура контейнера за 1 час, если известно, что данное радиоактивное вещество испускает альфа-частицы энергией Е1 = 5,3 МэВ. Считать, что энергия всех альфа-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию контейнера. Теплоёмкостью препарата и теплообменом с окружающей средой пренебречь. Решение. Энергия излучения W = А· Е1 · 3600 = 1,7 ·1011 ·5,3·1,6·10 -13 · 3600 Количество теплоты нагревания Q = m c Δ t = 0,5 · 370 · Δ t. 1,7 ·1011 ·5,3·1,6·10 -13 · 3600 = 0,5 · 370 · Δ t. Δ t = 2,7 К. Вариант 3. Задача 1.В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура воды и пара остаётся неизменной. Как будет при этом меняться масса жидкости в сосуде? Решение. Масса жидкости будет увеличиваться, так как при постоянной температуре давление насыщенного пара и концентрация молекул остаются неизменными. Следовательно, при уменьшении объёма часть молекул из пара будет возвращаться в жидкость. 
Задача 2. На гладкой горизонтальной плоскости находится длинная доска массой М = 2 кг. По доске скользит шайба массой m = 0,5 кг. Коэффициент трения между шайбой и доской μ = 0,2. В начальный момент времени скорость шайбы υ0 = 2 м/с, а доска покоится. Сколько времени потребуется для того, чтобы шайба перестала скользить по доске? Решение. Используя закон сохранения импульса тел при взаимодействии, получим m υ0 = (M + m) υ, где υ – скорость доски в момент остановки шайбы на доске υ = m υ0/(M + m). Эту скорость доска приобрела за время движения шайбы по доске υ = at под действием силы трения шайбы о доску. Сила трения, действующая на шайбу, равна по модулю силе трения, действующей на доску F= μ mg, следовательно, a =F /M = μ mg/M. t = υ/a = M m υ0 / (M + m) μ mg = 0, 8 с. З  адача 3. Один моль одноатомного идеального газа переходит из состояния 1 в состояние 3 в соответствии с графиком зависимости его объёма от температуры. Начальная температура Т0 = 100 К. на участке 2 – 3 к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение работы газа А123 ко всему количеству подведённой к газу теплоты Q123.
Решение. На участке 1-2 процесс изохорный. A = 0. T2 =300K. Первый закон термодинамики для данного процесса Q1-2 = A + ΔU = 3RΔT/2, т.к. А = 0. На участке 2-3 процесс изотермический. Первый закон термодинамики для данного процесса Q2-3 = A = 2,5 кДж, т.к. ΔU = 0. Q123 = Q1-2 + Q2-3. А123 / Q123 = Q2-3 / ( Q1-2 + Q2-3 ) = Q2-3 / ( 3RΔT/2 + Q2-3 )= 2500 /( 3· 8,32 · 100 + 2500) = 0,5. З  адача 4. Напряженность электрического поля плоского конденсатора равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника r0 = 10 Ом, а ЭДС = 30 В, сопротивление резисторов R1 = 20 Ом, R2 = 40 Ом. Найдите расстояние между пластинами конденсатора.
Решение. Напряженность электрического поля плоского конденсатора находится по формуле Е = U/d, d = U / E. Необходимо найти напряжение на конденсаторе. Конденсатор в цепи постоянного тока является разрывом в цепи. Ток после зарядки конденсатора по участку с конденсатором течь не будет. Следовательно, на R1 напряжение равно 0, и при расчёте силы тока R1 не учитывается. Тогда напряжение на конденсаторе будет равно напряжению на R2 (параллельное соединение). Uc = U2 =IR2, I = ξ/( R2 + r) = 30 / 50= 0,6А, Uc = U2 =IR2 = 0,6 ·40 = 24(В). d = U / E = 24 / 24000 = 1 мм. З  адача 5. На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит проводящая жёсткая рамка из однородной тонкой проволоки, согнутой в виде равностороннего треугольника AВC со стороной равной а. Рамка, по которой течёт ток I , находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен стороне ВC. Каким должен быть модуль индукции магнитного поля, чтобы рамка начала поворачиваться вокруг стороны ВC, если масса рамки m?
Решение. На рамку с током, помещённую в магнитное поле, действуют силы, создающие вращающий момент M = BIS, где S площадь рамки (S = На/2) и момент силы тяжести M = mgl, где – плечо силы тяжести относительно оси ВС. Рамка находится в равновесии, если алгебраическая сумма этих моментов = 0. Точка приложения силы тяжести – центр масс рамки. Он находится в точке пересечения медиан. Медиана равна высоте (треугольник равносторонний) и равна Н = а√3 / 2, l = Н / 3 = а√3 / 6. M = mgl = mg а√3 / 6. BIS = mg а√3 / 6. B = (mg а√3 / 6)/ IS . S = На/2 = а2√3 / 4. B = (mg а√3 / 6)/ (I а2√3 / 4)= 2 mg/ 3 I а. Рамка начнёт поворачиваться, если В>2 mg/ 3 I а. жүктеу/скачать 292 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|