Priprava na OGE in enotni državni izpit
Srednja splošna izobrazba
Linija UMK A. V. Grachev. Fizika (10-11) (osnovno, nadaljevalno)
Linija UMK A. V. Grachev. Fizika (7-9)
Linija UMK A. V. Peryshkin. Fizika (7-9)
Priprava na izpit iz fizike: primeri, rešitve, razlage
Z učiteljem analiziramo naloge izpita iz fizike (opcija C).Lebedeva Alevtina Sergeevna, učiteljica fizike, delovne izkušnje 27 let. Diploma Ministrstva za izobraževanje Moskovske regije (2013), Zahvala vodje občinskega okrožja Voskresensky (2015), Diploma predsednika Združenja učiteljev matematike in fizike Moskovske regije (2015).
Delo predstavlja naloge različnih stopenj zahtevnosti: osnovne, višje in višje. Naloge osnovnega nivoja so enostavne naloge, ki preverjajo usvajanje najpomembnejših fizikalnih pojmov, modelov, pojavov in zakonitosti. Naloge višjega nivoja so namenjene preverjanju sposobnosti uporabe fizikalnih konceptov in zakonov za analizo različnih procesov in pojavov ter sposobnosti reševanja nalog za uporabo enega ali dveh zakonov (formul) na kateri koli temi učne ure. šolski tečaj fizike. Pri delu 4 so naloge 2. dela naloge visoke stopnje zahtevnosti in preverjajo sposobnost uporabe zakonov in teorij fizike v spremenjeni ali novi situaciji. Izpolnjevanje takšnih nalog zahteva uporabo znanja iz dveh treh oddelkov fizike hkrati, tj. visoka raven usposobljenosti. Ta možnost je popolnoma skladna z demo različico USE leta 2017, naloge so vzete iz odprte banke nalog USE.
Slika prikazuje graf odvisnosti modula hitrosti od časa t. Iz grafa določi pot, ki jo je prevozil avtomobil v časovnem intervalu od 0 do 30 s.
rešitev. Pot, ki jo prevozi avtomobil v časovnem intervalu od 0 do 30 s, je najpreprosteje definirana kot ploščina trapeza, katerega osnova sta časovna intervala (30 - 0) = 30 s in (30 - 10) = 20 s, višina pa je hitrost v= 10 m/s, tj.
| S = | (30 + 20) z | 10 m/s = 250 m. |
| 2 |
Odgovori. 250 m
100 kg maso z vrvjo dvignemo navpično navzgor. Slika prikazuje odvisnost projekcije hitrosti V obremenitev na osi, usmerjeni navzgor, od časa t. Določite modul napetosti kabla med dviganjem.
rešitev. Glede na krivuljo projekcije hitrosti v obremenitev na osi, usmerjeni navpično navzgor, od časa t, lahko določite projekcijo pospeška bremena
| a = | ∆v | = | (8 – 2) m/s | \u003d 2 m / s 2. |
| ∆t | 3 s |
Na obremenitev delujejo: gravitacija, usmerjena navpično navzdol, in sila napetosti kabla, usmerjena vzdolž kabla navpično navzgor, glejte sl. 2. Zapišimo osnovno enačbo dinamike. Uporabimo drugi Newtonov zakon. Geometrična vsota sil, ki delujejo na telo, je enaka zmnožku mase telesa in njegovega pospeška.
+ = (1)
Zapišimo enačbo za projekcijo vektorjev v referenčnem okviru, povezanem z zemljo, os OY bo usmerjena navzgor. Projekcija natezne sile je pozitivna, saj smer sile sovpada s smerjo osi OY, projekcija sile teže je negativna, ker je vektor sile nasproti osi OY, projekcija vektorja pospeška je tudi pozitiven, zato se telo giblje pospešeno navzgor. Imamo
T – mg = ma (2);
iz formule (2) modul natezne sile
T = m(g + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.
Odgovori. 1200 N.
Telo vlečemo po hrapavi vodoravni podlagi s konstantno hitrostjo, katere modul je 1,5 m/s, in nanj deluje sila, kot je prikazano na sliki (1). V tem primeru je modul sile drsnega trenja, ki deluje na telo, 16 N. Kolikšna je moč, ki jo razvije sila F?
rešitev. Predstavljajmo si fizikalni proces, naveden v pogoju problema, in naredimo shematsko risbo, ki prikazuje vse sile, ki delujejo na telo (slika 2). Zapišimo osnovno enačbo dinamike.
Tr + + = (1)
Po izbiri referenčnega sistema, povezanega s fiksno površino, napišemo enačbe za projekcijo vektorjev na izbrane koordinatne osi. Po pogoju naloge se telo giblje enakomerno, saj je njegova hitrost konstantna in enaka 1,5 m/s. To pomeni, da je pospešek telesa enak nič. Na telo vodoravno delujeta dve sili: sila drsnega trenja tr. in sila, s katero telo vleče. Projekcija sile trenja je negativna, saj vektor sile ne sovpada s smerjo osi X. Projekcija sile F pozitivno. Spomnimo vas, da za iskanje projekcije spustimo navpičnico od začetka in konca vektorja na izbrano os. S tem v mislih imamo: F cos- F tr = 0; (1) izražajo projekcijo sile F, to je F cosα = F tr = 16 N; (2) potem bo moč, ki jo razvije sila, enaka n = F cosα V(3) Naredimo zamenjavo ob upoštevanju enačbe (2) in nadomestimo ustrezne podatke v enačbi (3):
n\u003d 16 N 1,5 m / s \u003d 24 W.
Odgovori. 24 W.
Breme, pritrjeno na lahko vzmet s togostjo 200 N/m, niha navpično. Slika prikazuje graf odmika x tovor od časa t. Ugotovite, kakšna je teža tovora. Odgovor zaokrožite na najbližje celo število.
rešitev. Utež na vzmeti niha navpično. Glede na krivuljo premika obremenitve X od časa t, določite obdobje nihanja bremena. Nihajna doba je T= 4 s; iz formule T= 2π izrazimo maso m tovor.
| = | T | ; | m | = | T 2 | ; m = k | T 2 | ; m= 200 H/m | (4 s) 2 | = 81,14 kg ≈ 81 kg. |
| 2π | k | 4π 2 | 4π 2 | 39,438 |
odgovor: 81 kg.
Na sliki je prikazan sistem dveh lahkih blokov in breztežnega kabla, s katerim lahko uravnotežite ali dvignete breme 10 kg. Trenje je zanemarljivo. Na podlagi analize zgornje slike izberite dva pravilne trditve in v odgovoru označi njihovo številko.
- Da bi tovor ohranili v ravnovesju, morate na konec vrvi delovati s silo 100 N.
- Sistem blokov, prikazan na sliki, ne daje povečanja moči.
- h, morate izvleči del vrvi dolžine 3 h.
- Počasi dvigniti breme v višino hh.
rešitev. Pri tej nalogi se je treba spomniti preprostih mehanizmov, in sicer blokov: premičnega in fiksnega bloka. Premični blok dvakrat poveča moč, medtem ko je treba odsek vrvi potegniti dvakrat dlje, fiksni blok pa se uporablja za preusmeritev sile. Pri delu preprosti mehanizmi zmagovanja ne dajo. Po analizi problema takoj izberemo potrebne izjave:
- Počasi dvigniti breme v višino h, morate izvleči del vrvi z dolžino 2 h.
- Da bi obdržali tovor v ravnotežju, morate na konec vrvi delovati s silo 50 N.
Odgovori. 45.
Aluminijasto utež, pritrjeno na breztežno in neraztegljivo nit, popolnoma potopimo v posodo z vodo. Tovor se ne dotika sten in dna posode. Nato v isto posodo z vodo potopimo železno breme, katerega masa je enaka masi aluminijastega bremena. Kako se bosta zaradi tega spremenila modul natezne sile niti in modul sile teže, ki deluje na breme?
- poveča;
- Zmanjša;
- Ne spremeni se.
rešitev. Analiziramo stanje problema in izberemo tiste parametre, ki se med študijo ne spremenijo: to je masa telesa in tekočina, v katero je telo potopljeno na niti. Po tem je bolje narediti shematično risbo in navesti sile, ki delujejo na obremenitev: sila napetosti niti F nadzor, usmerjen vzdolž niti navzgor; gravitacija usmerjena navpično navzdol; Arhimedova sila a, ki deluje s strani tekočine na potopljeno telo in je usmerjen navzgor. Glede na pogoj problema je masa bremen enaka, zato se modul sile teže, ki deluje na breme, ne spremeni. Ker je gostota blaga drugačna, bo tudi prostornina drugačna.
| V = | m | . |
| str |
Gostota železa je 7800 kg / m 3, obremenitev aluminija pa 2700 kg / m 3. Posledično V in< Va. Telo je v ravnotežju, rezultanta vseh sil, ki delujejo na telo, je enaka nič. Usmerimo koordinatno os OY navzgor. Osnovno enačbo dinamike z upoštevanjem projekcije sil zapišemo v obliki F bivši + Fa – mg= 0; (1) Izražamo natezno silo F ekstra = mg – Fa(2); Arhimedova sila je odvisna od gostote tekočine in prostornine potopljenega dela telesa Fa = ρ gV p.h.t. (3); Gostota tekočine se ne spremeni, prostornina železnega telesa pa je manjša V in< Va, zato bo Arhimedova sila, ki deluje na obremenitev železa, manjša. Sklepamo o modulu sile napetosti niti, pri čemer delamo z enačbo (2), se bo povečala.
Odgovori. 13.
Barska masa m zdrsne s fiksne hrapave nagnjene ravnine s kotom α na dnu. Modul pospeška palice je enak a, se modul hitrosti palice poveča. Zračni upor lahko zanemarimo.
Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in formulami, s katerimi jih je mogoče izračunati. Za vsako mesto prvega stolpca izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.
B) Koeficient trenja palice na nagnjeni ravnini
3) mg cosα
| 4) sinα - | a |
| g cosα |
rešitev. Ta naloga zahteva uporabo Newtonovih zakonov. Priporočamo izdelavo shematske risbe; kažejo vse kinematične značilnosti gibanja. Če je možno, narišite vektor pospeška in vektorje vseh sil, ki delujejo na premikajoče se telo; ne pozabite, da so sile, ki delujejo na telo, posledica interakcije z drugimi telesi. Nato zapišite osnovno enačbo dinamike. Izberite referenčni sistem in zapišite dobljeno enačbo za projekcijo vektorjev sile in pospeška;
Po predlaganem algoritmu bomo izdelali shematsko risbo (slika 1). Slika prikazuje sile, ki delujejo na težišče palice, in koordinatne osi referenčnega sistema, povezane s površino nagnjene ravnine. Ker so vse sile konstantne, bo gibanje palice enako spremenljivo z naraščajočo hitrostjo, tj. vektor pospeška je usmerjen v smeri gibanja. Izberimo smer osi, kot je prikazano na sliki. Zapišimo projekcije sil na izbrane osi.
Zapišimo osnovno enačbo dinamike:
Tr + = (1)
Zapišimo to enačbo (1) za projekcijo sil in pospeška.
Na os OY: projekcija sile reakcije nosilca je pozitivna, saj vektor sovpada s smerjo osi OY n y = n; projekcija sile trenja je enaka nič, ker je vektor pravokoten na os; projekcija gravitacije bo negativna in enaka mgy= – mg cosα ; vektorska projekcija pospeška a y= 0, ker je vektor pospeška pravokoten na os. Imamo n – mg cosα = 0 (2) iz enačbe izrazimo reakcijsko silo, ki deluje na palico s strani nagnjene ravnine. n = mg cosα (3). Zapišimo projekcije na os OX.
Na os OX: projekcija sile n je enak nič, ker je vektor pravokoten na os OX; Projekcija sile trenja je negativna (vektor je usmerjen v nasprotno smer glede na izbrano os); projekcija gravitacije je pozitivna in enaka mg x = mg sinα (4) iz pravokotnega trikotnika. Projekcija pozitivnega pospeška a x = a; Nato zapišemo enačbo (1) z upoštevanjem projekcije mg sinα- F tr = ma (5); F tr = m(g sinα- a) (6); Ne pozabite, da je sila trenja sorazmerna sili normalnega tlaka n.
Po definiciji F tr = μ n(7) izrazimo koeficient trenja palice na nagnjeni ravnini.
| μ = | F tr | = | m(g sinα- a) | = tanα – | a | (8). |
| n | mg cosα | g cosα |
Za vsako črko izberemo ustrezne položaje.
Odgovori. A-3; B - 2.
Naloga 8. Plinasti kisik je v posodi s prostornino 33,2 litra. Tlak plina je 150 kPa, njegova temperatura je 127 ° C. Določite maso plina v tej posodi. Odgovor izrazite v gramih in zaokrožite na najbližje celo število.
rešitev. Pomembno je biti pozoren na pretvorbo enot v sistem SI. Pretvori temperaturo v Kelvine T = t°С + 273, prostornina V\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m 3; Prevajamo pritisk p= 150 kPa = 150.000 Pa. Uporaba enačbe stanja idealnega plina
izrazi maso plina.
Bodite pozorni na enoto, v katero morate zapisati odgovor. Je zelo pomembno.
Odgovori. 48
Naloga 9. Idealen enoatomni plin v količini 0,025 mola se je adiabatno razširil. Hkrati je njegova temperatura padla s +103°С na +23°С. Kakšno je delo, ki ga opravi plin? Odgovor izrazite v joulih in zaokrožite na najbližje celo število.
rešitev. Prvič, plin ima monatomsko število prostostnih stopinj jaz= 3, drugič, plin se adiabatno širi - to pomeni, da ni prenosa toplote Q= 0. Plin deluje tako, da zmanjša notranjo energijo. S tem v mislih zapišemo prvi zakon termodinamike kot 0 = ∆ U + A G; (1) izrazimo delo plina A g = –∆ U(2); Spremembo notranje energije za enoatomski plin zapišemo kot
Odgovori. 25 J.
Relativna vlažnost dela zraka pri določeni temperaturi je 10 %. Kolikokrat bi morali spremeniti tlak tega dela zraka, da bi se njegova relativna vlažnost pri stalni temperaturi povečala za 25 %?
rešitev.Šolarjem najpogosteje povzročajo težave vprašanja, povezana z nasičeno paro in zračno vlago. Uporabimo formulo za izračun relativne vlažnosti zraka
Glede na pogoje problema se temperatura ne spremeni, kar pomeni, da nasičeni parni tlak ostane enak. Zapišimo formulo (1) za dve agregatni stanji zraka.
φ 1 \u003d 10%; φ 2 = 35 %
Iz enačb (2), (3) izrazimo zračni tlak in poiščemo razmerje tlakov.
| p 2 | = | φ 2 | = | 35 | = 3,5 |
| p 1 | φ 1 | 10 |
Odgovori. Tlak je treba povečati za 3,5-krat.
Vročo snov v tekočem stanju smo počasi ohlajali v talilni peči s konstantno močjo. Tabela prikazuje rezultate meritev temperature snovi skozi čas.
Izberite s predlaganega seznama dva izjave, ki ustrezajo rezultatom meritev in navajajo njihove številke.
- Tališče snovi pri teh pogojih je 232 °C.
- Čez 20 minut. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
- Toplotna kapaciteta snovi v tekočem in trdnem stanju je enaka.
- Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
- Proces kristalizacije snovi je trajal več kot 25 minut.
rešitev. Ko se je snov ohlajala, se je njena notranja energija zmanjšala. Rezultati temperaturnih meritev omogočajo določitev temperature, pri kateri snov začne kristalizirati. Dokler snov preide iz tekočega v trdno stanje, se temperatura ne spremeni. Ker vemo, da sta temperatura taljenja in temperatura kristalizacije enaki, izberemo trditev:
1. Tališče snovi pri teh pogojih je 232 °C.
Druga pravilna izjava je:
4. Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju. Ker je temperatura v tem trenutku že pod temperaturo kristalizacije.
Odgovori. 14.
V izoliranem sistemu ima telo A temperaturo +40 °C, telo B pa +65 °C. Ta telesa so med seboj v toplotnem stiku. Po določenem času je doseženo toplotno ravnovesje. Kako sta se zaradi tega spremenili temperatura telesa B in skupna notranja energija teles A in B?
Za vsako vrednost določite ustrezno naravo spremembe:
- Povečana;
- Zmanjšano;
- Ni se spremenilo.
V tabelo vpiši izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev.Če v izoliranem sistemu teles razen prenosa toplote ne pride do drugih energijskih transformacij, potem je količina toplote, ki jo oddajo telesa, katerih notranja energija se zmanjša, enaka količini toplote, ki jo prejmejo telesa, katerih notranja energija se poveča. (V skladu z zakonom o ohranitvi energije.) V tem primeru se celotna notranja energija sistema ne spremeni. Tovrstne probleme rešujemo na podlagi enačbe toplotne bilance.
| ∆U = ∑ | n | ∆U i = 0 (1); |
| jaz = 1 |
kjer je ∆ U- sprememba notranje energije.
V našem primeru se zaradi prenosa toplote notranja energija telesa B zmanjša, kar pomeni, da se temperatura tega telesa zmanjša. Notranja energija telesa A se poveča, ker je telo prejelo količino toplote od telesa B, potem se bo njegova temperatura povečala. Skupna notranja energija teles A in B se ne spremeni.
Odgovori. 23.
Proton str, ki leti v režo med poloma elektromagneta, ima hitrost, pravokotno na vektor indukcije magnetnega polja, kot je prikazano na sliki. Kam je usmerjena Lorentzova sila, ki deluje na proton glede na lik (gor, proti opazovalcu, stran od opazovalca, dol, levo, desno)
rešitev. Magnetno polje deluje na nabit delec z Lorentzovo silo. Da bi določili smer te sile, je pomembno, da se spomnimo mnemoničnih pravil leve roke, ne pozabimo upoštevati naboja delca. Štiri prste leve roke usmerimo vzdolž vektorja hitrosti, za pozitivno nabit delec mora vektor vstopiti v dlan pravokotno, palec, odmaknjen za 90 °, kaže smer Lorentzove sile, ki deluje na delec. Kot rezultat imamo, da je vektor Lorentzove sile usmerjen stran od opazovalca glede na sliko.
Odgovori. od opazovalca.
Modul električne poljske jakosti v ploščatem zračnem kondenzatorju s kapaciteto 50 μF je 200 V/m. Razdalja med ploščama kondenzatorja je 2 mm. Kolikšen je naboj na kondenzatorju? Odgovor zapišite v µC.
rešitev. Pretvorimo vse merske enote v sistem SI. Kapacitivnost C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, razdalja med ploščama d= 2 10 -3 m Problem obravnava ploščati zračni kondenzator - napravo za kopičenje električnega naboja in energije električnega polja. Iz formule za električno kapacitivnost
kje d je razdalja med ploščama.
Izrazimo napetost U= E d(štiri); Zamenjaj (4) v (2) in izračunaj naboj kondenzatorja.
q = C · Ed\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC
Bodite pozorni na enote, v katerih morate zapisati odgovor. Prejeli smo ga v obeskih, predstavljamo pa ga v μC.
Odgovori. 20 µC.
Učenec je izvedel poskus loma svetlobe, predstavljen na fotografiji. Kako se spreminjata lomni kot svetlobe, ki se širi v steklu, in lomni količnik stekla z naraščanjem vpadnega kota?
- se povečuje
- Zmanjšuje
- Ne spremeni se
- Izbrane številke za vsak odgovor zapišite v tabelo. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev. Pri nalogah takšnega načrta se spomnimo, kaj je lom. To je sprememba smeri širjenja valov pri prehodu iz enega medija v drugega. To je posledica dejstva, da so hitrosti širjenja valov v teh medijih različne. Ko ugotovimo, iz katerega medija se svetloba širi, zapišemo lomni zakon v obliki
| sinα | = | n 2 | , |
| sinβ | n 1 |
kje n 2 - absolutni lomni količnik stekla, medija, v katerega gre svetloba; n 1 je absolutni lomni količnik prvega medija, iz katerega prihaja svetloba. Za zrak n 1 = 1. α je vpadni kot žarka na površino steklenega polcilindra, β je lomni kot žarka v steklu. Poleg tega bo lomni kot manjši od vpadnega kota, saj je steklo optično gostejši medij – medij z visokim lomnim količnikom. Hitrost širjenja svetlobe v steklu je počasnejša. Upoštevajte, da so koti izmerjeni od navpičnice, obnovljene na vpadni točki žarka. Če povečate vpadni kot, se bo povečal tudi lomni kot. Lomni količnik stekla se zaradi tega ne bo spremenil.
Odgovori.
Bakreni skakalec na čas t 0 = 0 se začne premikati s hitrostjo 2 m / s po vzporednih vodoravnih prevodnih tirnicah, na katerih koncih je priključen upor 10 Ohm. Celoten sistem je v navpičnem enakomernem magnetnem polju. Upor mostička in tirnic je zanemarljiv, mostiček je vedno pravokoten na tirnice. Pretok F vektorja magnetne indukcije skozi vezje, ki ga tvorijo mostiček, tirnice in upor, se s časom spreminja t kot je prikazano na grafikonu.
S pomočjo grafa izberite dve pravilni trditvi in v odgovoru označite njuni številki.
- Do takrat t\u003d 0,1 s, je sprememba magnetnega pretoka skozi vezje 1 mWb.
- Indukcijski tok v mostičku v območju od t= 0,1 s t= 0,3 s maks.
- Modul EMF indukcije, ki se pojavi v tokokrogu, je 10 mV.
- Jakost induktivnega toka, ki teče v mostičku, je 64 mA.
- Da bi ohranili gibanje skakalca, nanj deluje sila, katere projekcija na smer tirnic je 0,2 N.
rešitev. Glede na graf odvisnosti toka vektorja magnetne indukcije skozi tokokrog od časa določimo odseke, kjer se spreminja pretok Ф, in kjer je sprememba pretoka enaka nič. Tako bomo lahko določili časovne intervale, v katerih se bo v vezju pojavljal induktivni tok. Pravilna izjava:
1) Do časa t= 0,1 s je sprememba magnetnega pretoka skozi tokokrog 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb; Modul EMF indukcije, ki se pojavi v tokokrogu, se določi z uporabo zakona EMP
Odgovori. 13.
Glede na graf odvisnosti jakosti toka od časa v električnem tokokrogu, katerega induktivnost je 1 mH, določite modul EMF samoindukcije v časovnem intervalu od 5 do 10 s. Odgovor zapišite v mikrovoltih.
rešitev. Preračunajmo vse količine v sistem SI, tj. prevedemo induktivnost 1 mH v H, dobimo 10 -3 H. Jakost toka, prikazana na sliki v mA, bo prav tako pretvorjena v A z množenjem z 10 -3.
Formula EMF samoindukcije ima obliko
v tem primeru je časovni interval podan glede na stanje problema
∆t= 10 s – 5 s = 5 s
sekund in glede na urnik določimo interval spremembe toka v tem času:
∆jaz= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.
V formulo (2) nadomestimo številske vrednosti, dobimo
| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V ali 2 μV.
Odgovori. 2.
Dve prozorni ravni vzporedni plošči sta tesno stisnjeni druga proti drugi. Žarek svetlobe pade iz zraka na površino prve plošče (glej sliko). Znano je, da je lomni količnik zgornje plošče enak n 2 = 1,77. Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in njihovimi vrednostmi. Za vsako mesto prvega stolpca izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.
rešitev. Za reševanje problemov loma svetlobe na meji med dvema medijema, zlasti problemov prehoda svetlobe skozi ravni vzporedne plošče, se lahko priporoča naslednji vrstni red reševanja: naredite risbo, ki prikazuje pot žarkov, ki gredo od enega. medij drugemu; na vpadnem mestu žarka na meji med dvema medijema narišemo normalo na površino, označimo vpadni in lomni kot. Bodite posebno pozorni na optično gostoto obravnavanega medija in ne pozabite, da bo pri prehodu svetlobnega žarka iz optično manj gostega medija v optično gostejši medij lomni kot manjši od vpadnega kota. Slika prikazuje kot med vpadnim žarkom in površino, potrebujemo pa vpadni kot. Ne pozabite, da so koti določeni iz navpičnice, obnovljene na vpadni točki. Ugotovimo, da je vpadni kot žarka na površino 90° - 40° = 50°, lomni količnik n 2 = 1,77; n 1 = 1 (zrak).
Zapišimo lomni zakon
| sinβ = | greh50 | = 0,4327 ≈ 0,433 |
| 1,77 |
Zgradimo približno pot žarka skozi plošče. Za meje 2–3 in 3–1 uporabimo formulo (1). V odgovor dobimo
A) Sinus vpadnega kota žarka na meji 2–3 med ploščama je 2) ≈ 0,433;
B) Lomni kot žarka pri prehodu meje 3–1 (v radianih) je 4) ≈ 0,873.
Odgovori. 24.
Ugotovite, koliko α - delcev in koliko protonov nastane kot posledica reakcije termonuklearne fuzije
+ → x+ l;
rešitev. Pri vseh jedrskih reakcijah se upoštevajo zakoni ohranitve električnega naboja in števila nukleonov. Označimo z x število alfa delcev, y število protonov. Sestavimo enačbe
+ → x + y;
reševanje sistema, ki ga imamo x = 1; l = 2
Odgovori. 1 – α-delec; 2 - protoni.
Impulzni modul prvega fotona je 1,32 · 10 -28 kg m/s, kar je 9,48 · 10 -28 kg m/s manj od impulznega modula drugega fotona. Poiščite energijsko razmerje E 2 /E 1 drugega in prvega fotona. Odgovor zaokrožite na desetinke.
rešitev. Gibalna količina drugega fotona je po pogoju večja od gibalne količine prvega fotona, zato si lahko predstavljamo str 2 = str 1 + ∆ str(ena). Energijo fotona je mogoče izraziti v smislu gibalne količine fotona z uporabo naslednjih enačb. to E = mc 2(1) in str = mc(2), potem
E = pc (3),
kje E je energija fotona, str je moment fotona, m je masa fotona, c= 3 10 8 m/s je svetlobna hitrost. Ob upoštevanju formule (3) imamo:
| E 2 | = | str 2 | = 8,18; |
| E 1 | str 1 |
Odgovor zaokrožimo na desetinke in dobimo 8,2.
Odgovori. 8,2.
Jedro atoma je bilo izpostavljeno radioaktivnemu pozitronskemu β-razpadu. Kako je to spremenilo električni naboj jedra in število nevtronov v njem?
Za vsako vrednost določite ustrezno naravo spremembe:
- Povečana;
- Zmanjšano;
- Ni se spremenilo.
V tabelo vpiši izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev. Pozitron β - razpad v atomskem jedru nastane med pretvorbo protona v nevtron z emisijo pozitrona. Zaradi tega se število nevtronov v jedru poveča za eno, električni naboj se zmanjša za eno, masno število jedra pa ostane nespremenjeno. Tako je transformacijska reakcija elementa naslednja:
Odgovori. 21.
V laboratoriju je bilo izvedenih pet poskusov opazovanja uklona z uporabo različnih uklonskih rešetk. Vsaka od rešetk je bila osvetljena z vzporednimi snopi monokromatske svetlobe z določeno valovno dolžino. Svetloba je v vseh primerih vpadala pravokotno na rešetko. V dveh od teh poskusov so opazili enako število glavnih uklonskih maksimumov. Najprej navedite številko poskusa, pri katerem je bila uporabljena uklonska mreža s krajšo periodo, nato pa številko poskusa, pri katerem je bila uporabljena uklonska mreža z daljšo periodo.
rešitev. Difrakcija svetlobe je pojav svetlobnega žarka v območju geometrijske sence. Difrakcijo lahko opazimo, ko na poti svetlobnega vala naletimo na neprozorna območja ali luknje v velikih in neprozornih pregradah za svetlobo in so dimenzije teh območij ali lukenj sorazmerne z valovno dolžino. Ena najpomembnejših uklonskih naprav je uklonska rešetka. Kotne smeri na maksimume uklonskega vzorca so določene z enačbo
d sinφ = kλ(1),
kje d je perioda uklonske mreže, φ je kot med normalo na mrežico in smerjo na enega od maksimumov uklonskega vzorca, λ je valovna dolžina svetlobe, k je celo število, ki se imenuje red uklonskega maksimuma. Izrazite iz enačbe (1)
Pri izbiri parov glede na eksperimentalne pogoje najprej izberemo 4, kjer je bila uporabljena uklonska mreža z manjšo periodo, nato pa je številka poskusa, v katerem je bila uporabljena uklonska mreža z veliko periodo, 2.
Odgovori. 42.
Tok teče skozi žični upor. Upor smo zamenjali z drugim, z žico iz enake kovine in enake dolžine, vendar s polovično površino preseka, in skozenj spustili polovico toka. Kako se bosta spremenila napetost na uporu in njegov upor?
Za vsako vrednost določite ustrezno naravo spremembe:
- se bo povečalo;
- se bo zmanjšal;
- Ne bo spremenilo.
V tabelo vpiši izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev. Pomembno je vedeti, od katerih količin je odvisen upor prevodnika. Formula za izračun upora je
Ohmov zakon za odsek vezja, iz formule (2) izrazimo napetost
U = jaz R (3).
Glede na pogoj problema je drugi upor izdelan iz žice iz enakega materiala, enake dolžine, vendar različne površine preseka. Površina je dvakrat manjša. Če nadomestimo v (1), dobimo, da se upor poveča za 2-krat, tok pa se zmanjša za 2-krat, zato se napetost ne spremeni.
Odgovori. 13.
Obdobje nihanja matematičnega nihala na površju Zemlje je 1,2-krat večje od obdobja njegovega nihanja na nekem planetu. Kakšen je modul gravitacijskega pospeška na tem planetu? Vpliv atmosfere je v obeh primerih zanemarljiv.
rešitev. Matematično nihalo je sistem, sestavljen iz niti, katere dimenzije so veliko večje od dimenzij krogle in same krogle. Težave lahko nastanejo, če se pozabi na Thomsonovo formulo za obdobje nihanja matematičnega nihala.
T= 2π (1);
l je dolžina matematičnega nihala; g- gravitacijski pospešek.
Po stanju
Ekspresno od (3) g n \u003d 14,4 m / s 2. Upoštevati je treba, da je pospešek prostega pada odvisen od mase planeta in polmera
Odgovori. 14,4 m/s 2.
Ravni vodnik dolžine 1 m, po katerem teče tok 3 A, se nahaja v enakomernem magnetnem polju z indukcijo AT= 0,4 T pod kotom 30° na vektor . Kolikšen je modul sile, ki deluje na vodnik iz magnetnega polja?
rešitev.Če vodnik, po katerem teče tok, postavimo v magnetno polje, bo polje na vodnik, po katerem teče tok, delovalo z Amperovo silo. Zapišemo formulo za Amperov modul sile
F A = jaz LB sinα;
F A = 0,6 N
Odgovori. F A = 0,6 N.
Energija magnetnega polja, shranjenega v tuljavi, ko skozenj teče enosmerni tok, je 120 J. Za kolikokrat je treba povečati jakost toka, ki teče skozi navitje tuljave, da bi bila energija magnetnega polja, shranjena v njem povečati za 5760 J.
rešitev. Energija magnetnega polja tuljave se izračuna po formuli
| W m = | LI 2 | (1); |
| 2 |
Po stanju W 1 = 120 J, torej W 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.
| jaz 1 2 = | 2W 1 | ; jaz 2 2 = | 2W 2 | ; |
| L | L |
Nato trenutno razmerje
| jaz 2 2 | = 49; | jaz 2 | = 7 |
| jaz 1 2 | jaz 1 |
Odgovori. Moč toka je treba povečati za 7-krat. V list za odgovore vnesete samo številko 7.
Električno vezje je sestavljeno iz dveh žarnic, dveh diod in tuljave žice, povezanih, kot je prikazano na sliki. (Dioda omogoča tok samo v eno smer, kot je prikazano na vrhu slike.) Katera od žarnic bo zasvetila, če severni pol magneta približamo tuljavi? Pojasnite svoj odgovor tako, da navedete, katere pojave in vzorce ste uporabili pri razlagi.
rešitev. Linije magnetne indukcije izhajajo iz severnega pola magneta in se razhajajo. Ko se magnet približuje, se magnetni pretok skozi tuljavo žice poveča. V skladu z Lenzovim pravilom mora biti magnetno polje, ki ga ustvari induktivni tok zanke, usmerjeno v desno. Po pravilu gimleta bi moral tok teči v smeri urinega kazalca (gledano z leve). V tej smeri prehaja dioda v vezju druge svetilke. Torej bo zasvetila druga lučka.
Odgovori. Druga lučka bo zasvetila.
Dolžina naper iz aluminija L= 25 cm in površino prečnega prereza S\u003d 0,1 cm 2 je na zgornjem koncu obešen na nit. Spodnji del je naslonjen na vodoravno dno posode, v katero je natočena voda. Dolžina potopljenega dela napere l= 10 cm Poiščite moč F, s katerim igla pritisne na dno posode, če je znano, da se nit nahaja navpično. Gostota aluminija ρ a = 2,7 g / cm 3, gostota vode ρ in = 1,0 g / cm 3. Gravitacijski pospešek g= 10 m/s 2
rešitev. Naredimo razlagalno risbo.
– sila napetosti niti;
– Reakcijska sila dna posode;
a je Arhimedova sila, ki deluje samo na potopljeni del telesa in deluje na sredino potopljenega dela napere;
- gravitacijska sila, ki deluje na napero s strani Zemlje in deluje na središče celotne napere.
Po definiciji je masa napere m in modul Arhimedove sile sta izražena kot sledi: m = SLρ a (1);
F a = Slρ in g (2)
Upoštevajte momente sil glede na točko obešanja napere.
M(T) = 0 je moment natezne sile; (3)
M(N) = NL cosα je moment reakcijske sile nosilca; (štiri)
Ob upoštevanju predznakov trenutkov zapišemo enačbo
| NL cos + Slρ in g (L – | l | ) cosα = SLρ a g | L | cos(7) |
| 2 | 2 |
glede na to, da je po tretjem Newtonovem zakonu sila reakcije dna posode enaka sili F d s katerim igla pritiska na dno posode, ki jo pišemo n = F e in iz enačbe (7) izrazimo to silo:
| F d = [ | 1 | Lρ a– (1 – | l | )lρ v] Sg (8). |
| 2 | 2L |
Če vključimo številke, to dobimo
F d = 0,025 N.
Odgovori. F d = 0,025 N.
Steklenička, ki vsebuje m 1 = 1 kg dušika, ki je pri preskusu trdnosti eksplodiral pri temperaturi t 1 = 327 °C. Kakšna je masa vodika m 2 bi lahko shranili v tak valj pri temperaturi t 2 \u003d 27 ° C, s petkratno mejo varnosti? Molska masa dušika M 1 \u003d 28 g / mol, vodik M 2 = 2 g/mol.
rešitev. Zapišimo enačbo stanja idealnega plina Mendeleev - Clapeyron za dušik
kje V- prostornina balona, T 1 = t 1 + 273 °C. Glede na pogoje lahko vodik hranimo pri tlaku str 2 = p 1 /5; (3) Glede na to
maso vodika lahko izrazimo tako, da takoj delamo z enačbami (2), (3), (4). Končna formula izgleda takole:
| m 2 = | m 1 | M 2 | T 1 | (5). | ||
| 5 | M 1 | T 2 |
Po zamenjavi številskih podatkov m 2 = 28
Odgovori. m 2 = 28
V idealnem nihajnem krogu je amplituda tokovnih nihanj v induktorju sem= 5 mA in amplituda napetosti na kondenzatorju Hm= 2,0 V. V času t napetost na kondenzatorju je 1,2 V. Poiščite tok v tuljavi v tem trenutku.
rešitev. V idealnem nihajnem krogu se energija nihanja ohranja. Za trenutek t ima zakon ohranitve energije obliko
| C | U 2 | + L | jaz 2 | = L | sem 2 | (1) |
| 2 | 2 | 2 |
Za amplitudne (maksimalne) vrednosti zapišemo
in iz enačbe (2) izrazimo
| C | = | sem 2 | (4). |
| L | Hm 2 |
Zamenjajmo (4) v (3). Kot rezultat dobimo:
jaz = sem (5)
Tako je tok v tuljavi v tem trenutku t je enako
jaz= 4,0 mA.
Odgovori. jaz= 4,0 mA.
Na dnu rezervoarja, globokega 2 m, je ogledalo. Svetlobni žarek, ki gre skozi vodo, se odbije od ogledala in izstopi iz vode. Lomni količnik vode je 1,33. Poiščite razdaljo med točko vstopa žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode, če je vpadni kot žarka 30°.
rešitev. Naredimo razlagalno risbo
α je vpadni kot žarka;
β je lomni kot žarka v vodi;
AC je razdalja med vstopno točko žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode.
Po zakonu o lomu svetlobe
| sinβ = | sinα | (3) |
| n 2 |
Razmislite o pravokotniku ΔADB. V njem AD = h, potem DВ = AD
| tgβ = h tgβ = h | sinα | = h | sinβ | = h | sinα | (4) |
| cosβ |
Dobimo naslednji izraz:
| AC = 2 DB = 2 h | sinα | (5) |
Nadomestite številske vrednosti v nastalo formulo (5)
Odgovori. 1,63 m
Pri pripravi na izpit vas vabimo, da se seznanite z delovni program iz fizike za 7.–9. razred na linijo učnih gradiv Peryshkina A.V. in delovni program poglobljene ravni za 10.-11. razred TMC Myakisheva G.Ya. Programi so na voljo za ogled in brezplačen prenos vsem registriranim uporabnikom.
Enotni državni izpit 2017 Fizika Tipične testne naloge Lukashev
M.: 2017 - 120 str.
Tipične testne naloge iz fizike vsebujejo 10 možnosti za sklope nalog, sestavljenih ob upoštevanju vseh značilnosti in zahtev Enotnega državnega izpita leta 2017. Namen priročnika je seznaniti bralce s strukturo in vsebino kontrolnih merilnih gradiv v letu 2017 pri fiziki ter zahtevnostjo nalog. Zbirka vsebuje odgovore na vse testne možnosti, pa tudi rešitve najtežjih nalog v vseh 10 možnostih. Poleg tega so navedeni primeri obrazcev, uporabljenih na izpitu. Avtorska skupina so strokovnjaki zvezne predmetne komisije Enotnega državnega izpita iz fizike. Priročnik je namenjen učiteljem za pripravo učencev na izpit iz fizike, srednješolcem pa za samostojno usposabljanje in samokontrolo.
Oblika: pdf
Velikost: 4,3 MB
Oglejte si, prenesite: pogon.google
VSEBINA
Navodila za delo 4
MOŽNOST 1 9
1. del 9
2. del 15
MOŽNOST 2 17
1. del 17
2. del 23
MOŽNOST 3 25
1. del 25
2. del 31
MOŽNOST 4 34
1. del 34
2. del 40
MOŽNOST 5 43
1. del 43
2. del 49
MOŽNOST 6 51
1. del 51
2. del 57
MOŽNOST 7 59
1. del 59
2. del 65
MOŽNOST 8 68
1. del 68
2. del 73
MOŽNOST 9 76
1. del 76
2. del 82
MOŽNOST 10 85
1. del 85
2. del 91
ODGOVORI. SISTEM OCENJEVANJA IZPITOV
DELA IZ FIZIKE 94
Za izvajanje vaj pri fiziki je na voljo 3 ure 55 minut (235 minut). Delo je sestavljeno iz 2 delov, vključno z 31 nalogami.
Pri nalogah 1-4, 8-10, 14, 15, 20, 24-26 je odgovor celo število ali zadnji decimalni ulomek. Vpišite številko v polje za odgovor v besedilu dela in jo nato prenesite v skladu s spodnjim primerom v obrazec za odgovore št. 1. Enote fizikalnih količin ni treba pisati.
Odgovor na naloge 27-31 vključuje podroben opis celotnega poteka naloge. Na listu za odgovore št. 2 označite številko naloge in zapišite njeno celotno rešitev.
Pri računanju je dovoljeno uporabljati neprogramabilni kalkulator.
Vsi obrazci USE so izpolnjeni s svetlo črnim črnilom. Dovoljena je uporaba gelskih, kapilarnih ali nalivnih peres.
Pri izpolnjevanju nalog lahko uporabite osnutek. Osnutki vnosov se ne štejejo za oceno dela.
Točke, ki jih dobite za opravljene naloge, se seštejejo. Poskusite opraviti čim več nalog in doseči največ točk.
Priprava na OGE in enotni državni izpit
Srednja splošna izobrazba
Linija UMK A. V. Grachev. Fizika (10-11) (osnovno, nadaljevalno)
Linija UMK A. V. Grachev. Fizika (7-9)
Linija UMK A. V. Peryshkin. Fizika (7-9)
Priprava na izpit iz fizike: primeri, rešitve, razlage
Z učiteljem analiziramo naloge izpita iz fizike (opcija C).Lebedeva Alevtina Sergeevna, učiteljica fizike, delovne izkušnje 27 let. Diploma Ministrstva za izobraževanje Moskovske regije (2013), Zahvala vodje občinskega okrožja Voskresensky (2015), Diploma predsednika Združenja učiteljev matematike in fizike Moskovske regije (2015).
Delo predstavlja naloge različnih stopenj zahtevnosti: osnovne, višje in višje. Naloge osnovnega nivoja so enostavne naloge, ki preverjajo usvajanje najpomembnejših fizikalnih pojmov, modelov, pojavov in zakonitosti. Naloge višjega nivoja so namenjene preverjanju sposobnosti uporabe fizikalnih konceptov in zakonov za analizo različnih procesov in pojavov ter sposobnosti reševanja nalog za uporabo enega ali dveh zakonov (formul) na kateri koli temi učne ure. šolski tečaj fizike. Pri delu 4 so naloge 2. dela naloge visoke stopnje zahtevnosti in preverjajo sposobnost uporabe zakonov in teorij fizike v spremenjeni ali novi situaciji. Izpolnjevanje takšnih nalog zahteva uporabo znanja iz dveh treh oddelkov fizike hkrati, tj. visoka raven usposobljenosti. Ta možnost je popolnoma skladna z demo različico USE leta 2017, naloge so vzete iz odprte banke nalog USE.
Slika prikazuje graf odvisnosti modula hitrosti od časa t. Iz grafa določi pot, ki jo je prevozil avtomobil v časovnem intervalu od 0 do 30 s.
rešitev. Pot, ki jo prevozi avtomobil v časovnem intervalu od 0 do 30 s, je najpreprosteje definirana kot ploščina trapeza, katerega osnova sta časovna intervala (30 - 0) = 30 s in (30 - 10) = 20 s, višina pa je hitrost v= 10 m/s, tj.
| S = | (30 + 20) z | 10 m/s = 250 m. |
| 2 |
Odgovori. 250 m
100 kg maso z vrvjo dvignemo navpično navzgor. Slika prikazuje odvisnost projekcije hitrosti V obremenitev na osi, usmerjeni navzgor, od časa t. Določite modul napetosti kabla med dviganjem.
rešitev. Glede na krivuljo projekcije hitrosti v obremenitev na osi, usmerjeni navpično navzgor, od časa t, lahko določite projekcijo pospeška bremena
| a = | ∆v | = | (8 – 2) m/s | \u003d 2 m / s 2. |
| ∆t | 3 s |
Na obremenitev delujejo: gravitacija, usmerjena navpično navzdol, in sila napetosti kabla, usmerjena vzdolž kabla navpično navzgor, glejte sl. 2. Zapišimo osnovno enačbo dinamike. Uporabimo drugi Newtonov zakon. Geometrična vsota sil, ki delujejo na telo, je enaka zmnožku mase telesa in njegovega pospeška.
+ = (1)
Zapišimo enačbo za projekcijo vektorjev v referenčnem okviru, povezanem z zemljo, os OY bo usmerjena navzgor. Projekcija natezne sile je pozitivna, saj smer sile sovpada s smerjo osi OY, projekcija sile teže je negativna, ker je vektor sile nasproti osi OY, projekcija vektorja pospeška je tudi pozitiven, zato se telo giblje pospešeno navzgor. Imamo
T – mg = ma (2);
iz formule (2) modul natezne sile
T = m(g + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.
Odgovori. 1200 N.
Telo vlečemo po hrapavi vodoravni podlagi s konstantno hitrostjo, katere modul je 1,5 m/s, in nanj deluje sila, kot je prikazano na sliki (1). V tem primeru je modul sile drsnega trenja, ki deluje na telo, 16 N. Kolikšna je moč, ki jo razvije sila F?
rešitev. Predstavljajmo si fizikalni proces, naveden v pogoju problema, in naredimo shematsko risbo, ki prikazuje vse sile, ki delujejo na telo (slika 2). Zapišimo osnovno enačbo dinamike.
Tr + + = (1)
Po izbiri referenčnega sistema, povezanega s fiksno površino, napišemo enačbe za projekcijo vektorjev na izbrane koordinatne osi. Po pogoju naloge se telo giblje enakomerno, saj je njegova hitrost konstantna in enaka 1,5 m/s. To pomeni, da je pospešek telesa enak nič. Na telo vodoravno delujeta dve sili: sila drsnega trenja tr. in sila, s katero telo vleče. Projekcija sile trenja je negativna, saj vektor sile ne sovpada s smerjo osi X. Projekcija sile F pozitivno. Spomnimo vas, da za iskanje projekcije spustimo navpičnico od začetka in konca vektorja na izbrano os. S tem v mislih imamo: F cos- F tr = 0; (1) izražajo projekcijo sile F, to je F cosα = F tr = 16 N; (2) potem bo moč, ki jo razvije sila, enaka n = F cosα V(3) Naredimo zamenjavo ob upoštevanju enačbe (2) in nadomestimo ustrezne podatke v enačbi (3):
n\u003d 16 N 1,5 m / s \u003d 24 W.
Odgovori. 24 W.
Breme, pritrjeno na lahko vzmet s togostjo 200 N/m, niha navpično. Slika prikazuje graf odmika x tovor od časa t. Ugotovite, kakšna je teža tovora. Odgovor zaokrožite na najbližje celo število.
rešitev. Utež na vzmeti niha navpično. Glede na krivuljo premika obremenitve X od časa t, določite obdobje nihanja bremena. Nihajna doba je T= 4 s; iz formule T= 2π izrazimo maso m tovor.
| = | T | ; | m | = | T 2 | ; m = k | T 2 | ; m= 200 H/m | (4 s) 2 | = 81,14 kg ≈ 81 kg. |
| 2π | k | 4π 2 | 4π 2 | 39,438 |
odgovor: 81 kg.
Na sliki je prikazan sistem dveh lahkih blokov in breztežnega kabla, s katerim lahko uravnotežite ali dvignete breme 10 kg. Trenje je zanemarljivo. Na podlagi analize zgornje slike izberite dva pravilne trditve in v odgovoru označi njihovo številko.
- Da bi tovor ohranili v ravnovesju, morate na konec vrvi delovati s silo 100 N.
- Sistem blokov, prikazan na sliki, ne daje povečanja moči.
- h, morate izvleči del vrvi dolžine 3 h.
- Počasi dvigniti breme v višino hh.
rešitev. Pri tej nalogi se je treba spomniti preprostih mehanizmov, in sicer blokov: premičnega in fiksnega bloka. Premični blok dvakrat poveča moč, medtem ko je treba odsek vrvi potegniti dvakrat dlje, fiksni blok pa se uporablja za preusmeritev sile. Pri delu preprosti mehanizmi zmagovanja ne dajo. Po analizi problema takoj izberemo potrebne izjave:
- Počasi dvigniti breme v višino h, morate izvleči del vrvi z dolžino 2 h.
- Da bi obdržali tovor v ravnotežju, morate na konec vrvi delovati s silo 50 N.
Odgovori. 45.
Aluminijasto utež, pritrjeno na breztežno in neraztegljivo nit, popolnoma potopimo v posodo z vodo. Tovor se ne dotika sten in dna posode. Nato v isto posodo z vodo potopimo železno breme, katerega masa je enaka masi aluminijastega bremena. Kako se bosta zaradi tega spremenila modul natezne sile niti in modul sile teže, ki deluje na breme?
- poveča;
- Zmanjša;
- Ne spremeni se.
rešitev. Analiziramo stanje problema in izberemo tiste parametre, ki se med študijo ne spremenijo: to je masa telesa in tekočina, v katero je telo potopljeno na niti. Po tem je bolje narediti shematično risbo in navesti sile, ki delujejo na obremenitev: sila napetosti niti F nadzor, usmerjen vzdolž niti navzgor; gravitacija usmerjena navpično navzdol; Arhimedova sila a, ki deluje s strani tekočine na potopljeno telo in je usmerjen navzgor. Glede na pogoj problema je masa bremen enaka, zato se modul sile teže, ki deluje na breme, ne spremeni. Ker je gostota blaga drugačna, bo tudi prostornina drugačna.
| V = | m | . |
| str |
Gostota železa je 7800 kg / m 3, obremenitev aluminija pa 2700 kg / m 3. Posledično V in< Va. Telo je v ravnotežju, rezultanta vseh sil, ki delujejo na telo, je enaka nič. Usmerimo koordinatno os OY navzgor. Osnovno enačbo dinamike z upoštevanjem projekcije sil zapišemo v obliki F bivši + Fa – mg= 0; (1) Izražamo natezno silo F ekstra = mg – Fa(2); Arhimedova sila je odvisna od gostote tekočine in prostornine potopljenega dela telesa Fa = ρ gV p.h.t. (3); Gostota tekočine se ne spremeni, prostornina železnega telesa pa je manjša V in< Va, zato bo Arhimedova sila, ki deluje na obremenitev železa, manjša. Sklepamo o modulu sile napetosti niti, pri čemer delamo z enačbo (2), se bo povečala.
Odgovori. 13.
Barska masa m zdrsne s fiksne hrapave nagnjene ravnine s kotom α na dnu. Modul pospeška palice je enak a, se modul hitrosti palice poveča. Zračni upor lahko zanemarimo.
Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in formulami, s katerimi jih je mogoče izračunati. Za vsako mesto prvega stolpca izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.
B) Koeficient trenja palice na nagnjeni ravnini
3) mg cosα
| 4) sinα - | a |
| g cosα |
rešitev. Ta naloga zahteva uporabo Newtonovih zakonov. Priporočamo izdelavo shematske risbe; kažejo vse kinematične značilnosti gibanja. Če je možno, narišite vektor pospeška in vektorje vseh sil, ki delujejo na premikajoče se telo; ne pozabite, da so sile, ki delujejo na telo, posledica interakcije z drugimi telesi. Nato zapišite osnovno enačbo dinamike. Izberite referenčni sistem in zapišite dobljeno enačbo za projekcijo vektorjev sile in pospeška;
Po predlaganem algoritmu bomo izdelali shematsko risbo (slika 1). Slika prikazuje sile, ki delujejo na težišče palice, in koordinatne osi referenčnega sistema, povezane s površino nagnjene ravnine. Ker so vse sile konstantne, bo gibanje palice enako spremenljivo z naraščajočo hitrostjo, tj. vektor pospeška je usmerjen v smeri gibanja. Izberimo smer osi, kot je prikazano na sliki. Zapišimo projekcije sil na izbrane osi.
Zapišimo osnovno enačbo dinamike:
Tr + = (1)
Zapišimo to enačbo (1) za projekcijo sil in pospeška.
Na os OY: projekcija sile reakcije nosilca je pozitivna, saj vektor sovpada s smerjo osi OY n y = n; projekcija sile trenja je enaka nič, ker je vektor pravokoten na os; projekcija gravitacije bo negativna in enaka mgy= – mg cosα ; vektorska projekcija pospeška a y= 0, ker je vektor pospeška pravokoten na os. Imamo n – mg cosα = 0 (2) iz enačbe izrazimo reakcijsko silo, ki deluje na palico s strani nagnjene ravnine. n = mg cosα (3). Zapišimo projekcije na os OX.
Na os OX: projekcija sile n je enak nič, ker je vektor pravokoten na os OX; Projekcija sile trenja je negativna (vektor je usmerjen v nasprotno smer glede na izbrano os); projekcija gravitacije je pozitivna in enaka mg x = mg sinα (4) iz pravokotnega trikotnika. Projekcija pozitivnega pospeška a x = a; Nato zapišemo enačbo (1) z upoštevanjem projekcije mg sinα- F tr = ma (5); F tr = m(g sinα- a) (6); Ne pozabite, da je sila trenja sorazmerna sili normalnega tlaka n.
Po definiciji F tr = μ n(7) izrazimo koeficient trenja palice na nagnjeni ravnini.
| μ = | F tr | = | m(g sinα- a) | = tanα – | a | (8). |
| n | mg cosα | g cosα |
Za vsako črko izberemo ustrezne položaje.
Odgovori. A-3; B - 2.
Naloga 8. Plinasti kisik je v posodi s prostornino 33,2 litra. Tlak plina je 150 kPa, njegova temperatura je 127 ° C. Določite maso plina v tej posodi. Odgovor izrazite v gramih in zaokrožite na najbližje celo število.
rešitev. Pomembno je biti pozoren na pretvorbo enot v sistem SI. Pretvori temperaturo v Kelvine T = t°С + 273, prostornina V\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m 3; Prevajamo pritisk p= 150 kPa = 150.000 Pa. Uporaba enačbe stanja idealnega plina
izrazi maso plina.
Bodite pozorni na enoto, v katero morate zapisati odgovor. Je zelo pomembno.
Odgovori. 48
Naloga 9. Idealen enoatomni plin v količini 0,025 mola se je adiabatno razširil. Hkrati je njegova temperatura padla s +103°С na +23°С. Kakšno je delo, ki ga opravi plin? Odgovor izrazite v joulih in zaokrožite na najbližje celo število.
rešitev. Prvič, plin ima monatomsko število prostostnih stopinj jaz= 3, drugič, plin se adiabatno širi - to pomeni, da ni prenosa toplote Q= 0. Plin deluje tako, da zmanjša notranjo energijo. S tem v mislih zapišemo prvi zakon termodinamike kot 0 = ∆ U + A G; (1) izrazimo delo plina A g = –∆ U(2); Spremembo notranje energije za enoatomski plin zapišemo kot
Odgovori. 25 J.
Relativna vlažnost dela zraka pri določeni temperaturi je 10 %. Kolikokrat bi morali spremeniti tlak tega dela zraka, da bi se njegova relativna vlažnost pri stalni temperaturi povečala za 25 %?
rešitev.Šolarjem najpogosteje povzročajo težave vprašanja, povezana z nasičeno paro in zračno vlago. Uporabimo formulo za izračun relativne vlažnosti zraka
Glede na pogoje problema se temperatura ne spremeni, kar pomeni, da nasičeni parni tlak ostane enak. Zapišimo formulo (1) za dve agregatni stanji zraka.
φ 1 \u003d 10%; φ 2 = 35 %
Iz enačb (2), (3) izrazimo zračni tlak in poiščemo razmerje tlakov.
| p 2 | = | φ 2 | = | 35 | = 3,5 |
| p 1 | φ 1 | 10 |
Odgovori. Tlak je treba povečati za 3,5-krat.
Vročo snov v tekočem stanju smo počasi ohlajali v talilni peči s konstantno močjo. Tabela prikazuje rezultate meritev temperature snovi skozi čas.
Izberite s predlaganega seznama dva izjave, ki ustrezajo rezultatom meritev in navajajo njihove številke.
- Tališče snovi pri teh pogojih je 232 °C.
- Čez 20 minut. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
- Toplotna kapaciteta snovi v tekočem in trdnem stanju je enaka.
- Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
- Proces kristalizacije snovi je trajal več kot 25 minut.
rešitev. Ko se je snov ohlajala, se je njena notranja energija zmanjšala. Rezultati temperaturnih meritev omogočajo določitev temperature, pri kateri snov začne kristalizirati. Dokler snov preide iz tekočega v trdno stanje, se temperatura ne spremeni. Ker vemo, da sta temperatura taljenja in temperatura kristalizacije enaki, izberemo trditev:
1. Tališče snovi pri teh pogojih je 232 °C.
Druga pravilna izjava je:
4. Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju. Ker je temperatura v tem trenutku že pod temperaturo kristalizacije.
Odgovori. 14.
V izoliranem sistemu ima telo A temperaturo +40 °C, telo B pa +65 °C. Ta telesa so med seboj v toplotnem stiku. Po določenem času je doseženo toplotno ravnovesje. Kako sta se zaradi tega spremenili temperatura telesa B in skupna notranja energija teles A in B?
Za vsako vrednost določite ustrezno naravo spremembe:
- Povečana;
- Zmanjšano;
- Ni se spremenilo.
V tabelo vpiši izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev.Če v izoliranem sistemu teles razen prenosa toplote ne pride do drugih energijskih transformacij, potem je količina toplote, ki jo oddajo telesa, katerih notranja energija se zmanjša, enaka količini toplote, ki jo prejmejo telesa, katerih notranja energija se poveča. (V skladu z zakonom o ohranitvi energije.) V tem primeru se celotna notranja energija sistema ne spremeni. Tovrstne probleme rešujemo na podlagi enačbe toplotne bilance.
| ∆U = ∑ | n | ∆U i = 0 (1); |
| jaz = 1 |
kjer je ∆ U- sprememba notranje energije.
V našem primeru se zaradi prenosa toplote notranja energija telesa B zmanjša, kar pomeni, da se temperatura tega telesa zmanjša. Notranja energija telesa A se poveča, ker je telo prejelo količino toplote od telesa B, potem se bo njegova temperatura povečala. Skupna notranja energija teles A in B se ne spremeni.
Odgovori. 23.
Proton str, ki leti v režo med poloma elektromagneta, ima hitrost, pravokotno na vektor indukcije magnetnega polja, kot je prikazano na sliki. Kam je usmerjena Lorentzova sila, ki deluje na proton glede na lik (gor, proti opazovalcu, stran od opazovalca, dol, levo, desno)
rešitev. Magnetno polje deluje na nabit delec z Lorentzovo silo. Da bi določili smer te sile, je pomembno, da se spomnimo mnemoničnih pravil leve roke, ne pozabimo upoštevati naboja delca. Štiri prste leve roke usmerimo vzdolž vektorja hitrosti, za pozitivno nabit delec mora vektor vstopiti v dlan pravokotno, palec, odmaknjen za 90 °, kaže smer Lorentzove sile, ki deluje na delec. Kot rezultat imamo, da je vektor Lorentzove sile usmerjen stran od opazovalca glede na sliko.
Odgovori. od opazovalca.
Modul električne poljske jakosti v ploščatem zračnem kondenzatorju s kapaciteto 50 μF je 200 V/m. Razdalja med ploščama kondenzatorja je 2 mm. Kolikšen je naboj na kondenzatorju? Odgovor zapišite v µC.
rešitev. Pretvorimo vse merske enote v sistem SI. Kapacitivnost C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, razdalja med ploščama d= 2 10 -3 m Problem obravnava ploščati zračni kondenzator - napravo za kopičenje električnega naboja in energije električnega polja. Iz formule za električno kapacitivnost
kje d je razdalja med ploščama.
Izrazimo napetost U= E d(štiri); Zamenjaj (4) v (2) in izračunaj naboj kondenzatorja.
q = C · Ed\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC
Bodite pozorni na enote, v katerih morate zapisati odgovor. Prejeli smo ga v obeskih, predstavljamo pa ga v μC.
Odgovori. 20 µC.
Učenec je izvedel poskus loma svetlobe, predstavljen na fotografiji. Kako se spreminjata lomni kot svetlobe, ki se širi v steklu, in lomni količnik stekla z naraščanjem vpadnega kota?
- se povečuje
- Zmanjšuje
- Ne spremeni se
- Izbrane številke za vsak odgovor zapišite v tabelo. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev. Pri nalogah takšnega načrta se spomnimo, kaj je lom. To je sprememba smeri širjenja valov pri prehodu iz enega medija v drugega. To je posledica dejstva, da so hitrosti širjenja valov v teh medijih različne. Ko ugotovimo, iz katerega medija se svetloba širi, zapišemo lomni zakon v obliki
| sinα | = | n 2 | , |
| sinβ | n 1 |
kje n 2 - absolutni lomni količnik stekla, medija, v katerega gre svetloba; n 1 je absolutni lomni količnik prvega medija, iz katerega prihaja svetloba. Za zrak n 1 = 1. α je vpadni kot žarka na površino steklenega polcilindra, β je lomni kot žarka v steklu. Poleg tega bo lomni kot manjši od vpadnega kota, saj je steklo optično gostejši medij – medij z visokim lomnim količnikom. Hitrost širjenja svetlobe v steklu je počasnejša. Upoštevajte, da so koti izmerjeni od navpičnice, obnovljene na vpadni točki žarka. Če povečate vpadni kot, se bo povečal tudi lomni kot. Lomni količnik stekla se zaradi tega ne bo spremenil.
Odgovori.
Bakreni skakalec na čas t 0 = 0 se začne premikati s hitrostjo 2 m / s po vzporednih vodoravnih prevodnih tirnicah, na katerih koncih je priključen upor 10 Ohm. Celoten sistem je v navpičnem enakomernem magnetnem polju. Upor mostička in tirnic je zanemarljiv, mostiček je vedno pravokoten na tirnice. Pretok F vektorja magnetne indukcije skozi vezje, ki ga tvorijo mostiček, tirnice in upor, se s časom spreminja t kot je prikazano na grafikonu.
S pomočjo grafa izberite dve pravilni trditvi in v odgovoru označite njuni številki.
- Do takrat t\u003d 0,1 s, je sprememba magnetnega pretoka skozi vezje 1 mWb.
- Indukcijski tok v mostičku v območju od t= 0,1 s t= 0,3 s maks.
- Modul EMF indukcije, ki se pojavi v tokokrogu, je 10 mV.
- Jakost induktivnega toka, ki teče v mostičku, je 64 mA.
- Da bi ohranili gibanje skakalca, nanj deluje sila, katere projekcija na smer tirnic je 0,2 N.
rešitev. Glede na graf odvisnosti toka vektorja magnetne indukcije skozi tokokrog od časa določimo odseke, kjer se spreminja pretok Ф, in kjer je sprememba pretoka enaka nič. Tako bomo lahko določili časovne intervale, v katerih se bo v vezju pojavljal induktivni tok. Pravilna izjava:
1) Do časa t= 0,1 s je sprememba magnetnega pretoka skozi tokokrog 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb; Modul EMF indukcije, ki se pojavi v tokokrogu, se določi z uporabo zakona EMP
Odgovori. 13.
Glede na graf odvisnosti jakosti toka od časa v električnem tokokrogu, katerega induktivnost je 1 mH, določite modul EMF samoindukcije v časovnem intervalu od 5 do 10 s. Odgovor zapišite v mikrovoltih.
rešitev. Preračunajmo vse količine v sistem SI, tj. prevedemo induktivnost 1 mH v H, dobimo 10 -3 H. Jakost toka, prikazana na sliki v mA, bo prav tako pretvorjena v A z množenjem z 10 -3.
Formula EMF samoindukcije ima obliko
v tem primeru je časovni interval podan glede na stanje problema
∆t= 10 s – 5 s = 5 s
sekund in glede na urnik določimo interval spremembe toka v tem času:
∆jaz= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.
V formulo (2) nadomestimo številske vrednosti, dobimo
| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V ali 2 μV.
Odgovori. 2.
Dve prozorni ravni vzporedni plošči sta tesno stisnjeni druga proti drugi. Žarek svetlobe pade iz zraka na površino prve plošče (glej sliko). Znano je, da je lomni količnik zgornje plošče enak n 2 = 1,77. Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in njihovimi vrednostmi. Za vsako mesto prvega stolpca izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.
rešitev. Za reševanje problemov loma svetlobe na meji med dvema medijema, zlasti problemov prehoda svetlobe skozi ravni vzporedne plošče, se lahko priporoča naslednji vrstni red reševanja: naredite risbo, ki prikazuje pot žarkov, ki gredo od enega. medij drugemu; na vpadnem mestu žarka na meji med dvema medijema narišemo normalo na površino, označimo vpadni in lomni kot. Bodite posebno pozorni na optično gostoto obravnavanega medija in ne pozabite, da bo pri prehodu svetlobnega žarka iz optično manj gostega medija v optično gostejši medij lomni kot manjši od vpadnega kota. Slika prikazuje kot med vpadnim žarkom in površino, potrebujemo pa vpadni kot. Ne pozabite, da so koti določeni iz navpičnice, obnovljene na vpadni točki. Ugotovimo, da je vpadni kot žarka na površino 90° - 40° = 50°, lomni količnik n 2 = 1,77; n 1 = 1 (zrak).
Zapišimo lomni zakon
| sinβ = | greh50 | = 0,4327 ≈ 0,433 |
| 1,77 |
Zgradimo približno pot žarka skozi plošče. Za meje 2–3 in 3–1 uporabimo formulo (1). V odgovor dobimo
A) Sinus vpadnega kota žarka na meji 2–3 med ploščama je 2) ≈ 0,433;
B) Lomni kot žarka pri prehodu meje 3–1 (v radianih) je 4) ≈ 0,873.
Odgovori. 24.
Ugotovite, koliko α - delcev in koliko protonov nastane kot posledica reakcije termonuklearne fuzije
+ → x+ l;
rešitev. Pri vseh jedrskih reakcijah se upoštevajo zakoni ohranitve električnega naboja in števila nukleonov. Označimo z x število alfa delcev, y število protonov. Sestavimo enačbe
+ → x + y;
reševanje sistema, ki ga imamo x = 1; l = 2
Odgovori. 1 – α-delec; 2 - protoni.
Impulzni modul prvega fotona je 1,32 · 10 -28 kg m/s, kar je 9,48 · 10 -28 kg m/s manj od impulznega modula drugega fotona. Poiščite energijsko razmerje E 2 /E 1 drugega in prvega fotona. Odgovor zaokrožite na desetinke.
rešitev. Gibalna količina drugega fotona je po pogoju večja od gibalne količine prvega fotona, zato si lahko predstavljamo str 2 = str 1 + ∆ str(ena). Energijo fotona je mogoče izraziti v smislu gibalne količine fotona z uporabo naslednjih enačb. to E = mc 2(1) in str = mc(2), potem
E = pc (3),
kje E je energija fotona, str je moment fotona, m je masa fotona, c= 3 10 8 m/s je svetlobna hitrost. Ob upoštevanju formule (3) imamo:
| E 2 | = | str 2 | = 8,18; |
| E 1 | str 1 |
Odgovor zaokrožimo na desetinke in dobimo 8,2.
Odgovori. 8,2.
Jedro atoma je bilo izpostavljeno radioaktivnemu pozitronskemu β-razpadu. Kako je to spremenilo električni naboj jedra in število nevtronov v njem?
Za vsako vrednost določite ustrezno naravo spremembe:
- Povečana;
- Zmanjšano;
- Ni se spremenilo.
V tabelo vpiši izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev. Pozitron β - razpad v atomskem jedru nastane med pretvorbo protona v nevtron z emisijo pozitrona. Zaradi tega se število nevtronov v jedru poveča za eno, električni naboj se zmanjša za eno, masno število jedra pa ostane nespremenjeno. Tako je transformacijska reakcija elementa naslednja:
Odgovori. 21.
V laboratoriju je bilo izvedenih pet poskusov opazovanja uklona z uporabo različnih uklonskih rešetk. Vsaka od rešetk je bila osvetljena z vzporednimi snopi monokromatske svetlobe z določeno valovno dolžino. Svetloba je v vseh primerih vpadala pravokotno na rešetko. V dveh od teh poskusov so opazili enako število glavnih uklonskih maksimumov. Najprej navedite številko poskusa, pri katerem je bila uporabljena uklonska mreža s krajšo periodo, nato pa številko poskusa, pri katerem je bila uporabljena uklonska mreža z daljšo periodo.
rešitev. Difrakcija svetlobe je pojav svetlobnega žarka v območju geometrijske sence. Difrakcijo lahko opazimo, ko na poti svetlobnega vala naletimo na neprozorna območja ali luknje v velikih in neprozornih pregradah za svetlobo in so dimenzije teh območij ali lukenj sorazmerne z valovno dolžino. Ena najpomembnejših uklonskih naprav je uklonska rešetka. Kotne smeri na maksimume uklonskega vzorca so določene z enačbo
d sinφ = kλ(1),
kje d je perioda uklonske mreže, φ je kot med normalo na mrežico in smerjo na enega od maksimumov uklonskega vzorca, λ je valovna dolžina svetlobe, k je celo število, ki se imenuje red uklonskega maksimuma. Izrazite iz enačbe (1)
Pri izbiri parov glede na eksperimentalne pogoje najprej izberemo 4, kjer je bila uporabljena uklonska mreža z manjšo periodo, nato pa je številka poskusa, v katerem je bila uporabljena uklonska mreža z veliko periodo, 2.
Odgovori. 42.
Tok teče skozi žični upor. Upor smo zamenjali z drugim, z žico iz enake kovine in enake dolžine, vendar s polovično površino preseka, in skozenj spustili polovico toka. Kako se bosta spremenila napetost na uporu in njegov upor?
Za vsako vrednost določite ustrezno naravo spremembe:
- se bo povečalo;
- se bo zmanjšal;
- Ne bo spremenilo.
V tabelo vpiši izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.
rešitev. Pomembno je vedeti, od katerih količin je odvisen upor prevodnika. Formula za izračun upora je
Ohmov zakon za odsek vezja, iz formule (2) izrazimo napetost
U = jaz R (3).
Glede na pogoj problema je drugi upor izdelan iz žice iz enakega materiala, enake dolžine, vendar različne površine preseka. Površina je dvakrat manjša. Če nadomestimo v (1), dobimo, da se upor poveča za 2-krat, tok pa se zmanjša za 2-krat, zato se napetost ne spremeni.
Odgovori. 13.
Obdobje nihanja matematičnega nihala na površju Zemlje je 1,2-krat večje od obdobja njegovega nihanja na nekem planetu. Kakšen je modul gravitacijskega pospeška na tem planetu? Vpliv atmosfere je v obeh primerih zanemarljiv.
rešitev. Matematično nihalo je sistem, sestavljen iz niti, katere dimenzije so veliko večje od dimenzij krogle in same krogle. Težave lahko nastanejo, če se pozabi na Thomsonovo formulo za obdobje nihanja matematičnega nihala.
T= 2π (1);
l je dolžina matematičnega nihala; g- gravitacijski pospešek.
Po stanju
Ekspresno od (3) g n \u003d 14,4 m / s 2. Upoštevati je treba, da je pospešek prostega pada odvisen od mase planeta in polmera
Odgovori. 14,4 m/s 2.
Ravni vodnik dolžine 1 m, po katerem teče tok 3 A, se nahaja v enakomernem magnetnem polju z indukcijo AT= 0,4 T pod kotom 30° na vektor . Kolikšen je modul sile, ki deluje na vodnik iz magnetnega polja?
rešitev.Če vodnik, po katerem teče tok, postavimo v magnetno polje, bo polje na vodnik, po katerem teče tok, delovalo z Amperovo silo. Zapišemo formulo za Amperov modul sile
F A = jaz LB sinα;
F A = 0,6 N
Odgovori. F A = 0,6 N.
Energija magnetnega polja, shranjenega v tuljavi, ko skozenj teče enosmerni tok, je 120 J. Za kolikokrat je treba povečati jakost toka, ki teče skozi navitje tuljave, da bi bila energija magnetnega polja, shranjena v njem povečati za 5760 J.
rešitev. Energija magnetnega polja tuljave se izračuna po formuli
| W m = | LI 2 | (1); |
| 2 |
Po stanju W 1 = 120 J, torej W 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.
| jaz 1 2 = | 2W 1 | ; jaz 2 2 = | 2W 2 | ; |
| L | L |
Nato trenutno razmerje
| jaz 2 2 | = 49; | jaz 2 | = 7 |
| jaz 1 2 | jaz 1 |
Odgovori. Moč toka je treba povečati za 7-krat. V list za odgovore vnesete samo številko 7.
Električno vezje je sestavljeno iz dveh žarnic, dveh diod in tuljave žice, povezanih, kot je prikazano na sliki. (Dioda omogoča tok samo v eno smer, kot je prikazano na vrhu slike.) Katera od žarnic bo zasvetila, če severni pol magneta približamo tuljavi? Pojasnite svoj odgovor tako, da navedete, katere pojave in vzorce ste uporabili pri razlagi.
rešitev. Linije magnetne indukcije izhajajo iz severnega pola magneta in se razhajajo. Ko se magnet približuje, se magnetni pretok skozi tuljavo žice poveča. V skladu z Lenzovim pravilom mora biti magnetno polje, ki ga ustvari induktivni tok zanke, usmerjeno v desno. Po pravilu gimleta bi moral tok teči v smeri urinega kazalca (gledano z leve). V tej smeri prehaja dioda v vezju druge svetilke. Torej bo zasvetila druga lučka.
Odgovori. Druga lučka bo zasvetila.
Dolžina naper iz aluminija L= 25 cm in površino prečnega prereza S\u003d 0,1 cm 2 je na zgornjem koncu obešen na nit. Spodnji del je naslonjen na vodoravno dno posode, v katero je natočena voda. Dolžina potopljenega dela napere l= 10 cm Poiščite moč F, s katerim igla pritisne na dno posode, če je znano, da se nit nahaja navpično. Gostota aluminija ρ a = 2,7 g / cm 3, gostota vode ρ in = 1,0 g / cm 3. Gravitacijski pospešek g= 10 m/s 2
rešitev. Naredimo razlagalno risbo.
– sila napetosti niti;
– Reakcijska sila dna posode;
a je Arhimedova sila, ki deluje samo na potopljeni del telesa in deluje na sredino potopljenega dela napere;
- gravitacijska sila, ki deluje na napero s strani Zemlje in deluje na središče celotne napere.
Po definiciji je masa napere m in modul Arhimedove sile sta izražena kot sledi: m = SLρ a (1);
F a = Slρ in g (2)
Upoštevajte momente sil glede na točko obešanja napere.
M(T) = 0 je moment natezne sile; (3)
M(N) = NL cosα je moment reakcijske sile nosilca; (štiri)
Ob upoštevanju predznakov trenutkov zapišemo enačbo
| NL cos + Slρ in g (L – | l | ) cosα = SLρ a g | L | cos(7) |
| 2 | 2 |
glede na to, da je po tretjem Newtonovem zakonu sila reakcije dna posode enaka sili F d s katerim igla pritiska na dno posode, ki jo pišemo n = F e in iz enačbe (7) izrazimo to silo:
| F d = [ | 1 | Lρ a– (1 – | l | )lρ v] Sg (8). |
| 2 | 2L |
Če vključimo številke, to dobimo
F d = 0,025 N.
Odgovori. F d = 0,025 N.
Steklenička, ki vsebuje m 1 = 1 kg dušika, ki je pri preskusu trdnosti eksplodiral pri temperaturi t 1 = 327 °C. Kakšna je masa vodika m 2 bi lahko shranili v tak valj pri temperaturi t 2 \u003d 27 ° C, s petkratno mejo varnosti? Molska masa dušika M 1 \u003d 28 g / mol, vodik M 2 = 2 g/mol.
rešitev. Zapišimo enačbo stanja idealnega plina Mendeleev - Clapeyron za dušik
kje V- prostornina balona, T 1 = t 1 + 273 °C. Glede na pogoje lahko vodik hranimo pri tlaku str 2 = p 1 /5; (3) Glede na to
maso vodika lahko izrazimo tako, da takoj delamo z enačbami (2), (3), (4). Končna formula izgleda takole:
| m 2 = | m 1 | M 2 | T 1 | (5). | ||
| 5 | M 1 | T 2 |
Po zamenjavi številskih podatkov m 2 = 28
Odgovori. m 2 = 28
V idealnem nihajnem krogu je amplituda tokovnih nihanj v induktorju sem= 5 mA in amplituda napetosti na kondenzatorju Hm= 2,0 V. V času t napetost na kondenzatorju je 1,2 V. Poiščite tok v tuljavi v tem trenutku.
rešitev. V idealnem nihajnem krogu se energija nihanja ohranja. Za trenutek t ima zakon ohranitve energije obliko
| C | U 2 | + L | jaz 2 | = L | sem 2 | (1) |
| 2 | 2 | 2 |
Za amplitudne (maksimalne) vrednosti zapišemo
in iz enačbe (2) izrazimo
| C | = | sem 2 | (4). |
| L | Hm 2 |
Zamenjajmo (4) v (3). Kot rezultat dobimo:
jaz = sem (5)
Tako je tok v tuljavi v tem trenutku t je enako
jaz= 4,0 mA.
Odgovori. jaz= 4,0 mA.
Na dnu rezervoarja, globokega 2 m, je ogledalo. Svetlobni žarek, ki gre skozi vodo, se odbije od ogledala in izstopi iz vode. Lomni količnik vode je 1,33. Poiščite razdaljo med točko vstopa žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode, če je vpadni kot žarka 30°.
rešitev. Naredimo razlagalno risbo
α je vpadni kot žarka;
β je lomni kot žarka v vodi;
AC je razdalja med vstopno točko žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode.
Po zakonu o lomu svetlobe
| sinβ = | sinα | (3) |
| n 2 |
Razmislite o pravokotniku ΔADB. V njem AD = h, potem DВ = AD
| tgβ = h tgβ = h | sinα | = h | sinβ | = h | sinα | (4) |
| cosβ |
Dobimo naslednji izraz:
| AC = 2 DB = 2 h | sinα | (5) |
Nadomestite številske vrednosti v nastalo formulo (5)
Odgovori. 1,63 m
Pri pripravi na izpit vas vabimo, da se seznanite z delovni program iz fizike za 7.–9. razred na linijo učnih gradiv Peryshkina A.V. in delovni program poglobljene ravni za 10.-11. razred TMC Myakisheva G.Ya. Programi so na voljo za ogled in brezplačen prenos vsem registriranim uporabnikom.
