Rešitev demo različice izpita iz fizike.

Specifikacija
kontrolnih merilnih materialov
za opravljanje enotnega državnega izpita v letu 2019
v FIZIKI

1. Namen enotnega državnega izpita KIM

Enotni državni izpit (v nadaljnjem besedilu Enotni državni izpit) je oblika objektivnega ocenjevanja kakovosti usposabljanja oseb, ki so obvladale izobraževalne programe srednjega splošnega izobraževanja, z uporabo nalog standardizirane oblike (material za kontrolne meritve).

Enotni državni izpit se izvaja v skladu z zveznim zakonom št. 273-FZ z dne 29. decembra 2012 »O izobraževanju v Ruski federaciji«.

Kontrolni merilni materiali omogočajo ugotavljanje stopnje obvladovanja diplomantov zvezne komponente državnega izobraževalnega standarda srednje (popolne) splošne izobrazbe fizike, osnovne in specializirane ravni.

Izobraževalne organizacije srednjega poklicnega izobraževanja in izobraževalne organizacije višjega strokovnega izobraževanja priznavajo rezultate enotnega državnega izpita iz fizike kot rezultate sprejemnih preizkusov iz fizike.

2. Dokumenti, ki določajo vsebino Enotnega državnega izpita KIM

3. Pristopi k izbiri vsebine in razvoju strukture Enotnega državnega izpita KIM

Vsaka različica izpitne naloge vključuje nadzorovane vsebinske elemente iz vseh sklopov šolskega predmeta fizika, pri vsakem sklopu pa so ponujene naloge vseh taksonomskih ravni. Najpomembnejše vsebinske elemente z vidika nadaljnjega izobraževanja v visokošolskih zavodih obvladujemo v isti različici z nalogami različnih stopenj zahtevnosti. Število nalog za določen oddelek je določeno z njegovo vsebino in sorazmerno z učnim časom, namenjenim za njegovo študijo v skladu s približnim programom fizike. Različni načrti, po katerih so sestavljene izpitne možnosti, so zgrajeni na principu vsebinskega dodajanja, tako da na splošno vse vrste možnosti zagotavljajo diagnostiko za razvoj vseh vsebinskih elementov, vključenih v kodifikator.

Prednostna naloga pri oblikovanju CMM je potreba po testiranju vrst dejavnosti, ki jih predvideva standard (ob upoštevanju omejitev v pogojih množičnega pisnega preverjanja znanja in spretnosti študentov): obvladovanje konceptualnega aparata tečaja fizike, obvladovanje metodoloških znanj, uporaba znanja pri razlagi fizikalnih pojavov in reševanju problemov. Obvladovanje veščin dela z informacijami fizične vsebine se preverja posredno z uporabo različnih načinov podajanja informacij v besedilih (grafi, tabele, diagrami in shematske risbe).

Najpomembnejša vrsta dejavnosti z vidika uspešnega nadaljevanja izobraževanja na univerzi je reševanje problemov. Vsaka možnost vključuje naloge za vse dele različnih stopenj kompleksnosti, kar vam omogoča, da preizkusite sposobnost uporabe fizikalnih zakonov in formul tako v standardnih izobraževalnih situacijah kot v netradicionalnih situacijah, ki zahtevajo manifestacijo dokaj visoke stopnje neodvisnosti pri kombiniranju znanih akcijske algoritme ali ustvarjanje lastnega načrta za dokončanje naloge.

Objektivnost preverjanja nalog s podrobnim odgovorom je zagotovljena z enotnimi merili ocenjevanja, sodelovanjem dveh neodvisnih strokovnjakov, ki ocenjujeta eno delo, možnostjo imenovanja tretjega strokovnjaka in prisotnostjo pritožbenega postopka.

Enotni državni izpit iz fizike je izbirni izpit za diplomante in je namenjen razlikovanju pri vpisu v visokošolske ustanove. V te namene delo vključuje naloge treh težavnostnih stopenj. Izpolnjevanje nalog na osnovni ravni zahtevnosti vam omogoča, da ocenite stopnjo obvladovanja najpomembnejših vsebinskih elementov srednješolskega predmeta fizike in obvladovanje najpomembnejših vrst dejavnosti.

Med nalogami osnovne ravni ločimo naloge, ki vsebinsko ustrezajo standardu osnovne ravni. Najmanjše število točk enotnega državnega izpita iz fizike, ki potrjujejo, da je diplomant obvladal srednješolski (polni) splošni izobraževalni program fizike, se določi na podlagi zahtev za obvladovanje standarda osnovne ravni. Uporaba nalog povečane in visoke stopnje zahtevnosti pri izpitnem delu nam omogoča, da ocenimo stopnjo pripravljenosti študenta za nadaljevanje izobraževanja na univerzi.

4. Struktura enotnega državnega izpita KIM

Vsaka različica izpitne pole je sestavljena iz dveh delov in obsega 32 nalog, ki se razlikujejo po obliki in stopnji zahtevnosti (Tabela 1).

1. del vsebuje 24 vprašanj s kratkimi odgovori. Od tega je 13 nalog, katerih odgovor je zapisan v obliki števila, besede ali dveh številk. 11 nalog na ujemanje in izbirno izbiro, pri katerih morate svoje odgovore zapisati kot zaporedje številk.

2. del vsebuje 8 nalog, ki jih združuje skupna aktivnost – reševanje problemov. Od tega 3 naloge s kratkim odgovorom (25-27) in 5 nalog (28-32), za katere morate podati podroben odgovor.

Da bi imeli učitelji in diplomanti predstavo o KIM prihajajočega enotnega državnega izpita iz fizike, so na uradni spletni strani FIPI vsako leto objavljene demo različice enotnega državnega izpita iz vseh predmetov. Vsakdo se lahko seznani in dobi predstavo o strukturi, obsegu in vzorčnih nalogah resničnih možnosti.

Pri pripravi na enotni državni izpit je bolje, da diplomanti uporabijo možnosti iz uradnih virov informacijske podpore za zaključni izpit.

Demo različica Enotnega državnega izpita 2017 iz fizike

Demo različice enotnega državnega izpita iz fizike 2016-2015

Skupaj nalog - 31; od tega po težavnostnih stopnjah: osnovna – 18; Povečano – 9; Visoko – 4.

Najvišja začetna ocena za delo je 50.

Skupni čas za dokončanje dela – 235 minut

Približen čas za dokončanje nalog različnih delov dela je:

1) za vsako nalogo s kratkim odgovorom – 3–5 minut;

2) za vsako nalogo s podrobnim odgovorom – 15–25 minut.

Dodatni materiali in oprema Uporablja se neprogramabilni kalkulator (za vsakega učenca) z možnostjo računanja trigonometričnih funkcij (cos, sin, tg) in ravnilo. Seznam dodatnih naprav in materialov, katerih uporaba je dovoljena za Enotni državni izpit, odobri Rosobrnadzor.

Ko berete demo različico Enotnega državnega izpita iz fizike 2017, ne pozabite, da naloge, ki so vanj vključene, ne odražajo vseh vsebinskih vprašanj, ki bodo preizkušene z možnostmi KIM v letu 2017.

Spremembe enotnega državnega izpita KIM iz fizike v letu 2017 v primerjavi z letom 2016

Struktura 1. dela izpitne naloge je spremenjena, 2. del je ostal nespremenjen. Iz izpitnega dela smo izločili naloge z izbiro enega pravilnega odgovora in dodali naloge s kratkim odgovorom.

Pri spremembah strukture izpitne pole pri fiziki so bili ohranjeni splošni konceptualni pristopi k ocenjevanju učnih dosežkov. Zlasti najvišje število točk za opravljanje vseh nalog izpitne pole je ostalo nespremenjeno, razdelitev najvišjega števila točk za naloge različnih stopenj zahtevnosti in okvirna porazdelitev števila nalog po sklopih šolskega tečaja fizike in načinih dejavnosti sta bili ohranjena.

Popoln seznam vprašanj, ki jih je mogoče nadzorovati na enotnem državnem izpitu 2017, je naveden v kodifikatorju vsebinskih elementov in zahtev za stopnjo usposobljenosti diplomantov izobraževalnih organizacij za enotni državni izpit 2017 iz fizike.

Srednja splošna izobrazba

Priprava na enotni državni izpit 2018: analiza demo različice fizike

Enotni državni izpit 2018. Fizika. Tematske naloge usposabljanja

Publikacija vsebuje:
naloge različnih vrst na vseh temah enotnega državnega izpita;
odgovore na vse naloge.
Knjiga bo uporabna tako za učitelje: omogoča učinkovito organizacijo priprav študentov na enotni državni izpit neposredno v učilnici, v procesu študija vseh tem, kot za študente: naloge usposabljanja jim bodo omogočile sistematično pripravo za izpit ob opravljeni posamezni temi.

Koničasto telo v mirovanju se začne gibati vzdolž osi Ox. Slika prikazuje graf odvisnosti projekcije ax pospešek tega telesa s časom t.

Določi razdaljo, ki jo je telo prepotovalo v tretji sekundi gibanja.

Odgovor: _________ m.

rešitev

Znanje brati grafe je zelo pomembno za vsakega učenca. Vprašanje v nalogi je, da je treba iz grafa projekcije pospeška v odvisnosti od časa določiti pot, ki jo je telo prevozilo v tretji sekundi gibanja. Graf prikazuje, da je v časovnem intervalu od t 1 = 2 s do t 2 = 4 s, projekcija pospeška je nič. Posledično je tudi projekcija rezultante sile v tem območju po drugem Newtonovem zakonu enaka nič. Ugotavljamo naravo gibanja na tem področju: telo se je gibalo enakomerno. Pot je enostavno določiti, če poznate hitrost in čas gibanja. V intervalu od 0 do 2 s pa se je telo gibalo enakomerno pospešeno. S pomočjo definicije pospeška zapišemo enačbo projekcije hitrosti Vx = V 0x + a x t; ker je telo sprva mirovalo, je projekcija hitrosti ob koncu druge sekunde postala

Nato pot, ki jo telo prepotuje v tretji sekundi

odgovor: 8 m.

riž. 1

Dve palici, povezani z lahko vzmetjo, ležita na gladki vodoravni površini. Na blok mase m= 2 kg deluje s konstantno silo enake velikosti F= 10 N in usmerjen vodoravno vzdolž osi vzmeti (glej sliko). Določite modul elastičnosti vzmeti v trenutku, ko se ta blok premika s pospeškom 1 m/s 2.

Odgovor: _________ N.

rešitev

Vodoravno na telo mase m= 2 kg delujeta dve sili, to je sila F= 10 N in elastična sila na strani vzmeti. Rezultanta teh sil daje telesu pospešek. Izberimo koordinatno premico in jo usmerimo vzdolž delovanja sile F. Zapišimo drugi Newtonov zakon za to telo.

V projekciji na os 0 X: F – F nadzor = ma (2)

Iz formule (2) izrazimo modul elastične sile F nadzor = F – ma (3)

Zamenjajmo številske vrednosti v formulo (3) in dobimo, F nadzor = 10 N – 2 kg · 1 m/s 2 = 8 N.

odgovor: 8 N.

Naloga 3

Telesu z maso 4 kg, ki leži na grobi vodoravni ravnini, se vzdolž nje giblje hitrost 10 m/s. Določite modul dela, ki ga opravi sila trenja od trenutka, ko se telo začne premikati, do trenutka, ko se hitrost telesa zmanjša za 2-krat.

odgovor: _________ J.

rešitev

Na telo delujejo sila težnosti, sila reakcije opore, sila trenja, ki ustvarja zavorni pospešek.Telesu je bila sprva dana hitrost 10 m/s. Zapišimo drugi Newtonov zakon za naš primer.

Enačba (1) z upoštevanjem projekcije na izbrano os Y bo videti takole:

n – mg = 0; n = mg (2)

V projekciji na os X: –F tr = – ma; F tr = ma; (3) Določiti moramo modul dela sile trenja v trenutku, ko postane hitrost za polovico manjša, tj. 5 m/s. Zapišimo formulo za izračun dela.

A · ( F tr) = – F tr · S (4)

Za določitev prevožene razdalje vzamemo brezčasno formulo:

Zamenjajmo (3) in (5) v (4)

Potem bo modul dela sile trenja enak:

Zamenjajmo številske vrednosti

Odgovori: 150 J.

Enotni državni izpit 2018. Fizika. 30 vadbenih različic izpitnih pol

Publikacija vsebuje:
30 možnosti usposabljanja za enotni državni izpit
navodila za izvedbo in merila za ocenjevanje
odgovore na vse naloge
Možnosti usposabljanja bodo učitelju pomagale organizirati pripravo na enotni državni izpit, učenci pa bodo samostojno preizkusili svoje znanje in pripravljenost na zaključni izpit.

Stopničasti blok ima zunanji škripec s polmerom 24 cm Uteži so obešene na navojih, navitih na zunanji in notranji škripec, kot je prikazano na sliki. V osi bloka ni trenja. Kolikšen je polmer notranjega škripca bloka, če je sistem v ravnovesju?

riž. 1

Odgovor: _________ glej.

rešitev

Glede na pogoje problema je sistem v ravnovesju. Na sliki L 1, moč ramen L 2. krak sile Pogoj za ravnotežje: momenti sil, ki vrtijo telesa v smeri urinega kazalca, morajo biti enaki momentom sil, ki vrtijo telo v nasprotni smeri. Spomnimo se, da je moment sile produkt modula sile in kraka. Sile, ki delujejo na navoje zaradi bremen, se razlikujejo za faktor 3. To pomeni, da se polmer notranjega škripca bloka razlikuje od zunanjega za 3-krat. Zato ramo L 2 bo enako 8 cm.

odgovor: 8 cm

Naloga 5

Oh, v različnih časovnih obdobjih.

Na spodnjem seznamu izberite dva pravilne trditve in označite njihove številke.

1. Potencialna energija vzmeti v času 1,0 s je največja.
2. Nihajna doba kroglice je 4,0 s.
3. Kinetična energija žoge v času 2,0 s je minimalna.
4. Amplituda nihanja kroglice je 30 mm.
5. Celotna mehanska energija nihala, sestavljenega iz krogle in vzmeti, je v času 3,0 s minimalna.

rešitev

V tabeli so podani podatki o legi krogle, ki je pritrjena na vzmet in niha vzdolž vodoravne osi Oh, v različnih časovnih obdobjih. Te podatke moramo analizirati in izbrati dve pravi izjavi. Sistem je vzmetno nihalo. V trenutku v času t= 1 s, je odmik telesa iz ravnotežnega položaja največji, kar pomeni, da je to vrednost amplitude. Po definiciji lahko potencialno energijo elastično deformiranega telesa izračunamo s formulo

Kje k– koeficient togosti vzmeti, X– odmik telesa iz ravnotežnega položaja. Če je premik največji, je hitrost na tej točki enaka nič, kar pomeni, da bo kinetična energija enaka nič. V skladu z zakonom o ohranjanju in transformaciji energije mora biti potencialna energija največja. Iz tabele vidimo, da gre telo skozi polovico nihanja v t= 2 s, traja popolno nihanje dvakrat toliko časa T= 4 s. Zato bodo trditve 1 resnične; 2.

Naloga 6

Majhen kos ledu so spustili v valjast kozarec vode, da je plaval. Čez nekaj časa se je led popolnoma stopil. Ugotovite, kako sta se zaradi taljenja ledu spremenila pritisk na dno kozarca in nivo vode v kozarcu.

1. povečana;
2. zmanjšala;
3. se ni spremenilo.

Pišite tabela

rešitev

riž. 1

Težave te vrste so precej pogoste pri različnih različicah enotnega državnega izpita. In kot kaže praksa, učenci pogosto delajo napake. Poskusimo podrobno analizirati to nalogo. Označimo m– masa kosa ledu, ρ l – gostota ledu, ρ в – gostota vode, V pcht – prostornina potopljenega dela ledu, enaka prostornini izpodrinjene tekočine (prostornina luknje). V mislih odstranimo led iz vode. Potem bo v vodi luknja, katere prostornina je enaka V pcht, tj. prostornina vode, ki jo izpodrine kos ledu sl. 1( b).

Zapišimo stanje lebdenja ledu na sl. 1( A).

F a = mg (1)

ρ in V popoldne g = mg (2)

Če primerjamo formuli (3) in (4), vidimo, da je prostornina luknje popolnoma enaka prostornini vode, ki jo dobimo pri taljenju našega kosa ledu. Če torej zdaj (miselno) vlijemo vodo, pridobljeno iz ledu, v luknjo, bo luknja popolnoma napolnjena z vodo, nivo vode v posodi pa se ne bo spremenil. Če se nivo vode ne spremeni, se tudi hidrostatični tlak (5), ki je v tem primeru odvisen le od višine tekočine, ne spremeni. Zato bo odgovor

Enotni državni izpit 2018. Fizika. Naloge za usposabljanje

Publikacija je namenjena srednješolcem za pripravo na enotni državni izpit iz fizike.
Ugodnost vključuje:
20 možnosti usposabljanja
odgovore na vse naloge
Enotni obrazci za odgovore na državni izpit za vsako možnost.
Publikacija bo pomagala učiteljem pri pripravi učencev na enotni državni izpit iz fizike.

Breztežna vzmet je nameščena na gladki vodoravni površini, en konec pa je pritrjen na steno (glej sliko). V nekem trenutku se vzmet začne deformirati z delovanjem zunanje sile na njen prosti konec A in enakomerno premikajočo se točko A.

Vzpostavite ujemanje med grafi odvisnosti fizikalnih količin od deformacije x vzmeti in te vrednosti. Za vsako mesto v prvem stolpcu izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in vpišite tabela

rešitev

Iz slike za problem je razvidno, da ko vzmet ni deformirana, je njen prosti konec in s tem točka A v položaju s koordinato X 0 . V nekem trenutku se vzmet začne deformirati z uporabo zunanje sile na njen prosti konec A. Točka A se giblje enakomerno. Odvisno od tega, ali je vzmet raztegnjena ali stisnjena, se spremenita smer in velikost elastične sile, ki nastane v vzmeti. V skladu s tem je pod črko A) graf odvisnost modula elastične sile od deformacije vzmeti.

Graf pod črko B) prikazuje odvisnost projekcije zunanje sile od velikosti deformacije. Ker z naraščajočo zunanjo silo se poveča velikost deformacije in elastična sila.

odgovor: 24.

Naloga 8

Pri izdelavi Réaumurjeve temperaturne lestvice se predpostavlja, da se pri normalnem atmosferskem tlaku led tali pri temperaturi 0 stopinj Réaumurja (°R), voda pa vre pri temperaturi 80°R. Poiščite povprečno kinetično energijo translacijskega toplotnega gibanja delca idealnega plina pri temperaturi 29 °R. Odgovor izrazite v eV in zaokrožite na najbližjo stotino.

Odgovor: ________ eV.

rešitev

Problem je zanimiv, ker je treba primerjati dve merilni lestvici temperature. To sta Reaumurjeva temperaturna lestvica in Celzijeva lestvica. Tališča ledu so na tehtnici enaka, vrelišča pa so različna; dobimo lahko formulo za pretvorbo stopinj Réaumurja v stopinje Celzija. to

Pretvorimo temperaturo 29 (°R) v stopinje Celzija

Pretvorimo rezultat v Kelvine z uporabo formule

T = t°C + 273 (2);

T= 36,25 + 273 = 309,25 (K)

Za izračun povprečne kinetične energije translacijskega toplotnega gibanja delcev idealnega plina uporabimo formulo

Kje k– Boltzmannova konstanta enaka 1,38 · 10 –23 J/K, T– absolutna temperatura po Kelvinovi lestvici. Iz formule je razvidno, da je odvisnost povprečne kinetične energije od temperature neposredna, to je, kolikokrat se spremeni temperatura, kolikokrat se spremeni povprečna kinetična energija toplotnega gibanja molekul. Zamenjajmo številske vrednosti:

Pretvorimo rezultat v elektronvolte in zaokrožimo na najbližjo stotinko. Zapomnimo si to

1 eV = 1,6 · 10 –19 J.

Za to

odgovor: 0,04 eV.

En mol monoatomskega idealnega plina sodeluje v procesu 1–2, katerega graf je prikazan na VT- diagram. Za ta proces določite razmerje med spremembo notranje energije plina in količino toplote, ki je bila prenesena na plin.

Odgovor: ___________ .

rešitev

Glede na pogoje problema v procesu 1–2, katerega graf je prikazan v VT-diagram, je vključen en mol monoatomskega idealnega plina. Da bi odgovorili na vprašanje problema, je treba pridobiti izraze za spremembo notranje energije in količino toplote, ki je privedena plinu. Proces je izobaričen (Gay-Lussacov zakon). Spremembo notranje energije lahko zapišemo v dveh oblikah:

Za količino toplote, predano plinu, zapišemo prvi zakon termodinamike:

Q 12 = A 12+Δ U 12 (5),

Kje A 12 – delo plina med ekspanzijo. Po definiciji je delo enako

A 12 = p 0 2 V 0 (6).

Potem bo količina toplote enaka, upoštevajoč (4) in (6).

Q 12 = p 0 2 V 0 + 3p 0 · V 0 = 5p 0 · V 0 (7)

Zapišimo relacijo:

odgovor: 0,6.

Priročnik vsebuje v celoti teoretično gradivo za tečaj fizike, ki je potreben za opravljanje Enotnega državnega izpita. Struktura knjige ustreza sodobnemu kodifikatorju vsebinskih elementov predmeta, na podlagi katerega so sestavljene izpitne naloge - testni in merilni materiali (CMM) enotnega državnega izpita. Teoretično gradivo je predstavljeno v jedrnati, dostopni obliki. Vsako temo spremljajo primeri izpitnih nalog, ki ustrezajo formatu enotnega državnega izpita. To bo učitelju pomagalo organizirati pripravo na enotni državni izpit, učenci pa bodo samostojno preverjali svoje znanje in pripravljenost na zaključni izpit.

Kovač pri temperaturi 1000°C kuje železno podkev, ki tehta 500 g. Ko konča kovanje, vrže podkev v posodo z vodo. Zasliši se sikanje in nad posodo se dvigne para. Poiščite maso vode, ki izhlapi, ko vanjo potopite vročo podkev. Upoštevajte, da je voda že segreta do vrelišča.

Odgovor: _________ g.

rešitev

Za rešitev problema je pomembno, da se spomnimo enačbe toplotne bilance. Če ni izgub, potem v sistemu teles pride do prenosa toplote energije. Posledično voda izhlapi. Na začetku je imela voda temperaturo 100°C, kar pomeni, da bo po potopitvi vroče podkve energija, ki jo prejme voda, šla neposredno v tvorbo pare. Zapišimo enačbo toplotne bilance

z in · m P · ( t n – 100) = Lm v 1),

Kje L– specifična toplota uparjanja, m c – masa vode, ki se je spremenila v paro, m n je masa železne podkve, z g – specifična toplotna kapaciteta železa. Iz formule (1) izrazimo maso vode

Pri zapisovanju odgovora bodi pozoren na enote, v katerih želiš pustiti maso vode.

odgovor: 90

En mol monoatomskega idealnega plina sodeluje v cikličnem procesu, katerega graf je prikazan na TV- diagram.

Izberite dva resnične trditve na podlagi analize predstavljenega grafa.

1. Tlak plina v stanju 2 je večji od tlaka plina v stanju 4
2. Delo plina v odseku 2–3 je pozitivno.
3. V odseku 1–2 se tlak plina poveča.
4. V razdelku 4–1 se plinu odvzame določena količina toplote.
5. Sprememba notranje energije plina v odseku 1–2 je manjša od spremembe notranje energije plina v odseku 2–3.

rešitev

S tovrstno nalogo se preverja sposobnost branja grafov in pojasnjevanja predstavljenih odvisnosti fizikalnih veličin. Pomembno si je zapomniti, kako izgledajo grafi odvisnosti za izoprocese v različnih oseh, zlasti R= konst. V našem primeru pri TV Diagram prikazuje dve izobari. Poglejmo, kako se spreminjata tlak in prostornina pri stalni temperaturi. Na primer za točki 1 in 4, ki ležita na dveh izobarah. p 1 . V 1 = p 4 . V 4, to vidimo V 4 > V 1 pomeni p 1 > p 4. Stanje 2 ustreza tlaku p 1. Posledično je tlak plina v stanju 2 večji od tlaka plina v stanju 4. V odseku 2–3 je proces izohoren, plin ne opravi nobenega dela, ampak je nič. Trditev ni pravilna. V odseku 1–2 se tlak poveča, kar je prav tako napačno. Zgoraj smo pravkar pokazali, da je to izobarni prehod. V odseku 4–1 se plinu odvzame določena količina toplote, da se ohrani konstantna temperatura med stiskanjem plina.

odgovor: 14.

Toplotni stroj deluje po Carnotovem ciklu. Temperaturo hladilnika toplotnega stroja smo povečali, temperaturo grelnika pa pustili enako. Količina toplote, ki jo plin prejme iz grelnika na cikel, se ni spremenila. Kako sta se spremenila izkoristek toplotnega stroja in delo plina na cikel?

Za vsako količino določite ustrezno naravo spremembe:

1. povečala
2. zmanjšala
3. se ni spremenilo

Pišite tabela izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev

Toplotni stroji, ki delujejo po Carnotovem ciklu, so pogosto v izpitnih nalogah. Najprej se morate spomniti formule za izračun faktorja učinkovitosti. Znaj ga zapisati s temperaturo grelnika in temperaturo hladilnika

poleg tega znati zapisati izkoristek preko koristnega dela plina A g in količino toplote, ki jo prejme grelec Q n.

Natančno smo prebrali pogoj in ugotovili, kateri parametri so bili spremenjeni: v našem primeru smo zvišali temperaturo hladilnika, temperaturo grelnika pa pustili enako. Z analizo formule (1) sklepamo, da se števec ulomka zmanjša, imenovalec se ne spremeni, zato se učinkovitost toplotnega stroja zmanjša. Če delamo s formulo (2), bomo takoj odgovorili na drugo vprašanje problema. Ob vseh trenutnih spremembah parametrov toplotnega stroja se bo zmanjšalo tudi delo plina na cikel.

odgovor: 22.

Negativni naboj – qQ in negativno - Q(glej sliko). Kam je usmerjen glede na risbo ( desno, levo, gor, dol, proti opazovalcu, stran od opazovalca) pospešek polnjenja – q in ta trenutek v času, če le napolni + deluje na to Q in –Q? Odgovor napišite z besedami

rešitev

riž. 1

Negativni naboj – q je v polju dveh stacionarnih nabojev: pozitivnega + Q in negativno - Q, kot je prikazano na sliki. da bi odgovorili na vprašanje, kam je usmerjen pospešek naboja - q, v trenutku, ko nanj delujeta le naboja +Q in – Q treba je najti smer rezultantne sile kot geometrijske vsote sil Po drugem Newtonovem zakonu je znano, da smer vektorja pospeška sovpada s smerjo nastale sile. Slika prikazuje geometrijsko konstrukcijo za določitev vsote dveh vektorjev. Postavlja se vprašanje, zakaj so sile tako usmerjene? Spomnimo se, kako podobno naelektrena telesa medsebojno delujejo, se odbijajo, sila Coulombova sila interakcije nabojev je osrednja sila. sila, s katero se nasprotno nabita telesa privlačijo. Iz slike vidimo, da je naboj q enako oddaljeni od stacionarnih nabojev, katerih moduli so enaki. Zato bosta enaka tudi po modulu. Nastala sila bo usmerjena glede na risbo navzdol. Usmerjen bo tudi pospešek polnjenja - q, tj. navzdol.

odgovor: Dol.

Knjiga vsebuje gradiva za uspešno opravljanje enotnega državnega izpita iz fizike: kratke teoretične informacije o vseh temah, naloge različnih vrst in stopenj zahtevnosti, reševanje problemov povečane stopnje zahtevnosti, odgovori in merila za ocenjevanje. Dijakom ne bo treba iskati dodatnih informacij na internetu in kupovati drugih učbenikov. V knjigi bodo našli vse, kar potrebujejo za samostojno in učinkovito pripravo na izpit. Publikacija vsebuje naloge različnih vrst o vseh temah, preizkušenih na enotnem državnem izpitu iz fizike, pa tudi rešitve problemov povečane stopnje kompleksnosti. Publikacija bo študentom v neprecenljivo pomoč pri pripravi na enotni državni izpit iz fizike, učitelji pa jo lahko uporabljajo pri organizaciji izobraževalnega procesa.

Dva zaporedno vezana upora z uporom 4 Ohm in 8 Ohm sta priključena na baterijo, katere priključna napetost je 24 V. Kolikšna toplotna moč se sprosti v uporu nižje vrednosti?

Odgovor: _________ tor.

rešitev

Za rešitev problema je priporočljivo narisati diagram serijske povezave uporov. Nato se spomnite zakonov serijske povezave prevodnikov.

Shema bo naslednja:

Kje R 1 = 4 Ohm, R 2 = 8 ohmov. Napetost na sponkah baterije je 24 V. Ko so vodniki zaporedno povezani na vsakem odseku vezja, bo tok enak. Skupni upor je definiran kot vsota uporov vseh uporov. Po Ohmovem zakonu imamo za del vezja:

Za določitev toplotne moči, ki jo sprosti upor nižje vrednosti, zapišemo:

p = jaz 2 R= (2 A) 2 · 4 Ohm = 16 W.

odgovor: p= 16 W.

Žični okvir s površino 2·10–3 m2 se vrti v enakomernem magnetnem polju okoli osi, pravokotne na vektor magnetne indukcije. Magnetni tok, ki prodira skozi območje okvirja, se spreminja v skladu z zakonom

Ф = 4 10 –6 cos10π t,

kjer so vse količine izražene v SI. Kaj je modul magnetne indukcije?

odgovor: ________________ mT

rešitev

Magnetni tok se spreminja po zakonu

Ф = 4 10 –6 cos10π t,

kjer so vse količine izražene v SI. Razumeti morate, kaj je na splošno magnetni tok in kako je ta količina povezana z modulom magnetne indukcije B in območje okvirja S. Zapišimo enačbo v splošni obliki, da bomo razumeli, katere količine so vanjo vključene.

Φ = Φ m cosω t(1)

Spomnimo se, da je pred znakom cos ali sin amplitudna vrednost spreminjajoče se vrednosti, kar pomeni Φ max = 4 10 –6 Wb Po drugi strani pa je magnetni pretok enak zmnožku modula magnetne indukcije z območje vezja in kosinus kota med normalo na vezje in vektorjem magnetne indukcije Φ m = IN · S cosα, pretok je največji pri cosα = 1; izrazimo indukcijski modul

Odgovor mora biti zapisan v mT. Naš rezultat je 2 mT.

odgovor: 2.

Odsek električnega tokokroga je sestavljen iz zaporedno povezanih srebrnih in aluminijastih žic. Skozi njih teče enosmerni električni tok 2 A. Graf prikazuje, kako se spremeni potencial φ v tem odseku tokokroga, če ga premaknemo vzdolž žic za razdaljo x

S pomočjo grafa izberite dva resnične trditve in v odgovoru navedite njihovo število.

1. Prečni prerezi žic so enaki.
2. Površina prečnega prereza srebrne žice 6,4 × 10 –2 mm 2
3. Površina prečnega prereza srebrne žice 4,27 10 –2 mm 2
4. Aluminijasta žica proizvaja toplotno moč 2 W.
5. Srebrna žica proizvaja manj toplotne moči kot aluminijasta žica

rešitev

Odgovor na vprašanje v nalogi bosta dve pravi trditvi. Če želite to narediti, poskusimo rešiti nekaj preprostih problemov z uporabo grafa in nekaj podatkov. Odsek električnega tokokroga je sestavljen iz zaporedno povezanih srebrnih in aluminijastih žic. Skozi njih teče enosmerni električni tok 2 A. Graf prikazuje, kako se spremeni potencial φ v tem odseku tokokroga, če ga premaknemo vzdolž žic za razdaljo x. Upornost srebra in aluminija je 0,016 μΩ m oziroma 0,028 μΩ m.

Žice so povezane zaporedno, zato bo jakost toka v vsakem odseku vezja enaka. Električna upornost prevodnika je odvisna od materiala, iz katerega je prevodnik izdelan, dolžine prevodnika in površine preseka prevodnika.

kjer je ρ upornost prevodnika; l– dolžina vodnika; S– površina prečnega prereza. Iz grafa je razvidno, da je dolžina srebrne žice L c = 8 m; dolžina aluminijaste žice L a = 14 m Napetost na odseku srebrne žice U c = Δφ = 6 V – 2 V = 4 V. Napetost na odseku aluminijaste žice U a = Δφ = 2 V – 1 V = 1 V. Glede na pogoj je znano, da skozi žice teče stalen električni tok 2 A, ob poznavanju napetosti in jakosti toka bomo določili električni upor po Ohmovem zakon za odsek vezja.

Pomembno je upoštevati, da morajo biti numerične vrednosti za izračune v sistemu SI.

Možnost pravilne izjave 2.

Preverimo izraze za moč.

p a = jaz 2 · R a(4);

p a = (2 A) 2 0,5 Ohm = 2 W.

Priročnik vsebuje v celoti teoretično gradivo za tečaj fizike, ki je potreben za opravljanje Enotnega državnega izpita. Struktura knjige ustreza sodobnemu kodifikatorju vsebinskih elementov predmeta, na podlagi katerega so sestavljene izpitne naloge - testni in merilni materiali (CMM) enotnega državnega izpita. Teoretično gradivo je predstavljeno v jedrnati, dostopni obliki. Vsako temo spremljajo primeri izpitnih nalog, ki ustrezajo formatu enotnega državnega izpita. To bo učitelju pomagalo organizirati pripravo na enotni državni izpit, učenci pa bodo samostojno preverjali svoje znanje in pripravljenost na zaključni izpit. Na koncu priročnika so odgovori na naloge za samotestiranje, ki bodo šolarjem in kandidatom pomagali objektivno oceniti raven svojega znanja in stopnjo pripravljenosti na certifikacijski izpit. Priročnik je namenjen srednješolcem, kandidatom in učiteljem.

Majhen predmet se nahaja na glavni optični osi tanke zbiralne leče med goriščno in dvojno goriščno razdaljo od nje. Predmet se začne približevati gorišču leče. Kako se spreminjata velikost slike in optična moč leče?

Za vsako količino določite ustrezno naravo njene spremembe:

1. poveča
2. zmanjša
3. ne spremeni

Pišite tabela izbrana števila za vsako fizikalno količino. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev

Predmet se nahaja na glavni optični osi tanke zbiralne leče med goriščno in dvojno goriščno razdaljo od nje. Predmet se začne približevati gorišču leče, pri čemer se optična moč leče ne spremeni, saj leče ne menjamo.

Kje F– goriščna razdalja leče; D– optična moč leče. Za odgovor na vprašanje, kako se bo spremenila velikost slike, je treba za vsako pozicijo sestaviti sliko.

riž. 1

riž. 2

Konstruirali smo dve sliki za dve poziciji objekta. Očitno se je velikost druge slike povečala.

odgovor: 13.

Slika prikazuje vezje enosmernega toka. Notranji upor tokovnega vira lahko zanemarimo. Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in formulami, s katerimi jih je mogoče izračunati ( – EMF tokovnega vira; R– upornost upora).

Za vsako mesto prvega stolpca izberite ustrezno mesto drugega in ga zapišite tabela izbrane številke pod ustreznimi črkami.

rešitev

riž.1

Glede na pogoje problema zanemarimo notranji upor vira. Vezje vsebuje vir stalnega toka, dva upora, upor R, vsak in ključ. Prvi pogoj problema zahteva določitev jakosti toka skozi vir pri zaprtem stikalu. Če je ključ zaprt, bosta upora povezana vzporedno. Ohmov zakon za celotno vezje bo v tem primeru izgledal takole:

Kje jaz– jakost toka skozi vir pri zaprtem stikalu;

Kje n– število vzporedno povezanih prevodnikov z enakim uporom.

– EMF tokovnega vira.

Če nadomestimo (2) v (1), dobimo: to je formula s številko 2).

V skladu z drugim pogojem problema je treba ključ odpreti, potem bo tok tekel samo skozi en upor. Ohmov zakon za celotno vezje bo v tem primeru:

rešitev

Zapišimo jedrsko reakcijo za naš primer:

Zaradi te reakcije je zakon o ohranitvi naboja in masnega števila izpolnjen.

Z = 92 – 56 = 36;

M = 236 – 3 – 139 = 94.

Zato je naboj jedra 36, ​​masno število jedra pa 94.

Nova referenčna knjiga vsebuje vse teoretično gradivo za predmet fizike, ki je potrebno za opravljanje enotnega državnega izpita. Vključuje vse vsebinske elemente, preizkušene s testnim gradivom, in pomaga posploševati in sistematizirati znanja in spretnosti šolskega tečaja fizike. Teoretično gradivo je predstavljeno v jedrnati in dostopni obliki. Vsako temo spremljajo primeri testnih nalog. Praktične naloge ustrezajo formatu enotnega državnega izpita. Na koncu priročnika so odgovori na teste. Priročnik je namenjen šolarjem, kandidatom in učiteljem.

Pika T Razpolovna doba izotopa kalija je 7,6 minut. Sprva je vzorec vseboval 2,4 mg tega izotopa. Koliko tega izotopa bo ostalo v vzorcu po 22,8 minutah?

Odgovor: _________ mg.

rešitev

Naloga je uporaba zakona radioaktivnega razpada. Lahko se zapiše v obliki

Kje m 0 – začetna masa snovi, t- čas, ki je potreben, da snov razpade, T- polovično življenje. Zamenjajmo številske vrednosti

odgovor: 0,3 mg.

Žarek monokromatske svetlobe pade na kovinsko ploščo. V tem primeru opazimo pojav fotoelektričnega učinka. Grafa v prvem stolpcu prikazujeta odvisnost energije od valovne dolžine λ in frekvence svetlobe ν. Vzpostavite ujemanje med grafom in energijo, za katero lahko določi predstavljeno odvisnost.

Za vsako mesto v prvem stolpcu izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in vpišite tabela izbrane številke pod ustreznimi črkami.

rešitev

Koristno je spomniti se definicije fotoelektričnega učinka. To je pojav interakcije svetlobe s snovjo, zaradi česar se energija fotonov prenese na elektrone snovi. Obstajajo zunanji in notranji fotoučinki. V našem primeru govorimo o zunanjem fotoelektričnem učinku. Ko se pod vplivom svetlobe iz snovi izbijejo elektroni. Delovna funkcija je odvisna od materiala, iz katerega je izdelana fotokatoda fotocelice, in ni odvisna od frekvence svetlobe. Energija vpadnih fotonov je sorazmerna s frekvenco svetlobe.

E= h v(1)

kjer je λ valovna dolžina svetlobe; z– svetlobna hitrost,

Zamenjajmo (3) v (1) Dobimo

Analizirajmo nastalo formulo. Očitno je, da se z večanjem valovne dolžine energija vpadnih fotonov zmanjšuje. Ta vrsta odvisnosti ustreza grafu pod črko A)

Zapišimo Einsteinovo enačbo za fotoelektrični učinek:

hν = A ven + E do (5),

Kje hν je energija fotona, ki vpade na fotokatodo, A funkcija zunaj dela, E k je največja kinetična energija fotoelektronov, oddanih iz fotokatode pod vplivom svetlobe.

Iz formule (5) izrazimo E k = hν – A izhod (6), torej z naraščajočo frekvenco vpadne svetlobe največja kinetična energija fotoelektronov se poveča.

rdeča obroba

To je najmanjša frekvenca, pri kateri je fotoelektrični učinek še možen. Odvisnost največje kinetične energije fotoelektronov od frekvence vpadne svetlobe se odraža na grafu pod črko B).

Določite odčitke ampermetra (glejte sliko), če je napaka pri merjenju enosmernega toka enaka vrednosti delitve ampermetra.

Odgovor: (___________±___________) A.

rešitev

Z nalogo se preveri sposobnost zapisovanja odčitkov merilne naprave ob upoštevanju podane napake merjenja. Določimo ceno delitve lestvice z= (0,4 A – 0,2 A)/10 = 0,02 A. Napaka meritve po pogoju je enaka ceni delitve, t.j. Δ jaz = c= 0,02 A. Končni rezultat zapišemo v obliki:

jaz= (0,20 ± 0,02) A

Treba je sestaviti eksperimentalno postavitev, s katero lahko določimo koeficient drsnega trenja med jeklom in lesom. Da bi to naredil, je študent vzel jekleno palico s kavljem. Katera dva dodatna elementa s spodnjega seznama opreme je treba uporabiti za izvedbo tega poskusa?

1. lesene letvice
2. dinamometer
3. čaša
4. plastična tirnica
5. štoparica

V odgovor zapišite številke izbranih predmetov.

rešitev

Naloga zahteva določitev koeficienta drsnega trenja jekla na lesu, zato je za izvedbo poskusa potrebno vzeti leseno ravnilo in dinamometer iz predlaganega seznama opreme za merjenje sile. Koristno je spomniti formulo za izračun modula sile drsnega trenja

Fck = μ · n (1),

kjer je μ koeficient drsnega trenja, n– sila reakcije na tla, ki je po modulu enaka teži telesa.

Priročnik vsebuje podrobno teoretično gradivo o vseh temah, preizkušenih na enotnem državnem izpitu iz fizike. Po vsakem razdelku so podane naloge na več ravneh v obliki enotnega državnega izpita. Za končno kontrolo znanja so na koncu priročnika podane možnosti usposabljanja, ki ustrezajo Enotnemu državnemu izpitu. Dijakom ne bo treba iskati dodatnih informacij na internetu in kupovati drugih učbenikov. V priročniku bodo našli vse, kar potrebujejo za samostojno in učinkovito pripravo na izpit. Referenčna knjiga je namenjena srednješolcem za pripravo na enotni državni izpit iz fizike. Priročnik vsebuje podrobno teoretično gradivo o vseh temah, ki jih preverja izpit. Po vsakem razdelku so podani primeri nalog enotnega državnega izpita in praktičnega testa. Za vse naloge so podani odgovori. Publikacija bo koristna učiteljem fizike in staršem za učinkovito pripravo učencev na enotni državni izpit.

Razmislite o tabeli, ki vsebuje informacije o svetlih zvezdah.

Izberite dva izjave, ki ustrezajo značilnostim zvezd.

1. Površinska temperatura in radij Betelgeuse kažeta, da je ta zvezda rdeča supervelikanka.
2. Temperatura na površini Procyona je 2-krat nižja kot na površini Sonca.
3. Zvezdi Castor in Capella sta na enaki razdalji od Zemlje in zato pripadata istemu ozvezdju.
4. Zvezda Vega spada med bele zvezde spektralnega razreda A.
5. Ker sta masi zvezd Vega in Capella enaki, pripadata istemu spektralnemu razredu.

rešitev

V nalogi morate izbrati dve pravilni izjavi, ki ustrezata značilnostim zvezd. Iz tabele je razvidno, da ima Betelgeza najnižjo temperaturo in največji radij, kar pomeni, da ta zvezda spada med rdeče velikanke. Zato je pravilen odgovor (1). Če želite pravilno izbrati drugo trditev, morate poznati porazdelitev zvezd po spektralnih vrstah. Poznati moramo temperaturno območje in barvo zvezde, ki ustreza tej temperaturi. Z analizo podatkov iz tabele ugotovimo, da je pravilna trditev (4). Zvezda Vega spada med bele zvezde spektralnega razreda A.

Projektil z maso 2 kg, ki leti s hitrostjo 200 m/s, se razbije na dva drobca. Prvi drobec z maso 1 kg leti pod kotom 90° glede na prvotno smer s hitrostjo 300 m/s. Poiščite hitrost drugega fragmenta.

Odgovor: _______ m/s.

rešitev

V trenutku, ko izstrelek poči (Δ t→ 0) lahko zanemarimo vpliv gravitacije in projektil obravnavamo kot zaprt sistem. V skladu z zakonom o ohranjanju gibalne količine: vektorska vsota gibalne količine teles, vključenih v zaprt sistem, ostane nespremenjena za kakršne koli interakcije teles tega sistema med seboj. za naš primer pišemo:

– hitrost projektila; m– masa izstrelka pred razpokom; – hitrost prvega fragmenta; m 1 – masa prvega fragmenta; m 2 – masa drugega fragmenta; – hitrost drugega fragmenta.

Izberimo pozitivno smer osi X, ki sovpada s smerjo hitrosti projektila, potem v projekciji na to os zapišemo enačbo (1):

mv x = m 1 v 1x + m 2 v 2x (2)

Po pogoju leti prvi drobec pod kotom 90° glede na prvotno smer. Dolžino želenega impulznega vektorja določimo s pomočjo Pitagorovega izreka za pravokotni trikotnik.

str 2 = √str 2 + str 1 2 (3)

str 2 = √400 2 + 300 2 = 500 (kg m/s)

odgovor: 500 m/s.

Pri stiskanju idealnega enoatomskega plina pri konstantnem tlaku so zunanje sile opravile delo 2000 J. Koliko toplote je plin prenesel na okoliška telesa?

Odgovor: _____ J.

rešitev

Problem prvega zakona termodinamike.

Δ U = Q + A sonce, (1)

Kjer je Δ U – sprememba notranje energije plina, Q– količino toplote, ki jo plin prenese na okoliška telesa, A vse je delo zunanjih sil. Po stanju je plin enoatomski in je stisnjen pri konstantnem tlaku.

A sonce = – A g (2),

Kje strΔ V = A G

odgovor: 5000 J.

Ravni monokromatski svetlobni val s frekvenco 8,0 10 14 Hz normalno vpada na uklonsko mrežo. Vzporedno z rešetko za njo je postavljena zbiralna leča z goriščno razdaljo 21 cm, uklonski vzorec opazujemo na zaslonu v zadnji goriščni ravnini leče. Razdalja med njegovimi glavnimi maksimumi 1. in 2. reda je 18 mm. Poiščite periodo rešetke. Odgovor izrazite v mikrometrih (µm), zaokroženih na najbližjo desetino. Izračunajte za majhne kote (φ ≈ 1 v radianih) tgα ≈ sinφ ≈ φ.

rešitev

Kotne smeri na maksimume uklonskega vzorca so določene z enačbo

d· sinφ = kλ (1),

Kje d– perioda uklonske mreže, φ – kot med normalo na mrežico in smerjo na enega od maksimumov uklonskega vzorca λ – valovna dolžina svetlobe, k– celo število, imenovano vrstni red uklonskega maksimuma. Iz enačbe (1) izrazimo periodo uklonske mreže

riž. 1

Glede na pogoje problema poznamo razdaljo med njegovimi glavnimi maksimumi 1. in 2. reda, označimo jo kot Δ x= 18 mm = 1,8 10 –2 m, frekvenca svetlobnega valovanja ν = 8,0 10 14 Hz, goriščna razdalja leče F= 21 cm = 2,1 · 10 –1 m Določiti moramo periodo uklonske mreže. Na sl. Slika 1 prikazuje diagram poti žarkov skozi rešetko in lečo za njo. Na zaslonu, ki se nahaja v goriščni ravnini zbirne leče, je opazen uklonski vzorec kot posledica interference valov, ki prihajajo iz vseh rež. Uporabimo formulo ena za dva maksimuma 1. in 2. reda.

d sinφ 1 = kλ (2),

če k = 1, torej d sinφ 1 = λ (3),

pišemo podobno za k = 2,

Ker je kot φ majhen, je tanφ ≈ sinφ. Nato iz sl. 1 to vidimo

Kje x 1 – razdalja od ničelnega maksimuma do maksimuma prvega reda. Enako za razdaljo x 2 .

Potem imamo

Period uklonske rešetke,

ker po definiciji

Kje z= 3 10 8 m/s – hitrost svetlobe, nato pa nadomestimo numerične vrednosti, ki jih dobimo

Odgovor je bil predstavljen v mikrometrih, zaokrožen na desetinke, kot zahteva navedba problema.

odgovor: 4,4 mikronov.

Na podlagi fizikalnih zakonov poiščite odčitek idealnega voltmetra v tokokrogu, prikazanem na sliki, pred zapiranjem tipke K in opišite spremembe njegovih odčitkov po zapiranju tipke K. Na začetku kondenzator ni napolnjen.

rešitev

riž. 1

Naloge iz dela C zahtevajo, da študent poda popoln in podroben odgovor. Na podlagi zakonov fizike je treba določiti odčitke voltmetra pred zapiranjem tipke K in po zapiranju tipke K. Upoštevajte, da kondenzator v vezju na začetku ni napolnjen. Razmislimo o dveh stanjih. Ko je ključ odprt, je na vir napajanja priključen samo upor. Odčitki voltmetra so nič, ker je vzporedno povezan s kondenzatorjem, kondenzator pa sprva ni napolnjen, nato q 1 = 0. Drugo stanje je, ko je ključ zaprt. Nato se bodo odčitki voltmetra povečali, dokler ne dosežejo največje vrednosti, ki se s časom ne bo spremenila,

Kje r– notranji upor vira. Napetost na kondenzatorju in uporu po Ohmovem zakonu za odsek vezja U = jaz · R se sčasoma ne bo spremenila in odčitki voltmetra se bodo prenehali spreminjati.

Na dno valjaste posode z dnom je z nitjo privezana lesena kroglica S= 100 cm 2. V posodo nalijemo vodo tako, da je kroglica popolnoma potopljena v tekočino, medtem ko je nit raztegnjena in deluje na kroglico s silo. T. Če nit prerežete, bo žogica lebdela in nivo vode se bo spremenil v h = 5 cm Poiščite napetost niti T.

rešitev

Na začetku je lesena krogla z nitjo privezana na dno valjaste posode s površino dna S= 100 cm 2 = 0,01 m 2 in je popolnoma potopljen v vodo. Na kroglico delujejo tri sile: sila težnosti Zemlje, – Arhimedova sila iz tekočine, – natezna sila niti, ki je posledica medsebojnega delovanja krogle in niti. Glede na pogoj ravnotežja krogle v prvem primeru mora biti geometrijska vsota vseh sil, ki delujejo na kroglo, enaka nič:

Izberimo koordinatno os ojoj in ga usmerite navzgor. Nato ob upoštevanju projekcije zapišemo enačbo (1):

F a 1 = T + mg (2).

Naj opišemo Arhimedovo silo:

F a 1 = ρ V 1 g (3),

Kje V 1 – prostornina dela žoge, potopljene v vodo, v prvem je prostornina celotne žoge, m je masa krogle, ρ je gostota vode. Pogoj ravnovesja v drugem primeru

F a 2 = mg (4)

V tem primeru opišemo Arhimedovo silo:

F a 2 = ρ V 2 g (5),

Kje V 2 je prostornina dela krogle, potopljenega v tekočino v drugem primeru.

Delajmo z enačbama (2) in (4). Nato lahko uporabite metodo zamenjave ali odštejete od (2) – (4). F a 1 – F a 2 = T, z uporabo enačb (3) in (5) dobimo ρ V 1 g– ρ · V 2 g= T;

ρg ( V 1 – V 2) = T (6)

Glede na to

V 1 – V 2 = S · h (7),

Kje h= H 1 – H 2 ; dobimo

T= ρ g S · h (8)

Zamenjajmo številske vrednosti

odgovor: 5 N.

Vse informacije, potrebne za opravljanje Enotnega državnega izpita iz fizike, so predstavljene v jasnih in dostopnih tabelah, po vsaki temi pa so naloge usposabljanja za nadzor znanja. S pomočjo te knjige bodo študenti lahko v najkrajšem možnem času povečali raven svojega znanja, se spomnili vseh najpomembnejših tem nekaj dni pred izpitom, vadili izpolnjevanje nalog v obliki enotnega državnega izpita in postali bolj samozavestni. v svojih sposobnostih. Po ponovitvi vseh tem, predstavljenih v priročniku, bo težko pričakovanih 100 točk veliko bližje! Priročnik vsebuje teoretične informacije o vseh temah, preizkušenih na enotnem državnem izpitu iz fizike. Po vsakem delu so naloge za usposabljanje različnih vrst z odgovori. Jasna in dostopna predstavitev gradiva vam bo omogočila, da hitro najdete potrebne informacije, odpravite vrzeli v znanju in ponovite veliko količino informacij v najkrajšem možnem času. Publikacija bo dijakom v pomoč pri pripravah na pouk, različne oblike tekočega in vmesnega nadzora ter pripravah na izpite.

Naloga 30

V prostoru velikosti 4 × 5 × 3 m, v katerem je temperatura zraka 10 °C in relativna vlažnost 30 %, je vključen vlažilec zraka s kapaciteto 0,2 l/h. Kakšna bo relativna vlažnost v prostoru po 1,5 ure? Tlak nasičene vodne pare pri temperaturi 10 °C je 1,23 kPa. Sobo imejte za zaprto posodo.

rešitev

Ko začnemo reševati probleme o pari in vlagi, je vedno koristno upoštevati naslednje: če sta podana temperatura in tlak (gostota) nasičene pare, potem je njena gostota (tlak) določena iz Mendeleev-Clapeyronove enačbe . Zapišite Mendelejev–Clapeyronovo enačbo in formulo relativne vlažnosti za vsako stanje.

Za prvi primer pri φ 1 = 30 %. Parcialni tlak vodne pare izrazimo s formulo:

Kje T = t+ 273 (K), R– univerzalna plinska konstanta. Izrazimo začetno maso pare v prostoru z enačbama (2) in (3):

V času delovanja τ vlažilnika se bo masa vode povečala za

Δ m = τ · ρ · jaz, (6)

Kje jaz– Glede na pogoj je zmogljivost vlažilnika enaka 0,2 l/h = 0,2 10 –3 m3/h, ρ = 1000 kg/m3 – gostota vode Zamenjajmo formuli (4) in (5) v (6)

Preoblikujemo izraz in izrazimo

To je želena formula za relativno vlažnost, ki bo v prostoru po delovanju vlažilnika.

Zamenjajmo številske vrednosti in dobimo naslednji rezultat

odgovor: 83 %.

Dve enaki palici z maso m= 100 g in odpornost R= 0,1 ohma vsak. Razdalja med tirnicama je l = 10 cm, koeficient trenja med palicama in tirnico pa je μ = 0,1. Tirnice s palicami so v enakomernem navpičnem magnetnem polju z indukcijo B = 1 T (glej sliko). Pod vplivom horizontalne sile, ki deluje na prvo palico vzdolž tirnic, se obe palici premikata enakomerno naprej z različno hitrostjo. Kolikšna je hitrost prve palice glede na drugo? Samoindukcijo vezja zanemarimo.

rešitev

riž. 1

Naloga je zapletena zaradi dejstva, da se premikata dve palici in morate določiti hitrost prve glede na drugo. Sicer pristop k reševanju tovrstnih problemov ostaja enak. Sprememba magnetnega toka, ki prodira v vezje, vodi do pojava induciranega emf. V našem primeru, ko se palice premikajo z različnimi hitrostmi, je sprememba toka vektorja magnetne indukcije, ki prodira v tokokrog v določenem časovnem obdobju Δ t določeno s formulo

ΔΦ = B · l · ( v 1 – v 2) Δ t (1)

To vodi do pojava induciranega emf. Po Faradayevem zakonu

Glede na pogoje problema zanemarimo samoinduktivnost vezja. Po Ohmovem zakonu za zaprt tokokrog zapišemo izraz za jakost toka, ki nastaja v tokokrogu:

Na vodnike, po katerih teče tok v magnetnem polju, deluje Amperova sila in njihovi moduli so med seboj enaki in so enaki zmnožku jakosti toka, modula vektorja magnetne indukcije in dolžine vodnika. Ker je vektor sile pravokoten na smer toka, potem je sinα = 1, potem

F 1 = F 2 = jaz · B · l (4)

Zavorna sila trenja še vedno deluje na palice,

F tr = μ · m · g (5)

glede na pogoj pravimo, da se palice gibljejo enakomerno, kar pomeni, da je geometrijska vsota sil, ki delujejo na vsako palico, enaka nič. Na drugo palico delujeta le Amperova sila in sila trenja F tr = F 2, ob upoštevanju (3), (4), (5)

Od tu izrazimo relativno hitrost

Zamenjajmo številske vrednosti:

odgovor: 2 m/s.

V poskusu za preučevanje fotoelektričnega učinka na površino katode pade svetloba s frekvenco ν = 6,1 × 10 14 Hz, zaradi česar v vezju nastane tok. Trenutni graf jaz od Napetost U med anodo in katodo je prikazano na sliki. Kolikšna je moč vpadne svetlobe R, če v povprečju eden od 20 fotonov, ki vpadejo na katodo, izbije elektron?

rešitev

Po definiciji je jakost toka fizikalna količina, ki je numerično enaka naboju q ki poteka skozi presek prevodnika na časovno enoto t:

Če vsi fotoelektroni, izbiti iz katode, dosežejo anodo, potem tok v vezju doseže nasičenost. Celotni naboj, ki prehaja skozi presek prevodnika, je mogoče izračunati

q = N e · e · t (2),

Kje e– modul elektronskega naboja, N e– število fotoelektronov, izbitih iz katode v 1 s. V skladu s pogojem eden od 20 fotonov, ki vpadejo na katodo, izbije elektron. Potem

Kje n f je število fotonov, ki vpadejo na katodo v 1 s. Največji tok v tem primeru bo

Naša naloga je najti število fotonov, ki vpadejo na katodo. Znano je, da je energija enega fotona enaka E f = h · v, potem moč vpadne svetlobe

Po zamenjavi ustreznih vrednosti dobimo končno formulo