Preparazione all'OGE e all'Esame di Stato Unificato

Istruzione generale secondaria

Linea UMK AV Grachev. Fisica (10-11) (base, avanzato)

Linea UMK AV Grachev. Fisica (7-9)

Linea UMK A. V. Peryshkin. Fisica (7-9)

Preparazione all'esame di fisica: esempi, soluzioni, spiegazioni

Analizziamo i compiti dell'esame di fisica (opzione C) con l'insegnante.

Lebedeva Alevtina Sergeevna, insegnante di fisica, esperienza lavorativa 27 anni. Diploma del Ministero dell'Istruzione della Regione di Mosca (2013), Gratitudine del Capo del Distretto Municipale di Voskresensky (2015), Diploma del Presidente dell'Associazione degli Insegnanti di Matematica e Fisica della Regione di Mosca (2015).

Il lavoro presenta compiti di diversi livelli di complessità: base, avanzato e alto. I compiti di livello base sono compiti semplici che mettono alla prova l'assimilazione dei più importanti concetti fisici, modelli, fenomeni e leggi. Le attività di livello avanzato mirano a testare la capacità di utilizzare i concetti e le leggi della fisica per analizzare vari processi e fenomeni, nonché la capacità di risolvere problemi per l'applicazione di una o due leggi (formule) su uno qualsiasi degli argomenti del corso di fisica della scuola. Nel lavoro 4, i compiti della parte 2 sono compiti di alto livello di complessità e mettono alla prova la capacità di usare le leggi e le teorie della fisica in una situazione nuova o cambiata. L'adempimento di tali compiti richiede l'applicazione della conoscenza di due tre sezioni della fisica contemporaneamente, ad es. alto livello di formazione. Questa opzione è pienamente coerente con la versione demo di USE nel 2017, le attività sono prese dalla banca aperta di attività USE.

La figura mostra un grafico della dipendenza del modulo di velocità dal tempo T. Determinare dal grafico il percorso percorso dall'auto nell'intervallo di tempo da 0 a 30 s.

Soluzione. Il percorso percorso dall'auto nell'intervallo di tempo da 0 a 30 s è definito più semplicemente come l'area di un trapezio, le cui basi sono gli intervalli di tempo (30 - 0) = 30 s e (30 - 10) = 20 s, e l'altezza è la velocità v= 10 m/s, cioè

S =	(30 + 20) Con	10 m/sec = 250 m.
	2

Risposta. 250 mt

Una massa di 100 kg viene sollevata verticalmente verso l'alto con una fune. La figura mostra la dipendenza della proiezione della velocità v carico sull'asse diretto verso l'alto, da tempo T. Determinare il modulo della tensione del cavo durante il sollevamento.

Soluzione. Secondo la curva di proiezione della velocità v carico su un asse diretto verticalmente verso l'alto, da tempo T, è possibile determinare la proiezione dell'accelerazione del carico

UN =	∆v	=	(8 – 2) m/sec	\u003d 2 m / s 2.
	∆T		3 sec

Il carico è influenzato da: gravità diretta verticalmente verso il basso e forza di tensione del cavo diretta lungo il cavo verticalmente verso l'alto, vedere fig. 2. Scriviamo l'equazione di base della dinamica. Usiamo la seconda legge di Newton. La somma geometrica delle forze che agiscono su un corpo è uguale al prodotto della massa del corpo per l'accelerazione ad esso impartita.

+ = (1)

Annotiamo l'equazione per la proiezione dei vettori nel sistema di riferimento associato alla terra, l'asse OY sarà diretto verso l'alto. La proiezione della forza di tensione è positiva, poiché la direzione della forza coincide con la direzione dell'asse OY, la proiezione della forza di gravità è negativa, poiché il vettore forza è opposto all'asse OY, la proiezione del vettore accelerazione è anche positivo, quindi il corpo si muove con accelerazione verso l'alto. Abbiamo

T – mg = mamma (2);

dalla formula (2) il modulo della forza di tensione

T = M(G + UN) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.

Risposta. 1200 n.

Il corpo viene trascinato lungo una superficie orizzontale ruvida a velocità costante, il cui modulo è di 1,5 m/s, applicandogli una forza come mostrato in Figura (1). In questo caso il modulo della forza di attrito radente agente sul corpo è 16 N. Qual è la potenza sviluppata dalla forza F?

Soluzione. Immaginiamo il processo fisico specificato nella condizione del problema e facciamo un disegno schematico che indichi tutte le forze che agiscono sul corpo (Fig. 2). Scriviamo l'equazione di base della dinamica.

Tr + + = (1)

Dopo aver scelto un sistema di riferimento associato a una superficie fissa, scriviamo le equazioni per la proiezione dei vettori sugli assi coordinati selezionati. A seconda della condizione del problema, il corpo si muove uniformemente, poiché la sua velocità è costante e pari a 1,5 m/s. Ciò significa che l'accelerazione del corpo è zero. Due forze agiscono orizzontalmente sul corpo: forza di attrito radente tr. e la forza con cui il corpo viene trascinato. La proiezione della forza di attrito è negativa, poiché il vettore forza non coincide con la direzione dell'asse X. Proiezione della forza F positivo. Ti ricordiamo che per trovare la proiezione, abbassiamo la perpendicolare dall'inizio e dalla fine del vettore all'asse selezionato. Ciò premesso, abbiamo: F cos- F tr = 0; (1) esprimere la proiezione della forza F, Questo F cosα = F tr = 16 N; (2) quindi la potenza sviluppata dalla forza sarà uguale a N = F cosα v(3) Facciamo una sostituzione, tenendo conto dell'equazione (2), e sostituiamo i dati corrispondenti nell'equazione (3):

N\u003d 16 N 1,5 m / s \u003d 24 W.

Risposta. 24 W.

Un carico fissato su una molla leggera con una rigidità di 200 N/m oscilla verticalmente. La figura mostra un grafico dell'offset X carico da tempo T. Determina qual è il peso del carico. Arrotonda la tua risposta al numero intero più vicino.

Soluzione. Il peso sulla molla oscilla verticalmente. Secondo la curva carico-spostamento X dal momento T, determinare il periodo di oscillazione del carico. Il periodo di oscillazione è T= 4s; dalla formula T= 2π esprimiamo la massa M carico.

=	T	;	M	=	T 2	; M = K	T 2	; M= 200 H/m	(4 secondi) 2	= 81,14 kg ≈ 81 kg.
	2π		K		4π 2		4π 2		39,438

Risposta: 81 kg.

La figura mostra un sistema di due blocchi leggeri e un cavo senza peso, con il quale è possibile bilanciare o sollevare un carico di 10 kg. L'attrito è trascurabile. Sulla base dell'analisi della figura sopra, selezionare due affermazioni corrette e indicare i loro numeri nella risposta.

1. Per mantenere il carico in equilibrio occorre agire sull'estremità della fune con una forza di 100 N.
2. Il sistema di blocchi mostrato nella figura non dà un guadagno di forza.
3. H, devi estrarre una sezione di corda con una lunghezza di 3 H.
4. Per sollevare lentamente un carico ad un'altezza HH.

Soluzione. In questo compito è necessario richiamare meccanismi semplici, vale a dire blocchi: un blocco mobile e uno fisso. Il blocco mobile dà un guadagno di forza doppio, mentre la sezione della fune deve essere tirata il doppio e il blocco fisso viene utilizzato per reindirizzare la forza. Nel lavoro, i semplici meccanismi di vincita non danno. Dopo aver analizzato il problema, selezioniamo immediatamente le affermazioni necessarie:

1. Per sollevare lentamente un carico ad un'altezza H, devi estrarre una sezione di corda con una lunghezza di 2 H.
2. Per mantenere il carico in equilibrio occorre agire sull'estremità della fune con una forza di 50 N.

Risposta. 45.

Un peso di alluminio, fissato su un filo senza peso e inestensibile, è completamente immerso in un recipiente con acqua. Il carico non tocca le pareti e il fondo della nave. Quindi, un carico di ferro viene immerso nello stesso recipiente con acqua, la cui massa è uguale alla massa del carico di alluminio. In che modo cambieranno il modulo della forza di tensione del filo e il modulo della forza di gravità che agisce sul carico?

1. aumenta;
2. Diminuisce;
3. Non cambia.

Soluzione. Analizziamo la condizione del problema e selezioniamo quei parametri che non cambiano durante lo studio: questa è la massa del corpo e il liquido in cui il corpo è immerso sui fili. Dopodiché, è meglio fare un disegno schematico e indicare le forze che agiscono sul carico: la forza della tensione del filo F controllo, diretto lungo il filo verso l'alto; gravità diretta verticalmente verso il basso; Forza Archimede UN, agendo dal lato del liquido sul corpo immerso e diretto verso l'alto. A seconda della condizione del problema, la massa dei carichi è la stessa, quindi il modulo della forza di gravità che agisce sul carico non cambia. Poiché la densità delle merci è diversa, anche il volume sarà diverso.

v =	M	.
	P

La densità del ferro è di 7800 kg / m 3 e il carico di alluminio è di 2700 kg / m 3. Quindi, v E< Va. Il corpo è in equilibrio, la risultante di tutte le forze che agiscono sul corpo è nulla. Dirigiamo verso l'alto l'asse delle coordinate OY. Scriviamo l'equazione di base della dinamica, tenendo conto della proiezione delle forze, nella forma F ex + Fa – mg= 0; (1) Esprimiamo la forza di tensione F estr = mg – Fa(2); La forza di Archimede dipende dalla densità del liquido e dal volume della parte sommersa del corpo Fa = ρ gV p.h.t. (3); La densità del liquido non cambia e il volume del corpo di ferro è inferiore v E< Va, quindi la forza di Archimede che agisce sul carico di ferro sarà minore. Traiamo una conclusione sul modulo della forza di tensione del filo, lavorando con l'equazione (2), aumenterà.

Risposta. 13.

Massa della barra M scivola da un piano inclinato scabro fisso con un angolo α alla base. Il modulo di accelerazione della barra è uguale a UN, il modulo di velocità della barra aumenta. La resistenza dell'aria può essere trascurata.

Stabilire una corrispondenza tra grandezze fisiche e formule con le quali possono essere calcolate. Per ogni posizione della prima colonna, seleziona la posizione corrispondente dalla seconda colonna e annota i numeri selezionati nella tabella sotto le lettere corrispondenti.

B) Il coefficiente di attrito della barra sul piano inclinato

3) mg cosα

4) sinα -	UN
	G cosα

Soluzione. Questo compito richiede l'applicazione delle leggi di Newton. Si consiglia di realizzare un disegno schematico; indicare tutte le caratteristiche cinematiche del movimento. Se possibile, rappresentare il vettore di accelerazione ei vettori di tutte le forze applicate al corpo in movimento; ricorda che le forze che agiscono sul corpo sono il risultato dell'interazione con altri corpi. Quindi scrivi l'equazione di base della dinamica. Scegli un sistema di riferimento e annota l'equazione risultante per la proiezione dei vettori forza e accelerazione;

Seguendo l'algoritmo proposto, realizzeremo un disegno schematico (Fig. 1). La figura mostra le forze applicate al baricentro della barra, e gli assi delle coordinate del sistema di riferimento associato alla superficie del piano inclinato. Poiché tutte le forze sono costanti, il movimento della barra sarà ugualmente variabile con l'aumentare della velocità, cioè il vettore di accelerazione è diretto nella direzione del moto. Scegliamo la direzione degli assi come mostrato in figura. Annotiamo le proiezioni delle forze sugli assi selezionati.

Scriviamo l'equazione di base della dinamica:

Tri + = (1)

Scriviamo questa equazione (1) per la proiezione delle forze e dell'accelerazione.

Sull'asse OY: la proiezione della forza di reazione del supporto è positiva, poiché il vettore coincide con la direzione dell'asse OY N e = N; la proiezione della forza di attrito è nulla poiché il vettore è perpendicolare all'asse; la proiezione della gravità sarà negativa e uguale a mgy= – mg cosα ; proiezione del vettore di accelerazione Ay= 0, poiché il vettore accelerazione è perpendicolare all'asse. Abbiamo N – mg cosα = 0 (2) dall'equazione esprimiamo la forza di reazione che agisce sulla barra dal lato del piano inclinato. N = mg cosα (3). Annotiamo le proiezioni sull'asse OX.

Sull'asse OX: proiezione della forza Nè uguale a zero, poiché il vettore è perpendicolare all'asse OX; La proiezione della forza di attrito è negativa (il vettore è diretto nella direzione opposta rispetto all'asse selezionato); la proiezione della gravità è positiva e uguale a mgx = mg sinα (4) da un triangolo rettangolo. Proiezione di accelerazione positiva ascia = UN; Quindi scriviamo l'equazione (1) tenendo conto della proiezione mg sinα- F tr = mamma (5); F tr = M(G sinα- UN) (6); Ricorda che la forza di attrito è proporzionale alla forza della pressione normale N.

A-priorato F tr = μ N(7), esprimiamo il coefficiente di attrito della barra sul piano inclinato.

μ =	F tr	=	M(G sinα- UN)	= tanα –	UN	(8).
	N		mg cosα		G cosα

Selezioniamo le posizioni appropriate per ogni lettera.

Risposta. A-3; B-2.

Compito 8. L'ossigeno gassoso si trova in una nave con un volume di 33,2 litri. La pressione del gas è di 150 kPa, la sua temperatura è di 127 ° C. Determina la massa di gas in questa nave. Esprimi la tua risposta in grammi e arrotonda al numero intero più vicino.

Soluzione.È importante prestare attenzione alla conversione delle unità nel sistema SI. Converti la temperatura in Kelvin T = T°С + 273, vol v\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m 3; Traduciamo la pressione P= 150 kPa = 150.000 Pa. Utilizzo dell'equazione di stato dei gas ideali

esprimere la massa del gas.

Assicurati di prestare attenzione all'unità in cui ti viene chiesto di scrivere la risposta. È molto importante.

Risposta. 48

Compito 9. Un gas monoatomico ideale in una quantità di 0,025 mol espanso adiabaticamente. Allo stesso tempo, la sua temperatura è scesa da +103°С a +23°С. Qual è il lavoro compiuto dal gas? Esprimi la tua risposta in Joule e arrotonda al numero intero più vicino.

Soluzione. Innanzitutto, il gas è un numero monoatomico di gradi di libertà io= 3, in secondo luogo, il gas si espande adiabaticamente - questo significa nessun trasferimento di calore Q= 0. Il gas funziona riducendo l'energia interna. Con questo in mente, scriviamo la prima legge della termodinamica come 0 = ∆ U + UN G; (1) esprimiamo il lavoro del gas UN g = –∆ U(2); Scriviamo la variazione di energia interna per un gas monoatomico come

Risposta. 25 J.

L'umidità relativa di una porzione di aria ad una certa temperatura è del 10%. Quante volte dovrebbe essere modificata la pressione di questa porzione di aria affinché la sua umidità relativa aumenti del 25% a temperatura costante?

Soluzione. Le domande relative al vapore saturo e all'umidità dell'aria spesso causano difficoltà agli scolari. Usiamo la formula per calcolare l'umidità relativa dell'aria

A seconda delle condizioni del problema, la temperatura non cambia, il che significa che la pressione del vapore di saturazione rimane la stessa. Scriviamo la formula (1) per due stati dell'aria.

φ 1 \u003d 10%; φ2 = 35%

Esprimiamo la pressione dell'aria dalle formule (2), (3) e troviamo il rapporto delle pressioni.

P 2	=	φ 2	=	35	= 3,5
P 1		φ 1		10

Risposta. La pressione dovrebbe essere aumentata di 3,5 volte.

La sostanza calda allo stato liquido veniva lentamente raffreddata in un forno fusorio a potenza costante. La tabella mostra i risultati delle misurazioni della temperatura di una sostanza nel tempo.

Scegli dall'elenco proposto due affermazioni che corrispondono ai risultati delle misurazioni e ne indicano i numeri.

1. Il punto di fusione della sostanza in queste condizioni è di 232°C.
2. In 20 minuti. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido.
3. La capacità termica di una sostanza allo stato liquido e allo stato solido è la stessa.
4. Dopo 30 min. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido.
5. Il processo di cristallizzazione della sostanza ha richiesto più di 25 minuti.

Soluzione. Man mano che la materia si raffreddava, la sua energia interna diminuiva. I risultati delle misurazioni della temperatura consentono di determinare la temperatura alla quale la sostanza inizia a cristallizzare. Finché una sostanza passa dallo stato liquido a quello solido, la temperatura non cambia. Sapendo che la temperatura di fusione e la temperatura di cristallizzazione sono le stesse, scegliamo l'affermazione:

1. Il punto di fusione di una sostanza in queste condizioni è 232°C.

La seconda affermazione corretta è:

4. Dopo 30 min. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido. Poiché la temperatura in questo momento è già al di sotto della temperatura di cristallizzazione.

Risposta. 14.

In un sistema isolato, il corpo A ha una temperatura di +40°C e il corpo B ha una temperatura di +65°C. Questi corpi vengono messi in contatto termico tra loro. Dopo un po' di tempo si raggiunge l'equilibrio termico. Come sono cambiate di conseguenza la temperatura del corpo B e l'energia interna totale dei corpi A e B?

Per ogni valore, determinare la natura appropriata della modifica:

1. È aumentato;
2. Diminuito;
3. Non è cambiato.

Scrivi nella tabella i numeri selezionati per ogni grandezza fisica. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Se in un sistema isolato di corpi non avvengono trasformazioni di energia eccetto lo scambio termico, allora la quantità di calore ceduto dai corpi la cui energia interna diminuisce è uguale alla quantità di calore ricevuta dai corpi la cui energia interna aumenta. (Secondo la legge di conservazione dell'energia.) In questo caso, l'energia interna totale del sistema non cambia. Problemi di questo tipo vengono risolti sulla base dell'equazione del bilancio termico.

∆U = ∑	N	∆U io = 0 (1);
	io = 1

dove ∆ U- variazione dell'energia interna.

Nel nostro caso, a seguito del trasferimento di calore, l'energia interna del corpo B diminuisce, il che significa che la temperatura di questo corpo diminuisce. L'energia interna del corpo A aumenta, poiché il corpo ha ricevuto la quantità di calore dal corpo B, quindi la sua temperatura aumenterà. L'energia interna totale dei corpi A e B non cambia.

Risposta. 23.

Protone P, volato nello spazio tra i poli di un elettromagnete, ha una velocità perpendicolare al vettore di induzione del campo magnetico, come mostrato in figura. Dov'è la forza di Lorentz che agisce sul protone diretta rispetto alla figura (in alto, verso l'osservatore, lontano dall'osservatore, in basso, a sinistra, a destra)

Soluzione. Un campo magnetico agisce su una particella carica con la forza di Lorentz. Per determinare la direzione di questa forza, è importante ricordare la regola mnemonica della mano sinistra, senza dimenticare di tenere conto della carica della particella. Dirigiamo le quattro dita della mano sinistra lungo il vettore velocità, per una particella caricata positivamente, il vettore dovrebbe entrare nel palmo perpendicolarmente, il pollice allontanato di 90 ° mostra la direzione della forza di Lorentz che agisce sulla particella. Di conseguenza, abbiamo che il vettore forza di Lorentz è diretto lontano dall'osservatore rispetto alla figura.

Risposta. dall'osservatore.

Il modulo dell'intensità del campo elettrico in un condensatore piatto ad aria con una capacità di 50 μF è di 200 V/m. La distanza tra le piastre del condensatore è di 2 mm. Qual è la carica sul condensatore? Scrivi la tua risposta in µC.

Soluzione. Convertiamo tutte le unità di misura nel sistema SI. Capacità C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, distanza tra le piastre D= 2 10 -3 M. Il problema riguarda un condensatore piatto ad aria - un dispositivo per accumulare carica elettrica ed energia del campo elettrico. Dalla formula della capacità elettrica

Dove Dè la distanza tra le piastre.

Esprimiamo la tensione U= e D(4); Sostituisci (4) in (2) e calcola la carica del condensatore.

Q = C · ed\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC

Presta attenzione alle unità in cui devi scrivere la risposta. L'abbiamo ricevuto in pendenti, ma lo presentiamo in μC.

Risposta. 20 µC.

Lo studente ha condotto l'esperimento sulla rifrazione della luce, presentato nella fotografia. Come cambiano l'angolo di rifrazione della luce che si propaga nel vetro e l'indice di rifrazione del vetro con l'aumentare dell'angolo di incidenza?

1. sta aumentando
2. Diminuisce
3. Non cambia
4. Registra i numeri selezionati per ogni risposta nella tabella. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Nei compiti di un tale piano, ricordiamo cos'è la rifrazione. Questo è un cambiamento nella direzione della propagazione delle onde quando si passa da un mezzo all'altro. È causato dal fatto che le velocità di propagazione delle onde in questi mezzi sono diverse. Avendo capito da quale mezzo si propaga la luce, scriviamo la legge della rifrazione nella forma

sinα	=	N 2	,
sinβ		N 1

Dove N 2 - l'indice di rifrazione assoluto del vetro, il mezzo dove va la luce; N 1 è l'indice di rifrazione assoluto del primo mezzo da cui proviene la luce. Per aria N 1 = 1. α è l'angolo di incidenza del raggio sulla superficie del semicilindro di vetro, β è l'angolo di rifrazione del raggio nel vetro. Inoltre, l'angolo di rifrazione sarà inferiore all'angolo di incidenza, poiché il vetro è un mezzo otticamente più denso, un mezzo con un alto indice di rifrazione. La velocità di propagazione della luce nel vetro è più lenta. Si noti che gli angoli sono misurati dalla perpendicolare ripristinata nel punto di incidenza del raggio. Se aumenti l'angolo di incidenza, aumenterà anche l'angolo di rifrazione. L'indice di rifrazione del vetro non cambierà da questo.

Risposta.

Ponticello di rame alla volta T 0 = 0 inizia a muoversi a una velocità di 2 m/s lungo binari conduttori orizzontali paralleli, alle cui estremità è collegata una resistenza da 10 ohm. L'intero sistema è in un campo magnetico uniforme verticale. La resistenza del ponticello e dei binari è trascurabile, il ponticello è sempre perpendicolare ai binari. Il flusso Ф del vettore di induzione magnetica attraverso il circuito formato dal ponticello, dai binari e dal resistore cambia nel tempo T come mostrato nel grafico.

Usando il grafico, seleziona due affermazioni vere e indica i loro numeri nella tua risposta.

1. Quando T\u003d 0,1 s, la variazione del flusso magnetico attraverso il circuito è di 1 mWb.
2. Corrente di induzione nel ponticello nell'intervallo da T= 0,1 sec T= 0,3 secondi max.
3. Il modulo dell'EMF di induzione che si verifica nel circuito è di 10 mV.
4. La forza della corrente induttiva che scorre nel ponticello è di 64 mA.
5. Per mantenere il movimento del ponticello, viene applicata una forza, la cui proiezione sulla direzione delle rotaie è 0,2 N.

Soluzione. Secondo il grafico della dipendenza del flusso del vettore di induzione magnetica attraverso il circuito nel tempo, determiniamo le sezioni in cui il flusso Ф cambia e dove la variazione del flusso è zero. Questo ci permetterà di determinare gli intervalli di tempo in cui la corrente induttiva si verificherà nel circuito. Affermazione corretta:

1) Per il tempo T= 0.1 s la variazione del flusso magnetico attraverso il circuito è di 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb; Il modulo EMF di induzione che si verifica nel circuito è determinato utilizzando la legge EMP

Risposta. 13.

Secondo il grafico della dipendenza dell'intensità di corrente dal tempo in un circuito elettrico la cui induttanza è 1 mH, determinare il modulo EMF di autoinduzione nell'intervallo di tempo da 5 a 10 s. Scrivi la tua risposta in microvolt.

Soluzione. Convertiamo tutte le quantità nel sistema SI, ad es. traduciamo l'induttanza di 1 mH in H, otteniamo 10 -3 H. Anche l'intensità di corrente mostrata nella figura in mA verrà convertita in A moltiplicando per 10 -3.

La formula EMF di autoinduzione ha la forma

in questo caso l'intervallo di tempo è dato in base alla condizione del problema

∆T= 10 s – 5 s = 5 s

secondi e in base al programma determiniamo l'intervallo di modifica corrente durante questo periodo:

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

Sostituiamo i valori numerici nella formula (2), otteniamo

| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V o 2 μV.

Risposta. 2.

Due lastre piane parallele trasparenti sono strettamente premute l'una contro l'altra. Un raggio di luce cade dall'aria sulla superficie della prima lastra (vedi figura). È noto che l'indice di rifrazione della piastra superiore è uguale a N 2 = 1,77. Stabilire una corrispondenza tra grandezze fisiche e loro valori. Per ogni posizione della prima colonna, seleziona la posizione corrispondente dalla seconda colonna e annota i numeri selezionati nella tabella sotto le lettere corrispondenti.

Soluzione. Per risolvere problemi sulla rifrazione della luce all'interfaccia tra due mezzi, in particolare problemi sul passaggio della luce attraverso lastre piano-parallele, si può consigliare il seguente ordine di soluzione: fare un disegno che indichi il percorso dei raggi provenienti da uno mezzo a un altro; nel punto di incidenza del raggio all'interfaccia tra due mezzi, tracciare una normale alla superficie, segnare gli angoli di incidenza e di rifrazione. Prestare particolare attenzione alla densità ottica del mezzo in esame e ricordare che quando un raggio di luce passa da un mezzo otticamente meno denso a un mezzo otticamente più denso, l'angolo di rifrazione sarà minore dell'angolo di incidenza. La figura mostra l'angolo tra il raggio incidente e la superficie, e abbiamo bisogno dell'angolo di incidenza. Si ricordi che gli angoli sono determinati dalla perpendicolare ripristinata nel punto di incidenza. Determiniamo che l'angolo di incidenza del raggio sulla superficie è 90° - 40° = 50°, l'indice di rifrazione N 2 = 1,77; N 1 = 1 (aria).

Scriviamo la legge della rifrazione

sinβ =	peccato50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Costruiamo un percorso approssimativo della trave attraverso le piastre. Usiamo la formula (1) per i limiti 2–3 e 3–1. In risposta otteniamo

A) Il seno dell'angolo di incidenza della trave sul confine 2-3 tra le piastre è 2) ≈ 0,433;

B) L'angolo di rifrazione del raggio quando attraversa il confine 3–1 (in radianti) è 4) ≈ 0,873.

Risposta. 24.

Determina quante particelle α e quanti protoni si ottengono a seguito di una reazione di fusione termonucleare

+ → X+ si;

Soluzione. In tutte le reazioni nucleari si osservano le leggi di conservazione della carica elettrica e del numero di nucleoni. Indichiamo con x il numero di particelle alfa, y il numero di protoni. Facciamo le equazioni

+ → x + y;

risolvendo il sistema abbiamo quello X = 1; si = 2

Risposta. 1 – particella α; 2 - protoni.

Il modulo di quantità di moto del primo fotone è 1,32 · 10 -28 kg m/s, che è 9,48 · 10 -28 kg m/s inferiore al modulo di quantità di moto del secondo fotone. Trova il rapporto di energia E 2 /E 1 del secondo e del primo fotone. Arrotonda la tua risposta ai decimi.

Soluzione. La quantità di moto del secondo fotone è maggiore della quantità di moto del primo fotone per condizione, quindi possiamo immaginare P 2 = P 1 + ∆ P(1). L'energia del fotone può essere espressa in termini di quantità di moto del fotone utilizzando le seguenti equazioni. Questo E = mc 2(1) e P = mc(2), quindi

E = pc (3),

Dove Eè l'energia del fotone, Pè la quantità di moto del fotone, m è la massa del fotone, C= 3 10 8 m/s è la velocità della luce. Tenendo conto della formula (3), abbiamo:

E 2	=	P 2	= 8,18;
E 1		P 1

Arrotondiamo la risposta ai decimi e otteniamo 8,2.

Risposta. 8,2.

Il nucleo di un atomo ha subito il decadimento β del positrone radioattivo. In che modo questo ha cambiato la carica elettrica del nucleo e il numero di neutroni in esso contenuti?

Per ogni valore, determinare la natura appropriata della modifica:

1. È aumentato;
2. Diminuito;
3. Non è cambiato.

Scrivi nella tabella i numeri selezionati per ogni grandezza fisica. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Positrone β - il decadimento nel nucleo atomico avviene durante la trasformazione di un protone in un neutrone con l'emissione di un positrone. Di conseguenza, il numero di neutroni nel nucleo aumenta di uno, la carica elettrica diminuisce di uno e il numero di massa del nucleo rimane invariato. Pertanto, la reazione di trasformazione di un elemento è la seguente:

Risposta. 21.

In laboratorio sono stati condotti cinque esperimenti per osservare la diffrazione utilizzando vari reticoli di diffrazione. Ciascuno dei reticoli era illuminato da fasci paralleli di luce monocromatica con una certa lunghezza d'onda. La luce in tutti i casi era incidente perpendicolare al reticolo. In due di questi esperimenti è stato osservato lo stesso numero di massimi principali di diffrazione. Indicare prima il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con periodo più breve, quindi il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con periodo più lungo.

Soluzione. La diffrazione della luce è il fenomeno di un raggio di luce nella regione di un'ombra geometrica. La diffrazione può essere osservata quando si incontrano aree o buchi opachi nel percorso di un'onda luminosa in barriere grandi e opache alla luce, e le dimensioni di queste aree o buchi sono commisurate alla lunghezza d'onda. Uno dei dispositivi di diffrazione più importanti è un reticolo di diffrazione. Le direzioni angolari ai massimi del modello di diffrazione sono determinate dall'equazione

D sinφ = Kλ(1),

Dove Dè il periodo del reticolo di diffrazione, φ è l'angolo tra la normale al reticolo e la direzione verso uno dei massimi del reticolo di diffrazione, λ è la lunghezza d'onda della luce, Kè un numero intero chiamato ordine del massimo di diffrazione. Esprimere dall'equazione (1)

Selezionando le coppie in base alle condizioni sperimentali, selezioniamo prima 4 in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con un periodo più piccolo, quindi il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con un periodo ampio è 2.

Risposta. 42.

La corrente scorre attraverso la resistenza del filo. Il resistore è stato sostituito con un altro, con un filo dello stesso metallo e della stessa lunghezza, ma con metà dell'area della sezione trasversale e metà della corrente che lo attraversava. Come cambierà la tensione attraverso il resistore e la sua resistenza?

Per ogni valore, determinare la natura appropriata della modifica:

1. crescerà;
2. diminuirà;
3. Non cambierà.

Scrivi nella tabella i numeri selezionati per ogni grandezza fisica. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione.È importante ricordare da quali quantità dipende la resistenza del conduttore. La formula per il calcolo della resistenza è

Legge di Ohm per la sezione del circuito, dalla formula (2), esprimiamo la tensione

U = io R (3).

A seconda delle condizioni del problema, il secondo resistore è costituito da un filo dello stesso materiale, della stessa lunghezza, ma con sezione trasversale diversa. L'area è due volte più piccola. Sostituendo in (1) otteniamo che la resistenza aumenta di 2 volte e la corrente diminuisce di 2 volte, quindi la tensione non cambia.

Risposta. 13.

Il periodo di oscillazione di un pendolo matematico sulla superficie della Terra è 1,2 volte maggiore del periodo della sua oscillazione su qualche pianeta. Qual è il modulo di accelerazione gravitazionale su questo pianeta? L'effetto dell'atmosfera in entrambi i casi è trascurabile.

Soluzione. Un pendolo matematico è un sistema costituito da un filo, le cui dimensioni sono molto più grandi delle dimensioni della palla e della palla stessa. Possono sorgere difficoltà se si dimentica la formula di Thomson per il periodo di oscillazione di un pendolo matematico.

T= 2π (1);

lè la lunghezza del pendolo matematico; G- accelerazione di gravità.

Per condizione

Espresso da (3) G n \u003d 14,4 m / s 2. Va notato che l'accelerazione della caduta libera dipende dalla massa del pianeta e dal raggio

Risposta. 14,4 m/s2.

Un conduttore rettilineo con una lunghezza di 1 m, attraverso il quale scorre una corrente di 3 A, si trova in un campo magnetico uniforme con induzione IN= 0,4 T con un angolo di 30° rispetto al vettore . Qual è il modulo della forza che agisce sul conduttore dal campo magnetico?

Soluzione. Se un conduttore percorso da corrente è posto in un campo magnetico, allora il campo sul conduttore percorso da corrente agirà con la forza Ampere. Scriviamo la formula per il modulo di forza di Ampère

F UN = io L.B sinα;

F UN = 0,6 N

Risposta. F UN = 0,6 N.

L'energia del campo magnetico immagazzinato nella bobina quando viene attraversata da una corrente continua è di 120 J. Quante volte deve essere aumentata la forza della corrente che scorre attraverso l'avvolgimento della bobina affinché l'energia del campo magnetico in essa immagazzinata aumentare di 5760 J.

Soluzione. L'energia del campo magnetico della bobina è calcolata dalla formula

W m =	LI 2	(1);
	2

Per condizione W 1 = 120 J, quindi W 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.

IO 1 2 =	2W 1	; IO 2 2 =	2W 2	;
	l		l

Quindi il rapporto attuale

IO 2 2	= 49;	IO 2	= 7
IO 1 2		IO 1

Risposta. La forza attuale deve essere aumentata di 7 volte. Nel foglio delle risposte inserisci solo il numero 7.

Un circuito elettrico è costituito da due lampadine, due diodi e una bobina di filo collegati come mostrato in figura. (Un diodo consente alla corrente di fluire solo in una direzione, come mostrato nella parte superiore della figura.) Quale delle lampadine si accenderà se il polo nord del magnete viene avvicinato alla bobina? Spiega la tua risposta indicando quali fenomeni e schemi hai usato nella spiegazione.

Soluzione. Le linee di induzione magnetica escono dal polo nord del magnete e divergono. Quando il magnete si avvicina, il flusso magnetico attraverso la bobina di filo aumenta. Secondo la regola di Lenz, il campo magnetico creato dalla corrente induttiva della spira deve essere diretto verso destra. Secondo la regola del succhiello, la corrente dovrebbe fluire in senso orario (se vista da sinistra). In questa direzione passa il diodo nel circuito della seconda lampada. Quindi, la seconda lampada si accenderà.

Risposta. La seconda lampada si accenderà.

Lunghezza raggi in alluminio l= 25 cm e area della sezione trasversale S\u003d 0,1 cm 2 è sospeso su un filo dall'estremità superiore. L'estremità inferiore poggia sul fondo orizzontale della nave in cui viene versata l'acqua. La lunghezza della parte sommersa del raggio l= 10 cm Trova la forza F, con cui l'ago preme sul fondo del vaso, se è noto che il filo si trova verticalmente. La densità dell'alluminio ρ a = 2,7 g / cm 3, la densità dell'acqua ρ in = 1,0 g / cm 3. Accelerazione di gravità G= 10 m/sec 2

Soluzione. Facciamo un disegno esplicativo.

– Forza di tensione del filo;

– Forza di reazione del fondo del recipiente;

a è la forza di Archimede agente solo sulla parte immersa del corpo e applicata al centro della parte immersa del raggio;

- la forza di gravità che agisce sul raggio dal lato della Terra ed è applicata al centro dell'intero raggio.

Per definizione, la massa del raggio M e il modulo della forza di Archimede sono espressi come segue: M = SLρa (1);

F un = SLρ dentro G (2)

Si considerino i momenti delle forze relativi al punto di sospensione del raggio.

M(T) = 0 è il momento della forza di tensione; (3)

M(N) = NL cosα è il momento della forza di reazione del supporto; (4)

Tenendo conto dei segni dei momenti, scriviamo l'equazione

NL cos + SLρ dentro G (l –	l	) cosα = SLρ UN G	l	cos(7)
	2		2

dato che, secondo la terza legge di Newton, la forza di reazione del fondo del recipiente è uguale alla forza F d con cui l'ago preme sul fondo della nave che scriviamo N = F e e dall'equazione (7) esprimiamo questa forza:

F d = [	1	lρ UN– (1 –	l	)lρ in] Sgr (8).
	2		2l

Collegando i numeri, lo otteniamo

F d = 0,025 n.

Risposta. F d = 0,025 n.

Una bottiglia contenente M 1 = 1 kg di azoto, quando testato per resistenza esploso a una temperatura T 1 = 327°C. Quale massa di idrogeno M 2 potrebbe essere conservato in un tale cilindro a una temperatura T 2 \u003d 27 ° C, con un margine di sicurezza quintuplicato? Massa molare dell'azoto M 1 \u003d 28 g / mol, idrogeno M 2 = 2 g/mol.

Soluzione. Scriviamo l'equazione di stato di un gas ideale Mendeleev - Clapeyron per l'azoto

Dove v- il volume del pallone, T 1 = T 1+273°C. A seconda delle condizioni, l'idrogeno può essere immagazzinato a pressione P 2 = p1/5; (3) Premesso ciò

possiamo esprimere la massa di idrogeno lavorando immediatamente con le equazioni (2), (3), (4). La formula finale è simile a:

M 2 =	M 1		M 2		T 1	(5).
	5		M 1		T 2

Dopo aver sostituito i dati numerici M 2 = 28

Risposta. M 2 = 28

In un circuito oscillatorio ideale, l'ampiezza delle oscillazioni di corrente nell'induttore Io sono= 5 mA e l'ampiezza della tensione ai capi del condensatore Ehm= 2,0 V. Al momento T la tensione attraverso il condensatore è 1,2 V. Trova la corrente nella bobina in questo momento.

Soluzione. In un circuito oscillatorio ideale, l'energia delle vibrazioni è conservata. Per l'istante di tempo t, la legge di conservazione dell'energia ha la forma

C	U 2	+ l	IO 2	= l	Io sono 2	(1)
	2		2		2

Per i valori di ampiezza (massimo), scriviamo

e dall'equazione (2) esprimiamo

C	=	Io sono 2	(4).
l		Ehm 2

Sostituiamo (4) in (3). Di conseguenza, otteniamo:

IO = Io sono (5)

Pertanto, la corrente nella bobina in quel momento Tè uguale a

IO= 4,0 mA.

Risposta. IO= 4,0 mA.

C'è uno specchio sul fondo di un bacino profondo 2 m. Un raggio di luce, attraversando l'acqua, viene riflesso dallo specchio ed esce dall'acqua. L'indice di rifrazione dell'acqua è 1,33. Trovare la distanza tra il punto di entrata del raggio in acqua e il punto di uscita del raggio dall'acqua, se l'angolo di incidenza del raggio è 30°

Soluzione. Facciamo un disegno esplicativo

α è l'angolo di incidenza del fascio;

β è l'angolo di rifrazione del raggio in acqua;

AC è la distanza tra il punto di ingresso del raggio nell'acqua e il punto di uscita del raggio dall'acqua.

Secondo la legge di rifrazione della luce

sinβ =	sinα	(3)
	N 2

Considera un ΔADB rettangolare. In esso AD = H, quindi DÂ = AD

tgβ = H tgβ = H	sinα	= H	sinβ	= H	sinα	(4)
	cosβ

Otteniamo la seguente espressione:

AC = 2 DB = 2 H	sinα	(5)

Sostituisci i valori numerici nella formula risultante (5)

Risposta. 1,63 mt

In preparazione per l'esame, ti invitiamo a familiarizzare con programma di lavoro in fisica per i gradi 7–9 alla linea di materiali didattici Peryshkina A.V. E il programma di lavoro del livello di approfondimento per i gradi 10-11 al TMC Myakisheva G.Ya. I programmi sono disponibili per la visualizzazione e il download gratuito per tutti gli utenti registrati.

Specifica
controllare i materiali di misurazione
per aver sostenuto l'esame di stato unificato nel 2017
in FISICA

1. Nomina di KIM USE

L'Unified State Examination (di seguito denominato USE) è una forma di valutazione obiettiva della qualità della formazione delle persone che hanno padroneggiato i programmi educativi dell'istruzione secondaria generale, utilizzando compiti in una forma standardizzata (controllo dei materiali di misurazione).

L'USO è condotto in conformità con la legge federale n. 273-FZ del 29 dicembre 2012 "Sull'istruzione nella Federazione Russa".

I materiali di misurazione di controllo consentono di stabilire il livello di sviluppo da parte dei laureati della componente federale dello standard educativo statale dell'istruzione generale secondaria (completa) in fisica, livelli di base e di profilo.

I risultati dell'esame di stato unificato in fisica sono riconosciuti dalle istituzioni educative dell'istruzione professionale secondaria e dalle istituzioni educative dell'istruzione professionale superiore come risultati degli esami di ammissione in fisica.

2. Documenti che definiscono il contenuto di KIM USE

3. Approcci alla selezione dei contenuti, lo sviluppo della struttura del KIM USE

Ogni versione della prova d'esame include elementi di contenuto controllato da tutte le sezioni del corso di fisica scolastica, mentre per ogni sezione vengono offerti compiti di tutti i livelli tassonomici. Gli elementi di contenuto più importanti dal punto di vista della formazione continua negli istituti di istruzione superiore sono controllati nella stessa variante da compiti di diversi livelli di complessità. Il numero di compiti per una particolare sezione è determinato dal suo contenuto e in proporzione al tempo di studio assegnato per il suo studio secondo un programma esemplare in fisica. Vari piani, in base ai quali sono costruite le opzioni di esame, sono costruiti sul principio di un'aggiunta di contenuto in modo che, in generale, tutte le serie di opzioni forniscano una diagnostica per lo sviluppo di tutti gli elementi di contenuto inclusi nel codificatore.

La priorità nella progettazione di CMM è la necessità di verificare i tipi di attività previsti dallo standard (tenendo conto dei limiti nelle condizioni di verifica scritta di massa delle conoscenze e delle abilità degli studenti): padroneggiare l'apparato concettuale di un corso di fisica , padronanza della conoscenza metodologica, applicazione della conoscenza nella spiegazione dei fenomeni fisici e risoluzione dei problemi. La padronanza delle abilità per lavorare con informazioni di contenuto fisico viene verificata indirettamente quando si utilizzano vari metodi di presentazione delle informazioni nei testi (grafici, tabelle, diagrammi e disegni schematici).

L'attività più importante in termini di prosecuzione di successo dell'istruzione all'università è la risoluzione dei problemi. Ogni opzione include compiti in tutte le sezioni di diversi livelli di complessità, consentendo di testare la capacità di applicare leggi e formule fisiche sia in situazioni educative tipiche sia in situazioni non tradizionali che richiedono un grado di indipendenza sufficientemente elevato quando si combinano algoritmi di azione noti o creare il proprio piano di esecuzione delle attività .

L'obiettività del controllo degli incarichi con risposta circostanziata è assicurata da criteri di valutazione uniformi, dalla partecipazione di due esperti indipendenti alla valutazione di un'opera, dalla possibilità di nominare un terzo esperto e dall'esistenza di una procedura di ricorso.

L'Unified State Examination in Physics è un esame di scelta per i laureati ed è progettato per differenziarsi quando si accede agli istituti di istruzione superiore. A tal fine, nel lavoro sono inclusi compiti di tre livelli di complessità. Il completamento di compiti di un livello base di complessità consente di valutare il livello di padronanza degli elementi di contenuto più significativi di un corso di fisica delle scuole superiori e di padroneggiare le attività più importanti.

Tra i compiti del livello base si distinguono i compiti il ​​cui contenuto corrisponde allo standard del livello base. Il numero minimo di punti USE in fisica, che conferma che il laureato ha padroneggiato il programma di istruzione generale secondaria (completa) in fisica, è stabilito in base ai requisiti per padroneggiare lo standard di livello base. L'uso di compiti di maggiore e alto livello di complessità nel lavoro d'esame ci consente di valutare il grado di prontezza dello studente a proseguire gli studi all'università.

4. La struttura di KIM USE

Ogni versione della prova d'esame è composta da 2 parti e include 32 compiti che si differenziano per forma e livello di complessità (Tabella 1).

La parte 1 contiene 24 compiti, di cui 9 compiti con la scelta e la registrazione del numero della risposta corretta e 15 compiti con una risposta breve, inclusi compiti con l'autoregistrazione della risposta sotto forma di un numero, nonché compiti per stabilire corrispondenza e scelta multipla, in cui le risposte sono richieste scrivere come una sequenza di numeri.

La parte 2 contiene 8 attività, unite da un'attività comune: la risoluzione dei problemi. Di questi, 3 compiti con risposta breve (25-27) e 5 compiti (28-32), per i quali è necessario fornire una risposta dettagliata.

Preparazione all'OGE e all'Esame di Stato Unificato

Istruzione generale secondaria

Linea UMK AV Grachev. Fisica (10-11) (base, avanzato)

Linea UMK AV Grachev. Fisica (7-9)

Linea UMK A. V. Peryshkin. Fisica (7-9)

Preparazione all'esame di fisica: esempi, soluzioni, spiegazioni

Analizziamo i compiti dell'esame di fisica (opzione C) con l'insegnante.

Lebedeva Alevtina Sergeevna, insegnante di fisica, esperienza lavorativa 27 anni. Diploma del Ministero dell'Istruzione della Regione di Mosca (2013), Gratitudine del Capo del Distretto Municipale di Voskresensky (2015), Diploma del Presidente dell'Associazione degli Insegnanti di Matematica e Fisica della Regione di Mosca (2015).

Il lavoro presenta compiti di diversi livelli di complessità: base, avanzato e alto. I compiti di livello base sono compiti semplici che mettono alla prova l'assimilazione dei più importanti concetti fisici, modelli, fenomeni e leggi. Le attività di livello avanzato mirano a testare la capacità di utilizzare i concetti e le leggi della fisica per analizzare vari processi e fenomeni, nonché la capacità di risolvere problemi per l'applicazione di una o due leggi (formule) su uno qualsiasi degli argomenti del corso di fisica della scuola. Nel lavoro 4, i compiti della parte 2 sono compiti di alto livello di complessità e mettono alla prova la capacità di usare le leggi e le teorie della fisica in una situazione nuova o cambiata. L'adempimento di tali compiti richiede l'applicazione della conoscenza di due tre sezioni della fisica contemporaneamente, ad es. alto livello di formazione. Questa opzione è pienamente coerente con la versione demo di USE nel 2017, le attività sono prese dalla banca aperta di attività USE.

La figura mostra un grafico della dipendenza del modulo di velocità dal tempo T. Determinare dal grafico il percorso percorso dall'auto nell'intervallo di tempo da 0 a 30 s.

Soluzione. Il percorso percorso dall'auto nell'intervallo di tempo da 0 a 30 s è definito più semplicemente come l'area di un trapezio, le cui basi sono gli intervalli di tempo (30 - 0) = 30 s e (30 - 10) = 20 s, e l'altezza è la velocità v= 10 m/s, cioè

S =	(30 + 20) Con	10 m/sec = 250 m.
	2

Risposta. 250 mt

Una massa di 100 kg viene sollevata verticalmente verso l'alto con una fune. La figura mostra la dipendenza della proiezione della velocità v carico sull'asse diretto verso l'alto, da tempo T. Determinare il modulo della tensione del cavo durante il sollevamento.

Soluzione. Secondo la curva di proiezione della velocità v carico su un asse diretto verticalmente verso l'alto, da tempo T, è possibile determinare la proiezione dell'accelerazione del carico

UN =	∆v	=	(8 – 2) m/sec	\u003d 2 m / s 2.
	∆T		3 sec

Il carico è influenzato da: gravità diretta verticalmente verso il basso e forza di tensione del cavo diretta lungo il cavo verticalmente verso l'alto, vedere fig. 2. Scriviamo l'equazione di base della dinamica. Usiamo la seconda legge di Newton. La somma geometrica delle forze che agiscono su un corpo è uguale al prodotto della massa del corpo per l'accelerazione ad esso impartita.

+ = (1)

Annotiamo l'equazione per la proiezione dei vettori nel sistema di riferimento associato alla terra, l'asse OY sarà diretto verso l'alto. La proiezione della forza di tensione è positiva, poiché la direzione della forza coincide con la direzione dell'asse OY, la proiezione della forza di gravità è negativa, poiché il vettore forza è opposto all'asse OY, la proiezione del vettore accelerazione è anche positivo, quindi il corpo si muove con accelerazione verso l'alto. Abbiamo

T – mg = mamma (2);

dalla formula (2) il modulo della forza di tensione

T = M(G + UN) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.

Risposta. 1200 n.

Il corpo viene trascinato lungo una superficie orizzontale ruvida a velocità costante, il cui modulo è di 1,5 m/s, applicandogli una forza come mostrato in Figura (1). In questo caso il modulo della forza di attrito radente agente sul corpo è 16 N. Qual è la potenza sviluppata dalla forza F?

Soluzione. Immaginiamo il processo fisico specificato nella condizione del problema e facciamo un disegno schematico che indichi tutte le forze che agiscono sul corpo (Fig. 2). Scriviamo l'equazione di base della dinamica.

Tr + + = (1)

Dopo aver scelto un sistema di riferimento associato a una superficie fissa, scriviamo le equazioni per la proiezione dei vettori sugli assi coordinati selezionati. A seconda della condizione del problema, il corpo si muove uniformemente, poiché la sua velocità è costante e pari a 1,5 m/s. Ciò significa che l'accelerazione del corpo è zero. Due forze agiscono orizzontalmente sul corpo: forza di attrito radente tr. e la forza con cui il corpo viene trascinato. La proiezione della forza di attrito è negativa, poiché il vettore forza non coincide con la direzione dell'asse X. Proiezione della forza F positivo. Ti ricordiamo che per trovare la proiezione, abbassiamo la perpendicolare dall'inizio e dalla fine del vettore all'asse selezionato. Ciò premesso, abbiamo: F cos- F tr = 0; (1) esprimere la proiezione della forza F, Questo F cosα = F tr = 16 N; (2) quindi la potenza sviluppata dalla forza sarà uguale a N = F cosα v(3) Facciamo una sostituzione, tenendo conto dell'equazione (2), e sostituiamo i dati corrispondenti nell'equazione (3):

N\u003d 16 N 1,5 m / s \u003d 24 W.

Risposta. 24 W.

Un carico fissato su una molla leggera con una rigidità di 200 N/m oscilla verticalmente. La figura mostra un grafico dell'offset X carico da tempo T. Determina qual è il peso del carico. Arrotonda la tua risposta al numero intero più vicino.

Soluzione. Il peso sulla molla oscilla verticalmente. Secondo la curva carico-spostamento X dal momento T, determinare il periodo di oscillazione del carico. Il periodo di oscillazione è T= 4s; dalla formula T= 2π esprimiamo la massa M carico.

=	T	;	M	=	T 2	; M = K	T 2	; M= 200 H/m	(4 secondi) 2	= 81,14 kg ≈ 81 kg.
	2π		K		4π 2		4π 2		39,438

Risposta: 81 kg.

La figura mostra un sistema di due blocchi leggeri e un cavo senza peso, con il quale è possibile bilanciare o sollevare un carico di 10 kg. L'attrito è trascurabile. Sulla base dell'analisi della figura sopra, selezionare due affermazioni corrette e indicare i loro numeri nella risposta.

1. Per mantenere il carico in equilibrio occorre agire sull'estremità della fune con una forza di 100 N.
2. Il sistema di blocchi mostrato nella figura non dà un guadagno di forza.
3. H, devi estrarre una sezione di corda con una lunghezza di 3 H.
4. Per sollevare lentamente un carico ad un'altezza HH.

Soluzione. In questo compito è necessario richiamare meccanismi semplici, vale a dire blocchi: un blocco mobile e uno fisso. Il blocco mobile dà un guadagno di forza doppio, mentre la sezione della fune deve essere tirata il doppio e il blocco fisso viene utilizzato per reindirizzare la forza. Nel lavoro, i semplici meccanismi di vincita non danno. Dopo aver analizzato il problema, selezioniamo immediatamente le affermazioni necessarie:

1. Per sollevare lentamente un carico ad un'altezza H, devi estrarre una sezione di corda con una lunghezza di 2 H.
2. Per mantenere il carico in equilibrio occorre agire sull'estremità della fune con una forza di 50 N.

Risposta. 45.

Un peso di alluminio, fissato su un filo senza peso e inestensibile, è completamente immerso in un recipiente con acqua. Il carico non tocca le pareti e il fondo della nave. Quindi, un carico di ferro viene immerso nello stesso recipiente con acqua, la cui massa è uguale alla massa del carico di alluminio. In che modo cambieranno il modulo della forza di tensione del filo e il modulo della forza di gravità che agisce sul carico?

1. aumenta;
2. Diminuisce;
3. Non cambia.

Soluzione. Analizziamo la condizione del problema e selezioniamo quei parametri che non cambiano durante lo studio: questa è la massa del corpo e il liquido in cui il corpo è immerso sui fili. Dopodiché, è meglio fare un disegno schematico e indicare le forze che agiscono sul carico: la forza della tensione del filo F controllo, diretto lungo il filo verso l'alto; gravità diretta verticalmente verso il basso; Forza Archimede UN, agendo dal lato del liquido sul corpo immerso e diretto verso l'alto. A seconda della condizione del problema, la massa dei carichi è la stessa, quindi il modulo della forza di gravità che agisce sul carico non cambia. Poiché la densità delle merci è diversa, anche il volume sarà diverso.

v =	M	.
	P

La densità del ferro è di 7800 kg / m 3 e il carico di alluminio è di 2700 kg / m 3. Quindi, v E< Va. Il corpo è in equilibrio, la risultante di tutte le forze che agiscono sul corpo è nulla. Dirigiamo verso l'alto l'asse delle coordinate OY. Scriviamo l'equazione di base della dinamica, tenendo conto della proiezione delle forze, nella forma F ex + Fa – mg= 0; (1) Esprimiamo la forza di tensione F estr = mg – Fa(2); La forza di Archimede dipende dalla densità del liquido e dal volume della parte sommersa del corpo Fa = ρ gV p.h.t. (3); La densità del liquido non cambia e il volume del corpo di ferro è inferiore v E< Va, quindi la forza di Archimede che agisce sul carico di ferro sarà minore. Traiamo una conclusione sul modulo della forza di tensione del filo, lavorando con l'equazione (2), aumenterà.

Risposta. 13.

Massa della barra M scivola da un piano inclinato scabro fisso con un angolo α alla base. Il modulo di accelerazione della barra è uguale a UN, il modulo di velocità della barra aumenta. La resistenza dell'aria può essere trascurata.

Stabilire una corrispondenza tra grandezze fisiche e formule con le quali possono essere calcolate. Per ogni posizione della prima colonna, seleziona la posizione corrispondente dalla seconda colonna e annota i numeri selezionati nella tabella sotto le lettere corrispondenti.

B) Il coefficiente di attrito della barra sul piano inclinato

3) mg cosα

4) sinα -	UN
	G cosα

Soluzione. Questo compito richiede l'applicazione delle leggi di Newton. Si consiglia di realizzare un disegno schematico; indicare tutte le caratteristiche cinematiche del movimento. Se possibile, rappresentare il vettore di accelerazione ei vettori di tutte le forze applicate al corpo in movimento; ricorda che le forze che agiscono sul corpo sono il risultato dell'interazione con altri corpi. Quindi scrivi l'equazione di base della dinamica. Scegli un sistema di riferimento e annota l'equazione risultante per la proiezione dei vettori forza e accelerazione;

Seguendo l'algoritmo proposto, realizzeremo un disegno schematico (Fig. 1). La figura mostra le forze applicate al baricentro della barra, e gli assi delle coordinate del sistema di riferimento associato alla superficie del piano inclinato. Poiché tutte le forze sono costanti, il movimento della barra sarà ugualmente variabile con l'aumentare della velocità, cioè il vettore di accelerazione è diretto nella direzione del moto. Scegliamo la direzione degli assi come mostrato in figura. Annotiamo le proiezioni delle forze sugli assi selezionati.

Scriviamo l'equazione di base della dinamica:

Tri + = (1)

Scriviamo questa equazione (1) per la proiezione delle forze e dell'accelerazione.

Sull'asse OY: la proiezione della forza di reazione del supporto è positiva, poiché il vettore coincide con la direzione dell'asse OY N e = N; la proiezione della forza di attrito è nulla poiché il vettore è perpendicolare all'asse; la proiezione della gravità sarà negativa e uguale a mgy= – mg cosα ; proiezione del vettore di accelerazione Ay= 0, poiché il vettore accelerazione è perpendicolare all'asse. Abbiamo N – mg cosα = 0 (2) dall'equazione esprimiamo la forza di reazione che agisce sulla barra dal lato del piano inclinato. N = mg cosα (3). Annotiamo le proiezioni sull'asse OX.

Sull'asse OX: proiezione della forza Nè uguale a zero, poiché il vettore è perpendicolare all'asse OX; La proiezione della forza di attrito è negativa (il vettore è diretto nella direzione opposta rispetto all'asse selezionato); la proiezione della gravità è positiva e uguale a mgx = mg sinα (4) da un triangolo rettangolo. Proiezione di accelerazione positiva ascia = UN; Quindi scriviamo l'equazione (1) tenendo conto della proiezione mg sinα- F tr = mamma (5); F tr = M(G sinα- UN) (6); Ricorda che la forza di attrito è proporzionale alla forza della pressione normale N.

A-priorato F tr = μ N(7), esprimiamo il coefficiente di attrito della barra sul piano inclinato.

μ =	F tr	=	M(G sinα- UN)	= tanα –	UN	(8).
	N		mg cosα		G cosα

Selezioniamo le posizioni appropriate per ogni lettera.

Risposta. A-3; B-2.

Compito 8. L'ossigeno gassoso si trova in una nave con un volume di 33,2 litri. La pressione del gas è di 150 kPa, la sua temperatura è di 127 ° C. Determina la massa di gas in questa nave. Esprimi la tua risposta in grammi e arrotonda al numero intero più vicino.

Soluzione.È importante prestare attenzione alla conversione delle unità nel sistema SI. Converti la temperatura in Kelvin T = T°С + 273, vol v\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m 3; Traduciamo la pressione P= 150 kPa = 150.000 Pa. Utilizzo dell'equazione di stato dei gas ideali

esprimere la massa del gas.

Assicurati di prestare attenzione all'unità in cui ti viene chiesto di scrivere la risposta. È molto importante.

Risposta. 48

Compito 9. Un gas monoatomico ideale in una quantità di 0,025 mol espanso adiabaticamente. Allo stesso tempo, la sua temperatura è scesa da +103°С a +23°С. Qual è il lavoro compiuto dal gas? Esprimi la tua risposta in Joule e arrotonda al numero intero più vicino.

Soluzione. Innanzitutto, il gas è un numero monoatomico di gradi di libertà io= 3, in secondo luogo, il gas si espande adiabaticamente - questo significa nessun trasferimento di calore Q= 0. Il gas funziona riducendo l'energia interna. Con questo in mente, scriviamo la prima legge della termodinamica come 0 = ∆ U + UN G; (1) esprimiamo il lavoro del gas UN g = –∆ U(2); Scriviamo la variazione di energia interna per un gas monoatomico come

Risposta. 25 J.

L'umidità relativa di una porzione di aria ad una certa temperatura è del 10%. Quante volte dovrebbe essere modificata la pressione di questa porzione di aria affinché la sua umidità relativa aumenti del 25% a temperatura costante?

Soluzione. Le domande relative al vapore saturo e all'umidità dell'aria spesso causano difficoltà agli scolari. Usiamo la formula per calcolare l'umidità relativa dell'aria

A seconda delle condizioni del problema, la temperatura non cambia, il che significa che la pressione del vapore di saturazione rimane la stessa. Scriviamo la formula (1) per due stati dell'aria.

φ 1 \u003d 10%; φ2 = 35%

Esprimiamo la pressione dell'aria dalle formule (2), (3) e troviamo il rapporto delle pressioni.

P 2	=	φ 2	=	35	= 3,5
P 1		φ 1		10

Risposta. La pressione dovrebbe essere aumentata di 3,5 volte.

La sostanza calda allo stato liquido veniva lentamente raffreddata in un forno fusorio a potenza costante. La tabella mostra i risultati delle misurazioni della temperatura di una sostanza nel tempo.

Scegli dall'elenco proposto due affermazioni che corrispondono ai risultati delle misurazioni e ne indicano i numeri.

1. Il punto di fusione della sostanza in queste condizioni è di 232°C.
2. In 20 minuti. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido.
3. La capacità termica di una sostanza allo stato liquido e allo stato solido è la stessa.
4. Dopo 30 min. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido.
5. Il processo di cristallizzazione della sostanza ha richiesto più di 25 minuti.

Soluzione. Man mano che la materia si raffreddava, la sua energia interna diminuiva. I risultati delle misurazioni della temperatura consentono di determinare la temperatura alla quale la sostanza inizia a cristallizzare. Finché una sostanza passa dallo stato liquido a quello solido, la temperatura non cambia. Sapendo che la temperatura di fusione e la temperatura di cristallizzazione sono le stesse, scegliamo l'affermazione:

1. Il punto di fusione di una sostanza in queste condizioni è 232°C.

La seconda affermazione corretta è:

4. Dopo 30 min. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido. Poiché la temperatura in questo momento è già al di sotto della temperatura di cristallizzazione.

Risposta. 14.

In un sistema isolato, il corpo A ha una temperatura di +40°C e il corpo B ha una temperatura di +65°C. Questi corpi vengono messi in contatto termico tra loro. Dopo un po' di tempo si raggiunge l'equilibrio termico. Come sono cambiate di conseguenza la temperatura del corpo B e l'energia interna totale dei corpi A e B?

Per ogni valore, determinare la natura appropriata della modifica:

1. È aumentato;
2. Diminuito;
3. Non è cambiato.

Scrivi nella tabella i numeri selezionati per ogni grandezza fisica. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Se in un sistema isolato di corpi non avvengono trasformazioni di energia eccetto lo scambio termico, allora la quantità di calore ceduto dai corpi la cui energia interna diminuisce è uguale alla quantità di calore ricevuta dai corpi la cui energia interna aumenta. (Secondo la legge di conservazione dell'energia.) In questo caso, l'energia interna totale del sistema non cambia. Problemi di questo tipo vengono risolti sulla base dell'equazione del bilancio termico.

∆U = ∑	N	∆U io = 0 (1);
	io = 1

dove ∆ U- variazione dell'energia interna.

Nel nostro caso, a seguito del trasferimento di calore, l'energia interna del corpo B diminuisce, il che significa che la temperatura di questo corpo diminuisce. L'energia interna del corpo A aumenta, poiché il corpo ha ricevuto la quantità di calore dal corpo B, quindi la sua temperatura aumenterà. L'energia interna totale dei corpi A e B non cambia.

Risposta. 23.

Protone P, volato nello spazio tra i poli di un elettromagnete, ha una velocità perpendicolare al vettore di induzione del campo magnetico, come mostrato in figura. Dov'è la forza di Lorentz che agisce sul protone diretta rispetto alla figura (in alto, verso l'osservatore, lontano dall'osservatore, in basso, a sinistra, a destra)

Soluzione. Un campo magnetico agisce su una particella carica con la forza di Lorentz. Per determinare la direzione di questa forza, è importante ricordare la regola mnemonica della mano sinistra, senza dimenticare di tenere conto della carica della particella. Dirigiamo le quattro dita della mano sinistra lungo il vettore velocità, per una particella caricata positivamente, il vettore dovrebbe entrare nel palmo perpendicolarmente, il pollice allontanato di 90 ° mostra la direzione della forza di Lorentz che agisce sulla particella. Di conseguenza, abbiamo che il vettore forza di Lorentz è diretto lontano dall'osservatore rispetto alla figura.

Risposta. dall'osservatore.

Il modulo dell'intensità del campo elettrico in un condensatore piatto ad aria con una capacità di 50 μF è di 200 V/m. La distanza tra le piastre del condensatore è di 2 mm. Qual è la carica sul condensatore? Scrivi la tua risposta in µC.

Soluzione. Convertiamo tutte le unità di misura nel sistema SI. Capacità C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, distanza tra le piastre D= 2 10 -3 M. Il problema riguarda un condensatore piatto ad aria - un dispositivo per accumulare carica elettrica ed energia del campo elettrico. Dalla formula della capacità elettrica

Dove Dè la distanza tra le piastre.

Esprimiamo la tensione U= e D(4); Sostituisci (4) in (2) e calcola la carica del condensatore.

Q = C · ed\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC

Presta attenzione alle unità in cui devi scrivere la risposta. L'abbiamo ricevuto in pendenti, ma lo presentiamo in μC.

Risposta. 20 µC.

Lo studente ha condotto l'esperimento sulla rifrazione della luce, presentato nella fotografia. Come cambiano l'angolo di rifrazione della luce che si propaga nel vetro e l'indice di rifrazione del vetro con l'aumentare dell'angolo di incidenza?

1. sta aumentando
2. Diminuisce
3. Non cambia
4. Registra i numeri selezionati per ogni risposta nella tabella. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Nei compiti di un tale piano, ricordiamo cos'è la rifrazione. Questo è un cambiamento nella direzione della propagazione delle onde quando si passa da un mezzo all'altro. È causato dal fatto che le velocità di propagazione delle onde in questi mezzi sono diverse. Avendo capito da quale mezzo si propaga la luce, scriviamo la legge della rifrazione nella forma

sinα	=	N 2	,
sinβ		N 1

Dove N 2 - l'indice di rifrazione assoluto del vetro, il mezzo dove va la luce; N 1 è l'indice di rifrazione assoluto del primo mezzo da cui proviene la luce. Per aria N 1 = 1. α è l'angolo di incidenza del raggio sulla superficie del semicilindro di vetro, β è l'angolo di rifrazione del raggio nel vetro. Inoltre, l'angolo di rifrazione sarà inferiore all'angolo di incidenza, poiché il vetro è un mezzo otticamente più denso, un mezzo con un alto indice di rifrazione. La velocità di propagazione della luce nel vetro è più lenta. Si noti che gli angoli sono misurati dalla perpendicolare ripristinata nel punto di incidenza del raggio. Se aumenti l'angolo di incidenza, aumenterà anche l'angolo di rifrazione. L'indice di rifrazione del vetro non cambierà da questo.

Risposta.

Ponticello di rame alla volta T 0 = 0 inizia a muoversi a una velocità di 2 m/s lungo binari conduttori orizzontali paralleli, alle cui estremità è collegata una resistenza da 10 ohm. L'intero sistema è in un campo magnetico uniforme verticale. La resistenza del ponticello e dei binari è trascurabile, il ponticello è sempre perpendicolare ai binari. Il flusso Ф del vettore di induzione magnetica attraverso il circuito formato dal ponticello, dai binari e dal resistore cambia nel tempo T come mostrato nel grafico.

Usando il grafico, seleziona due affermazioni vere e indica i loro numeri nella tua risposta.

1. Quando T\u003d 0,1 s, la variazione del flusso magnetico attraverso il circuito è di 1 mWb.
2. Corrente di induzione nel ponticello nell'intervallo da T= 0,1 sec T= 0,3 secondi max.
3. Il modulo dell'EMF di induzione che si verifica nel circuito è di 10 mV.
4. La forza della corrente induttiva che scorre nel ponticello è di 64 mA.
5. Per mantenere il movimento del ponticello, viene applicata una forza, la cui proiezione sulla direzione delle rotaie è 0,2 N.

Soluzione. Secondo il grafico della dipendenza del flusso del vettore di induzione magnetica attraverso il circuito nel tempo, determiniamo le sezioni in cui il flusso Ф cambia e dove la variazione del flusso è zero. Questo ci permetterà di determinare gli intervalli di tempo in cui la corrente induttiva si verificherà nel circuito. Affermazione corretta:

1) Per il tempo T= 0.1 s la variazione del flusso magnetico attraverso il circuito è di 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb; Il modulo EMF di induzione che si verifica nel circuito è determinato utilizzando la legge EMP

Risposta. 13.

Secondo il grafico della dipendenza dell'intensità di corrente dal tempo in un circuito elettrico la cui induttanza è 1 mH, determinare il modulo EMF di autoinduzione nell'intervallo di tempo da 5 a 10 s. Scrivi la tua risposta in microvolt.

Soluzione. Convertiamo tutte le quantità nel sistema SI, ad es. traduciamo l'induttanza di 1 mH in H, otteniamo 10 -3 H. Anche l'intensità di corrente mostrata nella figura in mA verrà convertita in A moltiplicando per 10 -3.

La formula EMF di autoinduzione ha la forma

in questo caso l'intervallo di tempo è dato in base alla condizione del problema

∆T= 10 s – 5 s = 5 s

secondi e in base al programma determiniamo l'intervallo di modifica corrente durante questo periodo:

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

Sostituiamo i valori numerici nella formula (2), otteniamo

| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V o 2 μV.

Risposta. 2.

Due lastre piane parallele trasparenti sono strettamente premute l'una contro l'altra. Un raggio di luce cade dall'aria sulla superficie della prima lastra (vedi figura). È noto che l'indice di rifrazione della piastra superiore è uguale a N 2 = 1,77. Stabilire una corrispondenza tra grandezze fisiche e loro valori. Per ogni posizione della prima colonna, seleziona la posizione corrispondente dalla seconda colonna e annota i numeri selezionati nella tabella sotto le lettere corrispondenti.

Soluzione. Per risolvere problemi sulla rifrazione della luce all'interfaccia tra due mezzi, in particolare problemi sul passaggio della luce attraverso lastre piano-parallele, si può consigliare il seguente ordine di soluzione: fare un disegno che indichi il percorso dei raggi provenienti da uno mezzo a un altro; nel punto di incidenza del raggio all'interfaccia tra due mezzi, tracciare una normale alla superficie, segnare gli angoli di incidenza e di rifrazione. Prestare particolare attenzione alla densità ottica del mezzo in esame e ricordare che quando un raggio di luce passa da un mezzo otticamente meno denso a un mezzo otticamente più denso, l'angolo di rifrazione sarà minore dell'angolo di incidenza. La figura mostra l'angolo tra il raggio incidente e la superficie, e abbiamo bisogno dell'angolo di incidenza. Si ricordi che gli angoli sono determinati dalla perpendicolare ripristinata nel punto di incidenza. Determiniamo che l'angolo di incidenza del raggio sulla superficie è 90° - 40° = 50°, l'indice di rifrazione N 2 = 1,77; N 1 = 1 (aria).

Scriviamo la legge della rifrazione

sinβ =	peccato50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Costruiamo un percorso approssimativo della trave attraverso le piastre. Usiamo la formula (1) per i limiti 2–3 e 3–1. In risposta otteniamo

A) Il seno dell'angolo di incidenza della trave sul confine 2-3 tra le piastre è 2) ≈ 0,433;

B) L'angolo di rifrazione del raggio quando attraversa il confine 3–1 (in radianti) è 4) ≈ 0,873.

Risposta. 24.

Determina quante particelle α e quanti protoni si ottengono a seguito di una reazione di fusione termonucleare

+ → X+ si;

Soluzione. In tutte le reazioni nucleari si osservano le leggi di conservazione della carica elettrica e del numero di nucleoni. Indichiamo con x il numero di particelle alfa, y il numero di protoni. Facciamo le equazioni

+ → x + y;

risolvendo il sistema abbiamo quello X = 1; si = 2

Risposta. 1 – particella α; 2 - protoni.

Il modulo di quantità di moto del primo fotone è 1,32 · 10 -28 kg m/s, che è 9,48 · 10 -28 kg m/s inferiore al modulo di quantità di moto del secondo fotone. Trova il rapporto di energia E 2 /E 1 del secondo e del primo fotone. Arrotonda la tua risposta ai decimi.

Soluzione. La quantità di moto del secondo fotone è maggiore della quantità di moto del primo fotone per condizione, quindi possiamo immaginare P 2 = P 1 + ∆ P(1). L'energia del fotone può essere espressa in termini di quantità di moto del fotone utilizzando le seguenti equazioni. Questo E = mc 2(1) e P = mc(2), quindi

E = pc (3),

Dove Eè l'energia del fotone, Pè la quantità di moto del fotone, m è la massa del fotone, C= 3 10 8 m/s è la velocità della luce. Tenendo conto della formula (3), abbiamo:

E 2	=	P 2	= 8,18;
E 1		P 1

Arrotondiamo la risposta ai decimi e otteniamo 8,2.

Risposta. 8,2.

Il nucleo di un atomo ha subito il decadimento β del positrone radioattivo. In che modo questo ha cambiato la carica elettrica del nucleo e il numero di neutroni in esso contenuti?

Per ogni valore, determinare la natura appropriata della modifica:

1. È aumentato;
2. Diminuito;
3. Non è cambiato.

Scrivi nella tabella i numeri selezionati per ogni grandezza fisica. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Positrone β - il decadimento nel nucleo atomico avviene durante la trasformazione di un protone in un neutrone con l'emissione di un positrone. Di conseguenza, il numero di neutroni nel nucleo aumenta di uno, la carica elettrica diminuisce di uno e il numero di massa del nucleo rimane invariato. Pertanto, la reazione di trasformazione di un elemento è la seguente:

Risposta. 21.

In laboratorio sono stati condotti cinque esperimenti per osservare la diffrazione utilizzando vari reticoli di diffrazione. Ciascuno dei reticoli era illuminato da fasci paralleli di luce monocromatica con una certa lunghezza d'onda. La luce in tutti i casi era incidente perpendicolare al reticolo. In due di questi esperimenti è stato osservato lo stesso numero di massimi principali di diffrazione. Indicare prima il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con periodo più breve, quindi il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con periodo più lungo.

Soluzione. La diffrazione della luce è il fenomeno di un raggio di luce nella regione di un'ombra geometrica. La diffrazione può essere osservata quando si incontrano aree o buchi opachi nel percorso di un'onda luminosa in barriere grandi e opache alla luce, e le dimensioni di queste aree o buchi sono commisurate alla lunghezza d'onda. Uno dei dispositivi di diffrazione più importanti è un reticolo di diffrazione. Le direzioni angolari ai massimi del modello di diffrazione sono determinate dall'equazione

D sinφ = Kλ(1),

Dove Dè il periodo del reticolo di diffrazione, φ è l'angolo tra la normale al reticolo e la direzione verso uno dei massimi del reticolo di diffrazione, λ è la lunghezza d'onda della luce, Kè un numero intero chiamato ordine del massimo di diffrazione. Esprimere dall'equazione (1)

Selezionando le coppie in base alle condizioni sperimentali, selezioniamo prima 4 in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con un periodo più piccolo, quindi il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con un periodo ampio è 2.

Risposta. 42.

La corrente scorre attraverso la resistenza del filo. Il resistore è stato sostituito con un altro, con un filo dello stesso metallo e della stessa lunghezza, ma con metà dell'area della sezione trasversale e metà della corrente che lo attraversava. Come cambierà la tensione attraverso il resistore e la sua resistenza?

Per ogni valore, determinare la natura appropriata della modifica:

1. crescerà;
2. diminuirà;
3. Non cambierà.

Scrivi nella tabella i numeri selezionati per ogni grandezza fisica. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione.È importante ricordare da quali quantità dipende la resistenza del conduttore. La formula per il calcolo della resistenza è

Legge di Ohm per la sezione del circuito, dalla formula (2), esprimiamo la tensione

U = io R (3).

A seconda delle condizioni del problema, il secondo resistore è costituito da un filo dello stesso materiale, della stessa lunghezza, ma con sezione trasversale diversa. L'area è due volte più piccola. Sostituendo in (1) otteniamo che la resistenza aumenta di 2 volte e la corrente diminuisce di 2 volte, quindi la tensione non cambia.

Risposta. 13.

Il periodo di oscillazione di un pendolo matematico sulla superficie della Terra è 1,2 volte maggiore del periodo della sua oscillazione su qualche pianeta. Qual è il modulo di accelerazione gravitazionale su questo pianeta? L'effetto dell'atmosfera in entrambi i casi è trascurabile.

Soluzione. Un pendolo matematico è un sistema costituito da un filo, le cui dimensioni sono molto più grandi delle dimensioni della palla e della palla stessa. Possono sorgere difficoltà se si dimentica la formula di Thomson per il periodo di oscillazione di un pendolo matematico.

T= 2π (1);

lè la lunghezza del pendolo matematico; G- accelerazione di gravità.

Per condizione

Espresso da (3) G n \u003d 14,4 m / s 2. Va notato che l'accelerazione della caduta libera dipende dalla massa del pianeta e dal raggio

Risposta. 14,4 m/s2.

Un conduttore rettilineo con una lunghezza di 1 m, attraverso il quale scorre una corrente di 3 A, si trova in un campo magnetico uniforme con induzione IN= 0,4 T con un angolo di 30° rispetto al vettore . Qual è il modulo della forza che agisce sul conduttore dal campo magnetico?

Soluzione. Se un conduttore percorso da corrente è posto in un campo magnetico, allora il campo sul conduttore percorso da corrente agirà con la forza Ampere. Scriviamo la formula per il modulo di forza di Ampère

F UN = io L.B sinα;

F UN = 0,6 N

Risposta. F UN = 0,6 N.

L'energia del campo magnetico immagazzinato nella bobina quando viene attraversata da una corrente continua è di 120 J. Quante volte deve essere aumentata la forza della corrente che scorre attraverso l'avvolgimento della bobina affinché l'energia del campo magnetico in essa immagazzinata aumentare di 5760 J.

Soluzione. L'energia del campo magnetico della bobina è calcolata dalla formula

W m =	LI 2	(1);
	2

Per condizione W 1 = 120 J, quindi W 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.

IO 1 2 =	2W 1	; IO 2 2 =	2W 2	;
	l		l

Quindi il rapporto attuale

IO 2 2	= 49;	IO 2	= 7
IO 1 2		IO 1

Risposta. La forza attuale deve essere aumentata di 7 volte. Nel foglio delle risposte inserisci solo il numero 7.

Un circuito elettrico è costituito da due lampadine, due diodi e una bobina di filo collegati come mostrato in figura. (Un diodo consente alla corrente di fluire solo in una direzione, come mostrato nella parte superiore della figura.) Quale delle lampadine si accenderà se il polo nord del magnete viene avvicinato alla bobina? Spiega la tua risposta indicando quali fenomeni e schemi hai usato nella spiegazione.

Soluzione. Le linee di induzione magnetica escono dal polo nord del magnete e divergono. Quando il magnete si avvicina, il flusso magnetico attraverso la bobina di filo aumenta. Secondo la regola di Lenz, il campo magnetico creato dalla corrente induttiva della spira deve essere diretto verso destra. Secondo la regola del succhiello, la corrente dovrebbe fluire in senso orario (se vista da sinistra). In questa direzione passa il diodo nel circuito della seconda lampada. Quindi, la seconda lampada si accenderà.

Risposta. La seconda lampada si accenderà.

Lunghezza raggi in alluminio l= 25 cm e area della sezione trasversale S\u003d 0,1 cm 2 è sospeso su un filo dall'estremità superiore. L'estremità inferiore poggia sul fondo orizzontale della nave in cui viene versata l'acqua. La lunghezza della parte sommersa del raggio l= 10 cm Trova la forza F, con cui l'ago preme sul fondo del vaso, se è noto che il filo si trova verticalmente. La densità dell'alluminio ρ a = 2,7 g / cm 3, la densità dell'acqua ρ in = 1,0 g / cm 3. Accelerazione di gravità G= 10 m/sec 2

Soluzione. Facciamo un disegno esplicativo.

– Forza di tensione del filo;

– Forza di reazione del fondo del recipiente;

a è la forza di Archimede agente solo sulla parte immersa del corpo e applicata al centro della parte immersa del raggio;

- la forza di gravità che agisce sul raggio dal lato della Terra ed è applicata al centro dell'intero raggio.

Per definizione, la massa del raggio M e il modulo della forza di Archimede sono espressi come segue: M = SLρa (1);

F un = SLρ dentro G (2)

Si considerino i momenti delle forze relativi al punto di sospensione del raggio.

M(T) = 0 è il momento della forza di tensione; (3)

M(N) = NL cosα è il momento della forza di reazione del supporto; (4)

Tenendo conto dei segni dei momenti, scriviamo l'equazione

NL cos + SLρ dentro G (l –	l	) cosα = SLρ UN G	l	cos(7)
	2		2

dato che, secondo la terza legge di Newton, la forza di reazione del fondo del recipiente è uguale alla forza F d con cui l'ago preme sul fondo della nave che scriviamo N = F e e dall'equazione (7) esprimiamo questa forza:

F d = [	1	lρ UN– (1 –	l	)lρ in] Sgr (8).
	2		2l

Collegando i numeri, lo otteniamo

F d = 0,025 n.

Risposta. F d = 0,025 n.

Una bottiglia contenente M 1 = 1 kg di azoto, quando testato per resistenza esploso a una temperatura T 1 = 327°C. Quale massa di idrogeno M 2 potrebbe essere conservato in un tale cilindro a una temperatura T 2 \u003d 27 ° C, con un margine di sicurezza quintuplicato? Massa molare dell'azoto M 1 \u003d 28 g / mol, idrogeno M 2 = 2 g/mol.

Soluzione. Scriviamo l'equazione di stato di un gas ideale Mendeleev - Clapeyron per l'azoto

Dove v- il volume del pallone, T 1 = T 1+273°C. A seconda delle condizioni, l'idrogeno può essere immagazzinato a pressione P 2 = p1/5; (3) Premesso ciò

possiamo esprimere la massa di idrogeno lavorando immediatamente con le equazioni (2), (3), (4). La formula finale è simile a:

M 2 =	M 1		M 2		T 1	(5).
	5		M 1		T 2

Dopo aver sostituito i dati numerici M 2 = 28

Risposta. M 2 = 28

In un circuito oscillatorio ideale, l'ampiezza delle oscillazioni di corrente nell'induttore Io sono= 5 mA e l'ampiezza della tensione ai capi del condensatore Ehm= 2,0 V. Al momento T la tensione attraverso il condensatore è 1,2 V. Trova la corrente nella bobina in questo momento.

Soluzione. In un circuito oscillatorio ideale, l'energia delle vibrazioni è conservata. Per l'istante di tempo t, la legge di conservazione dell'energia ha la forma

C	U 2	+ l	IO 2	= l	Io sono 2	(1)
	2		2		2

Per i valori di ampiezza (massimo), scriviamo

e dall'equazione (2) esprimiamo

C	=	Io sono 2	(4).
l		Ehm 2

Sostituiamo (4) in (3). Di conseguenza, otteniamo:

IO = Io sono (5)

Pertanto, la corrente nella bobina in quel momento Tè uguale a

IO= 4,0 mA.

Risposta. IO= 4,0 mA.

C'è uno specchio sul fondo di un bacino profondo 2 m. Un raggio di luce, attraversando l'acqua, viene riflesso dallo specchio ed esce dall'acqua. L'indice di rifrazione dell'acqua è 1,33. Trovare la distanza tra il punto di entrata del raggio in acqua e il punto di uscita del raggio dall'acqua, se l'angolo di incidenza del raggio è 30°

Soluzione. Facciamo un disegno esplicativo

α è l'angolo di incidenza del fascio;

β è l'angolo di rifrazione del raggio in acqua;

AC è la distanza tra il punto di ingresso del raggio nell'acqua e il punto di uscita del raggio dall'acqua.

Secondo la legge di rifrazione della luce

sinβ =	sinα	(3)
	N 2

Considera un ΔADB rettangolare. In esso AD = H, quindi DÂ = AD

tgβ = H tgβ = H	sinα	= H	sinβ	= H	sinα	(4)
	cosβ

Otteniamo la seguente espressione:

AC = 2 DB = 2 H	sinα	(5)

Sostituisci i valori numerici nella formula risultante (5)

Risposta. 1,63 mt

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