OGE ve Birleşik Devlet Sınavına hazırlık
Orta genel eğitim
Hat UMK A. V. Grachev. Fizik (10-11) (temel, ileri)
Hat UMK A. V. Grachev. Fizik (7-9)
Hat UMK A. V. Peryshkin. Fizik (7-9)
Fizik sınavına hazırlık: örnekler, çözümler, açıklamalar
Fizik sınavının görevlerini (C Seçeneği) öğretmenle birlikte analiz ediyoruz.Lebedeva Alevtina Sergeevna, fizik öğretmeni, iş tecrübesi 27 yıl. Moskova Bölgesi Eğitim Bakanlığı Diploması (2013), Voskresensky Belediye Bölgesi Başkanının Minnettarlığı (2015), Moskova Bölgesi Matematik ve Fizik Öğretmenleri Derneği Başkanı Diploması (2015).
Çalışma, farklı karmaşıklık düzeylerinde görevler sunar: temel, ileri ve yüksek. Temel düzey görevler, en önemli fiziksel kavramların, modellerin, fenomenlerin ve yasaların özümsenmesini test eden basit görevlerdir. İleri düzey görevler, çeşitli süreçleri ve fenomenleri analiz etmek için fizik kavramlarını ve yasalarını kullanma becerisini ve ayrıca herhangi bir konuda bir veya iki yasanın (formül) uygulanması için sorunları çözme becerisini test etmeyi amaçlar. okul fizik kursu. 4. çalışmada, 2. bölümün görevleri, yüksek düzeyde karmaşık görevlerdir ve değişen veya yeni bir durumda fizik yasalarını ve teorilerini kullanma becerisini test eder. Bu tür görevlerin yerine getirilmesi, fiziğin iki üç bölümünden bilginin aynı anda uygulanmasını gerektirir; yüksek eğitim seviyesi. Bu seçenek, USE'nin 2017'deki demo sürümüyle tamamen tutarlıdır, görevler açık USE görevleri bankasından alınır.
Şekil, hız modülünün zamana bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. T. Arabanın 0 ila 30 s zaman aralığında kat ettiği yolu grafikten belirleyin.
Çözüm. Arabanın 0 ila 30 s zaman aralığında kat ettiği yol, en basit şekilde, tabanları (30 - 0) = 30 s ve (30 - 10) zaman aralıkları olan bir yamuğun alanı olarak tanımlanır. = 20 s ve yükseklik hızdır v= 10 m/s, yani
| S = | (30 + 20) İle | 10 m/s = 250 m. |
| 2 |
Cevap. 250 m
100 kg'lık bir kütle halatla dikey olarak yukarıya kaldırılıyor. Şekil, hız projeksiyonunun bağımlılığını göstermektedir V zamandan yukarıya doğru yönlendirilen eksen üzerindeki yük T. Kaldırma sırasında kablo geriliminin modülünü belirleyin.
Çözüm. Hız projeksiyon eğrisine göre v zamandan dikey olarak yukarı doğru yönlendirilmiş bir eksen üzerindeki yük T, yükün ivme projeksiyonunu belirleyebilirsiniz
| A = | ∆v | = | (8 – 2) m/s | \u003d 2 m / sn 2. |
| ∆T | 3 saniye |
Yük, dikey olarak aşağıya doğru yönlendirilen yerçekimi ve kablo boyunca dikey olarak yukarı doğru yönlendirilen kablo germe kuvveti tarafından etki edilir, bkz. 2. Dinamiğin temel denklemini yazalım. Newton'un ikinci yasasını kullanalım. Bir cisme etki eden kuvvetlerin geometrik toplamı, cismin kütlesi ile cisme etki eden ivmenin çarpımına eşittir.
+ = (1)
Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki vektörlerin izdüşümü için denklemi yazalım, OY ekseni yukarı doğru yönlendirilecektir. Germe kuvvetinin izdüşümü pozitiftir, kuvvetin yönü OY ekseninin yönü ile çakıştığı için yerçekimi kuvvetinin izdüşümü negatiftir, çünkü kuvvet vektörü OY ekseninin karşısındadır, ivme vektörünün izdüşümü da pozitiftir, bu nedenle vücut yukarı doğru ivme ile hareket eder. Sahibiz
T – mg = anne (2);
formül (2)'den germe kuvvetinin modülü
T = M(G + A) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.
Cevap. 1200 N.
Cisim, Şekil (1)'de gösterildiği gibi bir kuvvet uygulayarak, modülü 1,5 m/s olan sabit bir hızla engebeli bir yatay yüzey boyunca sürüklenmektedir. Bu durumda cisme etki eden kayma sürtünme kuvvetinin modülü 16 N'dir. Kuvvetin geliştirdiği güç nedir? F?
Çözüm. Problemin koşulunda belirtilen fiziksel süreci hayal edelim ve cisme etki eden tüm kuvvetleri gösteren şematik bir çizim yapalım (Şekil 2). Dinamiğin temel denklemini yazalım.
Tr + + = (1)
Sabit bir yüzeyle ilişkili bir referans sistemi seçtikten sonra, vektörlerin seçilen koordinat eksenlerine izdüşümü için denklemler yazıyoruz. Hızı sabit ve 1,5 m/s'ye eşit olduğundan, problemin durumuna göre cisim düzgün hareket eder. Bu, vücudun ivmesinin sıfır olduğu anlamına gelir. Cisme yatay olarak etki eden iki kuvvet vardır: kayma sürtünme kuvveti tr. ve vücudun sürüklendiği kuvvet. Kuvvet vektörü eksenin yönü ile çakışmadığı için sürtünme kuvvetinin izdüşümü negatiftir. X. Kuvvet projeksiyonu F pozitif. İzdüşümü bulmak için vektörün başından ve sonundan dikmeyi seçilen eksene indirdiğimizi hatırlatırız. Bunu aklımızda tutarak: Fçünkü- F tr = 0; (1) kuvvet projeksiyonunu ifade edin F, Bu F cosα = F tr = 16 N; (2) o zaman kuvvet tarafından geliştirilen güç şuna eşit olacaktır: N = F cosα V(3) Denklem (2)'yi dikkate alarak bir yer değiştirme yapalım ve (3) denklemindeki ilgili verileri yerine koyalım:
N\u003d 16 N 1,5 m / sn \u003d 24 W.
Cevap. 24 W
200 N/m rijitlikteki hafif bir yaya sabitlenmiş bir yük dikey olarak salınır. Şekil, ofsetin bir grafiğini göstermektedir X zaman kargo T. Yükün ağırlığının ne olduğunu belirleyin. Cevabınızı en yakın tam sayıya yuvarlayın.
Çözüm. Yay üzerindeki ağırlık dikey olarak salınır. Yük deplasman eğrisine göre X zamandan T, yükün salınım periyodunu belirleyin. salınım periyodu T= 4 sn; formülden T= 2π kütleyi ifade ediyoruz M kargo.
| = | T | ; | M | = | T 2 | ; M = k | T 2 | ; M= 200 H/dk | (4 sn) 2 | = 81,14 kg ≈ 81 kg. |
| 2π | k | 4π 2 | 4π 2 | 39,438 |
Cevap: 81 kilo
Şekil, 10 kg'lık bir yükü dengeleyebileceğiniz veya kaldırabileceğiniz iki hafif blok ve ağırlıksız bir kablodan oluşan bir sistemi göstermektedir. Sürtünme önemsizdir. Yukarıdaki şeklin analizine göre, seçin iki ifadeleri düzeltin ve cevapta sayılarını belirtin.
- Yükü dengede tutabilmek için halatın ucuna 100 N'luk bir kuvvetle hareket etmeniz gerekir.
- Şekilde gösterilen blok sistemi güçte bir kazanç sağlamaz.
- H, 3 uzunluğunda bir ip parçası çekmeniz gerekiyor H.
- Bir yükü yavaşça yüksekliğe kaldırmak için HH.
Çözüm. Bu görevde, basit mekanizmaları, yani blokları hatırlamak gerekir: hareketli ve sabit blok. Hareketli blok kuvvette iki kat kazanç sağlarken halatın kesitinin iki kat daha uzun çekilmesi gerekir ve sabit blok kuvveti yeniden yönlendirmek için kullanılır. İş yerinde, basit kazanma mekanizmaları vermez. Sorunu analiz ettikten sonra hemen gerekli ifadeleri seçiyoruz:
- Bir yükü yavaşça yüksekliğe kaldırmak için H, 2 uzunluğunda bir ip parçası çekmeniz gerekiyor H.
- Yükü dengede tutabilmek için halatın ucuna 50 N kuvvetle etki etmeniz gerekir.
Cevap. 45.
Ağırlıksız ve uzamayan bir iplik üzerine sabitlenmiş bir alüminyum ağırlık, su dolu bir kaba tamamen daldırılmıştır. Yük, teknenin duvarlarına ve tabanına değmez. Daha sonra, aynı kaba, kütlesi alüminyum yükün kütlesine eşit olan bir demir yükü su ile daldırılır. Bunun sonucunda ipin çekme kuvvetinin modülü ve yüke etki eden yerçekimi kuvvetinin modülü nasıl değişecektir?
- artışlar;
- azalır;
- değişmez
Çözüm. Sorunun durumunu analiz ediyoruz ve çalışma sırasında değişmeyen parametreleri seçiyoruz: bu, vücudun kütlesi ve vücudun iplere daldırıldığı sıvıdır. Bundan sonra, şematik bir çizim yapmak ve yüke etki eden kuvvetleri belirtmek daha iyidir: iplik gerginliğinin kuvveti F iplik yukarı doğru yönlendirilen kontrol; dikey olarak aşağı doğru yönlendirilen yerçekimi; Arşimet kuvveti A, daldırılan gövde üzerindeki sıvının yanından hareket eder ve yukarı doğru yönlendirilir. Problemin durumuna göre yüklerin kütleleri aynıdır, dolayısıyla yüke etki eden yerçekimi kuvvetinin modülü değişmez. Malların yoğunluğu farklı olduğu için hacmi de farklı olacaktır.
| V = | M | . |
| P |
Demirin yoğunluğu 7800 kg/m3, alüminyum yükü ise 2700 kg/m3'tür. Buradan, V Ve< Va. Vücut dengededir, vücuda etki eden tüm kuvvetlerin bileşkesi sıfırdır. OY koordinat eksenini yukarı yönlendirelim. Kuvvetlerin izdüşümünü dikkate alarak dinamiklerin temel denklemini şu şekilde yazıyoruz: F eski + Fa – mg= 0; (1) Gerilim kuvvetini ifade ediyoruz F dış = mg – Fa(2); Arşimet kuvveti, sıvının yoğunluğuna ve vücudun batık kısmının hacmine bağlıdır. Fa = ρ gV p.h.t. (3); Sıvının yoğunluğu değişmez ve demir gövdenin hacmi daha azdır. V Ve< Va, böylece demir yüküne etki eden Arşimet kuvveti daha az olacaktır. Denklem (2) ile çalışarak iplik gerginlik kuvvetinin modülü hakkında bir sonuç çıkarırız, artacaktır.
Cevap. 13.
çubuk kütlesi M tabanda α açısı olan sabit, kaba eğimli bir düzlemden kayar. Çubuk hızlanma modülü şuna eşittir: A, çubuk hız modülü artar. Hava direnci ihmal edilebilir.
Fiziksel büyüklükler ve hesaplanabilecekleri formüller arasında bir yazışma kurun. Birinci sütunun her konumu için, ikinci sütundan ilgili konumu seçin ve tablodaki seçilen sayıları karşılık gelen harflerin altına yazın.
B) Çubuğun eğik düzlem üzerindeki sürtünme katsayısı
3) mg cosα
| 4) sina - | A |
| G cosα |
Çözüm. Bu görev, Newton yasalarının uygulanmasını gerektirir. Şematik bir çizim yapmanızı öneririz; hareketin tüm kinematik özelliklerini gösterir. Mümkünse, ivme vektörünü ve hareket eden cisme uygulanan tüm kuvvetlerin vektörlerini gösterin; Vücuda etki eden kuvvetlerin diğer cisimlerle etkileşimin sonucu olduğunu unutmayın. Sonra dinamiğin temel denklemini yazın. Bir referans sistemi seçin ve kuvvet ve ivme vektörlerinin izdüşümü için ortaya çıkan denklemi yazın;
Önerilen algoritmayı takiben şematik bir çizim yapacağız (Şekil 1). Şekil, çubuğun ağırlık merkezine uygulanan kuvvetleri ve eğik düzlemin yüzeyi ile ilişkili referans sisteminin koordinat eksenlerini göstermektedir. Tüm kuvvetler sabit olduğu için, çubuğun hareketi artan hızla eşit olarak değişken olacaktır, yani; ivme vektörü hareket yönünde yönlendirilir. Eksenlerin yönünü şekildeki gibi seçelim. Seçilen eksenler üzerindeki kuvvetlerin izdüşümlerini yazalım.
Dinamiğin temel denklemini yazalım:
Tr + = (1)
Kuvvetlerin ve ivmenin izdüşümü için bu denklemi (1) yazalım.
OY ekseninde: vektör OY ekseninin yönü ile çakıştığı için desteğin tepki kuvvetinin izdüşümü pozitiftir N y = N; vektör eksene dik olduğu için sürtünme kuvvetinin izdüşümü sıfırdır; yerçekimi projeksiyonu negatif olacak ve şuna eşit olacaktır: çok güzel= – mg cosa; ivme vektör projeksiyonu bir y= 0, çünkü ivme vektörü eksene diktir. Sahibiz N – mg cosα = 0 (2) denkleminden çubuğa etki eden tepki kuvvetini eğik düzlemin yanından ifade ediyoruz. N = mg cosa (3). OX eksenindeki izdüşümleri yazalım.
OX ekseninde: kuvvet projeksiyonu N vektör OX eksenine dik olduğu için sıfıra eşittir; Sürtünme kuvvetinin izdüşümü negatiftir (vektör, seçilen eksene göre ters yönde yönlendirilir); yerçekimi projeksiyonu pozitiftir ve şuna eşittir: mg x = mg dik üçgenden sinα (4). Pozitif ivme projeksiyonu bir x = A; Sonra projeksiyonu dikkate alarak denklemi (1) yazarız. mg sina- F tr = anne (5); F tr = M(G sina- A) (6); Sürtünme kuvvetinin normal basınç kuvveti ile orantılı olduğunu unutmayın. N.
bir manastır F tr = μ N(7), çubuğun eğik düzlem üzerindeki sürtünme katsayısını ifade ediyoruz.
| μ = | F tr | = | M(G sina- A) | = tanα – | A | (8). |
| N | mg cosα | G cosα |
Her harf için uygun pozisyonları seçiyoruz.
Cevap. A-3; B-2.
Görev 8. Gaz halindeki oksijen, 33,2 litre hacimli bir kaptadır. Gaz basıncı 150 kPa, sıcaklığı 127 °C'dir. Bu kaptaki gazın kütlesini belirleyiniz. Cevabınızı gram olarak ifade edin ve en yakın tam sayıya yuvarlayın.
Çözüm. Birimlerin SI sistemine dönüştürülmesine dikkat etmek önemlidir. Sıcaklığı Kelvin'e çevir T = T°С + 273, hacim V\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m3; Basıncı çeviriyoruz P= 150 kPa = 150.000 Pa. İdeal gaz durum denklemini kullanma
gazın kütlesini ifade ediniz.
Cevabı yazmanızın istendiği üniteye dikkat ettiğinizden emin olun. Bu çok önemli.
Cevap. 48
Görev 9. Adyabatik olarak genişleyen 0.025 mol miktarındaki ideal bir tek atomlu gaz. Aynı zamanda sıcaklığı +103°С'den +23°С'ye düştü. Gazın yaptığı iş nedir? Cevabınızı Joule cinsinden ifade edin ve en yakın tam sayıya yuvarlayın.
Çözüm.İlk olarak, gaz tek atomlu serbestlik derecesidir. Ben= 3, ikinci olarak, gaz adyabatik olarak genişler - bu, ısı transferi olmadığı anlamına gelir Q= 0. Gaz, iç enerjiyi azaltarak çalışır. Bunu akılda tutarak termodinamiğin birinci yasasını 0 = ∆ olarak yazıyoruz. sen + A G; (1) gazın işini ifade ediyoruz A g = –∆ sen(2); Tek atomlu bir gazın iç enerjisindeki değişimi şu şekilde yazıyoruz:
Cevap. 25 J.
Belirli bir sıcaklıktaki havanın bir kısmının bağıl nemi %10'dur. Sabit sıcaklıkta bağıl nemin %25 artması için havanın bu kısmının basıncı kaç kez değiştirilmelidir?
Çözüm. Doymuş buhar ve hava nemi ile ilgili sorular çoğu zaman okul çocukları için zorluklara neden olur. Havanın bağıl nemini hesaplamak için formülü kullanalım.
Problemin durumuna göre sıcaklık değişmez yani doymuş buhar basıncı aynı kalır. Havanın iki hali için (1) formülünü yazalım.
φ 1 \u003d %10; φ2 = %35
Hava basıncını (2), (3) formüllerinden ifade ediyoruz ve basınçların oranını buluyoruz.
| P 2 | = | φ 2 | = | 35 | = 3,5 |
| P 1 | φ 1 | 10 |
Cevap. Basınç 3,5 kat arttırılmalıdır.
Sıvı haldeki sıcak madde, sabit güçte bir ergitme fırınında yavaş yavaş soğutulmuştur. Tablo, bir maddenin sıcaklığının zaman içinde ölçülmesinin sonuçlarını göstermektedir.
Önerilen listeden seçim yapın ikiölçüm sonuçlarına karşılık gelen ve sayılarını gösteren ifadeler.
- Bu koşullar altında maddenin erime noktası 232°C'dir.
- 20 dakika içinde. ölçümlerin başlamasından sonra madde yalnızca katı haldeydi.
- Bir maddenin sıvı ve katı haldeki ısı kapasitesi aynıdır.
- 30 dakika sonra. ölçümlerin başlamasından sonra madde yalnızca katı haldeydi.
- Maddenin kristalleşme süreci 25 dakikadan fazla sürdü.
Çözüm. Madde soğudukça iç enerjisi azalır. Sıcaklık ölçümlerinin sonuçları, maddenin kristalleşmeye başladığı sıcaklığın belirlenmesini sağlar. Bir madde sıvı halden katı hale geçtiği sürece sıcaklığı değişmez. Erime sıcaklığı ile kristalleşme sıcaklığının aynı olduğunu bilerek şu ifadeyi seçiyoruz:
1. Bir maddenin bu koşullar altında erime noktası 232°C'dir.
İkinci doğru ifade şudur:
4. 30 dakika sonra. ölçümlerin başlamasından sonra madde yalnızca katı haldeydi. Zamanın bu noktasındaki sıcaklık zaten kristalleşme sıcaklığının altında olduğundan.
Cevap. 14.
İzole bir sistemde A gövdesinin sıcaklığı +40°C, B gövdesinin sıcaklığı +65°C'dir. Bu cisimler birbirleriyle termal temasa getirilir. Bir süre sonra termal dengeye ulaşılır. Sonuç olarak B gövdesinin sıcaklığı ve A ve B gövdesinin toplam iç enerjisi nasıl değişti?
Her değer için, değişikliğin uygun doğasını belirleyin:
- Artırılmış;
- azalmış;
- değişmedi
Tabloya her fiziksel miktar için seçilen sayıları yazın. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm. Yalıtılmış bir cisim sisteminde, ısı alışverişi dışında hiçbir enerji dönüşümü meydana gelmezse, o zaman iç enerjisi azalan cisimlerin verdiği ısı miktarı, iç enerjisi artan cisimlerin aldığı ısı miktarına eşittir. (Enerjinin korunumu yasasına göre.) Bu durumda sistemin toplam iç enerjisi değişmez. Bu tür problemler, ısı dengesi denklemi temelinde çözülür.
| ∆U = ∑ | N | ∆sen = 0 (1); |
| Ben = 1 |
nerede ∆ sen- iç enerjideki değişim.
Bizim durumumuzda, ısı transferi sonucunda B gövdesinin iç enerjisi azalır, bu da bu vücudun sıcaklığının düştüğü anlamına gelir. A gövdesinin iç enerjisi artar, vücut B gövdesinden aldığı ısı miktarını aldığı için sıcaklığı artar. A ve B cisimlerinin toplam iç enerjisi değişmez.
Cevap. 23.
Proton P, bir elektromıknatısın kutupları arasındaki boşluğa uçarak, şekilde gösterildiği gibi manyetik alan endüksiyon vektörüne dik bir hıza sahiptir. Şekle göre yönlendirilen protona etki eden Lorentz kuvveti nerede (yukarı, gözlemciye doğru, gözlemciden uzağa, aşağı, sola, sağa)
Çözüm. Bir manyetik alan yüklü bir parçacığa Lorentz kuvveti ile etki eder. Bu kuvvetin yönünü belirlemek için sol elin anımsatıcı kuralını hatırlamak, parçacığın yükünü hesaba katmayı unutmamak önemlidir. Sol elin dört parmağını hız vektörü boyunca yönlendiriyoruz, pozitif yüklü bir parçacık için vektör avuç içine dik olarak girmelidir, 90 ° kenara bırakılan başparmak parçacık üzerinde etkili olan Lorentz kuvvetinin yönünü gösterir. Sonuç olarak, Lorentz kuvvet vektörünün şekle göre gözlemciden uzağa doğru yönlendirildiğini elde ederiz.
Cevap. gözlemciden
50 μF kapasiteli düz bir hava kondansatöründeki elektrik alan kuvvetinin modülü 200 V/m'dir. Kondansatör plakaları arasındaki mesafe 2 mm'dir. Kondansatörün yükü nedir? Cevabınızı µC cinsinden yazın.
Çözüm. Tüm ölçü birimlerini SI sistemine çevirelim. Kapasitans C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, plakalar arasındaki mesafe D= 2 10 -3 m Problem düz hava kondansatörüyle ilgilidir - elektrik yükü ve elektrik alan enerjisi biriktirmek için bir cihaz. Elektrik kapasitans formülünden
Nerede D plakalar arasındaki mesafedir.
Gerginliği İfade Edelim sen= E D(4); (2)'de (4)'ü yerine koyun ve kondansatörün yükünü hesaplayın.
Q = C · Ed\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC
Cevabı yazmanız gereken birimlere dikkat edin. Pandantiflerde aldık ama μC olarak sunuyoruz.
Cevap. 20 uC.
Öğrenci, fotoğrafta gösterilen ışığın kırılması üzerine bir deney yaptı. Camda yayılan ışığın kırılma açısı ve camın kırılma indisi geliş açısı arttıkça nasıl değişir?
- artıyor
- azalır
- değişmez
- Tablodaki her cevap için seçilen sayıları kaydedin. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm. Böyle bir planın görevlerinde kırılmanın ne olduğunu hatırlıyoruz. Bu, bir ortamdan diğerine geçerken dalga yayılma yönündeki bir değişikliktir. Bu ortamlardaki dalga yayılma hızlarının farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Işığın hangi ortamdan yayıldığını bulduktan sonra, kırılma yasasını şu şekilde yazıyoruz:
| sina | = | N 2 | , |
| sinβ | N 1 |
Nerede N 2 - camın mutlak kırılma indisi, ışığın gittiği ortam; N 1, ışığın geldiği ilk ortamın mutlak kırılma indisidir. hava için N 1 = 1. α, ışının cam yarım silindirin yüzeyine gelme açısıdır, β, ışının camdaki kırılma açısıdır. Ayrıca, kırılma açısı geliş açısından daha az olacaktır, çünkü cam optik olarak daha yoğun bir ortamdır - yüksek kırılma indeksine sahip bir ortam. Camda ışığın yayılma hızı daha yavaştır. Lütfen açıların, kirişin geliş noktasında geri yüklenen dikeyden ölçüldüğünü unutmayın. Gelme açısını artırırsanız, kırılma açısı da artacaktır. Camın kırılma indisi bundan değişmez.
Cevap.
Zamanında bakır jumper T 0 = 0, uçlarına 10 ohm'luk bir direncin bağlı olduğu paralel yatay iletken raylar boyunca 2 m/s hızla hareket etmeye başlar. Tüm sistem dikey düzgün bir manyetik alan içindedir. Jumper ve rayların direnci ihmal edilebilir düzeydedir, jumper her zaman raylara diktir. Jumper, raylar ve direncin oluşturduğu devre boyunca manyetik indüksiyon vektörünün akısı Ф zamanla değişir T grafikte gösterildiği gibi.
Grafiği kullanarak iki doğru ifade seçin ve yanıtınızda bunların sayısını belirtin.
- Zamana kadar T\u003d 0,1 s, devre boyunca manyetik akıdaki değişiklik 1 mWb'dir.
- Jumper'daki indüksiyon akımı aralığında T= 0,1 sn T= 0,3 s maks.
- Devrede oluşan indüksiyon EMF'sinin modülü 10 mV'dir.
- Jumper'da akan endüktif akımın gücü 64 mA'dır.
- Jumper'ın hareketini sürdürmek için, izdüşümünün rayların yönünde 0,2 N olduğu bir kuvvet uygulanır.
Çözüm. Manyetik indüksiyon vektörünün devre boyunca akışının zamana bağımlılığı grafiğine göre, akışın Ф değiştiği ve akıştaki değişimin sıfır olduğu bölümleri belirliyoruz. Bu, devrede endüktif akımın oluşacağı zaman aralıklarını belirlememizi sağlayacaktır. Doğru ifade:
1) zamana göre T= 0,1 s devre boyunca manyetik akıdaki değişiklik 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb; Devrede oluşan EMF indüksiyon modülü, EMP yasası kullanılarak belirlenir.
Cevap. 13.
Endüktansı 1 mH olan bir elektrik devresinde akım gücünün zamana bağlılığının grafiğine göre, 5 ila 10 s zaman aralığında kendinden endüksiyonlu EMF modülünü belirleyin. Cevabınızı mikrovolt cinsinden yazın.
Çözüm. Tüm miktarları SI sistemine çevirelim, yani. 1 mH endüktansını H'ye çeviririz, 10 -3 H elde ederiz. Şekilde mA cinsinden gösterilen akım gücü de 10 -3 ile çarpılarak A'ya dönüştürülecektir.
Kendi kendine indüksiyon EMF formülü şu şekildedir:
bu durumda problemin durumuna göre zaman aralığı verilir.
∆T= 10 sn – 5 sn = 5 sn
saniye ve programa göre bu süre boyunca mevcut değişim aralığını belirleriz:
∆BEN= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.
Sayısal değerleri formül (2) ile değiştiririz, elde ederiz
| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V veya 2 μV.
Cevap. 2.
İki şeffaf düzlem paralel plaka birbirine sıkıca bastırılır. Havadan bir ışık huzmesi birinci levhanın yüzeyine düşer (şekle bakın). Üst plakanın kırılma indisinin şuna eşit olduğu bilinmektedir: N 2 = 1.77. Fiziksel büyüklükler ve değerleri arasında bir yazışma kurun. Birinci sütunun her konumu için, ikinci sütundan ilgili konumu seçin ve tablodaki seçilen sayıları karşılık gelen harflerin altına yazın.
Çözüm. Işığın iki ortam arasındaki arayüzde kırılması ile ilgili sorunları, özellikle ışığın düzlem-paralel plakalardan geçişi ile ilgili sorunları çözmek için, aşağıdaki çözüm sırası önerilebilir: birinden gelen ışınların yolunu gösteren bir çizim yapın diğerine orta; iki ortam arasındaki arayüzde ışının geliş noktasında yüzeye bir normal çizin, geliş ve kırılma açılarını işaretleyin. Ele alınan ortamın optik yoğunluğuna özellikle dikkat edin ve bir ışık demeti optik olarak daha az yoğun bir ortamdan optik olarak daha yoğun bir ortama geçtiğinde, kırılma açısının geliş açısından daha az olacağını unutmayın. Şekil, gelen ışın ile yüzey arasındaki açıyı göstermektedir ve gelme açısına ihtiyacımız var. Açıların, geliş noktasında geri yüklenen dikeyden belirlendiğini unutmayın. Kirişin yüzeye gelme açısının 90° - 40° = 50° olduğunu, kırılma indisini tespit ediyoruz. N 2 = 1,77; N 1 = 1 (hava).
kırılma yasasını yazalım
| sinβ = | sin50 | = 0,4327 ≈ 0,433 |
| 1,77 |
Kirişin plakalar boyunca yaklaşık bir yolunu oluşturalım. 2–3 ve 3–1 sınırları için formül (1) kullanıyoruz. aldığımız yanıtta
A) Kirişin plakalar arasındaki 2–3 sınırındaki geliş açısının sinüsü 2) ≈ 0,433;
B) 3–1 sınırını geçerken ışının kırılma açısı (radyan cinsinden) 4) ≈ 0,873'tür.
Cevap. 24.
Bir termonükleer füzyon reaksiyonu sonucunda kaç tane α - parçacığı ve kaç tane proton elde edildiğini belirleyin
+ → X+ y;
Çözüm. Tüm nükleer reaksiyonlarda, elektrik yükünün korunumu yasaları ve nükleon sayısı gözlenir. X ile alfa parçacıklarının sayısını, y ile protonların sayısını belirtin. Denklemler yapalım
+ → x + y;
sahip olduğumuz sistemi çözmek X = 1; y = 2
Cevap. 1 – a-parçacık; 2 - protonlar.
Birinci fotonun momentum modülü 1,32 · 10 -28 kg m/s olup, ikinci fotonun momentum modülünden 9,48 · 10 -28 kg m/s daha azdır. İkinci ve birinci fotonların enerji oranını E 2 /E 1 bulun. Cevabınızı onda bire yuvarlayın.
Çözüm. Koşullu olarak ikinci fotonun momentumu birinci fotonun momentumundan daha büyüktür, bu yüzden hayal edebiliriz P 2 = P 1 + ∆ P(1). Foton enerjisi, aşağıdaki denklemler kullanılarak foton momentumu cinsinden ifade edilebilir. Bu E = mc 2(1) ve P = mc(2), sonra
E = bilgisayar (3),
Nerede E foton enerjisi, P fotonun momentumu, m fotonun kütlesi, C= 3 10 8 m/s ışık hızıdır. Formül (3)'ü dikkate alarak, şunları elde ederiz:
| E 2 | = | P 2 | = 8,18; |
| E 1 | P 1 |
Cevabı onda bire yuvarlıyoruz ve 8.2 elde ediyoruz.
Cevap. 8,2.
Bir atomun çekirdeği radyoaktif pozitron β bozunmasına uğramıştır. Bu, çekirdeğin elektrik yükünü ve içindeki nötron sayısını nasıl değiştirdi?
Her değer için, değişikliğin uygun doğasını belirleyin:
- Artırılmış;
- azalmış;
- değişmedi
Tabloya her fiziksel miktar için seçilen sayıları yazın. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm. Pozitron β - atom çekirdeğindeki bozulma, bir protonun bir pozitron emisyonu ile bir nötrona dönüşümü sırasında meydana gelir. Sonuç olarak, çekirdekteki nötron sayısı bir artar, elektrik yükü bir azalır ve çekirdeğin kütle numarası değişmez. Böylece, bir elementin dönüşüm reaksiyonu aşağıdaki gibidir:
Cevap. 21.
Çeşitli kırınım ızgaraları kullanılarak kırınımı gözlemlemek için laboratuarda beş deney yapıldı. Izgaraların her biri, belirli bir dalga boyuna sahip paralel monokromatik ışık huzmeleri ile aydınlatıldı. Tüm durumlarda ışık, ızgaraya dik olarak geldi. Bu deneylerin ikisinde, aynı sayıda temel kırınım maksimumları gözlendi. Önce daha kısa periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deney sayısını, ardından daha uzun periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deney numarasını belirtiniz.
Çözüm. Işığın kırınımı, bir ışık huzmesinin geometrik bir gölge bölgesine girmesi olgusudur. Büyük ve hafif opak bariyerlerde bir ışık dalgasının yolu üzerinde opak alanlar veya deliklerle karşılaşıldığında ve bu alanların veya deliklerin boyutlarının dalga boyu ile orantılı olması durumunda kırınım gözlemlenebilir. En önemli kırınım cihazlarından biri bir kırınım ızgarasıdır. Kırınım modelinin maksimumlarına olan açısal yönler, denklemle belirlenir.
D sinφ = kλ(1),
Nerede D kırınım ızgarasının periyodudur, φ ızgaranın normali ile kırınım modelinin maksimumlarından birinin yönü arasındaki açıdır, λ ışık dalga boyudur, k kırınım maksimumunun sırası olarak adlandırılan bir tamsayıdır. Denklemden ifade edin (1)
Deney koşullarına göre çiftler seçilerek önce daha küçük periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deneyde 4, daha sonra büyük periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deney sayısı 2 seçilir.
Cevap. 42.
Akım tel direncinden akar. Direnç, aynı metalden ve aynı uzunlukta, ancak kesit alanının yarısına sahip olan ve içinden akımın yarısı geçen bir tel ile başka bir dirençle değiştirildi. Direnç üzerindeki voltaj ve direnci nasıl değişecek?
Her değer için, değişikliğin uygun doğasını belirleyin:
- artacak;
- azalacak;
- Değişmeyecek.
Tabloya her fiziksel miktar için seçilen sayıları yazın. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm.İletkenin direncinin hangi miktarlara bağlı olduğunu hatırlamak önemlidir. Direnci hesaplamak için formül
Devre bölümü için Ohm yasası, formül (2) 'den voltajı ifade ediyoruz
sen = ben R (3).
Problemin durumuna göre ikinci direnç aynı malzemeden, aynı uzunlukta fakat farklı kesit alanına sahip telden yapılmıştır. Alan iki kat daha küçüktür. (1)'de ikame ederek, direncin 2 kat arttığını ve akımın 2 kat azaldığını, dolayısıyla voltajın değişmediğini elde ederiz.
Cevap. 13.
Matematiksel bir sarkacın Dünya yüzeyindeki salınım periyodu, bazı gezegenlerdeki salınım periyodunun 1,2 katıdır. Bu gezegendeki yerçekimi ivmesi modülü nedir? Her iki durumda da atmosferin etkisi ihmal edilebilir düzeydedir.
Çözüm. Matematiksel bir sarkaç, boyutları topun ve topun kendisinin boyutlarından çok daha büyük olan bir iplikten oluşan bir sistemdir. Matematiksel bir sarkacın salınım periyodu için Thomson formülü unutulursa zorluk çıkabilir.
T= 2π (1);
ben matematiksel sarkacın uzunluğu; G- yerçekimi ivmesi.
koşula göre
(3) den ifade G n \u003d 14,4 m / sn 2. Serbest düşüşün ivmesinin gezegenin kütlesine ve yarıçapına bağlı olduğuna dikkat edilmelidir.
Cevap. 14,4 m/s 2.
İçinden 3 A akım geçen 1 m uzunluğundaki düz bir iletken, endüksiyonlu düzgün bir manyetik alan içinde bulunmaktadır. İÇİNDE= 0,4 T vektöre 30° açıda. Manyetik alandan iletkene etki eden kuvvetin modülü nedir?
Çözüm. Akım taşıyan bir iletken manyetik alana yerleştirilirse, akım taşıyan iletken üzerindeki alan Amper kuvveti ile etki edecektir. Ampère kuvvet modülü için formülü yazıyoruz
F bir = Ben LB sina;
F bir = 0,6 N
Cevap. F A = 0,6 N.
İçinden doğru akım geçtiğinde bobinde depolanan manyetik alanın enerjisi 120 J'dir. İçinde depolanan manyetik alanın enerjisinin olabilmesi için bobin sargısından geçen akımın gücünün kaç kat arttırılması gerekir? 5760 J artacak
Çözüm. Bobinin manyetik alanının enerjisi formülle hesaplanır.
| W m = | LI 2 | (1); |
| 2 |
koşula göre W 1 = 120 J, o zaman W 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.
| BEN 1 2 = | 2W 1 | ; BEN 2 2 = | 2W 2 | ; |
| L | L |
Daha sonra cari oran
| BEN 2 2 | = 49; | BEN 2 | = 7 |
| BEN 1 2 | BEN 1 |
Cevap. Akım gücü 7 kat arttırılmalıdır. Cevap kağıdına sadece 7 rakamını giriyorsunuz.
Bir elektrik devresi şekilde gösterildiği gibi birbirine bağlanmış iki ampul, iki diyot ve bir tel bobinden oluşur. (Bir diyot, şeklin üst kısmında gösterildiği gibi akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verir.) Mıknatısın kuzey kutbu bobine yaklaştırılırsa ampullerden hangisi yanar? Açıklamada hangi fenomenleri ve kalıpları kullandığınızı belirterek cevabınızı açıklayın.
Çözüm. Manyetik indüksiyon çizgileri mıknatısın kuzey kutbundan çıkar ve birbirinden uzaklaşır. Mıknatıs yaklaştıkça, tel bobininden geçen manyetik akı artar. Lenz kuralına göre, döngünün endüktif akımının oluşturduğu manyetik alan sağa yönlendirilmelidir. Gimlet kuralına göre akım saat yönünde akmalıdır (soldan bakıldığında). Bu doğrultuda ikinci lambanın devresindeki diyot geçer. Böylece ikinci lamba yanacaktır.
Cevap.İkinci lamba yanacaktır.
Alüminyum konuşma uzunluğu L= 25 cm ve kesit alanı S\u003d 0,1 cm2, üst uçtan bir ipliğe asılır. Alt uç, suyun döküldüğü kabın yatay tabanına dayanır. Konuşmacının batık kısmının uzunluğu ben= 10 cm Bul gücü F, ipliğin dikey olarak yerleştirildiği biliniyorsa, iğnenin teknenin dibine bastırdığı. Alüminyum yoğunluğu ρ a = 2,7 g / cm3, su yoğunluğu ρ in = 1,0 g / cm3. Yerçekimi ivmesi G= 10 m/s 2
Çözüm. Açıklayıcı bir çizim yapalım.
– İplik tansiyon kuvveti;
– Kabın tabanının tepki kuvveti;
a, yalnızca gövdenin batırılmış kısmına etki eden ve jant telinin batırılmış kısmının merkezine uygulanan Arşimet kuvvetidir;
- Dünya'nın yanından parmaklığa etki eden ve tüm jant telinin merkezine uygulanan yerçekimi kuvveti.
Tanım gereği, jant telinin kütlesi M ve Arşimet kuvvetinin modülü şu şekilde ifade edilir: M = SLρ bir (1);
F bir = Slρ içinde G (2)
Jant telinin askı noktasına göre kuvvetlerin momentlerini göz önünde bulundurun.
M(T) = 0 çekme kuvvetinin momentidir; (3)
M(N) = NL cosα, desteğin tepki kuvvetinin momentidir; (4)
Momentlerin işaretlerini dikkate alarak denklemi yazıyoruz
| NLçünkü + Slρ içinde G (L – | ben | ) cosα = SLρ A G | L | çünkü(7) |
| 2 | 2 |
Newton'un üçüncü yasasına göre, kabın tabanının tepki kuvveti kuvvete eşittir. F d yazdığımız damarın dibine iğnenin bastığı d N = F e ve denklem (7)'den bu kuvveti ifade ediyoruz:
| F d = [ | 1 | Lρ A– (1 – | ben | )benρ inç] Çavuş (8). |
| 2 | 2L |
Rakamları girerek, bunu anlıyoruz
F d = 0,025 N.
Cevap. F d = 0,025 N.
içeren bir şişe M 1 = 1 kg nitrojen, dayanıklılık için test edildiğinde patlayan bir sıcaklıkta T 1 = 327°C. Ne kadar hidrojen kütlesi M 2 sıcaklığında böyle bir silindirde saklanabilir. T 2 \u003d 27 ° C, beş kat güvenlik payı ile mi? nitrojen molar kütlesi M 1 \u003d 28 g / mol, hidrojen M 2 = 2 gr/mol.
Çözüm. Nitrojen için ideal bir gaz olan Mendeleev - Clapeyron'un durum denklemini yazıyoruz
Nerede V- balonun hacmi, T 1 = T 1 + 273°C. Şarta göre, hidrojen belirli bir basınçta depolanabilir. P 2 = p 1 /5; (3) Verilen
hemen denklemler (2), (3), (4) ile çalışarak hidrojen kütlesini ifade edebiliriz. Nihai formül şöyle görünür:
| M 2 = | M 1 | M 2 | T 1 | (5). | ||
| 5 | M 1 | T 2 |
Sayısal verileri değiştirdikten sonra M 2 = 28
Cevap. M 2 = 28
İdeal bir salınım devresinde, indüktördeki akım salınımlarının genliği Ben= 5 mA ve kapasitördeki voltajın genliği u m= 2,0 V. Zamanında T kondansatör üzerindeki voltaj 1,2 V'tur. Bu anda bobindeki akımı bulun.
Çözüm.İdeal bir salınım devresinde, titreşimlerin enerjisi korunur. t zamanı için, enerjinin korunumu yasası şu şekildedir:
| C | sen 2 | + L | BEN 2 | = L | Ben 2 | (1) |
| 2 | 2 | 2 |
Genlik (maksimum) değerler için yazıyoruz
ve denklemden (2) ifade ediyoruz
| C | = | Ben 2 | (4). |
| L | u m 2 |
(4) yerine (3) koyalım. Sonuç olarak, şunu elde ederiz:
BEN = Ben (5)
Böylece o andaki bobindeki akım T eşittir
BEN= 4,0 mA.
Cevap. BEN= 4,0 mA.
2 m derinliğindeki bir rezervuarın dibinde ayna bulunmaktadır. Suyun içinden geçen bir ışık huzmesi aynadan yansır ve sudan çıkar. Suyun kırılma indisi 1.33'tür. Kirişin geliş açısı 30° ise, ışının suya giriş noktası ile sudan çıkış noktası arasındaki mesafeyi bulunuz.
Çözüm. Açıklayıcı bir çizim yapalım
α ışın geliş açısıdır;
β, ışının sudaki kırılma açısıdır;
AC, kirişin suya giriş noktası ile sudan çıkış noktası arasındaki mesafedir.
Işığın kırılma yasasına göre
| sinβ = | sina | (3) |
| N 2 |
Dikdörtgen bir ΔADB düşünün. AD = H, sonra DВ = AD
| tgβ = H tgβ = H | sina | = H | sinβ | = H | sina | (4) |
| çünkü |
Aşağıdaki ifadeyi elde ederiz:
| AC = 2 DB = 2 H | sina | (5) |
Ortaya çıkan formüldeki sayısal değerleri değiştirin (5)
Cevap. 1,63 m
Sınava hazırlanırken, sizi tanımaya davet ediyoruz. Peryshkina A.V. Ve TMC Myakisheva G.Ya. Programlar, tüm kayıtlı kullanıcılar tarafından görüntülenebilir ve ücretsiz olarak indirilebilir.
Şartname
kontrol ölçüm malzemeleri
2017'de birleşik devlet sınavını düzenlediğiniz için
FİZİKTE
1. KIM USE'nin atanması
Birleşik Devlet Sınavı (bundan böyle USE olarak anılacaktır), görevleri standart bir biçimde (kontrol ölçüm materyalleri) kullanarak orta genel eğitimin eğitim programlarına hakim olan kişilerin eğitim kalitesinin objektif bir değerlendirme şeklidir.
KULLANIM, 29 Aralık 2012 tarih ve 273-FZ sayılı “Rusya Federasyonu'nda Eğitim Hakkında” Federal Yasasına uygun olarak yürütülür.
Kontrol ölçüm materyalleri, fizik, temel ve profil düzeylerinde orta (tam) genel eğitimin devlet eğitim standardının Federal bileşeninin mezunlarının gelişim düzeyini belirlemeye olanak tanır.
Fizikteki birleşik devlet sınavının sonuçları, fizikteki giriş sınavlarının sonuçları olarak orta mesleki eğitim eğitim kurumları ve yüksek mesleki eğitim eğitim kurumları tarafından tanınır.
2. KIM USE içeriğini tanımlayan belgeler
3. İçerik seçimine yönelik yaklaşımlar, KİM KULLANIMI yapısının geliştirilmesi
Sınav kağıdının her sürümü, okul fizik dersinin tüm bölümlerinden kontrollü içerik öğeleri içerirken, her bölüm için tüm taksonomik düzeylerdeki görevler sunulmaktadır. Yüksek öğretim kurumlarında sürekli eğitim açısından en önemli içerik unsurları, farklı karmaşıklık seviyelerindeki görevler tarafından aynı varyantta kontrol edilir. Belirli bir bölüm için görev sayısı, içerik içeriğine göre ve örnek bir fizik programına göre çalışması için ayrılan çalışma süresiyle orantılı olarak belirlenir. Muayene seçeneklerinin yapılandırıldığı çeşitli planlar, içerik ekleme ilkesi üzerine kuruludur, böylece genel olarak tüm seçenek serileri, kodlayıcıda yer alan tüm içerik öğelerinin geliştirilmesi için teşhis sağlar.
CMM tasarımındaki öncelik, standart tarafından sağlanan faaliyet türlerini doğrulama ihtiyacıdır (öğrencilerin toplu yazılı bilgi ve becerilerini test etme koşullarındaki sınırlamaları dikkate alarak): bir fizik dersinin kavramsal aparatına hakim olmak , metodolojik bilgiye hakim olma, bilgiyi fiziksel olayları açıklamada ve problem çözmede uygulama. Metinlerde (grafikler, tablolar, diyagramlar ve şematik çizimler) bilgi sunmanın çeşitli yöntemleri kullanılırken, fiziksel içerik bilgileriyle çalışma becerilerinde ustalaşma dolaylı olarak kontrol edilir.
Üniversitede eğitimin başarılı bir şekilde devam etmesi açısından en önemli etkinlik problem çözmektir. Her seçenek, farklı karmaşıklık seviyelerindeki tüm bölümlerdeki görevleri içerir ve fiziksel yasaları ve formülleri hem tipik eğitim durumlarında hem de bilinen eylem algoritmalarını birleştirirken yeterince yüksek derecede bağımsızlık gerektiren geleneksel olmayan durumlarda uygulama yeteneğinizi test etmenize olanak tanır veya kendi görev yürütme planınızı oluşturma.
Ayrıntılı bir cevapla görevleri kontrol etmenin nesnelliği, tek tip değerlendirme kriterleri, bir çalışmayı değerlendiren iki bağımsız uzmanın katılımı, üçüncü bir bilirkişi atama olasılığı ve bir itiraz prosedürünün varlığı ile sağlanır.
Birleşik Devlet Fizik Sınavı, mezunlar için tercih edilen bir sınavdır ve yüksek öğretim kurumlarına girerken farklılaşmak için tasarlanmıştır. Bu amaçlar için, çalışmaya üç karmaşıklık seviyesindeki görevler dahil edilmiştir. Temel karmaşıklık seviyesindeki görevleri tamamlamak, bir lise fizik dersinin en önemli içerik öğelerinde uzmanlaşma ve en önemli etkinliklerde uzmanlaşma düzeyini değerlendirmeye olanak tanır.
Temel seviyenin görevleri arasında, içeriği temel seviyenin standardına karşılık gelen görevler ayırt edilir. Mezunun fizikte orta (tam) genel eğitim programına hakim olduğunu doğrulayan fizikteki minimum KULLANIM puanı sayısı, temel seviye standardına hakim olma gerekliliklerine göre belirlenir. Sınav çalışmasında artan ve yüksek düzeyde karmaşıklık içeren görevlerin kullanılması, öğrencinin üniversitede eğitime devam etmeye hazır olma derecesini değerlendirmemizi sağlar.
4. KIM USE'nin yapısı
Sınav kağıdının her versiyonu 2 bölümden oluşur ve biçim ve karmaşıklık düzeyi bakımından farklılık gösteren 32 görev içerir (Tablo 1).
Bölüm 1, 24 görev içerir; bunlardan 9'u doğru yanıtın numarasını seçip kaydederek ve 15'i kısa yanıtla birlikte, yanıtı bir sayı biçiminde kendi kendine kaydeden görevler ve ayrıca oluşturma görevleri de dahil olmak üzere cevapların gerekli olduğu yazışma ve çoktan seçmeli, bir sayı dizisi olarak yazın.
Bölüm 2, ortak bir etkinlik olan problem çözme ile birleştirilen 8 görev içerir. Bunlardan 3'ü kısa cevaplı görev (25-27) ve 5'i (28-32) olup, ayrıntılı bir cevap verilmesi gerekir.
OGE ve Birleşik Devlet Sınavına hazırlık
Orta genel eğitim
Hat UMK A. V. Grachev. Fizik (10-11) (temel, ileri)
Hat UMK A. V. Grachev. Fizik (7-9)
Hat UMK A. V. Peryshkin. Fizik (7-9)
Fizik sınavına hazırlık: örnekler, çözümler, açıklamalar
Fizik sınavının görevlerini (C Seçeneği) öğretmenle birlikte analiz ediyoruz.Lebedeva Alevtina Sergeevna, fizik öğretmeni, iş tecrübesi 27 yıl. Moskova Bölgesi Eğitim Bakanlığı Diploması (2013), Voskresensky Belediye Bölgesi Başkanının Minnettarlığı (2015), Moskova Bölgesi Matematik ve Fizik Öğretmenleri Derneği Başkanı Diploması (2015).
Çalışma, farklı karmaşıklık düzeylerinde görevler sunar: temel, ileri ve yüksek. Temel düzey görevler, en önemli fiziksel kavramların, modellerin, fenomenlerin ve yasaların özümsenmesini test eden basit görevlerdir. İleri düzey görevler, çeşitli süreçleri ve fenomenleri analiz etmek için fizik kavramlarını ve yasalarını kullanma becerisini ve ayrıca herhangi bir konuda bir veya iki yasanın (formül) uygulanması için sorunları çözme becerisini test etmeyi amaçlar. okul fizik kursu. 4. çalışmada, 2. bölümün görevleri, yüksek düzeyde karmaşık görevlerdir ve değişen veya yeni bir durumda fizik yasalarını ve teorilerini kullanma becerisini test eder. Bu tür görevlerin yerine getirilmesi, fiziğin iki üç bölümünden bilginin aynı anda uygulanmasını gerektirir; yüksek eğitim seviyesi. Bu seçenek, USE'nin 2017'deki demo sürümüyle tamamen tutarlıdır, görevler açık USE görevleri bankasından alınır.
Şekil, hız modülünün zamana bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. T. Arabanın 0 ila 30 s zaman aralığında kat ettiği yolu grafikten belirleyin.
Çözüm. Arabanın 0 ila 30 s zaman aralığında kat ettiği yol, en basit şekilde, tabanları (30 - 0) = 30 s ve (30 - 10) zaman aralıkları olan bir yamuğun alanı olarak tanımlanır. = 20 s ve yükseklik hızdır v= 10 m/s, yani
| S = | (30 + 20) İle | 10 m/s = 250 m. |
| 2 |
Cevap. 250 m
100 kg'lık bir kütle halatla dikey olarak yukarıya kaldırılıyor. Şekil, hız projeksiyonunun bağımlılığını göstermektedir V zamandan yukarıya doğru yönlendirilen eksen üzerindeki yük T. Kaldırma sırasında kablo geriliminin modülünü belirleyin.
Çözüm. Hız projeksiyon eğrisine göre v zamandan dikey olarak yukarı doğru yönlendirilmiş bir eksen üzerindeki yük T, yükün ivme projeksiyonunu belirleyebilirsiniz
| A = | ∆v | = | (8 – 2) m/s | \u003d 2 m / sn 2. |
| ∆T | 3 saniye |
Yük, dikey olarak aşağıya doğru yönlendirilen yerçekimi ve kablo boyunca dikey olarak yukarı doğru yönlendirilen kablo germe kuvveti tarafından etki edilir, bkz. 2. Dinamiğin temel denklemini yazalım. Newton'un ikinci yasasını kullanalım. Bir cisme etki eden kuvvetlerin geometrik toplamı, cismin kütlesi ile cisme etki eden ivmenin çarpımına eşittir.
+ = (1)
Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki vektörlerin izdüşümü için denklemi yazalım, OY ekseni yukarı doğru yönlendirilecektir. Germe kuvvetinin izdüşümü pozitiftir, kuvvetin yönü OY ekseninin yönü ile çakıştığı için yerçekimi kuvvetinin izdüşümü negatiftir, çünkü kuvvet vektörü OY ekseninin karşısındadır, ivme vektörünün izdüşümü da pozitiftir, bu nedenle vücut yukarı doğru ivme ile hareket eder. Sahibiz
T – mg = anne (2);
formül (2)'den germe kuvvetinin modülü
T = M(G + A) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.
Cevap. 1200 N.
Cisim, Şekil (1)'de gösterildiği gibi bir kuvvet uygulayarak, modülü 1,5 m/s olan sabit bir hızla engebeli bir yatay yüzey boyunca sürüklenmektedir. Bu durumda cisme etki eden kayma sürtünme kuvvetinin modülü 16 N'dir. Kuvvetin geliştirdiği güç nedir? F?
Çözüm. Problemin koşulunda belirtilen fiziksel süreci hayal edelim ve cisme etki eden tüm kuvvetleri gösteren şematik bir çizim yapalım (Şekil 2). Dinamiğin temel denklemini yazalım.
Tr + + = (1)
Sabit bir yüzeyle ilişkili bir referans sistemi seçtikten sonra, vektörlerin seçilen koordinat eksenlerine izdüşümü için denklemler yazıyoruz. Hızı sabit ve 1,5 m/s'ye eşit olduğundan, problemin durumuna göre cisim düzgün hareket eder. Bu, vücudun ivmesinin sıfır olduğu anlamına gelir. Cisme yatay olarak etki eden iki kuvvet vardır: kayma sürtünme kuvveti tr. ve vücudun sürüklendiği kuvvet. Kuvvet vektörü eksenin yönü ile çakışmadığı için sürtünme kuvvetinin izdüşümü negatiftir. X. Kuvvet projeksiyonu F pozitif. İzdüşümü bulmak için vektörün başından ve sonundan dikmeyi seçilen eksene indirdiğimizi hatırlatırız. Bunu aklımızda tutarak: Fçünkü- F tr = 0; (1) kuvvet projeksiyonunu ifade edin F, Bu F cosα = F tr = 16 N; (2) o zaman kuvvet tarafından geliştirilen güç şuna eşit olacaktır: N = F cosα V(3) Denklem (2)'yi dikkate alarak bir yer değiştirme yapalım ve (3) denklemindeki ilgili verileri yerine koyalım:
N\u003d 16 N 1,5 m / sn \u003d 24 W.
Cevap. 24 W
200 N/m rijitlikteki hafif bir yaya sabitlenmiş bir yük dikey olarak salınır. Şekil, ofsetin bir grafiğini göstermektedir X zaman kargo T. Yükün ağırlığının ne olduğunu belirleyin. Cevabınızı en yakın tam sayıya yuvarlayın.
Çözüm. Yay üzerindeki ağırlık dikey olarak salınır. Yük deplasman eğrisine göre X zamandan T, yükün salınım periyodunu belirleyin. salınım periyodu T= 4 sn; formülden T= 2π kütleyi ifade ediyoruz M kargo.
| = | T | ; | M | = | T 2 | ; M = k | T 2 | ; M= 200 H/dk | (4 sn) 2 | = 81,14 kg ≈ 81 kg. |
| 2π | k | 4π 2 | 4π 2 | 39,438 |
Cevap: 81 kilo
Şekil, 10 kg'lık bir yükü dengeleyebileceğiniz veya kaldırabileceğiniz iki hafif blok ve ağırlıksız bir kablodan oluşan bir sistemi göstermektedir. Sürtünme önemsizdir. Yukarıdaki şeklin analizine göre, seçin iki ifadeleri düzeltin ve cevapta sayılarını belirtin.
- Yükü dengede tutabilmek için halatın ucuna 100 N'luk bir kuvvetle hareket etmeniz gerekir.
- Şekilde gösterilen blok sistemi güçte bir kazanç sağlamaz.
- H, 3 uzunluğunda bir ip parçası çekmeniz gerekiyor H.
- Bir yükü yavaşça yüksekliğe kaldırmak için HH.
Çözüm. Bu görevde, basit mekanizmaları, yani blokları hatırlamak gerekir: hareketli ve sabit blok. Hareketli blok kuvvette iki kat kazanç sağlarken halatın kesitinin iki kat daha uzun çekilmesi gerekir ve sabit blok kuvveti yeniden yönlendirmek için kullanılır. İş yerinde, basit kazanma mekanizmaları vermez. Sorunu analiz ettikten sonra hemen gerekli ifadeleri seçiyoruz:
- Bir yükü yavaşça yüksekliğe kaldırmak için H, 2 uzunluğunda bir ip parçası çekmeniz gerekiyor H.
- Yükü dengede tutabilmek için halatın ucuna 50 N kuvvetle etki etmeniz gerekir.
Cevap. 45.
Ağırlıksız ve uzamayan bir iplik üzerine sabitlenmiş bir alüminyum ağırlık, su dolu bir kaba tamamen daldırılmıştır. Yük, teknenin duvarlarına ve tabanına değmez. Daha sonra, aynı kaba, kütlesi alüminyum yükün kütlesine eşit olan bir demir yükü su ile daldırılır. Bunun sonucunda ipin çekme kuvvetinin modülü ve yüke etki eden yerçekimi kuvvetinin modülü nasıl değişecektir?
- artışlar;
- azalır;
- değişmez
Çözüm. Sorunun durumunu analiz ediyoruz ve çalışma sırasında değişmeyen parametreleri seçiyoruz: bu, vücudun kütlesi ve vücudun iplere daldırıldığı sıvıdır. Bundan sonra, şematik bir çizim yapmak ve yüke etki eden kuvvetleri belirtmek daha iyidir: iplik gerginliğinin kuvveti F iplik yukarı doğru yönlendirilen kontrol; dikey olarak aşağı doğru yönlendirilen yerçekimi; Arşimet kuvveti A, daldırılan gövde üzerindeki sıvının yanından hareket eder ve yukarı doğru yönlendirilir. Problemin durumuna göre yüklerin kütleleri aynıdır, dolayısıyla yüke etki eden yerçekimi kuvvetinin modülü değişmez. Malların yoğunluğu farklı olduğu için hacmi de farklı olacaktır.
| V = | M | . |
| P |
Demirin yoğunluğu 7800 kg/m3, alüminyum yükü ise 2700 kg/m3'tür. Buradan, V Ve< Va. Vücut dengededir, vücuda etki eden tüm kuvvetlerin bileşkesi sıfırdır. OY koordinat eksenini yukarı yönlendirelim. Kuvvetlerin izdüşümünü dikkate alarak dinamiklerin temel denklemini şu şekilde yazıyoruz: F eski + Fa – mg= 0; (1) Gerilim kuvvetini ifade ediyoruz F dış = mg – Fa(2); Arşimet kuvveti, sıvının yoğunluğuna ve vücudun batık kısmının hacmine bağlıdır. Fa = ρ gV p.h.t. (3); Sıvının yoğunluğu değişmez ve demir gövdenin hacmi daha azdır. V Ve< Va, böylece demir yüküne etki eden Arşimet kuvveti daha az olacaktır. Denklem (2) ile çalışarak iplik gerginlik kuvvetinin modülü hakkında bir sonuç çıkarırız, artacaktır.
Cevap. 13.
çubuk kütlesi M tabanda α açısı olan sabit, kaba eğimli bir düzlemden kayar. Çubuk hızlanma modülü şuna eşittir: A, çubuk hız modülü artar. Hava direnci ihmal edilebilir.
Fiziksel büyüklükler ve hesaplanabilecekleri formüller arasında bir yazışma kurun. Birinci sütunun her konumu için, ikinci sütundan ilgili konumu seçin ve tablodaki seçilen sayıları karşılık gelen harflerin altına yazın.
B) Çubuğun eğik düzlem üzerindeki sürtünme katsayısı
3) mg cosα
| 4) sina - | A |
| G cosα |
Çözüm. Bu görev, Newton yasalarının uygulanmasını gerektirir. Şematik bir çizim yapmanızı öneririz; hareketin tüm kinematik özelliklerini gösterir. Mümkünse, ivme vektörünü ve hareket eden cisme uygulanan tüm kuvvetlerin vektörlerini gösterin; Vücuda etki eden kuvvetlerin diğer cisimlerle etkileşimin sonucu olduğunu unutmayın. Sonra dinamiğin temel denklemini yazın. Bir referans sistemi seçin ve kuvvet ve ivme vektörlerinin izdüşümü için ortaya çıkan denklemi yazın;
Önerilen algoritmayı takiben şematik bir çizim yapacağız (Şekil 1). Şekil, çubuğun ağırlık merkezine uygulanan kuvvetleri ve eğik düzlemin yüzeyi ile ilişkili referans sisteminin koordinat eksenlerini göstermektedir. Tüm kuvvetler sabit olduğu için, çubuğun hareketi artan hızla eşit olarak değişken olacaktır, yani; ivme vektörü hareket yönünde yönlendirilir. Eksenlerin yönünü şekildeki gibi seçelim. Seçilen eksenler üzerindeki kuvvetlerin izdüşümlerini yazalım.
Dinamiğin temel denklemini yazalım:
Tr + = (1)
Kuvvetlerin ve ivmenin izdüşümü için bu denklemi (1) yazalım.
OY ekseninde: vektör OY ekseninin yönü ile çakıştığı için desteğin tepki kuvvetinin izdüşümü pozitiftir N y = N; vektör eksene dik olduğu için sürtünme kuvvetinin izdüşümü sıfırdır; yerçekimi projeksiyonu negatif olacak ve şuna eşit olacaktır: çok güzel= – mg cosa; ivme vektör projeksiyonu bir y= 0, çünkü ivme vektörü eksene diktir. Sahibiz N – mg cosα = 0 (2) denkleminden çubuğa etki eden tepki kuvvetini eğik düzlemin yanından ifade ediyoruz. N = mg cosa (3). OX eksenindeki izdüşümleri yazalım.
OX ekseninde: kuvvet projeksiyonu N vektör OX eksenine dik olduğu için sıfıra eşittir; Sürtünme kuvvetinin izdüşümü negatiftir (vektör, seçilen eksene göre ters yönde yönlendirilir); yerçekimi projeksiyonu pozitiftir ve şuna eşittir: mg x = mg dik üçgenden sinα (4). Pozitif ivme projeksiyonu bir x = A; Sonra projeksiyonu dikkate alarak denklemi (1) yazarız. mg sina- F tr = anne (5); F tr = M(G sina- A) (6); Sürtünme kuvvetinin normal basınç kuvveti ile orantılı olduğunu unutmayın. N.
bir manastır F tr = μ N(7), çubuğun eğik düzlem üzerindeki sürtünme katsayısını ifade ediyoruz.
| μ = | F tr | = | M(G sina- A) | = tanα – | A | (8). |
| N | mg cosα | G cosα |
Her harf için uygun pozisyonları seçiyoruz.
Cevap. A-3; B-2.
Görev 8. Gaz halindeki oksijen, 33,2 litre hacimli bir kaptadır. Gaz basıncı 150 kPa, sıcaklığı 127 °C'dir. Bu kaptaki gazın kütlesini belirleyiniz. Cevabınızı gram olarak ifade edin ve en yakın tam sayıya yuvarlayın.
Çözüm. Birimlerin SI sistemine dönüştürülmesine dikkat etmek önemlidir. Sıcaklığı Kelvin'e çevir T = T°С + 273, hacim V\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m3; Basıncı çeviriyoruz P= 150 kPa = 150.000 Pa. İdeal gaz durum denklemini kullanma
gazın kütlesini ifade ediniz.
Cevabı yazmanızın istendiği üniteye dikkat ettiğinizden emin olun. Bu çok önemli.
Cevap. 48
Görev 9. Adyabatik olarak genişleyen 0.025 mol miktarındaki ideal bir tek atomlu gaz. Aynı zamanda sıcaklığı +103°С'den +23°С'ye düştü. Gazın yaptığı iş nedir? Cevabınızı Joule cinsinden ifade edin ve en yakın tam sayıya yuvarlayın.
Çözüm.İlk olarak, gaz tek atomlu serbestlik derecesidir. Ben= 3, ikinci olarak, gaz adyabatik olarak genişler - bu, ısı transferi olmadığı anlamına gelir Q= 0. Gaz, iç enerjiyi azaltarak çalışır. Bunu akılda tutarak termodinamiğin birinci yasasını 0 = ∆ olarak yazıyoruz. sen + A G; (1) gazın işini ifade ediyoruz A g = –∆ sen(2); Tek atomlu bir gazın iç enerjisindeki değişimi şu şekilde yazıyoruz:
Cevap. 25 J.
Belirli bir sıcaklıktaki havanın bir kısmının bağıl nemi %10'dur. Sabit sıcaklıkta bağıl nemin %25 artması için havanın bu kısmının basıncı kaç kez değiştirilmelidir?
Çözüm. Doymuş buhar ve hava nemi ile ilgili sorular çoğu zaman okul çocukları için zorluklara neden olur. Havanın bağıl nemini hesaplamak için formülü kullanalım.
Problemin durumuna göre sıcaklık değişmez yani doymuş buhar basıncı aynı kalır. Havanın iki hali için (1) formülünü yazalım.
φ 1 \u003d %10; φ2 = %35
Hava basıncını (2), (3) formüllerinden ifade ediyoruz ve basınçların oranını buluyoruz.
| P 2 | = | φ 2 | = | 35 | = 3,5 |
| P 1 | φ 1 | 10 |
Cevap. Basınç 3,5 kat arttırılmalıdır.
Sıvı haldeki sıcak madde, sabit güçte bir ergitme fırınında yavaş yavaş soğutulmuştur. Tablo, bir maddenin sıcaklığının zaman içinde ölçülmesinin sonuçlarını göstermektedir.
Önerilen listeden seçim yapın ikiölçüm sonuçlarına karşılık gelen ve sayılarını gösteren ifadeler.
- Bu koşullar altında maddenin erime noktası 232°C'dir.
- 20 dakika içinde. ölçümlerin başlamasından sonra madde yalnızca katı haldeydi.
- Bir maddenin sıvı ve katı haldeki ısı kapasitesi aynıdır.
- 30 dakika sonra. ölçümlerin başlamasından sonra madde yalnızca katı haldeydi.
- Maddenin kristalleşme süreci 25 dakikadan fazla sürdü.
Çözüm. Madde soğudukça iç enerjisi azalır. Sıcaklık ölçümlerinin sonuçları, maddenin kristalleşmeye başladığı sıcaklığın belirlenmesini sağlar. Bir madde sıvı halden katı hale geçtiği sürece sıcaklığı değişmez. Erime sıcaklığı ile kristalleşme sıcaklığının aynı olduğunu bilerek şu ifadeyi seçiyoruz:
1. Bir maddenin bu koşullar altında erime noktası 232°C'dir.
İkinci doğru ifade şudur:
4. 30 dakika sonra. ölçümlerin başlamasından sonra madde yalnızca katı haldeydi. Zamanın bu noktasındaki sıcaklık zaten kristalleşme sıcaklığının altında olduğundan.
Cevap. 14.
İzole bir sistemde A gövdesinin sıcaklığı +40°C, B gövdesinin sıcaklığı +65°C'dir. Bu cisimler birbirleriyle termal temasa getirilir. Bir süre sonra termal dengeye ulaşılır. Sonuç olarak B gövdesinin sıcaklığı ve A ve B gövdesinin toplam iç enerjisi nasıl değişti?
Her değer için, değişikliğin uygun doğasını belirleyin:
- Artırılmış;
- azalmış;
- değişmedi
Tabloya her fiziksel miktar için seçilen sayıları yazın. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm. Yalıtılmış bir cisim sisteminde, ısı alışverişi dışında hiçbir enerji dönüşümü meydana gelmezse, o zaman iç enerjisi azalan cisimlerin verdiği ısı miktarı, iç enerjisi artan cisimlerin aldığı ısı miktarına eşittir. (Enerjinin korunumu yasasına göre.) Bu durumda sistemin toplam iç enerjisi değişmez. Bu tür problemler, ısı dengesi denklemi temelinde çözülür.
| ∆U = ∑ | N | ∆sen = 0 (1); |
| Ben = 1 |
nerede ∆ sen- iç enerjideki değişim.
Bizim durumumuzda, ısı transferi sonucunda B gövdesinin iç enerjisi azalır, bu da bu vücudun sıcaklığının düştüğü anlamına gelir. A gövdesinin iç enerjisi artar, vücut B gövdesinden aldığı ısı miktarını aldığı için sıcaklığı artar. A ve B cisimlerinin toplam iç enerjisi değişmez.
Cevap. 23.
Proton P, bir elektromıknatısın kutupları arasındaki boşluğa uçarak, şekilde gösterildiği gibi manyetik alan endüksiyon vektörüne dik bir hıza sahiptir. Şekle göre yönlendirilen protona etki eden Lorentz kuvveti nerede (yukarı, gözlemciye doğru, gözlemciden uzağa, aşağı, sola, sağa)
Çözüm. Bir manyetik alan yüklü bir parçacığa Lorentz kuvveti ile etki eder. Bu kuvvetin yönünü belirlemek için sol elin anımsatıcı kuralını hatırlamak, parçacığın yükünü hesaba katmayı unutmamak önemlidir. Sol elin dört parmağını hız vektörü boyunca yönlendiriyoruz, pozitif yüklü bir parçacık için vektör avuç içine dik olarak girmelidir, 90 ° kenara bırakılan başparmak parçacık üzerinde etkili olan Lorentz kuvvetinin yönünü gösterir. Sonuç olarak, Lorentz kuvvet vektörünün şekle göre gözlemciden uzağa doğru yönlendirildiğini elde ederiz.
Cevap. gözlemciden
50 μF kapasiteli düz bir hava kondansatöründeki elektrik alan kuvvetinin modülü 200 V/m'dir. Kondansatör plakaları arasındaki mesafe 2 mm'dir. Kondansatörün yükü nedir? Cevabınızı µC cinsinden yazın.
Çözüm. Tüm ölçü birimlerini SI sistemine çevirelim. Kapasitans C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, plakalar arasındaki mesafe D= 2 10 -3 m Problem düz hava kondansatörüyle ilgilidir - elektrik yükü ve elektrik alan enerjisi biriktirmek için bir cihaz. Elektrik kapasitans formülünden
Nerede D plakalar arasındaki mesafedir.
Gerginliği İfade Edelim sen= E D(4); (2)'de (4)'ü yerine koyun ve kondansatörün yükünü hesaplayın.
Q = C · Ed\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC
Cevabı yazmanız gereken birimlere dikkat edin. Pandantiflerde aldık ama μC olarak sunuyoruz.
Cevap. 20 uC.
Öğrenci, fotoğrafta gösterilen ışığın kırılması üzerine bir deney yaptı. Camda yayılan ışığın kırılma açısı ve camın kırılma indisi geliş açısı arttıkça nasıl değişir?
- artıyor
- azalır
- değişmez
- Tablodaki her cevap için seçilen sayıları kaydedin. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm. Böyle bir planın görevlerinde kırılmanın ne olduğunu hatırlıyoruz. Bu, bir ortamdan diğerine geçerken dalga yayılma yönündeki bir değişikliktir. Bu ortamlardaki dalga yayılma hızlarının farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Işığın hangi ortamdan yayıldığını bulduktan sonra, kırılma yasasını şu şekilde yazıyoruz:
| sina | = | N 2 | , |
| sinβ | N 1 |
Nerede N 2 - camın mutlak kırılma indisi, ışığın gittiği ortam; N 1, ışığın geldiği ilk ortamın mutlak kırılma indisidir. hava için N 1 = 1. α, ışının cam yarım silindirin yüzeyine gelme açısıdır, β, ışının camdaki kırılma açısıdır. Ayrıca, kırılma açısı geliş açısından daha az olacaktır, çünkü cam optik olarak daha yoğun bir ortamdır - yüksek kırılma indeksine sahip bir ortam. Camda ışığın yayılma hızı daha yavaştır. Lütfen açıların, kirişin geliş noktasında geri yüklenen dikeyden ölçüldüğünü unutmayın. Gelme açısını artırırsanız, kırılma açısı da artacaktır. Camın kırılma indisi bundan değişmez.
Cevap.
Zamanında bakır jumper T 0 = 0, uçlarına 10 ohm'luk bir direncin bağlı olduğu paralel yatay iletken raylar boyunca 2 m/s hızla hareket etmeye başlar. Tüm sistem dikey düzgün bir manyetik alan içindedir. Jumper ve rayların direnci ihmal edilebilir düzeydedir, jumper her zaman raylara diktir. Jumper, raylar ve direncin oluşturduğu devre boyunca manyetik indüksiyon vektörünün akısı Ф zamanla değişir T grafikte gösterildiği gibi.
Grafiği kullanarak iki doğru ifade seçin ve yanıtınızda bunların sayısını belirtin.
- Zamana kadar T\u003d 0,1 s, devre boyunca manyetik akıdaki değişiklik 1 mWb'dir.
- Jumper'daki indüksiyon akımı aralığında T= 0,1 sn T= 0,3 s maks.
- Devrede oluşan indüksiyon EMF'sinin modülü 10 mV'dir.
- Jumper'da akan endüktif akımın gücü 64 mA'dır.
- Jumper'ın hareketini sürdürmek için, izdüşümünün rayların yönünde 0,2 N olduğu bir kuvvet uygulanır.
Çözüm. Manyetik indüksiyon vektörünün devre boyunca akışının zamana bağımlılığı grafiğine göre, akışın Ф değiştiği ve akıştaki değişimin sıfır olduğu bölümleri belirliyoruz. Bu, devrede endüktif akımın oluşacağı zaman aralıklarını belirlememizi sağlayacaktır. Doğru ifade:
1) zamana göre T= 0,1 s devre boyunca manyetik akıdaki değişiklik 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb; Devrede oluşan EMF indüksiyon modülü, EMP yasası kullanılarak belirlenir.
Cevap. 13.
Endüktansı 1 mH olan bir elektrik devresinde akım gücünün zamana bağlılığının grafiğine göre, 5 ila 10 s zaman aralığında kendinden endüksiyonlu EMF modülünü belirleyin. Cevabınızı mikrovolt cinsinden yazın.
Çözüm. Tüm miktarları SI sistemine çevirelim, yani. 1 mH endüktansını H'ye çeviririz, 10 -3 H elde ederiz. Şekilde mA cinsinden gösterilen akım gücü de 10 -3 ile çarpılarak A'ya dönüştürülecektir.
Kendi kendine indüksiyon EMF formülü şu şekildedir:
bu durumda problemin durumuna göre zaman aralığı verilir.
∆T= 10 sn – 5 sn = 5 sn
saniye ve programa göre bu süre boyunca mevcut değişim aralığını belirleriz:
∆BEN= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.
Sayısal değerleri formül (2) ile değiştiririz, elde ederiz
| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V veya 2 μV.
Cevap. 2.
İki şeffaf düzlem paralel plaka birbirine sıkıca bastırılır. Havadan bir ışık huzmesi birinci levhanın yüzeyine düşer (şekle bakın). Üst plakanın kırılma indisinin şuna eşit olduğu bilinmektedir: N 2 = 1.77. Fiziksel büyüklükler ve değerleri arasında bir yazışma kurun. Birinci sütunun her konumu için, ikinci sütundan ilgili konumu seçin ve tablodaki seçilen sayıları karşılık gelen harflerin altına yazın.
Çözüm. Işığın iki ortam arasındaki arayüzde kırılması ile ilgili sorunları, özellikle ışığın düzlem-paralel plakalardan geçişi ile ilgili sorunları çözmek için, aşağıdaki çözüm sırası önerilebilir: birinden gelen ışınların yolunu gösteren bir çizim yapın diğerine orta; iki ortam arasındaki arayüzde ışının geliş noktasında yüzeye bir normal çizin, geliş ve kırılma açılarını işaretleyin. Ele alınan ortamın optik yoğunluğuna özellikle dikkat edin ve bir ışık demeti optik olarak daha az yoğun bir ortamdan optik olarak daha yoğun bir ortama geçtiğinde, kırılma açısının geliş açısından daha az olacağını unutmayın. Şekil, gelen ışın ile yüzey arasındaki açıyı göstermektedir ve gelme açısına ihtiyacımız var. Açıların, geliş noktasında geri yüklenen dikeyden belirlendiğini unutmayın. Kirişin yüzeye gelme açısının 90° - 40° = 50° olduğunu, kırılma indisini tespit ediyoruz. N 2 = 1,77; N 1 = 1 (hava).
kırılma yasasını yazalım
| sinβ = | sin50 | = 0,4327 ≈ 0,433 |
| 1,77 |
Kirişin plakalar boyunca yaklaşık bir yolunu oluşturalım. 2–3 ve 3–1 sınırları için formül (1) kullanıyoruz. aldığımız yanıtta
A) Kirişin plakalar arasındaki 2–3 sınırındaki geliş açısının sinüsü 2) ≈ 0,433;
B) 3–1 sınırını geçerken ışının kırılma açısı (radyan cinsinden) 4) ≈ 0,873'tür.
Cevap. 24.
Bir termonükleer füzyon reaksiyonu sonucunda kaç tane α - parçacığı ve kaç tane proton elde edildiğini belirleyin
+ → X+ y;
Çözüm. Tüm nükleer reaksiyonlarda, elektrik yükünün korunumu yasaları ve nükleon sayısı gözlenir. X ile alfa parçacıklarının sayısını, y ile protonların sayısını belirtin. Denklemler yapalım
+ → x + y;
sahip olduğumuz sistemi çözmek X = 1; y = 2
Cevap. 1 – a-parçacık; 2 - protonlar.
Birinci fotonun momentum modülü 1,32 · 10 -28 kg m/s olup, ikinci fotonun momentum modülünden 9,48 · 10 -28 kg m/s daha azdır. İkinci ve birinci fotonların enerji oranını E 2 /E 1 bulun. Cevabınızı onda bire yuvarlayın.
Çözüm. Koşullu olarak ikinci fotonun momentumu birinci fotonun momentumundan daha büyüktür, bu yüzden hayal edebiliriz P 2 = P 1 + ∆ P(1). Foton enerjisi, aşağıdaki denklemler kullanılarak foton momentumu cinsinden ifade edilebilir. Bu E = mc 2(1) ve P = mc(2), sonra
E = bilgisayar (3),
Nerede E foton enerjisi, P fotonun momentumu, m fotonun kütlesi, C= 3 10 8 m/s ışık hızıdır. Formül (3)'ü dikkate alarak, şunları elde ederiz:
| E 2 | = | P 2 | = 8,18; |
| E 1 | P 1 |
Cevabı onda bire yuvarlıyoruz ve 8.2 elde ediyoruz.
Cevap. 8,2.
Bir atomun çekirdeği radyoaktif pozitron β bozunmasına uğramıştır. Bu, çekirdeğin elektrik yükünü ve içindeki nötron sayısını nasıl değiştirdi?
Her değer için, değişikliğin uygun doğasını belirleyin:
- Artırılmış;
- azalmış;
- değişmedi
Tabloya her fiziksel miktar için seçilen sayıları yazın. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm. Pozitron β - atom çekirdeğindeki bozulma, bir protonun bir pozitron emisyonu ile bir nötrona dönüşümü sırasında meydana gelir. Sonuç olarak, çekirdekteki nötron sayısı bir artar, elektrik yükü bir azalır ve çekirdeğin kütle numarası değişmez. Böylece, bir elementin dönüşüm reaksiyonu aşağıdaki gibidir:
Cevap. 21.
Çeşitli kırınım ızgaraları kullanılarak kırınımı gözlemlemek için laboratuarda beş deney yapıldı. Izgaraların her biri, belirli bir dalga boyuna sahip paralel monokromatik ışık huzmeleri ile aydınlatıldı. Tüm durumlarda ışık, ızgaraya dik olarak geldi. Bu deneylerin ikisinde, aynı sayıda temel kırınım maksimumları gözlendi. Önce daha kısa periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deney sayısını, ardından daha uzun periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deney numarasını belirtiniz.
Çözüm. Işığın kırınımı, bir ışık huzmesinin geometrik bir gölge bölgesine girmesi olgusudur. Büyük ve hafif opak bariyerlerde bir ışık dalgasının yolu üzerinde opak alanlar veya deliklerle karşılaşıldığında ve bu alanların veya deliklerin boyutlarının dalga boyu ile orantılı olması durumunda kırınım gözlemlenebilir. En önemli kırınım cihazlarından biri bir kırınım ızgarasıdır. Kırınım modelinin maksimumlarına olan açısal yönler, denklemle belirlenir.
D sinφ = kλ(1),
Nerede D kırınım ızgarasının periyodudur, φ ızgaranın normali ile kırınım modelinin maksimumlarından birinin yönü arasındaki açıdır, λ ışık dalga boyudur, k kırınım maksimumunun sırası olarak adlandırılan bir tamsayıdır. Denklemden ifade edin (1)
Deney koşullarına göre çiftler seçilerek önce daha küçük periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deneyde 4, daha sonra büyük periyotlu kırınım ızgarasının kullanıldığı deney sayısı 2 seçilir.
Cevap. 42.
Akım tel direncinden akar. Direnç, aynı metalden ve aynı uzunlukta, ancak kesit alanının yarısına sahip olan ve içinden akımın yarısı geçen bir tel ile başka bir dirençle değiştirildi. Direnç üzerindeki voltaj ve direnci nasıl değişecek?
Her değer için, değişikliğin uygun doğasını belirleyin:
- artacak;
- azalacak;
- Değişmeyecek.
Tabloya her fiziksel miktar için seçilen sayıları yazın. Cevaptaki sayılar tekrar edilebilir.
Çözüm.İletkenin direncinin hangi miktarlara bağlı olduğunu hatırlamak önemlidir. Direnci hesaplamak için formül
Devre bölümü için Ohm yasası, formül (2) 'den voltajı ifade ediyoruz
sen = ben R (3).
Problemin durumuna göre ikinci direnç aynı malzemeden, aynı uzunlukta fakat farklı kesit alanına sahip telden yapılmıştır. Alan iki kat daha küçüktür. (1)'de ikame ederek, direncin 2 kat arttığını ve akımın 2 kat azaldığını, dolayısıyla voltajın değişmediğini elde ederiz.
Cevap. 13.
Matematiksel bir sarkacın Dünya yüzeyindeki salınım periyodu, bazı gezegenlerdeki salınım periyodunun 1,2 katıdır. Bu gezegendeki yerçekimi ivmesi modülü nedir? Her iki durumda da atmosferin etkisi ihmal edilebilir düzeydedir.
Çözüm. Matematiksel bir sarkaç, boyutları topun ve topun kendisinin boyutlarından çok daha büyük olan bir iplikten oluşan bir sistemdir. Matematiksel bir sarkacın salınım periyodu için Thomson formülü unutulursa zorluk çıkabilir.
T= 2π (1);
ben matematiksel sarkacın uzunluğu; G- yerçekimi ivmesi.
koşula göre
(3) den ifade G n \u003d 14,4 m / sn 2. Serbest düşüşün ivmesinin gezegenin kütlesine ve yarıçapına bağlı olduğuna dikkat edilmelidir.
Cevap. 14,4 m/s 2.
İçinden 3 A akım geçen 1 m uzunluğundaki düz bir iletken, endüksiyonlu düzgün bir manyetik alan içinde bulunmaktadır. İÇİNDE= 0,4 T vektöre 30° açıda. Manyetik alandan iletkene etki eden kuvvetin modülü nedir?
Çözüm. Akım taşıyan bir iletken manyetik alana yerleştirilirse, akım taşıyan iletken üzerindeki alan Amper kuvveti ile etki edecektir. Ampère kuvvet modülü için formülü yazıyoruz
F bir = Ben LB sina;
F bir = 0,6 N
Cevap. F A = 0,6 N.
İçinden doğru akım geçtiğinde bobinde depolanan manyetik alanın enerjisi 120 J'dir. İçinde depolanan manyetik alanın enerjisinin olabilmesi için bobin sargısından geçen akımın gücünün kaç kat arttırılması gerekir? 5760 J artacak
Çözüm. Bobinin manyetik alanının enerjisi formülle hesaplanır.
| W m = | LI 2 | (1); |
| 2 |
koşula göre W 1 = 120 J, o zaman W 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.
| BEN 1 2 = | 2W 1 | ; BEN 2 2 = | 2W 2 | ; |
| L | L |
Daha sonra cari oran
| BEN 2 2 | = 49; | BEN 2 | = 7 |
| BEN 1 2 | BEN 1 |
Cevap. Akım gücü 7 kat arttırılmalıdır. Cevap kağıdına sadece 7 rakamını giriyorsunuz.
Bir elektrik devresi şekilde gösterildiği gibi birbirine bağlanmış iki ampul, iki diyot ve bir tel bobinden oluşur. (Bir diyot, şeklin üst kısmında gösterildiği gibi akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verir.) Mıknatısın kuzey kutbu bobine yaklaştırılırsa ampullerden hangisi yanar? Açıklamada hangi fenomenleri ve kalıpları kullandığınızı belirterek cevabınızı açıklayın.
Çözüm. Manyetik indüksiyon çizgileri mıknatısın kuzey kutbundan çıkar ve birbirinden uzaklaşır. Mıknatıs yaklaştıkça, tel bobininden geçen manyetik akı artar. Lenz kuralına göre, döngünün endüktif akımının oluşturduğu manyetik alan sağa yönlendirilmelidir. Gimlet kuralına göre akım saat yönünde akmalıdır (soldan bakıldığında). Bu doğrultuda ikinci lambanın devresindeki diyot geçer. Böylece ikinci lamba yanacaktır.
Cevap.İkinci lamba yanacaktır.
Alüminyum konuşma uzunluğu L= 25 cm ve kesit alanı S\u003d 0,1 cm2, üst uçtan bir ipliğe asılır. Alt uç, suyun döküldüğü kabın yatay tabanına dayanır. Konuşmacının batık kısmının uzunluğu ben= 10 cm Bul gücü F, ipliğin dikey olarak yerleştirildiği biliniyorsa, iğnenin teknenin dibine bastırdığı. Alüminyum yoğunluğu ρ a = 2,7 g / cm3, su yoğunluğu ρ in = 1,0 g / cm3. Yerçekimi ivmesi G= 10 m/s 2
Çözüm. Açıklayıcı bir çizim yapalım.
– İplik tansiyon kuvveti;
– Kabın tabanının tepki kuvveti;
a, yalnızca gövdenin batırılmış kısmına etki eden ve jant telinin batırılmış kısmının merkezine uygulanan Arşimet kuvvetidir;
- Dünya'nın yanından parmaklığa etki eden ve tüm jant telinin merkezine uygulanan yerçekimi kuvveti.
Tanım gereği, jant telinin kütlesi M ve Arşimet kuvvetinin modülü şu şekilde ifade edilir: M = SLρ bir (1);
F bir = Slρ içinde G (2)
Jant telinin askı noktasına göre kuvvetlerin momentlerini göz önünde bulundurun.
M(T) = 0 çekme kuvvetinin momentidir; (3)
M(N) = NL cosα, desteğin tepki kuvvetinin momentidir; (4)
Momentlerin işaretlerini dikkate alarak denklemi yazıyoruz
| NLçünkü + Slρ içinde G (L – | ben | ) cosα = SLρ A G | L | çünkü(7) |
| 2 | 2 |
Newton'un üçüncü yasasına göre, kabın tabanının tepki kuvveti kuvvete eşittir. F d yazdığımız damarın dibine iğnenin bastığı d N = F e ve denklem (7)'den bu kuvveti ifade ediyoruz:
| F d = [ | 1 | Lρ A– (1 – | ben | )benρ inç] Çavuş (8). |
| 2 | 2L |
Rakamları girerek, bunu anlıyoruz
F d = 0,025 N.
Cevap. F d = 0,025 N.
içeren bir şişe M 1 = 1 kg nitrojen, dayanıklılık için test edildiğinde patlayan bir sıcaklıkta T 1 = 327°C. Ne kadar hidrojen kütlesi M 2 sıcaklığında böyle bir silindirde saklanabilir. T 2 \u003d 27 ° C, beş kat güvenlik payı ile mi? nitrojen molar kütlesi M 1 \u003d 28 g / mol, hidrojen M 2 = 2 gr/mol.
Çözüm. Nitrojen için ideal bir gaz olan Mendeleev - Clapeyron'un durum denklemini yazıyoruz
Nerede V- balonun hacmi, T 1 = T 1 + 273°C. Şarta göre, hidrojen belirli bir basınçta depolanabilir. P 2 = p 1 /5; (3) Verilen
hemen denklemler (2), (3), (4) ile çalışarak hidrojen kütlesini ifade edebiliriz. Nihai formül şöyle görünür:
| M 2 = | M 1 | M 2 | T 1 | (5). | ||
| 5 | M 1 | T 2 |
Sayısal verileri değiştirdikten sonra M 2 = 28
Cevap. M 2 = 28
İdeal bir salınım devresinde, indüktördeki akım salınımlarının genliği Ben= 5 mA ve kapasitördeki voltajın genliği u m= 2,0 V. Zamanında T kondansatör üzerindeki voltaj 1,2 V'tur. Bu anda bobindeki akımı bulun.
Çözüm.İdeal bir salınım devresinde, titreşimlerin enerjisi korunur. t zamanı için, enerjinin korunumu yasası şu şekildedir:
| C | sen 2 | + L | BEN 2 | = L | Ben 2 | (1) |
| 2 | 2 | 2 |
Genlik (maksimum) değerler için yazıyoruz
ve denklemden (2) ifade ediyoruz
| C | = | Ben 2 | (4). |
| L | u m 2 |
(4) yerine (3) koyalım. Sonuç olarak, şunu elde ederiz:
BEN = Ben (5)
Böylece o andaki bobindeki akım T eşittir
BEN= 4,0 mA.
Cevap. BEN= 4,0 mA.
2 m derinliğindeki bir rezervuarın dibinde ayna bulunmaktadır. Suyun içinden geçen bir ışık huzmesi aynadan yansır ve sudan çıkar. Suyun kırılma indisi 1.33'tür. Kirişin geliş açısı 30° ise, ışının suya giriş noktası ile sudan çıkış noktası arasındaki mesafeyi bulunuz.
Çözüm. Açıklayıcı bir çizim yapalım
α ışın geliş açısıdır;
β, ışının sudaki kırılma açısıdır;
AC, kirişin suya giriş noktası ile sudan çıkış noktası arasındaki mesafedir.
Işığın kırılma yasasına göre
| sinβ = | sina | (3) |
| N 2 |
Dikdörtgen bir ΔADB düşünün. AD = H, sonra DВ = AD
| tgβ = H tgβ = H | sina | = H | sinβ | = H | sina | (4) |
| çünkü |
Aşağıdaki ifadeyi elde ederiz:
| AC = 2 DB = 2 H | sina | (5) |
Ortaya çıkan formüldeki sayısal değerleri değiştirin (5)
Cevap. 1,63 m
Sınava hazırlanırken, sizi tanımaya davet ediyoruz. Peryshkina A.V. Ve TMC Myakisheva G.Ya. Programlar, tüm kayıtlı kullanıcılar tarafından görüntülenebilir ve ücretsiz olarak indirilebilir.