ПОДГОТОВКА К ЕГЭ (с ответами). Название планеты
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
Ответ: 750. Задание 43. При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только зелёный свет, а во второй — пропускающий только красный свет. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение. Как изменяются длина световой волны и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется Решение. Согласно формуле Эйнштейна по фотоэффекту работа выхода и кинетическая энергия частиц (фотоэлектронов) связана с частотой падающего света соотношением: , а запирающее напряжение равно , где e – элементарный заряд; U – запирающее напряжение. Распределение длин волн от большей к меньшей можно запомнить по фразе «каждый охотник желает знать где сидит фазан» - здесь каждая первая буква – это первая буква соответствующего цвета. Отсюда видим, что зеленый свет (слово «знать») имеет меньшую длину волны, чем красный свет (слово «каждый»). То есть длина волны увеличивается. Запирающее напряжение зависит от кинетической энергии фотоэлектронов, а кинетическая энергия от их скорости: чем выше скорость, тем выше кинетическая энергия. Скорость фотоэлектронов возрастает с увеличением частоты падающего света, которая равна , где c – скорость света в вакууме; - длина падающего света. Так как длина падающего света увеличивается от опыта к опыту, то частота уменьшается и, следовательно, уменьшается кинетическая энергия фотоэлектронов и запирающее напряжение. Ответ: 12. Задание 44. На вольфрамовую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графиках в первом столбце представлены зависимости энергии от длины волны λ и частоты света v. Установите соответствие между графиком и той энергией, для которой он может определять представленную зависимость. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение. А) Имеем линейный возрастающий график энергии фотонов E от частоты падающего света v. Это может соответствовать зависимости энергии падающих фотонов от частоты падающего света, т.к. на этом графике отсутствует красная граница фотоэффекта (следовательно, график относится к падающему свету). Б) На графике имеем зависимость энергии фотонов от длины волны. Это соответствует зависимости энергии падающих фотонов от длины волны света согласно формуле . Ответ: 14. Задание 45. Определите показания вольтметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра.  Решение. Цена деления вольтметра равна (5-4):5 = 0,2 В. Стрелка показывает значение 4,6 В. Значит, результат измерения можно записать в виде 4,6±0,2 В. Ответ: 4,60,2. Задание 46. Определите показания динамометра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения силы равна половине цены деления динамометра. Шкала динамометра проградуирована в Н.  Решение. Из рисунка видно, что между отметками 2Н и 4Н имеется 10 делений, то есть, одно деление составляет (4-2):10 = 0,2 Н, а погрешность измерений 0,1 Н. Динамометр показывает значение 2,2 Н с погрешностью ±0,1 Н. Ответ: 2,20,1. Задание 47. Ученику необходимо экспериментально выявить зависимость электроёмкости плоского конденсатора от расстояния между его пластинами. На всех представленных ниже рисунках S — площадь пластин конденсатора, d — расстояние между пластинами конденсатора, ε — диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами. Какие два конденсатора следует использовать для проведения такого исследования?    Решение. Для определения зависимости емкости конденсатора от расстояния между пластинами, ученику следует взять две установки с одинаковыми площадями обкладок конденсатора и равными значениями диэлектрической проницаемости ε. Отличаться установки должны только расстояниями между пластинами. Этим условиям соответствуют установки под номерами 1 и 5. Ответ: 15. Задание 48. Необходимо обнаружить зависимость частоты свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре от индуктивности катушки. Какие два колебательных контура надо выбрать для проведения такого опыта?   Запишите в таблицу номера колебательных контуров. Решение. Частота колебаний в колебательном контуре определяется выражением: . Из этой формулы следует, что для исследования зависимости частоты свободных электромагнитных от индуктивности катушки нужно взять две установки с одинаковыми емкостями конденсаторов C, но разными индуктивностями катушек L. Этим условиям удовлетворяют установки под номерами 1 и 4. Ответ: 14. Задание 49. Ученик изучает силу Архимеда, действующую на тела, полностью погружённые в жидкость. В его распоряжении имеются пять установок, состоящие из ёмкостей с различными жидкостями и сплошных шариков разного объёма, сделанных из разного материала (см. таблицу). Какие две установки необходимо использовать ученику для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость силы Архимеда от объёма тела?
В ответ запишите номера выбранных установок. Решение. Чтобы на опыте обнаружить зависимость силы Архимеда от объёма тела необходимо выбрать две установки с одинаковыми жидкостями и одинаковым материалом шарика, но разными его объемами. Под эти условия подходят установки под номерами 2 и 5. Ответ: 25. Задание 50. Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить плотность алюминия. Для этого школьник взял стакан с водой и алюминиевый цилиндр с крючком. Какие две позиции из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента? 1) электронные весы 2) мензурка 3) секундомер 4) термометр 5) пружина Решение. Плотность алюминия можно найти по формуле , где m – масса алюминия; V – объем алюминия. Чтобы определить эти две характеристики, школьник должен взять электронные весы (для измерения массы) и мензурку (для определения объема). Ответ: 12. Задание 51. Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить коэффициент трения скольжения меди по пластмассе. Для этого школьник взял медный брусок с крючком. Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента? 1) пластмассовая рейка 2) мензурка 3) динамометр 4) секундомер 5) деревянная рейка Решение. Коэффициент силы трения меди по пластмассе скольжения можно вычислить, зная силу трения меди по пластмассовой рейки: , где m – масса медного бруска. Массу бруска и силу трения можно определить с помощью динамометра. Таким образом, нужно взять пластмассовую рейку и динамометр. Ответ: 13. Задание 52. Груз массой 1 кг, лежащий на столе, связан лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с грузом массой 0,25 кг. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила F, равная по модулю 1 Н (см. рисунок). При этом второй груз движется с ускорением 0,8 м/с2, направленным вниз. Каков коэффициент трения скольжения первого груза по поверхности стола?  Решение. Два груза связаны между собой нерастяжимой нитью через блок. На первый груз действует сила Н и сила трения , направленная в противоположную сторону движения груза. На второй груз действует только сила тяжести, равная Н. Равнодействующая этих тел равна силе , которая вызывает движение системы из двух грузов с ускорением . Тогда, согласно второму закону Ньютона можно записать: , где - массы первого и второго грузов соответственно. Отсюда находим силу трения:  и коэффициент трения равен . Ответ: 0,05. Задание 53. Груз массой 0,4 кг подвешен на пружине жёсткостью 100 Н/м к потолку лифта. Лифт из состояния покоя равноускоренно поднимается вверх на расстояние 5 м в течение 2 с. Каково удлинение пружины при неподвижном относительно лифта грузе? Решение. Запишем закон Гука для пружины: , где F – сила, действующая на пружину; k – жесткость пружины; x – удлинение пружины. Если бы лифт покоился, на пружину действовала бы только сила тяжести груза F=mg: . При движении лифта равноускоренно вверх, ускорение свободного падения увеличивается на величину ускорения лифта. Найдем ускорение лифта из формулы пути (при условии нулевой начальной скорости): м/с2. Следовательно, удлинение пружины, равно:  м,что составляет 5 см. Ответ: 5. Задание 54. Тело массой 2 кг, брошенное с некоторой высоты вертикально вверх с начальной скоростью v0, упало на землю со скоростью 2v0. Потенциальная энергия тела относительно поверхности земли в момент броска была равна 75 Дж. С какой начальной скоростью бросили тело? Сопротивлением воздуха пренебречь. Решение. В начальный момент броска энергия камня складывалась из начальной потенциальной энергии Дж и начальной кинетической энергии : . В момент падения камня вся начальная энергия перешла в кинетическую и стала равна  .Из закона сохранения энергии имеем: или в виде: , откуда  Ответ: 5. Задание 55. Человек на санках, общей массой 100 кг, спустился с ледяной горы высотой 6 м. Сила трения при его движении по горизонтальной поверхности равна 160 Н. Какое расстояние проехал он по горизонтали до остановки? Считать, что по склону горы санки скользили без трения. Решение. В конце спуска вся начальная потенциальная энергия человека с санками перешла в кинетическую энергию, то есть . В то же время эта энергия равна работе, совершенной силой тяжести: . И, затем, вся эта работа затрачивается на перемещение санок по горизонтальной плоскости: , откуда м. Ответ: 37,5. Задание 56. Человек на санках, общей массой 80 кг, спустился с ледяной горы высотой 5 м. Чему равна средняя сила трения при его движении по горизонтальной поверхности, если он проехал по горизонтали до остановки 25 м? Считать, что по склону горы санки скользили без трения. Решение. При спуске с горки вся начальная потенциальная энергия перешла в кинетическую энергию у подножия горки, то есть: . Данная скорость уменьшалась до нуля (полной остановки) под действием силы трения, то есть, с ускорением: , получаем равенство: . Пройденный до остановки путь можно выразить формулой: , откуда м/с2 и сила трения равна Н. Ответ: 160. Задание 57. Брусок движется по горизонтальной плоскости прямолинейно с постоянным ускорением 1 м/с2 под действием постоянной силы F, направленной вниз под углом 30° к горизонту (см. рисунок). Какова масса бруска, если коэффициент трения бруска о плоскость равен 0,2, a F = 2,7 Н? Ответ округлите до десятых.  Решение. Горизонтальная составляющая силы, действующая на брусок, равна , а вертикальная составляющая: . Тогда, сила трения бруска будет равна:  .Учитывая, что горизонтальная сила частично компенсируется силой трения, можно записать: , где сила в соответствии со вторым законом Ньютона придает постоянное ускорение бруску, то есть: , откуда  Ответ: 0,7. Задание 58. При сжатии 40 г неона при постоянном давлении его внутренняя энергия уменьшилась на 1800 Дж. Какое количество теплоты было передано при этом газом окружающим телам? Решение. Изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа при постоянном давлении равно  ,откуда . Количество теплоты, отданное газом окружающим телам, равно  Ответ: 3000. Задание 59. В цилиндре под поршнем находится аргон. Газ расширился при постоянном давлении, совершив работу 6 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу? Количество вещества газа постоянно. |
