вариант 3. Решение. 1 способ
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
12. Точечный положительный заряд величиной 2 мкКл помещён между двумя протяжёнными пластинами, равномерно заряженными разноимёнными зарядами. Модуль напряжённости электрического поля, создаваемого положительно заряженной пластиной, равен 103 кВ/м, а поля, создаваемого отрицательно заряженной пластиной, в 2 раза больше. Определите модуль электрической силы, которая будет действовать на указанный точечный заряд. Ответ дайте в ньютонах. Решение. Так как силы, действующие на точечный заряд пластин будут действовать в одном направлении, то суммарная электрическая сила   Ответ: 6. 13. При силе тока в проводнике 20 А на участок прямого проводника длиной 50 см в однородном магнитном поле действует сила Ампера 12 Н. Вектор индукции магнитного поля направлен под углом 37° к проводнику   Определите модуль индукции магнитного поля. Ответ выразите в теслах и округлите до целого числа.Решение. Сила Ампера, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, определяется выражением  где  — угол между направлением вектора магнитной индукции и проводником. Отсюда находим приблизительное значение модуля индукции магнитного поля Ответ: 2. 14. Луч света падает из воздуха на поверхность стекла. Угол падения луча можно изменять. В таблице приведена зависимость угла преломления β луча от угла падения α луча (углы выражены в градусах). Чему равен показатель преломления стекла? Ответ округлите до десятых долей.
Решение. Согласно закону преломления Снеллиуса, показатель преломления связан углом падения и углом преломления соотношением:  Ответ: 1,7. 15. На длинный цилиндрический картонный каркас намотали много витков медной изолированной проволоки, после чего концы этой проволоки замкнули накоротко. К торцу получившейся катушки подносят постоянный магнит, приближая его южный полюс к катушке. Что будет происходить в результате этого? Выберите все верные утверждения. 1) На катушку будет действовать сила, отталкивающая её от магнита. 2) На катушку будет действовать сила, притягивающая её к магниту. 3) На катушку не будет действовать сила со стороны магнита. 4) Магнитный поток через сечение катушки будет изменяться. 5) В катушке будет выделяться теплота, согласно закону Джоуля–Ленца. Решение. По правилу Ленца, возникающий в контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать изменение магнитного потока, вызвавшее данный ток, то есть на катушку будет действовать сила, отталкивающая ее от магнита (утверждение 1 верно, утверждения 2 и 3 неверны). Так как по мере поднесения постоянного магнита к катушке величина магнитного поля в катушке будет изменяться, то магнитный поток будет изменяться (утверждение 4 верно). Так как в катушке будет протекать инудукционный ток, то по закону Джоуля-Ленца так же будет выделяться теплота (утверждение 5 верно). Ответ: 145. 16. Плоский воздушный конденсатор с диэлектриком между пластинами подключён к аккумулятору. Не отключая конденсатор от аккумулятора, диэлектрик удаляют из конденсатора. Как изменятся при этом ёмкость конденсатора и разность потенциалов между его обкладками? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Решение. Ёмкость плоского воздушного конденсатора рассчитывается по формуле:  следовательно, при удалении диэлектрика уменьшится диэлектрическая постоянная  а значит ёмкость уменьшается. Конденсатор не отключают от аккумулятора, значит, разность потенциалов между обкладками конденсатора сохраняется.Ответ: 23. 17. В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания с частотой ω. В момент времени t = 0 сила тока, текущего через катушку, была максимальной и равной I0. Установите соответствие между физическими величинами и законами их изменения с течением времени. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА А) зависимость от времени t заряда q конденсатора Б) зависимость от времени t силы тока I, текущего через катушку ФОРМУЛА 1)  2)  3)  4)  Решение. Так как в начальный момент времени сила тока, текущего через катушку, максимальна, то энергия катушки в этот момент времени максимальна, а заряд конденсатора равен нулю. Для зависимости от времени t силы тока I, текущего через катушку справедливо  В колебательном контуре сила тока является первой производной по времени от заряда:  Для зависимости величины заряда на обкладке конденсатора можем написать Ответ: 23. 18. Ядро некоторого элемента бомбардируется протонами. В результате ядерной реакции поглощаются протоны и образуются α-частицы и ядро нового элемента. У образовавшегося ядра массовое число меньше массового числа исходного ядра на 3, а зарядовое число больше зарядового числа исходного ядра на 5. Определите минимальное число протонов и минимальное число α-частиц, участвующих в этой ядерной реакции.
Решение. При поглощении протона массовое и зарядовое числа ядра увеличиваются на единицу. При испускании α-частицы массовое число уменьшается на 4, а зарядовое число уменьшается на 2. Пусть было поглощено x протонов и испущено y α-частиц. Тогда  Ответ: 134. 19. Электрону, который движется в ускорителе сообщили дополнительную энергию. Как в результате этого изменятся следующие величины: полная энергия электрона и энергия покоя электрона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Решение. Энергия покоя не зависит от скорости движения электрона и вычисляется по формуле Эйнштейна  Таким образом, энергия покоя не изменится. Полная энергия это сумма кинетической энергии и энергии покоя  Условие в котором сказано, что электрону сообщили некоторую энергию, означает, что тем самым увеличили его кинетическую энергию. Полная энергия увеличится. Ответ: 13. 20. Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите в ответе их номера. 1) Тело соскальзывает с наклонной плоскости и останавливается у её основания, при этом полная механическая энергия сохраняется. 2) Если два газа находятся в тепловом равновесии, то это означает равенство средних кинетических энергий их молекул. 3) Если электрический ток протекает по медному проводнику, то ни при каких условиях не может наблюдаться действие тока на магнитную стрелку. 4) Гармонические колебания электрического заряда в металлических проводниках являются источниками электромагнитных волн радиодиапазона. 5) «Красная граница» фотоэффекта — максимальная длина волны, при которой ещё происходит фотоэффект. Решение. 1) Неверно. При соскальзывании с наклонной плоскости тело движется либо равномерно, либо равноускорено, поэтому скорость не может быть равной 0. Механическая энергия может сохраниться, если нет действия силы трения. 2) Неверно. Если газы находятся в тепловом равновесии, то их температуры равны. Кинетическая энергия молекул складывается из средней кинетической энергии поступательного движения (она зависит от температуры) и вращательного движения (если газы многоатомные). 3) Неверно. Магнитное действие тока наблюдается всегда. 4) Верно. Источником электромагнитной волны радиодиапазона является колеблющийся заряд в металлических проводниках. 5) Верно. «Красная граница» фотоэффекта — максимальная длина волны, при которой начинается фотоэффект. Ответ: 45. 21. Даны следующие зависимости величин: А) Зависимость потенциальной энергии тела, брошенного вертикально вверх, от времени движения; Б) Зависимость давления идеального газа от объема при изотермическом процессе; В) Зависимость модуля ЭДС индукции, возникающей в катушке при равномерном внесении постоянного магнита в нее, от времени. Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1−5. Для каждой зависимости А−В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.  (1)  (2) (3)  (4) (5)Ответ:
Решение. А) Потенциальная энергия тела определяется формулой  Для тела, брошенного вертикально вверх уравнение зависимости высоты от времени имеет вид  Следовательно, зависимость потенциальной энергии тела, брошенного вертикально вверх, от времени движения выражается формулой  Графиком такой зависимости является (4).Б) Зависимость давления идеального газа от объема при изотермическом процессе обратно пропорциональная, графиком которой является (5). В) При равномерном внесении магнита в катушку в ней возникает постоянная ЭДС индукции, которая не зависит от времени. График такой зависимости (1). Ответ: 451. 22. Масса стопки из тысячи одинаковых листов бумаги равна (3,20 ± 0,04) кг. Чему равна (с учётом погрешности) масса 250 таких листов бумаги? Ответ дайте в килограммах. В ответе значение массы и погрешность запишите слитно. Решение. 250 в четыре раза меньше 1000, поэтому масса 250 листов равна 3,20 : 4 = 0,80 кг. Погрешность равна 0,04 : 4 = 0,01 кг. Масса 250 листов (0,80 ± 0,01) кг. Ответ: 0,800,01. 23. Необходимо экспериментально изучить зависимость ёмкости плоского конденсатора от свойств диэлектрика, помещённого между его пластинами. На всех представленных ниже рисунках S — площадь пластины конденсатора, d – расстояние между пластинами. Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?      Решение. Емкость конденсатора прямо пропорциональна площади его пластин, диэлектрической проницаемости и обратно пропорциональна расстоянию между обкладками:  Для экспериментального изучения емкости конденсатора в зависимости от свойств диэлектрика необходимо выбрать два конденсатора с разными диэлектриками между обкладками, но с одинаковыми остальными параметрами. Для этого подходят конденсаторы под номерами 1 и 3. Ответ: 13. |