Навигация по странице: 750 I M
|
теплофизика_ч2. Решение Используя правило левой руки и учитывая, что заряд электрона отрицательный, полу
При адиабатном процессе газ не обменивается теплом с окружающей средой. Тогда со-
гласно 1-му закону термодинамики 0 = ΔC∕ + А , где ∆t∕ — изменение внутренней энергии
газа, А — его работа, ∆t∕ > 0 , значит, А < 0 и объём газа уменьшается, а давление уве-
личивается.
Ответ: 11.
Электрон е влетает в зазор между полюсами электромагнита со скоростью υ, направлен-
ной к наблюдателю перпендикулярно плоскости рисунка (см. рисунок, где кружок с
точкой показывает направление движения электрона). Как направлена (вправо, влево,
вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на него сила Лоренца F?
Ответ запишите слово.м (словами).
Решение:
Используя правило левой руки и учитывая, что заряд электрона отрицательный, полу-
чим направление силы Лоренца — вверх.
Ответ: вверх.
Заряженная пылинка массой т с зарядом q движется с ускорением а = 20 м/с2 в одно-
родном электрическом поле напряжённостью Е. Каково ускорение пылинки массой 2т с
зарядом 3q в том же поле? (Силой тяжести, действующей на пылинку, пренебречь.)
Решение:
На пылинку в электрическом поле действует сила F = qE. Найдем её ускорение, исполь-
зуя 2-й закон Ньютона а = — . Для второй пылинки а. = —1— = a = 30 м/с2.
т 1 2m 2
Ответ: 30 м/с2.
Индуктивность одного витка проволоки равна 4 ∙ 10 3 Гн. При какой силе тока магнит-
ный поток через поперечное сечение катушки, сделанной из 5 витков, равен 20 мВб?
Решение:
Магнитный поток через 1 виток равен Ф = LI, через катушку из N витков Φθ = NLI
ф.
Тогда I = -ɪ-
NL
Ответ: 1 Л.
з
20 10
5 ∙ 4 ∙ 10
= 1 А.
К аккумулятору подключили реостат. На рисунке пока-
зан график изменения силы тока в реостате в зависимо-
сти от его сопротивления. Выберите из предложенных ут-
верждений два, которые верно отражают результаты
этого опыта.
Внутреннее сопротивление аккумулятора равно 0,5 Ом.
ЭДС аккумулятора равна 12 В.
Мощность, выделяемая в реостате, увеличивается при
увеличении его сопротивления от 1 Ом до 2 Ом.
Напряжение на реостате при силе тока 2 А равно 5 В.
Напряжение на источнике не зависит от силы тока
через реостат.
 
278
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
увеличится
уменьшится
не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в от-
вете могут повторяться.
Решение:
S
По закону Ома для полной цепи / = , где <l' — ЭДС источника, R — сопротивление
R + г
внешней цепи (реостата), г — внутреннее сопротивление источника. Запишем этот закон
для двух значений силы тока 4 А и 2 А (сопротивления реостата при этом равны 1 Ом и
2,5 Ом): 4 ∙ 1 + 4r = F; 2 • 2,5 + 2r = Из этих уравнений получаем г = 0,5 Ом, £ = 6 В.
Ответ 1 верен, 2 — неверен.
Напряжение на реостате равно U = IR, при силе тока 2 A U = 5 В. Ответ 4 — верный.
Мощность, выделяемая в реостате, равна PR и уменьшается при увеличении его сопро-
тивления от 1 Ом до 2 Ом. Напряжение на источнике равно напряжению на реостате и
зависит от его сопротивления.
Ответ: 14 (или 41).
Предмет, расположенный на двойном фокусном расстоянии от тонкой собирающей лин-
зы, передвигают к тройному- фокусу (см. рисунок). Как изменятся при этом расстояние
от линзы до изображения предмета и размер изображения?
Расстояние от линзы
до изображения
|
Размер изображения
|
|
|
Решение:
Запишем формулу линзы: -=ɪ+-, F — фокусное расстояние линзы, а — расстояние
Fab
от предмета до линзы, b — расстояние от линзы до изображения. Записав её для a↑ = 2F
и a2 = 3F, получим bx ≈ 2F, b2 = 1,5 F. Расстояние от линзы до изображения уменьши-
лось. Размер изображения относится к размеру предмета так же, как b/а. Значит, раз-
мер изображения также уменьшился.
Ответ: 22.
Участок цепи постоянного тока содержит резистор. Установите соответствие между фор-
мулами для вычисления физических величин и названиями этих величин.
В формулах использованы обозначения: I — сила тока на участке цепи; U — напряже-
ние на участке цепи, t — время протекания тока.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго
столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Со-
противлением контура пренебречь.
279
Решение:
Запишем описанную в условии ядерную реакцию, используя законы сохранения массо-
вого и зарядового числа: ɪ 'Mg + lj'e → ɪɪX .
Получившееся ядро содержит 11 протонов и 24 - 11 = 13 нейтронов.
Ответ: 1113.
На рисунке представлен фрагмент спектра излучения атомарных паров водорода. Цифры
на числовой оси — длины волн в нанометрах. Чему равна минимальная энергия фотонов
на данном участке спектра?
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
заряд, протекший через резистор
напряжение на резисторе
мощность тока, выделяющаяся на резисторе
сила тока через резистор
Решение:
Согласно определению силы тока, заряд, протекший через резистор за время t, равен
q = It, согласно закону Ома для участка цепи, напряжение на этом участке равно
U = IR, согласно закону Джоуля -Ленца, мощность тока, выделяющаяся на резисторе,
U^
равна I2R = — = IU . Верные ответы 3 и 1.
Ответ: 31.
Ядро магния Mg захватило электрон. Определите число протонов и нейтронов в этом
ядре, образовавшемся в результате такой реакции.
ФОРМУЛЫ
A) IU
Б) It
Число протонов
|
Число нейтронов
|
11
|
13
|
800 700 600 500
750 I 650 I 550
|
400
450
Inliiiil
|
|
|
|
|
|
Решение:
Энергия фотонов равна E = hv = h — , где h — постоянная Планка, с — скорость света в
λ
вакууме, λ — длина волны. Энергия фотона минимальна для максимальной длины вол-
ны из рассматриваемого участка — 660 нм.
E = 6.6 ∙ 10 34 3 10^ . =3 10 ” Дж.
660 109
Ответ: 3 ∙ 10-19 Дж.
В ядерном реакторе цепочка ядерных реакций начинается с захвата ядром быстрого
нейтрона. Как изменятся при захвате нейтрона следующие характеристики ядра: заряд
ядра и число нуклонов в ядре?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
увеличилась
уменьшилась
не изменилась
280
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в от-
вете могут повторяться.
Заряд ядра
|
Число нуклонов в ядре
|
|
|
Решение:
Запишем описанную в условии ядерную реакцию, используя законы сохранения массо-
вого и зарядового числа: ?Х + θ1zz → λ'∖Y . Получившееся ядро Y имеет такой же заряд,
что и ядро X, значит, количество протонов не изменилось. Массовое число увеличилось,
количество нуклонов в ядре увеличилось.
Ответ: 31.
C помощью амперметра проводились измерения силы тока на участке цепи. Шкала ам-
перметра проградуирована в А. Погрешность измерений силы тока равна половине цены
деления шкалы амперметра.
Запишите в ответ величину силы тока в цепи с учётом погрешности измерений.
Решение:
Цена деления амперметра равна 0,2 А. Его показания равны (1,4 ± 0,1) А.
Ответ: 1,40,1.
Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно опреде-
лить ускорение тела, соскальзывающего с наклонной плоскости. Для этого школьник
взял брусок и наклонную плоскость. Какие два предмета из приведённого ниже перечня
оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого экспери-
мента?
динамометр
пружина
секундомер
линейка
весы
В ответ запишите номера выбранных предметов.
Решение:
Согласно законам кинематики для определения ускорения тела, движущегося из состоя-
2S
ния покоя, надо знать расстояние, которое оно прошло и время движения а = —. Для
определения этих величин нужны линейка и секундомер.
Ответ: 34 (или 43).
281
Рассмотрите таблицу, содержащую некоторые характеристики планет Солнечной систе-
мы. Размеры и параметры орбит даны в сравнении с планетой Земля.
Имя
|
Диаметр
|
Масса
|
Орбитальный
радиус (а.е.)
|
Период обращения
(земных лет)
|
Период вращения
(земных суток)
|
Меркурий
|
0,38
|
0,06
|
0,39
|
0,24
|
58,6
|
Венера
|
0,95
|
0,82
|
0,72
|
0,62
|
243
|
Земля
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Mapc
|
0,53
|
0,11
|
1,5
|
1/9
|
1
|
Юпитер
|
11,2
|
318
|
5,2
|
11,9
|
0,41
|
Сатурн
|
9,5
|
95,2
|
9,5
|
29,5
|
0,43
|
Уран
|
4
|
14,6
|
19,2
|
84
|
0,72
|
Нептун
|
3,9
|
17,2
|
30,1
|
165
|
0,67
|
Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам планет.
Средняя плотность Венеры меньше средней плотности Земли.
Центростремительное ускорение Юпитера при его вращении вокруг Солнца больше
центростремительного ускорения Марса.
Первая космическая скорость для Нептуна меньше, чем для Урана.
Ускорение свободного падения на Меркурии составляет примерно1 м/с2.
Сила притяжения Сатурна к Солнцу больше, чем у Юпитера.
Решение:
1) Средняя плотность равна р = — = ɜ-ʌɛ
У 4πr3
Земли равно —
M1
M.j
Рз
0,82
0,953
Отношение средних плотностей Венеры и
/ 1
≈ 0,956.
Следовательно, плотность Венеры меньше. Утверждение верное.
2) Центростремительное ускорение определяется из закона всемирного тяготения:
., ,<mmc
где Mc — масса Солнца. Отношение центростремительного ускорения
'M3 _ Mb
⅛ ⅛ / ⅛
1
Юпитера к центростремительному ускорению Mapca равно:
■цЮ
t,tιM
1 52
≈ 0,083 .
5,22
Таким образом, ускорение Юпитера меньше. Утверждение неверное.
3) Первая космическая скорость равна υ = Jg"-- • Сравнивая скорости для Нептуна и
Урана, получим: —
(Л,-
14,6 3,9
≈ 1,1 . Первая космическая скорость для
Нептуна чуть больше, чем для Урана. Утверждение неверное.
Ускорение свободного падения равно g = G
. Тогда ускорение свободного падения
на Меркурии определяется как:
М_
®м
£;з а
Г,
м_
)
M
M,1 " ^3 d
М„ cP
M,1
10
0,11
(2 0,53)
г ≈ 0,99 м/с2 » 1 м/с2. Утверждение верное.
5) Сила притяжения планеты к Солнцу определяется, согласно закону всемирного тяго-
MrM m Fr Mc /Мю _ Mc /Mκ> 95,2 (11,2)2
тения, как F = G
FF
. Тогда
Fκ, Дг/ ¾ d‘ / ⅛ 318 (9,5)
≈ 0,42. Это оз-
282
|
|
|
Скачать 51.91 Kb.