Бесплатный интенсив по физике
3 огненных вебинара, домашние задания, беседа курса, личный кабинет, связь с преподавателем и
многое другое.
Курс стартует 12 июля.
Подробнее об интенсиве
Задание 21. Квантовая физика. Изменение физических величин. ЕГЭ 2023 по физике
Задачи для практики
Задача 1
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость объёма газа от температуры в изохорном процессе;
Б) временная зависимость проекции ускорения тела, брошенного вертикально вверх, на вертикальную ось, направленную вверх;
В) зависимость изменения импульса тела от времени действия силы;
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.
Решение
А) В изохорном процессе $V=const$, если нарисовать его в координатах VT, то это будет горизонтальная прямая - график (2);
Б) тело движется с ускорением свободного падения, которое имеет постоянную величину и всегда направлено вниз, поэтому его проекция будет отрицательна- график (4)
В) $Δp=FΔt$ - график(3);
Задача 2
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость силы Ампера от напряженности электрического поля;
Б) зависимость давления идеального газа от среднеквадратичной скорости молекул
В) зависимость центростремительного ускорения точек вращающегося однородного диска от расстояния между точкой и центром диска;
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.
Решение
А) Сила Ампера вызвана МАГНИТНЫМ полем и не зависит от напряженности ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО поля - график (3);
Б)Давление пропорционально квадрату среднеквадратичной скорости: $p=1/3mnv^2$ - график (2)
В) Все точки вращающегося диска двигаются с одинаковой угловой скоростью, значит центростремительное ускорение пропорционально радиусу: $a_{ц.с.}=ω^2R$ - график (1);
Задача 3
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость частоты света от показателя преломления среды, в которой он распространяется;
Б) зависимость координаты груза пружинного маятника от времени (нулевая координата соответствует положению равновесия)
В) зависимость энергии конденсатора колебательного контура 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.
Решение
А) Частота света зависит только от источника и не зависит от среды распространения - график (3);
Б) зависимость координаты при колебаниях - функция синуса или косинуса. Т.к. положению равновесия соответствует 0 координат, подходит график (4)
В) зависимость энергии электрического поля конденсатора в колебательном контуре - квадрат синуса или косинуса. График энергии полностью лежит в положительной области, так как энергия не может быть отрицательной - график (5);
Задача 4
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость потенциальной энергии тела, брошенного вертикально вверх, от времени;
Б) временная зависимость модуля скорости тела, которое сначала свободно падало на пол, а затем абсолютно упруго ударилось и отскочило обратно.
В) зависимость импульса тела от времени при равномерном движении тела;
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.
Решение
А) $E_п=mgh$ - потенциальная энергия пропорциональна высоте, а высота пропорциональна квадрату времени: $h=v_0t-{gt^2}/2$- график (5)
Б) При свободном падении вниз скорость равномерно возрастает, после удара о пол, вектор скорости меняет направление, а модуль скорости начинает равномерно убывать - график (2)
В) $p=mv$, при равномерном движении скорость не меняется, значит не меняется и импульс - график (1)
Задача 5
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость скорости тела от времени при его торможении с постоянным ускорением;
Б) зависимость давления идеального газа от его объёма в изотермическом процессе;
В) зависимость силы тока от напряжения на участке цепи с постоянным сопротивлением.
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.
Решение
А) $v=v_0-at$ - график (1)
Б) В изотермическом процессе pV=const - график (3)
В) Сила тока на участке цепи пропорциональна напряжению - график (2)
Задача 6
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость пройденного пути от времени при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью;
Б) зависимость давления идеального газа от его объёма в изохорном процессе;
В) зависимость периода колебаний колебательного контура от электроёмкости конденсатора.
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.
Решение
А) $S={at^2}/{2}$ - график (4)
Б) В изохорном процессе объём не меняется, т.е. график p(V) координатах pV - это вертикальная прямая - график (2)
В) Период колебаний колебательного контура пропорционален квадратному корню из электроёмкости - график (3)
Задача 7
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света;
Б) зависимость кинетической энергии фотоэлектрона от его скорости;
В) зависимость энергии фотона от длины волны света.
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.
Решение
А) Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта следует, что кинетическая энергия фотоэлектронов $E_к=hv-A_{вых}$, такая зависимость соответствует графику (2)
Б) зависимость кинетической энергии фотоэлектрона от его скорости: $E={mv^2}/2$ - график (4)
В) $E=hv={hc}/λ$ - график (3)
Задача 8
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость работы выхода от энергии фотонов;
Б) зависимость силы фототока от приложенного напряжения;
В) зависимость энергии фотона от его частоты.
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.
Решение
А) Работа выхода не зависит от энергии фотонов, это характеристика материала фотокатода, поэтому подходит график (5)
Б) зависимости силы фототока от приложенного напряжения соответствует график (1)
В) Зависимость энергии фотона от частоты света - пропорциональная зависимость: $E=hv$ - график (4)
Задача 9
Катод облучают светом и наблюдают внешний фотоэффект. А и Б представляют собой физические величины, характеризующие свойства материала катода и фотоэлектроны. Установите соответствие между физическими величинами и графиками, которые отражают зависимости этих величин от энергии светового кванта.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
| Физические явления | Графики |
| А) работа выхода Б) кинетическая энергия фотоэлектрона | 1)  2)  3)  4)  |
Решение
При фотоэффекте, металл остается прежним и работа выхода тоже А-2, а вся энергия, падающего света, идет на $A_{вых}+E_к=hυ$ Б-4, согласно уравнению Эйнштейна.
Задача 10
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре. Для каждого процесса укажите соответствующий график:
А) изменение энергии электрического поля в конденсаторе
Б) изменение энергии магнитного поля в катушке
Решение
При $t=0$ ток в контуре ноль, значит, вся энергия сосредоточена в конденсаторе: ${CU^2}/{2} ≥ 0$ - график 2.
Энергия катушки: ${LI^2}/{2} ≥ 0$ и в $t=0: {LI^2}/{2}=0$ - график 4.
Задача 11
На рисунке приведён график зависимости координаты груза пружинного маятника от времени. Какой из графиков на рисунке соответствует
А) зависимости кинетической энергии маятника от времени
Б) зависимости потенциальной энергии маятника от времени
В) зависимости полной механической энергии маятника от времени
Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Решение
1) В момент времени ноль, шарик проходит положение равновесия, следовательно, ${kx^2}/{2}=0, {mv^2}/{2}$ - максимальна. График (2)
2) График потенциальной энергии - 4, т.к. $F_n=0$ при $t=0$ и $E_n ≥ 0$ при любом $t$.
Полна механическая энергия маятника - величина постоянная, график (5)
