desktop/phys.jpg mobile/phys.jpg

Задание 24. Астрофизика. ЕГЭ 2022 по физике

За это задание ты можешь получить 3 балла. Уровень сложности: повышенный.
Средний процент выполнения: 67.2%
Ответом к заданию 24 по физике может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.

Задачи для практики

Задача 1

Человек встаёт на весы в покоящемся лифте. Как изменятся показания весов, если лифт будет двигаться с постоянным ускорением, направленным вниз. Ответ обоснуйте, используя физические законы.

Решение

1) Весы показываю массу, которую они определяют с помощью измерения веса Р. Показания весов: $m'=P/g$. Если в движущемся с ускорением лифте изменится вес, то изменятся и показания весов.

2) На человека действуют силы тяжести $mg↖{-}$ и реакции опоры $N↖{-}$. (m - истинная масс человека)

По условию, лифт равноускоренно движется вниз с ускорением $a↖{-}$

Запишем 2 закон Ньютона.

1) $mg↖{-}+N↖{-}=ma↖{-}$

Спроецируем уравнение на вертикальную ось Х, направленную вниз:
$mg-N=ma,$ следовательно, $N=m(g-a)$

3) По 3 закону Ньютона вес человека равен $P↖{-}=-N↖{-}, |P↖{-}|=|N↖{-}|$, значит $P=m(g-a)$.

4) Тогда показания весов $m'=P/g={m(g-a)}/g=m(1-a/g)$ будут меньше, чем показания весов в неподвижном лифте.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 2

Может ли человек принимать радиоволны?

Решение

Да. Может не только принимать, но и излучать. Человек излучает и принимает инфракрасные лучи. Инфракрасные лучи — это электромагнитные волны. Следовательно, они являются «роднёй» радиоволнам.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 3

Мальчика, едущего в поезде, по мобильному телефону спросили, с какой скоростью он едет. Через минуту он ответил. Как мальчик определил скорость, если известно, что вдоль железной дороги через каждый километр стоят километровые столбы? Свой ответ обоснуйте с помощью физических законов

Решение

При равномерном движении скорость поезда можно определить как $v=S/t$. Расстояние S можно отсчитать по километровым столбам, замерив при этом время t.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 4

В стакане с чаем, стоящем на столе, на поверхности чая плавает ломтик лимона. Что произойдёт с глубиной погружения ломтика в чай, если стакан с чаем будет стоять на столе в лифте, движущемся с постоянным ускорением, направленным вертикально вниз? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали.

Решение

Запишем 2 закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вверх для двух случаев:
1) стол покоится: $F_a-mg=0$, $F_a=mg$
2) стол находится в лифте, движущимся с ускорением, направленным вниз: ${F'}_a-mg=-ma$, ${F'}_a=m(g-а)$
$m$ - масса лимона.

Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Если масса вытесненной воды равна $m_в$, то $F_a=m_вg$, а ${F'}_a=m_в(g-а)$.
Значит в обоих случаях масса лимона будет равна массе вытесненной жидкости, т. е. не будет меняться. Так как масса вытесненной жидкости пропорциональна объёму: $m_в=ρV$ ($ρ$ - плотность воды), то объём вытесненной жидкости будет одинаков в обоих случаях. Объём вытесненной жидкости пропорционален глубине погружение $h$: $V=Sh$, где $S$ - площадь лимона. Если объём не меняется, то и глубина погружения лимона не изменится.

Ответ: глубина погружения ломтика лимона в лифте останется прежней.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 5

В стакане с чаем, стоящем на столе, на поверхности чая плавает ломтик лимона. Что произойдёт с глубиной погружения ломтика в чай, если стакан с чаем будет стоять на столе в лифте, движущемся с постоянным ускорением, направленным вертикально вверх? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали.

Решение

Запишем 2 закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вверх для двух случаев:
1) стол покоится: $F_a-mg=0$, $F_a=mg$
2) стол находится в лифте, движущимся с ускорением, направленным вверх: ${F'}_a-mg=ma$, ${F'}_a=m(g+а)$
$m$ - масса лимона.

Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Если масса вытесненной воды равна $m_в$, то $F_a=m_вg$, ${F'}_a=m_в(g+а)$.
Значит в обоих случаях масса лимона будет равна массе вытесненной жидкости, т. е. не будет меняться. Так как масса вытесненной жидкости пропорциональна объёму: $m_в=ρV$ ($ρ$ - плотность воды), то объём вытесненной жидкости будет одинаков в обоих случаях. Объём вытесненной жидкости пропорционален глубине погружение $h$: $V=Sh$, где $S$ - площадь лимона. Если объём не меняется, то и глубина погружения лимона не изменится.

Ответ: глубина погружения ломтика лимона в лифте останется прежней.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 6

Почему предметы, находящиеся на дне водоёма, кажутся колеблющимися при порывах ветра?

Решение

В ветреную погоду поверхность воды колеблется, следовательно, угол падения лучей на её поверхность постоянно меняется. Изменяется и угол преломления, и угол отражения от предмета, находящегося в воде. Таким образом, изображение этого предмета для наблюдателя колеблется.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 7

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. Напряжение на клеммах правой катушки можно изменять. По какому закону нужно изменять напряжение на концах правой катушки, чтобы показания амперметра не зависели от времени? Ответ поясните, указав, какие физические законы и явления вы использовали.

Решение

Линейно расти (или уменьшаться) со временем.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 8

Алюминиевое кольцо, надетое на катушку электромагнита, через которую пропускают переменный ток постоянной амплитуды, спокойно висит в воздухе. Однако если ток резко включить, то кольцо весьма эффектно подпрыгнет. Почему кольцо ведёт себя по-разному в этих двух случаях? Ответ объясните, указав, какие физические законы вы использовали.

Решение

Переменный ток в катушке создаёт переменное магнитное поле. Это поле возбуждает в кольце электрический ток, магнитное поле которого направлено противоположно магнитному полю катушки. Кольцо отталкивается от катушки и парит на такой высоте, на которой его сила отталкивания уравновешивает силу тяжести. Когда ток включают, резкий скачок тока в катушке возбуждает в кольце большой ток и соответственно большее магнитное поле. Из-за взаимодействия полей кольцо подпрыгивает.

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 9

На рисунке показаны траектории движения заряженных частиц, движущихся в магнитном поле с одинаковыми по модулю скоростями. Укажите знаки зарядов частиц и сравните их удельные заряды (заряды, приходящиеся на единицу массы: $q/m$). Ответ поясните, опираясь на законы механики и электродинамики.

Решение

1) По правилу левой руки можно определить, что 1 — положительный заряд, а 2 и 3 — отрицательные.

2) Такая траектория частиц объясняется действием на них силы Лоренца: $F=qvB$. Эта сила задаёт центростремительное ускорение: $a={v^2}/R$, где R - радиус траектории. Тогда по 2 закону Ньютона: $qvB=m{v^2}/R$. Выразим отсюда удельный заряда: $q/m={Bv}/R$. Так как скорость $v$ всех частиц одинаковая, удельный заряд будет тем больше, чем меньше радиус траектории. Значит наибольший удельный заряд у первой частицы, наименьший — у второй, значение удельного заряда 3 частицы лежит между 1 и 2 .

Ответ:
Показать решение
Полный курс

Задача 10

Постоянная масса одноатомного идеального газа совершает процесс, график которого представлен в координатах U –V, где U — внутренняя энергия газа, V — его объём. Определите, получает газ или отдаёт теплоту в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.

Решение

Согласно 1 закону термодинамики, количество теплоты $Q=ΔU+A$, где $ΔU$ - изменение внутренней энергии, а $A$ - работа газа.

Рассмотрим процесс 12:
Изменение внутренней энергии $ΔU=U_2-U_1=0$, работа газа $A>0$, так как газ расширяется, значит $Q=ΔU+A>0$, т.е. газ получает тепло.

Рассмотрим процесс 23:
Изменение внутренней энергии $ΔU=U_3-U_2>0$, работа газа $A=0$, так как объём газа не меняется, значит $Q=ΔU+A>0$, газ получает тепло.

Ответ: в обоих процессах 1–2 и 2–3 газ получает тепло.

Ответ:
Показать решение
Полный курс
Показать еще

О чем задание?

24 задание по астрофизике. В 2020 году в задании произошли изменения. Теперь необходимо выбрать ВСЕ верные ответы. (Раньше в задании необходимо было выбрать лишь 2 верных ответа). Максимум за залание можно получить 2 балла. Является больше теоретическим

Алгоритм решения:

Существует несколько типов заданий такого вида.

Первый тип заданий на расположение планет в солнечной системе и их характеристик. Необходимо помнить, что такое год, что такое сутки. Уметь считать период обращения, 1 и 2ую космическую скорость. Также необходимо знать геометрические формулу объема шара, площади шара, круга.

Следующий тип заданий на звезды и их характеристики. Тут необходимо помнить названия и радиусы характеристик звезд по размерам. Знать как соотносится температура звезды с цветом и временем жизни. Также необходимо знать звезды главной последовательности и их основные характеристики. Уметь работать с диаграммой Герцшпрунга-Рассела.

Готовим к ЕГЭ на 85+ баллов и побеждаем лень

Каждый месяц 12 онлайн-занятий в дружелюбной атмосфере + 16 домашних работ с жесткими сроками.
Не готовишься — вылетаешь.

Подробнее о курсе