desktop/phys.jpg mobile/phys.jpg

Задание 26. Молекулярная физика, электродинамика. ЕГЭ 2021 по физике

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: повышенный.
Средний процент выполнения: 38.9%
Ответом к заданию 26 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

Задачи для практики

Задача 1

На сколько градусов Цельсия нагреется при штамповке кусок стали массой 1,5 кг от удара молота массой 400 кг, если скорость молота в момент удара равна 7 м/с? Считать, что на нагревание стали затрачивается 60% энергии молота. Ответ выразите в (◦).

Решение

Дано:

$m_1=1.5$кг

$m_2=400$кг

$υ=7м/с$

$Q=0.6E_к$

$с=500$Дж/кг·°С

$∆t-?$

Решение:

Кинетическая энергия молота в момент удара равна: $E_к={m_2υ^2}/{2}={400·49}/{2}=9800$Дж.(1)

Учитывая, что количество теплоты, полученное куском стали $Q$ равно: $Q=0.6E_к=cm_1∆t$(2), где $c$ - удельная теплоемкость стали. Тогда из (2) выразим $∆t$ и найдем его: $∆t={0.6E_к}/{cm_1}={0.6·9800}/{500·1.5}=7.84°С$

Ответ: 7.84
Показать решение
Полный курс

Задача 2

Предмет высотой 15 см помещён на расстоянии 1,5F от собирающей линзы. Определите, какой высоты получится на экране изображение предмета, если оно перпендикулярно к главной оптической оси. Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$d=1.5F$

$H=0.15$м

$h-?$

Решение:

Запишем уравнение тонкой линзы: ${1}/{F}={1}/{d}+{1}/{f}$(1), где $f$ - расстояние от линзы до изображения, $d$ - расстояние от предмета до линзы.${1}/{f}={1}/{F}-{1}/{1.5F}={1.5-1}/{1.5F}={1}/{3F}$ или $f=3F$(2)

Увеличение линзы $Г={f}/{d}={3F}/{1.5F}=2$(3).

Тогда высота изображения: $h=Г·H=2·0.15=0.3$м.

Ответ: 0.3
Показать решение
Полный курс

Задача 3

Замкнутая электрическая цепь состоит их аккумулятора, внешней цепи сопротивлением R и амперметра. При сопротивлении R1 = 4,9 Ом амперметр показывает силу тока 2 А, а при сопротивлении R2 = 9,9 Ом — 1 А. Определите ЭДС аккумулятора. Ответ выразите в (В).

Решение

Дано:

$J_1=2A$

$J_2=1A$

$R_1=4.9$Ом

$R_2=9.9$Ом

$ε-?$

Решение:

Запишем закон Ома для полной цепи: $J_1={ε}/{R_1+r}$(1), $J_2={ε}/{R_2+r}$(2), где $ε$ - ЭДС аккумулятора, $r$ - внутреннее сопротивление аккумулятора. Из (1) и (2) имеем: $J_2R_2+J_2r=J_1R_1+J_1r$, откуда $r={J_2R_2-J_1R_1}/{(J_1-J_2)}={1·9.9-2·4.90}/{1}={0.1}/{1}=0.1$Ом. Тогда $ε=J_1R_1+J_1r=J_1(R_1+r)=2·(4.90+0.1)=10B$.

Ответ: 10
Показать решение
Полный курс

Задача 4

В баллоне, вместимость которого равна 25,6 л, находится 1,04 кг азота (714N ) при давлении 3,55 МПа. Определите температуру газа. Ответ округлите до десятых. Ответ выразите в (К).

Решение

Дано:

$V=25.6·10^{-3}м^3$

$m=1.04$кг

$μ(N_2)=28·10^{-3}$кг/моль

$p=3.55·10^6$Па

$R=8.31$Дж/моль·К

$T-?$

Решение:

Из уравнения Менделеева-Клайперона имеем: $pV={m}/{μ}RT$(1), где $R$ - универсальная газовая постоянная. Из выражения (1) выразим $T$: $T={μpV}/{m·R}={28·10^{-3}·3.55·10^6·25.6·10^{-3}}/{1.04·8.31}=294.4K$.

Ответ: 294.4
Показать решение
Полный курс

Задача 5

Тонкая шёлковая нить выдерживает силу натяжения 9,8 · 10−3 Н. Подвешенный на этой нити шарик массой 0,67 г имеет заряд q1 = 1,1 · 10−9 Кл. Снизу в направлении линии подвеса на расстоянии 1,8 см к нему подносят шарик, имеющий заряд q2 противоположного знака. При каком модуле заряда q2 нить может разорваться? Ответ выразите в (нКл) и округлите до целых.

Решение

Дано:

$r=1.8·10^{-2}$м

$m=0.67·10^{-3}$кг

$q_1=1.1·10^{-9}$Кл

$k=9·10^{9}{Н·м^}/{Кл^}$

$q_2-?$

Решение:

Из рисунка видно, что сила натяжения нити $F↖{→}$ равна сумме силы тяжести $mg↖{→}$ и силы Кулона ${F_к}↖{→}$: $F=mg+F_к$(1), где $F_к={k·|q_1|·|q_2|}/{r^2}$(2).

Подставим (2) в (3) и выразим $q_2$: $F=mg+{k·|q_1|·|q_2|}/{r^2}⇒q_2={(F-mg)·r^2}/{k|q_1|}$(3).

Подставим числовые значения в (3): $|q_2|={(9.8·10^{-3}-0.67·10^{-3}·10)·3.24·10{-4}}/{9·10^{9}·1.1·10^{-9}}={3.1·10^{-3}·3.24·10^{-4}}/{9·1.1}=1.01·10^{-7}=101·10^{-9}=101$нКл.

Ответ: 101
Показать решение
Полный курс

Задача 6

Прямой проводник с током 2 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 10 Тл. Угол между направлением тока в проводнике и линиями индукции магнитного поля равен 30◦. Определите активную длину проводника, если к нему приложена сила 2 Н. Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$J=2A$

$B=10$Тл

$α=30°$

$F_A=2H$

$l-?$

Решение:

На проводнике с током в однородном магнитном поле действует сила Ампера: $F_A=J·B·l·sinα$(1), где $l$ - длина проводника. Выразим $l$ из (1): $l={F_A}/{J·B·sinα}$(2). Подставим числовые значения в (2): $l={2}/{2·10·sin30°}={1}/{10·0.5}={1}/{5}=0.2$м.

Ответ: 0.2
Показать решение
Полный курс

Задача 7

Найдите среднюю квадратичную скорость молекул газа, имеющего плотность 1,8 кг/м3 при давлении 152 кПа. Ответ выразите в (м/с).Округлять до целого

Решение

Дано:

$ρ=1.8кг/м^3$

$p=152·10^{-3}$Па

$<υ_{кв}>-?$

Решение:

Из уравнения Менделеева-Клайперона имеем: $pV={m}/{μ}RT$, с учетом того, что $ρ={m}/{V}$, имеем $p={ρRT}/{μ}$ или ${RT}/{μ}={p}/{ρ}$(1). Учтем, что ${1}/{3}<υ_{кв}>^2={RT}/{μ}$(2), получим $<υ_{кв}>=√{{3p}/{ρ}}=√{{3·152·10^3}/{1.8}}=503$м/с.

Ответ: 503
Показать решение
Полный курс

Задача 8

Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, при этом 85 % количества теплоты, получаемого от нагревателя, передаётся холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты 5,4 кДж. Найдите работу, совершаемую за один цикл. Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$Q_2=0.85Q_1$

$Q_н=5.4$Дж

$А-?$

Решение:

КПД тепловой машины: $η={Q_1-Q_2}/{Q_1}={0.15Q_1}/{Q_1}=0.15$.

$A=η·Q_н=0.15·5.4·10^3=810$Дж.

Ответ: 810
Показать решение
Полный курс

Задача 9

Поток фотонов выбивает фотоэлектроны из металла с работой выхода 4 эВ. Энергия фотонов в 1,25 раза больше максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Какова энергия фотонов? Ответ выразите в (эВ).

Решение

Дано:

$A_{вых}=4$эВ

$hυ=E_к·1.25$

$hυ-?$

Решение:

$hυ=4+{hυ}/{1.25}$ - уравнение фотоэффекта.

$0.2·hυ=4$.

$hυ=20$эВ

Ответ: 20
Показать решение
Полный курс

Задача 10

Какой частоты свет следует направлять на поверхность вольфрама, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 10^6 м/c? Работа выхода электрона из вольфрама 4,5 эВ. $h={6.6·10^{-34}}$. Ответ округлите до сотых. Ответ выразите в (·1015 Гц).

Решение

Дано:

$υ_{max}=10^6$эВ

$А_{вых}-?$

$v-?$

Решение:

По уравнению фотоэффекта: $hv=А_{вых}+{mυ_{max}^2}/{2}$

$v={А_{вых}+0.5·m·υ_{max}^2}/{h}={4.5·1.6·10^{-19}+0.5·9.1·10^{-31}·10^{12}}/{6.6·10^{-34}}=1.78·10^{15}$Гц.

Ответ: 1.78
Показать решение
Полный курс

Задача 11

Какая масса воздуха выйдет из комнаты, если температура воздуха возросла с 10◦С до 20◦С? Объём комнаты 60 м3, давление нормальное. Ответ округлите до десятых. Ответ выразите в (кг).

Решение

Дано:

$T_1=10°C$

$T_2=20°C$

$V=60м^3$

$P=P_{ном}$

$∆m-?$

Решение:

$P_{ном}=10^5$ (из справочника). По закону Менделеева-Клайперона:

$\{\table\PV={m_1}/{μ}·RT_1; \PV={m_2}/{μ}·RT_2;$ $⇒m_1-m_2={PVμ}/{R}({1}/{T_1}-{1}/{T_2})={10^5·60·0.029}/{8.31}({1}/{283}-{1}/{293})$.

$∆m=m_1-m_2=2.5кг$.

Ответ: 2.5
Показать решение
Полный курс

Задача 12

Чему равен импульс фотона, если соответствующая длина волны равна 600 нм? $h=6.62·10^{-34}$. Ответ выразите в (·10−27 кг·м/с) и округлите до десятых

Решение

Дано:

$λ=600·10^{-9}м$

$p↖{→}-?$

Решение:

$p↖{→}={hυ}/{c}={h}/{λ}={6.62·10^{-34}}/{600·10^{-9}}=1.1·10^{-27}$.

Ответ: 1.1
Показать решение
Полный курс

Задача 13

Плоское зеркало движется со скоростью V = 1,5 см/с. С какой по модулю скоростью должен двигаться точечный источник света S, чтобы его отражение в плоском зеркале было неподвижным? Ответ выразите в (см/с).

Решение

Дано:

$υ=1.5м/с$

$U-?$

Решение:

Так как увеличивается расстояние от источника до зеркала "повторяется" внутри зеркала в изменении расстояния до изображения $U={1.5}/{2}={U}/{2}=0.75см/с$.

Ответ: 0.75
Показать решение
Полный курс

Задача 14

Сопротивления 400 Ом и 200 Ом включены последовательно в электрическую цепь. Какое количество теплоты выделится на втором сопротивлении, если на первом за то же время выделилось 6 кДж теплоты? Ответ выразите в (кДж).

Решение

Дано:

$R_1=400$Ом

$R_2=200$Ом

$Q_2-?$

$Q_1=6$кДж

Решение:

Соединение последовательное $I=I_1=I_2$, а $U=U_1+U_2$, $R=R_1+R_2$.

$Q_2=I^2·R_2·t_2$

$Q_2={Q_1·R_2}/{R_1·t_1}$

$I^2={Q_1}/{R_1·t_1}={6·10^3·200}/{400·t_1}=3$кДж

Ответ: 3
Показать решение
Полный курс

Задача 15

На катушку электрического звонка намотана медная проволока длиной 14,4 м. Найдите площадь поперечного сечения проволоки, если сопротивление катушки равно 0,68 Ом. Ответ выразите в (мм2) и округлите до сотых.

Удельное сопротивление меди берите за 0.018 ${Ом·мм^2}/ м$
Решение

Дано:

$l=14.4$м

$R=0.68$Ом

$S-?$

$ρ_м=0.018$Ом

Решение:

$K=ρ{l}/{S}$ - уравнение для определения сопротивления.

$S={ρl}/{R}={0.018·14.4}/{0.68}=0.38мм^2$

Ответ: 0.38
Показать решение
Полный курс

Задача 16

Во сколько раз плотность углекислого газа отличается от плотности азота при нормальных условиях? В ответе запишите во(в) сколько раз(-а).

Решение

Дано:

${ρ_{CO_2}}/{ρ_{N_2}}-?$

Решение:

Из табличных данных известно:

${ρ_{CO_2}}/{ρ_{N_2}}={1.98}/{1.251}=1.57$ - определим отношением.

Ответ: 1.57
Показать решение
Полный курс

Задача 17

Чему равен потенциал, до которого может зарядиться металлическая пластина, работа выхода электронов из которой 1,6 эВ, при длительном освещении потоком фотонов с энергией 4 эВ? Ответ выразите в (В).

Решение

Дано:

$A_{вых}=1.6$эВ

$hυ=4$эВ

$U_з-?$

Решение:

По уравнению Эйнштейна определим задерживающее $U(B)$: $hυ=A_{вых}+U_з$

$U_з=hυ-A_{вых}=4-1.6=2.4$B

Ответ: 2.4
Показать решение
Полный курс

Задача 18

Катушка диаметром 40 см находится в переменном магнитном поле. При изменении индукции магнитного поля на 127 мТл в течение 2,0 мс в катушке возбуждается ЭДС 200 В. Сколько витков проволоки имеет катушка? (Ответ округлить до целых)

Решение

Дано:

$d=40·10^{-2}$м

$∆B=127·10^{-3}$Гл

$∆t=·10^{-3}$c

$ε_i=200B$

$n-?$

Решение:

$ε_i=-N·{∆Ф}/{∆t}$
$∆Ф=∆B·S·cosα$, $S=π·{d/4}^2$.

Преобразуем и получим: $N={ε_i·t·4}/{π·d^2∆B}={200·2·10^{-3}·4}/{π·(40·10^{-2})^2·127·10^{-3}}=25$витков.

Ответ: 25
Показать решение
Полный курс

Задача 19

В однородное электрическое поле со скоростью 5000 км/с влетает электрон и движется по направлению линий напряжённости поля. Какое расстояние пролетит электрон до полной потери скорости, если модуль напряжённости поля равен 600 В/м? Ответ выразите в (см) и округлите до целых.

Решение

Дано:

$υ_1=5·10^6$ м/с

$υ_2=0$ м/c

$E=600$ В/м

$d-?$

Решение:

При движении, электрон тормозит электрическое поле. По теореме о кинетической энергии, изменение кинетической энергии равно работе действующей силы. В данном случае, ${m_eυ^2}/{2}=eU=eEd$

$d={m_eυ^2}/{2eE}={9.1·10^{-31}·0.25·10^{14}}/{2·1.6·10^{-19}·600}=12$см.

Ответ: 12
Показать решение
Полный курс

Задача 20

В некоторых опытах по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Напряжение, при котором поле останавливает и возвращает назад все фотоэлектроны, назвали задерживающим напряжением. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины, в ходе которого было получено значение h = 5,3 · 10−34 Дж·c.

Задерживающее напряжение U , В ? 0,6
Частота ν, 1014 Гц 5,5 6,1

Чему равно опущенное в таблице первое значение задерживающего потенциала?

Решение

Дано:

$υ_2=6.1·10^{14}$

$υ_1=5.5·10^{14}$

$U_2=0.6B$

$U_1-?$

Решение:

По теории фотоэффекта, энергия поглощенного фотона идет на работу выхода и на сообщение кинетической энергии. Эл. поле совершает работу тормозя электроны. Тогда запишем: $\{\table\hυ_1=A_{вых}+e·U_1; \hυ_2=A_{вых}+e·U_2;$ $⇒U_1=U_2-{h}/{e}(υ_2-υ_1)$

$U_1=0.6-{5.3·10^{-34}}/{1.6·10^{-19}}(6.1·10^{14}-5.5·10^{14})=0.4B$

Ответ: 0.4
Показать решение
Полный курс
Показать еще

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