Бесплатный интенсив по физике

3 огненных вебинара, домашние задания, беседа курса, личный кабинет, связь с преподавателем и многое другое.
Курс стартует 8 ноября.

Подробнее об интенсиве

Задание 26. Механика - квантовая физика (качественная задача). ЕГЭ 2022 по физике

За это задание ты можешь получить 2 балла. Уровень сложности: повышенный.
Средний процент выполнения: 27.4%
Ответом к заданию 26 по физике может быть развернутый ответ (полная запись решения с обоснованием выполненных действий).

Задачи для практики

Задача 1

Парашютист опускается вниз с постоянной скоростью. В некоторый момент времени у него из кармана выпадает брелок. Определите скорость парашютиста, если известно, что брелок упал на землю через 8 с, его скорость в момент падения на землю составила 88 м/с. Ответ выразите в (м/с). Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с$^2$

Решение

Дано:

$t=8$c

$υ_{п.б.}=88$м/с

Найти: $υ_0-?$

Решение:

Зависимость скорости брелока от времени t: $υ(t)=v_{п.б.}=υ_0+g{t};$
$υ_0=υ_{п.б.}-gt=88-10*8=8$м/с.

Начальная скорость брелока и есть скорость парашутиста $υ_0=8$м/с.

Ответ: 8
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 2

Почему изображение предмета, находящегося в воде, всегда выглядит менее ярко, чем сам предмет, находящийся в воздухе?

Решение

В результате отражения на границе сред и прохождения через толщу воды отражённые от предмета лучи всегда теряют часть энергии. Интенсивность лучей, попадающих в глаз наблюдателя, уменьшается. Следовательно, изображение предмета в воде получается менее ярким, чем сам предмет.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 3

С некоторой высоты вертикально вниз бросают мяч со скоростью 4 м/с. Абсолютно упруго отразившись от горизонтальной поверхности, мяч поднимается обратно вверх на высоту 3 м. Найдите, с какой высоты тело было сброшено первоначально. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$υ_0=4$м/с

$h_2=3$м

$h_1-?$

Решение:

По закону сохранения энергии $E_{к_1}+E_{n_1}=E_{n_2}$.

${m·υ_0^2}/{2}+mgh_1=mgh_2$.

$h_1={h_2g-{υ_0^2}/{2}}/{g}={310-{16}/{2}}/{10}=2.2$м.

Ответ: 2.2
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 4

Пустой стакан с вертикальными стенками плавает в кастрюле с водой. Найдите массу грузика, который нужно положить в стакан, чтобы он погрузился ещё на 3 см. Площадь сечения стакана на уровне воды равна 20 см2. Ответ выразите в (г).

Решение

Дано:

$S=20см^2$

$∆h=3см$

$m-?$

Решение:

Запишем 2 уравнения по 2 закону Ньютона: $\{\table\M_{стакана}·g=ρ_в·g·h_1·S; \M_{стакана}·g+mg=ρ_в·g·(h_1+∆h)S;$

$ρ_в·h_1·S+m=ρ_в(h_1)·S+ρ_в·g·S·∆h$

$m=1000·20·3·10^{-4}·10^{-2}=60$грамм.

Ответ: 60
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 5

Две гири с массами 3 кг и 1 кг соединены нитью и перекинуты через невесомый блок. Найдите модуль ускорения $a$, с которым движутся гири. Трением в блоке пренебречь. Ответ выразите в (м/с2).

Решение

Дано:

$m_1=3$кг

$m_2=1$кг

$a-?$

Решение:

для $m_1$ 2-й закон Ньютона:
$m_{1}a=m_{1}g-T$
Для $m_2$:
$ m_{2}a=T-m_{2}g$
сложим два уравнения:

$(m_1+m_2)a=m_1·g-m_2·g$.

$a={30-10}/{1+3}=5м/с^2$

Ответ: 5
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 6

Почему растения не следует поливать в то время, когда на них падают солнечные лучи?

Решение

Капли воды на листах могут работать как собирающие линзы и обжечь растения.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 7

Чему равна средняя скорость движения автомобиля на всём пути, если первую половину пути он двигался со скоростью 70 км/ч, а вторую половину пути — со скоростью 30 км/ч? Ответ выразите в (км/ч).

Решение

Дано:

$υ_{ср}-?$

$t_1≠{t}/{2}≠t_2$

$υ_1=70км/ч$

$υ_2=30км/ч$

${S_1}/{2}={S_2}/{2}=S$

Решение:

$υ_{ср}={∆S}/{∆t}$.

$υ_{ср}={S_1+S_2}/{t_1+t_2}$.

$S=υ·t$.

$υ_{ср}={S}/{{S}/{2·70}+{S}/{2·30}}={S}/{{60S+140S}/{8400}}$.

$υ_{ср}={8400}/{200}=42{км}/ч$.

Ответ: 42
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 8

Все знают из опыта, что идти в гору трудно. А почему?

Решение

Двигаясь по ровной дороге, мы затрачиваем мускульную силу в основном на преодоление трения и сопротивление воздуха. На подъёме же приходится преодолевать не только эти силы, но и часть собственного веса.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 9

Почему пустой бумажный мешок, надутый воздухом, с треском разрывается, если ударить его об руку или обо что-либо твёрдое?

Решение

При резком ударе давление в мешке резко возрастает, а по закону Паскаля оно распространяется по всем направлениям.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 10

В стеклянной, запаянной с обоих концов трубке, из которой выкачан воздух, заключён столбик воды. При встряхивании трубки столбик воды ударяется в концы трубки так, словно не испытывает никакого сопротивления. Однако известно, что слева и справа от столбика находятся насыщенные водяные пары, причём определённой температуре соответствует определённое давление этих паров. Объясните указанное явление.

Решение

При встряхивании трубки водяной столбик движется от одного конца трубки к другому. Давление насыщенных паров слева и справа от столбика воды зависит от температуры, но не зависит от объёма. Поэтому давление пара слева и справа одинаково и уравновешивает друг друга. Движение столбика воды, если не учитывать трение о стенки, становится свободным.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 11

Ядро, летевшее с некоторой скоростью, разрывается на две части. Первый осколок летит под углом 90◦ к первоначальному направлению со скоростью 20 м/с, а второй — под углом 30◦ со скоростью 80 м/с. Чему равно отношение массы первого осколка к массе второго осколка?

Решение

Дано:

$α_1=90°; υ_1=20м/с$

$α_2=30°; υ_2=80м/с$

${m_1}/{m_2}-?$

Решение:

Закон сохранения импульса говорит о том, что импульс ядра до взрыва должен быть равен сумме импульсов осколков после взрыва (это справедливо для векторов). Найдем проекции векторов на ось, перпендикулярную движению ядра: $0=p_1-p_2·sin30$

$m_1·υ_1=m_2·υ_2·sin30$

${m_1}/{m_2}={υ_2·sin30}/{υ_1}={80·0.5}/{20}=2$

Ответ: 2
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 12

В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и её пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура воды и пара остаётся неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните.

Решение

Вода и водяной пар находятся в закрытом сосуде длительное время, поэтому водяной пар является насыщенным. При вдвигании поршня происходит изотермическое сжатие пара, давление и плотность насыщенного пара в этом процессе не меняются. Следовательно, будет происходить конденсация жидкости. Значит, масса жидкости в сосуде будет увеличиваться.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 13

Квадратная рамка со стороной a изготовлена из медной проволоки. Рамка находится на гладкой горизонтальной поверхности. Начальное положение рамки изображено на рисунке. Рамке сообщают начальную скорость V0 вдоль оси Ox. За время движения рамка проходит между полюсами магнита и вновь оказывается в области, где магнитное поле отсутствует. Ширина полюсов магнита d. Опишите характер движения рамки между полюсами магнита. Считайте, что магнитное поле имеет резкую границу и однородно между полюсами.

Решение

При пересечении рамкой границы области поля со скоростью V изменяющийся магнитный поток создаёт ЭДС индукции $E_{инд} = -{∆Φ}/{∆t} = V Bb$. Сила тока в это время $I = {E_{инд}}/{R} = {VBb}/{R}$. При этом возникает тормозящая сила Ампера $F_A = I Bb = V{(Bb)^2}/{R}$, поэтому рамка движется равнозамедленно. Ток течёт в рамке только во время изменения магнитного потока, т.е. при входе в пространство между полюсами и при выходе. Поэтому при движении рамки в области, где её контур находится полностью в магнитном поле, движение рамки равномерное.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 14

Мяч бросили с начальной скоростью 20 м/с под углом 60◦ к горизонту. Скорость мяча будет направлена под углом 45◦ к горизонту дважды за время полёта. На каком расстоянии от места броска это произойдёт в первый раз? Ответ округлите до десятых. Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$υ_0=20м/с$

$α=60°$

$β=45°$

$S-?$

Решение:

Скорость будет направлена под углом 45°, когда модули составляющих скорости вдоль осей $x$ и $y$ равны: $υ_x=υ_y$(1).

В момент броска: $υ_x=υ_0·cos60°; υ_y=υ_0·sin60°$(2)

$υ_x$ не меняется со временем, а $υ_y$ меняется во времени по закону: $υ_y=υ_0·sin60°-gt$(3). Подставим (2) и (3) в (1) и найдем время $t$: $υ_0·cos60°=υ_0·sin60°-gt⇒t={υ_0(sin60°-cos60°)}/{g}$(4). Подставим числовые значения в (4): $t={20·({√3}/{2}-{1}/{2})}/{10}=0.732c$

К этому моменту времени тело будет на высоте: $h=υ_yt-{gt^2}/{2}$(5) и на расстоянии $S=(υ_0·cosα)·t=(20·cos60°)·0.732=20·{1}/{2}·0.732=7.32м≈7.3м$

Ответ: 7.3
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 15

Свободно падающее тело массой 100 г затрачивает на движение 3 с. Какова кинетическая энергия тела перед ударом о землю? Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$t=3$с

$g≈10{м}/{с^2}$

$m=0.1$кг

$E_к-?$

Решение:

Кинетическая энергия определяется выражением: $E_к={mυ^2}/{2}$(1), где $υ=gt$(2) - скорость тела перед ударом о землю.

Подставим числовые значения (2) в (1) и найдем $E_к$: $E_к={mg^2t^2}/{2}$(3). Подставим числовые значения в (3): $E_к={0.1·100·9}/{2}=45$Дж.

Ответ:
Показать решение
Бесплатный интенсив
Показать еще

Бесплатный интенсив по физике

3 огненных вебинара, домашние задания, беседа курса, личный кабинет, связь с преподавателем и многое другое.
Курс стартует 8 ноября.

Бесплатный интенсив