Удельная теплоемкость веществ

 

Вода	4200 Дж/(кг⋅К)
Лед	2100 Дж/(кг⋅К)
Железо	460 Дж/(кг⋅К)
Свинец	130 Дж/(кг⋅К)
Алюминий	900 Дж/(кг⋅К)
Медь	380 Дж/(кг⋅К)
Чугун	500 Дж/(кг⋅К)

Удельная теплота плавления веществ

 

Лед	3,3⋅105 Дж/кг
Свинец	2,5⋅104 Дж/кг

Удельная теплота парообразования воды 2,3⋅10⁶ Дж/кг

Молярная масса веществ

 

Азот	28⋅10–3 кг/моль
Аргон	40⋅10–3 кг/моль
Водород	2⋅10–3 кг/моль
Воздух	29⋅10–3 кг/моль
Вода	18⋅10–3 кг/моль
Гелий	4⋅10–3 кг/моль
Кислород	32⋅10-3 кг/моль
Литий	6⋅10–3 кг/моль
Неон	20⋅10–3 кг/моль
Углекислый газ	44⋅10–3 кг/моль

Нормальные условия

Давление – 10⁵ Па, температура – 0 °С.

 

 

Часть 1

Ответами к заданиям 1–24 являются слово, число или последовательность цифр или чисел. Запишите ответ в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин писать не нужно.

 

1. Из двух городов навстречу друг другу с постоянной скоростью движутся два автомобиля. На графике показано изменение расстояния между автомобилями с течением времени. Каков модуль скорости первого автомобиля в системе отсчёта, связанной со вторым автомобилем?

Ответ: ______ м/с.

 

 

2. В инерциальной системе отсчёта некоторая сила сообщает телу массой 8 кг ускорение 5 м/с². Какое ускорение в той же системе отсчёта сообщит та же сила телу массой 5 кг?

 

Ответ: ______ м/с².

 

 

3. Сталкиваются и слипаются два разных по массе пластилиновых шарика, причём векторы их скоростей непосредственно перед столкновением направлены навстречу друг другу и одинаковы по модулю: υ₁ = υ₂ = 1 м/с. Во сколько раз масса тяжёлого шарика больше, чем лёгкого, если сразу после столкновения их скорость стала равной (по модулю) 0,5 м/с?

 

Ответ: в ______ раз(а).

 

 

4. Через какое время после выстрела придёт к охотнику эхо от звука выстрела, если расстояние до преграды, от которой отразится звук, равно 850 м? Скорость звука в воздухе считать равной 340 м/с.

 

Ответ: ______ с.

 

5. На рисунке показана система, состоящая из лёгких тросов и четырёх идеальных блоков, с помощью которой можно удерживать в равновесии или поднимать груз массой M. Трение пренебрежимо мало.

 

На основании анализа приведённого рисунка выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера.

 

1) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой M g /2.

2) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой M g /4.

3) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 2h.

4) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 4h.

5) Изображённая на рисунке система блоков не даёт выигрыша в силе.

 

6. Спутник Земли обращается по круговой орбите с постоянной по модулю скоростью. При переходе на другую орбиту его скорость уменьшилась. Как при этом изменилась сила притяжения спутника к Земле и угловая скорость его обращения?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

 

Запишите в бланк ответов выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

 

7. Тело движется вдоль оси Ох, при этом его координата изменяется с течением времени в соответствии с формулой х(t) = –6 + 4t – 3t² (все величины выражены в СИ).

 

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

 

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию

из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

         

ГРАФИКИ           

А)

      

 

Б)       

               

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

 

1)    проекция перемещения тела s_х

2)    проекция скорости тела υ_x

3)    модуль равнодействующей сил, действующих на тело

4)    проекция ускорения тела а_х

 

8. В сосуде с небольшой трещиной находится газ, который может просачиваться сквозь трещину. Во время опыта давление газа уменьшилось в 8 раз, а его абсолютная температура уменьшилась в 4 раза при неизменном объеме. Во сколько раз уменьшилась внутренняя энергия газа в сосуде? (Газ считать идеальным.)

 

Ответ: в ______ раз(а).

 

 

9. На Тр-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ совершил работу, равную 3 кДж. Чему равно количество теплоты, полученное газом?

Ответ: ______ кДж.

 

10. Какое количество теплоты отдаёт чугунная деталь массой 10 кг при понижении ее температуры на 200 К?

 

Ответ: ______ МДж.

 

11. На рисунке приведены графики двух изотермических процессов, проводимых с одной и той же массой газа. На основании графиков выберите два верных утверждения о процессах, происходящих с газом.

1) Оба процесса идут при одной и той же температуре.

2) В процессе 1 внутренняя энергия газа увеличивается.

3) Процесс 1 идет при более высокой температуре.

4) Процесс 2 идет при более высокой температуре.

5) В процессе 1 объем увеличивается.

 

12. Температуру холодильника тепловой машины Карно понизили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

 

Запишите в бланк ответов выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

 

13. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник № 3 со стороны двух других (см. рисунок), если все проводники тонкие, лежат в одной плоскости и параллельны друг другу? По проводникам идёт одинаковый ток силой I.

Ответ запишите словом (словами).

 

Ответ: __________________________________.

 

14. К источнику тока с ЭДС 2 В подключён конденсатор ёмкостью 1 мкФ. Какую работу совершил источник при зарядке конденсатора?

 

Ответ: ______ мкДж.

 

15. В таблице показано, как менялся ток в катушке колебательного контура при свободных колебаниях. Вычислите по этим данным энергию конденсатора в момент времени 5⋅10⁻⁶ с, если индуктивность катушки 4 мГн.

t, мкс	0	1	2	3	4	5	6	7	8
I, мА	4	2,83	0	-2,83	-4	-2,83	0	2,83	4

 

Ответ: ______ нДж.

 

16. Луч света идёт в воде, падает на плоскую границу раздела вода–воздух и выходит из воды в воздух, частично отражаясь от границы раздела. Затем угол падения луча на границу раздела начинают увеличивать. Выберите два верных утверждения о характере изменений углов, характеризующих ход луча, и о ходе самого луча.

 

1) Угол преломления луча будет уменьшаться.

2) Преломление луча может совсем исчезнуть.

3) Отражённый луч может совсем исчезнуть.

4) Если преломление будет возможно, то угол преломления луча будет увеличиваться.

5) Угол отражения луча может стать больше угла падения.

 

17. На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС E, резистор R ₁ и реостат R ₂. Если уменьшить сопротивление реостата R ₂ до минимума, то как изменятся следующие три величины:

сила тока в цепи,

напряжение на резисторе R ₁,

суммарная тепловая мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи?

 

Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

 

Запишите в бланк ответов выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

18. На рисунках изображены схемы физических экспериментов. Установите соответствие между этими экспериментами и их целью. К каждому рисунку подберите соответствующую позицию и запишите в бланк ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

 

СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА                

 

А)                       Б)

 

           

ЕГО ЦЕЛЬ

 

1) Проверка закона Кулона

2) Наблюдение распределения потенциала вдоль прямого проводника с протекающим по нему электрическим током

3) Наблюдение картины силовых линий электростатического поля точечных зарядов

4) Проверка закона Ома

 

 

19. На рисунке представлен фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Под названием каждого элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов. При этом нижний индекс около массового числа указывает (в процентах) распространённость изотопа в природе.

Укажите число протонов и число нейтронов в ядре самого распространённого стабильного изотопа лития.

 

 

20. Поток фотонов выбивает из металла с работой выхода 5 эВ фотоэлектроны. Энергия фотонов в 1,5 раза больше максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?

 

Ответ: ______ эВ.

 

 

21. Как изменятся при γ-излучении

массовое число атомного ядра

заряд атомного ядра

число нейтронов в ядре?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

 

Запишите в бланк ответов выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

 

22. На фотографии представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность воздуха указана в процентах.

Найдите относительную влажность воздуха в помещении.

 

Ответ: ______ %.

23. Для контроля силы постоянного тока, текущего в участке цепи, часто применяют следующий способ. В участок цепи последовательно включают резистор, сопротивление которого известно с высокой точностью (такой резистор называют калиброванным), и измеряют напряжение на этом резисторе.

На рисунке показано изображение шкалы вольтметра, при помощи которого измеряют напряжение на калиброванном резисторе сопротивлением 5 Ом.

Считая, что погрешность прямого измерения напряжения равна половине цены деления прибора, определите мощность тепловыделения на этом резисторе. В ответе запишите значение и погрешность слитно без пробела.

 

Ответ: (__________________±________________) Вт.

 

 

24. Рассмотрите схему строения нашей спиральной Галактики (виды плашмя и с ребра).

Выберите все верные утверждения, которые соответствуют элементам, обозначенным цифрами 1-5.

 

1) Цифра 1 — ядро Галактики.

2) Цифра 2 — скопления белых карликов на краю Галактики.

3) Цифра 3 — шаровые скопления.

4) Цифра 4 — положение созвездия Телец в спиральном рукаве.

5) Цифра 5 — 100 световых лет.

 

Часть 2

Ответом к заданиям 25–26 является число. Запишите это число в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин писать не нужно.

 

 

25. В сосуде объёмом 1 литр находится 0,2 г углекислого газа. При нагреве до температуры 4600 К углекислый газ диссоциировал в смесь угарного газа и кислорода. Найти конечное давление в сосуде.

 

Ответ: ______ атм.

 

26. В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка с индукцией В = 0,1 Тл. Квадратную проволочную рамку, сопротивление которой 10 Ом и длина стороны 10 см, перемещают в этом поле в плоскости рисунка поступательно равномерно с некоторой скоростью υ. При попадании рамки в магнитное поле в положении 1 в ней возникает индукционный ток, равный 1 мА. Какова скорость движения рамки?

 

Ответ: ______ м/с.

Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1 в соответствии с инструкцией по выполнению работы.

 

Для записи ответов на задания 27–32 используйте БЛАНК ОТВЕТОВ № 2. Запишите сначала номер задания (27, 28 и т. д.), а затем решение соответствующей задачи. Ответы записывайте чётко и разборчиво.

27. Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.

Полное правильное решение каждой из задач 28–31 должно содержать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение.

28. От груза, неподвижно висящего на невесомой пружине жёсткостью k = 400 Н/м, отделился с начальной скоростью, равной нулю, его фрагмент, после чего оставшаяся часть груза поднялась на максимальную высоту h = 3 см относительно первоначального положения. Какова масса отделившегося от груза фрагмента?

 

 

29. Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна S = 100 см². В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на h = 5 см. Найдите силу натяжения нити T.

 

 

30. Лазерные трубки одинакового объёма 60 см³ необходимо заполнить смесью гелия и неона в молярном соотношении 5:1 при общем давлении 6 мм.рт.ст. Имеются баллоны с этими газами одинакового объёма 2 дм³. В баллоне с гелием давление 50 мм.рт.ст., в баллоне с неоном – 200 мм.рт.ст. Какое количество трубок можно заполнить?

 

 

31. В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 9 В; емкость конденсатора 10 мФ; индуктивность катушки 20 мГн и сопротивление резистора 3 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

 

 

32. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой

E_n = −13,6/ n ² эВ,

где n = 1, 2, 3, ….

При переходе атома из состояния Е₂ в состояние Е₁ атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, λ_кр = 300 нм. Чему равна максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрона?