Задание 25. ЕГЭ-2016 - Задание 25: все задания

Ответом к заданию по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь (записывайте её через запятую, вот так: 2,5)

Версия для печати

1. Задание#T14189

Воздушный шар, оболочка которого имеет массу

кг, заполнен гелием. Шар может неподвижно удерживать груз массой

кг в воздухе на определенной высоте.

Определите массу гелия в шаре.

Считайте, что объем груза мал, а газонепроницаемая оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара и является тонкой. Гелий и воздух считайте идеальными газами. При вычислениях используйте значение молярной массы гелия

кг/моль, а воздуха —

кг/моль.

Ответ запишите в килограммах.

Показать разбор и ответ

Так как воздушный шар может неподвижно удерживать груз, то по II-у закону Ньютона:

(),

где — общая масса системы,

— сила Архимеда, действующая на систему

Масса системы состоит из массы оболочки, заполняющего оболочку гелия и массы груза, который удерживает шар.

Поэтому:

()

Величину силы Архимеда, действующей на систему, можно найти по формуле:

(),

где — плотность воздуха, в котором находится система,

— объем воздушного шара.

Так как по условию объем груза мал, то силой Архимеда, действующей на груз, можно пренебречь.

Подставим формулы () и () в ():

()

По условию газонепроницаемая оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара, поэтому:

()

Следовательно для определения массы гелия в шаре, необходимо определить плотность воздуха и плотность гелия. По условию их можно считать идеальными газами. Поэтому запишем уравнение состояния идеального газа, из которого определим плотность газа.

()

Подставим () и () в ():

Подставим в полученную формулу приведенные в условии задачи значения, проверим размерность полученной величины и выразим результат в предложенных в условии единицах:

кг.

Ответ: 100

Это задание решали 407 раз. С ним справились 18% пользователей.

2. Задание#T13460

В момент, когда кот () заметил мышонка () (см. рисунок), тот находился на расстоянии м от норы () и бежал к ней равномерно со скоростью

м/с.

Догоняя мышонка, кот начал бежать с постоянным ускорением м/с

Считайте, что кот и мышонок движутся по одной прямой, а расстояние от кота до норы равно

м.

Считайте, что кот и мышонок движутся по одной прямой, а расстояние от кота
до норы равно ... м.

На каком расстоянии (в метрах) от норы кот поймает мышонка?

Показать разбор и ответ

Рассмотрим движение мышонка и кота в системе отсчета, связанной с Землей. Система координат — одномерная, ось направлена в сторону движения мышки и кота, оси совпадает с точкой, в которой до начала движения находился кот. Начало отсчета времени совпадает с началом движения объектов.

Запишем уравнение движения кота и мышки в этой системе отсчета.

Для кота:

Это уравнение имеет такой вид, так как начальная координата и начальная скорость кота равны нулю, а вектор ускорения совпадает по направлению с осью

Уравнение движения для мышки:

где

м — начальная координата мышки,

— проекция скорости мышки на ось

В момент, когда кот словит мышку, они будут находится в одной точке, поэтому:

Приравняем правые части уравнений движения кота и мышки.

Получим:

с.

Отрицательный корень этого квадратного уравнения не имеет физического смысла, поэтому время, за которое кот догонит мышку, равно

с.

Определим координату мышки в этот момент. Для этого полученное значение времени движения подставим в уравнение движения мышки:

м/с

м.

Поэтому расстояние до норки:

м.

Ответ: 2,25

Это задание решали 55 раз. С ним справились 35% пользователей.

3. Задание#T13387

Открытый сосуд с водой, температура которой равна

поставили на электроплиту. Через минут вода закипела.

Сколько еще времени нужно, чтобы вся вода превратилась в пар?

Удельная теплоемкость воды равна

Дж/(кг

К), удельная теплота парообразования воды составляет

МДж/кг. Расходами энергии на нагревание сосуда и окружающей среды пренебречь.

Ответ запишите в минутах.

Показать разбор и ответ

Рассмотрим тепловые процессы, происходящие в данном случае:

— нагревание воды от

до

— парообразование воды.

Так как мощность электроплитки во время нагревания и кипения воды не изменяется, то:

Подставив формулы и в формулу

получим:

Подставив значения в полученную формулу и проверив размерность искомой величины, получим:

мин.

Ответ: 50

Это задание решали 45 раз. С ним справились 38% пользователей.

4. Задание#T13364

Наклонная плоскость образует с горизонтом угол

Тело, которое положили на плоскость, соскальзывает вниз с ускорением м/с

Определите коэффициент трения скольжения.

Считайте, что ускорение свободного падения равно м/с

Показать разбор и ответ

Это задание решали 13 раз. С ним справились 54% пользователей.

5. Задание#T13342

Тело массой кг скользит вниз по плоскости, наклоненной под углом

к горизонту. Высота плоскости составляет см, коэффициент трения скольжения —

На сколько возрастет внутренняя энергия (в Дж) тела и наклонной плоскости при соскальзывании тела от верхней точки плоскости к ее основанию?

Считайте, что ускорение свободного падения равно м/с

Показать разбор и ответ

При решении задач на движение тела вниз по наклонной плоскости нужно начинать с поиска ответа на вопрос, будет ли вообще тело двигаться. Ведь на него действует сила трения покоя, которая может изменять свое значение от до максимального, величину которого можно определить по закону Кулона — Амонтона:

Рассмотрим случай, когда тело находится на наклонной плоскости, угол которой увеличивают до тех пор, пока тело не начнет движение. Рассмотрим момент, предшествующий началу движения.

Запишем для тела закон Ньютона:

Спроектируем его на оси, показанные на рисунке:

По закону Кулона–Амонтона:

поэтому с учетом формулы :

Подставим формулу в :

Следовательно, если

тело будет скользить вниз по наклонной плоскости.

Проверим, выполняется ли это неравенство в нашем случае:

– условие истинно.

Значит тело будет ускоренно двигаться вниз по наклонной плоскости, так как в системе действуют неконсервативные силы (силы трения), их работа приведет к изменению внутренней энергии системы:

При движении тела величина силы трения не изменяется, поэтому величину ее работы можно определить по формуле:

где

– длина наклонной плоскости.

Подставим в и полученный результат — в :

Подставим в полученную формулу числовые значения, приведенные в условии задачи, проверим размерность, выполним вычисления:

Дж.

Ответ: 2

Это задание решали 182 раза. С ним справились 7% пользователей.

6. Задание#T13321

Мальчик на санках спускается с вершины ледяной горы (точки ) и, проехав после спуска м по горизонтальному участку

останавливается в точке (см. рисунок). Масса мальчика вместе с санями составляет кг.

Мальчик на санках спускается с вершины ледяной горы (точки ...) и, проехав после спуска ... м по горизонтальному участку ... останавливается в точке ... (см. рисунок). Масса мальчика вместе с санями составляет ... кг.

Определите высоту горы (в метрах), если на участке

силой сопротивления движению можно пренебречь, а на горизонтальном участке

сила сопротивления движению равна Н. Считайте, что

м/с

Показать разбор и ответ

При движении мальчика на санках от точки до точки на них действует сила тяжести и сила реакции опоры, поэтому в системе выполняется закон сохранения полной механической энергии:

Далее на санки начинает действовать сила трения, поэтому закон сохранения энергии неприменим.

Воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии — работа силы трения равна изменению кинетической энергии тела:

Так как величина силы трения не изменяется (по условию), ее работу можно определить по формуле:

где — угол между вектором силы трения и вектором перемещения.

Для нашего случая:

Поэтому работа силы трения:

Изменение кинетической энергии системы при движении от точки до точки :

Подставив формулы и в

получим:

в :

кг.

Ответ: 4

Это задание решали 200 раз. С ним справились 25% пользователей.

7. Задание#T13298

В мешке с песком массой кг, который висит на легком подвесе длиной м, застревает пуля массой г, летящая горизонтально со скоростью

м/с.

Определите угол, на который отклонится подвес от вертикали. Считайте, что

м/с

Ответ запишите в градусах.

Показать разбор и ответ

Когда пуля останавливается в мешке с песком, в системе действуют только консервативные силы (сила тяжести и сила натяжения нити), следовательно, для дальнейшего движения можно применить закон сохранения полной механической энергии:

где — масса мешка с песком,

— масса пули,

— скорость совместного движения мешка и пули после того, как пуля остановилась в мешке.

где — высота подъема центра масс системы над начальным уровнем.

Из рисунка:

Подставим в

Значит, чтобы определить, на какой угол от вертикали отклонится подвес, необходимо определить скорость совместного движения мешка и пули.

Рассмотрим систему в положениях и В горизонтальном направлении в системе действуют только внутренние силы, поэтому для системы в этом направлении можно применить закон сохранения импульса:

Подставим в

Подставим в полученную формулу приведенные в условии задания значения величин, переведя их в систему СИ, проверим размерность и выполним вычисления:

Так как угол — угол первой четверти, то

Ответ: 60

Это задание решали 20 раз. С ним справились 45% пользователей.

8. Задание#T13252

Из баллона выпустили г газа, в результате чего давление в нем снизилось на

Определите (в м) вместимость баллона, если плотность газа в начальный момент была

кг/м

Температура газа в баллоне не менялась.

Показать разбор и ответ

Запишем уравнение состояния идеального газа в начальном состоянии газа в баллоне и для газа, оставшегося в баллоне.

По условию давление газа в баллоне уменьшилось на

поэтому

Поделив уравнение на

получим:

Масса газа, вышедшего из баллона:

Воспользовавшись определением плотности, эту начальную массу газа в баллоне можно записать так:

Тогда:

Ответ: 0,1

Это задание решали 148 раз. С ним справились 5% пользователей.

9. Задание#T13248

Определите количество теплоты, которое получил идеальный газ во время процесса, изображенного на графике.

Ответ запишите в джоулях.

Показать разбор и ответ

Последовательно рассмотрим процессы, происходящие с идеальным газом.

— изобарический процесс.

По

-у закону термодинамики для этого процесса:

Изменение внутренней энергии идеального газа не зависит от того, какой процесс проведен с газом и всегда определяется по формуле:

Тогда изменение внутренней энергии идеального газа в процессе

Запишем уравнение состояния идеального газа в состояниях и :

Подставим правые части этих уравнений в формулу изменения внутренней энергии газа в процессе

Работа газа в изобарическом процессе:

Подставим и в :

Па

Дж.

Следующий этап —

— изохорический процесс.

Изменение внутренней энергии газа в этом процессе:

Запишем уравнение состояния идеального газа в состоянии :

Подставим правую часть этого уравнения и уравнение состояния идеального газа в точке в формулу :

Работа газа в изохорическом процессе равна нулю, так как объем газа не изменяется.

в :

Па

Дж.

Так как

газ в этом процессе тепло отдает.

Общее количество теплоты:

Дж

Дж.

Ответ: 200

Это задание решали 80 раз. С ним справились 13% пользователей.

10. Задание#T9510

На рисунке в системе координат

( – давление, – абсолютная температура) изображен замкнутый цикл

тепловой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ постоянной массы.

На рисунке в системе координат ... (... – давление, ... – абсолютная
температура) изображен замкнутый цикл ... тепловой
машины, у которой рабочим телом является идеальный газ постоянной массы.

Определите соотношение

абсолютных значений работ газа на участках

Показать разбор и ответ

Процессы

являются изобарическими, поэтому абсолютное значение работы газа в этих процессах:

Следовательно, для определения величины работы газа нам нужно знать соответствующие значения давления и объема газа.

Запишем уравнение состояния идеального газа в состояниях

и определим объем газа в каждом из этих состояний, считая единичный отрезок на оси равным а на оси — :

Сравнивая значения объемов газа в состояниях

видим:

Подставляем определенные значения объема газа в формулу работы газа.

Мы видим, что модули работы газа на участках

равны.

Ответ: 1

Это задание решали 89 раз. С ним справились 11% пользователей.

0 баллов сегодня

дней без пропуска

вс

пн

вт

ср

чт

пт

сб