ЕГЭ по физике часть А. Решение задач.

A1	Зависимость координаты от времени для некоторого тела описывается уравнением . В какой момент времени проекция скорости тела на ось равна нулю? Решение: По виду уравнения зависимости координаты от времени заключаем, что движение равноускоренное с отрицательной проекцией ускорения. Уравнение зависимости скорости от времени имеет вид: . Определяем значения начальной скорости v0 =12 м/с и ускорения, равного удвоенному коэффициенту при t2 (а =4 м/с2). Следовательно, уравнение скорости в нашем случае имеет вид: . Подставляя v =0, находим t=3с. ----------------------------------
A2	Тело движется вдоль оси Ох под действием силы F. Проекция скорости тела меняется по закону, представленному на рисунке. По какому закону изменяется проекция силы Fх? Решение: Из анализа графика следует, что движение тела равноускоренное с отрицательной проекцией ускорения. Такое движение осуществляется под действием постоянной по модулю силы, проекция которой на направление движения отрицательна. ----------------------------------
A3	В каком случае потребуется большая сила, чтобы сдвинуть верхний брусок с места? Материал, из которых сделаны бруски, а также их массы одинаковы.
	1) в первом	2) во втором	3) в третьем	4) во всех случаях сила одинакова
	Решение: Поскольку максимальная сила трения покоя примерно равна силе трения скольжения, то для того, чтобы сдвинуть брусок с места необходимо приложить силу по величине равную Fтр=? N, где N- сила нормальной реакции опоры. Поскольку тело находится на горизонтальной поверхности, N= mg. следовательно, Fтр=? mg. Поскольку все бруски имеют одинаковую массу, то и сила, необходимая для т ого, чтобы сдвинуть их с места, должна быть одинаковой. ----------------------------------
A4	Шарик массой m, двигаясь со скоростью V перпендикулярно стенке, упруго отскакивает от нее в обратную сторону с прежней по модулю скоростью. Чему равен модуль импульса силы, действовавшей на шарик в момент удара? Решение: Модуль импульса силы, действовавшей на шарик в момент удара, равняется модулю изменения импульса шарика |Dp|=2mv. ----------------------------------
A5	Машина равномерно поднимает тело массой 20 кг на высоту h =10 м за время t =20 с. Чему равна ее мощность? Решение: Поскольку тело движется равномерно, работа силы тяги по модулю равна работе силы тяжести. А= mgh. Тогда мощность определится следующим образом: . После подстановки и вычислений получим N=100 Вт. ----------------------------------
A6	На рисунке изображена поперечная волна. Частота колебаний частиц среды, в которой она распространяется, 4 Гц. Чему равна скорость волны?   Решение: Скорость волны равна произведению ее длины волны на частоту колебаний частиц среды. Из рисунка видно, что половина длины волны равна 8 см, следовательно, длина волны 0, 16 м. Умножая полученное значение на частоту (4 Гц), получим значение скорости, равное 0, 64 м/с. ----------------------------------
A7	На столе лежит книга массой 0, 5 кг. Какая из указанных ниже сил, согласно третьему закону Ньютона, равна по модулю и противоположна по направлению силе тяжести, действующей на книгу? Решение: Сила тяжести обусловлена взаимодействием книги с Землей. По третьему закону Ньютона силой, равной по модулю и противоположной по направлению действующей на книгу силе тяжести, является сила тяготения, действующая на Землю со стороны книги. ----------------------------------
A8	Укажите пару веществ, скорость диффузии которых наибольшая при прочих равных условиях: Решение: Наибольшая скорость диффузии при прочих равных условиях наблюдается в газах. ----------------------------------
A9	Медь плавится при постоянной температуре 1085° C. Поглощается или выделяется энергия в этом процессе? Решение: Плавление меди происходит с поглощением энергии, поскольку внутренняя энергия расплава больше внутренней энергии меди в твердом состоянии. ----------------------------------
A10	2 моль неона и 3 моль аргона находятся в разных сосудах при одинаковой температуре. Отношение значений внутренних энергий этих газов равно Решение: Внутренняя энергия неона и аргона определяется следующими с отношениями: , . Поскольку значения всех величин, входящих в правые части этих равенств, за исключением n, одинаковы, отношение значений внутренних энергий определяется отношением . ----------------------------------
A11	В алюминиевый сосуд массой 100 г налито 200 г воды. Температура воды и стакана 750С. При опускании в воду серебряной ложки массой 80 г при температуре 150С температура воды в сосуде понизится на Решение: В теплообмене участвуют три тела: вода, алюминиевый стакан и серебряная ложка. При этом изменения агрегатного состояния не происходит. Уравнение теплового баланса имеет вид: , где mв, mст и mл – массы воды, стакана и ложки соответственно, св, сал и сс – удельные теплоемкости воды, алюминия и серебра, t1– начальная температура воды и стакана, t2 – начальная температура ложки, q – температура термодинамического равновесия. Из уравнения находим q = 73, 80С. Следовательно температура воды в сосуде понизится на 1, 20С. ----------------------------------
A12	Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жесткими стенками объемом 0, 5 м3. При нагревании его давление возросло на 4•103 Па. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на Решение: Записывая уравнение Менделеева – Клапейрона (1) для начального и конечного состояний и вычитая из второго уравнения первое, получим (2). Изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа (3) или, с учетом (2), . Подставляя числовые значения, получим кДж.   ----------------------------------
A13	Расстояние между обкладками конденсатора уменьшили в 4 раза, не отключая его от источника зарядов. При этом напряжение на обкладках конденсатора Решение: Изменение расстояния между обкладками конденсатора без отключения его от источника зарядов приводит к изменению его емкости и заряда на обкладках конденсатора, напряжение при этом не меняется. ----------------------------------
A14	На рисунке представлен участок электрической цепи. Каково отношение количеств теплоты , выделившихся на резисторах R 2 и R 3 за одно и то же время? Решение: (1), где I2 и I3 – токи, которые текут на верхнем и нижнем участке цепи. Поскольку напряжение на параллельно соединенных участках одинаково, I2*(R1+R2)= I3*(R3+R4), а . Подставляя числовые значения в формулу (1), получим ----------------------------------
A15	При увеличении в 2 раза индукции однородного магнитного поля и площади неподвижной рамки поток вектора магнитной индукции Решение: Магнитный поток определяется следующим образом: Ф= B*S*cosa Следовательно, при увеличении в 2 раза индукции однородного магнитного поля и площади неподвижной рамки поток вектора магнитной индукции увеличится в 4 раза. ----------------------------------
A16	При прохождении электромагнитных волн в воздухе происходят колебания Решение: При прохождении электромагнитных волн в воздухе происходят колебания напряженности электрического и индукции магнитного полей ----------------------------------
A17	Дано: преломление светового пучка на границе стекло-воздух. Угол падения равен 60 градусов, а угол преломления – 30. Чему равен показатель преломления стекла? Решение: Показатель преломления , где угол падения a=60о, а угол преломления g=30о. Подставляя значения синусов в формулу (1), получим n= ----------------------------------
A18	При прохождении света через стекло наибольшая скорость у лучей? Решение: оранжевого цвета. ----------------------------------
A19	Два точечных электрических заряда q1=4 мкКл и q2=10 мкКл находятся на расстоянии r друг от друга. Каким образом нужно перераспределить заряды, чтобы сила взаимодействия между ними была наибольшей? Решение: По закону Кулона сила взаимодействия двух точечных зарядов, находящихся на определенном неизменном расстоянии, прямо пропорциональна их произведению. При неизменном значении суммарного заряда наибольшее значение силы Кулона получается в случае равных зарядов. ----------------------------------
A20	На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Какой цифрой обозначен переход, соответствующий в спектре испускания атома самой большой частоте излучения? Решение: Поскольку энергия фотона пропорциональна частоте излучения, самая большая частота излучения соответствует переходу, обозначенному на рисунке цифрой 3. ----------------------------------
A21	На рисунке приведена зависимость числа нераспавшихся ядер N от времени в процессе радиоактивного распада для трех изотопов. Для какого из них период полураспада минимален? Решение: Определим по графику период полураспада Т для каждого изотопа. Для этого нанесем вспомогательные линии (показаны штрихом) Видно, что изотоп II обладает наименьшим периодом полураспада.   ----------------------------------
A22	Для возникновения цепной реакции при делении тяжелых ядер наиболее существенно соотношение числа образующихся в ядерной реакции и поглощаемых в системе Решение: нейтронов. ----------------------------------
A23	В опытах по фотоэффекту взяли пластину из металла с работой выхода 3, 4•10–19 Дж и стали освещать ее светом частоты 3•1014 Гц. Затем частоту увеличили в 2 раза, оставив неизменным число фотонов, падающих на пластину за 1 с. В результате этого число фотоэлектронов, покидающих пластину за 1 с, Решение: Фотоэффект наблюдается в том случае, если энергия фотона hn больше работы выхода. Подстановка числовых значений и расчет энергии фотона показывает, что при освещении пластины светом частоты 3•1014 Гц энергия фотона меньше работы выхода и фотоэффект не наблюдается. При увеличении частоты в 2 раза энергия фотона увеличивается тоже в 2 раза и становится достаточной для того, чтобы фотоэффект имел место. ----------------------------------
A24	Какова температура кипения воды при нормальной атмосферном давлении по абсолютной шкале температур? Решение: Температура кипения воды при нормальной атмосферном давлении t =100оС. Используя формулу, связывающую температурные шкалы Кельвина и Цельсия T=t+273, получим Т=373 К ----------------------------------
A25	Космонавты исследовали зависимость силы тяжести от массы тела на посещенной ими планете. Погрешность измерения силы тяжести равна 4 Н, а массы тела – 50 г. Результаты измерений с учетом их погрешности представлены на рисунке. Согласно этим измерениям, ускорение свободного падения на планете приблизительно равно Решение: Зависимость силы тяжести от массы определяется формулой F=mg. Через начало координат и экспериментальные точки на координатной плоскости проведем прямую (показана штрихом). Ускорение свободного падения равняется тангенсу угла наклона прямой к оси m. Отсюда следует, что определенное с погрешностью значение ускорения свободного падения g=7, 5 м/с2. Приведенное в ответах наиболее близкое значение 7 м/с2.