Данная страница создана для учащихся, которые готовятся к ЕГЭ Для работы с заданиями части А и В используйте имеющиеся в Интернете различные тренажеры, а также страницу онлайн тестирование на данном сайте.
Эта страница посвящена заданиям части С.
На каких умениях нужно сконцентрироваться при решении заданий части С? 1. Большинство заданий С2 - С6 являются комбинированными задачами, а это значит, что задача может быть разбита на несколько небольших задач. 2. Прежде чем приступать к решению, необходимо выделить из текста условия задачи важные фразы, которые являются так называемым "открытым текстом" задачи. Например: "поверхность гладкая" - следовательно, отсутствует сила трения; "удар абсолютно неупругий" - следовательно, тела после взаимодействия составляют единое целое и т.д. 3. Разбив задачу на части, нужно выделить физические явления, происходящие с телами, системами тел. 4. Для каждого явления записать закономерности в виде необходимых формул.
1. Механика. Задачи 1-3, задачи 4-5 2. МКТ и термодинамика. Задачи 1 - 3. 3. Электродинамика (электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм). Задачи 1-4. 4. Электромагнетизм (явление электромагнитной индукции, электрические колебания), оптика. Задачи 1-4. 5.Квантовая и ядерная физика. Задачи 1-3.
1. Идеальный одноатомный газ, находящийся в теплоизолированном сосуде объемом V под давлением p, заперт поршнем массой М. Справа поршень удерживают опоры 1 и 2, не давая газу расширяться. В поршень попадает пуля массой m, летящая со скоростью v, и застревает в нем. Считая, что всю механическую энергию поршень передаст газу, определить, во сколько раз повысится температура газа? Процесс в газе изобарный.
Разобъем задачу на отдельные части, выделим физические явления, происходящие с телами:
1. Летящая пуля и неподвижный поршень взаимодействуют друг с другом при абсолютно неупругом ударе (пуля застревает в поршне).
2. В результате взаимодействия поршень вместе с застрявшей в нем пулей приобретает кинетическую энергию.
3. Эта кинетическая энергия пойдет на изменение внутренней энергии газа (т.к. его температура увеличивается) и на совершение работы при сжатии газа. При этом количество вещества остается неизменным, и процесс изобарный.
На основании анализа запишем законы, описывающие данные явления:
1. Закон сохранения импульса при абсолютно неупругом ударе: mv = (m+M)u/
2. Закон превращения одного вида энергии в другой:
3. Изменение внутренней энергии и работа газа при изобарном сжатии:
4. Для нахождения количества вещества воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
2. Горизонтальная равномерно и положительно заряженная плоскость создает однородное электрическое поле напряженностью E = 5 кВ/м. На нее с высоты h = 2 м бросают вниз с начальной скоростью v = 0,5 м/с маленький шарик массой m = 50 г, несущий заряд q = 50 нКл. Найти скорость шарика в момент удара о плоскость.
Выделим физические явления и процессы:
1. Положительно заряженная плоскость создает электрическое поле. Линии напряженности этого поля направлены вертикально вверх.
2. Шарик находится в двух полях - гравитационном и электрическом. Тогда на него действуют сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила действия электрического поля, направленная вертикально вверх.
3. Под действием этих сил шарик движется равноускоренно и прямолинейно.
На основании анализа запишем законы и формулы:
1. Сила действия электрического поля плоскости на заряженный шарик равна F = qE.
2. Т.к. движение шарика равноускоренное, то применим второй закон Ньютона: mg - qE = ma.
3. Для равноускоренного движения
3. На шероховатой плоскости, наклоненной под углом 30° к горизонту, находится однородный цилиндрический проводник массой m = 100 г и длиной 57,7 см. По проводнику пропускают ток в направлении "от нас", за плоскость рисунка, и вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл, направленной вертикально вниз. При какой силе тока цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на нее?
Выделим физические явления, происходящие с телами:
1. Цилиндр должен оставаться в равновесии. Это означает, что он не должен ни скатываться, ни соскальзывать.
2. На цилиндр со стороны магнитного поля действует сила Ампера.
На основании выделенных физических явлений:
1. Сила Ампера, действующая на цилиндр со стороны магнитного поля, имеет направление горизонтально влево (определяется по правилу левой руки) и равна FA = BIl.
2. На цилиндр действуют так же силы тяжести, реакции опоры:
3. Цилиндр не будет скатываться, если выполняется правило моментов, т.е. алгебраическая сумма моментов приложенных сил равна 0. В данном случае силы Ампера, реакции опоры и тяжести не могут вызвать вращения, т.к. линии их действия проходят через ось вращения. Вращение цилиндра могла бы вызвать только сила трения. Но, т.к. цилиндр не будет скатываться, то делаем вывод, что сила трения качения равна 0.
4. Цилиндр находится в покое, следовательно выполняется первый закон Ньютона:
4. На рисунке изображен процесс 1-2-3-4-5, проводимый над 1 молем идеального одноатомного газа. Вдоль оси абcцисс отложена абсолютная температура Т газа, а вдоль оси ординат - изменение количества теплоты, полученное или отданное газом на соответствующем участке процесса. После прихода в конечную точку 5 весь процесс изменения величин повторяется с теми же параметрами изменения величин, отложенных на осях. Найдите КПД этого цикла.
Проанализируем процессы, происходящие с газом: на 1-2 процесс изотермические (T = const), газ теплоту получает; на 2-3 газ охлаждается при теплообмена с окружающей средой (Q = 0), процесс адиабатный; на 3-4 газ отдает теплоту, процесс изотермический (T = const); на 4-5 газ нагревается при отсутствии теплообмена с окружающей средой (Q = 0), процесс адиабатный. Таким образом, на графике изображен цикл Карно, происходящий с идеальным газом. Тогда
5. Два наклоненных к горизонту желоба составляют между собой угол. Левый желоб наклонен к горизонту под углом 60°, а правый - под углом 30°. С вершины левого желоба, расположенного на высоте 50 см над горизонтальной поверхностью начинает скользит без трения маленький шарик. С какой частотой он будет совершать колебания, скользя вверх и вниз по этим желобам?
Проанализируем физические явления, происходящие с телами:
1. Шарик без трения скользит по наклонным желобам. Значит, на каждом из этих участков движение прямолинейное равноускоренное. Т.к. желоба имеют разный угол наклона, то время движения по каждому из них будет разным. Поскольку движение по желобам без трения, то время движения вниз и вверх по одному и тому же желобу будет одинаковым.
2. Движение шарика является колебательным, т.е. периодически повторяющимся. Но это не гармонические колебания.
На основании анализа получаем:
1. По левому желобу шарик проходит путь
Учитывая второй закон Ньютона
движение шарика будет равноускоренным с ускорением a = g sin a.
Тогда время движения шарика вверх и вниз по левому желобу будет равно
2. Так как движение по обоим желобам без трения, значит, нет потерь энергии. Следовательно, высота подъема на втором желобе будет такой же, как и на первом. Аналогично находим время движения шарика вниз и вверх по правому желобу:
