Подготовка к ЕГЭ Решение заданий С из ЕГЭ

Задачи часть С оглавлениеЗадача №1Задача №2Задача №3Задача №4Задача №5Задача №6Задача №7Задача №8Задача №9Задача №10Задача №11Задача №12Задача №13Задача №14Задача №15Задача №16 Задача №1Шар массой 1 кг, подвешенный на нити длиной 90 см, отводят от положения равновесия на угол 60 и отпускают. В момент прохождения шаром положения равновесия в него попадает пуля массой 10 г, летящая навстречу шару со скоростью 300 м/с. Она пробивает его и вылетает горизонтально со скоростью 200 м/с, после чего шар продолжает движение в прежнем направлении. На какой максимальный угол отклонится шар после попадания в него пули? (Массу шара считать неизменной, диаметр шара – пренебрежимо малым по сравнению с длиной нити.)Решение Оглавление Задача №2Воздушный шар объемом 2500 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается грелкой. До какой минимальной температуры нужно нагреть воздух в шаре, чтобы шар взлетел вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг? Температура окружающего воздуха 7, его плотность 1,2 кг/. Оболочку шара считать нерастяжимой.Решение Оглавление Задача №3К одному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10 В. Каким будет изменение температуры проводника через 15 с? Изменением сопротивлением проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,7 Ом*м.)Решение Оглавление Задача №4В дно водоема глубиной 3 м вертикально вбита свая, скрытая под водой. Высота сваи 2 м. угол падения солнечных лучей на поверхность воды равен 30. Определите длину тени сваи на дне водоема. Коэффициент преломления воды n=4/3.Решение Оглавление Задача №5Фотокатод облучают светом с длиной волны =300 нм. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода =450 нм. Какое напряжение U нужно создать между анодом и катодом, чтобы фототок прекратился?Решение Оглавление Задача №6В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится 0,1 моль гелия, запертого поршнем. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г. летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нем. Как изменится температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с сосудом и поршнем.Решение Оглавление Задача №7Брусок массой =500 г соскальзывает по наклонной плоскости с высоты h=0,8 м и, двигаясь по горизонтальной поверхности, сталкивается с неподвижным бруском массой =300 г. считая столкновение абсолютно неупругим. Определите общую кинетическую энергию брусков после столкновения. Трением при движении пренебречь. Считать, что наклонная плоскость плавно переходит в горизонтальную.Решение Оглавление Задача №8Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и содержит 100 кг гелия. Какой груз он может удерживать в воздухе на высоте, где температура воздуха 17 ̊С , а давление Па? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара.Решение Оглавление Задача №9Горизонтально расположенный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). Начальная скорость проводника равна нулю, а его ускорение 8 м/ . Какова ЭДС индукции на концах проводника в тот момент, когда он переместился на 1 м?Решение Оглавление Задача №10На рисунке изображены энергетические уровни атома и указаны длины волн фотонов, излучаемых и поглощаемых при переходах с одного уровня на другой. Какова длина волны для фотонов, излучаемых при переходе с уровня на уровень , если , =500 нм, =600 нм?Решение Оглавление Задача №11Ареометр погруженный в жидкость, совершает вертикальные гармонические колебания с малой амплитудой (см. рисунок). Найдите период этих колебаний. Масса ареометра равна 40 г, радиус его трубки 2 мм, плотность жидкости 0,8 г/ . Сопротивлением жидкости пренебречь. Решение  Оглавление Задача №12Воздушный шар с газонепроницаемой оболочкой массой 400 кг заполнен гелием. На высоте, где температура воздуха 17 и давление Па, шар может удерживать груз массой 225 кг. Какова масса гелия в оболочке шара? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара.Решение Оглавление Задача №13К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 10 м приложили разность потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 10 К. Изменением проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,7 .)Решение Оглавление Задача №14В дно водоема глубиной 3 м вертикально вбита свая, срытая под водой. Высота сваи 2м. Свая отбрасывает на дне водоема тень длиной 0,75 м. Определите угол падения солнечных лучей на поверхность воды. Показатель преломления воды n=4/3.Решение Оглавление Задача №15Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,42 Дж), освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный радиус окружности, по которой движутся электроны?Решение Оглавление Задача №16Квадратная рамка со стороной b=5 см изготовлена из медной проволоки сопротивлением R=0,1 Ом. Рамку перемещают по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью 𝝂 вдоль оси Ох. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка проходит между полюсами магнита и вновь оказывается в области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. С какой скоростью движется рамка, если суммарная работа внешней силы за время движения равна А= 2,5 Дж? Ширина полюсов магнита d= 20 см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция В=1 Тл.Решение Оглавление Решение задачи №1Из закона сохранения механической энергии находится скорость шара в нижней точке до попадания пули: Из закона сохранения импульса определяется скорость шара в нижней точке после попадания и вылета пули: Закон сохранения механической энергии для шара после попадания и вылета пули:Следовательно, угол отклонения определяется равенством: Ответ: Оглавление Решение задачи №2Шар поднимает груз при условии: Где M и m – масса оболочки шара и масса груза, - масса воздуха в шаре и – масса такого же по объему воздуха вне шара. Сокращая уравнение на g, имеем: Следовательно, согласно уравнению Клайперона-Менделеева Где μ - средняя молярная масса воздуха, и – его температуры внутри и вне шара. Отсюда: Где – плотность окружающего воздуха; Следовательно, , (K)Оглавление Решение задачи №3Количество теплоты согласно закону Джоуля-Ленца: (1)Это количество теплоты затратиться на нагревание проводника: (2)Где масса проводника (3)(S- площадь поперечного сечения проводника).Сопротивление проводника (4)Из (1)-(4), получаем: Ответ:              ответ Оглавление Решение задачи №4Согласно рисунку, длина тени L определяется высотой сваи h и углом между сваей и скользящим по ее вершине лучом света: . Этот угол является и углом преломления солнечных лучей на поверхности воды. Согласно закону преломления (м) Оглавление Решение задачи №5Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: (1)Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: (2)Выражение для запирающего напряжения – условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: (3)Решая систему уравнений (1),(2) и (3), получаем Оглавление Решение задачи №6Закон сохранения импульса при неупругом соударении:Отсюда: где m и M - соответственно масса пули и масса поршня, - скорость пули, - скорость поршня после попадания пули.Для расчета внутренней энергии одноатомного идеального газа: .Поскольку газ сжимается адиабатно, механическая энергия поршня с пулей превратиться во внецентреннюю энергию гелия. Поэтому: Отсюда: Оглавление Решение задачи №7Кинетическая энергия брусков после столкновениягде v – скорость системы после удара, определяемая из закона сохранения импульса на горизонтальном участке: Исключая из системы уравнений скорость v, получим:Кинетическая энергия первого бруска перед столкновением определяется из закона сохранения полной энергии при скольжении по наклонной плоскости:что дает выражение Подставляя значения масс и высоты из условия, получим численное значение Оглавление Решение задачи №8Шар с грузом удерживается в равновесии при условии, что сумма сил, действующих на него, равна нулю: где M и m - массы оболочки шара и груза, - масса гелия, а – сила Архимеда, действующая на шар.Из условия равновесия следует: Давление гелия и его температура T равны давлению и температуре окружающего воздуха. Оглавление Решение задачи №8 (продолжение)Следовательно, согласно уравнению Клайперона-Менделеева, где – молярная масса гелия, - средняя молярная масса воздуха, V - объем шара.ОтсюдаСледовательно, кг Оглавление Решение задачи №9ЭДС индукции в проводнике, движущемуся в однородном магнитном поле:Изменение магнитного потока за малое время равно где площадь S определяется произведением длины проводника на его перемещение за время , т.е.Следовательно, , где – скорость движения проводника. В конце пути длиной скорость проводника ( - ускорение), так что Оглавление Решение задачи №10Частота фотона, испускаемого атомом при переходе с одного уровня энергии на другой, пропорциональна разности энергией этих уровней. Поэтому имеем: ,Отсюда: Имеем: Поэтому Гц , Гц (нм) Гц Гц Оглавление Решение задачи №11Период гармонических колебаний равен (1). На ареометр, смещенный от положения равновесия на расстояние действует возвращающая сила ,где (2)– коэффициент возвращающей силыИз уравнений (1) и (2) получаем: Оглавление Решение задачи №12Шар с грузом удерживается в равновесии при условии, что сумма сил, действующих на него, равна нулю: где M и m - массы оболочки шара и груза, - масса гелия, а – сила Архимеда, действующая на шар из условия равновесия следует: Давление гелия и его температура равны давлению и температуре окружающего воздуха.Оглавление Решение задачи №12 (продолжение)Следовательно, согласно уравнению Клайперона – Менделеева, где - молярная масса гелия, - средняя молярная масса воздуха, – объем шара.Отсюда: Следовательно, (кг) Оглавление Решение задачи №13Количество теплоты, согласно закону Джоуля – Ленца: (1)Это количество теплоты затратится на нагревание проводника: (2),где масса проводника (3)( - площадь поперечного сечения проводникам, - плотность меди).Сопротивление проводника: (4)( - удельное сопротивление меди)Из (1) - (4), получаем: c.Оглавление Решение задачи №14Согласно рисунку, высота сваи связана с длиной тени и углом между сваей и скользящим по ее вершине лучом света соотношением: Угол является и углом преломления солнечных лучей на поверхности воды. Согласно закону преломления, Следовательно, Оглавление Решение задачи №15Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: Уравнение, связывающее на основе второго закона Ньютона силу Лоренца, действующую на электрон, с величиной центростремительного ускорения: Решая систему уравнений, получим ответ в общем виде: моглавление Решение задачи №161. При пресечении рамкой границы области поля со скоростью изменяющийся магнитный поток создает ЭДС индукции .Сила тока в это время равна При этом возникает тормозящая сила Ампера равная по модулю внешней силе .Оглавление Решение задачи №16 (продолжение)2. Ток течет в рамке только во время изменения магнитного потока, т.е. при входе в пространство между полюсами и при выходе. За это время рамка перемещается на расстояние , а приложенная внешняя сила совершает работу 3. Подставляя значение силы, получим Оглавление