Задание 21 ЕГЭ по физике: страница 2

Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах p – T, где р – давление газа, Т – абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессе 2–3 и модуль работы внешних сил в процессе 4–1. Постройте график цикла в координатах p – V, где р – давление газа, V – объём газа.

Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединённая с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней пластины. После этого учитель сместил одну пластину относительно другой не изменяя расстояния между ними (рис. 3). Как изменились при этом показания электрометра (увеличились, уменьшились, остались прежними)? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Показания электрометра в данном опыте прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами конденсатора.

Рис. 1

Рис. 2
Рис. 3

Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость модуля скорости тела, брошенного вертикально вверх, от времени (при движении вверх);
Б) зависимость давления постоянной массы идеального газа от абсолютной температуры в изохорном процессе;
В) зависимость энергии магнитного поля катушки индуктивностью L
от силы тока в катушке.
Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1 – 5. Для каждой зависимости А – В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. (Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано в верхней части рисунка.) Какая из лампочек загорится, если отодвигать от витка северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Даны следующие зависимости величин:

Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1–5. Для каждой зависимости А–В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

В одном сосуде под поршнем в объёме V₀ при комнатной температуре находится только насыщенный водяной пар и вода, которая занимает малый объём. В другом сосуде под поршнем в объёме V₀ при том же давлении p₀ находится сухой воздух. Воздух и водяной пар изотермически сжимают так, что объём под поршнем уменьшается в 2 раза. Постройте графики этих двух процессов в переменных p – V. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните построение графиков.

Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. (Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано в верхней части рисунка.) Какая из лампочек загорится, если к витку приближать северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали при объяснении.

Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость центростремительного ускорения точки, находящейся на расстоянии R от центра вращения, от угловой скорости;
Б) зависимость давления постоянной массы идеального газа от его объёма в изохорном процессе;
В) зависимость периода свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре, содержащем катушку индуктивностью L,
от электроёмкости конденсатора.
Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1 – 5. Для каждой зависимости А – В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

Между двумя металлическими близко расположенными вертикальными пластинами, укреплёнными на изолирующих подставках, подвесили на длинной шёлковой нити лёгкую металлическую незаряженную гильзу (см. рисунок). Когда к пластинам приложили постоянное высокое напряжение, гильза пришла в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите движение гильзы и объясните его.

Лёгкая нить, привязанная к грузу массой m=0,3 кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила F⃗. Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом α=30° к горизонту (см. рисунок).
Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке 0≤F≤10 Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

На столе закреплён длинный тонкий непроводящий стержень, наклонённый под углом α к горизонту (см. рисунок). На стержне закреплена маленькая заряженная бусинка. Выше неё на стержень надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по стержню без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны q, масса бусинки равна m. Определите расстояние l между бусинками, если они находятся в равновесии. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на верхнюю бусинку. Электростатическим воздействием стола на бусинки пренебречь.

Рис. а

Рис. б
Параллельно катушке индуктивности L включена лампочка (см. рис. а). Яркость свечения лампочки прямо пропорциональна напряжению на ней. На рисунке б представлен график зависимости силы тока I в катушке от времени t. Сопротивлением катушки пренебречь. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости яркости свечения лампочки от времени.

Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость модуля центростремительного ускорения точки, находящейся на расстоянии R от центра вращения, от угловой скорости;
Б) зависимость объема постоянной массы идеального газа от абсолютной температуры в изотермическом процессе;
В) зависимость энергии фотона от импульса фотона.
Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1 – 5. Для каждой зависимости А – В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

Частица, имеющая заряд q=5⋅ 10 ⁻⁹ Кл, влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость, с которой частица должна влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, υ=250 м/с. Длина пластин конденсатора l=5 см; расстояние между пластинами d=1 см; напряжённость электрического поля конденсатора E=5000 В/м. Чему равна масса частицы? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь. Считать, что конденсатор находится в вакууме.

В вакууме находятся два кальциевых электрода, к которым подключён конденсатор ёмкостью 4000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок между электродами, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд 5,5⋅ 10 ⁻⁹ Кл. «Красная граница» фотоэффекта для кальция λ₀ =450 нм. Определите частоту световой волны, освещающей катод. Ёмкостью системы электродов пренебречь.

Фотоэлектроны, выбитые монохроматическим светом частоты ν = 6,7·10¹⁴ Гц из металла с работой выхода А_вых = 1,89 эВ, попадают в однородное электрическое поле Е = 100 В/м. Каков тормозной путь для тех электронов, чья скорость максимальна и направлена вдоль линий напряжённости поля?

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1 – 2 – 3 – 4, график которого изображён на рисунке в координатах p – V, где p – давление газа,
V – объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните, получает ли газ положительное количество теплоты или отдаёт в процессах 1 – 2, 2 – 3 и 3 – 4.

Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси OX под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть частота падающего света ν, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена против оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля 3<?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace /> ⋅ 10² В/м, индукция магнитного поля 10⁻³ Тл.

Один моль разреженного неона участвует в процессе 1–2–3–4, график которого изображён на рисунке в координатах p–n, где p – давление газа, n – концентрация его молекул. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменяются абсолютная температура газа и его объём в процессах 1–2, 2–3 и 3–4.

Льдинка находится в яме с гладкими стенками, в которой она может двигаться практически без трения. На рисунке приведён график зависимости потенциальной энергии льдинки от её координаты в яме. В некоторый момент времени льдинка находилась в точке А
с координатой x=50 см и двигалась влево, имея кинетическую энергию, равную 2 Дж. Сможет ли льдинка выскользнуть из ямы? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.