Задание 21 ЕГЭ по физике: страница 4

Резистор R и катушка индуктивности L с железным сердечником подключены к источнику постоянного тока, как показано на схеме. Первоначально ключ К замкнут, а через лампочки проходят соответственно токи I₁=0,2 А и I₂=1,5 А. Что произойдёт с величиной и направлением тока через резистор после размыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace /> Е ⃗ и магнитное поле индукцией В⃗. Поля однородные, Е⃗⊥В⃗. В камеру влетает протон р, вектор скорости которого перпендикулярен Е ⃗ и В⃗, как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Как изменится начальный участок траектории протона, если его скорость увеличить? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.<?XML:NAMESPACE PREFIX = O />

Чему была равна относительная влажность воздуха в комнате размерами 5 м × 7 м × 3 м, если после 2 ч работы увлажнителя воздуха с производительностью водяного пара 0,2 кг/ч она стала равна 70 %? Температура воздуха в комнате постоянна и равна 15 °C. Давление насыщенного водяного пара при температуре 15 °C равно 1,71 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость пути, пройденного равноускоренно движущимся телом, от времени движения при начальной скорости тела, равной нулю;
Б) зависимость количества теплоты, выделяющегося при конденсации пара, находящегося при температуре кипения, от массы пара;
В) зависимость энергии электрического поля конденсатора электроёмкостью С от напряжения между обкладками 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.

Покоящийся атом излучает фотон с энергией 16,32·10 ^{– 19} Дж в результате перехода электрона из возбуждённого состояния в основное. Атом в результате отдачи начинает двигаться поступательно в противоположном направлении с кинетической энергией 8,81·10 ^{– 27} Дж. Найдите массу атома. Скорость атома считать малой по сравнению со скоростью света.

Прямолинейный проводник с током и проводящая рамка лежат в плоскости, перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля. Опираясь на законы физики, укажите направление силы, действующей на рамку, когда величина магнитной индукции B⃗ уменьшается.

Два одинаковых тела, находящиеся на поверхности Земли, получают одинаковые скорости, направленные под одним и тем же острым углом α к горизонту. Одно тело летит свободно, а другое движется вверх по закреплённой гладкой наклонной плоскости, образующей с горизонтом такой же угол α. Какое из тел поднимется на бо́льшую высоту? Ответ поясните, указав, какие законы и закономерности Вы использовали для объяснения. Трением тел о воздух и наклонную плоскость пренебречь.

Маленький шарик массой m с зарядом q=5 нКл, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l=0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле E⃗ с модулем напряжённости поля E=6⋅ 10 ⁵ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α=30°, модуль скорости шарика υ=0,9 м/с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость проекции скорости тела, движущегося равноускоренно вдоль оси Ох, от времени движения при начальной скорости тела, не равной нулю;
Б) зависимость энергии электрического поля конденсатора электроёмкостью С от заряда конденсатора;
В) зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, вылетающих с поверхности катода, от частоты падающего электромагнитного излучения.
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.

Пирамидка № 1
Пирамидка № 2
Два деревянных кольца детских пирамидок № 1 и № 2, способных без трения скользить по оси, соединили с основаниями двумя одинаковыми лёгкими пружинками (см. рисунок). Пирамидку № 2 поместили в прочный сосуд с водой, прикрепив основание к его дну. Обе пирамидки покоятся относительно Земли. Как изменится по сравнению с этим случаем (увеличится, уменьшится или останется прежней) длина пружин пирамидок № 1 и № 2 во время свободного падения с балкона высокого дома? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

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 поместил между пластинами конденсатора стеклянную пластину (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

Плоский конденсатор с длинными широкими горизонтальными пластинами подключён к источнику постоянного тока так, как показано на рисунке. Установка располагается в вакууме. Между пластинами находится положительно заряженная пылинка, которая движется вниз, разгоняясь, с ускорением g/2. Каким будет ускорение пылинки, если, не отключая конденсатор от источника, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза?

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой E_n =− 13,6 / n² эВ, где n = 1, 2, 3, … . При переходе атома из состояния Е₂ в состояние Е₁ атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, ν_кр = 6 ⋅ 10¹⁴ Гц. Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона?

Маленький шарик массой m=1 г с зарядом q>0, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l=0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле E⃗ с модулем напряжённости поля E=6⋅10⁵ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α=30°, модуль скорости шарика υ=0,8 м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь.

К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с частотой <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />ν.
Электроёмкость С конденсатора колебательного контура можно плавно менять от минимального значения С_min до максимального С_max, а индуктивность его катушки постоянна.
Ученик постепенно увеличивал ёмкость конденсатора от минимального значения до максимального и обнаружил, что амплитуда силы тока в контуре всё время возрастала. Опираясь на свои знания по электродинамике, объясните наблюдения ученика.

В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд q>0 (см. рисунок). Нарисуйте картину линий напряжённости электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области: E⃗ =0. Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряжённости. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость внутренней энергии 1 моль идеального газа от его температуры;
Б) зависимость электроёмкости плоского воздушного конденсатора с площадью пластин S от расстояния между пластинами;
В) зависимость модуля импульса фотона от длины волны.
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 схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны R, ЭДС батарейки равна E, её внутреннее сопротивление ничтожно (r = 0). Как ведут себя (увеличиваются, уменьшаются, остаются постоянными) показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Рис. а

Рис. б
В сосуд наливают воду при комнатной температуре.
В воду погружают нагревательные элементы с сопротивлениями R₁ и R₂, подключённые к источнику постоянного напряжения так, как показано на рис. а. Оставив ключ в положении 1, доводят воду до кипения. Затем кипяток выливают, сосуд охлаждают до комнатной температуры, вновь наполняют таким же количеством воды при комнатной температуре и, повернув ключ К в положение 2 (рис. б), повторяют опыт. Напряжение источника в опытах одинаково. Опираясь на законы электродинамики и молекулярной физики, объясните, в каком из приведённых опытов вода закипит быстрее.

На тонкую собирающую линзу от удалённого источника падает пучок параллельных лучей (см. рисунок). Как изменится положение изображения источника, создаваемого линзой, если между линзой и её фокусом поставить плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления n (на рисунке положение пластинки отмечено пунктиром)? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали. Сделайте рисунок, поясняющий ход лучей до и после установки плоскопараллельной стеклянной пластинки.