Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

ЗОВНІШНЄ НЕЗАЛЕЖНЕ ОЦІНЮВАННЯ 2018 - ФІЗИКА КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

Частина ІІІ ПРОБНИЙ ТЕСТ

РОЗВ'ЯЗАННЯ, ВКАЗІВКИ

Тест 1

1. Початкова координата тіла х0 = 2 м, тобто в момент часу t = 0 координата тіла дорівнює 2 м. З рисунків бачимо, що всі графіки відповідають цій умові.

На інтервалі часу від 0 до 2 с графік швидкості руху є прямою лінією, яка опускається, отже, рух є рівноприскореним. Оскільки графік опускається, то проекція прискорення руху є від'ємною (ах < 0), тому графік координати являє собою параболу, вітки якої напрямлені вниз. Цій умові відповідають графіки А, Б і Г.

Hа інтервалі часу від 2 до 4 с графік швидкості руху є прямою лінією, яка паралельна осі часу, отже, рух є рівномірним з постійною швидкістю 2 м/с, тому графік координати являє собою пряму лінію. Цій умові відповідають графіки Б і Г. Визначивши швидкість рівномірного руху для кожного з цих випадків (vx = ), маємо: vxБ = -2 м/с, vxГ = -1 м/с. Цій умові відповідає графік Б.

Продовжуючи аналіз, бачимо, що на інтервалі часу від 4 до 6 с графік швидкості руху є прямою лінією, яка піднімається, отже, рух є рівноприскореним, а проекція прискорення є додатною (ах > 0), тому графік координати являє собою параболу, вітки якої напрямлені вгору. Отже, правильна відповідь Б.

2. Під час обертання кутові швидкості руху точок колеса є однаковими (1 = 2) і пов'язані з лінійними швидкостями руху точок колеса співвідношеннями 1 = i 2 = , де v1i v2 відповідно лінійні швидкості руху точок на ободі колеса і точок, які розташовані на відстані а = 5 см від обода, R — радіус обода колеса, r = R - a — радіус обертання точок, які розташовані на відстані 5 см від обода.

Отже, маємо: = , або = . Звідси R = =- , де = 1,5 (за умовою задачі). Підставляючи відомі з умови задачі дані, отримуємо: R = = 15 (см).

3. На людину в ліфті діють дві сили: сила реакції опори та сила тяжіння m. Під дією цих сил людина рухається з прискоренням (див. рисунок). За другим законом Ньютона = m = m.

У проекції на вісь ОУ маємо: N - mg = mа а = . За третім законом Ньютона сила, з якою підлога діє на людину, дорівнює за модулем силі, з якою людина тисне на підлогу (N = Р = 1000 Н).

Отже, а = = 2,5 (м/с2).

4. Сила тяжіння — це окремий випадок сили всесвітнього тяжіння, тому її значення можна розрахувати за формулою F = G.

На поверхні Землі h = 0, тому сила тяжіння на поверхні Землі розраховується за формулою F1 = G, а на висоті h = ЗR — за формулою

F2 = G = G.

Звідси = 16.

5. Брусок повернеться, якщо момент сили , що обертає його за ходом годинникової стрілки, буде трошки більшим за момент сили тяжіння m, що обертає його проти ходугодинникової стрілки. Плече сили реакції опори відносно точки А під час повороту дорівнює нулю (див. рисунок).

З рисунка бачимо, що плече l1 сили m дорівнює: l1 = , де а 30 см = 0,30 м — ширина бруска; плече l2 сили дорівнює: l2 = h, де h = 40 см = 0,40 м висота бруска.

Отже, маємо: F ∙ h = mg F = = = 9,0 (H).

6. Механічна робота чисельно дорівнює площі S фігури під графіком залежності Fx(sx). З рисунка бачимо, що фігура під графіком — це трапеція, основи якої дорівнюють 150 і 250 Н, а висота становить 50 м.

Отже, А = S = = 10 000(Дж). А = 10 кДж.

7. Період коливань тягарця на пружині визначається за формулою Т1 =2.

Після зміни маси тягарця і жорсткості пружини маємо: Т2 = 2 = = .

Отже, період коливань тягарця зменшиться в 2 рази.

8. Відповідно до рівняння зв'язку тиску та абсолютної температури: р = nkT, де р = 15атм ≈ 1,5 ∙ 106 Па — тиск газу в балоні, n = — концентрація молекул газу в балоні, N — кількість молекул в балоні, V = 50 л = 5,0 ∙ 10-2м3 — об'єм балона, k = 1,38 ∙ 1023 Дж/К — стала Больцмана, Т = t + 273 = 27 + 273 = 300 К абсолютна температура газу в балоні. Підставляючи вираз для концентрації молекул у рівняння р = nkT, отримуємо: рkT . Звідси N = .

[N] = = 1,8 ∙ 1025, N = 1,8 ∙ 1025 молекул.

9. Оскільки заряди точкові, то скористаємося законом Кулона: F = k, де F = 2,4 мH = 2,4 ∙ 10-3Н — сила взаємодії точкових зарядів, k = 9 ∙ 109 Н ∙ м2 /Кл2 — стала величина, |q1| = 2,5 нКл = 2,5 ∙ 10-9Кл і |q2| = 6,0 нКл = 6,0 ∙ 10-9Кл — модулі зарядів, = 1,0 —діелектрична проникність повітря, r — відстань між зарядами. Згідно із законом Кулона маємо:

= 7,5 ∙ 10-3 (м). г = 7,5 мм.

10. Ємність С батареї двох послідовно з'єднаних конденсаторів визначається за формулою = + , де C1 = 3 мкФ — ємність одного з конденсаторів, Сх — ємність другого конденсатора. Звідки знайдемо ємність другого конденсатора:

= - = Cx = .

Отже: Сх = = 2,0 (мкФ).

11. З'єднання змішане: резистори 2 і 3 з'єднані паралельно, резистор 1 з'єднаний послідовно з ділянкою, що складається з резисторів 2 і 3. Тому загальна напруга U на ділянці дорівнює: U = U1 + U2-3, де U1 — напруга на резисторі 1, U2-3 — напруга на ділянці, що складається з резисторів 2 і 3; сила струму на ділянці дорівнює: І1 = I2-3.

Амперметр з'єднаний послідовно з резистором 3, тому I3 = 1,2 А. Враховуючи закон Ома для ді

лянки кола, маємо: U3 = I3R3 = 1,2 ∙ 2,0 = 2,4 (В).

Оскільки резистори 2 і 3 з'єднані паралельно, то U2-3 = U2 = U3 = 2,4 В, I2-3 = I2 + I3. Відповідно до закону Ома для ділянки кола: I2 = = 1,2 А. Оскільки I2-3 = 1,2 + 1,2 = 2,4 (А), то = 2,4 А.

U1 = I1R1 = 2,4 ∙ 2,0 = 4,8 (В); U = U1 + U2-3 = 4,8 + 2,4 = 7,2 (В).

12. За напрямок електричного струму прийнято напрямок, у якому рухалися би по колу частинки, що мають позитивний заряд, тобто напрямок від позитивного полюса джерела струму « + » до негативного «-». Скориставшись правилом правої руки або правилом свердлика, визначимо полюси котушки зі струмом (див. рисунок).

Магнітна стрілка знаходиться навколо південного полюса котушки «S», отже, стрілка встановиться до котушки північним полюсом «N». (Різнойменні полюси магнітів притягуються.) Відповідь В.

13. Траєкторією руху йона є коло, тому він рухається в магнітному полі перпендикулярно до ліній магнітної індукції. Отже, кут між напрямком руху частинки та напрямком вектора магнітної індукції дорівнює 90°. Рухаючись по колу йон має доцентрове прискорення, причиною якого є дія сили Лоренца. Відповідно до другого закону Ньютона: FЛ = MAдоц. Оскільки ГЛ = qBosina = qBv, адоц = , то маємо: qBv = m,

де q = 3,2 ∙ 10-19 Кл, В = 2,5 мТл = 2,5 ∙ 10-3 Тл, R = 1,5 см = 1,5 ∙ 10-2м, v = 500 м/с.

Визначимо числове значення шуканої величини:

= 2,4 ∙ 10-26 (кг).

14. За законом Фарадея у кожному витку котушки індукується ЕРС індукції:

Модуль загальної ЕРС індукції, яка виникає в котушці, дорівнює: || = N ∆t = N , де N = 100 — кількість витків проводу в котушці, ∆Ф = 18 мВб = 18 ∙ 10-3 Вб — зміна магнітного потоку, = 12 В — ЕРС індукції. Підставляючи числові дані, отримуємо: ∆t = = 0,15 (с).

15. За графіком визначимо:

а) рівняння коливань має вигляд i(t) = Іmax coscot;

б) максимальне значення сили струму Іmaх =1,2 А;

в) період коливань Т (інтервал часу, за який здійснюється одне повне коливання) T = 20мс = 20 ∙ 10-3с:

г) циклічна частота = = = 100 (рад/с).

Підставляючи отримані дані у рівняння коливань i(t) = Imaх cosort, маємо: i(f) = l,2cos100t (А).

16. Якщо поступово змінювати ємність конденсатора, то власна частота електромагнітних коливань у контурі також буде змінюватися. В той момент часу, коли власна частота коливань співпаде із частотою зміни напруги (v = vpeз = 100 Гц), сила струму в колі різко збільшиться (спостерігатиметься явище резонансу).

Для виявлення характеру зміни сили струму в колі визначимо інтервал зміни власної частоти електромагнітних коливань системи за формулою Томсона:

Аналізуючи резонансну криву (див. рисунок), бачимо, що під час зміни ємності конденсатора від 0,25 до 25 мкФ сила струму весь час буде збільшуватись.

17. Скориставшись формулою хвилі с = v та формулою Томсона Т = 2, визначимо частоту радіохвиль, на яку налаштований радіоприймач: v = , де с — швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі. v = = .

Прирівнюючи праві частини рівнянь, маємо:

18. Побудувавши зображення точки А у збиральній лінзі (див. рисунок), бачимо, що зображенням точки А с точка L.

19. Світло в прозорому однорідному середовищі поширюється рівномірно, отже, шляхи, пройдені світлом у вакуумі l1 і середовищі l2 відповідно, дорівнюють: l1 = сt, l2 = vt. ШВИДКІСТЬ V поширення світла в середовищі пов'язана з абсолютним показником n середовища співвідношенням n = = l1 = nl2. Звідси маємо: l1 = 12 см = 16см.

20. а-частинка — це ядро атома Гелію . Скориставшись законом збереження електричного заряду і законом збереження масового числа, маємо: + = + , тобто рівняння реакції мас вигляд: + = + .

Отже, протонне число невідомої частинки Z = 14. За періодичною системою хімічних елементів Менделєєва знаходимо, що це ядро атома Силіцію .

21. Першим встановив те, що якщо на тіло не діють інші тіла, то воно зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху (закон інерції) Галілео Галілeй. Формулу коливань математичного маятника отримав Христіан Гюйґенс. Закон всесвітнього тяжіння відкрив Ісаак Ньютон. Гравітаційну сталу вперте виміряв Генрі Кавендіш.

22. Закон Бойля — Маріотта характеризує ізотермічний процес: для даної маси газу добуток тиску на об'єм є постійним, якщо температура газу не змінюється. Закон Гей-Люссака характеризує ізобарний процес: для даної маси газу відношення об'єму газу до його температури є постійним, якщо тиск газу не змінюється. Закон Клапейрона описує зміну стану газу: для даної маси газу відношення добутку тиску на об'єм до температури газу є незмінним. Закон Шарля характеризує ізохорний процес: для даної маси газу відношення тиску газу до його температури є постійним, якщо об'єм газу не змінюється.

23. Електричний струм в газах являє собою напрямлений рух електронів, позитивних і негативних йонів, що знаходяться в газі внаслідок йонізації. Електричний струм в електролітах являє собою напрямлений рух вільних йонів, що знаходяться в електроліті внаслідок електролітичної дисоціації. Електричний струм у металах являє собою напрямлений рух вільних електронів. Електричний струм у напівпровіднику створюють вільні електрони й дірки.

24. Райдуга виникає внаслідок заломлення та дисперсії світла в краплях води. Райдужне забарвлення білої капронової тканини обумовлено дифракцією світла на нитках капрону й утворенням дифракційного спектра. Райдужні плями бензину на мокрому асфальті виникають внаслідок відбивання світла від верхньої та нижньої частин тонкої бензинової плівки на поверхні води та інтерференції відбитих хвиль. Червоний колір сонця на заході обумовлений розсіюванням світла. Відповідно до закону Релея краще розсіюються хвилі меншої довжини, тому крізь товстий шар атмосфери проходять тільки хвилі довгохвильової частини спектра.

25. Оскільки опір повітря є нехтовно малим, то тіло рухається рівноприскорено із прискоренням g 10 м/с2. У верхній точці траєкторії швидкість руху тіла дорівнює нулю, а час підйому тіла дорівнює часу його падіння: t = = 0,6 (с).

1) Переміщення тіла під час рівноприскореного руху можна визначити за формулою hy = v0yt + .

На початку падіння v0 = 0. Напрямимо вісь OY вертикально вниз, звідси маємо: h = .

Отже, h = = 1,8 (м).

2) Швидкість руху тіла: vу = v0y + gt. Враховуючи, що в кінці підйому v0y = 0, маємо: 0 = -v0 + gt v0 = gt. Отже, v0 = 10 ∙ 0,6 = 6 (м/с).

26. Рівняння залежності координати тіла від часу його руху в загальному випадку має вигляд:

x = x0 + v0xt + t2.

1) Порівнюючи це рівняння з рівнянням x = 50 + 5,0t - 10t2, маємо: х0 = 50м, v= 5,0М/С, = -10 м/с2 ах = -20 м/с2 = а = 20 м/с2.

2) Відповідно до другого закону Ньютона F = mа m = .

Отже, m = = 10 (кг).

27. На автомобіль діють чотири сили: сила тяжіння m, cила опору руху , сила тяги , сила нормальної реакції опори (див. рисунок). За

другим законом Ньютона:

m = + + = ma.

Знайдемо проекції на осі координат:

ОХ: -mgsina - Foп + Fт = mа;

OY : mgcosa + N = 0.

Враховуючи, що Foп = N = mgcosa, знайдемо прискорення a: a =

Тут m = 1,2, m = 1,2 ∙ 103 кг, g = 10м/с2, = 0,04,

Fт = 1,64кН = 1,64 ∙ 103H, sina = 0,03, cosa ≈ 1.

Отже: a = = 0,67 (м/с2).

28. ККД ідеальної теплової машини дорівнює:

= = ,

де Тп = 127 °С = (127 + 273) К = 400 К,

Тх = 27°С = (27 + 273)К = 300К, А = 75 кДж = 75 103 Дж. З іншого боку, = , де А = Q1 - Q2.

Звідси отримаємо, що Q2 = А (), або Q3 = ∙ А.

Отже, Q2 = ∙ 75 ∙ 103 = 225 ∙ 103 (Дж); Q2 = 225 кДж.

29. При повному змочуванні висота підняття рідини в капілярі дорівнює: h = .

Щоб рівень води в посудині та капілярі був однаковим, необхідно на поверхню води в капілярі створити додатковий тиск pдод = pgh. Отже, тиск р на поверхню води повинен дорівнювати: р = ратм + pgh = ратм + .

Тут ратм = 101,2 кПа= 101,2 ∙ 103Па, = 72мН/м = 72 ∙ 10-3 Н/м, r = 0,16 мм = 0,16 ∙ 10-3м.

Отже, маємо: р = 101,2 ∙ 103 + = 101,2 ∙ 103 + 900 = 102,1 ∙ 103 (Па). р = 102,1 кПа.

30. Для розв'язання задачі скористаємося законом Ома для повного кола: І = . Резистори підключали до одного джерела живлення, тому електрорушійна сила і внутрішній опір r залишались незмінними. Запишемо закон Ома для кожного випадку:

І1 = ℰ = I1(R1 + r ); І2 = ℰ = I2(R2 + r).

Прирівнюючи праві частини рівнянь, маємо: I1R2 + I1r = I2R2 + І2r, звідки r = , де I1 = 1,0 А, R1 =10 Ом, I2 = 2,0 А, R2 = 4,5 Ом.

r =b = 1,0 (Ом).

31. Оскільки контур є ідеальним, то виконується закон збереження енергії:

(1)

Для того щоб знайти L, скористаємося формулою Томсона:

T = 2 L = . (2)

Підставимо формулу (1) в формулу (2):

За графіком знаходимо, що Т = 1мкс = 1 ∙ 10-6с, Umax = 100В; за умовою задачі С = 400пФ= 4 ∙ 10-10Ф.

32. Світлові хвилі, що відбиваються від верхньої та нижньої частин плівки, є когерентними, тому внаслідок їх накладання спостерігається інтерференція світла. Оскільки світло двічі відбивається від більш оптично густого середовища, то додаткової півхвилі не з'являється. Щоб світло було максимально послаблене, мінімальна оптична різниця ходу Аdnповинна дорівнювати півхвилі: ∆dn = , де ∆dn = 2hn. Отже: 2hn = = , де h — товщина плівки, = 600 нм = 6 ∙ 10-7 м — довжина світлової хвилі, n = 1,5 — показник заломлення матеріалу плівки.

h = = 10-7 (м), h = 0,1 мкм.

33. Відповідно до рівняння Ейнштейна для фотоефекту маємо: hv = A + , A = hvmin = h (тут А — робота виходу електрона з даного металу, Аmaх — максимальна довжина хвилі випромінювання, що спричиняє фотоефект, тобто червона межа фотоефекту).

Звідси max = ( - )-1 = 5 ∙ 10-7 (м) = 500(нм).

34. Енергія зв'язку Wзв обумовлена дефектом мас ∆m (різницею сумарної маси нуклонів, що входять до складу ядра, та маси самого ядра): Wзв = ∆mc2 (якщо ∆m подано в кілограмах, а відповідь треба подати в одиницях СІ), Wзв = ∆m ∙ 931,5 МеВ/а. о. м. (якщо ∆m подано в атомних одиницях маси, а відповідь треба подати в мегаелектрон-вольтах).

∆m = Zmp + (А - Z)mn - mя.

В ядрі атома Карбону міститься 6 протонів (Z = 6) і 6 нейтронів (A - Z = 6), навколо ядра обертається 6 електронів (mя = m0 - me).

Маса протона mр дорівнює різниці маси атома Гідрогену та маси електрона: mр = m() - me. Отже, для ядра атома Карбону маємо: Am = 6(m() - me) + 6mn (m() - 6me) = 6m () + 6mn - m() = 6 (1,007 83 + 1,008 66) - 12,000 00 = 0,098 94 (а. о. м.).

Wзв = 0,098 ∙ 94 ∙ 931,5 = 92,16 (МеВ).









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.