Экзамен по физике за 2003 год

ЧАСТЬ 1

Задание 1.
Верно ли утверждение? Обведите правильный ответ кружком!

1
При приближении троллейбуса к остановке векторы его скорости и ускорения совпадают по направлению.

Да

Нет

2
Для того, чтобы вода кристаллизовалась при постоянной температуре,ы к ней надо подводить энергию.

Да

Нет

3
Если тело равномерно движется по окружности, то его скорость не меняется по модулю, но непрерывно меняется по направлению.

Да

Нет

4
Если пренебречь сопротивлением воздуха в системе отсчета, связанной с Землей, горизонтально брошенное тело движется по параболе.

Да

Нет

5
Внутренняя энергия неменяющейся массы идеального газа увеличивается, если его изотермически сжимают.

Да

Нет

6
Количество протонов в нейтральном атоме равно количеству электронов в нем.

Да

Нет

7
На астронавта в космическом корабле, вращающемся вокруг Земли, действует гравитационная сила.

Да

Нет

8
Через полсекунды после начала движения скорость свободно падающего тела приблизительно равна 5 м/с.

Да

Нет

9
Преломление света происходит потому, что свет имеет разную скорость распространения в различных средах.

Да

Нет

10
У фотонов красного света энергия больше, чем у фотонов фиолетового света.

Да

Нет

2. uzdevums. На каждый вопрос есть только один правильный ответ. Выберите его и обведите кружком соответствующую букву. Для выполнения необходимых действий используйте свободные места на странице.

1. Сколько электронов содержит электронная оболочка атома алюминия    ^{Al ?}
А 13     В 14     С 27    D 40

2. Какой из графиков правильно показывает зависимость давления идеального газа от объема, если масса газа и абсолютная температура не меняются?

3. Удерживать поднятый камень в воде легче, чем этот же камень удерживать в воздухе. Как это можно объяснить?

А Ускорение свободного падения в воде меньше, чем в воздухе.
В Давление на нижнюю поверхность камня больше, чем на верхнюю поверхность.
С Плотность воды у нижней поверхности камня меньше, чем у верхней поверхности
D На камень в воде не действует атмосферное давление.

4. На рисунке представлены графики скоростей трех тел. Тела движутся по прямой.

Какое из тел за три секунды пройдет наименьший путь?
А 1
В 2
С 3
D Все три тела пройдут одинаковый путь.

5. Два шарика сталкиваются и дальше движутся вместе. Какие законы сохранения выполняются в этом случае?
А Закон сохранения импульса.
В Закон сохранения механической энергии.
С Законы сохранения импульса и механической энергии.
D Законы сохранения момента силы и механической энергии.

6.   Мяч бросают   вертикально   вверх   со   скоростью   v.   Какой   график показывает зависимость модуля скорости v от времени при таком движении?

7.   Подвешенное   на   пружине   тело   свободно   колеблется.   Как   изменится   период колебаний тела, если пружину поменять на другую, такую же по размерам, но с коэффициентом жесткости меньшим в 4 раза?

А Уменьшится в 2 раза.
С Увеличится в 2 раза.

В Уменьшится в 4 раза.
D Увеличится в 4 раза.

8.   С телом из   некоего вещества провели эксперимент.   Результаты эксперимента представлены на графике, где показана зависимость температуры тела Т от времени t. Какое из описаний соответствует проведенному эксперименту?

А Жидкость нагревается, а потом охлаждается.
В Твердое тело нагревается, потом плавится, затем кристаллизуется и наконец, остывает.
С Жидкость нагревается, а потом испаряется
D **********

9. Какой из представленных графиков описывает процесс, при котором не меняется давление идеального газа?

10. Масса газа при изохорическом процессе не меняется. Как меняется плотность газа?

А Увеличивается.
С Не меняется.

В Уменьшается.
D Может как уменьшиться, так и увеличиться.

11. Тело начинает скользить из состояния покоя вниз по наклонной плоскости. На рисунке показано положение тела в моменты времени 0 с, 1 с, 2 с, 3 с. Как движется тело?
А Равномерно.
В Равнозамедленно.
С Неравнозамедленно.
D Ускоренно.

12. В однородном электрическом поле положительный заряд перемещают из точки А в точку В по различным траекториям. В каком случае силы электрического поля совершают наибольшую работу?
А 1
В 2
С 3
D Работа по всем траекториям одинакова.

13. На расстоянии r от точечного электрического заряда напряженность электрического поля равна Е. Чему равна напряженность электрического поля на расстоянии 2r от этого заряда?

А 6                         В Е/2                         С Е/4                         D 2E

14. Даны три одинаково закрепленных металлических кольца. Из первого кольца выводится магнит, во второе вводится, в третьем находится неподвижный магнит. В каком кольце течет индукционный ток?
А Только в 3.
В В 1. и 2.
С Во 2. и 3.
D В 1. и 3.

15. На рисунке представлены энергетические уровни атома. Какой переход (А, В, С или D) сопровождается излучением кванта наибольшей частоты?

А        B        C        D

3. uzdevums. В квадрате   за   каждым   вопросом   запишите   букву,   соответствующую правильному ответу.

В горизонтально расположенном цилиндре без трения может передвигаться легкий не пропускающий газ поршень. При изобарическом подведение к газу некоторого количества теплоты егo температура увеличилась с 250 К до 500 К.

Как при этом у газa меняется

1.    абсолютная температура?

А Уменьшается в 2 раза

2.    объем?

В Уменьшается в 4 раза

3.    давление?

С Увеличивается в 2 раза

4.    плотность?

D Увеличивается в 4 раза

5.    внутреняя энергия?

Е Не меняется

4. uzdevums. В   квадрате   за   каждым   вопросом   запишите   букву,    соответствующую правильному ответу.

Подвешенный на нити шарик совершает гармонические колебания. Шарик начинает движение из положения 1- максимального отклонения от положения равновесия.

1.Куда направлена результирующая сила,  действующая на шарик, при прохождении им положения равновесия?

А Вертикально вверх

2.Куда направлена результирующая сила,  действующая на шарик, при наибольшем отклонении от положения равновесия 3?

В В левую сторону

3.Какова скорость шарика при наибольшем отклонении от положения равновесия 3?

С   Вертикально вниз

4. Каково центростремительное ускорение шарика ... **********

D   В правую сторону

?
Е   Ноль

? ?

ЧАСТЬ 2

Везде, где это возможно, покажите ход расчетов.

1. uzdevums. (16 punkti)
Воздушный шар, наполненный теплым воздухом, привязан веревкой к закопанному в землю бетонному столбу. День безветренный. Масса шара вместе с корзиной равна 500 кг.

I. Укажите на данном рисунке все силы, которые действуют на воздушный шар. Напишите названия этих сил.      (3 punkti)

I I. Когда веревку отпускают, воздушный шар начинает подниматься вертикально вверх с ускорением 1,5 м/с². Чему равна сила, сообщающая воздушному шару ускорение?         (2 punkti)

I I I. Рассчитайте силу Архимеда, действующую на воздушный шар.          (2 punkti)

IV. Чему равна сила натяжения веревки перед тем, как веревку отпустили?    (3punkti)

V. На сколько метров поди мется воздушный шар за 10 секунд с момента отпускания веревки,

если предположить, что ускорение не меняется?      (2 punkti)

VI. Чему равна скорость воздушного шара через 10 секунд с момента отпускания веревки? (1 punkts)

VII. Оцените, чему примерно равен объем воздушного шара, если плотность воздуха равна 1,29кг/м³     (3 punkti)

2. uzdevums (13 punkti)

Для изучения работы батарейки учащийся к ее контактам последовательно присоединил резистор с постоянным сопротивлением R и амперметр. Он снимал показания амперметра и часов. Результаты измерений приведены в таблице.

1

2

3

4

5

6

7

Показания часов, час:мин

17:36

17:38

17:41

17:42

17:43

17:44

17:45

I, А

1,07

0,89

0,80

0,75

0,72

0,71

0,70

I. Нарисуйте схему соединения, указав полярность батарейки и направление текущего в цепи тока.

I I. Постройте график зависимости силы тока от времени, если время выражено в секундах. (3 punkti)

I I I. Используя вольтметр, учащийся установил, что во время эксперимента ЭДС батарейки линейно уменьшалась от 1,60 В до 1,40 В. Покажите графически, как меняется ЭДС в зависимости от времени. (2 punkti)

IV. Чему равно сопротивление примененного в эксперименте резистора, если внутреннее сопротивление батарейки в начале эксперимента равнялось 0,5 Ом?   (3punkti)

V. Меняется ли внутреннее сопротивление батарейки во время эксперимента? Если меняется, то как? (3 punkti)
Ответ____________________________________________________________________
Обоснование:

3. uzdevums. (16 punkti)
На находящийся в воздухе прозрачный полуцилиндр из пластмассы падает красный свет. При проведении эксперимента измерялись углы падения и соответствующие им углы преломления. Результаты эксперимента сведены в таблицу.

Угол х, градусы

    Угол у, градусы

15

23

21

32

32

52

35

60

40

77

I. Напишите закон преломления света. Укажите, что означает каждая величина.     (1 punkts)

I I. Чему равен показатель преломления света в диапазоне красного света для пластмассы при каждом измерении и чему равно среднее значение этой величины?   (4 punkti)

I I I. Рассчитайте среднее значение предельного угла полного внутреннего отражения для пластмассы в диапазоне красного света.

IV. Нарисуйте ход лучей для случая, когда угол падения х больше предельного угла полного внутреннего отражения. (3 punkti)

V. Чему равна скорость распространения красного света в пластмассе?     (2 punkti)

VI. Изобразите графически зависимость синуса угла преломления от синуса угла падения. (3 punkti)

4. uzdevums. (20 punkti)

С целью сравнения выгодности применения при приготовлении пищи электрических нагревательных приборов и газовой плиты учащийся провел ряд измерений.
Сначала 1 кг воды при начальной температуре 20 °С был нагрет до температуры кипения в электрочайнике за 3 минуты 45 секунд. Мощность электрочайника 2 кВт при напряжении 220 В.
Затем 1 кг воды при начальной температуре 20 °С был нагрет до температуры кипения в кастрюле с толстым дном без крышки, поставленной на газовую плиту. Учащийся, работая с газовой плитой, одновременно производил измерение температуры, времени достижения соответствующей температуры и показаний газового счетчика.
Результаты представлены в таблице.

№

Темперaтура, °С

Время, с

Время нагревания на 10°С,с

Показания газового счетчика, литры

Расход газа на данный момент, л

Расход газа при нагревании на 10°С,л

1.

20

0

59

2.

30

62

62

64

5

5

3.

40

100

38

67

8

3

4.

50

136

36

70

11

3

5.

60

180

44

73

14

3

6.

70

220

40

76

17

3

7.

80

262

42

79

20

3

8.

90

312

50

83

24

4

9.

100

367

55

87

28

4

Удельная теплота сгорания используемого газа q = 33,6 ·10⁶ Дж/кг; плотность - 0,73 кг/м³; стоимость 1 м³газа - 0,059 Ls; стоимость 1 кВт·ч электроэнергии - 0,039 Ls, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг ·К).

I. Определите силу тока, текущего через нагревательный элемент чайника. (1 punkts)

I I. Определите количество теплоты, выделенное нагревательным элементом за время нагревания воды    (1 punkts)

I I I. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 1 кг воды от 20 °С до 100 °С? (1 punkts)

IV. Оцените коэффициент полезного действия чайника.   (1 punkts)

V. Оцените примерную плату за нагревание воды в электрочайнике за 30 дней, если ежедневно нагревается 4 кг воды.                                                                                                               (3 punkti)

VI. Чтобы нагреть воду на   10 °С,   в начале и конце эксперимента необходимое затратить несколько большее время, чем в середине эксперимента. Чем это можно объяснить? (2 punkti)

VII. Определите массу израсходованного газа. (1 punkts)

VIII. Определите количество теплоты, выделившееся при сгорании газа. (1 punkts)

IX. Оцените мощность, развиваемую газовой горелкой.   (1 punkts)

X. Оцените кпд процесса при нагревании воды на газовой плите. (1 punkts)

XI. Оцените примерную плату за нагревание воды на газе за 30 дней, если ежедневно нагревается 4 кг воды. (3 punkti)

XII. Чему равна стоимость 1 кВт·ч энергии полученный при сжигании газа? (2 punkti)

XIII. Чем можно объяснить различие в стоимости энергоносителей - газа и электрической энергии? (1 punkts)

XIV. Чем объясняется различие во времени нагревания воды на газе и в электрочайнике? (1 punkts)