Задачи 2013 – 2014 учебный год
Задача на уравнение Менделеева –Клапейрона
Определите, как изменится масса воздуха в комнате площадью 20 м2 и высотой 3 м при повышении температуры от 0 °С до 27 °С при нормальном атмосферном давлении.
| Дано: | Решение: |
| p o= 1 атм. S = 20 м2 d = 3 м M = 29 г/моль R = 0,0821 T1 = 273 K T2 = 300 K | poV = m 1 RT 1/ M; poV = m 2 RT 2/ M Δ m = (p o SdM / R)(1/ T 1 - 1/ T 2) (1 × 60 × 29 / 0,0821) × (1 / 273 − 1 / 300) = 6,9 V = Sd, T 1 = t 1 +273 = 273 К T 2 = t 2 +273 = 300 К Δ m = 6,9 кг. |
| Найти: Δ m -? | Ответ: уменьшится на 6,9 кг. |
Задача на закон Ома для полной цепи
Определить ЭДС батареи, если известно, что при увеличении сопротивления нагрузки в 2,5 раза напряжение на нагрузке возрастает от 3,5 В до 8 В.
| Дано: | Решение: |
| U1=3,5 В U2= 8 В | ЭДС = U 1 + U 1 / R 1 * r ЭДС = U 2 + U 2 / R 2 * r = U 2 + U 2 /2,5 R 1 * r U1+U1/R1*r = U1+U1/2,5R1*r r*(U1/R1- U2/2,5R1) = U2-U1 r*(2,5U1-U2)/2,5R1 = U2-U1 r = 2,5R1(U2-U1)/ 2,5U1-U2 ЭДС = U1+2,5R1(U2-U1)U1/2,5U1-U2 = 1,5U1U2/2,5U1-U2 = 56 B |
| Найти: ЭДС -? | Ответ: 56 B. |
Лабораторная работа "Последовательное соединение проводников".
Задача на основное уравнение МКТ
Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса газа 3х10-3, аобъем 0,5 *10-3м3, средняя квадратичная скорость молекул 500 м/с?
| Дано: | Решение: |
| m = 3*10-3 кг v = 500 м/с2 V=0,5*10-3 м3 | P=1/3*p*v2 p=m/V=3/0,5=6 кг/m3 P=6*250000/3=5*105 Па |
| Найти: P -? | Ответ: 5*105 Па. |
Задача на силу Лоренца
В камере лабораторной установки создано магнитное поле, вектор магнитной индукции B которого направлен вертикально вверх и равен по модулю B = 1,2 мТл. В камеру влетает протон с кинетической энергией 5,3 МэВ. Вектор скорости протона направлен горизонтально. Определите ускорение, с которым будет двигаться протон в камере. Масса протона mр = 1,67·10–27 кг.
| Дано: | Решение: |
| Ek = 5,3 МэВ B = 1,2 мТл m р = 1,67·10–27 кг c = 3·108 м/с q пр. = 1,602·10–19 Кл α = 900 = sin α = 1 | v = √2 Ek / m = 3,2*107м/с F Л = q υ B sin α a = F Л /m = qvB/m = qB/m√2Ek/m = 3,7*1012 м / с 2 a = qvB/m = v2/R = 2,8*102 м/с |
| Найти: a -? | Ответ: 2,8*102 м/с. |
Лабораторная работа "Параллельное соединение проводников".
Задача на законы преломления света
Угол падения луча света на границу раздела воздух - стекло равен 600. При этом угол между отраженным и преломленным лучами равен 900. Определить показатель преломления стекла.
| Дано: | Решение: |
| α = sin600 γ = sin900 | sin60+sin90+ β =180 180-150 = 300 β =300 n = sin α /sin β =sin60/sin30 n=0,87/0,5=1,74 |
| Найти: n -? | Ответ: 1,74. |
Задача на расчет количества теплоты
На плите нагревается вода в алюминиевой кастрюле. Масса кастрюли 500 г, воды - 4,0 л. Рассчитайте, какое количество теплоты необходимо для нагревания воды в кастрюле от 10 до 80°С.
| Дано: | Решение: |
| t 1 = 10 C 0 t 2 = 80 C 0 m 1 = 0,5 кг V = 4 л p = 1000 кг/м3 c1=(H 2 O) = 4200Дж/кг*С0 с2 = (Al) = 920 Дж/кг*С | Q=Q1+Q2 Q1 = c1m1(t2-t1) Q2 = c2V(t2-t1) Q1 = 4200*0,5*(80-10) = 147 кДж Q2 = 920*4*(80-10) = 257,6 кДж Q = 147+257,6 = 404,6 кДж |
| Найти: Q -? | Ответ: 404,6 кДж. |
Лабораторная работа "Определение модуля Юнга для эластичной резины".
Задача на кинематику
Первую половину пути автомобиль проехал со средней скоростью 100 км/ч, а вторую - со средней скоростью 60 км/ч. Определить среднюю скорость автомобиля на всем пути
| Дано: | Решение: |
| v1 = 100 км/ч v2 = 60 км/ч | t1 = S/2/100 t2 = S/2/60 v ср . = S/(S/2/100)+(S/2/60) = 1/(1/2*100)+(1/2*60) = 1/60+100/2*100*60 = 2*100*60/60+100 = 75 |
| Найти: vср. = | Ответ: 75 км/ч. |
Задача на динамику
При движении мотоцикла по горизонтальному шоссе со скоростью 54 км/ч водитель выключил двигатель. После этого мотоцикл до остановки двигался равнозамедленно. Найти ускорение, путь и время движения мотоцикла с выключенным двигателем, если коэффициент трения колес о дорогу 0,03.
| Дано: | Решение: |
| v = 54 км/ч = 15 м/с v0 = 0 µ = 0,03 | F тр = µmg a = -0,3 м / с 2 S = v02/2a = 341 м t = (v-v0)*(-a) = 15*0,3 = 50 c |
| Найти:a -?, S -?, t -? | Ответ: a = -0,3 м/с2, S = 341 м, t = 50 с |
Задача на закон сохранения энергии
Кинетическая энергия тела массой 200г соскользнувшего с наклонной плоскости, равна 0,4 Дж. Чему равна высота наклонной плоскости? Трением можно пренебречь.
| Дано: | Решение: |
| m = 200 г = 0,2 кг E к = 0,4 Дж g = 9,8 м/с2 | E к = En = mgh = 0,4 Дж h = Е n / m * g h = 0,4/200*9,8 = 1,96 |
| Найти: h -? | Ответ: 1,96 см. |
Задача на определение характеристик фотона
Определить энергию фотонов, соответствующих наиболее длинным (λ = 760 нм) и наиболее коротким (λ = 380 нм) волнам видимой части спектра.
| Дано: | Решение: |
| λ1 = 760 нм = 7,6*10-7м λ2 = 380 нм = 3,8*10-7м h = 6,626*10-34Дж c = 3*108 м/с | E = h*v = h*c/ λ E1 = 6,626*10-34*3*108/ 7,6*10-7 = 2,62*10-19 E2 = 6,626*10-34*3*108/ 3,8*10-7= 5,23*10-19 |
| Найти: E -? | Ответ: E 1 = 2,62*10-19 Дж; E 2 = 5,23*10-19 Дж. |
Задача на импульс
Тело массой 10 кг, движущаяся со скоростью 15 м/с, сталкивается с неподвижным телом массой 25 кг и сцепляются с ней. Чему равна скорость обеих тел после столкновения?
| Дано: | Решение: |
| m1=10 кг u1 = 15 м/с m2 = 25 кг u2 = 0 | m1u1+m2u2 = u'(m1+m2) |=>u2 = 0|=>p2 = m2u2 = 0|=>m1u1 = u'(m1+m2) u' = m1u1/m1+m2 u' = 10*15/10+25=150/35= 4,3 |
| Найти: u'=? | Ответ: 4,3 м/с. |
Задача на закон Кулона
Определите силу гравитационного взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода, если расстояние между ними 0,5х10-10 м.
| Дано: | Решение: |
| k = 9*109 e = 1,6*10-19 Кл r = 0,5*10-10 м | F = ke2/r2 9 × 109 × (1,6 × 10−19)2 / (0,5 × 10−10)2 = 9,2 × 10−8 |
| Найти: F -? | Ответ: 9,2*10-8 H |
Задача на радиоактивные превращения
Запишите реакцию образования радиоактивного изотопа азота 137N из устойчивого изотопа бора 105B при искусственной b-радиоактивности. Каким превращениям будет подвергаться 137N?
| Дано: | Решение: |
| 10 5 B 4 2 He | 10 5 B+42He=147N=137N+10n (нейтрино); 13 7 N=136C+0+1e+00Ve (нейтрино электронное) |
| Найти: 137N -? | Ответ: 13 7 N+10n; 13 6 C+0+1e+00Ve. |
