КУРС ФИЗИКИ

МЕХАНИКА
Кинематика
Прямолинейное равноускоренное движение

Часть 1

Часть 2

Простые задачи

Системы

Часть 3


Часть 1

  • На рисунке приведен график зависимости проекции скорости тела \(v_x\) от времени. Определите проекцию ускорения \(a_x\) этого тела в момент времени 15 с.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Бусинка скользит по неподвижной горизонтальной спице. На графике изображена зависимость координаты бусинки от времени. Ось Ox параллельна спице. На основании графика выберите все верные утверждения о движении бусинки.

    1) На участке 1 модуль скорости уменьшается, а на участке 2 – увеличивается.

    2) На участке 1 модуль скорости увеличивается, а на участке 2 – уменьшается.

    3) На участке 1 модуль скорости уменьшается, а на участке 2 – остается неизменным.

    4) На участке 2 проекция ускорения \(a_x\) бусинки положительна.

    5) Направление движения бусинки не изменялось.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Материальная точка движется прямолинейно с постоянным ускорением вдоль оси \(Ox\). График зависимости её координаты от времени \(x=x(t)\) изображён на рисунке. Определите проекцию \(a_x\) ускорения этого тела.

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2021 г.

  • Небольшое тело начинает равноускоренно двигаться вдоль оси Ox без начальной скорости. На рисунке приведён график зависимости координаты x этого тела от времени t. Чему равна проекция скорости \(v_x\) этого тела в момент времени t=3 с?

    Источник: Решу ЕГЭ.

  • На рисунке представлен график зависимости проекции скорости \(v_x\) тела от времени t. Определите по графику путь, пройденный телом в интервале времени от 1 до 5 с после начала движения.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Тело движется вдоль оси Ox. На рисунке приведен график зависимости проекции \(v_x\) скорости тела от времени t. Определите путь, пройденный телом в интервале времени от 5 до 10 с.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Точечное тело движется вдоль оси Ox. В начальный момент времени тело находилось в точке с координатой \(x_0=-5\;м\). На рисунке изображена зависимость проекции скорости \(V_x\) этого тела от времени t. Чему равна координата этого тела в момент времени t=4 с?

    Источник: Решу ЕГЭ.

  • Выражения А и Б определяют зависимость координат двух тел от времени. Установите соответствие между зависимостью координаты тела от времени и зависимостью проекции скорости от времени для этого же тела (все величины заданы в СИ).

    К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    КООРДИНАТА

    \(А)\;x=25-4t+3t^2\)

    \(Б)\;x=30-6t\)

    СКОРОСТЬ

    \(1)\;v_x=25-4t\)

    \(2)\;v_x=6t-4\)

    \(3)\;v_x=-6\)

    \(4)\;v_x=6t\)

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В лаборатории исследовали прямолинейное движение тела массой m=500 г без начальной скорости. В таблице приведена экспериментально полученная зависимость пути, пройденного телом, от времени. Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам эксперимента?

    L, м014916253649
    t, с01234567

    1) В течение всего эксперимента тело двигалось с постоянным ускорением.

    2) Скорость тела в момент времени 3 с равнялась 6 м/с.

    3) Сила, действующая на тело в момент времени 6 с, равна 2 Н.

    4) Кинетическая энергия тела сначала увеличивалась, а потом оставалась постоянной.

    5) За первые 2 с действующая на тело сила совершила работу 10 Дж.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Тело брошено вертикально вверх с поверхности Земли в момент времени t=0. В таблице приведены результаты измерения модуля скорости тела в зависимости от времени. Выберите все верные утверждения на основании данных, приведенных в таблице.

    Время, м0,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0
    Модуль скорости, м/с4,03,02,01,001,02,03,04,05,0

    1) Тело поднялось на максимальную высоту, равную 0,8 м.

    2) Начальная скорость тела была равна 4 м/с.

    3) В момент времени t=0,2 с тело находилось на высоте 0,45 м от поверхности Земли.

    4) На высоте 0,8 м от поверхности Земли скорость тела была равна 3 м/с.

    5) За 0,7 секунд полета путь тела составил 1,45 м.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Часть 2

Простые задачи

  • Начальная скорость движения тела равна 5 м/с. Сколько потребуется времени, чтобы увеличить его скорость в 3 раза при равноускоренном движении по прямой в одном направлении на пути в 20 м?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На последнем километре тормозного пути скорость поезда уменьшилась на 10 м/с. Определите скорость в начале торможения, если общий тормозной путь поезда составил 4 км, а торможение было равнозамедленным.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Системы

  • Катер, отходя от пристани, начал равноускоренное движение. Пройдя некоторое расстояние, он достиг скорости \(20\;м/с\). Какова была скорость катера в тот момент, когда он проплыл половину этого расстояния?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Какой путь пройдет тело за 2 с, двигаясь по прямой в одном направлении, если его скорость за это время уменьшается в 3 раза? Модуль ускорения тела равен \(5\;м/с^2\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Сколько времени падало тело из состояния покоя, если за последние 2 с оно прошло 60 м?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Часть 3

  • Бруску на гладкой наклонной плоскости сообщили начальную скорость \(0,4\;м/с\), направленную вверх. Брусок движется прямолинейно с постоянным ускорением, модуль которого \(0,2\;м/с^2\). Чему равен путь, пройденный бруском за \(3\;с\)?

    Источник: Мякишев Г. Я. Учебник для 10 класса. Механика.

Движение под углом к горизонту
  • Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью v0, за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок). Что произойдёт с временем полёта и дальностью полёта, если на этой же установке уменьшить начальную скорость шарика в 2 раза?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Время полетаДальность полета

    Источник: ЕГЭ по физике 2020. Основная волна.

  • Под каким углом к горизонту должна быть направлена начальная скорость, чтобы дальность полета была максимальной?

Движение по окружности
  • Поезд въезжает на закругленный участок пути со скоростью 54 км∕ч и проходит путь 600 м за 30 с. Радиус закругления равен 1 км. Определите полное ускорение поезда в конце этого пути.

  • Маленькая шайба движется из состояния покоя по неподвижной гладкой сферической поверхности радиусом R. Начальное положение шайбы находится на высоте R/2 относительно нижней точки поверхности. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шайбу в момент, когда она движется вправо-вверх, находясь на высоте R/6 над нижней точкой поверхности (см. рисунок). Покажите на этом рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шайбы. Сопротивление воздуха не учитывать.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Динамика
Законы механики Ньютона

Простейшие задачи

Вес

Сила трения

Наклонная плоскость

Связанные тела

Движение по окружности


Простейшие задачи

  • В инерциальной системе отсчета сила \(\overrightarrow F\) сообщает телу массой \(m\) ускорение, равное по модулю \(2\;м/с^2\). Чему равен модуль ускорения тела массой \(\frac m2\) под действием силы \(2\overrightarrow F\) в этой системе отсчета?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На тело массой 2 кг действуют две силы \(F_1=4\;Н\) и \(F_2=7\;Н\), как показано на рисунке. Определите ускорение этого тела.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Ящик массой 2 кг поднимается на веревке вертикально вверх. Какую силу необходимо приложить к веревке, чтобы груз поднимался с ускорением \(5\;м/с^2\)?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

Вес

  • Груз массой 20 кг лежит на полу лифта. Определите вес груза если лифт движется с ускорением \(3\;м/с^2\), направленным вниз.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • В аттракционе человек массой 80 кг движется на тележке по рельсам и совершает «мертвую петлю» в вертикальной плоскости. Каков радиус круговой траектории, если в верхней точке сила давления человека на сидение тележки равна 200 Н при скорости движения тележки 7,5  м∕с?

  • Грузовик массой 5000 кг движется по выпуклому мосту с радиусом кривизны 0,04 км. С какой скоростью он должен ехать, чтобы не оказывать давления на верхнюю точку моста?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • К жесткому невесомому стержню длиной 2 м прикреплен шар массой 2 кг. Стержень равномерно вращается против часовой стрелки в вертикальной плоскости. При каком значении периода обращения стержня вес шара в точке A станет равным нулю? Ответ приведите в секундах с точностью до десятых.

  • На тело массой 2 кг, находящееся на гладком горизонтальном столе, действует сила 30 Н, направленная вверх под углом 30° к горизонту. С каким ускорением движется тело? С какой силой тело давит на стол?

  • В вертикальной плоскости расположена гладкая трубка, изогнутая периодически в виде дуг окружностей одинаковым радиусом R. В верхнее отверстие трубки без начальной скорости запускают шарик массой m=10 г. С какой по модулю силой шарик действует на трубку в точке A, в конце первой половины периода своего движения по трубке?

Сила трения

  • Тело массой 5 кг движется по горизонтальной поверхности, под действием горизонтально направленной силы 100 Н. Определите ускорение тела, если известно, что коэффициент трения между телом и поверхностью 0,2.

  • На каком минимальном расстоянии от перекрёстка должен начинать тормозить шофёр при красном сигнале светофора, если автомобиль движется со скоростью 90  км∕ч? Коэффициент трения между шинами и дорогой равен 0,4.

  • На тело массой 1,5 кг, лежащее на горизонтальной поверхности, начинает действовать сила F, направленная вверх под углом α=30° к горизонту. Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,3. Определите ускорение тела, если модуль силы равен 10 Н.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

Наклонная плоскость

  • Брусок массой 80 кг лежит на наклонной плоскости, образующей 30° с горизонтом. Коэффициент трения бруска о поверхность равен 0,6. Определите силу трения.

  • Тело соскальзывает с наклонной плоскости высотой 3 м и длиной 5 м. Чему равно его ускорение, если коэффициент трения 0,5?

Связанные тела

  • Грузы массами \(m_1=3\;кг\) и \(m_2=4\;кг\) связаны нерастяжимой, невесомой нитью и лежат на горизонтальном столе. Коэффициент трения между каждым грузом и столом равен 0,4. Направленная горизонтально сила, по модулю равная 35 Н, приложена к грузу массой \(m_2\). Найдите ускорение тел и силу натяжения нити.

  • Бруски массами \(m_1=0,2\;кг\) и \(m_2=0,3\;кг\) соединены перекинутой через легкий неподвижный блок нитью. Определите ускорение системы и силу натяжения нити.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Чему равны ускорения грузов массами \(m_1=3\;кг\) и \(m_2=4\;кг\), а также сила натяжения нити в системе тел, показанной на рисунке? Массы блоков и нити не учитывайте. \(\)

Движение по окружности

  • Груз, подвешенный на нити длиной l=60 см, двигаясь равномерно, описывает в горизонтальной плоскости окружность. С какой скоростью движется груз, если во время его движения нить образует с вертикалью постоянный угол α=30°?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • С какой максимальной скоростью может безопасно двигаться автомобиль по горизонтальной дороге на повороте радиусом 81 м, если коэффициент трения колес о дорогу равен 0,4? Ответ приведите в м/с.

  • Полый конус с углом при вершине 2α вращается с угловой скоростью ω вокруг вертикальной оси, совпадающей с его осью симметрии. Вершина конуса обращена вверх. На внешней поверхности конуса находится небольшая шайба, коэффициент трения которой о поверхность конуса равен μ. При каком максимальном расстоянии L от вершины шайба будет неподвижна относительно конуса? Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на шайбу.

Импульс. Закон сохранения импульса

Импульс

Второй закон Ньютона в импульсной форме

Закон сохранения импульса (ЗСИ)

Простые (обыкновенные) задачи

Неизвестное направление

Системы, замкнутые на направление

Движение по плоскости

Задачи из 2 части (на 3 балла)


Импульс

  • Легковой автомобиль и грузовик движутся со скоростями \(v_1=108\;км/ч\) и \(v_2=54\;км/ч\). Масса автомобиля \(m=1000\;кг\). Какова масса грузовика, если отношение импульса грузовика к импульсу легкового автомобиля равно \(1,5\)?

    Источник: ЕГЭ по физике 2013. Основная волна.

  • Отношение импульса автокрана к импульсу легкового автомобиля \(\frac{p_1}{p_2}=1,8\). Каково отношение их масс \(\frac{m_1}{m_2}\), если отношение скорости автокрана к скорости легкового автомобиля \(\frac{v_1}{v_2}=0,3\)?

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Второй закон Ньютона в импульсной форме

  • На тело массой 2,5 кг, движущееся прямолинейно в инерциальной системе отсчета, в течение 5 с в направлении движения действует постоянная сила, при этом импульс тела увеличивается на 40 кг∙м∕с. Какова величина силы, действующей на тело?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Тело двигалось по прямой в одном направлении. Под действием постоянной силы величиной 2 Н за 3 с модуль импульса тела увеличился и стал равен 15 кг∙м/с. Каков первоначальный импульс тела?

  • Под действием постоянной силы, равной по модулю 30 Н, тело движется в инерциальной системе отсчета по прямой в одном направлении. За какое время импульс тела уменьшится от 100 до 40 кг∙м∕с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон сохранения импульса (ЗСИ)

Простые (обыкновенные) задачи

  • Мальчик массой 22 кг, бегущий со скоростью 2,5 м/с, вскакивает сзади на платформу массой 12 кг. Чему равна скорость платформы с мальчиком?

  • С неподвижной лодки массой 50 кг на берег прыгнул мальчик массой 40 кг со скоростью 1 м/с относительно берега, направленной горизонтально. Какую скорость относительно берега приобрела лодка?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Два пластилиновых шарика с массами 3m и m, летящие по одной прямой навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями, при столкновении слипаются. Какой станет скорость шариков сразу после столкновения, если перед столкновением модуль скорости каждого из шариков был равен 4 м/с? Временем взаимодействия шариков пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рельсах стоит платформа с орудием общей массой 15 т. Из орудия производится выстрел вдоль рельсов. Масса снаряда 100 кг, его начальная скорость относительно земли 500 м/с. Найти скорость платформы в первый момент после выстрела, если платформа двигалась со скоростью 18 км/ч и выстрел был произведен в направлении, противоположном направлению ее движения.

  • На покоящейся тележке массой 20 кг находится человек массой 60 кг. Какова будет скорость тележки относительно земли, если человек пойдет по тележке со скоростью 1 м/с относительно тележки?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Неизвестное направление

  • Платформа с песком массой 5 кг двигается со скоростью 0,8 м/с по гладкой горизонтальной поверхности. Навстречу платформе летит ядро массой 1 кг со скоростью 7 м/с. Ядро попадает в песок и застревает в нем. В какую сторону и с какой скоростью покатится платформа после попадания ядра?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Шар массой 2 кг движется со скоростью 4 м/с и сталкивается с неподвижным шаром массой 6 кг. Какова будет скорость и направление движения первого шара после упругого удара, если скорость неподвижного шара после удара окажется равной 2 м/с.

Системы, замкнутые на направление

  • Камень массой m=4 кг падает под углом α=30° к вертикали со скоростью 10 м/с в тележку с песком общей массой M=16 кг, покоящуюся на горизонтальных рельсах. Определите скорость тележки с камнем после падения в нее камня.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Коляска массой 40 кг движется равномерно и прямолинейно по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью 3 м/с. На ходу в нее кладут сумку массой 10 кг. Как изменится скорость коляски?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Снаряд вылетел из ствола пушки, закрепленной на железнодорожной платформе, вдоль рельсов под углом 60° к горизонту. Каким будет отношение \(\frac{v_с}{v_п}\) скоростей снаряда и платформы, с которыми они станут двигаться после выстрела, если отношение масс платформы с пушкой и снаряда равно \(\frac{m_п}{m_с}=1000\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В ящик с песком массой 9 кг, соскальзывающий с гладкой наклонной плоскости, попадает горизонтально летящее ядро массой 3 кг и застревает в нём. Найдите скорость ящика сразу после попадания в него ядра, если непосредственно перед попаданием скорость ящика равна 6 м/с, а скорость ядра 12 м/с. Угол наклона плоскости к горизонту 60°.

  • На гладком горизонтальном столе стоит гладкий клин с углом при основании α=45°. На него положили шайбу и толкнули ее вверх вдоль наклонной плоскости клина со скоростью 1 м/с относительно стола. Когда шайба остановилась относительно клина, оказалось, что скорость клина равна 0,1 м/с. Чему равно отношение M/m масс клина и шайбы?

Движение по плоскости

  • Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 100 м/с, разрывается на два осколка. Один из осколков летит под углом 90° к первоначальному направлению. Под каким углом к этому направлению полетит второй осколок, если его масса 1 кг, а скорость 400 м/с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Граната, летевшая с некоторой скоростью, разрывается на две части. Первый осколок летит под углом 90° к первоначальному направлению со скоростью 60 м/с, а второй – под углом 30° со скоростью 40 м/с. Чему равно отношение массы второго осколка к массе первого осколка.

  • Одинаковые шары массой 1 кг каждый движутся со скоростями, направления которых показано на рисунке, и сталкиваются. Чему будет равен суммарный импульс шаров после столкновения, если \(v_1=7\;м/с\), а \(v_2=v_1\cdot\sqrt2\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Снаряд, выпущенный вертикально вверх, разорвался в верхней точке траектории. Первый осколок массой 1 кг приобрел скорость 400 м/с, направленную горизонтально. Второй осколок массой 1,5 кг полетел вверх со скоростью 200 м/с. Какова скорость третьего осколка, если его масса равна 2 кг?

    Источник: Гельф­гат И. М. Сбор­ник задач по фи­зи­ке для 9 клас­са.

  • Столкнулись два одинаковых пластилиновых шарика, причём векторы их скоростей непосредственно перед столкновением были взаимно перпендикулярны и вдвое отличались по модулю: \(v_1=2v_2\). Какой была скорость более быстрого шарика перед абсолютно неупругим столкновением, если после него величина скорости шариков стала равна 1,5 м/с? Ответ округлите до десятых.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Задачи из 2 части (на 3 балла)

  • Кусок пластилина сталкивается со скользящим навстречу по горизонтальной поверхности стола бруском и прилипает к нему. Скорости пластилина и бруска перед ударом направлены противоположно друг другу равны \(v_{пл}=15\;м/с\) и \(v_{бр}=5\;м/с\). Масса бруска в 4 раза больше массы пластилина. Коэффициент трения скольжения между бруском и столом μ=0,17. На какое расстояние переместятся слипшиеся брусок с пластилином к моменту когда их скорость уменьшится на 30%?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Энергия. Закон сохранения энергии

Энергия

Закон сохранения энергии

Замкнутая система

Незамкнутая система

Задачи из 2 части (на 3 балла)

Импульс и энергия

Неупругий удар


Энергия

  • При упругой деформации 2 см стальная пружина имеет потенциальную энергию 2 Дж. Какой станет потенциальная энергия этой пружины при увеличении деформации ещё на 1 см?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • К бруску массой 0,4 кг, лежащему на горизонтальной поверхности стола, прикреплена пружина. Свободный конец пружины тянут медленно в вертикальном направлении (см. рисунок). Определи величину потенциальной энергии, запасённой в пружине к моменту отрыва бруска от поверхности стола, если пружина при этом растягивается на 2 см. Массой пружины пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Груз изображённого на рисунке пружинного маятника совершает гармонические колебания между точками 1 и 3. Как меняются кинетическая энергия груза маятника и модуль ускорения груза при движении от точки 2 к точке 1?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Кинетическая энергия груза маятникаМодуль ускорения груза

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон сохранения энергии

Замкнутая система

  • Шарик массой 0,2 кг падает с высоты 3,5 м с начальной скоростью, равной нулю. Какова кинетическая энергия шарика при падении на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Мяч бросают вертикально вниз со скоростью 10 м/с. На какую высоту отскочит этот мяч после удара о пол, если высота, с которой бросили мяч, была равна 1 м?

    Источник: Громов С. В. Решебник по физике.

  • Автомобиль с выключенным двигателем сняли со стояночного тормоза, и он покатился под уклон, составляющий угол 30° к горизонту. Проехав 10 м, он попадает на горизонтальный участок дороги. Чему равна скорость автомобиля в начале горизонтального участка дороги? Трением пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретет пуля массой 20 г при выстреле в горизонтальном направлении?

  • На какой высоте кинетическая энергия свободно падающего тела равна его потенциальной энергии, если на высоте 10 м скорость тела равна 8 м/с?

    Источник: Кирик Л. А. Самостоятельные и контрольные работы для 9 класса.

Незамкнутая система

  • Парашютист массой 80 кг отделился от неподвижно висящего вертолета и, пролетев до раскрытия парашюта 200 м, приобрел скорость 50 м/с. Найти работу силы сопротивления воздуха на этом пути.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Стальной шарик массой 50 г падает с высоты 1,5 м на каменную плиту и, отскакивая от нее, поднимается на высоту 1,2 м. Какое количество механической энергии выделится в виде теплоты?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Шарик массой 200 г падает с высоты 50 м с начальной скоростью, равной нулю. Чему равна его кинетическая энергия в момент перед падением на землю, если потеря энергии за счёт сопротивления воздуха составила 10 Дж?

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом о стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. Какое количество теплоты выделилось при ударе, если перед ударом кинетическая энергия мяча была равна 20 Дж?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Мальчик на санках скатился без трения с ледяной горки высотой 10 м и проехал по горизонтали до остановки 50 м. Сила трения при его движении по горизонтальной поверхности равна 80 Н. Чему равна общая масса мальчика с санками?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Санки с седоком общей массой 100 кг съезжают с горы высотой 8 м и длиной 100 м. Какова средняя сила сопротивления движению санок, если в конце горы они развили скорость 10 м/с, а начальная скорость равна нулю?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Задачи из 2 части (на 3 балла)

Импульс и энергия

  • На гладкой горизонтальной плоскости стоит гладкая горка высотой H=24 см и массой M=1 кг, а на ее вершине лежит небольшая шайба массой m=200 г (см. рисунок). После легкого толчка шайба соскальзывает с горки и движется перпендикулярно стенке, закрепленной в вертикальном положении на плоскости. С какой скоростью шайба приближается к стенке по плоскости?

  • Снаряд массой 4 кг, летящий со скоростью 400 м/с, разрывается на две равные части, одна из которых летит в направлении движения снаряда, а другая – в противоположную сторону. В момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличилась на величину ΔE. Скорость осколка, летящего по направлению движения снаряда, равна 900 м/с. Найдите ΔE.

    Источник: ЕГЭ по физике 2018. Досрочная волна.

Неупругий удар

  • Брусок массой \(m_1=500\;г\) соскальзывает по наклонной плоскости с некоторой высоты h и, двигаясь по горизонтальной поверхности, сталкивается с неподвижным бруском массой \(m_2=300\;г\). Считая столкновение абсолютно неупругим, определите высоту h, если общая кинетическая энергия брусков после столкновения равна 2,5 Дж. Трением при движении пренебречь.

  • На горизонтальном гладком столе лежит длинная доска массой M=10 кг, а на ее левом конце – деревянный брусок массой m=1 кг (см. рисунок). В брусок попадает и прилипает к нему пластилиновый снаряд массой \(m_0=200\;г\), летевший горизонтально по направлению вдоль доски со скоростью \(v_0=10\;м/с\), после чего брусок скользит до остановки по шероховатой доске, не сваливаясь с нее. Какое количество теплоты Q выделится в этой системе в течение всего процесса?

  • Летящая горизонтально со скоростью 20 м/с пластилиновая пуля массой 9 г попадает в груз, неподвижно висящий на нити длиной 40 см, в результате чего груз с прилипшей к нему пулей начинает совершать колебания. Максимальный угол отклонения нити от вертикали при этом равен α=60°. Какова масса груза?

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Статика
Правило сил (первое условие равновесия)
  • К концу стержня AC (см. рисунок) длиной 2 м, укрепленного шарнирно одним концом к стене, а другого конца поддерживаемого тросом BC длиной 2,5 м, подвешен груз массой 120 кг. Найдите силы, действующие на трос и стержень.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Свинцовый шар массой 4 кг подвешен на нити и полностью погружен в воду (см. рисунок). Нить образует с вертикалью угол α=30°. Определите силу, с которой нить действует на шар. Плотность свинца \(\rho=11300\;кг/м^3\). Трение шара о стенку пренебречь. Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на шар.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Правило моментов (второе условие равновесия)
  • Рельс длиной 10 м и массой 900 кг поднимают на двух параллельных тросах. Найдите силу натяжения тросов, если один из них укреплен на конце рельса, а другой на расстоянии 1 м от другого конца.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • На рисунке изображена невесомая балка, на которой находятся два груза массой по 10 кг каждый. Расстояние между опорами 4 м. Найдите силу давления балки на опоры.

    Источник: Савченко О. Я. Задачи по физике.

  • Дан невесомый стержень, к концам которого подвешены шары массами \(m_1\) и \(m_2\) (см. рис.). Стержень опирается на две опоры в точках C и D. Длина стержня L равна 1 м, \(m_2=0,3\;кг\). Сила реакции опоры в точке D в два раза больше, чем в точке C. Также известно, что расстояния CD=0,6 м, AC=0,2 м. Найдите массу левого шарика \(m_1\).

    Источник: ЕГЭ по физике 2019. Основная волна.

  • К концам стержня массой 10 кг и длиной 40 см подвешены грузы массами 40 кг и 10 кг. На каком расстоянии от большего груза надо подпереть стержень, чтобы он находился в равновесии?

    Источник: Кирик Л. А. Самостоятельные и контрольные работы для 9 класса.

  • Тонкий однородный стержень AB шарнирно закреплён в точке A и удерживается горизонтальной нитью BC (см. рисунок). Трение в шарнире пренебрежимо мало. Масса стержня m=1 кг, угол его наклона к горизонту α=30°. Найдите модуль силы действующей на стержень со стороны шарнира. Сделайте рисунок, на котором укажите все силы, действующие на стержень.

  • Однородный тонкий стержень массой m=1 кг одним концом шарнирно прикреплён к потолку, а другим концом опирается на массивную горизонтальную доску, образуя с ней угол α=30°. Под действием горизонтальной силы F доска движется поступательно влево с постоянной скоростью (см. рисунок). Стержень при этом неподвижен. Найдите F если коэффициент трения стержня по доске μ=0,2. Трением доски по опоре и трением в шарнире пренебречь.

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2016.

  • Невесомый стержень AB с двумя малыми грузиками массами \(m_1=200\;г\) и \(m_2=100\;г\), расположенными в точках C и B соответственно, шарнирно закреплён в точке A. Груз массой M=100 г подвешен к невесомому блоку за невесомую и нерастяжимую нить, другой конец который соединён с нижним концом стержня, как показано на рисунке. Вся система находится в равновесии, если стержень отклонён от вертикали на угол α=30°, а нить составляет угол с вертикалью, равной β=30°. Расстояние AC=b=25 см. Определите длину стержня AB. Cделайте рисунок с указанием сил, действующих на груз M и стержень.

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2021.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Молекулярная физика
Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)
  • Среднее значение квадрата скорости поступательного движения молекул аргона, находящегося под давлением 100 кПа, равно \(2\cdot10^6\;м^2/с^2\). Определите концентрацию молекул при этих условиях.

  • Средняя кинетическая энергия молекулы одноатомного газа, находящегося в сосуде вместимостью \(V=4\;л\), равна \(\overline E=3,2\cdot10^{-19}\;Дж\). Давление газа в сосуде равно \(p=100\cdot10^3\;Па\). Определите число молекул газа в этом сосуде.

  • Средняя квадратичная скорость молекул равна 500 м/с. Какой объем займет газ массой 1 кг при давлении \(10^5\;Па\)?

  • При температуре 300 К плотность газа 1,2 кг/м3, а средняя квадратичная скорость молекул 500 м/с. Определите концентрацию газа.

  • Плотность кислорода \(O_2\) при давлении 124 кПа 1,6 кг/м3. Найти число молекул в единице объема (концентрацию), среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул, среднюю квадратичную скорость молекул и температуру кислорода.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • При неизменной концентрации молекул гелия средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 4 раза. Во сколько раз увеличится давление газа?

  • При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя квадратичная скорость теплового движения его молекул уменьшилась в 2 раза. Чему равно отношение конечного давления к начальному?

  • Во сколько раз изменится давление разреженного одноатомного газа, если абсолютная температура газа уменьшится в 2 раза, а концентрация молекул увеличится в 3 раза?

  • Во сколько раз изменится давление одноатомного газа в результате уменьшения его объема в 3 раза и увеличения средней кинетической энергии молекул в 2 раза?

  • В ходе эксперимента давление разреженного газа в сосуде увеличилось в 4 раза, а средняя энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 2 раза. Во сколько раз увеличилась при этом концентрация молекул газа в сосуде?

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • В закрытом сосуде находится идеальный газ. На сколько процентов увеличится давление газа, если средняя квадратичная скорость его молекул увеличится на 20%?

  • Среднеквадратичная скорость молекул идеального одноатомного газа, заполняющего закрытый сосуд, равна 450 м/с. Как и на сколько изменится среднеквадратичная скорость молекул этого газа, если давление в сосуде вследствие охлаждения газа уменьшить на 19%?

  • В цилиндре под поршнем находится некоторое количество идеального одноатомного газа, среднеквадратичная скорость молекул которого равна 400 м/с. В результате некоторого процесса объём газа увеличился на 80%, а давление уменьшилось на 20%. Каким стало новое значение среднеквадратичной скорости молекул этого газа?

  • При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул неона уменьшилась в 4 раза. Какова начальная температура газа.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Уравнение Менделеева – Клапейрона

Газовые законы

Пропорциональность

Расчетные задачи

Ртутный столбик

Задачи, комбинированные с механикой

Уравнение Менделеева – Клапейрона

Пропорциональность

Задачи, комбинированные с МКТ

Расчетные задачи

Поршень

Воздухоплавание

Гелий

Горячий воздух


Газовые законы

Пропорциональность

  • Установите соответствие между формулами и процессами в идеальном газе, которые они описывают (N – число частиц, p – давление, V – объём, T – абсолютная температура).

    К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    ФОРМУЛЫ

    \(А)\;\frac pT=const\)

    \(Б)\;\frac VT=const\)

    ПРОЦЕССЫ

    1) изобарный процесс при N=const

    2) изотермический процесс при N=const

    3) изохорный процесс при N=const

    4) адиабатный процесс при N=const

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Разряжённый углекислый газ изобарно сжимается. Масса газа постоянна. Во сколько раз нужно уменьшить абсолютную температуру газа, чтобы его объём уменьшился в 4 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на диаграмме p-V. Чему равна температура газа в состоянии 2, если в состоянии 1 температура равна 400 К?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В сосуде под поршнем находится идеальный газ. Давление газа равно 100 кПа. При постоянной температуре объём газа увеличили в 4 раза. Определите давление газа в конечном состоянии.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На p-T – диаграмме отображена последовательность трёх процессов (1→2→3) изменения состояния 2 моль идеального газа. При давлении p_0 и температуре T_0 газ занимает объем 6 л. Какой объем занимает газ в конце процесса 1?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Давление идеального газа в сосуде с жесткими стенками при температуре 27 ℃ равно 90 кПа. Каким будет давление в сосуде, если газ нагреть до температуры 127 ℃?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Во сколько раз изменится давление воздуха в цилиндре, если поршень медленно переместить на 1∕3 влево?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • В сосуде ёмкостью 4 л находится газ под давлением 600 кПа. Газ изотермически расширяется до объёма 12 л. Затем при изохорическом нагревании его температура увеличивается в 2 раза. Определите давление газа в конце процесса.

  • Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3, график которого изображён на рисунке в координатах p-V, где p – давление газа, V– объём газа. Как изменяется плотность газа в ходе процесса 1-2 и абсолютная температура газа T в ходе процесса 2-3? Масса газа остается постоянной.

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Плотность газа
    в ходе процесса 1-2
    Абсолютная температура
    в ходе процесса 2-3

    Источник: ЕГЭ по физике 2020. Основная волна.

Расчетные задачи

  • Идеальный газ изобарно нагревают так, что его температура изменяется на 240 ℃, а объём увеличивается в 1,8 раза. Масса газа постоянна. Найдите конечную температуру газа по школе Кельвина.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • Газ изотермически сжали от объёма 6 л до объёма 4 л, при этом изменение давления равно 200 кПа. Определите начальное давление газа.

  • Температура воздуха в цилиндре 7 °С. На сколько переместится поршень при нагревании воздуха на 20 К, если вначале расстояние от дна цилиндра до поршня было равно 14 см? Процесс считать изобарным.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • В цилиндре под поршнем находится газ. Чтобы поршень оставался в неизменном положении при увеличении абсолютной температуры газа в 2 раза, на него следует положить груз массой 15 кг. Площадь поршня 10 см2. Найдите первоначальное давление газа.

  • Со дна озера, имеющего глубину H=25 м, медленно поднимается пузырек воздуха. Определите объём пузырька \(V_1\) у дна озера, если на расстоянии h=5 м от поверхности воды пузырёк имел объём \(V_2=7\;мм^3\). Давление воздуха на уровне поверхности воды равно нормальному атмосферному давлению. Силу поверхностного натяжения не учитывать, температуры воды в озере и воздуха в пузырьке считать постоянными.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Ртутный столбик

  • В горизонтальной пробирке находится 240 см3 воздуха, отделённого от атмосферы столбиком ртути длиной 150 мм. Если пробирку повернуть открытым концом вверх, то объём воздуха станет 200 см3. Найдите атмосферное давление.

  • В длинной трубке, закрытой с одного конца, находится воздух, запертый столбиком ртути. Когда трубка расположена горизонтально, столбик воздуха занимает объём 173 мм3. Если трубку поставить вертикально открытым концом вниз, объём воздуха в ней равен 200 мм3, причём ртуть не выливается. Атмосферное давление 100 кПа. Определите длину столбика ртути.

  • В горизонтальной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз и нагрели на 60 К. При этом объем, занимаемый воздухом, не изменился. Давление атмосферы в лаборатории – 750 мм рт. ст. Какова температура воздуха в лаборатории?

Задачи, комбинированные с механикой

  • Бутылка, наполненная газом, плотно закрыта пробкой площадью сечения 2,5 см2. До какой температуры надо нагреть газ, чтобы пробка вылетела из бутылки, если сила трения, удерживающая пробку, 12 Н? Первоначальное давление воздуха в бутылке и наружное давление одинаковы и равны 100 кПа, а начальная температура равна 3 °С.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Один конец цилиндрической трубки длиной 25 см и радиусом 1 см закрыт пробкой, а в другой вставлен поршень, который медленно вдвигают в трубку. Когда поршень подвинется на расстояние 8 см, пробка вылетает. Определите силу трения пробки о стенки трубки в момент вылета пробки. Атмосферное давление нормальное.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под подвижным поршнем площадью поперечного сечения \(50\;см^2\) находится разреженный газ (см. рисунок). При движении сосуда по вертикали с ускорением, направленным вверх и равным по модулю \(2\;м/с^2\), высота столба газа под поршнем постоянна и на 5% меньше, чем в покоящемся сосуде. Считая температуру газа под поршнем неизменной, а наружное давление постоянным и равным 28 кПа, определите массу поршня. Масса газа под поршнем постоянна.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Цилиндр сечением 30 см2 закрыт тяжёлым поршнем. При подъёме сосуда с ускорением 30 м/с2 объём газа под поршнем уменьшился в 1,5 раза. Определите массу поршня, считая температуру постоянной. Атмосферное давление 100 кПа.

  • В вертикальном цилиндрическом сосуде под горизонтальным поршнем площадью 20 см2 и массой 10 кг, способным перемещаться вдоль стенок сосуда практически без трения, находится идеальный газ. Определите, во сколько раз изменится объем газа под поршнем, если сосуд, оставаясь все время в вертикальном положении, будет свободно падать. Считать температуру газа и атмосферное давление постоянными, а поршень покоящимся относительно сосуда при его падении. Массой газа по сравнению с массой поршня пренебречь.

Уравнение Менделеева – Клапейрона

Пропорциональность

  • При температуре \(2T_0\) и давлении \(p_0\) идеальный газ в количестве 1 моль занимает объем \(2V_0\). Сколько моль этого газа при температуре \(T_0\) и том же давлении \(p_0\) занимают объём \(V_0\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В сосуде неизменного объёма находится разреженный газ в количестве 3 моль. Во сколько раз уменьшится давление газа в сосуде, если выпустить из него 1 моль газа, а абсолютную температуру уменьшить в 2 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При проведении опыта в сосуд закачивали воздух, одновременно охлаждая его. При этом температура воздуха в сосуде понизилась в 2 раза, а давление воздуха возросло в 3 раза. Во сколько раз увеличилась масса воздуха в сосуде?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Во время опыта абсолютная температура воздуха в сосуде под поршнем повысилась в 2 раза, и он перешёл из состояния 1 в состояние 2, (см. рисунок). Поршень прилегал к стенкам сосуда неплотно, и сквозь зазор между ними мог просачиваться воздух. Рассчитайте отношение \(\frac{N_2}{N_1}\) числа молекул газа в сосуде в конце и начале опыта. Воздух считать идеальным газом.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Масса воздуха в цилиндре при нагревании изменилась, так как крышка, закрывающая цилиндр, была негерметична. Найдите отношение масс воздуха в цилиндре в конечном и начальном состояниях \(\frac{m_2}{m_1}\), если при увеличении температуры воздуха в 2 раза давление увеличилось в 1,5 раза.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При температуре \(T_0\) и давлении \(p_0\) 3 моль идеального газа занимают объем 20 л. Какой объём будут занимать 2 моль газа при температуре \(3T_0\) и давлении \(4p_0\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа p от объёма V. Масса газа в процессе не изменяется. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие отражённые на графике процессы.

    1) Концентрация молекул газа в процессе 2-3 оставалась постоянной.

    2) В ходе процесса 1-2-3 средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа увеличивается в 3 раза.

    3) В процессе 2-3 абсолютная температура газа изохорно увеличилась в 1,5 раза.

    4) В процессе 1-2 абсолютная температура газа изобарно увеличилась в 4 раза.

    5) Абсолютная температура газа минимальна в состоянии 3.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На графике представлена зависимость давления неизменной массы идеального газа от его плотности. Опишите, как изменяются температура и объём газа в процессах 1-2 и 2-3.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показана зависимость давления газа от его плотности. Определите отношение максимальной и минимальной температуры в цикле.

  • В сосуде неизменного объема при комнатной температуре находилась смесь водорода и гелия, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль водорода. Считая газы идеальными, а их температуру постоянной, выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных исследований, и укажите их номера.

    1) Парциальное давление водорода уменьшилось.

    2) Давления смеси газов в сосуде не изменилась.

    3) Концентрация гелия увеличилась.

    4) В начале опыта концентрации газов были одинаковые.

    5) В начале опыта массы газов были одинаковые.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Задачи, комбинированные с МКТ

  • При нагревании и давление, и объем идеального газа увеличились в 2 раз. Во сколько раз увеличилась средняя кинетическая энергия хаотического движения его молекул?

Расчетные задачи

  • В баллоне объёмом \(16,62\;м^3\) находится 14 кг азота при температуре 300 К. Каково давление этого газа? Ответ выразите в килопаскалях.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан график изменения давления 32 моль газа при изохорном нагревании. Каков объём этого газа? Ответ приведите в кубических метрах с точностью до десятых.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • При уменьшении объема газа в 2 раза давление увеличилось на 120 кПа и абсолютная температура возросла на 10%. Каким было первоначальное давление?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Поршень

  • В цилиндре под поршнем площадью 100 см2 находится 28 г азота при температуре 373 К. На какой высоте  находится поршень? Масса поршня 100 кг. Атмосферное давление 105 Па.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Вертикально, расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем массой 11 кг на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество идеального газа при температуре 361 К. Сколько молей газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Гелий в количестве \(\nu=1/20\;моля\) находится в горизонтальном закреплённом цилиндре с поршнем, который может без трения перемещаться в цилиндре и вначале удерживается в равновесии силой \(F_1=280\;Н\). При этом среднеквадратичная скорость движения атомов гелия составляет \({\overline v}_1=1400\;м/с\). Затем гелий стали охлаждать, а поршень медленно сдвигать, постепенно уменьшая действующую на него силу. Когда эта сила равнялась \(F_2=150\;Н\), среднеквадратичная скорость движения атомов гелия стала равной \({\overline v}_2=1200\;м/с\). На какое расстояние \(\Delta l\) при этом сдвинулся поршень?

Воздухоплавание

Гелий

  • Для того чтобы совершить полет, изобретатель массой 60 кг решил использовать 5000 воздушных шариков с гелием. До какого объёма необходимо надуть шар, чтобы изобретатель поднялся в воздух при нормальном атмосферном давлении и температуре воздуха T=27 °С. Массой оболочки шаров и объёмом изобретателя пренебречь.

    Источник: ЕГЭ по физике 2017. Основная волна.

  • Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и содержит 100 кг гелия. Какой груз он может удерживать в воздухе на высоте, где температура воздуха 17℃, а давление \(10^5\;Па\)? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объёма шара.

  • Сферическую оболочку воздушного шара наполняют гелием при атмосферном давлении \(10^5\;Па\). Минимальная масса оболочки, при которой шар начинает поднимать сам себя, равна m=500 кг. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0 ℃. Чему равна масса одного квадратного метра материала оболочки шара? (Площадь сферы \(S=4\pi r^2\), объём шара \(V=4/3\pi r^3\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Горячий воздух

  • Шар объемом \(0,1\;м^3\), сделанный из тонкой бумаги, наполняют горячим воздухом, имеющим температуру 340 К. Температура окружающего воздуха 290 К. Давление воздуха внутри шара и атмосферное давление одинаковы и равны 100 кПа. При каком значении массы бумажной оболочки шар будет подниматься?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Воздушный шар объемом \(2500\;м^3\) с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. До какой минимальной температуры нужно нагреть воздух в шаре, чтобы шар взлетел вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг? Температура окружающего воздуха 7 °С, его плотность \(1,2\;кг/м^3\). Оболочку шара считать нерастяжимой.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон Дальтона
  • Два сосуда, содержащие один и тот же газ, соединены трубкой с краном. Объемы сосудов равны \(V_1=1\;л\) и \(V_2=2\;л\), а давления в них – \(p_1=120\;кПа\) и \(p_2=150\;кПа\). Каким будет давление газа после открытия крана соединительной трубки? Считать, что температура газа постоянна.

Термодинамика
Первый закон термодинамики

Внутренняя энергия

Тестовые задачи

Расчетные задачи

2 часть

Теплоизолированные сосуды

Задачи, комбинированные с механикой

Работа газа

Тестовые задачи

Расчетные задачи

Первый закон термодинамики

Тестовые задачи

Расчетные задачи

2 часть


Внутренняя энергия

Тестовые задачи

  • Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как меняются в ходе указанного на диаграмме процесса давление газа, его объём и внутренняя энергия?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    ДавлениеОбъёмВнутренняя энергия
  • В процессе расширения 1 моль разреженного гелия его внутренняя энергия всё время остаётся неизменной. Как изменяются при этом температура гелия и его давление?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Температура гелияДавление гелия

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В ходе адиабатического процесса внутренняя энергия одного моля разреженного гелия увеличивается. Как изменяются при этом температура гелия и его объём?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Температура гелияОбъём гелия

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В вертикальном сосуде под подвижным поршнем находится идеальный газ массой m при температуре T. Массу газа уменьшили в 3 раза, а температуру увеличили в 2 раза. Как изменяются при этом давление газа и внутренняя энергия газа под поршнем? Трением поршня о стенки сосуда пренебречь.

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Давление газаВнутренняя энергия газа

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Объём сосуда с идеальным газом уменьшили вдвое, выпустив половину газа и поддерживая температуру газа в сосуде постоянной. Как изменятся в результате этого давление газа в сосуде и его внутренняя энергия?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Давление газаВнутренняя энергия газа

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На pV – диаграмме показан процесс изменения состояния 4 моль идеального одноатомного газа. Газ отдал в окружающую среду количество теплоты, равное 2,5 кДж. На сколько уменьшилась внутренняя энергия газа в этом процессе?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан график зависимости давления одноатомного идеального газа от температуры при постоянной массе. В состоянии 1 внутренняя энергия газа равна 1,5 кДж. Чему равна внутренняя энергия газа в состоянии 2?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В сосуде находится 1 моль идеального одноатомного газа. В состоянии 1 температура газа равна 100 К. Определите внутреннюю энергию газа в состоянии 2. Ответ приведите в кДж, округлив до целых.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жёсткими стенками объёмом \(0,6\;м^3\). При нагревании его внутренняя энергия увеличилась на 18 кДж. На сколько возросло давление газа?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При температуре T=37 ℃ внутренняя энергия идеального газа U=1,5 Дж. Определите число атомов газа.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

2 часть

Теплоизолированные сосуды

  • В теплоизолированном цилиндре, разделённом на две части тонким невесомым теплопроводящим поршнем, находится идеальный одноатомный газ. В начальный момент времени поршень закреплён, а параметры состояния газа – давление, объём и температура – в одной части цилиндра равны \(p_1=1\;атм\), \(V_1=1\;л\) и \(T_1=300\;К\), а в другой, соответственно, \(p_2=2\;атм\), \(V_2=1\;л\) и \(T_2=600\;К\). Поршень отпускают, и он начинает двигаться без трения. Какое давление газа установится в цилиндре спустя достаточно долгое время, когда будет достигнуто состояние равновесия? Теплоёмкостями цилиндра и поршня можно пренебречь.

  • Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится \(\nu_1=2\;моль\) гелия при температуре \(T_1=400\;К\); во втором – \(\nu_2=3\;моль\) аргона при температуре \(T_2=300\;К\). Кран открывают. В установившемся равновесном состоянии давление в сосудах становится p=5,4 кПа. Определите объем V сосуда. Объёмом трубки пренебречь.

  • Два теплоизолированных сосуда, объёмы которых \(V_1=2V\) и \(V_2=V\), соединены между собой трубкой с вентилем. Вентиль закрыт. Сосуды содержат соответственно разряженной аргон и разряженный криптон в количествах \(\nu_1\) и \(\nu_2=2\nu_1\) при температурах \(T_1\) и \(T_2=2T_1\) соответственно. Каким будет давление в сосудах, если вентиль открыть? Объёмом трубки пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Задачи, комбинированные с механикой

  • В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится 0,1 моль гелия, запертого поршнем. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нем. Как изменится температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с сосудом и поршнем.

    Источник: Мякишев Г. Я. Учебник для 10 класса. Механика.

Работа газа

Тестовые задачи

  • Чему равна работа газа в процессе CD, если он получил в этом процессе 20 кДж теплоты?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показаны различные процессы изменения состояния идеального газа. Масса газа постоянна. В каком из процессов (1, 2, 3 или 4) работа внешних сил равна нулю?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На pV – диаграмме показано, как изменялось давление газа при его переходе из состояния 1 в состояние 3. Каково отношение \(\frac{A_{23}}{A_{12}}\) работ газа в процессах 2-3 и 1-2?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. В каком процессе работа газа имеет положительное значение и минимальна по величине, а в каком работа внешних сил положительна и минимальна по величине?

    Установите соответствие между этими процессами и номерами процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    ПРОЦЕСС

    А) работа внешних сил положительна и минимальна

    Б) работа газа положительна и минимальна

    НОМЕР ПРОЦЕССА

    1) 1

    2) 2

    3) 3

    4) 4

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • Зависимость объёма постоянной массы идеального газа от температуры показана на V-T – диаграмме. Выберите все верные утверждения о процессе, происходящем с газом.

    1) Давление газа максимально в состоянии D.

    2) При переходе из состояния D в состояние A внутренняя энергия увеличивается.

    3) При переходе из состояния B в состояние C работа газа всё время положительна.

    4) Давление газа в состоянии C больше, чем давление газа в состоянии A.

    5) При переходе из состояния B в состояние C внутренняя энергия увеличивается.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На p-V – диаграмме показаны два процесса, проведённые с одним и тем же количеством газообразного неона. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на графике.

    1) В процессе 2 абсолютная температура неона изобарно увеличилась в 2 раза.

    2) В процессе 1 плотность неона увеличилась в 5 раз.

    3) В процессе 1 неон изобарно увеличивает свой объем в 5 раз.

    4) В процессе 2 концентрация молекул неона увеличилась в 2 раза.

    5) Работа совершённая неоном в процессе 1, больше, чем в процессе 2.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Газ в количестве 5 моль последовательно перешёл из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояния 3 и 4. Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих с газом.

    1) На участке 1-2 работа газа равна нулю.

    2) На участке 2-3 работа газа равна нулю.

    3) На участке 1-2 давление газа увеличивалась.

    4) Давление газа максимально в состоянии 3.

    5) Внутренняя энергия газа максимальна в состоянии 4.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на p-V – диаграмме. Чему равна работа, совершенная газом в процессе 1-2-3, если \(p_0=80\;кПа\), \(V_0=2\;л\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Определите массу водорода, находящегося под поршнем в цилиндрическом сосуде, если при нагревании его от 250 К до 680 К при постоянном давлении была совершена работа 392 Дж.

  • При изобарическом расширении идеального одноатомного газа была совершена работа 200 Дж. Определите изменение внутренней энергии газа.

  • Кислород, взятый при температуре 27 °С, изобарически сжали до объёма в 5 раз меньше первоначального. Определите работу внешней силы при сжатии, если масса газа 160 г.

  • В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем массой 10 кг, скользящим без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20 см. Какую работу совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • В цилиндре с площадью основания 0,01 м2 находится воздух при температуре 250 К. На высоте 50 см от основания цилиндра располагается поршень массой 100 кг. Какую работу совершит расширившийся воздух, если нагреть его до 300 К? Атмосферное давление 100 кПа.

Первый закон термодинамики

Тестовые задачи

  • На графике показана зависимость давления одноатомного идеального газа от его объёма. При переходе из состояния 1 в состояние 2 газ совершил работу, равную 5 кДж. Чему равно количество теплоты, полученное газом при этом переходе?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. На каком участке работа газа положительна и равна полученному газом количеству теплоты?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 3 кДж. Насколько в результате этого увеличилась его внутренняя энергия?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Какое количество теплоты отдает окружающей среде 1 моль гелия при изохорном охлаждении от температуры 325 К до температуры 285 К?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображена диаграмма четырёх последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. В каком процессе работа газа имеет положительное значение и минимальна по величине, а в каком работа внешних сил положительна и минимальна по величине?

    Установите соответствие между этими процессами и номерами процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    ПРОЦЕСС

    А) работа внешних сил положительна и минимальна

    Б) работа газа положительна и минимальна

    НОМЕР ПРОЦЕССА

    1) 1

    2) 2

    3) 3

    4) 4

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан график циклического процесса, проведенного с одноатомным идеальным газом, в координатах V-T, где V – объём газа, T – абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие отражённые на графике процессы.

    1) Давление газа в процессе CD постоянно, при этом внешние силы совершают над газом положительную работу.

    2) В процессе DA давление газа изохорно уменьшается.

    3) В процессе AB газ отдаёт в окружающую среду положительное количество теплоты.

    4) В состоянии B концентрация атомов газа максимальна.

    5) В процессе BC внутренняя энергия газа остаётся постоянной.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Зависимость температуры одного моля одноатомного идеального газа от давления показана на рисунке. Выберите все верные утверждения, которые верно отражают результаты этого эксперимента.

    1) В процессе 1-2 объём газа увеличили в 3 раза.

    2) В процессе 2-3 газ совершил работу.

    3) В процессе 2-3 внутренняя энергия газа уменьшалась.

    4) В процессе 1-2 к газу подводили тепло.

    5) Объём газа в состоянии 3 равен объёму газа в состоянии 1.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • С идеальным газом происходит циклический процесс 1-2-3-4-1, pV – диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

    1) Количество вещества газа, участвующего в циклическом процессе, превышает 0,5 моля.

    2) Работа газа при его изобарном расширении равна 400 Дж.

    3) Работа совершенная над газом при его изобарном сжатии, равна 100 Дж.

    4) На участке 2-3 газ отдаёт положительное количество теплоты.

    5) Минимальная температура газа в циклическом процессе равна 100 К.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При изучении процессов, происходящих с газом, ученик занес в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам этих опытов. Газ считать идеальным.

    № опыта1234567
    p, кПа200180150100110150200
    t, ℃2727272757177327

    1) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза меньше объема газа в состоянии 1.

    2) В опытах 4-7 объём газа был одинаковым.

    3) Внутренняя энергия газа в опыте 6 в 3 раза больше, чем в опыте 5.

    4) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 газ получил тепло.

    5) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 газ совершил работу.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Идеальный газ отдал количество теплоты 600 Дж, при этом его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж. Чему равна работа, совершенная над газом?

  • Нагреваемый при постоянном давлении идеальный одноатомный газ совершил работу 400 Дж. Какое количество теплоты было передано газу?

  • Идеальный одноатомный газ адиабатно переводят из состояния с давлением 220 кПа и объёмом 1 л в состояние с давлением 40 кПа и объемом 2 л. Определите работу, совершенную газом.

2 часть

  • На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?

  • С одним молем идеального газа проводят процесс 1-2-3, изображенный на TV-диаграмме. Известно, что \(T_1=300\;К\), а \(\frac{V_3}{V_1}=4\). Каким количеством теплоты \(Q_{123}\) газ обменялся с окружающими телами в этом процессе? Ответ округлите до десятых долей кДж.

  • Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3 (см. рисунок, где \(T_0=100\;К\)). На участке 2-3 к газу подводят \(Q_{23}=2,5\;кДж\) теплоты. Найдите отношение работы \(A_{123}\), совершаемой газом в ходе процесса, к количеству поглощенной газом теплоты \(Q_{123}\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился (\(T_1=300\;К\)). Затем газ изохорно нагрели, повысив его давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3, график которого показан на рисунке в координатах T-V. Известно, что в процессе 1-2 газ совершил работу 2,5 кДж, а в процессе 2-3 объём газа V увеличился в 3 раза. Какое количество теплоты было сообщено газу в процессе 1-2-3, если его температура T в состоянии 1 равна 300 К?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В сосуде объемом \(V=0,02\;м^3\) с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение S, полагая газ идеальным. Массой пробки пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Цилиндрический сосуд радиусом R=10 см, в котором находится идеальный газ под  поршнем массой M=12,7 кг, закреплен на наклонной плоскости с углом наклона α=30°. Поршень  может скользить без трения вдоль стенок сосуда. Газу сообщают количество теплоты Q = 100 Дж. При этом поршень перемещается на расстояние
    l=2 см. Определите изменение внутренней энергии газа. Атмосферное давление \(p_0=10^5\;Па\).

  • В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление \(p=4\cdot10^5\;Па\). Расстояние от дна сосуда до поршня L=30 см. Площадь поперечного сечения поршня \(S=25\;см^2\). В результате медленного нагревания газа поршень сдвинулся на расстояние x=10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной \(F_{тр}=3\cdot10^3\;Н\). Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Считать, что сосуд находится в вакууме.

  • Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре \(T_1=600\;К\) и давлении \(p_1=4\cdot10^5\;Па\), расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа \(p_2=10^5\;Па\). Какую работу совершил газ при расширении, если он отдал холодильнику количество теплоты 1240 Дж?

  • Идеальный одноатомный газ расширяется сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной (см. рисунок). При адиабатном расширении газ совершил работу, равную 3 кДж. Какова работа газа за весь процесс 1-2-3?

КПД теплового двигателя

Часть 1

Простейшие задачи

Задачи на соответствие

Часть 2


Часть 1

Простейшие задачи

  • Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 100 Дж, и совершает работу 40 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Рабочее тело тепловой машины за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 150 Дж, и отдает холодильнику 120 Дж. Каков КПД тепловой машины?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • У идеального теплового двигателя Карно температура нагревателя равна 227 ℃, а температура холодильника равна -23 ℃. Определите КПД теплового двигателя.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Температура нагревателя 500 К, температура холодильника на 200 К меньше, чем у нагревателя. Чему равен максимально возможный КПД теплового двигателя, работающего с этими нагревателем и холодильником?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Рабочее тело тепловой машины за один цикл получает от нагревателя количество теплоты 300 Дж, а отдаёт холодильнику количество теплоты 200 Дж. Какую работу совершает рабочее тело за пять циклов?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Рабочее тело тепловой машины с КПД 15% за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 60 Дж. Какую работу машина совершает за цикл?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Идеальная тепловая машина Карно с КПД 40% за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 10 кДж. Какое количество теплоты машина отдаёт холодильнику за цикл работы?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Рабочее тело тепловой машины с КПД 20% за цикл работы отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 60 Дж. Какое количество теплоты за цикл рабочее тело получает от нагревателя?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Идеальный тепловой двигатель за один свой цикл совершает работу 2 Дж и отдает холодильнику количество теплоты, равное 8 Дж. Каков КПД этого двигателя?

  • У теплового двигателя, работающего по циклу Карно, температура нагревателя 500 К, а температура холодильника 300 К. Рабочее тело за один цикл получает от нагревателя 40 кДж теплоты. Какую работу совершает при этом рабочее тело двигателя?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • КПД тепловой машины 18%. Чему будет равен КПД, если потери тепла уменьшить в 2 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Чему равна полезная работа совершённая 2 моль идеального газа в процессе 1-2-3-4, показанном на рисунке, если в состоянии 1 давление равно 80 кПа, а объём 1 л?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Задачи на соответствие

  • Температуру нагревателя тепловой машины Карно понизили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    КПД тепловой машиныКоличество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Часть 2

  • Цикл теплового двигателя, проводимый с некоторым  количеством  идеального  одноатомного газа,  состоит  из  двух  адиабат  (1-2,  3-4)  и  двух  изохор (2-3,  4-1).  Найдите  КПД  η этого  цикла,  если температуры  в  точках  1,  2,  3  и  4  равны, соответственно, \(T_1=1000\;К\), \(T_2=500\;К\), \(T_3=300\;К\) и \(T_4=600\;К\).

  • Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображен на pV – диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры и изобары.

    Зная, что КПД этого цикла η=15%, а минимальная и максимальная температуры газа при изохорном процессе \(T_{min}=37\;℃\) и \(T_{max}=37\;℃\), определите количество теплоты, получаемое газом за цикл.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • С одним молем идеального одноатомного газа совершают циклический процесс 1–2–3–4–1 (см. рис.). Во сколько раз n КПД данного цикла меньше, чем КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же максимальной и минимальной температурах?

  • С одноатомным идеальным газом неизменной массы происходит циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ совершает работу A=5 кДж. Какое количество теплоты \(Q_н\) газ получает за цикл от нагревателя?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Уравнение теплового баланса

Простейшие задачи

Тестовые задачи

Расчетные задачи

2 часть


Простейшие задачи

  • Кусок металла с удельной теплоёмкостью 450 Дж/(кг∙К)  нагрели от 20 ℃ до 60 ℃, затратив количество теплоты, равное 36 кДж. Чему равна масса этого куска металла?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Четыре металлических бруска, имеющих разные температуры, положили вплотную друг к другу, как показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи от бруска к бруску. Выберите все верные утверждения из предложенных.

    1) Брусок C имеет самую низкую температуру.

    2) Температура бруска A выше, чем бруска B.

    3) После установления теплового равновесия температура бруска C уменьшилась.

    4) После установления теплового равновесия температура бруска D уменьшилась.

    5) В процессе теплообмена брусок B не отдавал теплоту.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В цилиндре под поршнем находилось твёрдое вещество. Цилиндр поместили в печь. Сначала цилиндра нагревали, а в некоторый момент начали охлаждать. На рисунке схематично показан график изменения температуры T вещества с течением времени τ.

    Установите соответствие между участками графика и процессами, отображаемыми этими участками. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    УЧАСТКИ ГРАФИКА

    А) KL

    Б) GH

    ПРОЦЕССЫ

    1) конденсация

    2) кристаллизация

    3) нагревание пара

    4) кипение

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Вещество массой 6 кг находится в сосуде. На рисунке показан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Первоначально вещество было в твёрдом состоянии. Какова удельная теплота плавления вещества?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На графике представлена зависимость температуры тела от подводимого к нему количества теплоты. Масса тела 0,2 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества в этом процессе?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображён график зависимости температуры тела от подводимого к нему количества теплоты. Удельная теплоёмкость вещества этого тела равна 500 Дж/(кг∙К) . Чему равна масса тела?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество массой m. Цилиндр поместили в печь. На рисунке схематично показан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Формулы А и Б позволяют рассчитать значения физических величин, характеризующих происходящие с веществом тепловые процессы.

    Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим формулам. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    ФОРМУЛЫ

    А) \(\frac{\Delta Q_2}m\)

    Б) \(\frac{\Delta Q_3}{m\Delta t_2}\)

    ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

    1) удельная теплоемкость жидкости

    2) удельная теплота плавления

    3) удельная теплоемкость твердого вещества

    4) удельная теплота парообразования

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан график зависимости температуры кристаллического вещества от времени его нагревания. Каждую минуту к веществу подводят 2 кДж теплоты. Какое количество теплоты нужно сообщить веществу, нагретому до температуры плавления, чтобы полностью его расплавить?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Тестовые задачи

  • Твердое вещество медленно нагревалось в плавильной печи с постоянной мощностью. В таблице приведены результаты измерений температуры вещества с течением времени. Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенного экспериментального исследования, и укажите их номера.

    Время, мин05101520253035
    Температура, ℃305314323327327327329334

    1) Температура плавления вещества в данных условиях равна 329 ℃.

    2) Через 18 мин после начала измерений вещество находилось в жидком и в твёрдом состоянии.

    3) Теплоёмкость вещества в жидком и твёрдом состояниях одинаково.

    4) Через 30 мин после начала измерений в стакане находилось вещество только в твёрдом состоянии.

    5) Процесс плавления вещества продолжался менее 25 минут.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В калориметр с водой, имеющей комнатную температуру, положили кусок льда при 0 ℃. Как изменится в результате установления теплового равновесия следующие величины: удельная теплоёмкость льда и масса воды?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Удельная теплоёмкость льдаМасса воды

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В цилиндре под поршнем находится твёрдое вещество. Цилиндр поместили в раскалённую печь. На рисунке показан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им количества теплоты Q. Выберите все верные утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений, и укажите их номера.

    1) Температура плавления вещества равна 80 ℃.

    2) В состоянии 2 вещество полностью расплавилось.

    3) Теплоёмкость вещества в жидком состоянии меньше, чем в твёрдом.

    4) Для того чтобы полностью расплавить вещество, уже находящиеся при температуре плавления, ему надо передать 40 Дж теплоты.

    5) На участке 2-3 происходит переход вещества в газообразное состояние.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке представлены графики зависимости температуры t двух тел одинаковой массы от сообщённого им количества теплоты Q. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии. Используя данные графиков, выберите все верные утверждения и укажите их номера.

    1) Оба тела имеют одинаковую удельную теплоту плавления.

    2) Температура плавления первого тела в 1,5 раза больше, чем второго.

    3) Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в твёрдом агрегатном состоянии.

    4) Тела имеют одинаковую удельную теплоёмкость в жидком агрегатном состоянии.

    5) Удельная теплоёмкость второго тела в твёрдом агрегатном состоянии в 3 раза больше, чем первого.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рисунок). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна 283 К, а в части Б равна 40 ℃. Количество газа одинаково в обеих частях. Считая, что теплоемкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все верные утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газами после окончания нагревания.

    1) Температура газа в части Б повысилась.

    2) Внутренняя энергия газа в части А не изменилась.

    3) При теплообмене газ в части Б отдавал теплоту, а газ в части А её получал.

    4) Через достаточно большой промежуток времени температуры газов в обеих частях стали одинаковыми и равны 25 ℃.

    5) В результате теплообмена газ в части Б совершил работу.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа, (U – внутренняя энергия газа; p – его давление). Как изменится в ходе этого процесса объём и теплоёмкость газа?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Объём газаТеплоёмкость газа

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В начальный момент в сосуде под лёгким поршнем находится только жидкий эфир. На рисунке показан график зависимости температуры t эфира от времени τ его нагревания и последующего охлаждения. Выберите все верные утверждения которые верно отражают результаты этого опыта.

    1) Температура кипения эфира равна 60 ℃.

    2) В момент F в сосуде находился только жидкий эфир.

    3) На участке BC внутренняя энергия эфира увеличивалась.

    4) В момент G эфир отвердил.

    5) Время, за которое весь эфир выкипел, меньше, чем время, за которое он сконденсировался.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Какова будет температура смеси, если смешать 600 г воды при 80 °С с 200 г воды при 20 °С?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Для определения удельной теплоёмкости вещества тело массой 450 г, нагретое до температуры 100 ℃, опустили в калориметр, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с водой 23 ℃. После установления теплового равновесия температура тела и воды стала равна 30 ℃. Определите удельную теплоёмкость вещества исследуемого тела. Округлите до целых. Теплоёмкостью калориметра пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная масса болта, имеющего удельную теплоёмкость 500  Дж/(кг∙К)  и температуру 339 К, чтобы после опускания его в калориметр весь лёд растаял? Тепловыми потерями пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Свинец массой 0,1 кг при температуре 100 °С погрузили в алюминиевый калориметр массой 0,04 кг, содержащий 0,24 кг воды при температуре 15 °С. После чего в калориметре установилась температура 16 °С. Какова удельная теплоемкость свинца?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • В медный калориметр весом 200 г налито 100 г воды при 16 °С. В воду бросили кусочек льда при 0 °С весом 9,3 г, который целиком расплавился. Окончательная температура воды после этого установилась 9 °С. Определите на основании этих данных удельную теплоту плавления льда.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • В сосуд, содержащий 10 кг воды при температуре 10 °С, положили лёд, имеющий температуру (-50 °С). В результате теплообмена установилась температура (-4 °С). Определите массу льда.

  • Для охлаждения лимонада массой 200 г в него бросают кубики льда при 0 ℃. Масса каждого кубика 8 г. Первоначальная температура лимонада 30 ℃. Сколько целых кубиков надо бросить в лимонад, чтобы установилась температура 15 ℃? Тепловыми потерями пренебречь. Удельная теплоёмкость лимонада такая же, как у воды.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В сосуд, содержащий 4,6 кг воды при 20 °С, бросают кусок стали массой 10 кг, нагретый до 500 °С. Вода нагревается до 100 °С, и часть её обращается в пар. Найдите массу образовавшегося пара.

  • В сосуд, содержащий 2,8 кг воды при 20 °С, бросают кусок стали массой 3 кг, нагретый до 460 °С. Вода нагревается до 60 °С, а часть ее обращается в пар. Найти массу воды, обратившейся в пар. Теплоемкостью сосуда пренебречь.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • В воду массой 5 кг при температуре 40 °С опустили 3 кг льда при температуре 0 ℃. Какая установится температура?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • В сосуд, содержащий 9 кг воды при 20 °С, вводят 1 кг пара при температуре 100 °С. Какая установится температура?

  • В калориметр налили 2 кг воды, имеющей температуру 5 °С, и положили кусок льда массой 5 кг при температуре -40 °С. Определите установившуюся температуру.

2 часть

  • Для приготовления ванны вместимостью 200 л смешали холодную воду при 10 °С с горячей при 60 °С. Какие объемы той и другой воды надо взять, чтобы температура установилась 40 °С?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • После опускания в воду, имеющую температуру 10 °С, тела, нагретого до 100 °С, через некоторое время установилась общая температура 40 °С. Какой станет температура воды, если, не вынимая первого тела, в нее опустить еще одно такое же тело, нагретое до 100 °С?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Свинцовая пуля, летевшая со скоростью 500 м/с, пробила стенку. Определите, на сколько нагрелась пуля, если после стенки её скорость снизилась до 400 м/с. Считайте, что на нагревание пошло 5% выделившейся энергии.

  • Идеальная тепловая машина использует в качестве нагревателя и холодильника два больших резервуара: один – с водяным паром при температуре \(t_1=100^\circ С\), а другой – со льдом при температуре \(t_2=0^\circ С\). Спустя некоторое время после начала ее работы выяснилось, что в холодном резервуаре расплавилась масса льда, равная \(m_2=0,51\;кг\). Какая масса \(m_1\) пара при этом сконденсировалась в горячем резервуаре? Теплообменом резервуаров с окружающей средой можно пренебречь. Ответ выразите в граммах, округлив до целых.

Насыщенный пар. Влажность воздуха
  • Два сосуда объёмами 20 л и 30 л, соединённые трубкой с краном, содержат влажный воздух при комнатной температуре. Относительная влажность в сосудах равна соответственно 30% и 40%. Если кран открыть, то какой будет относительная влажность воздуха в сосудах после установления теплового равновесия, считая температуру постоянной?

    Источник: ЕГЭ по физике 2015. Досрочная волна.

  • В сосуде под поршнем находился воздух с относительной влажностью 40%. Объем воздуха изотермически уменьшили в 10 раз. Какая часть водяных паров сконденсировалась после сжатия?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В цилиндре объёмом V=10 л под поршнем находится воздух с относительной влажностью r=60 % при комнатной температуре T=293 К. Воздух сжимают до объема V/2, поддерживая его температуру постоянной. Какая масса m воды сконденсируется к концу процесса сжатия? Давление насыщенного пара воды при данной температуре равно \(p_н=2,34\;кПа\).

  • В комнате размерами 4×5×3 м, в которой воздух имеет температуру 10 ℃ и относительную влажность 30%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 ℃ равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2022.

  • В начальный момент времени газ имел давление \(p_1=1,8\cdot10^5\;Па\) при t=100 °С. Затем газ изотермически сжали в k=4 раз. В результате давление газа увеличилось в 3 раза. Определите относительную влажность в начальный момент времени. Потерями вещества пренебречь.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Электростатика
Закон Кулона

Часть 1

Расчетные задачи

Качественные задачи


Часть 1

  • Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) кулоновская сила \(\overrightarrow F\), действующая на отрицательный точечный заряд -q, помещённый в центр квадрата, в углах которого находятся заряды: +q, +q, -q, -q (см. рисунок)? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2021.

  • Отрицательный заряд -q находится в поле двух неподвижных зарядов: положительного +Q и отрицательного -Q (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (право, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда -q в этот момент времени, если на него действуют только заряды +Q и -Q? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2018.

  • Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 3 раза, каждый из зарядов увеличили в 3 раза. Во сколько раз увеличился модуль сил электростатического взаимодействия между ними?

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2019.

  • Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 12 мН. Если заряд одного тела увеличить в 2 раза, а заряд другого тела уменьшить в 3 раза и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то какова будет сила взаимодействия между телами?

  • Во сколько раз уменьшится модуль силы взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды \(q_1=+4\;нКл\) и \(q_2=-2\;нКл\), если шарики привести в соприкосновение, а затем раздвинуть их на прежнее расстояние?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Две маленькие заряженные бусинки, расположенные в точках A и B, несут на себе заряды +q>0 и -2q соответственно (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этой ситуации.

    1) Если бусинки соединить медной проволокой, они будут притягивать друг друга.

    2) На бусинку B со стороны бусинки A действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.

    3) Модули сил Кулона, действующих на бусинки A и B, одинаковы.

    4) Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды не изменятся.

    5) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке C направлена горизонтально влево.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • С какой силой взаимодействуют в вакууме два маленьких заряженных шарика, находящихся на расстоянии 4 м друг от друга? Заряд каждого шарика \(8\cdot10^{-8}\;Кл\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Два одинаковых положительных точечных заряда \(q=5\cdot10^{-8}\;Кл\) расположены в вакууме и отталкиваются друг от друга с силами 10 мкН. На каком расстоянии друг от друга находятся эти заряды?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • В стол воткнута нижним заостренным концом спица, наклоненная под углом α=30° к горизонту. У ее нижнего конца закреплена маленькая заряженная бусинка. На спицу надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по спице без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны q=1 мкКл, масса бусинки m=20 г. Определите расстояние l между бусинками, если они находятся в равновесии.

    Источник: ЕГЭ по физике 2020. Основная волна.

  • На нитях длиной 1 м, закрепленных в одной точке, подвешены два одинаковых шарика массой 2,7 г каждый. Когда шарикам сообщили одинаковые одноименные заряды, они разошлись и нити образовали угол 60°. Найти заряд каждого шарика.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Качественные задачи

  • На одну из двух близко расположенных горизонтальных металлических пластин, укрепленных на изолирующих подставках, положили металлический шарик (см. рисунок). Когда пластины подсоединили к клеммам высоковольтного выпрямителя, подав на них заряды разных знаков, шарик пришёл в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите и объясните движение шарика.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Напряженность электрического поля

Часть 1

Расчетные задачи

Задачи, комбинированные с механикой

Ускорение

Перемещение

Движение по окружности

Движение по параболе

Проводники и диэлектрики в электрическом поле


Часть 1

  • Шар радиусом 20 см равномерно заряжен электрическим зарядом. В таблице представлены результаты измерений модуля напряжённости E электрического поля от расстояния r до поверхности этого шара. Чему равен модуль заряда шара?

    r, см20406080100
    E, В/м22510056,253625
  • Два точечных заряда: положительный \(q_1=30\;нКл\) и отрицательный \(q_2=-20\;нКл\) находятся в вакууме. Определите величину напряженности электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии L от первого и \(\frac12L\) от второго заряда. L=3 м.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов: +q и -q (q>0). Как направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор напряженности суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На расстоянии 2a друг от друга закреплены два точечных электрических заряда +q и -q так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электрического поля, создаваемого этими зарядами в точке A? Ответ запишите словом (словами).

  • В вершинах квадрата закреплены положительные точечные заряды – так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электрического поля в центре O квадрата? Ответ запишите словом (словами).

  • Четыре точечных заряда закреплены на плоскости так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электро-статического поля в точке O? Ответ запишите словом (словами).

  • Два небольших металлических шарика одинакового диаметра имеют заряды \(q_1=+5\;нКл\) и \(q_2=-3\;нКл\) и находятся на некотором расстоянии друг от друга (см. рисунок). Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Как изменится при этом модуль силы взаимодействия шариков и модуль напряженности электрического поля в точке А?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Модуль силы взаимодействия шариковМодуль напряженности электрического поля в точке

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображён вектор напряженности \(\overrightarrow E\) электрического поля в точке C, которое создано двумя точечными зарядами: \(q_A\) и \(q_B\). Каков заряд \(q_B\), если заряд \(q_A\) равен +2 нКл? Ответ укажите со знаком.

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2021.

  • Заряд неподвижного металлического уединенного кубика равен q. Точка O – центр кубика, точки B и C – центры его граней, AB=OB, CD=OC, OM=OB/2. Модуль напряженности электростатического поля заряда Q в точке A равен \(E_A\).

    Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

    ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

    А) Модуль напряженности электростатического поля шарика в точке D

    Б) Модуль напряженности электростатического поля шарика в точке M

    ИХ ЗНАЧЕНИЯ

    1) 0

    2) \(E_A\)

    3) \(4E_A\)

    4) \(16E_A\)

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Вектор напряженности однородного электрического поля направлен вниз, напряженность этого поля равна \(1,25\cdot10^5\;В/м\). В это поле помещена капелька масла массой \(2\cdot10^{-9}\;г\). Капелька оказалась в равновесии. Найдите число избыточных электронов на капельке.

  • В горизонтальное однородное электрическое поле помещён шарик массой 1 г, подвешенный на тонкой шёлковой нити. Шарику сообщён заряд 1 мкКл. Определите напряжённость поля, если нить отклонилась от вертикали на угол 60°.

  • Точечный заряд q, помещенный в начало координат, создает в точке A электростатическое поле напряженностью \(E_1=65\;В/м\). Какова напряженность поля \(E_2\) в точке C?

  • Полый шарик массой m=0,3 г с зарядом q=6 нКл движется в однородном горизонтальном электрическом поле из состояния покоя. Траектория шарика образует с вертикалью угол α=45°. Чему равен модуль напряженности электрического поля E?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Задачи, комбинированные с механикой

Ускорение

  • Определите ускорение электрона, который движется в однородном электрическом поле напряжённостью 200 кВ/м.

  • Во сколько раз увеличится ускорение заряженной пылинки, движущейся в однородном электрическом поле, если её заряд увеличить в 6 раз, а напряженность поля уменьшить в 2 раза? Силу тяжести и сопротивление воздуха не учитывать.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Заряженная пылинка массой m и зарядом q движется с ускорением \(a=20\;м/с^2\) в однородном электрическом поле напряженностью \(\overrightarrow E\). Каково ускорение пылинки массой 2m с зарядом 3q в том же поле? (Силой тяжести, действующей на пылинку, пренебречь.)

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Две частицы с отношением зарядов \(\frac{q_2}{q_1}=\frac12\) и отношением масс \(\frac{m_2}{m_1}=\frac14\) движутся в однородном электрическом поле. Начальная скорость у обеих частиц равна нулю. Определите отношение кинетических энергий этих частиц \(\frac{W_2}{W_1}\) спустя одно и тоже время после начала движения.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Перемещение

  • В области пространства, где находится частица с зарядом \(2\cdot10^{-11}\;Кл\), создано однородное горизонтальное электрическое поле напряженностью 5000  В/м. Какова масса частицы, если за 2 с она переместилось по горизонтали на расстоянии 0,4 м от точки, из которой она начала двигаться из состояния покоя? Сопротивление воздуха и действием силы тяжести пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Частица массой 1 мг переместилась за 3 с на расстояние 0,45 м по горизонтали в однородном горизонтальном электрическом поле напряженностью 5000  В∕м. Начальная скорость частицы равна нулю. Каков заряд частицы? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Движение по окружности

  • Положительно заряженный шар массой m и зарядом q подвешен на тонкой нерастяжимой нити длиной l в однородном электрическом поле с напряженностью E направленной вниз. Шар совершает круговые движения в горизонтальной плоскости, при этом нить составляет угол α с вертикалью. Нарисуйте все силы, действующие на шар, и найдите частоту его обращения.

    Источник: ЕГЭ по физике 2016. Основная волна.

Движение по параболе

  • Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость v, с которой протон должен влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, равна 350 км/с. Длина пластин конденсатора 5 см, напряжённость электрического поля конденсатора 5200 В/м. Каково расстояние между пластинами конденсатора? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь.

Проводники и диэлектрики в электрическом поле

  • Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и медные незаряженные кубики 3 и 4 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже после этого выключили электрическое поле (правая часть рисунка). Выберите все верные утверждения, описывающие данный процесс.

    1) После разделения кубик 1 остаётся незаряженным.

    2) В электрическом поле кубики 3 и 4 приобретают суммарный отрицательный заряд.

    3) После разделения кубик 4 имеет положительный заряд.

    4) При помещении стеклянных кубиков в электрическое поле наблюдается явление поляризации.

    5) В электрическом поле кубики 1 и 2 приобретают суммарный положительный заряд.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их алюминиевым стержнем с изолирующей ручкой (рис. а). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, положительно заряженную палочку (рис. б). Не убирая палочки, убрали стержень, а затем убрали палочку.

    Ссылаясь на известные вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки зарядов каждого из электрометров после того, как палочку убрали.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Потенциал. Напряжение. Работа поля

Тестовые задачи

Расчетные задачи


Тестовые задачи

  • Полому металлическому телу на изолирующей подставке (см. рисунок) сообщён положительный заряд. Каково соотношение между потенциалами точек A и B?

    1) \(φ_A=φ_B\).

    2) \(φ_A<φ_B\).

    3) \(φ_A>φ_B\).

    4) \(\varphi_A=0;\;\varphi_B>0\).

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2013.

  • На уединенной неподвижной проводящей сфере радиусом R находится положительный заряд Q. Сфера находятся в вакууме. Напряженность электростатического поля сферы в точке A равна 36  В∕м. Все расстояния указаны на рисунке. Выберите все утверждения, верно описывающие данную ситуацию.

    1) Потенциал электростатического поля в точке C выше, чем в точке D: \(φ_C>φ_D\).

    2) Напряженность электростатического поля в точке C \(E_c=36\;В/м\).

    3) Напряженность электростатического поля в точке B \(E_B=576\;В/м\).

    4) Потенциал электростатического поля в точках B и C одинаков: \(φ_B=φ_C\).

    5) Потенциал электростатического поля в точках F и D одинаков: \(φ_F=φ_D\).

    Источник: ЕГЭ по физике 2020. Досрочная волна.

  • Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряженностью \(\overrightarrow E\). Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие результаты воздействия этого поля на металлическое тело.

    1) Напряженность электрического поля в точке D равна нулю.

    2) Потенциалы точек B и C равны.

    3) Концентрация свободных электронов в точке A наибольшая.

    4) В точке B индуцируется отрицательный заряд.

    5) В точке A индуцируется положительный заряд.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Потенциал поля точечного заряда на расстоянии 10 см от заряда равен 300 В. Какой будет напряжённость поля в этой точке?

  • Точка N отстоит от заряда-источника \(q_0\) на вдвое большем расстоянии, чем точка M. При перемещении заряда q из точки M в точку N электрическое поле совершило работу 9 Дж. Какую работу оно совершит, перемещая этот заряд из точки M в точку на середине отрезка MN?

    Источник: Касаткина И. Л. Решебник по физике.

  • Какую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его скорость увеличилась от \(10^7\) до \(3\cdot10^7\;м/с\)?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • α-частица (\(m=6,7\cdot10^{-27}\;кг\),  \(q=3,2\cdot10^{-19}\;Кл\)) вылетает из ядра радия со скоростью 20 Мм/с и попадает в тормозящее однородное электрическое поле, линии напряженности которого направлены противоположно направлению движения частицы. Какую разность потенциалов должна пройти частица до остановки?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Электрон со скоростью \(4\cdot10^7\;м/с\) влетает в плоский конденсатор, причем вектор его скорости лежит в плоскости, параллельной пластинам. Вычислите вертикальное смещение электрона на выходе из конденсатора. Расстояние между пластинами конденсатора равно 1 см, разность потенциалов 300 В, длина конденсатора 5 см. Пластины горизонтальны.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Маленький шарик массой m с зарядом q=5 нКл, подвешенный к потолку на легкой шелковой нитке длиной l=0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле \(\overrightarrow E\) с модулем напряженности поля \(E=6\cdot10^5\;В/м\) (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 v=0,9 м/с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2020.

Электроемкость. Конденсатор

Часть 1

Расчетные задачи

Энергия конденсатора

Часть 2


Часть 1

  • Заряженный конденсатор подключили к резистору, и конденсатор стал разряжаться. Как меняются в процессе разрядки конденсатора его электроёмкость и разность потенциалов между обкладками конденсатора?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Электроёмкость конденсатораРазность потенциалов между обкладками конденсатора

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Плоский воздушный конденсатор подключён к гальваническому элементу. Как изменяется при уменьшении зазора между обкладками конденсатора следующие величины: ёмкость конденсатора и величина заряда на его обкладках?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Емкость конденсатораВеличина заряда конденсатора

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Плоский конденсатор с диэлектриком между пластинами подключен к аккумулятору. Не отключая конденсатор от аккумулятора, диэлектрик удалили из конденсатора. Как изменятся при этом энергия конденсатора и разность потенциалов между его обкладками?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Энергия конденсатораРазность потенциалов между обкладками конденсатора

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Плоский конденсатор зарядили при помощи источника напряжением 200 В. Затем конденсатор был отключен от источника. Каким станет напряжение между пластинами, если расстояние между ними увеличить от первоначального 0,2 мм до 0,7 мм, а пространство между пластинами заполнить слюдой? Диэлектрическая проницаемость слюды 7.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Плоский воздушный конденсатор ёмкостью \(C_0\), подключенный к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии \(d_0\) друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике. Выберите все верные утверждения, соответствующие описанию опыта.

    1) Энергия конденсатора убывает в интервале времени от \(t_1\) до \(t_4\).

    2) Ёмкость конденсатора убывает в интервале времени от \(t_1\) до \(t_4\).

    3) В момент времени \(t_4\) заряд конденсатора уменьшился в пять раз по сравнению с первоначальным.

    4) Напряженность электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной в интервале времени от \(t_1\) до \(t_4\).

    5) Напряженность электрического поля между пластинами конденсатора возрастает в промежутке времени от \(t_1\) до \(t_4\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Между горизонтально расположенными пластинами плоского конденсатора находится в равновесии отрицательно заряженная капелька масла (см. рисунок). Выберите все верные утверждения.

    1) Верхняя пластина конденсатора заряжена отрицательно.

    2) Вектор напряжённости электрического поля конденсатора направлен вертикально вниз.

    3) Сила тяжести, действующая на капельку масла, равна силе, действующие на каплю со стороны электрического поля конденсатора.

    4) На капельку не действуют никакие силы.

    5) Напряжение между пластинами конденсатора равно нулю.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Для оценки заряда, накопленного воздушным конденсатором, можно использовать устройство, изображённая на рисунке: лёгкий шарик из оловянной фольги подвешен на изолирующей нити между двумя пластинами конденсатора, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжено положительно. Когда устройство собрано, а конденсатор заряжен (и отсоединён от источника), шарик приходит в колебательное движение, касаясь поочередно обеих пластин. Выберите все верные утверждения, соответствующие колебательному движению шарика после первого касания пластины.

    1) По мере колебаний шарика напряжение между пластинами конденсатора уменьшается.

    2) При движении шарика к положительно заряженной пластине его заряд равен нулю, а при движении к заземлённой пластине – положителен.

    3) При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен положительно, а при движении к положительно заряженной пластине – отрицательно.

    4) При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен отрицательно, а при движении к положительно заряженной пластине – положительно.

    5) По мере колебаний шарика электрическая ёмкость конденсатора уменьшается.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Наибольшая емкость школьного конденсатора 60 мкФ. Какой заряд он накопит при его подключении к полюсам источника постоянного напряжения 50 В?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Площадь каждой пластины плоского конденсатора равна \(520\;см^2\). На каком расстоянии друг от друга надо расположить пластины в воздухе, чтобы емкость конденсатора была равна 46 пФ?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Расстояние между пластинами квадратного плоского конденсатора со стороной 10 см равно 1 мм. Какова разность потенциалов между пластинами, если заряд конденсатора равен 1 нКл?

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Между горизонтальными обкладками плоского конденсатора висит заряженная капелька ртути. Какова разность потенциалов обкладок, если расстояние между ними равно 2 см, заряд капельки равен \(5,44\cdot10^{-18}\;Кл\), а объем капельки равен \(2\cdot10^{-18}\;м^3\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Три последовательно соединенных конденсатора присоединены к источнику напряжения 32 В. Электроемкости конденсаторов равны соответственно 0,1 мкФ; 0,25 мкФ и 0,5 мкФ. Определите напряжение на каждом конденсаторе.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

Энергия конденсатора

  • Во сколько раз изменится энергия конденсатора при увеличении напряжения на нем в 4 раза?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Во сколько раз изменится энергия электрического поля конденсатора, если заряд на его обкладках уменьшить в 3 раза?

  • Расстояние между пластинами заряженного плоского конденсатора уменьшили в 2 раза. Во сколько раз изменилась энергия поля? Рассмотреть два случая: а) конденсатор отключили от источника напряжения; б) конденсатор остался присоединенным к источнику постоянного напряжения.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • При увеличении напряжения, поданного на конденсатор емкостью 20 мкФ, в 2 раза энергия поля возросла на 0,3 Дж. Найти начальные значения напряжения и энергии поля.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Заряженный до разности потенциалов 500 В конденсатор электроёмкостью 1 мФ разряжают на резистор, опущенный в воду массой 10 г. На сколько градусов нагреется вода?

Часть 2

  • Конденсаторы электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ заряжены до разности потенциалов 20 В и 50 В соответственно. После зарядки конденсаторы соединены одноименными полюсами. Определите: 1) разность потенциалов между обкладками конденсаторов; 2) установившиеся на конденсаторах заряды; 3) выделившееся количество энергии.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Пластины плоского конденсатора присоединены к батарее напряжением 600 В. Какой ток будет проходить по проводам, если начать сдвигать одну пластину вдоль другой со скоростью v=6 см/с? Пластины конденсатора квадратные, площадью \(100\;см^2\), расстояние между пластинами 0,1 см остается постоянным во время движения.

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Два плоских конденсатора ёмкостью C и 2C соединили параллельно и зарядили до напряжения U. Затем ключ К разомкнули, отключив конденсаторы от источника (см. рисунок). Пространство между их обкладками заполнено жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε. Какой будет разность потенциалов между обкладками, если из левого конденсатора диэлектрик вытечет?

    Источник: ЕГЭ по физике 2014. Досрочная волна.

  • Два одинаковых воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения. Затем один из них, не разрывая цепь, опустили в масло с диэлектрической проницаемостью ε=3. Как и во сколько раз при этом изменится энергия второго конденсатора, который остался не погружённым в масло?

  • Маленький шарик с зарядом \(q=4\cdot10^{-8}\;Кл\) и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм?

  • Протон влетает в пространство между двумя заряженными пластинами конденсатора параллельно им со скоростью v=350000 м/с. Длина пластин l=0,05 м расстояние между пластинами d=0,01 м. При какой напряженности электрического поля протон сможет вылететь из пространства конденсатора? Силой тяжести пренебречь.

    Источник: ЕГЭ по физике 2016. Основная волна.

  • Конденсатор \(C_1=1\;мкФ\) заряжен до напряжения U=300 В и включен в последовательную цепь из резистора R=300 Ом, незаряженного конденсатора \(C_2=2\;мкФ\) и разомкнутого ключа K (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2022.

Законы постоянного тока
Сила тока. Закон Ома для участка цепи

Часть 1

Формула силы тока

Формула сопротивления

Закон Ома


Часть 1

Формула силы тока

  • Сила тока, текущего по проводнику, равна 2 А. Какой заряд проходит по проводнику за 20 с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • По проводнику течет постоянный электрический ток. Величина заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, возрастает с течением времени согласно графику. Определите силу тока в проводнике.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На графике показана зависимость силы тока в проводнике от времени. Определите заряд, прошедший через проводник за 60 с с момента начала отсчёта времени.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Сколько электронов проходит через поперечное сечение электрической цепи за 1 мс работы при силе тока 3,2 А?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

Формула сопротивления

  • Участок цепи состоит из двух последовательно соединённых цилиндрических проводников, сопротивление первого из которых равно R, а второго 2R. Как изменится общее сопротивление этого участка и тепловая мощность, выделяемая на первом проводнике, если удельное сопротивление и площадь поперечного сечения первого проводника увеличить вдвое, а длину первого проводника и напряжения на концах участка оставить без изменения?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Общее сопротивление участка цепиТепловая мощность на первом проводнике

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон Ома

  • К концам длинного однородного проводника приложено напряжение U. Провод укоротили вдвое и приложили к нему прежнее напряжение U. Как изменятся при этом сила тока и сопротивление проводника?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Сила токаСопротивление проводника

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке представлена электрическая цепь. Показания вольтметра даны в вольтах, амперметра – в амперах. Чему равно сопротивление неизвестного резистора? Вольтметр и амперметр считать идеальными.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Определите массу медного провода, имеющего сопротивление 10 Ом и длину 80 м.

Работа и мощность электрического тока

Часть 1

Расчетные задачи

Часть 2

Качественные задачи


Часть 1

  • По проволочному резистору течёт ток. Как изменится при уменьшении длины проволоки в 4 раза и увеличении силы тока вдвое следующие величины: тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе, и его сопротивление?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Тепловая мощность, выделяющаяся на резистореСопротивление резистора

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В характеристиках электрической нагревательной плитки указана её мощность 1,1 кВт и напряжение 220 В, на которое рассчитана плитка. Какова сила тока, протекающего в цепи плитки в расчётном режиме?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • По участку цепи состоящему из резисторов \(R_1=1\;кОм\) и \(R_2=3\;кОм\) (см. рисунок), протекает постоянный ток \(I=10\;мА\). Какое количество теплоты выделится на этом участке за время \(t=1\;мин\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Комната освещается четырьмя одинаковыми параллельно включенными лампочками. Расход электроэнергии за час равен 800 кДж. Каким будет расход электроэнергии в час, если число этих лампочек уменьшить вдвое?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. Выберите все верные утверждения, которые можно сделать, анализируя этот график.

    1) Сопротивление лампы не зависит от приложенного напряжения.

    2) Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 110 В, равна 38,5 Вт.

    3) Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 170 В равна 40 Вт.

    4) Сопротивление лампы при силе тока в ней 0,15 А равна 200 Ом.

    5) Сопротивление лампы при напряжении 100 В равно 400 Ом.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображены графики зависимости мощности лампы накаливания P=P(T) и сопротивления её спирали R=R(T) от температуры. Выберите все верные утверждения, которые можно сделать, анализируя эти графики.

    1) Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности 200 Вт меньше 150 В.

    2) Сопротивление спирали лампы при подводимой мощности 100 Вт равно 80 Ом.

    3) С уменьшением мощности, подводимой к лампе, напряжение на ней падает.

    4) Напряжение на лампе возрастает пропорционально подводимой к ней мощности.

    5) Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности 100 Вт равно 100 В.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке представлен участок электрической цепи. Каково отношение количеств теплоты \(Q_1/Q_2\), выделившихся на резисторах \(R_1\) и \(R_2\) за одно и то же время?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • По участку цепи, состоящему из резисторов \(R_1=1\;кОм\) и \(R_2=3\;кОм\) (см. рисунок), протекает постоянный ток I. За время \(t_1=1\;мин\) на резисторе \(R_1\) выделяется количество теплоты \(Q_1=2,4\;кДж\). За какое время на резисторе \(R_2\) выделится количество теплоты \(Q_2=6,0\;кДж\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Резистор \(R_1\) и реостат \(R_2\) подключены последовательно к источнику напряжения U (см. рисунок). Как изменятся сила тока в цепи и мощность, выделяющаяся на резисторе \(R_1\), если ползунок реостата переместить до конца вниз? Считать, что напряжение на выводах источника остаётся при этом прежним.

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Сила тока в цепиМощность, выделяющаяся
    на резисторе \(R_1\)

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите мощность, выделяющуюся на резисторе, включенном последовательно с лампой в сеть с напряжением 220 В, если сила тока в цепи равна 0,4 А.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Электрочайник имеет в нагревательном элементе две секции. При включении одной из них вода в чайнике нагревается за 20 мин, при включении другой – за 30 мин. За сколько времени нагреется вода в чайнике, если обе секции включить параллельно друг другу?

Часть 2

  • К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10 В. Каким будет изменение температуры проводника за 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Плотность меди \(8,9\cdot10^3\;кг/м^3\) , удельное сопротивление \(1,7\cdot10^{-8}\;Ом\cdot м\), удельная теплоёмкость \(385\;Дж/(кг\cdot К)\).)

  • Лебедка поднимает бетонную плиту прямоугольной формы толщиной h, площадью S без начальной скорости с ускорением a в течение времени t. Сила тока в двигателе I, плотность бетона ρ. Найдите напряжение на зажимах двигателя.

    Источник: Касаткина И. Л. Решебник по физике.

  • Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе R1 выделяется мощность P1=2 Вт, а на резисторе R2 – мощность P2=1 Вт. Какая мощность будет выделяться на резисторе R2 после замыкания ключа K? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • Человек, стараясь после отключения электричества в сети осветить своё жилище, используя электрогенератор с механическим приводом с КПД η=60%, вращает ротор генератора через редуктор за ручку, находящуюся на расстоянии R=0,5 м от оси, со скоростью n=20 об/мин, прикладывая к ручке силу F=100 Н. Сможет ли он поддерживать горение лампочки мощностью P=60 Вт, и не перегорит ли она от перенапряжения (лампочка рассчитана на напряжение 220 В, но не более 235 В)?

Качественные задачи

  • В сосуд наливают воду при комнатной температуре. В воду погружают нагревательные элементы с сопротивлениями \(R_1\) и \(R_2\), подключенные к источнику постоянного напряжения так, как показано на рис. а. Оставив ключ к в положении 1, доводит 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.

ЭДС. Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

Подключение источника к резистору

Подключение источника к реостату

Задачи с конденсатором

Работа сторонних сил

Остальные задачи


Подключение источника к резистору

  • Чему равно сопротивление резистора, подключенного к источнику тока, где ЭДС равна 10 В, внутреннее сопротивление 2 Ом, а сила тока в электрической цепи равна 2 А?

  • В схеме, изображённые на рисунке, ЭДС источника тока равна 6 В, его внутреннее сопротивление пренебрежимо мало, а сопротивления резисторов \(R_1=R_2=2\;Ом\). Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В цепи, изображённые на рисунке, идеальный амперметр показывает 1 А. Найдите ЭДС источника, если его внутреннее сопротивление 1 Ом.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Какая тепловая мощность выделяется на лампе 4 в цепи, собранной по схеме, изображённой на рисунке? Сопротивление ламп 1 и 2 \(R_1=20\;Ом\), ламп 3 и 4 \(R_2=10\;Ом\). Внутреннее сопротивление источника r=5 Ом, его ЭДС ε=100 В.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • В схеме, изображенной на рисунке, сопротивления резисторов \(R_1=4\;Ом\), \(R_2=6\;Ом\), \(R_3=6\;Ом\), \(R_4=9\;Ом\), ЭДС батареи ε=20 В, ее внутреннее сопротивление r=2 Ом. Определите мощность, выделяемую на резисторе \(R_3\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Подключение источника к реостату

  • Источник тока с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r сначала был замкнут на внешнее сопротивление R. Затем внешнее сопротивление увеличили. Как при этом изменятся сила тока в цепи и напряжения на внешнем сопротивлении?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Сила тока в цепиНапряжение на внешнем сопротивлении

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Электрическая цепь состоит из источника тока и резистора. На рисунке показан график зависимости силы тока в цепи от сопротивления резистора. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

  • При коротком замыкании клемм источника тока сила тока в цепи равна 12 А. При подключении к клеммам электрической лампы электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна 2 А. По результатам этих экспериментов определите ЭДС источника тока.

  • При одном сопротивлении реостата вольтметр показывает 6 В, амперметр – 1 А (см. рисунок). При другом сопротивлении реостата показания приборов: 4 В и 2 А. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока? Амперметр и вольтметр считать идеальными.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Задачи с конденсатором

  • Чему равен заряд конденсатора в схеме, представленное на рисунке, если ЭДС батарейки равна 8 В, сопротивление резистора 5 Ом, ёмкость конденсатора 20 мкФ?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Дана цепь (см. рисунок). Сопротивление резистора 30 кОм, внутренним сопротивлением и сопротивлением соединительных проводов можно пренебречь. Сразу после замыкания ключа K ученик стал измерять нарастающее с течением времени t напряжение U на обкладках конденсатора. Результаты его измерений приведены в таблице. Определите силу зарядного тока в резисторе в момент времени t=4 с.

    t, с02345678
    U, В02,93,84,64,85,25,25,2

    Источник: Касаткина И. Л. Решебник по физике.

  • К источнику тока с ЭДС ε=9 В и внутренним сопротивлением r=1 Ом подключили параллельно соединенные резистор с сопротивлением R=8 Ом и плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого d=0,002 м. Какова напряженность электрического поля между пластинами конденсатора?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Напряжённость электрического поля плоского конденсатора (см. рисунок) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника r=10 Ом, ЭДС ε=30 В сопротивления резисторов \(R_1=20\;Ом\), \(R_2=40\;Ом\). Найдите расстояние между пластинами конденсатора.

  • В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ K замкнут. Заряд конденсатора q=2 мкКл, ЭДС батарейки ε=24 В, её внутреннее сопротивлениеr=5 Ом, сопротивление резистора R=25 Ом. Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • К аккумулятору с ЭДС ε=60 В и внутренним сопротивлением r=5 Ом подключили лампу сопротивлением \(R_Л=10\;Ом\) и резистор сопротивлением R=15 Ом, а также конденсатор емкостью C=80 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Работа сторонних сил

  • ЭДС источника 1,5 В, ток в цепи равен 0,5 А. Определите работу сторонних сил за 60 с.

  • В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В, сопротивления резисторов \(R_1=10\;Ом\) и \(R_2=6\;Ом\), а ёмкости конденсаторов \(C_1=100\;мкФ\) и \(C_2=60\;мкФ\). В начальном состоянии ключ K разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия?

Остальные задачи

  • Вольтметр подключен к клеммам источника тока с ЭДС 3 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом. Через источник течёт ток 2 А (см. рисунок). Вольтметр показывает 5 В. Какое количество теплоты выделяется внутри источника за 1 с?

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Магнитное поле
Сила Ампера

Правила правой и левой руки

Правая рука

Левая рука

Комбинированные задачи

Расчетные задачи

Часть 2


Правила правой и левой руки

Правая рука

  • Начальная скорость движения тела равна 5 м/с. Сколько потребуется времени, чтобы увеличить его скорость в 3 раза при равноускоренном движении по прямой в одном направлении на пути в 20 м?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображён проводник, по которому протекает электрический ток. Направление тока указано стрелкой. Как направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор индукции магнитного поля проводника в точке C? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображён проволочный виток, по которому течёт электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в плоскости чертежа. Как направлен (вправо, влево, в вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) в центре витка вектор индукции магнитного поля, созданного током, протекающим по витку? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Магнитное поле создано в точке A двумя параллельными длинными проводниками с токами \(I_1\) и \(I_2\), расположенными перпендикулярно плоскости чертежа. Как направлен (вправо, влево, в вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции магнитного поля \(\overrightarrow B\) в точке A? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Магнитное поле \(\overrightarrow B={\overrightarrow B}_1+{\overrightarrow B}_2\) создано в точке A двумя параллельными длинными проводниками с токами \(I_1\) и \(I_2>I_1\), расположенными перпендикулярно плоскости чертежа. Как направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор индукции магнитного поля в точке A? Точка A расположена на середине отрезка, соединяющего провода. Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • По двум тонким длинным прямым проводникам, параллельным друг другу текут одинаковые токи I (см. рисунок). Как направлено (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) создаваемое ими магнитное поле в точке C? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 перпендикулярны плоскости рисунка и пересекают её в вершинах равностороннего треугольника со стороной а. Токи в проводниках сонаправлены и равны I. Опираясь на законы электродинамики, определите направление вектора индукции результирующего магнитного поля в точке O – центре треугольника. Как изменится направление вектора индукции результирующего магнитного поля в точке O, если направление электрического тока в проводнике 3 изменить на противоположное?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Левая рука

  • Электрическая цепь состоящая из четырёх прямолинейных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1), лежащих в горизонтальной плоскости, и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции \(\overrightarrow B\) которого направлена горизонтально вправо (см. рисунок, вид сверху). Куда направлена (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 1-2? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Комбинированные задачи

  • По двум прямым тонким длинным проводникам, параллельным друг другу, текут токи I (см. рисунок). Как направлена (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) в этом случае сила Ампера, действующая на проводник 2 со стороны проводника 1? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • По трём тонким длинным прямым параллельным проводникам текут одинаковые токи I (см. рисунок). Как направлена сила Ампера, действующая на проводник 3 со стороны двух других (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю)? Расстояния между соседними проводниками одинаковы. Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии а друг от друга (см. рисунки а и б). В каждом проводнике протекает электрический ток I. Токи во всех проводниках текут в одном направлении. Определите направление результирующей силы, действующей на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3. Сделайте рисунок, указав в области проводника 1 векторы магнитной индукции полей, созданных проводниками 2 и 3, вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и вектор результирующей силы. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Двухметровый прямолинейный проводник, по которому течет ток силой 0,4 А, находится в однородном магнитном поле. На проводник со стороны поля действует сила, по модулю равная 0,4 Н, а вектор индукции магнитного поля перпендикулярен проводнику. Найдите модуль и направление вектора индукции магнитного поля.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • На прямолинейный проводник длиной 80 см, помещенный в однородное магнитное поле, со стороны магнитного поля действует сила, равная 0,2 Н. Определите силу тока и направление тока в проводнике, если индукция магнитного поля равна 0,04 Тл.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Чему равна сила Ампера действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения \(2\cdot10^{-2}\;мм^2\), если напряжение на нём 3,6 В, а модуль вектора магнитной индукции 1 Тл? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное сопротивление стали \(0,12\;Ом\cdot мм^2/м\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В однородном магнитном поле по вертикальным направляющим без трения скользит прямой горизонтальный проводник массой 0,2 кг, по которому течет ток 2 А. Вектор магнитной индукции направлен горизонтально перпендикулярно проводнику (см. рисунок), B=2 Тл. Чему равна длина проводника, если известно, что ускорение проводника направлено вниз и равно \(2\;м/с^2\)?

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2016.

  • Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

    1) Сопротивление реостата уменьшается.

    2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены вправо.

    3) Сила ампера, действующая на проводник АБ, уменьшается.

    4) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.

    5) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, уменьшается.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Часть 2

  • Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По стержню протекает ток I. Угол наклона плоскости 30°. Отношение массы стержня к его длине 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля 0,2 Тл. Ускорение стержня \(1,9\;м/с^2\). Чему равна сила тока в стержне?

Сила Лоренца

Часть 1

Правило левой руки

Тестовые задачи

Расчетные задачи

Часть 2


Часть 1

Правило левой руки

  • Протон p, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет скорость v, направленную горизонтально и перпендикулярно вектору индукции \(\overrightarrow B\) магнитного поля (см. рисунок, на котором кружок с точкой указывает направление движения протона). Куда направлена (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) действующая на протон сила Лоренца \({\overrightarrow F}_л\)? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Электрон e влетает в зазор между полюсами электромагнита со скоростью \(\overrightarrow v\), направленной горизонтально. Вектор индукции \(\overrightarrow B\) магнитного поля направлен вертикально (см. рисунок). Как направлена (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) действующая на электрон сила Лоренца \({\overrightarrow F}_л\)? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Электрон \(\overline e\) имеет горизонтальную скорость \(\overrightarrow v\), направленную вдоль прямого длинного проводника с током I (см. рисунок). Куда направлена (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на электрон сила Лоренца? Ответ запишите словом (словами).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Тестовые задачи

  • Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиусом R со скоростью v. Как изменится радиус орбиты и сила Лоренца, действующая на частицу, если её скорость увеличится?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Радиус орбиты частицыСила Лоренца,
    действующая на частицу

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции влетают с одинаковой скоростью протон и электрон. Определите отношение модулей сил Лоренца \(\frac{F_p}{F_e}\), действующих на протон и электрон со стороны магнитного поля.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Протон и α-частица движутся с одинаковыми по модулю скоростями в однородном магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции \(\overrightarrow B\). Определите отношение радиусов окружностей \(\frac{R_p}{R_\alpha}\), по которым движутся эти частицы.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Две частицы, имеющие отношение зарядов \(\frac{q_1}{q_2}=\frac14\) и отношением масс \(\frac{m_1}{m_2}=2\), влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение радиусов \(\frac{R_1}{R_2}\) частиц, если отношение их скоростей \(\frac{v_1}{v_2}=2\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Две частицы с одинаковыми зарядами и отношением масс \(\frac{m_2}{m_1}=2\) влетели в однородные магнитные поля, векторы магнитной индукции которых перпендикулярны скорости частиц: первая – в поле с индукцией \(B_1\), вторая – в поле с индукцией \(B_2\). Найдите отношение кинетических энергий частиц \(\frac{W_2}{W_1}\), если радиусы их траектории одинаковых, отношение модулей магнитных индукций \(\frac{B_2}{B_1}=2\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Электрон движется по окружности радиусом 2 см в однородном магнитном поле, имея импульс \(6,4\cdot10^{-23}\;кг\cdot м/с\). Определите модуль магнитной индукции поля.

    сточник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Заряженная частица массой \(8\cdot10^{-30}\;кг\) с кинетической энергией \(4\cdot10^{-16}\;Дж\) движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом 16 мм. Найдите частоту обращения частицы и силу, действующую на частицу со стороны магнитного поля.

  • Заряженная частица движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом \(2\cdot10^{-3}\;м\). Сила, действующая на частицу со стороны магнитного поля, равна \(1,6\cdot10^{-13}\;Н\). Какова кинетическая энергия движущейся частицы? Ответ дайте в эВ.

Часть 2

  • Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U=10 кВ и влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору его индукции \(\overrightarrow B\) (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R=0,2 м, модуль индукции магнитного поля B=0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду \(\frac mq\). Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

ЭДС в движущихся проводниках

Часть 1

Часть 2


Часть 1

  • По П-образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника, скользит проводящая перемычка (см. рисунок). На графике приведена зависимость ЭДС индукции, возникающей в перемычке при её движении в магнитном поле. Пренебрегая сопротивлением проводника, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. Известно, что модуль индукции магнитного поля равен B=0,4 Тл, длина проводника l=0,1 м.

    1) Проводник всё время двигался с одинаковой скоростью.

    2) Через 2 с проводник остановился.

    3) В момент времени 4 с скорость проводника была равна 10  м∕с.

    4) Первые 2 с сила тока в проводнике увеличивалась.

    5) Через 2 с проводник начал двигаться в противоположную сторону.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярно плоскости контура. Правая перемычка скользит по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция магнитного поля B=0,1 Тл, расстояние между рельсами l=10 см, скорость движения перемычки v=2 м/с, сопротивление контура R=2 Ом. Какова сила индукционного тока в контуре?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Часть 2

  • Горизонтально расположенный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл. Скорость проводника направлена горизонтально, перпендикулярно проводнику. Начальная скорость проводника равна нулю, а его ускорение \(8\;м/с^2\). Какова ЭДС индукции на концах проводника в тот момент, когда он переместился на 1 м?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплен в горизонтальной плоскости. На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка массой 92 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,1 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. С какой установившейся скоростью будет двигаться перемычка, если к ней приложить постоянную горизонтальную силу 1,13 Н? Коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,25. Сопротивлением стержня пренебречь.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Электромагнетизм
Электромагнитная индукция. Правило Ленца

Электромагнитная индукция

Часть 1

Расчетные задачи

Часть 2

Правило Ленца


Электромагнитная индукция

Часть 1

  • Проволочная рамка площадью \(60\;см^2\) помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции \(\overrightarrow B\). Проекция \(B_n\) индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется со временем t согласно графику на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах происходящих в рамке.

    1) Модуль ЭДС электромагнитной индукции возникающей в рамке, максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

    2) Магнитный поток через рамку в интервале времени от 2 до 4 мс равен 12 мВб.

    3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, я возникающей в рамке, в интервале времени от 4 до 6 мс равен 6 В.

    4) Модуль скорости изменения магнитного потока через рамку минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

    5) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, равен нулю в интервале времени от 2 до 4 мс.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В области пространства, ограниченной плоскостями AB и CD, создано однородное магнитное поле. Металлическая квадратная рамка движется с постоянной скоростью \(\overrightarrow v\), направленной вдоль плоскости рамки и перпендикулярно его силовым линиям (см. рисунок). Выберите все верные утверждения, которые правильно отражают результаты этого опыта.

    1) При движении рамки между плоскостями AB и CD в ней течет постоянный ток.

    2) После того как передняя сторона рамки пересечёт плоскость CD, магнитный поток через её плоскость начинает увеличиваться.

    3) При движении рамки между плоскостями AB и CD магнитный поток через её плоскость не изменяется.

    4) Сразу после того как передняя сторона рамки пересечёт плоскость CD, в ней возникает постоянная ЭДС индукции.

    5) При движении рамки между плоскостями AB и CD в ней выделяется теплота.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке показан график зависимости магнитного потока пронизывающего контур, от времени. Чему равен модуль ЭДС индукции в промежутке времени от 0 с до 1 с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • За время ∆t=2 с магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку, равномерно уменьшается от некоторого значения Φ до нуля. При этом в рамке генерируется ЭДС, равная 2 мВ. Определите начальный магнитный поток Φ через рамку.

  • Контур площадью \(200\;см^2\) находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Чему равен модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре за 1 секунду при равномерном уменьшении индукции магнитного поля от 0,6 до 0 Тл?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Кольцо площадью \(10\;см^2\) из тонкой проволоки с сопротивлением 1 мОм находится в однородном магнитном поле, линии индукции которого составляют угол 30° с плоскостью кольца. За какое время в кольце выделится количество теплоты 32 мкДж, если магнитная индукция возникает со скоростью 0,08  Тл/с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В опыте по наблюдению электромагнитной индукции квадратная рамка из одного витка тонкого провода находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости рамки. Индукция магнитного поля равномерно возрастает от 0 до максимального значения \(B_макс\) за время T. При этом в рамке возбуждается ЭДС индукции, равная 8 мВ. Определите ЭДС индукции, возникающую в рамке, если T увеличить в 2 раза, а \(B_макс\) в 2 раза уменьшить.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Проволочная рамка сопротивлением 2 кОм помещена в магнитное поле. Магнитный поток через площадь рамки равномерно изменяется на 8 Вб за 2 мс. Чему равна при этом сила тока в рамке?

  • Какой заряд пройдёт через поперечное сечение витка, сопротивление которого 0,03 Ом, при уменьшении магнитного потока внутри витка на 12 мВб?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Часть 2

  • В проводящий круговой контур диаметром 16 см включен конденсатор емкостью 5 мкФ. Контур расположен в магнитном поле, равномерно изменяющемся со скоростью 4  мТл/с. Чему равен заряд конденсатора?

    Источник: Касаткина И. Л. Решебник по физике.

  • В плоской электрической цепи квадратной формы со стороной a=1 м схема которой изображена на рисунке, сопротивления резисторов равны \(R_1=0,5\;Ом\) и \(R_2=9,5\;Ом\). Цепь в некоторый момент помещают в однородное магнитное поле с вектором индукции, перпендикулярным плоскости цепи, модуль которого возрастает с течением времени t по закону B=kt, где k=0,1 Тл/с. Какая тепловая мощность будет выделяться в резисторе \(R_1\)? Сопротивлением проводников и индуктивностью цепи можно пренебречь.

  • Квадратная проволочная рамка со стороной l=10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией \(\overrightarrow B\). На рисунке изображено изменение проекции вектора \(\overrightarrow B\) на перпендикуляр к плоскости рамки с течением времени. За время t=10 с в рамке выделяется количество теплоты Q=0,1 мДж. Каково сопротивление проволоки, из которой сделана рамка?

  • Намотанная на каркас проволочная катушка сопротивлением R=2 Ом, выводы которой соединены друг с другом, помещена в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости витков катушки. Модуль вектора магнитной индукции B поля изменяется с течением времени t так, как показано на графике. К моменту времени τ=1 с через катушку протек электрический заряд q=5 мКл. Сколько витков содержит катушка, если все витки одинаковые и имеют площадь \(S=100\;см^2\)?

  • На горизонтальных параллельных металлических рельсах, концы которых соединены закрепленной проводящей перемычкой П, лежит металлический стержень массой m=100 г. Перемычка и стержень перпендикулярны рельсам. Расстояние от перемычки до стержня a=1 м, расстояние между рельсами L=1 м, коэффициент трения между рельсами и стержнем μ=0,4. Вся система помещена в однородное вертикальное магнитное поле, индукция которого равна \(B_0=0,2\;Тл\). Модуль индукции магнитного поля равномерно уменьшают до нулевого значения за некоторое время τ. При  каком значении τ стержень при выключении магнитного поля сдвинется с места? Электрическое сопротивление рельс, перемычки и стержня при протекании тока R=1 Ом. Влиянием воздуха и индуктивностью цепи пренебречь.

Правило Ленца

  • Катушка № 1 включена в электрическую цепь состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутри катушки № 1, и её обмотка замкнута. Вид с торца катушек представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево.

    1) Сила тока в катушке № 1 увеличивается.

    2) Модуль вектора индукции магнитного поля созданного катушкой № 1, увеличивается.

    3) Модуль магнитного потока пронизывающего катушку № 2, уменьшается.

    4) Вектор магнитной индукции магнитного поля созданного катушкой № 2 в её центре, направлен от наблюдателя.

    5) В катушке № 2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.

    Источник: Демоверсия ЕГЭ 2021.

Самоиндукция. Энергия магнитного поля

Часть 1

Часть 2


Часть 1

  • В катушке индуктивностью 20 мГн сила тока I зависит от времени t, как показано на графике, приведённом на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушке.

    1) Энергия магнитного поля катушки в интервале времени от 2 до 3 с равна 160 мДж.

    2) Модуль ЭДС самоиндукции в катушке минимален в интервале времени от 3 до 4 с.

    3) Модуль скорости изменения тока в катушке максимален в интервале времени от 5 до 6 с.

    4) Модуль ЭДС самоиндукции в катушке максимален в интервале времени от 0 до 2 с.

    5) Модуль ЭДС самоиндукции в катушке в интервале времени от 3 до 5 с равен 10 мВ.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Индуктивность витка проволоки равна \(2\cdot10^{-3}\;Гн\). При какой силе тока в витке магнитный поток через поверхность, ограниченную витком, равен 12 мВб?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи индуктивность которой 1 Гн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 15 до 20 с.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При равномерном уменьшении силы тока в катушке индуктивностью 0,4 Гн за 0,05 с в ней возникает ЭДС самоиндукции, равная 80 В. На сколько уменьшилась сила тока в катушке?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В катушке индуктивностью 1 мГн сила тока в течении 0,1 с равномерно возрастает от 0 до некоторого конечного значения. При этом в катушке наблюдается ЭДС самоиндукции, модуль которой равен 0,2 В. Определите конечное значение силы тока в катушке.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Энергия магнитного поля катушки с током равна 0,64 Дж. Индуктивность катушки равна 20 мГн. Какова сила тока в катушке?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Часть 2

  • В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ K на время, за которое ток в катушке индуктивности достигает максимально возможного значения, а затем размыкают его. Какое количество теплоты выделится после этого в резисторе R? Параметры цепи: ε=10 В, r=2 Ом, R=10 Ом, L=20 мГн. Сопротивление катушки индуктивности очень мало.

  • В схеме, изображённой на рисунке, ключ К вначале замыкают на достаточно долгое время, пока ток в цепи не установится, а затем размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого в резисторе \(R_1\)? Параметры цепи: \(\varepsilon=5\;В\),  r=10 Ом, \(R_1=5\;Ом\),  R_2=10 Ом,  L=30 мГн.

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Механические колебания

Вводные легкие задачи

Математический маятник

Пружинный маятник

Закон сохранения энергии

Остальные задачи


Вводные легкие задачи

  • На рисунке приведён график зависимости координаты колеблющегося тела от времени. Чему равна частота колебаний тела?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Шарик, подвешенный на пружине, сместили вертикально вниз на расстояние 0,1 м от положения равновесия и отпустили с начальной скоростью, равной нулю. Какова частота колебаний шарика, если путь 0,2 м он пройдёт за 0,25 с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Пружинный маятник совершает незатухающие колебания с периодом 0,5 с. В момент времени t=0 отклонение груза маятника от положения равновесия максимально. Сколько раз кинетическая энергия маятника достигнет своего максимального значения к моменту времени 2 с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Математический маятник с периодом колебаний 4 с отклонили на небольшой угол от положения равновесия и отпустили из состояния покоя (см. рисунок). Через какое время после этого потенциальная энергия маятника в первый раз достигнет минимального значения? Сопротивлением воздуха пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В момент времени \(t_0\) груз нитяного маятника, имеющего период колебаний T=1,2 с, проходит через положение равновесия (см. рисунок). За какой промежуток времени с момента \(t_0\) он проходит путь, равный двум амплитуда колебаний?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Амплитуда свободных вертикальных колебаний груза на пружине равна 5 см. Какой путь прошёл груз за 3 периода колебаний?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Математический маятник

  • Во сколько раз увеличится частота малых свободных колебаний математического маятника, если длину его нити уменьшить в 9 раз, а массу его груза увеличить в 4 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В первой серии опытов исследовались малые свободные колебания груза на нити некоторой длины. Затем этот же груз закрепили на нити больше длины. Максимальные углы отклонения нити от вертикали в опытах одинаковые. Как при переходе от первой серии опытов ко второй изменяется период и амплитуда свободных колебаний груза?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийАмплитуда колебаний

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Определите первоначальную длину математического маятника, если известно, что при уменьшении длины маятника на 5 см период колебаний изменился в 1,5 раза.

Пружинный маятник

  • В школьной лаборатории изучают свободные вертикальные колебания пружинного маятника при различных значениях массы маятника. Как изменится период колебаний маятника и период изменения его потенциальной энергии, если увеличить массу маятника, не изменяя жёсткость пружины?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийПериод изменения потенциальной энергии

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На гладком горизонтальном столе пружинный маятник совершает свободные незатухающие колебания. Затем пружину заменяют на пружину больше жёсткости, а амплитуду колебаний оставляют неизменной. Как изменятся при этом период колебаний и максимальная потенциальная энергия маятника?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийМаксимальная потенциальная энергия маятника

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Период вертикальных свободных колебаний пружинного маятника равен 0,5 с. Каким станет период свободных колебаний этого маятника, если массу груза маятника увеличить в 2 раза, а жёсткость пружины вдвое уменьшить?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Груз, подвешенный на пружине жесткостью 400 Н/м, совершает вертикальные свободные гармонические колебания. Какой должна быть жёсткость пружины, чтобы частота колебаний этого же груза увеличилась в 2 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон сохранения энергии

  • На рисунке представлен график изменения со временем кинетической энергии. Чему равна потенциальная энергия в момент, соответствующий точке A на графике?

  • Шар массой 300 г колеблется с амплитудой 6 см на пружине жесткостью 200 Н/м. Найдите скорость шара в точке с координатой 2 см.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Тело совершает гармонические колебания вдоль оси Ox. В таблице приведены координаты этого тела через равные промежутки времени. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о характере движения тела.

    t, с00,20,40,60,81,01,2
    x, см0242024

    1) Частота колебаний тела равна 2,5 Гц.

    2) В момент времени 0,4 с модуль ускорения тела максимален.

    3) Амплитуда колебаний тела равна 4 см.

    4) В момент времени 10 с тело проходит положение равновесия.

    5) В момент времени 0,6 с тело обладает максимальной потенциальной энергией.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке приведены зависимости от времени координат двух колеблющихся тел 1 и 2, прикреплённых к одинаковым пружинам. Выберите все верные утверждения о движении тел. Сплошной линии изображены колебания груза \(m_1\), пунктиром – тела \(m_2\). Выберите все верные утверждения о движении тел.

    1) Периоды колебаний тел одинаковы.

    2) Амплитуды колебаний тел одинаковы.

    3) Масса тела 1 в два раза меньше массы тела 2.

    4) Максимальная кинетическая энергия груза 1 в четыре раза больше, чем максимальная кинетическая энергия груза 2.

    5) Максимальные потенциальные энергии пружин одинаковы.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Груз массой m, подвешенный к пружине, совершает свободные вертикальные колебания с периодом T и амплитудой \(x_0\). Что произойдёт с периодом и максимальной потенциальной энергией пружины, если при неизменной амплитуде уменьшить массу груза?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Период колебанийМаксимальная потенциальная энергия пружины

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Подвешенный на пружине груз совершает свободные вертикальные гармонические колебания. Груз заменили на другой, масса которого больше, оставив пружину и амплитуду колебаний неизменными. Как при этом изменится частота свободных колебаний груза и его максимальная скорость?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Частота свободных колебаний грузаМаксимальная скорость груза

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Остальные задачи

  • На рисунке изображена зависимость амплитуды установившихся колебаний маятника от частоты вынуждающей силы (резонансная кривая). Во сколько раз увеличилась максимальная скорость маятника при переходе от частоты 0,5 Гц к чистоте 1 Гц?

  • Точечное тело совершает гармонические колебания, двигаясь вдоль прямой линии. Школьник построил график зависимости координаты x этого тела от времени t (показан на рисунке). Чему равна максимальная скорость движения тела?

  • Смещение груза пружинного маятника меняется с течением времени по закону \(x=A\sin\left(\frac{2\pi}Tt\right)\), где период T=1 с. Через какое минимальное время, начиная с момента t=0, потенциальная энергия маятника достигнет половины своего максимума?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Электромагнитные колебания

Часть 1

Расчетные задачи

Часть 2


Часть 1

  • В колебательном контуре, показанном на рисунке, период колебаний силы тока равен 2 мкс. Каким будет период колебаний напряжения на конденсаторе, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В колебательном контуре (см. рисунок) индуктивность катушки L=12 мГн. Какой должна быть индуктивность второй катушки, чтобы при переводе ключа К из положения 1 в положение 2 период собственных электромагнитных колебаний в контуре уменьшился в \(\sqrt3\) раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью C и катушки индуктивностью L. Во сколько раз уменьшится частота свободных электромагнитных колебаний в контуре, если его индуктивность увеличить в 18 раз, а ёмкость уменьшить в 2 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В колебательном контуре (см. рисунок) напряжение между обкладками конденсатора меняется по закону \(U_C=U_0\cos\left(\omega t\right)\), где \(U_0=20\;В\), \(\omega=5\pi\cdot10^6\;с^{-1}\). Определи частоту колебаний силы тока в контуре.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Ёмкость конденсатора в цепи переменного тока равна \(50\;мкФ\). Зависимость напряжения между обкладками конденсатора от времени имеет вид: \(U=a\sin\left(bt\right)\), где \(a=60\;В\) и \(b=500\;с^{-1}\). Найдите амплитуду колебаний силы тока.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялась сила тока в контуре с течением времени. Выберите все верные утверждения о процессе происходящем в контуре.

    t, мкс0123456789
    I, А0,02,23,02,20,0-2,2-3,0-2,20,02,2

    1) В момент t=1 мкс напряжение на конденсаторе минимально.

    2) Период колебаний энергии магнитного поля катушки равен t=4 мкс.

    3) Частота электромагнитных колебаний равна 25 кГц.

    4) В момент t=2 мкс заряд конденсатора максимален

    5) В момент t=6 мкс энергия магнитного поля катушки максимальна.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Как изменятся частота собственных колебаний и максимальная сила тока в катушке колебательного контура (см. рисунок), если ключ К перевести из положения 1 в положение 2 в тот момент, когда заряд конденсатора равен 0?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Частота собственных колебанийМаксимальная сила тока
    в катушке

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В двух идеальных колебательных контурах с одинаковой индуктивностью происходят свободные электромагнитные колебания, причём период колебаний в первом контуре \(9\cdot10^{-8}\;с\), во втором \(3\cdot10^{-8}\;с\). Во сколько раз амплитудное значение силы тока во втором контуре больше, чем в первом, если максимальный заряд конденсатора в обоих случаях одинаков?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Колебательный контур содержит конденсатор ёмкостью 8 пФ и катушку, индуктивность которой 0,2 мГн. Чему равно максимальное напряжение на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока 40 мА?

  • Максимальное напряжение в колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивностью 5 мкГн и конденсатора емкостью 1330 пФ, равно 1,2 В. Определите максимальное значение магнитного потока.

  • При увеличении напряжения на конденсаторе колебательного контура на 20 В амплитуда силы тока увеличилась в 2 раза. Найти начальное напряжение.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Емкость конденсатора колебательного контура C=1 мкФ, индуктивность катушки L=0,04 Гн, амплитуда колебаний напряжения Um=100 В. В данный момент времени напряжение на конденсаторе u = 80 В. Найти мгновенное значение силы тока i.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • В цепи, показанной на рисунке, ключ K долгое время замкнут. ЭДС источника ε=3 В. Внутреннее сопротивление источника равно r=2 Ом. Индуктивность катушки равна L=50 мГн. Ключ размыкают. Определите напряжение на конденсаторе, ёмкость которого равна C=50 мкФ, в тот момент времени, когда сила тока в катушке будет равна I=1 А.

    Источник: ЕГЭ по физике 2016. Основная волна.

  • В колебательном контуре индуктивность катушки равна 0,2 Гн, а амплитуда колебаний силы тока 40 мА. Найти энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в тот момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного значения.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • Амплитуда силы тока в контуре 1,4 мА, а амплитуда напряжения 280 В. Найти силу тока и напряжение в тот момент времени, когда энергия магнитного поля катушки равна энергии электрического поля конденсатора.

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

  • В колебательном контуре конденсатору емкостью 10 мкФ сообщили заряд 40 мкКл, после чего в контуре возникли затухающие электромагнитные колебания. Какое количество теплоты выделится к моменту, когда максимальное напряжение на конденсаторе станет меньше начального максимального напряжения в 4 раза?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Часть 2

  • В идеальном колебательном контуре амплитуда силы тока в катушке индуктивности равна 10 мА, а амплитуда колебаний заряда конденсатора равна 5 нКл. В момент времени t заряд конденсатора 3 нКл. Найдите силу тока в катушке в этот момент.

  • В процессе колебаний в идеальном колебательном контуре в момент времени \(t\) заряд конденсатора \(q=4\cdot10^{-9}\;Кл\), а сила тока в катушке \(I=3\;мА\). Период колебаний \(T=6,3\cdot10^{-6}\;с\). Найдите амплитуду заряда.

    Источник: ЕГЭ по физике 2014. Досрочная волна.

  • В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 3 В и 0,5 Ом, ёмкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 2 мГн. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

    Источник: ЕГЭ по физике 2013. Основная волна.

Волны

Часть 1

Часть 2


Часть 1

  • Определите длину волны звука, который издает колеблющаяся струна, если частота её колебаний 400 Гц? Скорость звука в воздухе 340 м/с.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • У входа в вертикальную шахту глубиной 136 м на поверхности земли был произведён выстрел. За какое время звук выстрела вернулся к стрелку, отразившись от дна шахты? Скорость звука в воздухе считать равной 340 м/с.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При настройке колебательного контура генератора, задающего частоту излучения радиоприемника, электроёмкость его конденсатора увеличили. Как при этом изменилась частота излучаемых волн и длина волны излучения?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Частота излучаемых волнДлина волны излучения

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Часть 2

  • Колебательный контур радиоприёмника настроен на длину волны λ=2000 м. Индуктивность катушки контура L=6 мкГн, максимальный ток в ней Imax = 1,6 мА. В контуре используется плоский воздушный конденсатор, расстояние между пластинами которого d=2 мм. Чему равно максимальное значение напряжённости электрического поля в конденсаторе в процессе колебаний?

    Источник: ЕГЭ по физике 2016. Досрочная волна.

ОПТИКА
Геометрическая оптика
Законы распространения

Закон прямолинейного распространения света

Закон отражения

Закон преломления

Часть 1

Часть 2


Закон прямолинейного распространения света

  • Тень на экране от предмета, освещённого точечным источником света, имеет размеры в 3 раза большие, чем сам предмет. Расстояние от источника света до предмета равно 1 м. Определите расстояние от предмета до экрана.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон отражения

  • Угол падения света на горизонтально расположенное плоское зеркало равен 30°. Каким станет угол отражения света, если повернуть зеркало на 10° так, как показано на рисунке?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Перед плоским зеркалом, закрепленным на вертикальной стене, на расстоянии 80 см стоит девушка ростом 160 см. На сколько уменьшится расстояние между девушкой и её изображением в зеркале, если она встанет на расстоянии 50 см от зеркала?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон преломления

Часть 1

  • Ученик изучал законы преломления света на границе раздела воздух-вода. При падении на поверхность воды узкого пучка белого света он разделился на несколько лучей разных цветов – красного, жёлтого и синего (см. рисунок). Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта.

    1) Луч 2 – красный.

    2) Угол преломления луча красного цвета больше, чем у синего.

    3) Данное оптическое явление называется дифракцией.

    4) Показатель преломления стекла для жёлтого света, меньше, чем у синего.

    5) Луч 1 распространяются в стекле с самой большой скоростью (из лучей, рассмотренных в данном опыте).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Световой пучок выходит из стекла в воздух (см. рисунок). Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения, длиной волны?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    ЧастотаСкоростьДлина волны
  • На рисунке показан ход светового луча через стеклянную пластину, находящуюся в воздухе. Точка О – центр окружности. AD=OC=7 см, BC=OD=5 см. Чему равен показатель преломления стекла n?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Точечный источник света находится в ёмкости с жидкостью и равномерно опускается вертикально вниз от поверхности жидкости. При этом на поверхности жидкости возникает пятно, образованное лучами света, выходящими из жидкости в воздух. Глубина погружения источника (расстояние от поверхности жидкости до источника света), измеренная через равные промежутки времени, а также соответствующие радиус светлого пятна представлены в таблице. Погрешность измерения глубины погружения и радиуса пятна составила 1 см. Выберите все верные утверждения на основании данных, представленных в таблице.

    Глубина погружения, см10203040506070
    Радиус пятна, см12243648607284

    1) Показатель преломления жидкости меньше 1,5.

    2) Образование пятна на поверхности обусловлено дисперсия света в жидкости.

    3) Образование пятна на поверхности обусловлено явлением полного внутреннего отражения.

    4) Граница пятна движется с ускорением.

    5) Угол полного внутреннего отражения меньше 45°.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Школьника, изучая законы геометрической оптики, провел опыт по преломлению света (см. рисунок). Для этого он направил узкий пучок света на стеклянную пластину. Пользуясь приведённой таблицей, выберите из предложенного ниже списка все верные утверждения.

    угол, \(\alpha\)20°40°50°70°
    \(\sin\left(\alpha\right)\)0,340,640,780,94

    1) Наблюдается полное внутреннее отражение.

    2) Показатель преломления стекла примерно равен 1,47.

    3) Угол падения равен 20°.

    4) Угол отражения равен 70°.

    5) Угол преломления равен 50°.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Ученик провел опыт по преломлению света, представленный на фотографии. Как изменятся при уменьшении угла падения угол преломления светового пучка и скорость света, распространяющегося в стекле? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Угол преломленияСкорость света в стекле

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Часть 2

  • В дно водоема глубиной 3 м вертикально вбита свая, полностью скрытая под водой. При угле падения солнечных лучей на поверхность воды, равным 30°, свая отбрасывает на дно водоема тень длиной 0,8 м. Определите высоту сваи. Показатель преломления воды \(n=\frac43\).

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Нижняя грань AC прозрачного клина посеребрена и представляет собой плоское зеркало. Угол при вершине клина α=30°. Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани AB, преломляется и выходит в воздух через ту же грань AB, но уже под углом преломления β=90°. Определите показатель преломления материала клина. Сделайте рисунок, поясняющий ход луча в клине.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Линзы

Часть 1

Часть 2


Часть 1

  • Фокусное расстояние рассеивающей линзы равно 12,5 см. Определите оптическую силу линзы.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • На рисунке показан ход лучей от точечного источника света А через тонкую линзу. Определите оптическую силу линзы.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Главное фокусное расстояние рассеивающей линзы равно 12 см. Изображение предмета находится на расстоянии 9 см от линзы. Чему равно расстояние от предмета до линзы?

    Источник: Степанова Г. Н. Решебник по физике.

  • Предмет высотой 50 см находится на расстоянии d=60 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием F=40 см. Определите высоту изображения.

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

Часть 2

  • Определите фокусное расстояние тонкой линзы, если линейные размеры изображения тонкого карандаша, помещённого на расстоянии 60 см от линзы и расположенного перпендикулярно главной оптической оси, меньше размеров карандаша в 3 раза.

  • Расстояние от предмета до экрана, где получается чёткое изображение предмета, 4 м. Изображение в 3 раза больше самого предмета. Найдите фокусное расстояние линзы.

  • Предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы D=5 дптр. Изображение предмета действительное, увеличение (отношение высоты изображения предмета к высоте самого предмета) k=2. Найдите расстояние между предметом и его изображением. Ответ выразите в сантиметрах.

    Источник: ЕГЭ по физике 2023. Основная волна.

  • Действительное изображение предмета, полученное с помощью собирающей линзы, находится от неё на расстоянии 8 см. Если собирающую линзу заменить рассеивающей с таким же фокусным расстоянием, мнимое изображение этого предмета будет отстоять от линзы на 2 см. Найдите абсолютное значение фокусного расстояния линз.

  • При помощи тонкой собирающей линзы на экране, перпендикулярном главной оптической оси линзы, получено четкое изображение точечного источника света. Не трогая источник и экран, линзу передвинули от источника в сторону экрана на расстояние x=5 см, в результате чего на экране вновь получилось четкое изображение источника. Чему равно фокусное расстояние линзы, если изначально источник находился на расстоянии d=10 см от нее? Линзу перемещают вдоль ее главной оптической оси.

  • Расстояние между лампочкой и экраном равно L=150 см. Между ними помещается собирающая линза, которая дает на экране резкое изображение нитей лампочки при двух положениях линзы. Каково фокусное расстояние линзы, если расстояние между указанными положениями линзы l=30 см?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

Волновая оптика
Интерференция света

Часть 1

Расчетные задачи


Часть 1

  • В прозрачном сосуде, заполненном водой, находится дифракционная решётка. Решётка освещается лучом света лазерной указки, падающим перпендикулярно её поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменится длина световой волны, падающей на решётку, и угол между падающим лучом и первым дифракционными максимумом при удалении воды из сосуда?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Длина волны света,
    достигающего решётки
    Угол между нормалью
    к решетке и первым
    дифракционными максимумами

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • Какое число штрихов на 1 мм имеет дифракционная решётка, если зелёная линия (λ = 550 нм) в спектре первого порядка наблюдается под углом φ=19°. Считать, что sin⁡φ=0,33.

    Источник: Мякишев Г. Я. Учебник для 11 класса.

  • Найдите наибольший порядок спектра для монохроматического света с длиной волны λ=520 нм, если период решётки равен 2 мкм.

  • Определите длину волны для линии в дифракционном спектре третьего порядка, совпадающей с линией спектра четвёртого порядка с длиной волны 480 нм.

  • Дифракционная решётка с периодом \(10^{-5}\;м\) расположена параллельно экрану на расстоянии 1,8 м от него. Какого порядка максимум в спектре будет наблюдаться на экране на расстоянии 21 см от центра дифракционной картины при освещении решётки нормально падающим параллельным пучком света с длиной волны 580 нм? Считайте, что при малых углах sin⁡φ≈tg⁡φ.

Корпускулярно – волновой дуализм
Фотоэффект

Часть 1

Часть 2


Часть 1

  • Два источника излучают пучки монохроматического света с длиной волны \(\lambda_1=500\;нм\) и \(\lambda_2=800\;нм\). Чему равно отношение энергии фотонов в этих пучках \(\frac{E_1}{E_2}\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Интенсивность монохроматического светового пучка, освещающего фотокатод, плавно уменьшают, не меняя частоты света. Как изменяются при этом количество фотонов, падающих на поверхность фотокатода в единицу времени, и скорость каждого фотона?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Количество падающих фотонов
    в единицу времени
    Скорость фотона

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только синий цвет, а во второй – только зелёной. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение. Как изменятся частота световой волны и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Частота световой волны,
    падающей на фотоэлемент
    Запирающее напряжение

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В опытах по фотоэффекту взяли пластину из металла с работой выхода \(5,4\cdot10^{-19}\;Дж\) и стали освещать её светом частотой \(3\cdot10^{14}\;Гц\). Затем частоту света увеличили в два раза, одновременно увеличив в 1,5 раза число фотонов, падающих на пластину за 1 с. Как изменится при этом количество вылетающих из пластины фотоэлектронов и длина световой волны?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Количество фотоэлектроновДлина волны

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Поток фотонов с энергией 15 эВ выбивает из металла электроны, максимальная кинетическая энергия которых 8 эВ. Какова работа выхода электронов с поверхности данного металла?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Фотоны с энергией 2,1 эВ вызывают фотоэффект с поверхности цезия, для которого работа выхода равна 1,9 эВ. Насколько нужно увеличить энергию фотона, чтобы максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличилась в 2 раза?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны \(\lambda_{кр}=600\;нм\). Какова длина волны света, выбивающего из него фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых в 2 раза меньше работы выхода?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Слой оксида кальция облучается светом и испускает электроны. На рисунке показан график изменения максимальной энергии фотоэлектронов в зависимости от частоты падающего света. Чему равна частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Определите красную границу (λкр) фотоэффекта для металла, если при облучении его светом с длиной волны 450 нм максимальная кинетическая энергия электронов равна \(3,5\cdot10^{-19}\;Дж\).

Часть 2

  • Металлическая пластина облучается светом частотой \(\nu=1,6\cdot10^{15}\;Гц\). Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряженностью 130 В/м, причем вектор \(\overrightarrow E\) направлен в сторону пластины и перпендикулярен ее поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода \(A=4,42\cdot10^{-19}\;Дж\)), освещается светом с длиной волны λ=300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией \(B=8,3\cdot10^{-4}\;Тл\) перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Когда на металлическую пластину падает электромагнитное излучение с длиной волны λ, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 4,5 эВ. Если длина волны падающего излучения равна 2λ, то максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1 эВ. Чему равна работа выхода электронов из металла?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • При падении света на поверхность платины из нее вылетают фотоэлектроны, имеющие скорость v=2000 км/с. Затем этим же светом начинают облучать атомы водорода, вследствие чего они ионизируются. Какую скорость будут иметь электроны, вылетающие из ионизированных атомов водорода, если работа выхода электрона из платины A=5,3 эВ, а энергия ионизации атома водорода E=13,6 эВ? Изменением кинетической энергии атомов водорода пренебречь.

  • Для измерения величины постоянной Планка h в свое время использовался следующий опыт. В вакуумный фотоэлемент помещался катод из какого-либо металла, окруженный металлическим анодом. Катод облучали светом определенной длины волны (и частоты) и измеряли задерживающее напряжение между катодом и анодом, при котором ток в цепи с фотоэлементом прекращался. Оказалось, что при длине волны света, падающего на фотокатод, равной \(\lambda_1=250\;нм\), задерживающее напряжение было равно \(U_1=2,82\;В\), а при освещении светом с частотой \(\nu_2=1,5\cdot10^{15}\;Гц\) оно равнялось \(U_2=4,05\;В\). Найдите по этим данным величину постоянной Планка.

  • Катод вакуумного фотоэлемента облучается световым пучком с длиной волны λ=0,6 мкм и мощностью W=0,5 Вт. На один электрон, выбитый из катода, приходится N=50 фотонов. При больших ускоряющих напряжениях между катодом и анодом фототок достигает насыщения (все электроны, выбитые из катода в единицу времени, достигают анода). Найти силу фототока насыщения.