Главная страница
qrcode

Решение задач егэ 2013 Часть 1 Петропавловск-Камчатский


НазваниеРешение задач егэ 2013 Часть 1 Петропавловск-Камчатский
Анкор2013-1.pdf
Дата09.07.2018
Размер9.7 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файла2013-1.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипРешение
#14252
страница1 из 9
Каталог
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
Камчатский государственный технический университет А. Исаков Физика Решение задач ЕГЭ
2013 Часть 1
Петропавловск-Камчатский
2013

2
УДК 50(075.8)
ББК я
И Рецензент доктор физико-математических наук, профессор Дальневосточного Федерального университета
Стоценко Л.Г.
Исаков Александр Яковлевич
И Физика. Решение задач ЕГЭ
−2013. Часть 1.: КамчатГТУ, 2012. −
231 с.
Приведены решения 20 вариантов задач начального уровня предлагаемых для подготовки к ЕГЭ по физике в 2013 г. Тексты задач соответствуют изданию О.Ф. Кабардин, СИ. Кабардина, В.А. Орлов, С.Б. Бобошина, О.И. Громце- ва «ЕГЭ 2013. Физика, Экзамен, М, 2013.
Сборник предназначен, прежде всего, для школьников старших классов, намеревающихся овладеть методиками решения задач в рамках современного
ЕГЭ. Приведенные материалы могут быть также полезными студентам первых курсов, изучающих общую физику в университетском объёме по техническим программам подготовки, особенно студентам заочной формы образования, когда программа осваивается самостоятельно.
Оглавление
Вариант 1 ……………...…………………………………………………… 4
Вариант 2 ……………...………………………………………………..… 17
Вариант 3 ……………...………………………………………………..… 29
Вариант 4 ……………...………………………………………………..… 39
Вариант 5 ……………...………………………………………………..… 50
Вариант 6 ……………...……………………………………………..…… 60
Вариант 7 ……………...……………………………………………..…… 70
Вариант 8 ……………...………………………………………………..… 85
Вариант 9 ……………...………………………………………………..… 97
Вариант 10 ……………...………………………………………..……… 108
Вариант 11 ……………...……………………………………………..… 120
Вариант 12 ……………...……………………………………………..… 132
Вариант 13 ……………...……………………………………………..… 142
Вариант 14 ……………...……………………………………………..… 158
Вариант 15 ……………...…………………………………………..…… 170
Вариант 16 ……………...……………………………………………..… 187
Вариант 17 ……………...……………………………………………..… 194
Вариант 18 ……………...…………………………………………..…… 204
Вариант 19 ……………...…………………………………………..…… 214
Вариант 20 ……………...…………………………………………..…… 223
Вариант 1 Часть А
А. По графику зависимости модуля скорости тела от времени определить путь, пройденный телом от момента времени t = 0, до момента времени t = 2 с. Решение
1. На участке оА тело движется ускоренно, потому что за t
1
= с модуль скорости меняется от 0 до 2 мс, те. ускорение а = 2 мс, путь на этом участке составит м 2
at s
2 1
1
=
=
2. Участок АВ характеризуется постоянной скоростью v
2
= 2 мс, те. тело пройдёт путь s
2
= v
2
t
2
= 2 м.
3. За
τ = 2 с телом будет пройден путь мА. Как движется тело при равенстве нулю суммы всех действующих на него сил Решение
1. Уравнение второго закона Ньютона
( )
;
dt v
m d
F
;
const m
;
dt v
d m
F
n i
1
i i
n i
1
i i


=
=
=
=
=
=
=
r r
r r
( )
,
const v
;
0
dt v
m d
,
0
F
n i
1
i i
=

=

=

=
=
r r
r те. при равенстве нулю геометрической суммы действующих на тело сил, импульс не меняется, поэтому скорость остаётся постоянной во времени, принимая любые значения, включая нулевые (состояние покоя.
А. Метеорит массой m = 1 кг приближается к поверхности Земли со скоростью мс. Угол между направлением его скорости и вертикалью к поверхности Земли
α = 30 0
. Чему равен модуль силы тяжести, действующей на метеорит Решение
1. Поскольку в условии задачи ничего не говорится о ускорении, кроме ускорения свободного падения метеорита, то действующая на него сила тяжести по модулю определится как
;
H
10
H
81
,
9 81
,
9 Рис. А. Определение пути

5
А. Снаряд, обладавший импульсом Р, разорвался на две части. Векторы импульса Р до разрыва и импульса Родной из частей после взрыва представлены на рис. А. Какой из векторов на этом рисунке соответствует вектору импульса второй части снаряда Решение
1. Для снаряда и его осколков справедлив закон сохранения импульса, т.к. взрыв происходит под действием внутренних сил, которые по определению не могут изменить состояние системы.
;
const
P
;
0
dt
P
d
;
0
F
n i
1
i вн i
=

=

=

=
=
r r
r
2. Геометрическая сумма векторов импульсов осколков должна быть равна вектору импульса снаряда до взрыва. Вектор Р должен являться диагональю параллелограмма, построенного на векторах импульсов осколков, те. нужным является вектор 2.
А. Груз, подвешенный на нити, совершает свободные гармонические колебания в режиме маятника. В каких пределах изменяется его потенциальная энергия, если полная механическая энергия в момент прохождения положения равновесия равна Е = 20 Дж Решение
1. В отсутствие потерь, те. для консервативной механической системы, каковой и является заданное колеблющееся тело, справедлив закон сохранения энергии где l
− длина нити подвеса, ϕ − максимальное значение угла отклонения нити от положения равновесия.
2. В положении равновесия колеблющееся тело будет обладать чисто кинетической энергией, а потенциальная энергия будет равна нулю. В крайних положениях груза наоборот
− потенциальная энергия будет принимать максимальные значения, а кинетическая энергия будет равна нулю, т.к. в этих точках траектории груз меняет направление движения, чего нельзя сделать, не проходя состояние нулевой скорости.
3. Максимальное значение кинетической энергии при прохождении положения равновесия будет равно максимальным значениям потенциальной энергии в крайних положениях тела, те. потенциальная энергия будет меняться в пределах Дж Рис. А. Закон сохранения импульса Рис. А. Энергия колеблющегося груза

6
А. Изменение силы тока и напряжения в катушке изменяются по гармоническому закону в соответствии с уравнениями
;
2
t cos
U
)
t
(
u
;
t cos
I
)
t
(
i m
m






π
+
ω
=
ω
=
На какую часть периода отличается фаза колебаний напряжения Решение
1. Гармонические колебания в общем виде можно записать следующими уравнениями
(
)
,
t
T
2
cos
A
t где А
− амплитудное значение изменений величины х, ω − циклическая частота колебаний,
ϕ − начальная фаза.
2. Уравнение колебаний напряжения на катушке
,
2
T
2
cos
U
)
t
(
u поскольку период эквивалентен 2
π радиан, то π/2 соответствует 1/4 Т, таким образом, колебания напряжения опережают колебания силы тока на четверть периода ТА. Вводу на дно стакана поместили несколько кристаллов марганцовки. Марганцовка со временем растворилась, и тонкий слой воды на дне окрасился и приобрел характерный фиолетовый цвет. Стакан прикрыли листом плотной бумаги и оставили. Через несколько суток вода оказалась равномерно окрашенной. Какое явление более всего ответственно за результат опыта испарение, конвекция, диффузия или броуновское движение Решение
1. В закрытом стакане при постоянной температуре воды испарение икон- векция будут оказывать на процесс незначительное влияние.
2. Молекулы жидкостей преимущественно совершают колебательные движения и только немногочисленные из них приобретают время от времени поступательную составляющую, чем, собственно, и объясняется явление испарения. Эффекты броуновского движения превалируют, в основном, в газах, для некоторых из них длина свободного пробега может на несколько порядков превышать эффективные диаметры молекул.
3. Рассмотрим более подробно явление диффузии в жидкости. В рассматриваемом случае имеется вертикальный градиент концентрации молекул марганца. Будем рассматривать концентрацию, как функцию вертикальной координаты. Если перпендикулярно оси z расположить площадку площадью s, то через неё будет наблюдаться поток частиц, обусловленный выравниванием концентрации в наблюдаемом объёме. Экспериментально установлено, что в единицу времени через площадку проходит количество частиц s
z n
D



=
Φ
,
где D
− коэффициент диффузии, величина которого определяется физическими свойствами рассматриваемой системы. Поток частиц в единицу времени имеет размерность Ф = c
− 1
, поэтому коэффициент диффузии измеряется в
[ см м мм c
s z
n
D
2 2
3 1
=

=


Φ
=

Знак минус в уравнении диффузии означает, что поток частиц направлен от больших концентрацией частиц в сторону меньших концентраций, от дна стакана к поверхности воды Умножим далее уравнение на массу частиц, принимающих участие в процессе диффузии, получим s
z
D
M
,
ms z
n
D
m

ρ


=




=
Φ
, т.к. плотность жидкости
ρ = mn. Уравнение выражает собой первый закон
Фика, который предполагает определение коэффициента диффузии D для каждого вещества экспериментальным путём. Другими словами, первый закон Фика является эмпирическим законом. В этой связи следует оговориться, что в жидкостях и твёрдых телах потоки частиц в каких-либо направлениях могут быть вызваны не только молекулярными причинами. Например, конвекционное движение частиц, вызванное внешними причинами, ничего общего с молекулярной диффузией не имеет. Но эти явления в данном случае не вносят в процесс значимого вклада, поэтому основной причиной окрашивания воды в стакане будет диффузия.
А. Идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объёме, затем при постоянной температуре давление газа уменьшалось до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях р
−Т соответствует этим изменениям состояния Решение
1. Изохора (V = const) в координатах р
−Т изображается прямой линией, продолжение которой должно пересекать начало координат
(
)
,
kx y
;
T
T
p p
;
T
T
p p
;
RT
V
p
;
RT
V
p
1 2
1 2
2 1
2 1
2 2
1 те. указанным процессам удовлетворяет только график 1. Рис. А. Второй закон Фика Рис. А. Изменения состояния газа в р

Т координатах

8
А. Если давление идеального газа при постоянной концентрации молекул увеличилось в два раза, то как изменилась его абсолютная температура Решение
1. Зависимость давления газа от концентрации молекул и абсолютной температуры где n
− концентрация молекул, те. число молекул в единице объёма, например, в 1 м, k
B
≈ 1,4⋅10
− 23
Дж/К
− постоянная Больцмана, Т − абсолютная температура. Если давление идеального газа при n = const увеличилось вдвое, то это значит, что значение абсолютной температуры тоже выросло ровно в два раза, те. Т = ТА. Идеальный газ отдал количество теплоты Q = 300 Дж, при этом его внутренняя энергия увеличилась на
ΔU = 100 Дж. Чему равна работа совер- шённая газом Решение
1. Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии для изолированных термодинамических систем
;
A
U
Q
+
Δ
=
В данном случае работа газа совершается против внешних сил (подобно работе против сил трения в механике, поэтому имеет отрицательный знак Дж А. Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами равна Чему станет равна сила взаимодействия, если один заряд увеличить в
ζ = 2 раза, а расстояние уменьшить в два раза Решение
1. Составим систему уравнений на основании закона Кулона
( )
1 2
1 2
2 2
2 2
2 1
2 2
2 1
F
8
F
;
8
F
F
;
r q
8
k
F
;
r q
k
F
;
2
r q
2
q k
F
;
r q
q k
F
=
=




⎪⎪


=
=




⎪⎪



=

=
;
А. Резисторы с сопротивлениями R
1
= 3 Ом, R
2
= 6 Ом, и R
3
= 9 Ом соединены последовательно вцепи постоянного тока. Чему равно отношение работ тока, совершённых при протекании тока за одинаковое время Решение
1. Работа численно равна мощности, умноженной на время совершения работы А 2
1 3
2 1
=

τ
=

9 2. При последовательном соединении резисторов через них протекает ток одинаковой силы
;
I
I
I
3 2
1
=
=
3. Мощность, рассеиваемая на резисторах
;
3
:
2
:
1
R
:
R
:
R
N
:
N
:
N
;
R
I
IR
I
IU
N
3 2
1 3
2 1
2
=
=

=

=
=
А. В каком из перечисленных устройств используется явление возникновения тока при движении проводника в магнитном поле
1) Электромагнит
3) Электрогенератор
2) Электродвигатель 4) Амперметр. Решение
1. В соответствие с законом Ампера
,
sin
IB
F
A
α
= l на проводник длины l
, по которому течёт ток силой I, помещённым в магнитное поле с индукцией В со стороны поля действует сила
A
F
,
α − угол между направлением проводника и вектором магнитной индукции.
2. Если проводник за счёт внешних сил перемещать в магнитном полетов нём возникнет токи получится электрогенератор. Проводники в генераторах, как правило, выполняются в виде симметричных рамок, которые вращаются вокруг своей оси симметрии в постоянном или переменном магнитном поле.
А. Если, при подключении неизвестной нагрузки к выходу генератора постоянной амплитуды и переменной частоты гармонических электрических колебаний обнаружена приведенная на графике зависимость I = f(
ν), то что собой представляет такая нагрузка Решение
1. Нагрузка не может быть активным сопротивлением, потому что это линейный элемент и его сопротивление не зависит от частоты. Сопротивления конденсатора и катушки индуктивности
;
C
2 1
C
1
R
;
L
2
L
R
C
L
πν
=
ω
=
πν
=
ω
=
3. Сила тока через элементы определяется законом Ома для участка цепи
;
C
U
2
I
;
1
L
2
U
L
2
U
I
;
R
U
I
C
L
ν
π
=
ν
π
=
πν
=
=
4. На графике задана зависимость поэтому неизвестным элементом является катушка индуктивности.
Рис.А13. Электрогенератор Рис. А. Зависимость силы тока от частоты

10
А. Как изменится частота и длина волны света при переходе из вакуума в среду с абсолютным показателем преломления n? Решение
1. Частота электромагнитной световой волны при переходе из вакуума в среду изменяться не будет, потому что она зависит только от физических свойств источника. изменяться, по сути будет скорость распространения волны, потому что
,
n c
;
n c
;
n те. длина волны уменьшится враз А. Явление дифракции происходит
1. Только на малых круглых отверстиях
2. Только на больших отверстиях
3. Только на узких щелях
4. На краях любых отверстий и экранах Решение
1. Явление дифракции является следствием волновой природы света в классическом представлении. Свет рассматривается как поперечная электромагнитная волна характеризующаяся скоростью распространения и длиной.
2. Дифракционные эффекты зависят от соотношения между длиной волны
λ и характерным размером неоднородностей среды либо неоднородностей структуры самой волны. Наиболее сильно они проявляются при размерах неоднородностей сравнимых с длиной волны.
3. При размерах неоднородностей существенно превышающих длину волны на 3–4 порядка и более, явлением дифракции, как правило, можно пренебречь. В последнем случае распространение волн с высокой степенью точности описывается законами геометрической оптики. С другой стороны, если размер неоднородностей среды много меньше длины волны, тов таком случае вместо дифракции часто говорят о явлении рассеяния волн.
4. Из предложенных вариантов ответов, более правильным является утверждение А. Какой из перечисленных ниже величин пропорциональна энергия фотона. Квадрату скорости фотона
2. Скорости фотона
3. Частоте излучения
4. Длине волны Решение
1. Энергия фотона пропорциональна частоте излучения
ν
=
ε
h f
, где h
≈ 6,62⋅10
− 34
Дж
⋅с − постоянная Планка. Рис. А. Явление дифракции Рис. А. Образ фотона


11
А. При высоких температурах возможет синтез ядер гелия из ядер трития и дейтерия (изотопы водорода
X
He
H
H
4 2
3 1
2 1
+

+
Какая частица X освобождается при осуществлении такой реакции
1. Нейтрон
2. Нейтрино
3. Протон
4. Электрон Решение
1. Для заданной ядерной реакции справедливы законы сохранения электрических зарядов и массовых чисел сумма зарядов (массовых чисел) ядер и частиц, вступающих в ядерную реакцию, равна сумме зарядов (массовых чисел) конечных продуктов (ядер и частиц) реакции, те.
,
n
X
;
1 4
5
A
;
0 2
2
Z
1 в результате образуется ядро гелия и нейтрон.
А. Радиоактивный изотоп имеет период полураспада Т = 2 минуты. Из N
= 100 этого изотопа сколько ядер испытает радиоактивный распад за
τ = 2 минуты. Точно 50 ядер
2.
50 или немного меньше
3.
50 или немного больше
4. Около 50 ядер, немного больше или немного больше Решение
1. В соответствии с законом радиоактивного распада где Т
− период полураспада, те. время в течение которого число радиоактивных ядер уменьшается примерно вдвое. Примерно
− потому что закон имеет вероятностный смысл, определяет наибольшую вероятность регистрируемой величины.
2. В этой связи верным является утверждение 4.
А. Собирающая линза может давать
1. Только увеличенные изображения предметов
2. Только уменьшенные изображения предметов
3. Увеличенные, уменьшенные и равные изображения предметов
4. Только уменьшенные и равные изображения предметов Решение
1. Формула собирающей линзы Рис. А. Синтез ядер гелия Рис. А. Закон радиоактивного распада
где F
− фокусное расстояние линзы, f − расстояние от линзы до изображения предмета, d
− расстояние от предмета до линзы.
2. Линейное изменение размеров изображения
,
d f
H
h =
=
Γ
3. В зависимости от расположения предмета относительно фокусного расстояния собирающей линзы можно получить изображение увеличенного, уменьшенного или равного с предметом размера.
А. Идеальная тепловая машина с КПД
η = 60% за один цикл работы получает от нагревателя Н = 100 Дж тепловой энергии. Какую полезную работу совершает машина за цикл Решение
Коэффициентом полезного действия тепловой машины называется отношение полезной работы, выполненной за цикл работы к количеству полученной теплоты от внешнего источника Дж А. При измерении длины бруска получено значение x = 5 см, граница абсолютной погрешности измерений равна х = 0,5 мм. Чему равна граница относительной погрешности измерения Решение
1. Абсолютная погрешность – это значение, вычисляемое как разность между значением величины, полученным в процессе измерений, и настоящим действительным) значением данной величины.
2. Относительная погрешность – это число, отражающее степень точности измерения. Рис. А. Построение изображений в собирающей линзе

13 3. Относительная и абсолютная погрешность связана уравнением
;
01
,
0 10 5
10 5
x x
2 4
x
=


=
Δ
=
δ


А. В таблице приведена зависимость координаты х движения тела от времени t:
Определить скорость движения тела в интервале времени от 1 с до 3 с. Решение
1. В интервале времени 1
− 3 с координата тела не изменялась, те. тело покоилось, следовательно, скорость тела была рана нулю.
А. Приведена схема движения ионов массами m
1
ив масс- спектрометре по полуокружностям радиусами r
1
и r
2
соответственно. Каково отношение между массами ионов ? Решение
1. Однородные магнитные поля используются во многих приборах ив частности, в масс-спектрометрах – устройствах, с помощью которых можно измерять массы заряженных частиц – ионов или ядер различных атомов.
2. Масс-спектрометры используются для разделения изотопов, то есть ядер атомов с одинаковым зарядом, но разными массами например,
20
Ne и
22
Ne). Простейший масс- спектрометр показан на рис. А. 24.2. Ионы, вылетающие из источника S, проходят через несколько небольших отверстий, формирующих узкий пучок. Затем они попадают в селектор скоростей, в котором частицы движутся в скрещенных однородных электрическом и магнитном полях. Электрическое поле создается между пластинами плоского конденсатора, магнитное поле – в зазоре между полюсами электромагнита.
3. Начальная скорость
0
vr заряженных частиц направлена перпендикулярно векторами. На частицу, движущуюся в скрещенных электрическом и магнитном полях, действуют электрическая сила
E
q и сила Лоренца
( )
B
v q
r r ×
. При условии vB
E
=
эти силы точно уравновешивают друг друга. Условие движения ионов одинакового заряда и разной массы в магнитном поле, перпендикулярном вектору скорости частиц Рис. А. Ионы в масс-спектрометре Рис. А. Масс-спектрометр

14
( )
( )
;
2
B
;
v
;
r mv
B
;
v sin
QvB
2
π
=
=
r r
r r
;
m m
;
r r
;
QB
mv r
;
r mv
QB
1 2
2 1
>
>
=
=
А. Изображён лифт с пассажиром при условии Упр m
r r
r
=
=
:
1. Движется ли лифт с ускорением a < g вниз
2. Движется ли лифт с ускорением a = g вниз
3. Неподвижен
4. Неподвижен или движется равномерно Решение
1. Уравнение второго закона Ньютона применительно к приведенному случаю
( )
( )


=
=
=
=
=

=
=
3
i
1
i
3
i
1
i i
i
0
dt v
m d
;
0
F
;
dt v
m d
F
r r
r
;
;
const v
m
=
r
Либо лифт покоится, либо движется равномерно с постоянной скоростью. Часть В
В. Брусок движется равномерно вверх по наклонной плоскости. Установить для силы трения соответствие между параметрами силы, перечисленными в первом столбце и свойствами вектора силы
1. Перпендикулярно поверхности наклонной плоскости
2. Вертикально вниз
3. Против направления вектора скорости
4. Вертикально вверх
5. Обратно пропорционален площади бруска
6. Пропорционален силе нормального давления
7. Обратно пропорционален силе нормального давления
8. Пропорционален площади поверхности бруска
9. Не зависит от площади поверхности бруска Решение
1. Вектор силы трения направлен противоположно вектору скорости и параллельно поверхности плоскости. Величина силы трения пропорциональна Коэффициенту трения
μ и нормальной реакции связи
;
cos Направление вектора силы трения 3 Модуль вектора силы трения
6 9 Рис. А. Человек в лифте Рис. В. Наклонная плоскость

15
В. При освещении металлической пластины светом частоты
ν наблюдается явление фотоэффекта. Установить соответствие между физическими величинами, перечисленными в первом столбце, и их изменениями во втором столбце при увеличении частоты падающего света в два раза
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

перейти в каталог файлов


связь с админом