Рекомендации абитуриентам Экзамен по физике проводится в письменной форме. На выполнение экзаменационной работы отводится два астрономических часа. Каждый вариант состоит из пяти задач. Напоминаем методические указания к решению задач по физике

Вид материала

Методические указания

Подобный материал:

• Демонстрационный вариант теста в 2010-2011 учебном году, 165.08kb.
• Демонстрационный вариант теста в 2011-2012 учебном году, 165.12kb.
• Демонстрационный вариант теста в 2011-2012 учебном году, 106.97kb.
• Полезные ссылки для подготовки к уроку, 38.41kb.
• Программа итогового междисциплинарного экзамена по специальности " экономика и менеджмент, 203.14kb.
• Методика -  Материалы уроков, Внеклассная работа, Экзамены (варианты егэ, варианты, 83.54kb.
• -, 161.24kb.
• Методические рекомендации для учащихся по выполнению письменной экзаменационной работы, 283.4kb.
• Инструкция по выполнению работы, 468.17kb.
• Инструкция по выполнению работы, 259.23kb.

Рекомендации абитуриентам


Экзамен по физике проводится в письменной форме. На выполнение экзаменационной работы отводится два астрономических часа. Каждый вариант состоит из пяти задач.

Напоминаем методические указания к решению задач по физике:

1. Внимательно прочитать условие задачи и понять ее смысл. Записать краткое условие задачи и перевести единицы данных в СИ.

2. Сделать необходимый рисунок или схему, поясняющие содержание задачи.

3. Решить задачу в общем виде, используя соответствующие законы физики, т.е. выразить искомую величину через данные задачи. В некоторых случаях бывают нецелесообразно доводить решение задачи в общем виде до конца из-за громоздкости преобразований и тогда производят промежуточные вычисления.

4. Проверку правильности решения задачи в общем виде можно произвести с помощью анализа размерности.

5. Произвести числовые вычисления и обдумать, реален ли полученный ответ.

6. Записать ответ, без указания размерности, но в требуемых единицах.

Ниже предлагаем возможные варианты задач по физике.


Вариант 1

Задача 1

Аэростат поднимается вверх со скоростью 2 м/с. Через 5 с от начала движения из него выпадает предмет, через сколько времени предмет упадет на землю?


Дано Решение

V₀ = 2 м/с Возьмем ось координат, направленную вертикально вверх, с началом

t₁ = 5 с отсчета на поверхности Земли.

При этих условиях кинематическое уравнение движения предмета имеет

t - ? вид


у = у₀ + V₀t -

где у₀ = V₀ · t₁


Учитывая, что в момент падения координата у = 0, имеем

0 = V₀t₁ = V₀t -

Подставляя значения V_{0 ,} t₁ и g , получаем квадратное уравнение


4,9 t² - 2t – 10 = 0


Решением этого уравнения является значение t = 1,87 с

То есть от момента падения предмета прошло 1,87 сек.


Ответ: t = 1,87 сек


Задача 2

Гусеничный трактор развивает мощность 60кВт и при этом расходует в среднем за час 18 кг дизельного топлива. Найти КПД его двигателя. Удельная теплота сгорания 42 МДж/кг.


Дано Решение

N = 60 кВТ = 60000 Вт КПД двигателя – это отношение полезной работы

t = 1 час = 3600 с двигателя к количеству теплоты, выделяющемуся

m = 18 кг при сгорании топлива

q = 42 МДж/кг = 42 · 10⁶ Дж/кг



η = ? η =


η = = 0,23 = 23%


Ответ: η = 23%


Задача 3

При изобарном нагревании кислорода совершена работа 4·10⁴ Дж. Начальная температура газа 17⁰С. Найти конечную температуру.

Дано Решение

μ = 32 · 10^-3 кг/моль

t = 17⁰С При изобарном процессе работа газа

Т₁ = 290К

m = 1,6 кг

р = const

А = 4 · 10⁴ Дж А = р · ΔV = RΔТ



Т₂ = ? Откуда ΔТ =

Поэтому Т₂ = Т₁ + ΔТ = Т₁ +

Вычисляя имеем:


Т₂ = 290 + = 386,3 К


Ответ: Т₂ = 386,3 К


Задача 4

Магнитный поток через контур из проводника с электрическим сопротивлением 2 ОМ равномерно увеличился от 0 до 3·10^-4 Вб. Какой заряд при этом прошел через поперечное сечение проводника?


Дано Решение

Ф₁ = 0 Вб

Ф₂ = 3 · 10^-4 Вб По закону электромагнитной индукции

R = 2 ОМ



Δq - ? Е_i =

Тогда сила тока: I₁ = =

С другой стороны I₁ =

Поэтому Δ = = = 1,5·10^-4 Кл


Ответ: Δq = 1,5·10^-4 Кл


Задача 5

Найти абсолютный показатель преломления среды, в которой распространяются кванты света с длиной волны 0,44 · 10^-6 м и энергией 3 · 10^-19 Дж


Дано Решение

Е = 3 · 10^-19 Дж

λ = 0,44 · 10^-6 м Абсолютный показатель преломления

h = 6,6 · 10^-34 Дж·с



n - ? n =

где: с – скорость света в вакууме; с = 3·10⁸ м/с;

v – скорость света в среде;

λ₀ – длина световой волны в вакууме;

λ – длина световой волны в среде;

Энергия фотона:

Е = h · =

Тогда n = = = =1,5


Ответ: n = 1,5


Вариант 2


Задача 1

На каком расстоянии от поверхности земли ускорение силы тяжести равно 1 м/с² ? Радиус Земли принять равным 6400 км.


Дано Решение

q = 1 м/с² Ускорение свободного падения определяется

R = 6400 км = 6.4 · 10⁶ м выражением

q₀ = 9,8 м/с²



h - ? = G ( 1 )

где R – радиус планеты:

h – высота от поверхности планеты;

М – масса планеты


Значение ускорения свободного падения у поверхности Земли


₌ G ( 2 )


Поделив почленно формулу (2) на (1), имеем


или


Из последнего выражения находим


H = R()


В данном случае h = R(3,1 – 1) = 2,1R = 13440 км


Ответ: h = 13440 км


Задача 2

При увеличении абсолютной температуры идеального газа в 2 раза давление газа увеличилось на 25%. Во сколько раз при этом изменится объем?


Дано Решение

Т₂ = 2Т₁ Пишем уравнение Клапейрона для данной массы газа

Δр = 0,25р₁



- ?


Откуда = =1,6


Ответ: Объем увеличивается в 1,6 раза


Задача 3

Дуговая лампа, рассчитанная на напряжение 42В и силу тока 10 А, включена в сеть с добавочным сопротивлением 8,5 Ом. Каково напряжение в сети ?

Дано Решение

U = 42 В Так как лампа и добавочное сопротивление включены

I = 10А последовательно, то сила тока в них имеет одно и то же значение,

R_доб = 8,5 Ом а общее напряжение равно сумме напряжений



U - ? U = U₁ + I·R_доб

U = 42 + 10·8,5 = 127 В

Ответ: U = 127 В


Задача 4

Составить уравнение гармонического колебания, если амплитуда колебания 4 см, а период 0,01 с. Все величины, входящие в уравнение выразить в СИ.


Дано Решение

А = 4 см = 0,04 м

Т = 0,01 с Закон гармонических колебаний имеет вид



х - ? х = А· sinω · t

где ω - циклическая частота

Так как ω = , то х = А· sin · t

или х = 0,04 sin200· t


Задача 5

Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?


Дано Решение

N = 200 мм^-1 = 2·10⁵ м^-1

λ = 0,6 мкм = 6 · 10^-7 м По формуле дифракционной решетки

h = 6,6 · 10^-34 Дж·с

k_mах - ? d · sin = k · λ


Так как период решетки d = , sin90⁰ = 1, то

k_mах =


Ответ: k_mах = 8


Вариант 3


Задача 1

На тележку массой М движущуюся со скоростью v, опускают кирпич массой m с небольшой высоты. Какое количество тепла выделяется при этом?


Решение

Количество выделившегося тепла Q равно уменьшению кинетической энергии системы:

Q =

где u – скорость тележки с кирпичом


Из закона сохранения импульса М·v = (М + m)·u находим u:


u =

Подставляя полученное выражение для скорости u в первое равенство, имеем


Q =


Задача 2

Вес куска железа в воде равен 4 Н. Найти объем этого куска железа, если плотность железа равна 7800 кг/м³, а плотность воды 1000 кг/м³.


Дано Решение

Р = 4 Н Так как взвешенный кусок железа находится в равновесии, то

р_b = 1000 кг/м³ то можем записать

р_ж = 7800 кг/м³



V - ? m_ж· = F_А + F_упр (1)


где:: F_А = р_в ··V – архимедова сила

F_упр - сила натяжения подвеса, равная весу Р тела в воде


Поэтому равенство (1) можно переписать в виде


Р_ж ··V = р_в ··V + Р₁ (2)


Из выражения (2) находим объем куска железа V =


Производим вычисления и находим объем куска железа


V = = 6·10^-5 м³


Ответ: V = 6·10^-5 м³


Задача 3

Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, а его плотность 1,35 кг/м³

Дано Решение

V = 500 м/с В соответствии с основным уравнением МКТ для идеального

р = 1,35 кг/м³ газа

М = 28·10^-3 кг/моль

р - ? р = = 337500 Па


где: m – масса газа; N – число всех молекул;

n – концентрация; р – плотность газа


Ответ: р = 337500 Па


Задача 4

В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза выше абсолютной температуры холодильника. Нагреватель передал газу 40 кДж теплоты. Какую работу совершил газ?


Дано Решение

Т₁ = 3Т₂

Q = 40 кДж Для идеальной тепловой машины КПД




Á - ? η =

С учетом Т₁ = 3·Т₂, имеем η = =

С другой стороны, КПД

η = , откуда Á = η·Q₁

Произведем вычисление Á = кДж


Ответ: Á = 27кДж


Задача 5

Найти период вращения электрона в магнитном поле с индукцией 4 мТл.


Дано Решение

В = 4 мТл = 4 · 10^-3 Тл

е = 1,6 · 10^-19 Кл Так как электрон движется по дуге окружности, то

m = 9,1 · 10^-31 кг сила Лоренца равна центростремительной силе



Т - ? е·В·V = , откуда V = (1)

Период обращения электрона Т = , откуда V = (2)

Приравнивая правые части равенства (1) и (2), имеем:


= , откуда Т =


Производя вычисления, получаем


Т = = 7,5·10^-9 с


Ответ: Т = 7,5·10^-9 с