Окончание. См. № 6/06

ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ВАРИАНТ
ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ В 2006 г.

С1. Задача такая же, как в 2005 г. (см. № 5/05).

С2. 1 моль идеального одноатомного газа сначала охладили, а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К, увеличив объём газа в 3 раза. Какое количество теплоты отдал газ на участке 1–2?

Вариант решения (рисунок не обязателен). Первый закон термодинамики: U = Q + A_вн. Учитывая, что на участке 1–2 процесс изохорный, работа внешних сил А₁₂ = 0. Следовательно, количество теплоты, отданное газом: Q₁₂ = –U₁₂.

Формула расчёта изменения внутренней энергии:

U₁₂ = R(Т₂ – Т₁).

Применив закон Гей-Люссака для состояний 2 и 3: получим соотношение

Проведя преобразования, получим формулу для расчёта количествa теплоты и числовое значение:

Q₁₂ = RТ₁; Q₁₂ 2,5 кДж.

С3. Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра (5) (см. фотографии на с. 33 в № 5/05). После этого он измерил напряжение на полюсах источника тока и силу тока в цепи при двух положениях ползунка реостата. Определите КПД источника тока в первом опыте.

Вариант решения (рисунок не обязателен). Значения напряжения и силы тока: U₁ = 3,2 В; I₁ = 0,5 А; U₂ = 2,6 В; I₂ = 1 А. Закон Ома для полной цепи: , или = U + Ir.

Из уравнений для двух случаев: = U₁ + I₁r; = U₂ + I₂r – можно определить значение ЭДС:

= = 3,8 В.

Выражение для КПД источника тока в первом опыте:

^. 100% 84%.

Примечание. Отклонения в записанных показаниях приборов в пределах цены деления этих приборов не считаются ошибкой; соответственно могут различаться и числовые значения ответа.

С4. На экране с помощью тонкой линзы получено изображение предмета с пятикратным увеличением. Экран передвинули на 30 см вдоль главной оптической оси линзы. Затем при неизменном положении линзы передвинули предмет, чтобы изображение снова стало резким. В этом случае получилось изображение с трёхкратным увеличением. На каком расстоянии от линзы находилось изображение предмета в первом случае?

Вариант решения (рисунок не обязателен). В первом случае для фокусного расстояния и увеличения можно записать следующие формулы: , где d – расстояние от предмета до линзы,  f – расстояние от линзы до изображения, Г – увеличение. Следовательно, . После того как экран передвинули (придвинули к линзе, т.к. увеличение уменьшилось), для нового положения предмета и изображения можно записать: где f₁ = f – f.

Следовательно,  f = = 90 см.

С5. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом длиной волны  = 3 ^. 10^–7 м, если красная граница фотоэффекта _кр = 540 нм?

Вариант решения (рисунок не обязателен). Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: h =
= А_вых + . Формула, связывающая частоту и длину волны фотона:   = . Для красной границы фотоэффекта справедливо соотношение Подставив эти выражения в уравнение Эйнштейна, для максимальной скорости фотоэлектронов получим:

; 800 км/с.

С6. Две параллельные неподвижные диэлектрические пластины расположены вертикально друг напротив друга и заряжены разноимённо. Пластины находятся на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжённость поля в пространстве между пластинами равна Е = 4 ^. 10⁵ В/м. Между пластинами на равном расстоянии от них помещён шарик зарядом q = 10^–10 Кл и массой m = 20 мг. После того как шарик отпустили, он начинает падать и ударяется об одну из пластин. На какую высоту h опустится шарик к моменту его удара об одну из пластин?

Вариант решения (рисунок не обязателен). Выражение для ускорения заряда в электрическом поле: а = . Связь между временем, пройденным путём и ускорением при движении под действием электрического поля (движение в горизонтальном направлении): t₂ = . Связь между временем, пройденным путём и ускорением при движении под действием силы тяготения (движение в вертикальном направлении): h = .

Ответ в общем виде: h = ; числовой ответ: h = 0,05 м.

_____________________________________________

Печатается по сайту: http://ege.edu.ru.