Вверх

Линия заданий 23, ЕГЭ по физике

21437. На дифракционную решётку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5 · 1014 Гц. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

После прохождения светом дифракционной решётки на экране будет формироваться дифракционный спектр, представляющий собой симметричные относительно центра повторяющиеся светлые полосы. Под углом \( \alpha \) к нормали будет наблюдаться \( k \)-й максимум, если \( d\sin \alpha = k\lambda \), где \( \lambda = \frac{c}{\nu } \). Максимальный порядок наблюдаться под углом \( \alpha \) = 90°.

Следовательно, для максимального порядка спектра получим:

\( k = \frac{{d\nu }}{c} = \frac{{{{10}^{ - 3}} \cdot 5 \cdot {{10}^{14}}}}{{500 \cdot 3 \cdot {{10}^8}}} \) ≈ 3,3

Максимальный порядок спектра k = 3
Ответ: k = 3

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21437.

21429. На дифракционную решётку, имеющую 300 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5,6 · 1014 Гц. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

После прохождения светом дифракционной решётки на экране будет формироваться дифракционный спектр, представляющий собой симметричные относительно центра повторяющиеся светлые полосы. Под углом \( \alpha \) к нормали будет наблюдаться \( k \)-й максимум, если \( d\sin \alpha = k\lambda \), где \( \lambda = \frac{c}{\nu } \). Максимальный порядок спектра будет наблюдаться под углом \( \alpha \) = 90°.

Следовательно, для максимального порядка спектра получим:

\( k = \frac{{d\nu }}{c} = \frac{{{{10}^{ - 3}} \cdot 5,6 \cdot {{10}^{14}}}}{{300 \cdot 3 \cdot {{10}^8}}} \) ≈ 6,2

Максимальный порядок спектра k = 6
Ответ: k = 6

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21429.

21421. Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсатора 10 кВ. В пространстве между пластинами падает капля жидкости. Заряд капли q =-8 · 10-11 Кл. При каком значении массы капли ее скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь.
Задание ЕГЭ по физике

На каплю действуют сила тяжести, направленная вниз, и сила со стороны электростатического поля, направленная вверх, так как капля заряжена отрицательно. Для того чтобы капля двигалась с постоянной скоростью, эти силы должны быть равны но модулю: \( mg = \left| q \right|E \).

Напряжённость однородного электростатического поля конденсатора связана с напряжением между пластинами соотношением \( E = \frac{U}{d} \).

Следовательно, масса капли

\( m = \frac{{\left| q \right|U}}{{dg}} = \)\( \frac{{8 \cdot {{10}^{ - 11}} \cdot {{10}^4}}}{{2 \cdot {{10}^{ - 2}} \cdot 10}} = 4 \cdot {10^{ - 6}} \) кг = 4 мг

Ответ: m = 4 мг

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21421.

21413. Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсатора 10 кВ. В пространстве между пластинами падает капля жидкости. Масса капли m = 5 мг. При каком значении заряда q капли её скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь.
Задание ЕГЭ по физике

Скорость капли постоянна, если равнодействующая сил, действующих на каплю, равна нулю. На каплю действуют сила тяжести, направленная вниз, и сила со стороны электростатического поля, которая для постоянства скорости должна быть направлена вверх. Следовательно, капля заряжена отрицательно. Для того чтобы капля двигалась с постоянной скоростью, эти силы должны быть равны по модулю: \( mg = \left| q \right|E \).

Напряжённость однородного электростатического поля конденсатора связана с напряжением между пластинами соотношением \( E = \frac{U}{d} \).

Следовательно, заряд капли

\( q = - \frac{{mdg}}{U} = \)\( \frac{{5 \cdot {{10}^{ - 6}} \cdot 2 \cdot {{10}^{ - 2}} \cdot 10}}{{{{10}^4}}} = - {10^{ - 10}} \) Кл

Ответ: q = -10-10 Кл

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21413.

21405. В стакан калориметра, содержащего 450 г воды, опустили кусок льда при температуре 0 °С. Начальная температура калориметра с водой 45 °С. Когда наступило тепловое равновесие, температура калориметра с водой стала равной 5 °С. Определите массу куска льда. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

1. Так как после достижения теплового равновесия температура воды выше нуля, то это означает, что весь первоначальный кусок льда растаял.

2. Так как потери по условию отсутствуют, а лёд первоначально находится при температуре плавления, то всё количество теплоты, полученное льдом при охлаждении воды от 45 до 5 °С, пошло на плавление льда и нагревание талой воды от 0 до 5 °С. Запишем уравнение теплового баланса:

\( \left| {{Q_{отд}}} \right| = \left| {{Q_{пол}}} \right| \) или \( c{m_{вод}}({t_{гор}} - {t_{хол}}) = \lambda {m_{лед}} + c{m_{лед}}({t_{хол}} - {t_{плав}}) \), откуда

\( {m_{лед}} = \frac{{c{m_{вод}}({t_{гор}} - {t_{хол}})}}{{\lambda + c({t_{хол}} - {t_{плав}})}} \) (2)

где \( c \) и \( {{m_{вод}}} \) — удельная теплоёмкость и масса воды соответственно, \( \lambda \) и \( {{m_{лед}}} \) — удельная теплота плавления и масса растаявшего льда, \( {{t_{гор}}} \) и \( {{t_{хол}}} \) — начальная и конечная температура воды, \( {{t_{плав}}} \) — температура плавления льда.

3. Подставив числовые значения в (2), получим искомую величину:

\( {m_{лед}} = \frac{{4200 \cdot 0,45 \cdot (45 - 5)}}{{3,3 \cdot {{10}^5} + 4200(5 - 0)}} \) ≈ 0,215 кг ≈ 215 г

Ответ: mлед = 215 г

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21405.

21397. В стакан калориметра, содержащего некоторое количество воды, опустили кусок льда массой 300 г при температуре 0 °С. Начальная температура калориметра с водой 55 °С. Когда наступило тепловое равновесие, температура калориметра с водой стала равной 5 °С. Определите первоначальную массу воды в калориметре. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

1. Так как после достижения теплового равновесия температура воды выше нуля, то это означает, что весь первоначальный кусок льда растаял.

2. Так как потери по условию отсутствуют, а лёд первоначально находится при температуре плавления, то всё количество теплоты, полученное льдом при охлаждении воды от 55 до 5 °С, пошло на плавление льда и нагревание талой воды от 0 до 5 °С. Запишем уравнение теплового баланса:

\( \left| {{Q_{отд}}} \right| = \left| {{Q_{пол}}} \right| \) или \( c{m_{вод}}({t_{гор}} - {t_{хол}}) = \lambda {m_{лед}} + c{m_{лед}}({t_{хол}} - {t_{плав}}) \), откуда

\( {m_{вод}} = \frac{{{m_{лед}}(\lambda + ({t_{хол}} - {t_{плав}}))}}{{c({t_{гор}} - {t_{хол}})}} \) (2)

где \( c \) и \( {{m_{вод}}} \) — удельная теплоёмкость и масса воды соответственно, \( \lambda \) и \( {{m_{лед}}} \) — удельная теплота плавления и масса растаявшего льда, \( {{t_{гор}}} \) и \( {{t_{хол}}} \) — начальная и конечная температура воды, \( {{t_{плав}}} \) — температура плавления льда.

3. Подставив числовые значения в (2), получим искомую величину:

\( {m_{вод}} = \frac{{0,3 \cdot (3,3 \cdot {{10}^5} + 4200 \cdot (5 - 0))}}{{4200 \cdot (55 - 5)}} \) ≈ 0,5 кг

Ответ: mвод = 0,5 кг

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21397.

21389. В таблице показано, как менялся ток в катушке идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.
Задание ЕГЭ по физике
Вычислите по этим данным максимальную энергию катушки, если ёмкость конденсатора равна 405 пФ.

Максимальная энергия магнитного поля катушки равна \( {W_M} = \frac{{LI_M^2}}{2} \)

‚ где L — индуктивность катушки колебательного контура, \( {I_M} \) — амплитуда силы тока в катушке.
Согласно формуле Томсона период электромагнитных колебаний в контуре определяется соотношением \( T = 2\pi \sqrt {LC} \), где \( C \) — электроёмкость конденсатора колебательного контура.

Согласно данным, приведённым в таблице, \( {I_M} = 4 \cdot {10^{ - 3}}A \) и \( T = 8 \cdot {10^{ - 6}} \) с.

В итоге получим:

\( {W_M} = \frac{{{T^2}I_M^2}}{{8{\pi ^2}C}} = \)\( \frac{{64 \cdot {{10}^{ - 12}} \cdot 16 \cdot {{10}^{ - 6}}}}{{8 \cdot {{3,14}^2} \cdot 405 \cdot {{10}^{ - 12}}}} \) ≈ 32 · 10-9 Дж ≈ 32 нДж

Ответ: \( {W_M} \) ≈ 32 нДж

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21389.

21381. В таблице показано, как менялось напряжение на обкладках конденсатора. идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.
Задание ЕГЭ по физике
Вычислите по этим данным максимальную энергию конденсатора, если индуктивность катушки равна 4,3 мГн.

Максимальная энергия электрического поля конденсатора равна \( {W_M} = \frac{{CU_M^2}}{2} \)‚

где \( C \) — электроёмкость конденсатора колебательного контура, \( {U_M} \) — амплитуда напряжения на конденсаторе.

Согласно формуле Томсона период электромагнитных колебаний в контуре определяется соотношением \( T = 2\pi \sqrt {LC} \), где \( L \) — индуктивность катушки колебательного контура.

Согласно данным, приведённым в таблице, \( {U_M} \) = 40 В и \( T \) = 8 · 10-6 с.

В итоге получим: \( {W_M} = \frac{{{T^2}U_M^2}}{{8{\pi ^2}L}} = \)\( \frac{{64 \cdot {{10}^{ - 12}} \cdot {{40}^2}}}{{8 \cdot {{3,14}^2} \cdot 4,3 \cdot {{10}^{ - 3}}}} \)\( \approx 300 \cdot {10^{ - 9}} \) Дж = 0,3 мкДж

Ответ: \( {W_M} \) ≈ 0,3 мкДж

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21381.

21373. В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0 °С. Когда наступило тепловое равновесие, весь лёд уже растаял, а температура воды стала равной 0 °С. Определите начальную температуру воды. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

1. Так как потери по условию отсутствуют, то всё количество теплоты, отданное водой при охлаждении от начальной температуры \( {t_1} \) до \( {t_2} \) = 0 °С, пошло на плавление
льда, имеющего температуру плавления. Запишем уравнение теплового баланса:
\( \left| {{Q_{отд}}} \right| = \left| {{Q_{пол}}} \right| \) или \( c{m_{вод}}({t_1} - {t_2}) = \lambda {m_{лед}} \),
откуда \( {t_1} = \frac{{\lambda {m_{лед}}}}{{c{m_{вод}}}} + {t_2} \), где \( c \) и \( {{m_{вод}}} \) - удельная теплоёмкость и масса воды соответственно, \( \lambda \) и \( {{m_{лед}}} \) - удельная теплота плавления и масса растаявшего льда.

2. Подставив числовые значения, получим искомую величину:
\( {t_1} = \frac{{3,3 \cdot {{10}^5} \cdot 0,14}}{{4200 \cdot 0,25}} + 0 \) = 44 °С

Ответ: \( {t_1} \) = 44 °С

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21373.

21365. В стакан калориметра, содержащий 400 г воды при температуре 55 °С, опустили кусок льда, имевшего температуру 0 °С. Когда наступило тепловое равновесие, весь лёд уже растаял, а температура воды стала равной 0 °С. Определите массу куска льда. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

1. Так как потери энергии по условию отсутствуют, то всё количество теплоты, отданное водой при охлаждении от начальной температуры \( {t_1} \) до \( {t_2} \) =0 °С, пошло на плавление льда, имеющего температуру плавления. Запишем уравнение теплового баланса:
\( \left| {{Q_{отд}}} \right| = \left| {{Q_{пол}}} \right| \)
\( c{m_{вод}}({t_1} - {t_2}) = \lambda {m_{лед}} \),

откуда \( {m_{лед}} = \frac{{c{m_{вод}}({t_1} - {t_2})}}{\lambda } \),
где \( c \) и \( {{m_{вод}}} \) - удельная теплоёмкость и масса воды соответственно, \( \lambda \) и \( {m_{лед}} \) — удельная теплота плавления и масса растаявшего льда.

2. Подставив числовые значения, получим искомую величину:
\( {m_{лед}} = \frac{{4200 \cdot 0,4(55 - 0)}}{{3,3 \cdot {{10}^5}}} \) = 0,28 кг

Ответ: \( {m_{лед}} \) = 0,28 кг

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21365.

Для вас приятно генерировать тесты, создавайте их почаще