Задачи 25-27 из ЕГЭ по физике

Вторник, 2 августа, 2016

В статье представлен разбор заданий второй части ЕГЭ по физике под номерами 25-27. Представлен также видеоурок от репетитора по физике с подробными и понятными пояснениями по каждому из заданий. Если вы только начали свою подготовку к ЕГЭ по физике, эта статья может оказаться для вас очень и очень полезной.

25. К потолку лифта с помощью пружины жёсткостью 100 Н/м подвешен груз. Известно, что лифт опускается равноускоренно, причём за 2 с он проходит 5 м пути. Определите массу груза, если удлинение пружины составляет 1,5 см? Ответ дайте в килограммах.

Начнём с того, что определим ускорение, с которым движется лифт. Он движется из состояния покоя, поэтому справедлива формула: $S = \frac{1}{2}at^2$ , где S — пройденный пусть, a — ускорение лифта, t — время движения. Отсюда получаем: $a = \frac{2S}{t^2} = 2.5$ м/с².

Изобразим силы, действующие на этот груз. Вертикально вниз направлена сила тяжести $m\vec{g}$ , вертикально вверх — сила упругости пружины $\vec{F}_H$ (сила Гука), где k — жёсткость пружины, x — удлинение пружины:

После затухания колебаний груза на пружине, вызванных началом движения лифта, груз станет опускаться относительно земли синхронно с лифтом с ускорением $\vec{a}$ . Для этой ситуации в проекции на вертикальную ось OY, сонаправленную с ускорением, из Второго закона Ньютона получаем:

$mg-F_H = mg - kx = ma$

$m(g-a) = kx \Rightarrow m = \frac{kx}{g-a}.$

Расчёты дают $m = \frac{100\cdot 1.5\cdot 10^{-2}}{10-2.5} = 0.2$ кг.

График газового процесса в координатах (p, V) из ЕГЭ по физике

26. 1 моль гелия перешёл из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок). При этом р₁ = 100 кПа, V₁ = 10 л, V₂ = 30 л. Чему равна совершенная газом работа?

Найдём сначала чему равно p₂. Для этого используем то, что зависимость p от V в указанном процессе прямо пропорциональная: $\frac{p_1}{V_1} = \frac{p_2}{V_2}$ , откуда получаем $p_2 = p_1\cdot\frac{V_2}{V_1} = 300$ кПа.

Из школьного курса термодинамики известно, что работа газа численно равна площади под графиком газового процесса в координатах (p;V). Эта работа положительна, если газ расширялся, и отрицательна в обратном случае. Следовательно, в данном процессе работа газа положительна и численно равна площади трапеции 12V₂V₁ (на рисунке она выделена жёлтым цветом):

Площадь трапеции равна произведению полусуммы оснований на высоту. То есть получаем в данном случае:

$A = \frac{1}{2}(p_1+p_2)(V_2-V_1).$

Расчёты дают значение:

$A = \frac{1}{2}(300+100)\cdot 10^3\cdot(30-10)\cdot 10^{-3} = 4$ кДж.

При вычислениях мы использовали, что 1 л равен 10^-3 м³.

27. Под воздействием излучения некоторой длины волны из металла выбиваются фотоэлектроны с максимальной кинетической энергией 1,2 эВ. Если вдвое уменьшить длину волны падающего излучения, то эта энергия станет равной 3,95 эВ. Вычислите энергию фотонов в первом случае.

Энергия фотона связана с длиной волны известным соотношением: $E=\frac{hc}{\lambda}$ , где h — постоянная Планка, c — скорость света в вакууме, λ — длина световой волны в вакууме. Это означает, что если искомая энергия фотонов в первом случае была равна E, то при уменьшении длины волны падающего излучения вдвое, энергия фотонов станет равной 2E. Запишем уравнения Эйнштейна для фотоэффекта в обоих случаях:

$\begin{cases} E = A+E_{K1} \\ 2E = A+E_{K2}. \end{cases}$

Здесь E_K1 и E_K2 — максимальные кинетические энергии фотоэлектронов в первом и втором случае, соответственно, A — работа выхода электронов из металла. Тогда, вычитая почленно первое уравнение из второго, получаем $E = E_{K2}-E_{K1} = 2.75$ эВ.

Разбор задач представлен репетитором по физике, Сергеем Валерьевичем

Задачи 25-27 из ЕГЭ по физике

Добавить комментарий Cancel reply

Страницы

Понравился сайт?

Последние записи

Архив записей

Прочее