100 Задач по Физике со вступительных экзаменов

атм. Вычислите среднюю энергию одной молекулы гелия, а также энергию теплового движения всех молекул газа в баллоне.

Eш=3/2KT ;

PV/T=mR/M ; m=PVM/TR =0.018 кг

…m0=M/Nа

N=m/m0

E=EшN =33.5кдж

Ответ E=33.5кдж

97

Один моль одноатомного газа, температура которого t=27 градС занимает объё V=0,5 л. какое количество теплоты сообщили газу, если в процессе расширения при постоянном давлении его объём увеличился в 3 раза?

Q=U+A ; P-const

Q=3/2VRT+PV

V1/V2=T1/T2 ; T2=V2T1/V1=3T1

..dT=3T1-T1=2T1

PV=RT ; Q=2.5RT=5RT1

Q=5*1моль*8,31дж/мольК*300=12500дж

Ответ Q=12,5кдж

98

При изобарическом нагревании азота м=2кг на Т = 50К. Газу было сообщено Q1=50 кДж. Теплоты. Какое количество теплоты Q2 потребуется для такого же нагревания азота при постоянном объёме?

Q=1.5RT+RT=2.5RT

Q=1.5RT

Q*3/5=Q2 Q2=30кдж

Ответ Q=30кдж

99

Идеальная тепловая машина , работающая по циклу Карно получает от нагревания Q1= 130 Дж тепла и совершает работу А=30Дж. На сколько надо изменить температуру охладителя при неизменной температуре t=327 град нагревателя, чтобы увеличить КПД машины в два раза?

Q1*100%

Q1*100%

m2=(T1-T2)/T2*100% след-но 2A1/Q1=(T1-T2)/T1

T2=T1(1-2A1/Q1)

=(T1-T2)/T1*100% ; A1/Q1=(T1-T2)/T1

T2=T1(1-A1/Q1) T1-темпер-ра хол-ка до сов-я работы

Т2-т-ра после работы

…dT=T2-T1=-T1A1/Q1 минус показ-т, что темпер-ру надо уменьшить.

…dT=140K

Ответ Т=140К

100

Нагревателем идеальной тепловой машины служит резервуар, в котором происходит конденсация водяного пара при температуре 100 град. Тепло передаётся охладителю, содержащему лёд с температурой 0 град. За время работы машины в нагревателе образовалось 2 кг воды. Какое количество м2 льда расстаяло при этом в охладителе? (гамма) = 2,26 МДжкг. =0,33 Мджкг.

Q1=rm1 ; Q2=m2

Rm1=m2 ; m2=rm1/=13.7кг

Ответ m2=13.7 кг

1.Электростатика

2.Электрический ток

3.Магнетизм

21

Два разноимённых точечных разряда q и -4q находятся на расстоянии 25 см друг от друга. Определите положение точки пространства в которой напряжённость электрического поля , созданного обоими зарядами равно 0.

Принцип суперпозиции. Eо=E1+E2=0

E1=q/4ПT1*T1 E2=(-4)q/4Пr2*r2* след-но q/4П(1/r1*r1- 4/r2*r2

4r1*r1=r2*r2 2r1=r2 r1=x r2=d+x x=d=0.25м

Ответ: на прямой заряды на расстоянии x=0.25м от заряда q

22

плоский воздушный конденсатор , пластины которого расположены вертикально, погрузили до половины в жидкий диэлектрик. Во сколько раз увеличилась ёмкость конденсатора, если диэлектрическая проницаемость жидкости = 5,0?

C=S/d ; =1

Cо=C1+C2 при пар-ом соед.

C1=(S*1/2*)/d C2=(Sd

Cо=S(1+/2d Cо/C=(1+/2=3

Ответ: 3

23

Заряженная пылинка массой 3 *10 в минус 14 степени кг , находится в равновесии между горизонтальными пластинами плоского кондесатора. Расстояние между пластинами 5,3 мм , напряжение U1=480 вольт. После облучения ультрафиолетовыфм светом, пылинка теряет часть заряда и начинает опускаться, чтобы восстановить равновесие. Напряжение (U2 ) увеличили до 505 вольт. Какой заряд потеряла пылинка?

F=mg F=qE E=u/d

q1=mgd/u1 q2=mgd/u2 dq=q1-q2 dq=mgd(1/u1-1/u2)

dq=16408.8*((10) в минус23)

Ответ: 16*((10)в минус 20)

24

Бусинка массой 100 мг и зарядом q= 16,7 нкл, подвешена на нити. На какое расстояние надо поднести к ней снизу равный по величине одноимённый заряд, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдвое.

T2=mg-F где F=1q1*q1/4П1**r*r F=mg/2 mg/2=q1*q1/4Пr*r*

…r=q(1/2Gmg под корнем=0.07м

Ответ:0,07м

25

Конденсаторы ёмкостью равные С1= 2 мкф и С2= 3 мкф, включены в цепь напряжением U=110 вольт. Определите заряд , напряжение между обкладками и энергию каждого конденсатора, если они соединены а) параллельно;

б) последовательно

U=U1=U2=110B

C=q/u c1=q1/u1 q1=c1*u1=220*((10)в минус 6)Кл q2=c2*u2=330*((10)в минус 6)Кл W1=q1*u1/2=220*((10)в минус 6)*110/2m=12,1*((10)в минус 3)Дж W2=330*((10)в минус 6)*110/2=18,15*((10)в минус 3)Дж

Б) При послед-м соед. Заряды на обоих конденс-х одинаковы) q1=q2=q

F1-f2=q/c1=u1 f2-f3=q/c2=u2 f1-f3=q(1/c1+1/c2) f1-f3=u

…q=u/(1/c1+1/c2)=1.3*((10)в минус 4)Кл f1-f3=u

u1=q/c1=65B u2=q/c2=43B W1=c1*u1*u1/2=4.2*0.001Дж

W2=2.8*0.001Дж

26

Конденсатор, ёмкостью С1=5 мкФ , заряжен до разности потенциалов U=50V и отключён от источника напряжения. Параллельно к нему подсоединён второй конденсатор ёмкостью 10мкФ . найдите энергию искры , проскактвающей при соединении конденсаторов?

Q=c1*u=25*0.00001Кл

W1=c1*u*u/2 W1=6.25*0.001Дж

При соединении Со=С1+С2=15*0,000001Ф

W=q*q/2 W2=2.08*0.001Дж

Из закона сохр-я энергии W=W1-W2=4.2*0.001Дж

Ответ: 4.2*0.001Дж

27

Конденсатор С=20 мкФ, напряжение между пластинами которого равно u=70V, разряжается через два параллельно соединённых резистора М1=5Ом, М2=20Ом.

Какое количество теплоты выделится в каждом резисторе?

W=c*u*u/2=49*0.001Дж

Из закона сохранения энергии Q1+Q2=W

Q1/Q2=R2/U2*U2=R2/R1 Q1/Q2=4 след-но Q1=4Q2

Отсюда 5Q2=50*0.001Дж Q2=0.01Дж Q1=4*0.01Дж

Ответ: 0,01Дж ; 0.04Дж

28

В пространстве, где одновременно созданы вертикальные и горизонтальные электрические поля Еv= 300 Vм, а Еg=400Vм. Вдоль линии напряжённости , результирующей эти два поля летает электрон. При прохождении пути S=2.7 мм, его скорость изменилась в два раза. Определить конечную скорость электрона.

E=E1+E2=500 В/м

На электрон действует сила F=qE она сообщ-т ускорение ma=-|e|E=eE a=eE/m

3/4V*V=2aS V=(8*e*E*S/3*m)под корнем=25*10000*((10)в ½-й степени) м/с

Ответ: V=8*((10)в степени 5) м/с

59

Из проволоки , имеющей сопротивление 64 Ом, сделано кольцо. В каких точках кольца следует подключить провода, чтобы подключить сопротивление R=12Ом.

1/R=1/R1+1/R2 R=R1*R2/R1+R2 R1+R2=Rо

R1*R2=R(R1+R2)=R*Rо=768((ом)в квадрате) R1=48 ом R2=16ом

R1+R2=64

R*Rо=768 провода надо подс-ть так

L/Rо=L1/R1=L2/R2 L1=R1*L/Rо L2=L*R2/Rо

L1/L2=R1/R2=3

Ответ: места соед-я отдел-т уго=90 градусов

60

Катушка диаметром Д=15 см, содержит 500 витков МЕДНОГО ПРОВОДА. Предельно допускаемая плотность тока для меди равна 10 Амм квадратн.

Какое максимальное напряжение можно приложить к катушке. Р=17 кОмм

J=I/S. Где I=U/R

Umax=jL

L=GdN Umax=jПdN=40B

Ответ: 40B

61

К аккумулятору с внутренним сопротивлением 0,01 Ом подключён резистор с сопротивлением 10 Ом. Вольтметр даёт одинаковое показание при последовательном и параллельном подключении его к резистору. Найти сопротивление вольтметра.

I=(R+r)

А) =I(R1*R/(R1+R) +r) U=Ir

Б) =I2(R1+R+r) U=

62

Имеются два вольтметра с сопротивлением 15 кОм и 20 кОм, рассчитанные на максимальное напряжение 100V и 80V. Какое наибольшее напряжение можно измерить с помощью этих вольтметров.

R2=R1(Umax/U1-1)

Umax=(R2/R1+1)U1

Umax=(R1/R2+1)U2=140

63

Батарея аккумуляторов, имеющая внутреннее сопротивление 1)м, замкнута на резистор. При этом нпряжение на зажимах батареи 20 V.