Масса частиц: электрона

ФИЗИКА
Вариант б
Для выполнения экзаменационной работы по физике дается 4 часа (240 минут).
Работа состоит из 3 частей, включающих 35 заданий.
Часть 1 включает 21 заданий (А1 – А21). К каждому заданию дается 4 ответа, из
которых верен только один.
Часть 2 содержит 4 задания (В1 – В4), на которые следует дать краткий ответ в виде
числа. В бланк ответов следует внести значение рассчитанной величины в тех единицах
измерений, которые указаны в условии задания. Если такого указания нет, то значение
величины следует записать в Международной системе единиц (СИ). При вычислении
разрешается пользоваться непрограммируемым калькулятором.
Часть 3 состоит из 10 заданий (А22 – А25), по которым требуется дать развернутый
ответ. Задания (С1 – С6) представляют собой задачи, при оформлении решений которых в
специальный бланк для развернутых ответов следует внести названия законов или ссылки
на определения физических величин, соответствующих уравнениям (формулам),
которыми Вы пользуетесь. Если требуется, то следует рассчитать численное значение
искомой величины, если нет, то оставить решения в буквенном виде. Рекомендуется
провести предварительное решение этих заданий на черновике, чтобы при записи в бланке
ответов решение уместилось примерно на половине страницы бланка.
За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов.
Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются.
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться Вам при
выполнении работы.
Наименование Обозначение Множитель Наименование Обозначение
Множитель
мега
М
10 6
милли
м
10– 3
кило
к
10 3
микро
мк
10 – 6
гекто
г
10 2
нано
н
10– 9
деци
д
10– 1
пико
п
10– 12
санти
с
10– 2
фемто
ф
10– 15
Ускорение свободного падения на Земле
g = 10 м/с2
Гравитационная постоянная
G = 6,7·10-11 Н·м2/гк2
Газовая постоянная
R = 8,31 Дж/(моль·К)
Постоянная Больцмана
k = 1,38·10-23 Дж/К
Постоянная Авогадро
NА = 6·1023 1/моль
Скорость света в вакууме
с = 3·108 м/с
Коэффициент пропорциональности
k = 9·109 Н·м2 /Кл2
в законе Кулона
Постоянная Планка
h = 6,6·10-34 Дж·с
Заряд электрона
e = – 1,6·10-19 Кл
Масса частиц:
электрона 9,110 –31кг  5,510 –4 а.е.м.
протона
1,67310–27 кг  1,007 а.е.м.
нейтрона
1,67510–27 кг  1,008 а.е.м.
1 атомная единица массы эквивалентна
931,5 МэВ
Электрон-вольт
1 эВ = 1,6·10-19 Дж
Желаем успеха!
Часть 1
При выполнении заданий этой части укажите в бланке ответов цифру, которая
обозначает выбранный Вами ответ, поставив знак «х» в соответствующей клеточке бланка
для каждого задания (А1 – А21).
А1. Два пассажирских поезда по параллельным путям идут навстречу друг другу со
скоростями, различающимися в 2 раза. Первый более быстрый поезд проходит путь,
равный своей длине, за 1 мин. Считая, что во втором поезде на 25% больше вагонов, найти
время, за которое первый поезд пройдет мимо второго.
1) 2 мин; 2) 1,5 мин; 3) 1 мин; 4) 5 мин.
А2. С какой высоты свободно падало тело, если за последние 1,5 с оно прошло 45 м?
1) 50 м; 2) 30 м; 3) 50,3 м; 4) 70,3 м.
А3. Дальность полета тела, брошенного горизонтально со скоростью 2 м/с, равна высоте,
с которой оно было брошено. Найти эту высоту, пренебрегая сопротивлением воздуха.
1) 3 м; 2) 2,4 м; 3) 0,8 м; 4) 1,5 м.
А4. С какой минимальной скоростью двигалась телега при киносъемке, если при
демонстрации фильма её колесо, имеющее 8 спиц и диаметр 80 см, казалось
неподвижным? Частота смены кадров при съемке равна 1500 кадров в минуту.
1) 10 м/с; 2) 13,75 м/с; 3) 7,85 м/с; 4) 4,6 м/с.
А5. Зенитная пушка
массой 1000 кг прочно прикреплена к неподвижному
плоту массой 200 кг, погруженному в воду. Пушка стреляет снарядом массой 10 кг, и
после выстрела плот начинает двигаться со скоростью 0,5 м/с. С какой скоростью
вылетел снаряд, если ствол пушки был наклонен к горизонту под углом 60?
1) 100 м/с; 2) 80 м/с; 3) 240 м/с; 4) 120 м/с.
А6. Плот связан из 6 бревен длиной 4 м и диаметром 30 см. Какой груз он
может выдержать, если плотность дерева составляет 0,6 от плотности воды?
1) 500 кг; 2) 350 кг; 3) 680 кг; 4) 720 кг.
А7. Кирпич, погруженный в воду, на глубине 1 м теряет 0,1 часть своего веса. Какую
часть веса он теряет на глубине 5 м?
1) 0,5; 2) 1; 3) 0,2; 4) 0,1.
А8. Стальной канат, на котором держится Бруклинский мост, имеет длину 2 км. Как
изменяется длина каната в течение года, если температура зимой достигает - 20С, а
летом + 30С? Коэффициент объемного расширения стали равен 3,610 5 .
1) 3,6 м; 2) 1,2 м; 3) 2,4 м; 4) 2 м.
А9. Сколько электрических лампочек сопротивлением 500 Ом и рассчитанных на ток
силой 0,5 А, может быть запитано от динамомашины мощностью 4 кВт?
1) 16; 2) 12; 3) 32; 4) 24.
А10. Давление в автомобильной шине объемом 10 л за неделю упало с 2 атм до 0,7 атм.
Сколько молекул воздуха выходит из шины за 1 сек? Атмосферные условия нормальные
(p = 1,01310 5 Па, t = 20С).
1) 2, 0310 17 ; 2) 1, 0710 15 ; 3) 3,0810 16 ; 4) 5,3810 17 .
А11. После включения электрокамина температура воздуха в комнате повысилась с 18
С до 27 С . Считая давление неизменным, найти, на сколько процентов
уменьшилось количество воздуха в комнате.
1) 5 %; 2) 3 %; 3) 4 %; 4) 10 %.
А12. Тепловой двигатель совершает работу 200 Дж, при этом холодильнику передается
300 Дж теплоты. Определить КПД двигателя.
1) 20% ; 2) 45% ; 3) 50% ; 4) 40% .
А13. Воздушный шар массой 100 кг поднимается с постоянной скоростью 0,5 м/с. Найти
мощность сопротивления воздуха, если архимедова сила на 20% превышает вес.
1) 80 Вт; 2) 100 Вт; 3) 120 Вт; 4) 140 Вт.
А14. Два параллельно соединённых проводника с сопротивлениями соответственно 7 Ом
и 5 Ом подключают к источнику тока. За некоторое время в первом проводнике
выделилось 400 Дж теплоты. Какое количество теплоты выделилось за то же время во
втором проводнике?
1) 520 Дж; 2) 560 Дж; 3) 600 Дж; 4) 580 Дж.
А15. Газ находится в цилиндре с поршнем. Во сколько раз изменится давление газа, если
его температуру увеличить в 2 раза, а объем уменьшить в 2 раза?
1) 2 ;
2) 0,5 ;
3) 4 ;
4) не изменится.
А16. При нагревании газа его внутренняя энергия увеличилась от 300 Дж до
700 Дж. Какая работа была совершена газом (газ имеет возможность расширяться), если
при нагревании газ получил 1000 Дж теплоты?
1) 600 Дж ; 2) 400 Дж ; 3) 300 Дж ; 4) 1300 Дж.
А17. Два заряда находятся в вакууме и взаимодействуют друг с другом. Во сколько раз
изменится сила взаимодействия зарядов, если поместить их в керосин ( = 2) и расстояние
между ними уменьшить в 4 раза?
1) 2 ;
2) 16 ;
3) 8 ;
4) не изменится.
А18. Две лампочки, рассчитанные на напряжение 6 В и мощность 2 Вт каждая,
соединены последовательно. Какой ток будет идти по цепи, если на нее подать
напряжение 7,2 В ?
1) 1,2 А ;
2) 0,8 А ;
3) 0,6 А ;
4) 0,2 А.
А19. Акустический сигнал переходит из одной среды во вторую, и при этом его длина
волны увеличивается в 2 раза. Во сколько раз изменяется при этом скорость сигнала?
1) 2; 2) 3; 3) 0,5; 4) 1,5.
А20. Для нагревания 1 л воды до кипения необходимо 4,2105 Дж теплоты. В воду опущен
электрокипятильник с номинальным током 4 А и напряжением 70 В. Сколько времени
потребуется для того, чтобы вскипятить воду?
1) 4,5 мин ; 2) 10 мин ; 3) 15 мин ; 4) 25 мин.
А21. Через какое время волна, вызванная брошенным в воду камнем у одного берега
пруда, придет обратно, отразившись от противоположного берега, расстояние до
которого 36 м? Длина волны равна 0,3 м, частота колебаний равна 2 Гц.
1) 2,5 мин; 2) 2 мин ; 3) 1,5 мин ; 4) 1 мин.
Часть 2
Ответом на задания этой части будет некоторое число. Это число надо записать в
бланк ответов рядом с номером задания (В1 – В4), начиная с первой клеточки. Каждую
букву или цифру пишите в отдельной клеточке. Единицы измерений писать не нужно.
B1. Деревянный дом массой 50 т поднимают при помощи 10 домкратов, имеющих
ход винта 6 мм и радиус рычага 0,5 м. Какую силу необходимо приложить к
рычагу каждого домкрата, чтобы поднять дом?
B2. Световые лучи сходятся в некоторой точке О. На расстоянии 0,5 м от неё в
сходящийся пучок света внесена собирающая линза оптической силой 6  птр. На
каком расстоянии от точки О вновь соберутся лучи?
B3. Мальчик сидит в люльке «гигантских шагов», привязанной к канату длиной 5 м,
закреплённому на вершине осевого столба. Другой мальчик, толкая люльку, разгоняет её
так, что канат описывает конус, имея угол наклона с вертикалью 30º. С какой скоростью
бежит второй мальчик?
B4. Круговой проволочный виток радиусом 0,1 м, замыкающий пластины плоского
конденсатора, помещён в однородное поперечное магнитное поле с индукцией 1,5 Тл.
Найти напряжённость электрического поля в конденсаторе, если расстояние между
пластинами составляет 1 мм, а магнитное поле равномерно спадает до нуля за время 0,3 с.
Часть 3
Задания третей части представляют собой задачи. Рекомендуется провести их
предварительное решение на черновике.
При выполнении заданий (А22-А25) в бланке ответов №1 под номером выполняемого
вами задания поставьте знак «Х» в клеточке, номер которой соответствует номеру
выбранного вами ответа.
А22. Каков диаметр изображения Солнца, получаемого с помощью собирающей линзы
с фокусным расстоянием 3 м, если диаметр Солнца составляет 1,4 млн км, а расстояние
до него равно 150 млн км?
1) 4 см; 2) 2,8 см; 3) 3,2 см; 4) 2 см.
А23. Из стекла в воду проходит луч света. Найти синус угла падения в случае полного
внутреннего отражения света, если пводы = 1,3 , пстекла = 1,5.
1) 0,87 ;
2) 0,94 ;
3) 0,75 ;
4) 0,67 .
А24. Собирающая линза имеет фокусное расстояние 0,2 м. На каком расстоянии от линзы
надо поместить предмет, чтобы полученное мнимое изображение находилось на
расстоянии 1 м от линзы?
1) 0,17 м ;
2) 0,2 м ;
3) 0,24 м ;
4) 0,3 м .
А25. Найти красную границу фотоэффекта для лития, если работа выхода равна 2,4 эВ.
1) 420 нм ;
2) 515 нм ;
3) 321 нм ;
4) 212 нм .
Полное решение задач С1-С6 необходимо записать в бланке ответов №2. При
оформлении решения в бланке ответов №2 запишите сначала номер задания (С1, С2 и
т.д.), а затем решение соответствующей задачи. Ответы записывайте чётко и
разборчиво.
С1. Найти массу воздуха внутри пузырька радиусом 5 мм, образовавшегося на глубине
3 м в водоёме при температуре 17˚С. Учесть, что коэффициент поверхностного
натяжения воды равен 0,07 Н/м, давление насыщенного водяного пара 1 кПа, а молярная
масса воздуха составляет 29 кг/кмоль.
Полное правильное решение каждой из задач С2-С6 должно включать законы и
формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а
также математические преобразования, расчёты с численным ответом и при
необходимости рисунок, поясняющий решение.
С2. Из баллона объемом 1,5 л при нормальном атмосферном давлении откачивают воздух
поршневым насосом объемом 0,1 л. Сколько ходов поршня нужно сделать, чтобы
давление в баллоне стало в 1000 раз меньше?
С3. Два длинных вертикальных провода с расстоянием 1 м между ними замкнуты на
сопротивление 100 Ом и помещены в постоянное и однородное магнитное поле с
индукцией 0,5 Тл, перпендикулярное их плоскости. По проводам вниз скользит с
постоянной скоростью проводящая перемычка массой 50 г. Найти скорость перемычки.
С4. Бабушка, надев очки, читает внуку сказки, держа книжку на расстоянии 25 см.
Неожиданно очки сползают вниз, отъехав от глаз на 1 см. В результате бабушка
вынуждена была придвинуть книжку на 4 см. Какова оптическая сила очков?
C5. Цилиндрическая бочка высотой и диаметром 1 м, заполненная ртутью и заваренная,
установлена на тележку, которая движется с горизонтальным ускорением a = g =
= 9,8 м/с 2 . Зная, что плотность ртути составляет 13,6 т/м 3 , найти максимальное давление
в бочке.
С6. Раскаленный медный куб, положенный на лед, температура которого –10С,
полностью в него погружается. Определить начальную температуру куба, пренебрегая