Задачи по физике для подготовки учащихся к ЕНТ

Задача № 1

Точка совершает гармонические колебания по закону синуса. В некоторый момент времени смещение точки равно 5 см. При увеличении фазы колебаний вдвое смещение стало равным 8см. Амплитуда колебаний равна

Решение:

Уравнение гармонических колебаний х = х_m sin ( ωt +φ_o) , обозначим ( ωt +φ_o) = φ ,

Получаем х = х_m sin φ. Составим систему уравнений

5 = х_m sin φ,

8 = х_m sin2 φ.

Решим систему: Вспомним, что sin2 φ =2 sin φ cos φ Разделим второе уравнение на первое, сократим подобные и получим выражение 2 cos φ = 8/5 или cos φ =0,8.

х_m =5 / sin φ, найдём sin φ , зная выражение sin² φ + cos² φ =1, тогда sin φ = 0,6.

Значит х_m =5 /0,6 =8,3см.

Задача № 2

Радиолокатор посылает 4000 импульсов в секунду. Дальность действия этого локатора равна ( с = 3^.10⁸ м/с )

Решение:

Как и для механических волн (эхо) S =v t / 2 или S = с t / 2 где t- время одного импульса, значит t=1/N =1/4000.

Значит S =3^.10^8.1/ (2^.4000) =37,5^.10³м =37,5 км

Задача № 3

Точка движется по окружности. В некоторый момент угол между касательной к траектории точки и вектором полного ускорения равен 60^о. Касательное ускорение равно 5 м/с². Полное ускорение точки равно (cos φ =0,5)

Задача № 4

Положительно заряженный шарик массой m колеблется на нити внутри плоского конденсатора. Силовые линии напряженности направлены вниз. Если поле исчезнет, то период колебаний….. (аналогичное задание с вопросом о частоте)

Решение:

Силовые линии напряженности направлены вниз,

значит верхняя пластина положительная, нижняя отрицательная ( направление всегда от

+ к - ), шарик заряжен положительно, значит будет притягиваться к нижней пластине - ускорение увеличивается. При отключении поля ускорение уменьшается, значит, период увеличивается, а частота уменьшается.

Задача № 5

Число атомов кислорода в 9 л воды равно… ( аналогичное задание по определению числа атомов водорода; числа атомов водорода в метане и т.п.)

(М =18^.10^-3кг/моль; N_А=6,02^.10²³моль^-1; ρ=10³кг/м³)

Задача № 6

Масса покоя электрона m_е. При аннигиляции электрона и позитрона выделилась энергия

Решение:

Т.к. позитрон является античастицей для электрона, то энергия каждой частицы

Е_о = m_е с²,

При аннигиляции, т.е. их взаимоуничтожении выделится энергия обеих частиц. Е =2 m_е с².

Задача № 7

Две капли падают из крана одна вслед за другой. Первая капля в системе отсчета второй капли после отрыва её от крана

Ответ: движется равномерно вниз

Задача № 8

В катушку индуктивности, включенную в колебательный контур, вдвинули железный сердечник. Период (частота) электромагнитных колебаний, получаемых в контуре

Решение:

Так как индуктивность катушки зависит от геометрических размеров катушки и магнитной проницаемости среды. То и период, и частота изменятся. Железо - ферромагнетик, значит μ>>1 , индуктивность увеличится, поэтому период увеличится, частота уменьшится.