Задание №4 ЕГЭ по физике

механическое равновесие, колебание, волны
Первичный бал: 1 Сложность (от 1 до 3): 1 Среднее время выполнения: 1 мин.

Описание задания

В четвертом задании ЕГЭ по физике у нас проверяют знания сообщающихся сосудов, силы Архимеда, закона Паскаля, моментов сил.

Задание EF18740

Через какое время после выстрела придёт к охотнику эхо от звука выстрела, если расстояние до преграды, от которой отразится звук, равно 850 м? Скорость звука в воздухе считать равной 340 м/с.

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Выполнить решение задачи в общем виде.
3.Подставить известные данные и выполнить вычисления.

Решение

Запишем исходные данные:

  •  Скорость распространения звука в воздухе: v = 340 м/с.
  • Расстояние до преграды: s = 850 м.

Звук от выстрела проделает путь, равный двойному расстоянию от охотника до преграды. Сначала он достигнет преграды, затем вернется к охотнику. Следовательно, для нахождения времени между выстрелом и эхо нужно разделить этот путь на скорость звука в воздухе:

t=2sv..=2·850340..=5 (с)

Ответ: 5

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF19116

Какова глубина вертикальной шахты, если звук выстрела, произведённого у входа в шахту на поверхности земли, вернулся к стрелку, отразившись от дна шахты, через 0,5с после выстрела? Скорость звука в воздухе считать равной 340 м/с.

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Выполнить решение задачи в общем виде.
3.Подставить известные данные и выполнить вычисления.

Решение

Запишем исходные данные:

 Скорость распространения звука в воздухе: v = 340 м/с.
 Промежуток времени между выстрелом и эхом: t = 0,5 с.

Звук от выстрела проделает путь, равный двойному расстоянию от стрелка до дна шахты. Сначала он достигнет дна шахты, затем вернется к стрелку. Поскольку скорость звука постоянна, для преодоления половины пути потребуется вдвое меньше времени. Следовательно, для нахождения времени между выстрелом и эхо нужно умножить скорость звука в воздухе на половину промежутка времени между выстрелом и эхом:

s=vt2..=340·0,52..=85 (м)

Ответ: 85

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF22741

Колеблющаяся струна издаёт звук с длиной волны 0,68 м. Какова частота её колебаний, если скорость звука в воздухе 340 м/с?

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Записать формулу, которая связывает длину волны с ее частотой.
3.Выполнить решение задачи в общем виде.
4.Подставить известные данные и выполнить вычисления.

Решение

Запишем исходные данные:

 Скорость распространения звука в воздухе: v = 340 м/с.
 Длина волны: λ = 0,68 м.

Скорость звука — это отношение длины волны к ее периоду. Но период — это обратная величина частоте. Следовательно, скорость звука — есть произведение длины волны на частоту:

v=λν

Отсюда:

ν=vλ..=3400,68..=500 (Гц)

Ответ: 500

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18242

На рисунке показан профиль бегущей волны в некоторый момент времени. Разность фаз колебаний точек 1 и 5 равна

Ответ:

а) π/3

б) π/2

в) π

г) 2π

Алгоритм решения

  1. Определить характер движения указанных точек.
  2. По характеру движения точек определить их разность фаз.

Решение

Точки 1 и 5 соответствуют максимальной амплитуде колебаний. В этот момент они меняют направление движения (до этого двигались вверх, теперь меняют направление в противоположную сторону). Поскольку точки 1 и 5 движутся одинаково, можно считать, что они колеблются в одинаковых фазах. Это возможно, если разность фаз кратна 2π.

Ответ: г

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF22628

Какова скорость звуковых волн в среде, если при частоте 400 Гц длина волны λ = 4 м?

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Записать формулу, которая связывает скорость волны с ее частотой и длиной.
3.Выполнить решение задачи в общем виде.
4.Подставить известные данные и выполнить вычисления.

Решение

Запишем исходные данные:

 Частота звуковой волны: ν = 400 Гц.
 Длина волны: λ = 4 м.

Скорость звука — это отношение длины волны к ее периоду. Но период — это обратная величина частоте. Следовательно, скорость звука — есть произведение длины волны на частоту:

v=λν=4·400=1600 (мс..)

Ответ: 1600

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18803

На расстоянии 510 м от наблюдателя рабочие вбивают сваи с помощью копра. Какое время пройдёт от момента, когда наблюдатель увидит удар копра, до момента, когда он услышит звук удара? Скорость звука в воздухе равна 340 м/с.

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Выполнить решение задачи в общем виде.
3.Подставить известные данные и выполнить вычисления.

Решение

Запишем исходные данные:

 Скорость распространения звука в воздухе: v = 340 м/с.
 Расстояние наблюдателя до источника звука: s = 510 м.

Звук от удара проделает путь, равный одинарному расстоянию от наблюдателя до источника звука. Следовательно, для нахождения времени, через которое наблюдатель услышит звук, нужно разделить этот путь на скорость звука в воздухе:

t=sv..=510340..=1,5 (с)

Ответ: 1,5

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17593

В таблице представлены данные о положении шарика, колеблющегося вдоль оси Ох, в различные моменты времени.

Каков период колебаний шарика?

Ответ:

а) 1 с

б) 2 с

в) 3,2 с

г) 4 с

Алгоритм решения

1.Определить амплитуду колебаний.
2.Определить время между двумя максимальными отклонениями от положения равновесия шарика.
3.Найти полный период колебаний.

Решение

Из таблицы видно, что амплитуда колебаний равна 15 мм. Следовательно, максимальное отклонение в противоположную сторону составляет –15 мм. Расстояние между двумя максимальными отклонениями от положения равновесия шарика равно половине периода колебаний. Этим значения в таблице соответствует время 1 и 3 секунды соответственно. Следовательно, разница между ними — половина периода. Тогда период будет равен удвоенной разнице во времени:

T=2(t2t1)=2(31)=4 (с)

Ответ: г

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF22660 Мальчик взвесил рыбу на самодельных весах с коромыслом из лёгкой рейки (см. рисунок). В качестве гири он использовал батон хлеба массой 0,8 кг. Определите массу рыбы.

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Записать правило моментов и выполнить решение в общем виде.
3.Подставить известные данные и вычислить искомую величину.

Решение

Известна лишь масса батона: m1 = 0,8 кг. Но мы также можем выразить плечи для силы тяжести батона и хлеба. Для этого длину линейки примем за один. Так как линейка поделена на 10 секций, можем считать, что длина каждой равна 0,1. Тогда плечи сил тяжести батона и рыба соответственно равны:

d1 = 0,3

d2 = 0,4

Запишем правило моментов:

F1 d1 = F2 d2

Сила тяжести равна произведению массы на ускорение свободного падения. Поэтому:

m1gd1 = m2gd2

m1d1 = m2d2

Отсюда масса рыбы равна:

m2=m1d1d2..=0,8·0,30,4..=0,6 (кг)

.

Ответ: 0,6

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18706

Однородный куб опирается одним ребром на пол, другим на вертикальную стену (см. рисунок). Плечо силы трения Fтр относительно оси, проходящей через точку О3 перпендикулярно плоскости чертежа, равно...

Ответ:

а) 0

б) О2О3

в) О2В

г) О3В

Алгоритм решения

  1. Сформулировать определение плеча силы.
  2. Найти плечо силы трения и аргументировать ответ.

Решение

Плечом силы трения называют кратчайшее расстояние от оси вращения до линии, вдоль которой действует сила. Чтобы найти такое расстояние, нужно провести из точки равновесия перпендикуляр к линии действия силы трения. Отрезок, заключенный между этой точкой и линией, будет являться плечом силы трения. На рисунке этому отрезку соответствует отрезок О3В.

Ответ: г

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18645

В сосуд высотой 20 см налита вода, уровень которой ниже края сосуда на 2 см. Чему равна сила давления воды на дно сосуда, если площадь дна 0,01м2? Атмосферное давление не учитывать.

Алгоритм решения

  1. Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.
  2. Записать формулу для вычисления силы давления.
  3. Выполнить решение задачи в общем виде.
  4. Вычислить искомую величину, подставив известные данные.

Решение

Запишем исходные данные:

  • Высота сосуда H = 20 см.
  • Разница между высотой сосуда и уровнем налитой в него воды: b = 2 см.
  • Площадь дна сосуда: S = 0,01 м2.

20 см = 0,2 м

2 см = 0,02 м

Сила давления равна произведению давления на площадь, на которую это давление оказывается:

F = pS

Давление равно произведению высоты столба жидкости на ускорение свободного падения и на плотность самой жидкости. А высота столба воды в данном случае равна разности высоту стакана и разнице между высотой сосуда и уровнем воды. Поэтому:

F = pS = ρжghS = ρжg(H – b)S = 1000∙10∙(0,2 – 0,02)∙0,01 = 18 (Н)

Ответ: 18

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF22709 Какова сила давления керосина, заполняющего цистерну, на заплату в её стене, находящуюся на глубине 2 м? Площадь заплаты 10 см2. Атмосферное давление не учитывать.

Алгоритм решения

  1. Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.
  2. Записать формулу для вычисления силы давления.
  3. Выполнить решение задачи в общем виде.
  4. Вычислить искомую величину, подставив известные данные.

Решение

Запишем исходные данные:

  • Глубина заплаты в цистерне h = 2 м.
  • Площадь заплаты: S = 10 см2.

10 см2 = 0,001 м2

Сила давления равна произведению давления на площадь, на которую это давление оказывается:

F = pS

Давление равно произведению высоты столба жидкости на ускорение свободного падения и на плотность самой жидкости. Поэтому:

F = pS = ρкghS = 800∙10∙2∙0,001 = 16 (Н)

Ответ: 16

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18172

В широкую U-образную трубку, расположенную вертикально, налиты жидкости плотностью ρ1 и ρ2 (см. рисунок). Жидкости не смешиваются. На рисунке b = 15 см, h = 30 см, H = 35 см. Отношение плотности ρ1 к плотности ρ2 равно …

Ответ:

а) 0,67

б) 0,75

в) 0,86

г) 1,33

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.
2.Записать условие равновесия неоднородных жидкостей в сообщающихся сосудах.
3.Выполнить решение задачи в общем виде.
4.Вычислить искомую величину, подставив известные значения.

Решение

Запишем исходные данные:

 Уровень жидкости в левом колене: H = 35 см.
 Уровень жидкости в правом колене: h = 30 см.
 Высота столба более плотной жидкости в левом колене: b = 15 см.

Внимание! В данном случае переводить единицы в СИ необязательно, так как на величину отношения они никак не повлияют.

Запишем условие равновесия. Давление на уровне b в обоих коленах должно быть одинаковое. Поэтому:

ρ1g(H – b) = ρ2g(h – b)

Отсюда:

ρ1ρ2..=g(hb)g(Hb)..=hbHb..=30153515..=1520..=0,75

Ответ: б

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить


👀 8.7k |

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *