close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Физика подготовка к ЕГЭ

код для вставкиСкачать
ЕГЭ для абитуриентов и школьников
И.Л. Касаткина
ФИЗИКА Пособие
для подготовки к ЕГЭ
Ростов-на-Дону
еникс
2010
www.phoenixbooks.ru
УДК 373.167.1:53
ББК 22.3я72
КТК 444
К28
Касаткина И.Л.
К28 Физика : пособие для подготовки к ЕГЭ / И.Л. Ка-
саткина. — Ростов н/Д: Феникс, 2010. — 416 с. — (ЕГЭ для абитуриентов и школьников)
ISBN 978-5-222-16538-6
В пособии изложена краткая теория курса физики средней школы, приведены все законы и формулы с названиями входящих в них величин и единиц СИ, даны варианты наиболее часто встречающихся вопросов части А с подробными ответами, а также задачи частей В и С с подробными решениями по всем темам курса физики. В Приложении представлены основные физиче-
ские константы, единицы СИ и необходимые формулы математики.
Пособие полезно для проверки знаний учащихся 10–11 классов средней школы, а также для подготовки к контрольным и ЕГЭ по физике.
УДК 373.167.1:53
ISBN 978-5-222-16538-6 ББК 22.3я72
© Касаткина И.Л., 2010
© Оформление, ООО «Феникс», 2010
www.phoenixbooks.ru
ОТ АВТОРА
Дорогие старшеклассники и абитуриенты! Для поступления в вуз вы выбрали ЕГЭ по физике — важ-
нейшему предмету, без знания которого невозможен прогресс в науке и промышленности. Законы физики лежат в основе всех специальных предметов, изучае-
мых в физико-математических и инженерных вузах, без их понимания и умения применять на практике не может состояться толковый специалист. Набрав высокие баллы на ЕГЭ по физике, вы сможете — по вашему выбору — поступить в лучшие вузы страны соответствующего профиля и, что важно, на бюджет-
ные отделения.
Но, к сожалению, результаты ЕГЭ последних лет показывают, что физику выпускники усваивают едва ли не хуже всех остальных предметов школьного курса. Данное пособие призвано оказать вам помощь при подготовке к этому непростому, но и не чрезмерно сложному для тех, у кого имеются глубокие знания, экзамену.
Следует знать, что каждая экзаменационная рабо-
та, которая вам будет предложена на экзамене, вклю-
чает в себя, как правило, три части:
• часть 1, состоящую из 25–30 заданий с выбором правильного ответа;
• часть 2, содержащую 4–6 заданий, представляю-
щих собой чаще всего задачи средней трудности, к которым нужно дать числовой ответ;
• часть 3, включащую 6 задач повышенной слож-
ности, где требуется привести развернутое реше-
ние с подробным объяснением и необходимыми чертежами.
Самое главное: содержание каждой экзаменаци-
онной работы охватывает весь курс физики средней школы.
www.phoenixbooks.ru
4
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Примерно четверть вопросов части 1 являются качественными, проверяющими знание теории, а ос-
тальные задания этой части — относительно простые задачи, для решения которых достаточно знать основ-
ные законы и формулы физики и находить из этих формул или из соответствующих графиков нужные величины. В части 2 предлагаются задачи средней трудности — типа тех, что имеются в вашем школь-
ном задачнике А.П. Рымкевича и учебниках для средней школы. А вот часть 3 содержит действительно трудные задачи, для решения которых недостаточно знать основные законы и формулы, — надо еще уметь нестандартно мыслить. Но чтобы научиться этому, не-
обходимо прежде всего:
1) знать законы физики — не вызубрить! — а пом-
нить, понимать и уметь применять на практике: при ответах на теоретические вопросы и решении задач;
2) выучить назубок все основные формулы;
3) научиться решать задачи средней трудности;
4) перейти к задачам повышенной трудности.
Без выполнения этих условий вам вряд ли удастся справиться с задачами из части 3 и набрать высокий балл. Правда, если вы даже не доведете до конца их решение, но сумеете записать основные законы и формулы и приступить к решению, вам уже добавят баллы.
Наше пособие включает задания по следующим разделам курса физики средней школы:
I. Механика
II. Молекулярная физика и термодинамика
III. Электромагнетизм
IV. Колебания и волны. Оптика. Теория относитель-
ности. Физика атома и атомного ядра
Каждый раздел содержит несколько тем. В начале каждой темы излагается краткая теория и приводят-
ся все нужные законы и формулы. В конце раздела предложен проверочный экзамен, состоящий, как настоящий ЕГЭ, из трех частей. В части 1 содержатся www.phoenixbooks.ru
От автора 5
качественные вопросы и несложные задачи, подобные тем, которые встречались или могут встретиться на ЕГЭ в этой части. В части 2 предложены типовые за-
дачи средней трудности уровня школьного задачника А.П. Рымкевича, а в части 3 — более серьезные зада-
чи. После этого подробно разъясняются правильные ответы на задания части А и показано решение задач из частей 2 и 3.
Не факт, что именно эти задания встретятся вам на экзамене. Но уже то, что вы будете готовы к встрече с подобными вопросами и задачами, существенно повы-
сит ваши возможности. И если, поработав с этим посо-
бием, вы сумеете потом решить любую из его задач и ответить на любой вопрос, никуда не подглядывая, вы сделаете гигантский шаг по пути к высоким баллам на ЕГЭ. А после того, как вы проработаете эту книгу, беритесь за другие — с более трудными, олимпиадны-
ми задачами. И все у вас получится. Зато потом, когда вы станете студентами лучших вузов страны, — пред-
ставляете, какое это будет счастье! Ради него стоит потрудиться.
Кстати, как у вас с математикой? Ведь математи-
ка — язык физики, без нее физика превращается в ес-
тествознание для младших классов. Поэтому матема-
тике тоже следует уделить внимание, выучив назубок ее теоремы и формулы. В помощь вам Приложение в конце пособия содержит все важнейшие теоремы и формулы математики, необходимые для решения за-
дач физики.
Чтобы оказать вам помощь в решении задач, из-
дательство «Феникс» выпустило двухтомник «Ре-
петитор по физике. Решение задач» того же автора. И если вы испытываете трудности при решении задач, непременно обратитесь к этим книгам, — там есть все! Подробно, со всеми математическими выкладками и советами показано, как научиться решать любые за-
дачи по физике: от самых простых до самых сложных. Эти книги — ключ к вашему успеху.
www.phoenixbooks.ru
6
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Не лишним будет проштудировать и теорию — то же издательство выпустило двухтомник «Репетитор по физике. Теория». Эти книги позволят вам успешно разобраться в основных законах физики и ответить на множество теоретических вопросов, которые могут встретиться на ЕГЭ. Кроме того, знание теории физи-
ки очень поможет при решении любых задач.
Желаем вам высоких баллов на ЕГЭ !
www.phoenixbooks.ru
Раздел I. Механика 7
Раздел I
МЕХАНИКА
Основные формулы механики с названиями входящих в них величин
В скобках даны сокращенные обозначения размер-
ностей физических величин в СИ.
Равномерное движение
x = x
0
+ v
x
t; S = vt
Здесь x — конечная координата (м), х
0
— началь-
ная координата (м), v
x
— проекция скорости на ось ко-
ординат (м/с), t — время (с), S — путь (м), v — модуль скорости (м/с)
Уравнения равноускоренного движения
x = х
0
+ v
Ox t + 2
2
x
a t
; a = v
t
= 0
v v
t
;
v = v
0
+ at; S = v
0
t + 2
2
at
;
S = v
ср
t; v
ср
= 0
v v
t
;
v
2
– 2
0
v
= 2aS.
Здесь a — ускорение (м/с
2
), v — изменение скоро-
сти (м/с), v — модуль конечной скорости (м/с), v
0
— модуль начальной скорости (м/с), v
Ox
— проекция начальной скорости на ось координат (м/с), a
x
— про-
www.phoenixbooks.ru
8
Физика. Подготовка к ЕГЭ
екция ускорения на ось координат (м/с
2
). Остальные величины названы ранее
Формулы равномерного движения по окружности
v = S
t
; = t
;
v = 2R; v = 2 R
T
;
v = R; = 2;
= 2
T
; T = t
N
= 1
;
= N
t
= 1
T
; a = 2
v
R
;
a = 2
R; a = v
Здесь v — линейная скорость (м/с), S — длина дуги (м), — угловая скорость (рад/с), — угол поворота радиуса (рад), = 3,14 — число «пи» (безразмерное), Т — период (с), — частота вращения (с
–1
), R — ра-
диус окружности (м), N — число оборотов (безразмер-
ное), t — время движения, а — центростремительное ускорение (м/с
2
)
Плотность тела
= m
V
Здесь — плотность (кг/м
3
), m — масса (кг), V — объем (м
3
)
Второй закон Ньютона
F = ma
Здесь F — сила (Н), m — масса (кг), a — ускорение (м/с
2
)
www.phoenixbooks.ru
Раздел I. Механика 9
Сила трения
F
тр
= F
давл
Здесь F
тр
— сила трения (Н), — коэффициент тре-
ния (безразмерный), F
давл
— сила давления (Н)
Закон Гука
F
упр
= –kx
Здесь F
упр
— сила упругости (Н), k — жесткость (Н/м), x — деформация (м)
Закон всемирного тяготения
F = G
1 2
2
mm
r
Здесь F — сила тяготения (Н), G = 6,67 · 10
–11 Н · м
2
/кг
2
— гравитационная постоянная, m
1
и m
2
— массы притя-
гивающихся друг к другу материальных точек (кг), r — расстояние между этими точками (м)
Вес тела в покое или движущегося равномерно вверх или вниз
Р = mg
Здесь Р — вес (Н), m — масса (кг), g — ускорение свободного падения (м/с
2
)
Вес тела, опускающегося с ускорением или поднимающегося с замедлением
Р = m(g – a)
Здесь а — ускорение тела (м/с
2
). Остальные величи-
ны названы выше
www.phoenixbooks.ru
10
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Вес тела, поднимающегося с ускорением или опускающегося с замедлением
Р = m(g + a)
Все величины названы выше
Перегрузка при подъеме с ускорением или спуске с замедлением
n = P
mg
Здесь n — перегрузка (безразмерная), Р — вес (Н), m — масса (кг), g — ускорение свободного падения (м/с
2
)
Момент силы
М = Fl
Здесь М — момент силы (Н · м), F — сила, вращаю-
щая тело (Н), l — плечо этой силы (м)
Работа в механике
А = FS cos ; А = 2
2
kx
Здесь А — работа (Дж), F — модуль силы (Н), S — модуль перемещения (м), — угол между векторами силы и перемещения (рад), k — жесткость (Н/м), х — деформация (м)
Мощность в механике
N = A
t
; N = F v cos Здесь N — мощность (Вт), А — работа (Дж), t — время (с), F — сила (Н), v — скорость (м/с), — угол между векторами силы и скорости (рад)
www.phoenixbooks.ru
Раздел I. Механика 11
Кинетическая энергия
Е
k = 2
2
mv
Здесь Е
k
— кинетическая энергия (Дж), m — масса (кг), v — скорость (м/с)
Потенциальная энергия тела, поднятого на высоту
Е
р
= mgh
Здесь Е
р
— потенциальная энергия (Дж), m — мас-
са (кг), g — ускорение свободного падения (м/с
2
), h — высота (м)
Потенциальная энергия при упругой деформации
Е
р
= 2
2
kx
Здесь k — жесткость (Н/м), x — деформация (м), Е
р
— потенциальная энергия (Дж)
Полная механическая энергия
Е = Е
р
+ Е
k
Здесь Е — полная механическая энергия (Дж), Е
р
— потенциальная энергия, Е
k
— кинетическая энергия.
Теорема об изменении кинетической энергии
А = Е
k
= Е
k2
– Е
k1
Здесь А — работа (Дж), Е
k
= Е
k2
– Е
k1
— измене-
ние кинетической энергии тела, совершившего работу (Дж), Е
k1
— кинетическая энергия тела до ее измене-
ния, Е
k2
— кинетическая энергия тела после ее изме-
нения
www.phoenixbooks.ru
Раздел II. Молекулярная физика и термодинамика 77
Раздел II
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Основные формулы молекулярной физики и термодинамики
Формула концентрации молекул
n = N
V
Здесь n — концентрация (м
–3
), N — количество мо-
лекул (безразмерное), V — объем (м
3
)
Формула относительной молекулярной массы
М
r
= 0
1
12
C
m
m
Здесь М
r
— относительная молекулярная масса (безразмерная), m
0
— масса одной молекулы (кг), m
C
— масса атома углерода (кг)
Формула количества вещества (количества молей)
= m
M
Здесь — количество вещества (количество молей) (моль), m — масса вещества (кг), М — молярная масса (кг/моль)
www.phoenixbooks.ru
78
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Формулы массы одной молекулы
m
0
= m
N
; m
0
= A
M
N
; m
0
= n
Здесь m
0
— масса одной молекулы (кг), m — масса вещества (кг), N — количество молекул (безразмерное), M — молярная масса (кг/моль), N
A
= 6,02 · 10
23
моль
–1
— число Авогадро, — плотность вещества (кг/м
3
), n — концентрация молекул (м
–3
)
Формулы количества молекул
N = nV; N = N
A
; N = 0
m
m
Здесь N — количество молекул (безразмерное), n — концентрация молекул (м
–3
), V — объем (м
3
), — количество вещества (количество молей) (моль), N
A
— число Авогадро (моль
–1
), m — масса вещества (кг), m
0
— масса одной молекулы (кг)
Формулы средней квадратичной скорости молекул
v
= 3RT
M
; v
= 0
3kT
m
, где k = A
R
N
Здесь v
— средняя квадратичная скорость молекул (м/с), R = 8,31 Дж/(моль · К) — молярная газовая по-
стоянная, Т — абсолютная температура (К), М — мо-
лярная масса (кг/моль), k = 1,38 · 10
–23 Дж/К — посто-
янная Больцмана, m
0
— масса одной молекулы (кг), N
A
— число Авогадро (моль
–1
)
Формула объема моля
V
моль
= M
Здесь V
моль
— объем одного моля (м
3
/моль), М — мо-
лярная масса (кг/моль), — плотность вещества (кг/м
3
)
www.phoenixbooks.ru
Раздел II. Молекулярная физика и термодинамика 79
Основное уравнение кинетической теории идеального газа
p = 1
3
m
0
n
2
v
; p = 2
3
n
k
E
Здесь p — давление газа (Па), m
0
— масса одной мо-
лекулы (кг), n — концентрация молекул (м
–3
), v
— средняя квадратичная скорость молекул (м/с), k
E
— средняя кинетическая энергия молекул (Дж)
Формула средней кинетической энергии молекул
2
0
2
k
m v
E Здесь k
E
— средняя кинетическая энергия молекул (Дж), m
0
— масса одной молекулы (кг), v
— средняя квадратичная скорость молекул (м/с)
Связь шкал Цельсия и Кельвина
Т = t + 273
Здесь Т — абсолютная температура (К), t — темпе-
ратура по шкале Цельсия (С)
Связь средней кинетической энергии молекул идеального газа с абсолютной температурой
k
E
= 3
2
kT
Здесь k
E
— средняя кинетическая энергия молекул (Дж), k — постоянная Больцмана (Дж/К), Т — абсо-
лютная температура (К)
www.phoenixbooks.ru
80
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Уравнение состояния идеального газа — уравнение Клапейрона–Менделеева
рV = m
M
RT; pV= RT; pV
моль
= RT
Здесь p — давление газа (Па), V — объем (м
3
), m — масса газа (кг), M — молярная масса (кг/моль), R — молярная газовая постоянная (Дж/(моль · К), T — аб-
солютная температура (К), — количество вещества (количество молей) (моль), V
моль
— объем моля (м
3
/моль)
Объединенный газовый закон — уравнение Клапейрона
При m = const 1 1
1
p V
T
= 2 2
2
p V
T
Здесь p
1
, V
1
, T
1
— давление (Па), объем (м
3
) и абсо-
лютная температура (К) газа в первом состоянии, p
2
, V
2
, T
2
— давление (Па), объем (м
3
) и абсолютная тем-
пература (К) газа во втором состоянии
Закон Бойля–Мариотта (изотермический процесс)
При T = const и m = const p
1
V
1
= p
2
V
2
Здесь Т — абсолютная температура газа, m — масса газа (кг), р
1
и V
1
— давление (Па) и объем газа (м
3
) в первом состоянии, p
2
и V
2
— давление (Па) и объем (м
3
) газа во втором состоянии
Закон Гей-Люссака (изобарный процесс)
При p = const и m = const 1
2
V
V
= 1
2
T
T
Здесь p — давление газа (Па), m — масса газа (кг), V
1
и Т
1
— объем (м
3
) и абсолютная температура (К) газа в первом состоянии, V
2
и Т
2
— объем (м
3
) и абсо-
лютная температура (К) газа во втором состоянии
www.phoenixbooks.ru
Раздел II. Молекулярная физика и термодинамика 81
Закон Шарля
При V = const и m = const 1 1
2 2
p T
p T
Здесь V — объем газа (м
3
), m — масса газа (кг), р
1
и Т
1
— давление (Па) и абсолютная температура (К) газа в первом состоянии, р
2
и Т
2
— давление (Па) и абсолютная температура (К) газа во втором состоянии
Связь давления идеального газа с концентрацией его молекул и температурой
p = knT
Здесь p — давление газа (Па), k — постоянная Больц-
мана (Дж/К), n — концентрация молекул газа (м
–3
), T — абсолютная температура (К)
Формулы относительной влажности
= нас
100%; = нас
p
p
100%
Здесь — относительная влажность (безразмерная или в %), — плотность водяного пара в воздухе при данной температуре (кг/м
3
), нас
— плотность насыщен-
ного водяного пара при той же температуре (кг/м
3
), p — давление водяного пара в воздухе при данной тем-
пературе (Па), p
нас
— давление насыщенного водяного пара в воздухе при той же температуре (Па)
Работа при изобарном изменении объема газа
А = pV = p(V
2
– V
1
)
Здесь А — работа (Дж), p — давление газа (Па), V — изменение объема газа (м
3
), V
1
и V
2
— соответ-
ственно начальный и конечный объемы газа (м
3
)
www.phoenixbooks.ru
Раздел II. Молекулярная физика и термодинамика 147
Раздел III
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Формулы электромагнетизма
Кратность электрического заряда
q = Ne
Здесь q — заряд (Кл), N — число нескомпенсиро-
ванных элементарных зарядов в заряде q (безразмер-
ное), e =1,6 · 10
–19
Кл — элементарный заряд (Кл)
Линейная плотность заряда
= q
l
Здесь — линейная плотность заряда (Кл/м), q — заряд на длине l (Кл), l — длина (м)
Поверхностная плотность заряда
= q
S
Здесь — поверхностная плотность заряда (Кл/м
2
), q — заряд на поверхности (Кл), S — площадь этой по-
верхности (м
2
)
Объемная плотность заряда
= q
V
Здесь — объемная плотность заряда (Кл/м
3
), q — заряд в объеме V (Кл), V — объем (м
3
)
www.phoenixbooks.ru
148
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Закон Кулона
F = k
1 2
2
q q
r
; F = 1 2
2
0
4
q q
r Здесь F — сила взаимодействия точечных заря-
дов (Н), k = 9 · 10
9
Н · м
2
/Кл
2
— коэффициент пропор-
циональности, q
1
и q
2
— модули взаимодействующих зарядов (Кл), — относительная диэлектрическая про-
ницаемость среды (безразмерная), 0
= 8,85 · 10
–12 Ф/м — электрическая постоянная, r — расстояние между зарядами (м)
Напряженность электрического поля
Е = F
q
Здесь E — напряженность электрического поля (Н/Кл или В/м), F — сила, действующая на заряд (Н), q — заряд (Кл)
Напряженность поля точечного заряда
Е = k
2
q
r
; E = 2
0
4
q
r Здесь E — напряженность поля (Н/Кл или В/м), k — коэффициент пропорциональности (Н · м
2
/Кл
2
), q — модуль заряда (Кл), — относительная диэлек-
трическая проницаемость среды (безразмерная), 0
— электрическая постоянная (Ф/м), r — расстояние от точки с напряженностью Е до заряда q (м)
Напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости
Е = 0
2
Здесь Е — напряженность электрического поля (В/м), — поверхностная плотность зарядов на пло-
www.phoenixbooks.ru
Раздел III. Электромагнетизм 149
скости (Кл/м
2
), 0
— электрическая постоянная (Ф/м), — диэлектрическая проницаемость среды (безраз-
мерная)
Напряженность поля двух разноименно и равномерно заряженных плоскостей с одинаковой поверхностной плотностью зарядов (напряженность поля плоского конденсатора)
Е = 0
Все величины те же, что и в предыдущей формуле
Работа перемещения заряда в однородном электрическом поле
А = Еqd
Здесь А — работа перемещения заряда (Дж), Е — напряженность однородного поля (Н/Кл или В/м), q — перемещаемый заряд (Кл), d — проекция переме-
щения на силовую линию однородного поля (м)
Потенциал электрического поля
= p
W
q
Здесь — потенциал электрического поля (В), W
p
— потенциальная энергия заряда (Дж), q — заряд, обладающий этой энергией в электрическом поле (Кл)
Потенциал поля точечного заряда
= k
q
r
; = 0
4
q
r Все величины те же, что и в аналогичной формуле напряженности
www.phoenixbooks.ru
150
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Разность потенциалов
1
– 2
= = U = A
q
Здесь 1
– 2
= — разность потенциалов между двумя точками поля (В), U — напряжение (В), A — работа перемещения заряда (Дж), q — перемещаемый заряд (Кл)
Связь напряженности с разностью потенциалов в однородном электрическом поле
E = 1 2
d
; E = U
d
Здесь Е — напряженность электрического поля (Н/Кл или В/м), 1
– 2
— разность потенциалов между дву-
мя точками поля (В), U — напряжение между этими точками (В), d — проекция расстояния между этими точками на силовую линию поля (м)
Электроемкость проводника
C = q
Здесь С — емкость проводника (Ф), q — заряд про-
водника (Кл), — его потенциал (В)
Емкость сферического проводника
С = 4
0
R
Здесь С — емкость сферического проводника (Ф), 0
— электрическая постоянная (Ф/м), — относи-
тельная диэлектрическая проницаемость среды (без-
размерная), R — радиус сферы (м)
www.phoenixbooks.ru
Раздел III. Электромагнетизм 151
Емкость конденсатора
С = 1 2
q
; С = q
U
Здесь С — емкость конденсатора (Ф), q — его заряд (Кл), 1
– 2
— разность потенциалов между его об-
кладками (В), U — напряжение между обкладками (В)
Емкость плоского конденсатора
С = 0
S
d
Здесь С — емкость плоского конденсатора (Ф), 0
— электрическая постоянная (Ф/м), — относительная диэлектрическая проницаемость среды (безразмер-
ная), S — площадь обкладок конденсатора (м
2
), d — расстояние между обкладками (м)
Последовательное соединение конденсаторов
q — одинаков на всех конденсаторах
U
общ
= U
1
+ U
2
+ U
3
+ ... + U
N
общ
1
C
= 1
1
C
+ 2
1
C
+ 3
1
C
+ ... + N
1
C
Если все конденсаторы имеют одинаковую емкость С, то
С
общ
= C
N
; U
общ
= NU
Здесь q — заряд конденсаторов (Кл), U
общ
— общее напряжение на батарее конденсаторов (В), U
1
, U
2
, U
3
, ..., U
N
— напряжения на отдельных конденсаторах (В), N — число конденсаторов (безразмерное), С
общ
— общая емкость батареи конденсаторов (Ф), С
1
, С
2
, С
3
, ..., С
N
— емкости отдельных конденсаторов (Ф)
www.phoenixbooks.ru
Раздел IV. Колебания и волны. Оптика... 277
Раздел IV
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ОПТИКА. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ. АТОМНАЯ ФИЗИКА
Основные формулы колебаний и волн, оптики, теории относительности и атомной физики
Уравнения механических колебаний
x = А cos ; x = A cos (t + 0
);
x = A sin ; x = A sin (t + 0
)
Здесь x — смещение маятника (м), А — амплитуда колебаний (м), — фаза (рад), — циклическая (уг-
ловая) частота (рад/с), t — время колебаний (с), 0
— начальная фаза (рад)
Формула фазы колебаний
= t + 0
Здесь — фаза (рад), — циклическая частота (рад/с), t — время (с), 0
— начальная фаза (рад)
Формулы циклической частоты
= 2; = 2
Т
; =
k
m
; = g
l
Здесь — циклическая частота (рад/с), — часто-
та колебаний (Гц), Т — период (с), k — жесткость пру-
жинного маятника (Н/м), m — масса маятника (кг), g — ускорение свободного падения (м/с
2
), l — длина математического маятника (м)
www.phoenixbooks.ru
278
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Формулы периода колебаний
Т = t
N
; Т = 1
; Т = 2
m
k
; Т = 2
l
g
Здесь Т — период (с), t — время колебаний (с), N — число колебаний за это время (безразмерное), — ча-
стота колебаний (Гц). Остальные величины названы в предыдущей формуле
Формулы частоты колебаний
= N
t
; = 1
T
; = 1
2
k
m
; = 1
2
g
l
Здесь — частота (Гц), N — число колебаний, Т — период (с), = 3,14 — число «пи», t — время колеба-
ний (с), k — жесткость пружинного маятника (Н/м), m — масса маятника (кг), g — ускорение свободного падения (м/с
2
), l — длина математического маятника
Формулы скорости гармонических колебаний
v = x = –A sin (t + 0
); v
max
= A
Здесь v — мгновенная скорость (м/с), x — первая производная смещения по времени (м/с), — цикли-
ческая частота (рад/с), A — амплитуда колебаний (м), 0
— начальная фаза (рад), v
max
— максимальная ско-
рость колебаний (м/с)
Формулы ускорения при гармонических колебаниях
a = v = –
2
A cos (t + 0
) a
max
= 2
A
Здесь a — мгновенное ускорение (м/с
2
), v — первая производная скорости по времени (м/с
2
), a
max
— мак-
симальное ускорение (м/с
2
). Остальные величины на-
званы в предыдущей формуле
www.phoenixbooks.ru
Раздел IV. Колебания и волны. Оптика... 279
Формулы длины волны
= T; = v
Здесь — длина волны (м), v — скорость волны (м/с), Т — период (с), — частота (Гц)
Условия максимума и минимума при интерференции волн
max: r = 2k
2
= k
min: r = (2k + 1)
2
Здесь r — разность хода волн (м), k = 0; 1; 2; 3; ... — целое число (безразмерное), — длина волны (м)
Уравнения электромагнитных колебаний заряда, силы тока, напряжения и ЭДС
q = q
m cos (t + 0
); i = I
m
sin (t + 0
);
u = U
m
cos(t + 0
); e =E
m
sin (t + 0
), E
m
= BS;
U
m
= m
q
C
Здесь q — мгновенный заряд (Кл), q
m
— максималь-
ный заряд (Кл), — циклическая частота колебаний (рад/с), t — время колебаний (с), 0
— начальная фаза (рад), i — мгновенная сила тока (А), I
m
— максималь-
ная сила тока (А), u — мгновенное напряжение (В), U
m
— максимальное напряжение (В), e — мгновенная ЭДС (В), E
m
— максимальная ЭДС (В), S — площадь вращающегося контура (м
2
), С — емкость конденсато-
ра (Ф)
www.phoenixbooks.ru
280
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Период, циклическая частота и частота свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре (формула Томсона)
Т = 2
LC
; = 1
LC
; = 1
2 LC
Здесь Т — период колебаний (с), L — индуктив-
ность катушки (Гн), C — емкость конденсатора (Ф), — циклическая частота колебаний (рад/с), — ча-
стота колебаний (Гц)
Формула силы переменного тока
i = q; I
m
= q
m
Здесь i — мгновенная сила тока (А), q — первая производная заряда по времени (А), I
m
— максималь-
ная сила тока (А), q
m
— максимальный заряд (Кл)
Действующие значения переменного тока
I = 2
m
I
; U = 2
m
U
; E = 2
m
E
Здесь I — действующее значение силы переменного тока (А), I
m
— максимальное значение силы тока (А),
U — действующее значение напряжения (В), U
m
— мак-
симальное напряжение (В), E — действующая ЭДС (В), E
m
— максимальная ЭДС (В)
Индуктивное, емкостное и полное сопротивления в цепи переменного тока
X
L
= L; X
C
= 1
C
; Z = 2 2
( )
L C
R X X Здесь X
L
— индуктивное сопротивление (Ом), X
C
— емкостное сопротивление (Ом), — циклическая ча-
стота переменного тока (рад/с), Z — полное сопротив-
ление (Ом), R — активное сопротивление (Ом)
www.phoenixbooks.ru
Раздел IV. Колебания и волны. Оптика... 281
Закон Ома для полной цепи переменного тока
I = 2 2
( )
L C
U
R X X ; I
m
= 2 2
( )
m
L C
U
R X X Здесь I — действующее значение силы переменно-
го тока (А), U — действующее значение напряжения переменного тока (В), I
m
— максимальная сила пере-
менного тока (А), U
m
— максимальное напряжение переменного тока (В). Остальные величины названы в предыдущей формуле
Средняя мощность в цепи переменного тока
Р = U I cos Здесь Р — мощность переменного тока (Вт), U — его действующее напряжение (В), I — действующая сила тока (А), соs — коэффициент мощности переменного тока (безразмерный), — сдвиг фаз между током и напряжением (рад)
Коэффициент мощности переменного тока
соs = R
Z
= 2
2
1
R
R L
C
Здесь все величины названы в предыдущих формулаx.
Коэффициент трансформации трансформатора
k = 1
2
U
U
= 1
2
N
N
Здесь k — коэффициент трансформации трансфор-
матора (безразмерный), U
1
— напряжение на пер-
вичной обмотке (В), U
2
— напряжение на вторичной обмотке (В), N
1
— число витков в первичной обмотке (безразмерное), N
2
— число витков во вторичной об-
мотке (безразмерное)
www.phoenixbooks.ru
Раздел IV. Колебания и волны. Оптика... 381
Е
0U
, плюс кинетическая энергия урана Е
kU
, плюс энер-
гия покоя альфа-частицы Е
0Не
, плюс кинетическая энергия альфа-частицы
Е
0Pu
= Е
0U
+ Е
kU
+ Е
0Не
+ Е
kНе
.
Отсюда E
kU
= Е
0Pu
– Е
0U
– Е
0Не
– Е
kНе
= m
Pu
с
2
– m
U
с
2
–
– m
He
с
2
– Е
k Не
. (1)
Теперь воспользуемся законом сохранения импуль-
са атомов урана и альфа-частицы, ведь атом плутония до распада был в состоянии покоя:
m
U
v
U
= m
He
v
He.
Теперь, чтобы перейти к кинетическим энергиям атомов урана и альфа-частицы, возведем левую и пра-
вую части последнего равенства в квадрат и разделим на два:
2
2
U U U
m m v = 2
2
He He He
m m v
или m
U
E
k U
= m
He
Е
k Не
,
откуда Е
kНе
= E
kU
U
He
m
m
. (2)
Подставим правую часть равенства (2) в уравнение (1):
E
kU
= m
Pu
с
2
– m
U
с
2
– m
He
с
2
– E
kU
U
He
m
m
.
Отсюда
E
kU
= 2
( )
1
Pu U He
U
He
с m m m
m
m
= c
2
( )
He Pu U He
He Ui
m m m m
m m
.
Теперь, чтобы выразить кинетическую энергию атома урана в джоулях, выразим массу альфа-частицы в килограммах:
4,00260 а.е.м. = 4,00260 · 1,67 · 10
–27
кг = 6,7 · 10
–27
кг.
Произведем вычисления:
E
kU
= 9·10
16 27
6,7 10 (244,0642 235,1175 4,0026)
4,0026 235,1175
Дж =
= 1,2 · 10
–11
Дж.
Ответ: E
kU
= 1,2 · 10
–11
Дж.
www.phoenixbooks.ru
382
Физика. Подготовка к ЕГЭ
ТРЕНИРОВОЧНЫЙ ВАРИАНТ
ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ
Советы к выполнению заданий экзамена
Для выполнения экзаменационных заданий по фи-
зике отводится 3,5 часа. Сам экзамен состоит из трех частей. Часть 1 может содержать от 25 до 30 заданий с 4 вариантами ответов, один из которых является верным. При выполнении заданий части 1 (А1–А25) в бланке ответов под номером 1 надо поставить «Х» в той клетке, которая, с вашей точки зрения, соответ-
ствует верному ответу.
Часть 2 обычно содержит 5 заданий, на которые надо дать ответ в виде набора цифр или в виде числа. При выполнении заданий части 2, если не указано, в каких единицах следует выразить искомую физиче-
скую величину, то выражайте ее в единицах СИ. Не забудьте округлить числовой результат до указанной точности.
Часть 3 обычно состоит из 6 задач, решение кото-
рых надо дать в развернутом виде и сопроводить необ-
ходимыми чертежами и подробным объяснением про-
изводимых действий со ссылками на соответствующие физические законы. Непременно постарайтесь решить задачи части 3, за которые дают наибольшее количе-
ство баллов. Если не получается, то хотя бы сделайте чертежи и приведите соответствующие условию за-
коны и формулы. Помните, если даже ваш ответ не совсем верный, но вы были на пути к решению задачи, вам могут добавить баллы.
Вначале выполните на черновике задания, которые не вызывают у вас затруднений. Проверьте их пра-
вильность и перенесите в лист ответа. Потом присту-
пайте к более трудным заданиям. Иначе, задумавшись www.phoenixbooks.ru
Тренировочный вариант ЕГЭ по физике 383
вначале над трудными задачами, вы можете потерять время и не успеть выполнить остальные задания.
На ЕГЭ по физике разрешается пользоваться не-
программируемым калькулятором. Все справочные данные, необходимые для выполнения заданий, вам будут даны на отдельном листе. Ускорение свободного падения следует считать равным 10 м/с
2
.
Часть 1
A1. На рис. 188 приведен график зависимости проек-
ции скорости тела от време-
ни движения. Чему равна средняя скорость тела за 4 с?
1) 12 м/с; 2) 8 м/с;
3) 6,4 м/с; 4) 5,5 м/с.
A2. Автомобиль начал движение с ускорением, за-
тем, набрав скорость, неко-
торое время двигался равномерно. После того как во-
дитель выключил двигатель, автомобиль затормозил и остановился. Движением по инерции является:
1) движение с ускорением;
2) торможение;
3) равномерное движение;
4) равномерное движение и торможение.
A3. На рис. 189 приведен график зависимости проекции скорости тела массой 2 кг от времени его движения. Равно-
действующая сил, действую-
щих на это тело, равна:
1) 2,5 Н; 2) 30 Н;
3) 15 Н; 4) 10,5 Н.
Рис. 188
Рис. 189
v
x
,
м
c
v
x
,
м
c
t, c
t, c
8
6
15
4
10
2
5
0
0
1
2
2
4
3
6
4
8
5
www.phoenixbooks.ru
384
Физика. Подготовка к ЕГЭ
A4. Под действием силы 4 Н импульс тела, двигав-
шегося прямолинейно, за 2 с увеличился до 20 кг · м/с. Чему равен первоначальный импульс тела?
1) 2 кг · м/с; 2) 6 кг · м/с;
3) 8 кг · м/с; 4) 12 кг · м/с.
A5. Тело массой 5 кг движется по горизонтальной поверхности. На него действует сила трения 2 Н. Ко-
эффициент трения равен:
1) 2,5 Н; 2) 0,04 Н; 3) 0,4 Н; 4) 1 Н.
A6. На рис. 190 изображен график изменения кинетической энергии тела Е
k
, брошенного вверх, по мере увеличения его высоты h над землей. Сопротив-
лением пренебречь. На высоте 3 м потенциальная энергия тела была равна:
1) 10 Дж; 2) 20 Дж;
3) 30 Дж; 4) 40 Дж.
A7. Скорость материальной точки, совершающей гармонические колебания, изменяется по закону v =
= 0,628 sin t. Все величины выражены в единицах СИ. Амплитуда колебаний точки равна:
1) 4 см; 2) 20 см; 3) 0,4 см; 4) 0,2 см.
A8. Из контейнера изъяли свинцовый брусок, со-
держащий 8 молей свинца. Количество атомов свинца в контейнере уменьшилось на:
1) 8,4 · 10
23
; 2) 2,8 · 10
23
;
3) 4,8 · 10
24
; 4) 6,02 · 10
22
.
A9. Давление идеального газа в закрытом сосуде увеличили на 20%. Во сколько раз и как изменилась абсолютная температура газа?
1) уменьшилась в 5 раз;
2) увеличилась в 2,5 раза;
3) увеличилась в 1,2 раза;
4) уменьшилась в 4 раза.
Рис. 190
h, м
E
k
, Дж
0
10
20
30
40
1
2 3 4
www.phoenixbooks.ru
Тренировочный вариант ЕГЭ по физике 385
A10. Идеальный одноатомный газ изобарно на-
гревают при давлении 100 кПа. При этом его объем увеличивается на 3 м
3
. На сколько увеличивается внутренняя энергия газа?
1) 300 кДж; 2) 450 кДж; 3) 150 кДж; 4) 200 кДж.
A11. Какую работу соверша-
ет газ при переходе из состоя-
ния 1 в состояние 3 (рис. 191).
1) 150 кДж; 2) 250 кДж;
3) 350 кДж; 4) 400 кДж.
A12. Температура нагрева-
теля идеального теплового дви-
гателя 327 С, а температура холодильника 27
С. За один цикл нагреватель отдает рабо-
чему телу 25 кДж теплоты. Какую работу совершает двигатель за этот цикл?
1) 8,5 кДж; 2) 12,5 кДж;
3) 40 кДж; 4) 50,5 кДж.
A13. В двух нижних вершинах равностороннего треугольника находятся равные по модулю по-
ложительный и отрицательный заряды. Куда направлен вектор силы, действующей на такой же по модулю отрицательный заряд в верхней вершине (рис. 192)?
1) вниз; 2) вверх;
3) влево; 4) вправо.
A14. Во сколько раз изменится энергия электриче-
ского поля конденсатора, если его сначала отключить от источника зарядов, а затем увеличить расстояние между обкладками в 2 раза?
1) уменьшится в 2 раза; 2) увеличится в 2 раза
3) уменьшится в 4 раза; 4) увеличится в 4 раза.
Рис. 191
Рис. 192
V, м
3
p, 10
5
Па
0 1
2
4
3
2
1
1
q
q
q
2
3
0,5 1,5
www.phoenixbooks.ru
Приложение 399
ПРИЛОЖЕНИЕ
Содержание курса физики средней школы, для подготовки к ЕГЭ Механика
Кинематика
Механическое движение и его виды. Относительность механического движения. Скорость. Ускорение. Уравне-
ния прямолинейного равномерного и равноускоренного движений. Свободное падение. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Центростремитель-
ное ускорение.
Динамика
Масса. Плотность. Сила. Принцип суперпозиции сил. Силы в механике: сила тяжести, сила упругости, сила трения. Закон Гука. Законы динамики: первый закон Ньютона, второй закон Ньютона, третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. Закон всемирного тяготения. Вес и невесомость.
Статика. Гидростатика
Момент силы. Условия равновесия твердого тела. Дав-
ление. Давление столба жидкости. Давление атмосферы. Закон Паскаля. Гидравлический пресс. Закон Архимеда. Условия плавания тел.
Законы сохранения в механике
Импульс тела и импульс силы. Закон сохранения им-
пульса. Работа силы. Мощность. Простые механизмы. КПД механизмов. Кинетическая энергия. Потенциаль-
ная энергия. Закон сохранения механической энергии.
Молекулярная физика и термодинамика
Молекулярная физика
Основные положения молекулярно-кинетической тео-
рии строения вещества. Молекулы и атомы. Броуновское www.phoenixbooks.ru
400
Физика. Подготовка к ЕГЭ
движение. Диффузия. Взаимодействие молекул. Модели строения газов, жидкостей и твердых тел. Идеальный газ. Средняя квадратичная скорость молекул. Основное уравнение кинетической теории идеального газа. Связь между давлением и средней кинетической энергией теп-
лового движения молекул идеального газа. Абсолютная температура. Абсолютный нуль. Шкалы Кельвина и Цельсия. Абсолютная температура как мера средней ки-
нетической энергии теплового движения молекул.
Уравнение состояния идеального газа — уравнение Менделеева–Клапейрона. Объединенный газовый закон. Изопроцессы: изотермический, изобарный, изохорный. Графики этих процессов.
Изменение агрегатных состояний вещества. Парооб-
разование: испарение и конденсация. Ненасыщенные и насыщенные пары. Кипение жидкости. Влажность воздуха. Гигрометры. Психрометр Августа. Кристалли-
ческие и аморфные тела. Плавление и кристаллизация.
Термодинамика
Внутренняя энергия. Тепловое равновесие. Виды теплопередачи: теплоперенос, конвекция, излучение. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Удельная теплота плавления, удельная теплота парооб-
разования и удельная теплота сгорания. Работа при изо-
барном процессе в газе. Внутренняя энергия идеального газа. Адиабатный процесс. Первый закон термодинами-
ки и его применение к изопроцессам в идеальном газе. Второй закон термодинамики. Тепловые двигатели. КПД реального и идеального тепловых двигателей. Охрана окружающей среды.
Электродинамика
Электростатика
Электризация тел. Электрические заряды. Два вида зарядов. Взаимодействие зарядов. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
Электрическое поле и его свойства. Действие электри-
ческого поля на электрические заряды. Напряженность электрического поля. Напряженность поля точечного www.phoenixbooks.ru
Приложение 401
заряда. Принцип суперпозиции полей. Графическое изображение электрического поля. Однородное и неодно-
родное электрические поля.
Потенциальность электростатического поля. По-
тенциал электрического поля. Разность потенциалов. Эквипотенциальная поверхность. Проводники в элек-
трическом поле. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков.
Электрическая емкость. Емкость проводника. Кон-
денсатор. Емкость конденсатора. Соединение конденса-
торов. Энергия электрического поля конденсатора.
Законы постоянного тока
Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Усло-
вие существования электрического тока. Напряжение. Сопротивление. Удельное сопротивление. Резистор. Зависимость сопротивления резистора от температуры. Закон Ома для участка цепи. Параллельное и последова-
тельное соединение проводников. ЭДС источника тока.
Работа и мощность электрического тока. Закон Джоу-
ля–Ленца. Носители электрического заряда в металлах, электролитах и газах. Электролиз. Закон Фарадея для электролиза. Газовые разряды.
Полупроводники. Собственная и примесная проводи-
мость полупроводников. Полупроводниковый диод.
Магнитное поле
Взаимодействие магнитов. Магнитное поле и его свойства. Индукция магнитного поля. Магнитное поле проводников с током. Магнитные линии. Однородное магнитное поле. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Действие магнитного поля на дви-
жущийся заряд. Сила Лоренца.
Электромагнитная индукция
Магнитный поток. Явление электромагнитной индук-
ции. Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. ЭДС электромагнитной индукции в дви-
жущемся проводнике. Явление самоиндукции. Индук-
тивность. Энергия магнитного поля.
www.phoenixbooks.ru
402
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Колебания и волны
а) Механические колебания и волны
Механические колебания. Параметры колебаний: смещение, амплитуда, период, частота, циклическая частота, фаза. Гармонические колебания пружинного и математического маятников. Превращение энергии при колебательных процессах. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.
Механические волны. Поперечные и продольные вол-
ны. Длина волны. Звуковые волны.
б) Электромагнитные колебания и волны
Свободные электромагнитные колебания. Колеба-
тельный контур. Период, частота и циклическая частота электромагнитных колебаний в идеальном колебатель-
ном контуре. Формула Томсона. Превращения энергии в колебательном контуре. Вынужденные электромагнитные колебания. Электрический резонанс. Генератор незату-
хающих электромагнитных колебаний.
Переменный ток. Действующее значение переменного тока. Индуктивное и емкостное сопротивления. Закон Ома для полной цепи. Трансформатор. Производство, пе-
редача и потребление электрической энергии.
Электромагнитное поле. Гипотеза Максвелла. Откры-
тый колебательный контур. Свойства электромагнитных волн. Различные виды электромагнитных излучений и их применение. Шкала электромагнитных волн. Прин-
ципы радиосвязи и телевидения.
Оптика
Геометрическая оптика
Световой луч. Отражение света. Законы отражения. Плоское зеркало. Преломление света. Законы преломле-
ния. Полное внутреннее отражение. Ход лучей в плоско-
параллельной пластинке и призме.
Линзы. Собирающие и рассеивающие линзы. Форму-
ла линзы. Увеличение линзы. Оптическая сила линзы. Построение изображений в линзах. Оптические прибо-
ры. Глаз как оптическая система.
www.phoenixbooks.ru
Приложение 403
Волновая оптика
Волновые свойства света. Когерентные волны. Интер-
ференция света. Условия максимума и минимума при интерференции. Дифракция света. Принцип Гюйген-
са–Френеля. Дифракционная решетка. Дисперсия света. Спектр. Инфракрасная и ультрафиолетовая части спек-
тра. Виды спектров: сплошной, полосатый, линейчатый. Спектральный анализ. Рентгеновские лучи.
Квантовая оптика
Гипотеза Планка о квантах. Фотон. Формула Планка. Фотоэффект. Опыты Столетова и его законы фотоэффек-
та. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Корпуску-
лярно-волновой дуализм.
Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц. Соот-
ношение неопределенностей. Дифракция электронов.
Основы специальной теории относительности
Постулаты теории относительности Эйнштейна. Отно-
сительность одновременности. Замедление времени. Со-
кращение длины. Зависимость массы от скорости. Энергия покоя. Полная энергия. Взаимосвязь массы и энергии.
Физика атома и атомного ядра
Физика атома
Опыты Резерфорда по рассеиванию альфа-частиц. Планетарная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Излучение и поглощение энергии атомом. Энергетиче-
ские уровни. Лазер.
Физика атомного ядра
Нуклонная модель ядра. Протоны и нейтроны. Мас-
совое число. Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-
излучение. Правило смещения при ядерном распаде. Активность. Период полураспада. Закон радиоактивного распада. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи атомных ядер. Удельная энергия связи. Ядерные реак-
ции. Экзотермические и эндотермические ядерные ре-
акции. Цепные ядерные реакции деления. Критическая масса. Термоядерные реакции.
www.phoenixbooks.ru
Содержание 411
СОДЕРЖАНИЕ
От автора ..................................................................................3
Раздел I. Механика ................................................................7
Основные формулы механики с названиями входящих в них величин ...............................................7
Равномерное движение ......................................................7
Уравнения равноускоренного движения ..............................7
Формулы равномерного движения по окружности ................8
Плотность тела .................................................................8
Второй закон Ньютона ......................................................8
Сила трения .....................................................................9
Закон Гука.......................................................................9
Закон всемирного тяготения ..............................................9
Вес тела в покое или движущегося равномерно вверх или вниз .................................................................9
Вес тела, опускающегося с ускорением или поднимающегося с замедлением ...................................9
Вес тела, поднимающегося с ускорением или опускающегося с замедлением ....................................10
Перегрузка при подъеме с ускорением или спуске с замедлением .................................................10
Момент силы ...................................................................10
Работа в механике ...........................................................10
Мощность в механике ......................................................10
Кинетическая энергия ......................................................11
Потенциальная энергия тела, поднятого на высоту ..............11
Потенциальная энергия при упругой деформации ................11
Полная механическая энергия ..........................................11
Теорема об изменении кинетической энергии ......................11
Теорема об изменении потенциальной энергии ....................12
Импульс тела ..................................................................12
Импульс силы .................................................................12
Формула давления ...........................................................12
Давление столба жидкости ................................................12
Выталкивающая (архимедова) сила ...................................13
Уравнение неразрывности струи (теорема Эйлера) ...............13
Уравнение Бернулли ........................................................13
Краткая теория механики ...........................................13
1. Кинематика .................................................................13
2. Динамика ...................................................................21
3. Статика ......................................................................29
4. Гидромеханика ............................................................30
Проверочный экзамен по разделу 1 «Механика» ............34
Часть 1 ...........................................................................34
Часть 2 ...........................................................................42
Часть 3 ...........................................................................44
Ответы на задания части 1 ...........................................46
Решение задач части 2 ................................................59
Решение задач части 3 ................................................67
www.phoenixbooks.ru
412
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Раздел II. Молекулярная физика и термодинамика ........77
Основные формулы молекулярной физики и термодинамики .......................................................77
Формула концентрации молекул .......................................77
Формула относительной молекулярной массы .....................77
Формула количества вещества (количества молей) ...............77
Формулы массы одной молекулы .......................................78
Формулы количества молекул ...........................................78
Формулы средней квадратичной скорости молекул ..............78
Формула объема моля ......................................................78
Основное уравнение кинетической теории идеального газа....79
Формула средней кинетической энергии молекул ................79
Связь шкал Цельсия и Кельвина .......................................79
Связь средней кинетической энергии молекул идеального газа с абсолютной температурой ........................79
Уравнение состояния идеального газа — уравнение Клапейрона–Менделеева ..................................................80
Объединенный газовый закон — уравнение Клапейрона .......80
Закон Бойля–Мариотта (изотермический процесс) ...............80
Закон Гей-Люссака (изобарный процесс).............................80
Закон Шарля ..................................................................81
Связь давления идеального газа с концентрацией его молекул и температурой ...................................................81
Формулы относительной влажности ...................................81
Работа при изобарном изменении объема газа .....................81
Внутренняя энергия идеального одноатомного газа ..............82
Первый закон термодинамики ...........................................82
Применение первого закона термодинамики к термодинамическим процессам .......................................82
Формулы количества теплоты при нагревании или охлаждении тел .........................................................82
Формула количества теплоты при плавлении или кристаллизации ........................................................83
Формула количества теплоты при парообразовании или конденсации .............................................................83
Формула количества теплоты при сгорании топлива ............83
Коэффициент полезного действия теплового двигателя .........84
Коэффициент полезного действия идеального теплового двигателя .......................................................................84
Краткая теория молекулярной физики и термодинамики .......................................................84
1. Молекулярная физика ..................................................84
2. Термодинамика..........................................................102
Проверочный экзамен по разделу II «Молекулярная физика и термодинамика» .........................................110
Часть 1 .........................................................................110
Часть 2 .........................................................................117
Часть 3 .........................................................................119
Ответы на проверочный экзамен по разделу II «Молекулярная физика и термодинамика» .................122
www.phoenixbooks.ru
Содержание 413
Ответы на задания части 1 ..............................................122
Решение задач части 2 ....................................................131
Решение задач части 3....................................................137
Раздел III. Электромагнетизм ..........................................147
Формулы электромагнетизма .....................................147
Кратность электрического заряда ....................................147
Линейная плотность заряда ............................................147
Поверхностная плотность заряда .....................................147
Объемная плотность заряда .............................................147
Закон Кулона ................................................................148
Напряженность электрического поля ...............................148
Напряженность поля точечного заряда .............................148
Напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости ...................................................148
Напряженность поля двух разноименно и равномерно заряженных плоскостей с одинаковой поверхностной плотностью зарядов (напряженность поля плоского конденсатора)................................................................149
Работа перемещения заряда в однородном электрическом поле .......................................................149
Потенциал электрического поля ......................................149
Потенциал поля точечного заряда ....................................149
Разность потенциалов ....................................................150
Связь напряженности с разностью потенциалов в однородном электрическом поле ....................................150
Электроемкость проводника ............................................150
Емкость сферического проводника ...................................150
Емкость конденсатора ....................................................151
Емкость плоского конденсатора .......................................151
Последовательное соединение конденсаторов ....................151
Параллельное соединение конденсаторов ..........................152
Формулы энергии электрического поля проводника ...........152
Формулы энергии электрического поля конденсатора ........152
Формула энергии системы точечных зарядов ....................153
Объемная плотность энергии электрического поля .............153
Формулы силы тока .......................................................153
Формулы плотности тока ................................................154
Формулы сопротивления проводника ...............................154
Зависимость сопротивления металлического проводника от температуры .............................................................154
Закон Ома для однородного участка цепи .........................154
Последовательное соединение проводников .......................155
Параллельное соединение проводников ............................155
Закон Ома для неоднородного участка цепи ......................156
Формула ЭДС ................................................................156
Закон Ома для всей цепи ................................................156
Сила тока короткого замыкания ......................................157
Расчет сопротивления шунта к амперметру .......................157
Расчет добавочного сопротивления к вольтметру ...............157
Работа тока ...................................................................157
www.phoenixbooks.ru
414
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Мощность тока ..............................................................158
Закон Джоуля–Ленца ....................................................158
Коэффициент полезного действия (КПД) электрической цепи .............................................................................158
Закон Фарадея для электролиза ......................................158
Формулы индукции магнитного поля ...............................159
Формула силы Ампера ...................................................159
Формула момента сил, вращающих контур с током в магнитном поле ...............................................159
Формула силы Лоренца, действующей на заряд, движущийся в магнитном поле .......................................160
Формулы магнитного потока ...........................................160
Формулы ЭДС электромагнитной индукции ......................160
Формула ЭДС индукции в проводнике, движущемся поступательно в магнитном поле .....................................160
Формула ЭДС индукции в контуре, вращающемся в магнитном поле...........................................................161
Формула ЭДС самоиндукции ...........................................161
Формула магнитной проницаемости магнетика .................161
Формула энергии магнитного поля ..................................161
Формулы объемной плотности энергии магнитного поля ....162
Краткая теория электромагнетизма ............................162
1. Электростатика ..........................................................162
2. Постоянный ток .........................................................181
3. Магнетизм.................................................................209
Проверочный экзамен по разделу III «Электромагнетизм» .................................................239
Часть 1 .........................................................................239
Часть 2 .........................................................................246
Часть 3 .........................................................................248
Ответы на задания части 1 .........................................250
Ответы на задания части 2 .........................................260
Решение задач части 3 ..............................................267
Раздел IV. Колебания и волны. Оптика. Теория относительности. Атомная физика.................277
Основные формулы колебаний и волн, оптики, теории относительности и атомной физики ..................277
Уравнения механических колебаний ................................277
Формула фазы колебаний ...............................................277
Формулы циклической частоты .......................................277
Формулы периода колебаний ..........................................278
Формулы частоты колебаний ..........................................278
Формулы скорости гармонических колебаний ...................278
Формулы ускорения при гармонических колебаниях .........278
Формулы длины волны ..................................................279
Условия максимума и минимума при интерференции волн ....279
Уравнения электромагнитных колебаний заряда, силы тока, напряжения и ЭДС ................................................279
www.phoenixbooks.ru
Содержание 415
Период, циклическая частота и частота свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре (формула Томсона) .........................................................280
Формула силы переменного тока .....................................280
Действующие значения переменного тока .........................280
Индуктивное, емкостное и полное сопротивления в цепи переменного тока ...........................................................280
Закон Ома для полной цепи переменного тока ...................281
Средняя мощность в цепи переменного тока ......................281
Коэффициент мощности переменного тока ........................281
Коэффициент трансформации трансформатора ..................281
Формулы длины электромагнитной волны в вакууме (воздухе) ........................................................282
Плотность потока электромагнитного излучения ...............282
Закон отражения ...........................................................282
Закон преломления ........................................................282
Физический смысл абсолютного показателя преломления ..283
Физический смысл относительного показателя преломления .................................................................283
Связь относительного показателя преломления двух сред с их абсолютными показателями преломления ...........283
Формула предельного угла полного отражения ..................283
Формула линзы .............................................................284
Формула оптической силы линзы ....................................284
Линейное увеличение линзы ...........................................284
Линейное увеличение лупы .............................................284
Условие максимума на дифракционной решетке ................284
Формула Планка ...........................................................285
Формула Эйнштейна для фотоэффекта .............................285
Формула для расчета красной границы фотоэффекта .................................................................285
Масса и импульс фотона .................................................285
Длина волны де Бройля ..................................................286
Замедление времени при релятивистских скоростях ..........286
Релятивистское сокращение длины ..................................286
Сложение релятивистских скоростей ...............................287
Зависимость массы от скорости .......................................287
Связь энергии и массы ...................................................287
Энергия кванта, излученного атомом ...............................287
Формула массового числа ...............................................288
Формула активности радиоактивного вещества .................288
Закон радиоактивного распада ........................................288
Формула дефекта массы .................................................288
Формула энергии связи, выраженной в джоулях (Дж) ........288
Формула энергии связи, выраженной в мегаэлектронвольтах (МэВ) ..........................................289
Формула удельной энергии связи.....................................289
Формула дозы излучения ................................................289
Обозначения некоторых элементарных частиц ..................289
www.phoenixbooks.ru
416
Физика. Подготовка к ЕГЭ
Краткая теория колебаний и волн, оптики, теории относительности и атомной физики ............................290
1. Механические колебания и волны ................................290
2. Электромагнитные колебания и волны..........................299
3. Оптика. Геометрическая оптика ...................................304
4. Волновая и квантовая оптика ......................................323
5. Теория относительности ..............................................331
6. Атомная физика ........................................................336
Проверочный экзамен по разделу IV «Колебания и волны. Оптика. Теория относительности. Атомная физика» .....................................................343
Часть 1 .........................................................................343
Часть 2 .........................................................................349
Часть 3 .........................................................................351
Ответы на задания раздела III «Колебания и волны. Оптика. Теория относительности. Атомная физика» .....353
Ответы на задания части 1 ..............................................353
Решение задач части 2 ....................................................365
Решение задач части 3....................................................371
Тренировочный вариант ЕГЭ по физике ..........................381
Советы к выполнению заданий экзамена ..........................381
Часть 1 .........................................................................382
Часть 2 .........................................................................388
Правильные ответы на задания части 1 ............................390
Правильные ответы на задания части 2 ............................390
Часть 3 .........................................................................391
Развернутые ответы на задания части 3 ............................392
Приложение .........................................................................399
Содержание курса физики средней школы, для подготовки к ЕГЭ ...............................................399
ЕГЭ для абитуриентов и школьников
Касаткина Ирина Леонидовна
ÔÈÇÈÊÀ
Ïîñîáèå äëÿ ïîäãîòîâêè ê ÅÃÝ
Ответственный редактор И. Жиляков
Технический редактор Л. Багрянцева
Обложка А. Вартанов
Компьютерная верстка В. Микизиль
Корректоры О. Милованова, Т. Краснолуцкая
Сдано в набор 25.06.2009. Подписано в печать 15.01.2010.
Формат 84 108 1/32. Бумага тип № 2. Гарнитура SchoolBookС. Печать офсетная. Усл. печ. л. 21,84. Тираж 2500 экз. Заказ №
ООО «Феникс»
344082, г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 80.
Отпечатано с готовых диапозитивов в ЗАО «Книга»
344019, г. Ростов-на-Дону, ул. Советская, 57.
www.phoenixbooks.ru
Автор
phoenixbooks
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
9 261
Размер файла
209 Кб
Теги
егэ, физики, подготовки
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа