ЕГЭ · физика · решения с ответами

Физика ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

Все задачи предмета из открытого банка ФИПИ с ответами и началом разбора. Решения по отдельной теме или номеру задания — в панели слева.

Задания без решений
2 304
решений с ответами
14
тем в предмете
29
номеров бланка
116
страниц списка
621ФИПИ 8C933B№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Давление насыщенного пара

В закрытом сосуде под поршнем находится водяной пар при температуре 100 °С под давлением 60 кПа. Каким станет давление пара, если, сохраняя его температуру неизменной, уменьшить объём пара в 3 раза?

  1. 1
    При температуре 100 °С давление насыщенного водяного пара равно атмосферному давлению:$$p_{\text{нас}} = 100\ \text{кПа}$$
  2. 2
    Начальный пар ненасыщенный, так как его давление 60 кПа меньше давления насыщенного пара. При уменьшении объёма давление возрастает до давления насыщенного пара, после чего часть пара конденсируется, а давление остаётся постоянным при…$$p = p_{\text{нас}} = 100\ \text{кПа}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
622ФИПИ 8E4A29№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Концентрация водяного пара

Относительная влажность воздуха уменьшилась с 45% до 15% при неизменной температуре. Во сколько раз уменьшилась при этом концентрация водяных паров в воздухе?

  1. 1
    При постоянной температуре давление насыщенного водяного пара не изменяется, поэтому относительная влажность пропорциональна концентрации водяного пара.$$\varphi \sim n$$
  2. 2
    Найдём, во сколько раз изменилась концентрация:$$\dfrac{n_1}{n_2} = \dfrac{\varphi_1}{\varphi_2} = \dfrac{45\%}{15\%} = 3$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
623ФИПИ 8EA430№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

КПД тепловой машины

Рабочее тело тепловой машины с КПД 8% совершает за один цикл работу 20 кДж. Какое количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за цикл?

  1. 1
    КПД тепловой машины равен отношению работы, совершённой за цикл, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.$$\eta = \dfrac{A}{Q_\text{н}}$$
  2. 2
    Выразим количество теплоты. КПД $8\% = 0{,}08$.$$Q_\text{н} = \dfrac{A}{\eta} = \dfrac{20}{0{,}08} = 250\ \text{кДж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
624ФИПИ 8EED94№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Работа газа по pV-диаграмме

На рисунке показано, как менялось давление газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Каково отношение работ газа $\dfrac{A_{12}}{A_{23}}$ на…

  1. 1
    Работа газа на каждом участке равна площади под графиком на $pV$-диаграмме.$$A=\int p\,dV$$
  2. 2
    На участке $1\to2$ давление линейно уменьшается от $3$ до $1$ условной единицы, а объём увеличивается на $2$ условные единицы. Площадь трапеции равна:$$A_{12}=\frac{3+1}{2}\cdot2=4$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
625ФИПИ 90F3B1№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Изменение внутренней энергии гелия

При изобарном расширении постоянной массы гелия при нормальном атмосферном давлении его объём увеличился на $0{,}2\ \text{м}^3$. Определите изменение внутренней энергии гелия.

  1. 1
    Гелий является одноатомным идеальным газом, поэтому изменение его внутренней энергии определяется формулой:$$\Delta U = \frac{3}{2}nR\Delta T$$
  2. 2
    При изобарном процессе из уравнения состояния идеального газа следует:$$nR\Delta T = p\Delta V$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
626ФИПИ 934673№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Отношение работ газа

На рисунке показано расширение газообразного гелия двумя способами: $1\text{–}2$ и $3\text{–}4$. Найдите отношение $\dfrac{A_{12}}{A_{34}}$ работ газа в процессах $1\text{–}2$ и $3\text{–}4$.

  1. 1
    Оба процесса являются изобарными, поэтому работа газа определяется формулой:$$A=p(V_2-V_1)$$
  2. 2
    Для процесса $1\text{–}2$ давление равно $0{,}5\cdot10^5\ \text{Па}$, а объём увеличивается от $1$ до $3\ \text{м}^3$:$$A_{12}=0{,}5\cdot10^5\cdot(3-1)=1\cdot10^5\ \text{Дж}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
627ФИПИ 94F2EC№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Давление насыщенного пара

В воздухе школьного класса при относительной влажности 20% парциальное давление водяного пара равно 800 Па. Определите давление насыщенного водяного пара при данной температуре.

  1. 1
    Относительная влажность равна отношению парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара.$$\varphi = \dfrac{p}{p_{\text{нас}}}$$
  2. 2
    Выразим давление насыщенного пара. В условии относительная влажность $20\% = 0{,}20$.$$p_{\text{нас}} = \dfrac{p}{\varphi} = \dfrac{800}{0{,}20} = 4000\ \text{Па}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
628ФИПИ 96F2BE№ 8ПовышеннаяМолекулярная физика

Сжатие влажного воздуха

В сосуде под поршнем находится воздух с относительной влажностью 20%. Поршень сдвигают, уменьшая объём. Во сколько раз уменьшится объём сосуда к моменту, когда при неизменной температуре водяной пар…

  1. 1
    При постоянной температуре давление насыщенного пара не изменяется. Относительная влажность равна отношению фактического давления пара к давлению насыщенного пара:$$\varphi = \dfrac{p}{p_{\text{нас}}}$$
  2. 2
    Изначально относительная влажность составляет $20\% = 0{,}2$. В момент насыщения она равна 1, поэтому давление водяного пара должно увеличиться в 5 раз:$$\dfrac{p_2}{p_1} = \dfrac{1}{0{,}2} = 5$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
629ФИПИ A19065№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Удельная теплота парообразования

На рисунке показан график изменения температуры вещества, находящегося в закрытом сосуде, по мере поглощения им количества теплоты. Масса вещества равна $0{,}5\ \text{кг}$. Первоначально вещество…

  1. 1
    Парообразование происходит на горизонтальном участке графика, когда температура вещества постоянна. По графику этот участок соответствует изменению количества теплоты от $1\cdot10^5\ \text{Дж}$ до $4\cdot10^5\ \text{Дж}$.$$\Delta Q=(4-1)\cdot10^5=3\cdot10^5\ \text{Дж}$$
  2. 2
    Используем формулу для количества теплоты, необходимого для парообразования:$$Q=Lm$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
630ФИПИ A7A816№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Работа газа на pV-диаграмме

На рисунке показаны различные процессы изменения состояния идеального газа. Масса газа постоянна. В каком из процессов газ совершает наибольшую по модулю работу?

  1. 1
    Работа газа на $pV$-диаграмме равна площади под графиком процесса с учётом направления изменения объёма.$$A = \int p\,dV$$
  2. 2
    В процессе 2 объём постоянен, поэтому работа равна нулю. В процессе 4 газ сжимается при меньшем давлении, а в процессе 3 модуль работы также меньше, чем в процессе 1.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
631ФИПИ A9E423№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Нагрев алюминиевого кубка

Кусок алюминия массой 3 кг нагрели от $20\,^{\circ}\mathrm{C}$ до $100\,^{\circ}\mathrm{C}$. Какое количество теплоты было затрачено на его нагрев?

  1. 1
    Количество теплоты при нагревании вычисляется по формуле:$$Q = cm\Delta T$$
  2. 2
    Изменение температуры алюминия равно:$$\Delta T = 100 - 20 = 80\,^{\circ}\mathrm{C}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
632ФИПИ AB117F№ 8ПовышеннаяДавление и плавание тел

Первоначальный объём газа

С идеальным газом провели изотермический процесс, в котором в результате увеличения объёма газа на $300\ \text{дм}^3$ его давление уменьшилось в 2 раза. Масса газа постоянна. Каким был…

  1. 1
    При изотермическом процессе произведение давления газа на его объём постоянно.$$p_1V_1=p_2V_2$$
  2. 2
    Обозначим первоначальный объём через $V_1$. После увеличения объём стал $V_1+300$, а давление уменьшилось в 2 раза: $p_2=\dfrac{p_1}{2}$.$$p_1V_1=\frac{p_1}{2}(V_1+300)$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
633ФИПИ AD5049№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Теплота парообразования воды

Какое количество теплоты поглощается в процессе кипения и обращения в пар $2\ \text{кг}$ воды, происходящем при $100\ ^\circ\text{C}$ и атмосферном давлении $10^5\ \text{Па}$?

  1. 1
    При кипении вода превращается в пар при постоянной температуре, поэтому количество теплоты определяется формулой парообразования.$$Q = Lm$$
  2. 2
    Подставим массу воды и удельную теплоту парообразования воды при температуре кипения:$$Q = 2{,}3 \cdot 10^6 \cdot 2 = 4{,}6 \cdot 10^6\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
634ФИПИ ADCC5E№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

КПД тепловой машины

Рабочее тело тепловой машины за цикл совершает работу 50 Дж и отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 150 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?

  1. 1
    Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя, расходуется на совершение работы и передачу теплоты холодильнику.$$Q_1 = A + Q_2$$
  2. 2
    Вычислим полученное от нагревателя количество теплоты.$$Q_1 = 50 + 150 = 200\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
635ФИПИ B3ABFA№ 8ПовышеннаяДавление и плавание тел

Изопроцессы идеального газа

При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из…

  1. 1
    Для одного и того же количества идеального газа используем уравнение состояния: объём пропорционален отношению абсолютной температуры к давлению.$$\dfrac{pV}{T}=\mathrm{const}$$
  2. 2
    В состояниях 1 и 4 температура одинакова: $27\ ^\circ\mathrm{C}$. Поэтому процесс между ними изотермический, и $p_1V_1=p_4V_4$.$$\dfrac{V_4}{V_1}=\dfrac{p_1}{p_4}=\dfrac{100}{50}=2$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
636ФИПИ B44BA2№ 8ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Количество теплоты нагревателя

Тепловая машина с КПД 20 % совершает за цикл работу, равную 400 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от нагревателя?

  1. 1
    КПД тепловой машины равен отношению работы за цикл к количеству теплоты, полученному от нагревателя.$$\eta = \dfrac{A}{Q_1}$$
  2. 2
    Переведём КПД в доли единицы: $20\% = 0{,}20$. Выразим количество теплоты.$$Q_1 = \dfrac{A}{\eta} = \dfrac{400}{0{,}20} = 2000\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
637ФИПИ B95F58№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Количество отданной теплоты

На $pV$-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. В этом процессе внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Чему равно количество теплоты, отданное газом?

  1. 1
    По $pV$-диаграмме процесс происходит при постоянном объёме, поэтому работа газа равна нулю.$$A = \int p\,dV = 0$$
  2. 2
    По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, равно сумме изменения внутренней энергии и работы газа.$$Q = \Delta U + A$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
638ФИПИ BA6eFF№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Первый закон термодинамики

Двум моль газа сообщили количество теплоты, равное 1700 Дж, при этом внешние силы совершили над газом работу, равную 500 Дж. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа?

  1. 1
    По первому закону термодинамики при совершении работы внешними силами над газом внутренняя энергия увеличивается на полученное количество теплоты и работу внешних сил.$$\Delta U = Q + A_{\text{внеш}}$$
  2. 2
    Подставим значения из условия:$$\Delta U = 1700 + 500 = 2200\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
639ФИПИ BC2CD5№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Плавление части свинца

В начале процесса температура куска свинца массой $1\ \text{кг}$ равнялась $37\ ^\circ\text{C}$. Ему передали количество теплоты, равное $47{,}7\ \text{кДж}$. Температура плавления свинца…

  1. 1
    Определим количество теплоты, необходимое для нагревания свинца от начальной температуры до температуры плавления. Для свинца $c = 130\ \text{Дж/(кг·}^\circ\text{C)}$.$$Q_1 = mc\left(T_\text{пл}-T_0\right) = 1\cdot130\cdot(327-37)=37700\ \text{Дж}=37{,}7\ \text{кДж}$$
  2. 2
    Оставшееся количество теплоты пошло на плавление части свинца.$$Q_2 = Q-Q_1=47{,}7-37{,}7=10\ \text{кДж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
640ФИПИ BF0465№ 8ПовышеннаяОсновы термодинамики

Изменение внутренней энергии газа

Газ в цилиндре двигателя получил от нагревателя количество теплоты, равное 900 Дж. Затем он расширился, совершив работу, равную 1500 Дж. На какую величину в результате этих двух процессов…

  1. 1
    По первому закону термодинамики изменение внутренней энергии равно разности между количеством теплоты, полученным газом, и работой, совершённой газом.$$\Delta U = Q - A$$
  2. 2
    Подставим значения из условия:$$\Delta U = 900 - 1500 = -600\ \text{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе