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
741ФИПИ DFF8CD№ 9ПовышеннаяМолекулярная физика

Процессы идеального газа

Идеальный газ переводят из состояния 1 в состояние 3 так, как показано на графике зависимости давления газа $p$ от объёма $V$. Масса газа в процессе не изменяется. Выберите два правильных…

  1. 1
    Для газа постоянной массы из уравнения Менделеева–Клапейрона следует, что абсолютная температура пропорциональна произведению давления на объём.$$T \sim pV$$
  2. 2
    По графику: $p_1=2p_0$, $V_1=V_0$; $p_2=2p_0$, $V_2=2V_0$; $p_3=3p_0$, $V_3=2V_0$.$$T_1:T_2:T_3=2:4:6$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
742ФИПИ E27EA7№ 9ПовышеннаяДавление 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 объём пропорционален отношению абсолютной температуры к давлению:$$V = \frac{\nu R T}{p}$$
  2. 2
    В состояниях 4–7 абсолютные температуры равны $300\ \mathrm{K}$, $330\ \mathrm{K}$, $450\ \mathrm{K}$ и $600\ \mathrm{K}$. Проверим отношения $T/p$: $300/50 = 330/55 = 450/75 = 600/100 = 6$. Следовательно, объёмы одинаковы. Утверждение 2…

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
743ФИПИ E47569№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Процессы с аргоном

На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством разреженного аргона ($p$ — давление аргона, $V$ — его объём). Выберите все верные утверждения, характеризующие процессы…

  1. 1
    Для одного и того же количества идеального газа из уравнения состояния следует: при постоянном давлении абсолютная температура прямо пропорциональна объёму.$$T \sim V \quad (p = \mathrm{const})$$
  2. 2
    В процессе 1 объём увеличивается от 1 до 5 условных единиц, поэтому температура увеличивается в 5 раз. Утверждение 2 верно, а утверждение 1 неверно: объём увеличился в 5 раз, а не в 4.

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
744ФИПИ ED9C80№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Работа газа при изотерме

На $pT$-диаграмме показан процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. Газ в этом процессе получил количество теплоты, равное $3\ \text{кДж}$. Определите работу, совершённую газом.

  1. 1
    На вертикальном участке $pT$-диаграммы температура постоянна, поэтому процесс является изотермическим.$$T = \text{const}$$
  2. 2
    Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. При постоянной температуре её изменение равно нулю.$$\Delta U = 0$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
745ФИПИ ee9D27№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Работа газа по первому закону

Идеальный одноатомный газ получил количество теплоты, равное 75 Дж. Внутренняя энергия газа в этом процессе увеличилась на 45 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ?

  1. 1
    По первому закону термодинамики количество теплоты расходуется на изменение внутренней энергии газа и совершение им работы.$$Q = \Delta U + A$$
  2. 2
    Выразим работу газа и подставим значения.$$A = Q - \Delta U = 75 - 45 = 30\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
746ФИПИ EF8EA0№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Теплообмен в газе

При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части. После…

  1. 1
    Переведём температуру газа в части Б в кельвины:$$T_{Б}=20+273=293\ \mathrm{К}$$
  2. 2
    Теплота передаётся от более нагретой части А к более холодной части Б. Поэтому температура газа в части Б повышается, а температура газа в части А понижается.

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
747ФИПИ F1BB6A№ 9ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Анализ графиков нагревания тел

На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ двух тел одинаковой массы от сообщённого им количества теплоты $Q$. Первоначально тела находились в твёрдом агрегатном состоянии…

  1. 1
    На наклонных участках тела нагреваются. При одинаковой массе наклон графика $t(Q)$ обратно пропорционален удельной теплоёмкости: $\frac{\Delta t}{\Delta Q} = \frac{1}{mc}$.
  2. 2
    Наклоны графиков на участках нагревания в твёрдом и жидком состояниях различаются, поэтому утверждения об одинаковых удельных теплоёмкостях неверны.

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
748ФИПИ F1F784№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Процессы аргона на pV-диаграмме

На рисунке показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного аргона ($p$ — давление аргона; $V$ — его объём). Выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на…

  1. 1
    В обоих процессах количество газа постоянно. Поэтому концентрация молекул и плотность обратно пропорциональны объёму: $n_\text{к}=N/V$, $\rho=m/V$.
  2. 2
    В процессе 1 объём увеличивается в 3 раза, поэтому концентрация уменьшается в 3 раза, а плотность также уменьшается в 3 раза. Утверждение 2 верно, утверждение 1 неверно.

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
749ФИПИ F72E75№ 9ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Графики нагревания тел

На рисунке представлены графики зависимости температуры $t$ двух тел одинаковой массой от сообщённого им количества теплоты $Q$. Каждое тело находится в сосуде под поршнем. Первоначально тела…

  1. 1
    Во время кипения температура тела постоянна, поэтому горизонтальные участки графиков соответствуют температурам кипения. Для первого тела этот уровень в 2 раза ниже уровня второго тела.$$t_{\text{кип},1}=\frac{1}{2}t_{\text{кип},2}$$
  2. 2
    На участке нагревания жидкости справедливо $Q=mc\Delta t$. При одинаковых массах наклон графика $t(Q)$ обратно пропорционален удельной теплоёмкости.$$\frac{\Delta t}{\Delta Q}=\frac{1}{mc}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
750ФИПИ F990A6№ 9ПовышеннаяМолекулярная физика

Параметры разреженных газов

В двух сосудах с одинаковыми объёмами находится по 2 моль разреженных газов — неона и аргона. Неон в первом сосуде находится при температуре $127\,^{\circ}\mathrm{C}$; аргон во втором — при…

  1. 1
    Переведём температуру неона в кельвины:$$T_{\mathrm{Ne}}=127+273=400\,\mathrm{K}$$
  2. 2
    Температура неона выше температуры аргона, поэтому утверждение 1 неверно.

Ещё 5 шагов — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому7 шагов в разборе
751ФИПИ F9F879№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Изменение внутренней энергии газа

На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 3 кДж. На сколько изменилась его внутренняя энергия?

  1. 1
    По графику объём газа не изменяется: процесс идёт по горизонтальному участку на диаграмме $p$–$V$.$$V = \text{const}$$
  2. 2
    Работа газа при постоянном объёме равна нулю.$$A = p\Delta V = 0$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
752ФИПИ FB12B6№ 9ПовышеннаяМолекулярная физика

Тепловое равновесие аргона

Герметичный теплоизолированный сосуд разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две равные части. В первую часть сосуда поместили некоторое количество аргона при температуре…

  1. 1
    Температура аргона во второй части в абсолютной шкале равна $15\ ^\circ\mathrm{C} = 288\ \mathrm{K}$ и ниже температуры газа в первой части: $328\ \mathrm{K}$.
  2. 2
    Теплота передаётся от газа в первой части ко второму газу. Поэтому первый газ охлаждается, а второй нагревается.

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
753ФИПИ FD8CBF№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Работа газа по первому закону

Газ в цилиндре двигателя получил от нагревателя количество теплоты, равное 300 Дж, при этом его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж. Какую работу в результате этого совершил газ?

  1. 1
    Для газа применяем первый закон термодинамики: полученное количество теплоты расходуется на увеличение внутренней энергии и совершение работы.$$Q = \Delta U + A$$
  2. 2
    Выразим работу газа и подставим значения:$$A = Q - \Delta U = 300 - 200 = 100\ \text{Дж}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
754ФИПИ FDCBE2№ 9ПовышеннаяОсновы термодинамики

Давление при расширении аргона

Аргону сообщили количество теплоты, равное 30 кДж, и он изобарно расширился. При этом объём газа увеличился на 0,6 м$^3$. Каково давление газа? Масса газа постоянна.

  1. 1
    По первому закону термодинамики количество теплоты равно сумме изменения внутренней энергии газа и работы газа.$$Q = \Delta U + A$$
  2. 2
    Аргон — одноатомный идеальный газ. При постоянном давлении изменение внутренней энергии и работа выражаются через изменение объёма:$$\Delta U = \dfrac{3}{2}p\Delta V,\quad A = p\Delta V$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
755ФИПИ 03BD78№ 10ПовышеннаяМолекулярная физика

Количество газа по уравнению состояния

При температуре $T_0$ и давлении $p_0$ 3 моль идеального газа занимают объём $6V_0$. Сколько моль газа будут занимать объём $V_0$ при температуре $2T_0$ и давлении $2p_0$?

  1. 1
    Для идеального газа применим уравнение состояния.$$pV = nRT$$
  2. 2
    Сравним начальное и конечное состояния газа:$$\frac{n_2}{n_1}=\frac{p_2V_2T_1}{p_1V_1T_2}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
756ФИПИ 0771EE№ 10ПовышеннаяМолекулярная физика

Количество вещества газа

С идеальным газом постоянной массы происходит циклический процесс, $VT$-диаграмма которого представлена на рисунке. Наименьшее давление газа в этом процессе равно $6\ \text{кПа}$. Определите…

  1. 1
    Для идеального газа используем уравнение Менделеева–Клапейрона.$$pV=\nu RT$$
  2. 2
    На $VT$-диаграмме давление пропорционально отношению $T/V$. Минимальное значение этого отношения соответствует точке $T=300\ \text{К}$, $V=100\ \text{л}$.$$\frac{T}{V}=\frac{300}{100}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
757ФИПИ 0A7BB6№ 10ПовышеннаяМолекулярная физика

Изменение давления смеси газов

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находилась при комнатной температуре смесь 2 моль аргона и 1 моль неона. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1,5 моль аргона. Как…

  1. 1
    После выпуска половины содержимого количество каждого газа уменьшилось вдвое: аргона осталось $1$ моль, неона — $0{,}5$ моль.$$n_{\mathrm{Ar}} = 1\ \text{моль},\quad n_{\mathrm{Ne}} = 0{,}5\ \text{моль}$$
  2. 2
    После добавления аргона его количество стало равно $2{,}5$ моль, поэтому при постоянных температуре и объёме его парциальное давление увеличилось.$$p_{\mathrm{Ar}} \sim n_{\mathrm{Ar}}: \quad 2{,}5 > 2$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
758ФИПИ 0D4FC9№ 10ПовышеннаяОсновы термодинамики

Изменение энергии и плотности неона

При исследовании изопроцессов использовался закрытый сосуд переменного объёма, заполненный неоном и соединённый с манометром. Объём сосуда медленно увеличивают, сохраняя давление неона в нём…

  1. 1
    Сосуд закрыт, поэтому количество вещества и масса неона постоянны. При постоянном давлении из уравнения состояния идеального газа следует:$$pV = \nu RT,\quad p=\mathrm{const},\quad V\uparrow \Rightarrow T\uparrow$$
  2. 2
    Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна его температуре, поэтому при повышении температуры внутренняя энергия увеличивается.$$U = \frac{3}{2}\nu RT \Rightarrow U\uparrow$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
759ФИПИ 11818F№ 10ПовышеннаяТепловые процессы и машины

Изменение КПД цикла Карно

Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуру холодильника тепловой машины повысили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не…

  1. 1
    КПД цикла Карно определяется температурами нагревателя и холодильника.$$\eta = 1 - \dfrac{T_\text{хол}}{T_\text{наг}}$$
  2. 2
    Температура холодильника увеличилась, а температура нагревателя осталась прежней, поэтому отношение $\dfrac{T_\text{хол}}{T_\text{наг}}$ увеличилось, а КПД уменьшился.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
760ФИПИ 135B3C№ 10ПовышеннаяМолекулярная физика

Изменение параметров воздушного шара

Тонкая, упругая и мягкая оболочка герметичного воздушного шара наполнена воздухом. Как изменяются с высотой при быстром подъёме температура воздуха и концентрация молекул в шаре? Теплопроводностью…

  1. 1
    При подъёме атмосферное давление уменьшается. Мягкая оболочка шара растягивается, и объём воздуха увеличивается.
  2. 2
    Подъём быстрый, а теплопроводностью оболочки пренебрегают, поэтому расширение воздуха происходит без теплообмена. При адиабатическом расширении температура газа уменьшается.$$T \downarrow$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе