Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика. Практические задания для подготовки к централизованному тестированию и экзамену
.pdf
ее длины. Если плотность ртути 13,6 г/см
3
, а длина трубки 1 м, то
атмосферное давление равно:
1) 100 кПа; 2) 101 кПа;
3) 102 кПа; 4) 103 кПа;
5) 104 кПа.
79. Трубку длиной 57 см, закрытую с одного конца, погружают открытым концом в ртуть. Если атмосферное давление равно 760 мм. рт. ст.,
то длина столбика воздуха в трубке в тот момент, когда верхний конец
трубки сравняется с уровнем ртути, будет равна:
1) 9,5 см; 2) 19,0 см;
3) 28,5 см; 4) 38,0 см;
5) 47,5 см.
80. Запаянная с одного конца трубка длиной 25 см погружена открытым концом в ртуть на 1/3 ее длины так, что уровень ртути в трубке
совпадает с уровнем ртути в сосуде. До какой температуры надо нагреть воздух в трубке, чтобы из нее вышла вся ртуть? Атмосферное
давление равно 760 мм. рт. ст., начальная температура воздуха 27 °С.
Изменением уровня ртути в сосуде пренебречь.
1) 127 °С; 2) 177 °С;
3) 227 °С; 4) 277 °С;
5) 327 °С.
3 м3
81. Оболочка воздушного шара объемом 10
наполнена гелием
при температуре окружающего воздуха 27 °С. Суммарная масса оболочки и корзины с грузом 500 кг. Определите силу сопротивления
2
воздуха, если шар поднимается вверх с ускорением 2 м/с
. Молярные
массы гелия и воздуха равны соответственно 4 г/моль и 29 г/моль.
5
Давление гелия равно атмосферному давлению 10
Па.
1) 2,7 кН; 2) 3,2 кН;
3) 3,7 кН; 4) 4,4 кН;
5) 5,3 кН.
91
Тема
6
ТЕРМОДИНАМИКА
6.1. Уравнение теплового баланса
1. Удельная теплоемкость льда равна 2100 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда равна 3,3·10
ления составляет 273 К. Куску льда, взятого при температуре 263 К,
сообщили количество теплоты, равное 186 кДж. Если при этом лед
наполовину растаял, то его первоначальная масса была равна:
1) 2 кг; 2) 1 кг;
3) 4 кг; 4) 5 кг;
5) 3 кг.
2. Удельная теплоемкость свинца равна 130 Дж/(кг·К), удельная
теплота плавления свинца равна 24 кДж/кг, а его температура плавления составляет 600 К. Чтобы расплавить наполовину кусок свинца
массой 1 кг, находящийся при температуре 300 К, необходимо сообщить ему количество теплоты, равное:
1) 85 кДж;
2) 102 кДж;
3) 15 кДж;
4) 46 кДж;
5) 51 кДж.
3. Смесь, состоящую из 5,0 кг льда и 15 кг воды при 0 °С, нагревают
до 80 °С пропусканием стоградусного водяного пара. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг·К), удельная теплота парообразования
L = 2,3 МДж/кг, удельная теплота плавления льда λ = 3,3 ·10
Масса пропущенного пара равна:
1) 4,5 кг; 2) 3,8 кг;
3) 3,0 кг; 4) 2,8 кг;
5) 1,5 кг.
5
Дж/кг, а его температура плав-
3
Дж/кг.
4. При смешивании двух жидкостей одинаковой массы с одинаковыми удельными теплоемкостями, но разной температуры (температура
первой жидкости 250 К, температура второй – 350 К) температура
образовавшейся смеси будет равна:
1) 37 °С; 2) 27 °С;
3) 22 °С; 4) 25 °С;
5) 32 °С.
92
5. Если смешать в калориметре две жидкости, имеющие одинаковые
удельные теплоемкости, но разные массы (m
ратуры (t
= 20 °C и t2 = 80 °C), то температура смеси будет равна:
1
= 2m1) и разные темпе-
2
1) 432 К; 2) 342 К;
3) 363 К; 4) 422 К;
5) 333 К.
6. Если смешать в калориметре две жидкости, массы которых равны, а теплоемкости и начальные температуры различны (C
t
= 20 °С, t2 = 80 °С), то температура смеси будет равна:
1
= 2С2,
1
1) 422 К; 2) 342 К;
3) 323 К; 4) 313 К;
5) 300 К.
7. Смешали три жидкости одинаковой массы и теплоемкости, но разной температуры (T
= 300 К, Т2 = 280 К, Т3 = 335 К). Какая в резуль-
1
тате установится температура смеси?
1) 35 °С; 2) 27 °С;
3) 28 °С; 4) 30 °С;
5) 32 °С.
8. В калориметре, теплоемкостью которого можно пренебречь, находится 2 кг воды при температуре 20 °С. После того как в калориметр
влили 1 кг воды, взятой при температуре 80 °С, в нем установилась
температура, равная:
1) 35 °С; 2) 47 °С;
3) 40 °С; 4) 32 °С;
5) 52 °С.
9. Ванну емкостью 100 литров необходимо полностью заполнить
водой, имеющей температуру 30 °С, используя воду с температурой
80 °С и лед с температурой 20 °С. Удельные теплоемкости воды и
льда соответственно равны 4,2 кДж/кт·°С и 2,1 кДж/кг·°С, удельная теплота плавления льда равна 0,33 МДж/кг, плотность воды
равна 10
3
кг/м3. Масса льда, которую необходимо положить в ванну,
равна:
1) 20 кг; 2) 10 кг;
3) 40 кг; 4) 50 кг;
5) 30 кг.
10. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг·К, а ее плотность
1000 кг/м
ность 900 кг/м
3
. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг, а его плот-
3
. Слой льда толщиной 4,2 см имеет температуру 0 °С.
93
Если пренебречь потерями теплоты, то чтобы весь лед растаял, на
него нужно налить слой воды при температуре 306 К, минимальная
толщина которого равна:
1) 12 см; 2) 9 см;
3) 6 см; 4) 10 см;
5) 15 см.
11. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг·К), а удельная
теплоемкость меди равна 400 Дж/(кг·К). В калориметре находится
3 кг воды при температуре 20 °С. В воду опускают нагретый до температуры 90 °С кусок меди массой 2 кг. Если пренебречь теплоемкостью сосуда и тепловыми потерями, то в калориметре установится
температура, равная:
1) 24 °С;
2) 32 °С;
3) 58 °С;
4) 40 °С;
5) 20 °С.
12. Удельная теплоемкость алюминия равна 880 Дж/(кг·К), а удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг·К) Нагретый до температуры 80 °С кусок алюминия массой 0,5 кг опускают в сосуд с водой,
температура которой составляет 20 °С После этого в сосуде устанавливается температура, равная 22 °С. Если пренебречь теплоемкостью сосуда и тепловыми потерями, то масса воды, находящаяся в
сосуде, равна:
1) 2 кг;
2) 1 кг;
3) 4 кг;
4) 5 кг;
5) 3 кг.
13. Горячая вода вылита в алюминиевую кружку. После установления
а кружка
теплового равновесия оказалось, что вода охладилась на
нагрелась на
емкости: алюминия – 0,84·10
Отношение
Масса воды равна массе кружки, удельные тепло-
.
Δt
ΔΔt
2
2
равно:
t
1
3
Дж/кг·К, воды – 4,2·103 Дж/кг·К
Δt
,
1
1) 3; 2) 4;
3) 5; 4) 6;
5) 7.
94
14. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг·К, а удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. В сосуд, содержащий 3,7 л воды при
18 °С, опустили кусок мокрого снега массы 0,5 кг, температура которого 0 °С. Какое количество воды было в снеге, если в сосуде установилась температура 8 °С?
1) 90 г; 2) 70 г;
3) 80 г; 4) 50 г;
5) 30 г.
15. В колбе находится вода при температуре 0 °С. Выкачивая из кол-
бы воздух и пары воды, воду замораживают посредством ее испарения. Какое количество воды испарится до момента полного замерзания воды, бывшей первоначально в колбе. Удельная теплота испарения воды равна 2,4·10
6
Дж/кг, удельная теплота:
1) 15 %; 2) 12 %;
3) 10 %; 4) 22 %;
5) 25 %.
16. Удельная теплоемкость воды 4,21·10
лота плавления льда 3,35·10
5
Дж/кг. Если в переохлажденную до
3
Дж/кг·К, а удельная теп-
температуры –4 °С воду бросить маленький кусочек льда, то, вызвав
кристаллизацию, он заморозит часть воды, по массе равную: (в %)
1) 5 %; 2) 10 %;
3) 15 %; 4) 20 %;
5) 25 %.
17. Для нагревания некоторой массы воды в электрочайнике от
22 °С до 100 °С потребовалось 5 минут. Удельная теплоемкость воды
4,2 кДж/(кг·К). Удельная теплота парообразования 2,3 МДж/кг.
Если мощность подвода тепла к чайнику постоянна, а теплоемкостью
чайника и потерями тепла можно пренебречь, то после закипания вся
вода в чайнике обратится в пар за время, равное:
1) 20 мин; 2) 10 мин;
3) 35 мин; 4) 25 мин;
5) 30 мин.
18. В теплоизолированный калориметр,
теплоемкостью которого можно пренебречь, помещают кусок льда при температуре –40 °С и начинают его нагревать.
График зависимости температуры льда
от времени представлен на рисунке.
Если мощность нагревателя постоянна,
удельная теплоемкость воды составляет 4,3 кДж/(кг·К), то удельная теплота
плавления льда равна … кДж/кг.
95
19. На рисунке приведен график зависимости температуры некоторого металлического образца, помещенного в
электропечь от времени. Если на нагревание образца до температуры плавления затрачено 6 МДж, а удельная теплота плавления образца 36 кДж/кг, то
масса образца составляет …кг.
20. С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы расплавиться при ударе о стенку? Температура летящей пули 127 °С. Считать, что все количество теплоты, выделившееся при ударе, пошло
на плавление пули. Температура плавления свинца 327 °С. Удельная
теплоемкость свинца 100 Дж/кг·К. Удельная теплота плавления
5
свинца 0,3·10
Дж/кг.
1) 120 м/с; 2) 300 м/с;
3) 614 м/с; 4) 316 м/с;
5) 422 м/с.
21. Свинцовая пуля, летящая со скоростью 310 м/с, пробивает доску и продолжает лететь со скоростью 90 м/с. На сколько градусов
повысилась температура пули? Удельная теплоемкость свинца 100
Дж/кг·К.
1) 300 °С; 2) 200 °С;
3) 100 °С; 4) 800 °С;
5) 600 °С.
22. Свинцовая пуля пробила стенку, не потеряв своей массы. При вылете из стенки скорость пули составляла 400 м/с, а ее температура повысилась на 173 К. Удельная теплоемкость свинца равна 130 Дж/(кг·К).
Если на нагрев пули пошло 50 % количества теплоты, выделившейся
в процессе пробивания, то скорость пули перед попаданием в стенку
была равна:
1) 200 м/с; 2) 500 м/с;
3) 584 м/с; 4) 361 м/с;
5) 450 м/с.
23. Свинцовый шар, падая с некоторой высоты, после удара о Землю
нагрелся на 4,5 К. Удельная теплоемкость свинца равна 130 Дж/кг·К.
Если считать, что при ударе на нагрев шара ушла половина его механической энергии, то скорость шара перед ударом равна:
1) 120 м/с; 2) 300 м/с;
3) 614 м/с; 4) 316 м/с;
5) 422 м/с.
96
24. Температура плавления железа 1800 К, его удельная теплоемкость
5
460 Дж/кг·К, а удельная теплота плавления 3·10
метеорит влетает в атмосферу Земли со скоростью 1,5·10
Дж/кг. Железный
3
м/с, имея
температуру 300 К. Восемьдесят процентов кинетической энергии
метеорита при движении в атмосфере переходит в его внутреннюю
энергию. Какая часть массы метеорита (в %) расплавится?
1) 50 %; 2) 55 %;
3) 60 %; 4) 65 %;
5) 70 %.
25. Реактивный самолет летит со скоростью 1800 км/ч и развивает
силу тяги 88 кН. КПД его двигателя равен 20 %. Определите массу
керосина, израсходованного за 1 ч полета самолета. Удельная теплота сгорания керосина равна 44 МДж/кг.
1) 20 т; 2) 18 т;
3) 16 т; 4) 14 т;
5) 12 т.
6.2. Работа в термодинамике
26. Работа совершенная идеальным газом в указанном на рисунке процессе 1–2
равна:
1) –12 Дж; 2) –20 Дж;
3) 30 Дж; 4) 20 Дж;
5) –30 Дж.
27. Идеальный газ совершает процесс
a–b–c–d, изображенный на графике.
Найдите полную работу газа при переходе из начального в конечное состояние.
1) 800 Дж; 2) 1100 Дж;
3) 900 Дж; 4) 1200 Дж;
5) 200 Дж.
28. Если V
= 2·106 Па, то в замкнутом процессе
p
2
= 2 л, V2 = 2,5 л, p1 = 4·105 Па,
1
1–2–3–4–1 газ совершил работу, равную:
1) 80 Дж; 2) 200 Дж;
3) 400 Дж; 4) 800 Дж;
5
5) 8·10
Дж.
97
29. Работа идеального газа при совершении им
кругового процесса 1–2–3–1, который изображен на графике, равна:
1) 200 Дж; 2) 300 Дж;
3) 400 Дж; 4) 600 Дж;
5) 1600 Дж.
30. На рисунке показан цикл 1–2–3–1 для
1 моля гелия, при этом p
= 2p1. Работа газа на
2
участке 2–3 равна 600 Дж. Полная работа газа
за цикл равна:
1) 50 Дж; 2) 100 Дж;
3) 150 Дж; 4) 200 Дж;
5) 250 Дж.
31. Один моль одноатомного газа совершает
цикл 1–2–3–4, изображенный на диаграмме
(р, V). Температура газа в состояниях 1, 2, 3, 4
соответст венно равна Т
, Т2, Т3 и Т4. Работа, со-
1
вершенная газом за цикл, равна:
1) R(T
2) R(T
5) R(T
+ T2 + T3 + T4); 3) R(T1 + T4);
1
+ T2 + T3); 4) R(T1 + T
1
+ T3).
2
– T2 – T4);
3
32. На рисунке приведен график изменения состояния идеального газа. Известно, что температура газа в состояниях 1 и 2 одинакова, а объем
газа в состоянии 2 в два раз больше, чем в состоянии 1. Отношение работ А
12/А23
равно:
1) –1,2; 2) –1,4;
3) –1,5; 4) 1,2;
5) 1,3.
33. Один моль идеального газа совершает замкнутый процесс, состоящий из двух изохор и
двух изобар. Температура в точке 1 равна T
точке 3 – Т
. Точки 2 и 4 лежат на одной изотер-
3
, а в
1
ме. Работа, совершаемая газом за цикл, равна:
1)
RT T TT
()
13 13
3)
213RTT;
5) R(T
– T1).
3
2+−
4) R(T
2)
;
RTT13;
+ T1);
3
98
34. Два моля идеального газа совершают замкнутый цикл, изображенный на рисунке. Из-
p
вестно, что температура Т
T
4
Работа, совершаемая газом за цикл,
2.
=
T
1
= 280 К,
1
2
=
5,
p
1
равна:
1) 8,5 кДж; 2) 10,2 кДж;
3) 15,0 кДж; 4) 18,6 кДж;
5) 25,3 кДж.
35. В сосуде объемом 1 л под невесомым поршнем находится газ при
температуре 20 °С. При увеличении температуры газа на 10 °С пор-
шень поднимается на некоторую высоту. Найти работу, совершенную
газом. Атмосферное давление равно 100 кПа.
1) 3,4 Дж; 2) 3,0 Дж;
3) 2,8 Дж; 4) 2,6 Дж;
5) 2,4 Дж.
36. В сосуде под поршнем находится 16 г кислорода при температуре 27 °С. Газ изохорически охлаждается так, что его давление уменьшается в 3 раза, а затем расширяется при постоянном давлении до
первоначальной температуры. Определить работу, произведенную
газом. Молярная масса кислорода 32 г/моль, универсальная газовая
постоянная 8,31 Дж/(моль·К).
1) 1662 Дж; 2) 831 Дж;
3) 430 Дж; 4) 620 Дж;
5) 1300 Дж.
6.3. Внутренняя энергия газа.
Изменение внутренней энергии
37. По какой из приведенных ниже формул можно правильно рассчитать внутреннюю энергию одноатомного газа через его давление р,
объем V и температуру Т? R – универсальная газовая постоянная.
l) U =
3) U =
5) U =
2
RT; 2) U =
3
3
pV; 4) U =
2
3
VT.
2
3
pT;
2
1
pV;
3
99
38. Максимальную внутреннюю энергию идеальный газ имеет в состоянии, соответствующем
на диаграмме PV точке:
1) 1; 2) 2;
3) 3; 4) 4;
5) 5.
39. Внутренняя энергия двух молей гелия, взятого при температуре
27 °С, равна:
1) 600 Дж; 2) 670 Дж;
3) 2490 Дж; 4) 4980 Дж;
5) 7470 Дж.
40. При изохорическом нагревании 1 моля идеального одноатомного
газа его температура повысилась на 200 К. Внутренняя энергия газа
изменилась на:
1) 0 Дж; 2) 1540 Дж;
3) 2152 Дж; 4) 2493 Дж;
5) 3650 Дж.
6.4. Первое начало термодинамики
41. Передача теплоты идеальному газу таким образом, что в любой
момент времени переданное количество теплоты равно работе, совершенной газом, осуществляется в ... процессе.
1) адиабатическом;
2) изотермическом;
3) изобарическом;
4) изохорическом;
5) такой процесс невозможен.
42. Над идеальным газом некоторой массы совершен замкнутый процесс. Какой участок диаграммы соответствует процессу, в котором газ
отдает тепло холодильнику?
1) только 2–3; 2) 1–2 и 2–3;
3) 3–4–1; 4) только 1–2;
5) теплообмена нет.
43. Если в некотором процессе газу сообщено 900 Дж теплоты, а газ
при этом совершил работу 500 Дж, то внутренняя энергия газа:
1) увеличилась на 1400 Дж;
2) уменьшилась на 400 Дж;
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]