Задачи по физике 9 класс для подготовке к ОГЭ

Задания 26. Расчетная задача 1.  Электровоз, работающий при напряжении 3 кВ, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кН. КПД двигателя электровоза равен 85%. Чему равна сила тока в обмотке электродвигателя? 2. В электропечи мощностью 100 кВт полностью расплавили слиток стали за 2,3 часа. Какова масса слитка, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 °С? Потерями энергии пренебречь. 3.  Сколько времени потребуется электрическому нагревателю, чтобы довести до кипения 2,2 кг воды, на­ чальная температура которой 10 °С? Сила тока в нагревателе 7 А, напряжение в сети 220 В, КПД нагрева­ теля равен 45%. 4.   Электрический   нагреватель   за   20   мин   доводит   до   кипения   2,2   кг   воды,   начальная   температура которой 10 °С. Сила тока в нагревателе 7 А, КПД нагревателя равен 45%. Чему равно напряжение в элек­ трической сети? 5.   В   алюминиевый   калориметр   массой   50   г   налито   120   г   воды   и   опущен   электрический   нагреватель мощностью 12,5 Вт. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 22 мин, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%? 6.   В   алюминиевый   калориметр   массой   50   г   налито   120   г   воды   и   опущен   электрический   нагреватель мощностью 12,5 Вт. За какое время калориметр с водой нагреется на 24 °C, если тепловые потери в окру­ жающую среду составляют 20 %? (Удельная теплоёмкость алюминия — 920 Дж/(кг ∙ °С), воды — 4200 Дж/ (кг ∙ °С).) 7.   Чему равен КПД электроплитки мощностью 660 Вт, если на ней за 35 мин нагрели 2 кг воды от 20 до 100 °С? 8.   Чему   равна   масса   воды,   которую   нагревают   от   20   до   100   °С   с   помощью   электронагревателя мощностью 500 Вт в течение 35 мин, если известно, что КПД нагревателя 64%? 9.   Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью v1 = 200 м/с, пробивает ее и вылетает из нее с некоторой скоростью. При этом пуля нагревается на 75 °С. С какой скоростью пуля вылетела из преграды, если на ее нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты? (Удельная теплоёмкость свинца — 130 Дж/(кг∙°С).) 10.   Воду массой 1,5 кг нагрели до температуры кипения за 5 мин. Мощность электрического чайника равна 2 кВт, КПД чайника — 84%. Какова была начальная температура воды? 11.   При   прохождении   электрического   тока   5,5   А   через   спираль   нагревателя,   изготовленную   из никелиновой   проволоки   площадью   поперечного   сечения   0,84   мм2,   за   10   мин   выделилось   количество теплоты   726000   Дж.   Чему   равна   длина   проволоки,   из   которой   изготовлена   спираль?   (Удельное сопротивление никелина — 0,4 Ом∙мм2/м.) 12.   Стальной   осколок,   падая   без   начальной   скорости   с   высоты   500   м,   имел   у   поверхности   земли скорость 50 м/с. На сколько градусов повысилась температура осколка за время полета, если считать, что вся потеря механической энергии пошла на нагревание осколка? 13.  При прохождении электрического тока через спираль нагревателя, изготовленную из никелиновой про­ волоки длиной 80 м и площадью поперечного сечения 0,84 мм2, за 10 мин выделилось количество теплоты 726 000 Дж. Чему равно напряжение сети, в которую включили нагреватель? 14.   С  высоты  2 м вертикально  вниз  бросают  мяч.   Абсолютно  упруго отразившись  от  горизонтальной поверхности, мяч поднимается на высоту 4 м. С какой скоростью бросили мяч? 15.   Свинцовая   пуля,   подлетев   к   преграде   со   скоростью v1,   пробивает   её   и   вылетает   со   скоро­ стьюv2 = 100 м/с. При этом пуля нагревается на 75 °С. С какой скоростью пуля подлетела к преграде, если на её нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты? 16.  В электропечи полностью расплавили слиток стали массой 1 т за 2,3 ч. Какова мощность электропечи, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 °С? Потерями энергии пренебречь. 17.  Металлический шар упал с высоты h = 26 м на свинцовую пластину массой m2 = 1 кг и остановился. При этом пластина нагрелась на 3,2 °С. Чему равна масса шара, если на нагревание пластины пошло 80% выделившегося при ударе количества теплоты? 18.   Поезд, масса которого 4000 т, движущийся со скоростью 36 км/ч, начал торможение. За 1 минуту поезд проехал 510 м. Чему равна сила трения, действующая на поезд? 19.  Тело массой 5 кг с помощью каната начинают равноускоренно поднимать вертикально вверх. На какую высоту был поднят груз за 3 с, если сила, действующая на канат, равна 63,3 Н? 20.   Электрическая цепь состоит из соединённых последовательно источника постоянного напряжения, идеального   амперметра   и   длинной   однородной   проволоки   постоянного   сечения.   При   этом   амперметр показывает ток силой I1. Эту же проволоку складывают в виде правильного пятиугольника и снова включают в ту же цепь так, как показано на рисунке. При таком подключении амперметр показывает ток силой I2. Найдите отношение показаний амперметра   в первом и во втором случаях. 21.   Вещество в твёрдом состоянии массой 5 кг с удельной теплотой плавления 60 кДж/кг помещают в электрическую   печь   с   КПД   80%.   График   зависимости   температуры t этого   вещества   от   времени τ изображён на рисунке. Определите мощность электрической печи. 22.   К   клеммам   источника   постоянного   напряжения   подключены   две   последовательно   соединённые проволоки одинаковой длины. Первая проволока — стальная, с площадью поперечного сечения 1 мм2, вторая — алюминиевая, с площадью поперечного сечения 2 мм2. Известно, что через некоторое время после замыкания ключа стальная проволока нагрелась на 9,2 °С. На сколько градусов Цельсия за это же время   нагрелась   алюминиевая   проволока?   Удельное   электрическое   сопротивление   стали λcт=   0,1 Ом ∙ мм2/м. Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа. 23.  К клеммам источника постоянного напряжения подключены две параллельно соединённые проволоки одинаковой длины и одинакового поперечного сечения. Первая проволока медная, вторая — алюминиевая. Известно, что через некоторое время после замыкания ключа медная проволока нагрелась на 23 °С. На сколько градусов Цельсия за это же время нагрелась алюминиевая проволока? Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа. 24.  Для того чтобы сдвинуть брусок вдоль шероховатой горизонтальной плоскости, требуется приложить горизонтально направленную силу F1. Для того чтобы сдвинуть этот же брусок вверх вдоль шероховатой наклонной плоскости с углом при основании 45° и с тем же коэффициентом трения, требуется сила F2, направленная параллельно наклонной плоскости. Учитывая, что коэффициент трения между поверхностью бруска и поверхностью плоскости равен 0,5, определите отношение модулей этих сил  25.   . Ответ округлите до сотых долей. Электрическая   цепь   состоит   из   источника   постоянного   напряжения   и   двух резисторов   1   и   2,   включённых   параллельно   (см.   рисунок).   Резистор   1   представляет   собой   две последовательно   соединённые   проволоки   A   и   Б   одинаковой   длины lA = lБ = l и   различных   поперечных сечений:  . Резистор 2 представляет собой две последовательно соединённые проволоки В и Г одинакового поперечного сечения SВ = SГ = S, но различной длины:  . Проволоки A и Г сделаны из одного материала с удельным сопротивлением ρ; проволоки Б и В также сделаны из одного материала с удельным сопротивлением 2ρ. Найдите отношение  26.   Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности по 800 Вт каждый. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 80 °С, если нагреватели будут включены параллельно? Потерями энергии пренебречь.  сил токов, текущих через сопротивления 1 и 2. 27.  Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности — по 400 Вт. Сколько времени потре­ буется для нагревания 1 л воды на 40 °С, если нагреватели будут включены в электросеть параллельно? Потерями энергии пренебречь. 28.   Имеется   два   электрических   нагревателя   одинаковой   мощности —   по   400   Вт.   Сколько   времени потребуется   для   нагревания   1   л   воды   на   40   °С,   если   нагреватели   будут   включены   в   электросеть последовательно? Потерями энергии пренебречь. 29.  Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой 1 кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 300 г, если их начальная температура составляла 20 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. (Удельная теплоёмкость алюминия — 920 Дж/(кг ∙ °С), воды — 4200 Дж/(кг ∙ °С).) 30.  Кусок олова массой m = 200 г с начальной температурой T0 = 0 °C нагревают в тигле на электроплитке, включённой в сеть постоянного тока с напряжением U = 230 В. Амперметр, включённый последовательно с плиткой, показывает силу тока I = 0,1 А. На рисунке приведён полученный экспериментально график зави­ симости температуры T олова от времени t. Считая, что вся теплота, поступающая от электроплитки, идёт на нагрев олова, определите его удельную теплоёмкость в твёрдом состоянии. 31.  Кусок олова массой m = 100 г с начальной температурой T0 = 0 °C нагревают в тигле на электроплитке, включённой в сеть постоянного тока с напряжением U = 12 В. Амперметр, включённый последовательно с плиткой, показывает силу тока I = 1 А. На рисунке приведён полученный экспериментально график зависи­ мости температуры T олова от времени t. Считая, что вся теплота, поступающая от электроплитки, идёт на нагрев олова, определите его удельную теплоёмкость в твёрдом состоянии. 52.   Кусок свинца, имеющего температуру 27 °С, начинают нагревать на плитке постоянной мощности. Через 10 минут от начала нагревания свинец нагрелся до температуры плавления. Сколько ещё времени потребуется для плавления свинца? 32.  Двум ученикам выдали по четыре одинаковых резистора сопротивлением 2 Ом каждый, соединитель­ ные провода, источник постоянного напряжения U = 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик со­ брал цепь, изображённую на рисунке 1, второй ученик собрал цепь, изображённую на рисунке 2.   Определите разность показаний амперметров второго и первого учеников. 33.  Двум ученикам выдали по четыре одинаковых резистора сопротивлением 2 Ом каждый, соединитель­ ные провода, источник постоянного напряжения U = 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик со­ брал цепь, изображённую на рисунке 1, второй ученик собрал цепь, изображённую на рисунке 2.   Определите разность показаний амперметров второго и первого учеников. 34.   Имеются две порции воды одинаковой массы, находящиеся при температуре 0 °C. Первую порцию нагревают, затрачивая при этом количество теплоты Q1. Если заморозить вторую порцию, чтобы она полно­ стью превратилась в лёд, то она выделит в 2,7 раза большее количество теплоты. Определите, на сколько градусов Δt нагревается первая порция воды при сообщении ей количества теплоты Q1. 35.  Имеются две порции воды одинаковой массы, находящиеся при температуре 0 °C. Первую порцию на­ гревают на 17 °C, затрачивая при этом количество теплоты Q1 . Во сколько раз n большее количество теп­ лоты выделяется при полном превращении в лёд второй порции воды? 36.   В электрической печи нагревается некоторое твёрдое вещество с удельной теплоёмкостью 400 Дж/ (кг∙°С) и удельной теплотой плавления 112 кДж/кг. Сколько времени понадобится, чтобы нагреть это ве­ щество на 10 °С (в твёрдом состоянии), если процесс полного расплавления вещества занимает 9 минут и 20 секунд? Мощность печи остаётся постоянной. 37.   В электрической печи нагревается некоторое твёрдое вещество с удельной теплоёмкостью 250 Дж/ (кг∙°С)   и   удельной   теплотой   плавления   87   кДж/кг.   Нагревание   этого   вещества   на   10   °С   (в   твёрдом состоянии) занимает 50 секунд. Сколько времени понадобится для полного расплавления этого вещества? Мощность печи остаётся постоянной. 38.  В калориметре смешивают две жидкости. Объём второй жидкости в 1,2 раза больше объёма первой; плотность первой жидкости в 1,6 раза больше плотности второй; удельная теплоёмкость первой жидкости в 2 раза меньше, чем удельная теплоёмкость второй, а температура первой жидкости, равная 20 °С, в 2 раза больше,   чем   температура второй.  Определите  установившуюся   температуру смеси.   Потерями теплоты можно пренебречь. 39.   В калориметре смешивают две жидкости. Объём первой жидкости в полтора раза меньше объёма второй; плотность второй жидкости в 1,25 раза меньше плотности первой; удельная теплоёмкость второй жидкости составляет 2/3 удельной теплоёмкости первой, а температура первой жидкости, равная 25 °С, в 2,8 раза меньше, чем температура второй. Определите установившуюся температуру смеси. Потерями теп­ лоты можно пренебречь. 40.  Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 150 Ом поместили в сосуд, содержащий 400 г воды, и включили в сеть с напряжением 220 В. За какое время вода в сосуде нагреется на 57,6 °С? Тепло­ обменом с окружающей средой пренебречь. 41.  Три резистора имеют одинаковые сопротивления. Минимальное сопротивление участка цепи, который включает все эти три резистора, равно Rmin = 3 Ом. За какое время t в одном таком резисторе выделится 4,5 кДж теплоты при протекании через него тока силой 2 А? Сопротивлением источника и соединительных проводов можно пренебречь. 42.  Три резистора имеют одинаковые сопротивления. Минимальное сопротивление участка цепи, который включает все эти три резистора, Rmin = 4 Ом. Какое количество теплоты выделится в одном таком резисто­ ре за 10 минут при протекании через него тока силой 3 А? Сопротивлением источника и соединительных проводов можно пренебречь. 43.   Подъемный кран поднимает равномерно груз массой 760 кг на некоторую высоту за 40 с. На какую высоту поднят груз, если напряжение на обмотке двигателя крана равно 380 В, сила тока 20 А, а КПД крана 50%? 44.   В   горизонтальном   однородном   магнитном   поле   на   горизонтальных   проводящих рельсах перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен горизонтальный проводник массой 4 г (см.   рис.).   Через   проводник   пропускают   электрический   ток,   при   силе   тока   в   10   А   вес   проводника становится равным нулю. Чему равно расстояние между рельсами? Модуль вектора магнитной индукции равен 0,02 Тл. 45.  Электродвигатель подъёмного крана поднимает груз на высоту 18 м за 50 с. КПД установки составляет 50%. Чему равна масса груза, если известно, что электродвигатель работает под напряжением 360 В и по­ требляет силу тока 20 А? 46.  Электрочайник мощностью 2,4 кВт, рассчитанный на максимальное напряжение 240 В, включают в сеть напряжением 120 В. За какое время 600 г воды с начальной температурой 18 ºС можно довести до кипения, если КПД чайника в этом случае равен 82%? 47.   Чему равен КПД электродвигателя подъёмного крана, который за 20 с равномерно поднимает груз массой 152 кг на высоту 12 м? Напряжение в электрической сети — 380 В, сила тока в электродвигателе — 4 А. 48.  Горизонтальный проводник длиной 25 см, электрическое сопротивление которого равно 2,4 Ом, подве­ шен на двух тонких вертикальных изолирующих нитях в горизонтальном однородном магнитном поле ин­ дукцией   0,02   Тл   перпендикулярно   линиям   магнитной   индукции.   Какое   напряжение   приложили   к проводнику, если общее натяжение нитей после замыкания ключа увеличилось на 20 мН? 49.  С помощью электрического нагревателя сопротивлением 200 Ом нагревают 440 г молока. Электрона­ греватель включён в сеть с напряжением 220 В. За какое время молоко в сосуде нагреется на 55 °С? Удель­ ную   теплоёмкость   молока   принять   равной   3900   Дж/(кг   ∙   °С).   Теплообменом   с   окружающей   средой пренебречь. 50.  Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности – по 400 Вт. Сколько времени потребу­ ется для нагревания 1 л воды на 40ºС, если нагреватели будут включены в электросеть последовательно? Потерями энергии пренебречь. 51.  Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью 600 Вт каждый. На сколько градусов можно   нагреть   2   л   воды   за   7   мин,   если   нагреватели   будут   включены   параллельно   в   электросеть   с напряжением, на которое рассчитан каждый из них? Потерями энергии пренебречь.