Олимпиады · ЕГЭ

ЕГЭ 2009, реальный вариант, вариант 154

36 задач

зад 1 Центростремительное ускорение (A1)

Механика › КинематикаДвижение по окружностисложность 1/10

Материальная точка равномерно движется со скоростью \(\upsilon\) по окружности радиусом \(r\). Если скорость точки будет в 3 раза меньше, то модуль ее центростремительного ускорения

  1. не изменится

  2. уменьшится в 3 раза

  3. уменьшится в 9 раз

  4. увеличится в 9 раз

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Центростремительное ускорение \(a = \upsilon^2/r\) пропорционально квадрату скорости.

зад 2 Направление ускорения (A2)

Механика › ДинамикаЗаконы Ньютона, силыВекторы в механикесложность 1/10

На левом рисунке представлены вектор равнодействующей всех сил \(\vec F\), действующих на тело, и вектор скорости тела \(\vec\upsilon\) в инерциальной системе отсчета. Какой из четырех векторов на правом рисунке указывает направление вектора ускорения тела в этой системе отсчета?

Рисунок
  1. 1

  2. 2

  3. 3

  4. 4

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

По второму закону Ньютона ускорение сонаправлено равнодействующей силе: \(\vec a = \vec F/m\).

зад 3 Ускорение на планете (A3)

Механика › Величины и простые явления (7–8 класс)Сила тяжести и вес телаГрафические методысложность 1/10

На графике показана зависимость силы тяжести от массы тела для некоторой планеты. Ускорение свободного падения на этой планете равно

Рисунок
  1. \(0{,}98\) м/с\(^2\)

  2. \(1{,}2\) м/с\(^2\)

  3. \(9{,}8\) м/с\(^2\)

  4. \(8\) м/с\(^2\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сила тяжести \(F = mg\), поэтому \(g\) равно угловому коэффициенту графика \(F(m)\).

зад 4 Отношение импульсов (A4)

Механика › Законы сохраненияИмпульс, закон сохранения импульсасложность 2/10

Отношение скорости легкового автомобиля к скорости грузовика \(\dfrac{\upsilon_1}{\upsilon_2} = 2\), а отношение их масс \(\dfrac{m_1}{m_2} = 0{,}1\). Каково отношение импульса легкового автомобиля к импульсу грузовика?

  1. \(0{,}2\)

  2. \(2\)

  3. \(3\)

  4. \(5\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Импульс \(p = m\upsilon\): отношение импульсов равно произведению отношений масс и скоростей.

зад 5 Кинетическая энергия груза (A5)

Механика › Законы сохраненияМеханическая энергия, консервативные системысложность 1/10

Скорость груза массой 0,2 кг равна 3 м/с. Кинетическая энергия груза равна

  1. 0,6 Дж

  2. 0,9 Дж

  3. 2 Дж

  4. 15 Дж

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Кинетическая энергия \(E_k = m\upsilon^2/2\).

зад 6 Коромысло весов (A6)

Механика › СтатикаРычаги и простые механизмыРавновесие тел, моменты силсложность 2/10

Коромысло весов, к которому подвешены на нитях два тела (см. рисунок), находится в равновесии. Как нужно изменить массу второго тела, чтобы после уменьшения плеча \(d_1\) в 2 раза равновесие сохранилось? (Коромысло и нити считать невесомыми.)

Рисунок
  1. увеличить в 2 раза

  2. увеличить в 4 раза

  3. уменьшить в 2 раза

  4. уменьшить в 4 раза

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Условие равновесия рычага: \(m_1 d_1 = m_2 d_2\) (моменты сил относительно точки подвеса равны).

зад 7 Неупругое столкновение шариков (A7)

Механика › Законы сохраненияНеупругие столкновенияИмпульс, закон сохранения импульсасложность 2/10

Три одинаковых шарика находятся на оси \(x\). Средний шарик покоится, а левый и правый шарики движутся в сторону среднего, причем модули их скоростей равны \(12\upsilon\) и \(3\upsilon\) соответственно. Какими будут модуль и направление скорости шариков после их абсолютно неупругого соударения?

  1. \(5\upsilon\), влево

  2. \(3\upsilon\), вправо

  3. \(3\upsilon\), влево

  4. \(\upsilon\), вправо

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Закон сохранения импульса для всей системы трёх шариков; не забудьте про направления скоростей.

зад 8 Давление азота (A8)

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газУравнение состояниясложность 2/10

В резервуаре объемом \(16{,}6\ \text{м}^3\) находятся 20 кг азота при температуре 300 К. Каково давление этого газа?

  1. \(1{,}07\cdot10^3\) Па

  2. \(2{,}14\cdot10^3\) Па

  3. \(1{,}07\cdot10^5\) Па

  4. \(2{,}14\cdot10^5\) Па

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Используйте уравнение состояния \(pV = \dfrac{m}{M}RT\); молярная масса азота \(M = 28\cdot10^{-3}\) кг/моль.

зад 9 Изобарный процесс (A9)

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессысложность 1/10

Газ переходит из одного состояния в другое. Какой из графиков (1, 2, 3 или 4) отображает изобарный процесс?

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При изобарном процессе давление постоянно, поэтому на графике в координатах \((V, p)\) это прямая, параллельная оси \(V\).

зад 10 Внутренняя энергия газа (A10)

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиВнутренняя энергияИзопроцессысложность 1/10

Как изменяется внутренняя энергия постоянного количества идеального газа при изохорном уменьшении его давления?

  1. увеличивается

  2. уменьшается

  3. увеличивается или уменьшается в зависимости от изменения объема

  4. увеличивается или уменьшается в зависимости от молярной массы газа

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры; при изохоре \(p\) пропорционально \(T\).

зад 11 Теплота при охлаждении (A11)

Термодинамика и молекулярная физика › ТеплообменКоличество теплоты, уравнение теплового балансасложность 1/10

Чугунная деталь массой 20 кг при понижении ее температуры на 200 К отдает количество теплоты, равное

  1. 2000 кДж

  2. 200 кДж

  3. 50 кДж

  4. 50 МДж

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Количество теплоты \(Q = cm\,|\Delta T|\); удельную теплоёмкость чугуна возьмите из справочной таблицы.

зад 12 Работа цикла Карно (A12)

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиТепловые двигатели, КПД, цикл КарноЦиклы, работа в циклесложность 2/10

Рабочее тело идеального теплового двигателя Карно за цикл получило от нагревателя количество теплоты 30 кДж. Температура нагревателя \(127^\circ\)C, температура холодильника \(27^\circ\)C. Какую работу совершило рабочее тело за цикл?

  1. 75 Дж

  2. 7,5 кДж

  3. 23 кДж

  4. 120 кДж

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

КПД цикла Карно \(\eta = 1 - T_\text{х}/T_\text{н}\), работа \(A = \eta Q_\text{н}\); температуры переводите в кельвины.

зад 13 Поле двух зарядов (A13)

Электростатика › Поле зарядовНапряжённость поля, принцип суперпозициисложность 2/10

На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов \(+q\) и \(+q\). Направлению вектора напряженности суммарного электрического поля этих зарядов в точке A соответствует стрелка

Рисунок
  1. 1

  2. 2

  3. 3

  4. 4

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Напряжённости полей от каждого заряда складываются векторно (принцип суперпозиции).

зад 14 Ток в электрочайнике (A14)

Электрические цепи › Постоянный токРабота и мощность тока, нагревателисложность 1/10

На корпусе электрочайника имеется надпись: «220 В, 1000 Вт». Найдите силу тока в спирали электрочайника, включенного в розетку осветительной сети.

  1. 0,22 А

  2. 4,55 А

  3. 22 А

  4. 220000 А

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Мощность \(P = UI\), откуда \(I = P/U\).

зад 15 Магнитное поле в центре витка (A15)

Магнетизм и индукция › Магнитное полеМагнитное поле токовсложность 1/10

На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен

Рисунок
  1. вертикально вверх \(\uparrow\)

  2. вертикально вниз \(\downarrow\)

  3. горизонтально влево \(\leftarrow\)

  4. горизонтально вправо \(\rightarrow\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Направление магнитного поля кругового тока определяется правилом буравчика (правого винта).

зад 16 Наименьший период контура (A16)

Электрические цепи › Колебательный контур и переменный токЭлектромагнитные колебания, колебательный контурсложность 2/10

В наборе радиодеталей для изготовления простого колебательного контура имеются две катушки с индуктивностями \(L_1 = 1\) мкГн и \(L_2 = 2\) мкГн, а также два конденсатора, емкости которых \(C_1 = 3\) пФ и \(C_2 = 4\) пФ. При каком выборе двух элементов из этого набора период собственных колебаний контура \(T\) будет наименьшим?

  1. \(L_1\) и \(C_1\)

  2. \(L_2\) и \(C_2\)

  3. \(L_2\) и \(C_1\)

  4. \(L_1\) и \(C_2\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Период \(T = 2\pi\sqrt{LC}\): нужно выбрать пару с наименьшим произведением \(LC\).

зад 17 Показатель преломления стекла (A17)

Геометрическая оптика › ПреломлениеЗакон преломлениясложность 2/10

На рисунке – опыт по преломлению света в стеклянной пластине.

Рисунок

Показатель преломления стекла равен отношению

  1. \(\dfrac{\sin 20^\circ}{\sin 40^\circ}\)

  2. \(\dfrac{\sin 40^\circ}{\sin 20^\circ}\)

  3. \(\dfrac{\sin 70^\circ}{\sin 40^\circ}\)

  4. \(\dfrac{\sin 50^\circ}{\sin 20^\circ}\)

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Показатель преломления \(n = \sin\alpha/\sin\beta\), где углы отсчитываются от перпендикуляра к поверхности.

зад 18 Пример дифракции (A18)

Волновая оптика и электромагнитные волны › ДифракцияЗоны Френелясложность 1/10

Примером дифракции может служить

  1. появление радуги после дождя

  2. солнечное затмение

  3. поглощение рентгеновских лучей свинцовой пластиной

  4. проникновение света в область геометрической тени

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Дифракция – огибание световой волной препятствий и отклонение от прямолинейного распространения.

зад 19 ЭДС в движущейся рамке (A19)

Магнетизм и индукция › Электромагнитная индукцияЭДС движения: рельсы, перемычки, рамкисложность 2/10

В некоторой области пространства, ограниченной плоскостями AB и CD, создано однородное магнитное поле. Металлическая квадратная рамка движется с постоянной скоростью, направленной вдоль плоскости рамки и перпендикулярно линиям магнитной индукции поля. На каком из графиков правильно показана зависимость от времени ЭДС индукции в рамке, если в начальный момент времени рамка начинает пересекать линию MN (см. рисунок), а в момент времени \(t_0\) задняя сторона рамки пересекает плоскость CD?

Рисунок
Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

ЭДС \(\mathcal E = Blv\) действует, пока одна из сторон рамки находится в поле; когда рамка полностью в поле, поток не меняется и ЭДС равна нулю.

зад 20 Планетарная модель атома (A20)

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроАтом Бора, спектрысложность 1/10

Планетарной модели атома соответствует утверждение:

  1. ядро – в центре атома, заряд ядра положителен, бóльшая часть массы атома сосредоточена в электронной оболочке

  2. ядро – в центре атома, заряд ядра отрицателен, бóльшая часть массы атома сосредоточена в электронной оболочке

  3. ядро – в центре атома, заряд ядра положителен, бóльшая часть массы атома сосредоточена в ядре

  4. ядро – в центре атома, заряд ядра отрицателен, бóльшая часть массы атома сосредоточена в ядре

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

В планетарной модели Резерфорда положительное ядро содержит почти всю массу атома, а электроны вращаются вокруг него.

зад 21 Период полураспада (A21)

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроРадиоактивный распадсложность 1/10

Период полураспада ядер актиния (изотопа радона) \(^{219}_{86}\mathrm{Rn}\) составляет 3,9 с. Это означает, что

  1. за 3,9 с атомный номер каждого атома актиния уменьшится вдвое

  2. одно ядро актиния распадается каждые 3,9 с

  3. половина изначально имевшихся ядер актиния распадается за 3,9 с

  4. все изначально имеющиеся ядра актиния распадутся за 7,8 с

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Период полураспада – время, за которое распадается половина исходного количества ядер.

зад 22 Ядерная реакция распада (A22)

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроЯдерные реакции, дефект масссложность 1/10

Каковы массовое число M и заряд Z ядра элемента свинца, полученного в результате следующей ядерной реакции: \(^{210}_{84}\mathrm{Po}\longrightarrow{}^{4}_{2}\mathrm{He}+{}^{M}_{Z}\mathrm{Pb}\)?

  1. M = 214, Z = 82

  2. M = 206, Z = 82

  3. M = 206, Z = 86

  4. M = 214, Z = 86

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сохраняются суммы массовых чисел и зарядов в реакции.

зад 23 Работа выхода электрона (A23)

Атомная, ядерная и квантовая физика › ФотоныФотоэффектсложность 2/10

Какова работа выхода электрона из металла, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, выбитых из него фотонами с энергией 3,2 эВ, равна 1,4 эВ?

  1. 1,8 эВ

  2. 2,27 эВ

  3. 4,48 эВ

  4. 4,6 эВ

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: \(h\nu = A_{\text{вых}} + E_{k\,\max}\).

зад 24 График координаты тележки (A24)

Механика › КинематикаГрафики движения, путь как площадьЗаконы Ньютона, силысложность 2/10

На рисунке показан график изменения координаты тележки с течением времени в инерциальной системе отсчета. На основании графика можно утверждать, что

Рисунок
  1. тележка первые 2 секунды двигалась с уменьшающейся скоростью, а затем покоилась

  2. равнодействующая сил, действующих на тележку, все время увеличивалась

  3. тележка первые 2 секунды двигалась с уменьшающейся скоростью, а затем равномерно

  4. координата тележки изменялась обратно пропорционально времени

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость – это наклон графика \(x(t)\); горизонтальный участок соответствует покою.

зад 25 Сравнение величин (A25)

Общефизические методы › Методы решенияОценки, размерность и подобиесложность 1/10

В каком из приведенных ниже случаев можно сравнивать результаты измерений двух физических величин?

  1. 1 А\(\cdot\)с и 1 В

  2. 3 А\(\cdot\)В и 4 Кл

  3. 2 В\(\cdot\)с и 1 Кл

  4. 3 Кл и 1 А\(\cdot\)с

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сравнивать можно только величины одной размерности.

зад 26 Пружинный маятник (B1)

Колебания и волны › Механические колебанияПружинный маятник, массивная пружинаГармонические колебаниясложность 3/10

Колебания пружинного маятника изучаются при различных значениях массы маятника. Если уменьшить массу маятника, то как изменятся 3 величины: период его колебаний, их частота, период изменения его потенциальной энергии?

К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) период колебаний1) увеличится
Б) частота колебаний2) уменьшится
В) период изменения потенциальной энергии3) не изменится
АБВ

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Период пружинного маятника \(T = 2\pi\sqrt{m/k}\), частота \(\nu = 1/T\); потенциальная энергия меняется с периодом, вдвое меньшим периода колебаний.

зад 27 Бета-распад (B2)

Атомная, ядерная и квантовая физика › Атом и ядроРадиоактивный распадЯдерные реакции, дефект масссложность 3/10

Как изменятся заряд и число нуклонов радиоактивного ядра в результате его \(\beta^-\)-распада?

Установите соответствие между физическими величинами и характером их изменения.

К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) заряд1) увеличится
Б) число нуклонов2) не изменится
3) уменьшится
АБ

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При \(\beta^-\)-распаде нейтрон превращается в протон с вылетом электрона; число нуклонов при этом не меняется.

зад 28 Энергия деформации пружины (B3)

Колебания и волны › Механические колебанияПружинный маятник, массивная пружинаМеханическая энергия, консервативные системысложность 3/10

Груз массой 2 кг, закреплённый на пружине, совершает гармонические колебания. Максимальная скорость груза при этом равна 1 м/с. Какова максимальная энергия деформации пружины?

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Максимальная энергия деформации пружины равна максимальной кинетической энергии груза в положении равновесия.

зад 29 Изобарное сжатие газа (B4)

Термодинамика и молекулярная физика › Идеальный газИзопроцессыУравнение состояниясложность 3/10

С идеальным газом происходит изобарный процесс, в котором для уменьшения объема газа на \(150\ \text{дм}^3\) его температуру уменьшают в 2 раза. Масса газа постоянна. Каким был первоначальный объем газа? Ответ выразите в \(\text{дм}^3\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

При изобарном процессе \(V/T = \text{const}\): уменьшение температуры в 2 раза уменьшает объём в 2 раза.

зад 30 Сопротивление контура с перемычкой (B5)

Магнетизм и индукция › Электромагнитная индукцияЭДС движения: рельсы, перемычки, рамкиЗакон Ома, сопротивлениесложность 3/10

Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Правая перемычка скользит по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция магнитного поля \(B = 0{,}1\) Тл, расстояние между рельсами \(l = 10\) см, скорость движения перемычки \(\upsilon = 2\) м/с, сила индукционного тока в контуре \(i_{\text{инд}} = 10\) мА. Каково сопротивление контура?

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

ЭДС индукции \(\mathcal E = Bl\upsilon\), сопротивление контура \(R = \mathcal E/i_{\text{инд}}\).

зад 31 Схема электрической цепи (C1)

Электрические цепи › Постоянный токАмперметры, вольтметры, мостыЗакон Ома, сопротивлениесложность 4/10

На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключенного к батарее, и амперметра. Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи. Используя законы постоянного тока, объясните, как изменится (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при размыкании ключа.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Определите, какие приборы включены последовательно с батареей, а какие параллельно ей; при размыкании цепь тока становится разомкнутой.

зад 32 Неупругий удар шариков (C2)

Механика › Законы сохраненияНеупругие столкновенияМеханическая энергия, консервативные системысложность 5/10

Два шарика висят, соприкасаясь, на вертикальных нитях. Левый шарик отклоняют на угол \(90^\circ\) и отпускают без начальной скорости. Каким должно быть отношение масс шариков \(\dfrac{M}{m}\), чтобы в результате их абсолютно неупругого удара половина кинетической энергии левого шарика перешла в тепло?

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сначала найдите скорость левого шарика в нижней точке по закону сохранения энергии, затем запишите законы сохранения импульса и энергии для неупругого удара.

зад 33 Теплота в процессе 1–2 (C3)

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиПервый закон, работа газаТеплоёмкость, политропические процессысложность 4/10

На рисунке изображено изменение состояния 1 моль идеального одноатомного газа. Начальная температура газа \(0^\circ\)C. Какое количество теплоты сообщено газу в этом процессе?

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Первый закон термодинамики \(Q = \Delta U + A\); на участке 1–2 давление постоянно, работа равна \(p\Delta V\).

зад 34 Показания вольтметра в двух схемах (C4)

Электрические цепи › Постоянный токАмперметры, вольтметры, мостыПравила Кирхгофасложность 5/10

Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно \(R\), сопротивление амперметра \(\dfrac{1}{10}R\), сопротивление вольтметра \(9R\). Найдите отношение \(\dfrac{U_1}{U_2}\) показаний вольтметра в схемах. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Вольтметр подключён параллельно части цепи; учтите, что его сопротивление \(9R\) конечно и влияет на общее сопротивление.

зад 35 Емкость контура (C5)

Электрические цепи › Колебательный контур и переменный токЭлектромагнитные колебания, колебательный контурсложность 4/10

Простой колебательный контур содержит конденсатор емкостью \(C = 1\) мкФ и катушку индуктивности \(L = 0{,}01\) Гн. Какой должна быть емкость конденсатора, чтобы циклическая частота колебаний электрической энергии в контуре уменьшилась на \(\Delta\omega = 10^4\) с\(^{-1}\)?

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Циклическая частота контура \(\omega = 1/\sqrt{LC}\); энергия электрического поля колеблется с удвоенной частотой \(2\omega\).

зад 36 Электронно-оптический преобразователь (C6)

Атомная, ядерная и квантовая физика › ФотоныФотоэффектЭнергия и импульс фотона, эффект Комптонасложность 6/10

Для увеличения яркости изображения слабых источников света используется вакуумный прибор – электронно-оптический преобразователь. В этом приборе фотоны, падающие на катод, выбивают из него фотоэлектроны, которые ускоряются разностью потенциалов \(\Delta U = 15000\) В и бомбардируют флуоресцирующий экран, рождающий вспышку света при попадании каждого электрона. Длина волны для падающего на катод света \(\lambda_1 = 820\) нм, а для света, излучаемого экраном, \(\lambda_2 = 410\) нм. Какое количество \(k\) фотонов, падающих на катод, приходится на 1 выбитый фотоэлектрон, если прибор увеличивает общее количество фотонов в \(N = 500\) раз? Работу выхода электронов \(A_{\text{вых}}\) принять равной 1 эВ. Считать, что энергия падающих на экран электронов переходит в энергию света без потерь.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Энергия фотона \(h c/\lambda\); электрон приобретает энергию \(e\Delta U\), которая переходит в энергию световых фотонов экрана.

Источник: ЕГЭ по физике 2009, реальный вариант, вариант 154 — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.