ЕГЭ 2014, реальный вариант, вариант 333

На рисунке представлен график зависимости пути \(S\), пройденного материальной точкой, от времени \(t\). Определите интервал времени после начала движения, когда точка двигалась со скоростью 2,5 м/с.

1) от 0 до 1 с  2) от 5 до 7 с  3) от 1 до 3 с  4) от 3 до 5 с

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Четыре одинаковых кирпича массой \(m\) каждый сложены в стопку (см. рисунок). Если сверху положить ещё один такой же кирпич, то модуль силы \(\vec N\), действующей со стороны первого кирпича на второй, увеличится на

1) \(mg/4\)  2) \(mg/3\)  3) \(mg/2\)  4) \(mg\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Кубик массой 1 кг покоится на гладком горизонтальном столе, сжатый с боков пружинами (см. рисунок). Жёсткость правой пружины \(k_2 = 800\) Н/м. Левая пружина действует на кубик с силой 16 Н. Правая пружина сжата на

1) 2 см  2) 8 см  3) 12 см  4) 4 см

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Из ствола пушки, закреплённой на железнодорожной платформе, вдоль рельсов под углом 60° к горизонту вылетает снаряд массой 10 кг. Масса платформы с пушкой 10 т. Каково отношение скоростей снаряда и пушки \(v_{с}/v_{п}\), с которыми они будут двигаться после выстрела? 1) 1000  2) 200  3) 4000  4) 2000

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Легковой автомобиль и грузовик движутся по мосту. Масса легкового автомобиля \(m = 1000\) кг. Какова масса грузовика, если отношение значений потенциальной энергии грузовика и легкового автомобиля относительно уровня воды равно 4? 1) 1000 кг  2) 2000 кг  3) 3000 кг  4) 4000 кг

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Подвешенный на нити алюминиевый кубик целиком погружён в воду и не касается дна сосуда. Длина ребра кубика равна 10 см. На кубик действует выталкивающая (архимедова) сила 1) 10 Н  2) 27 Н  3) 1 Н  4) 2,7 Н

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

К броуновскому движению можно отнести хаотическое движение 1) электронов в металлическом проводнике  2) бильярдных шаров по поверхности стола  3) одноклеточных организмов в воде  4) пылинок в воздухе

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

В герметично закрытый пакет из-под сока вставлена изогнутая трубочка для коктейля (см. рисунок), внутри которой находится небольшой столбик сока. Если обхватить пакет руками и нагревать его, не оказывая на него давления, столбик сока начинает двигаться вправо к открытому концу трубочки. Какой процесс происходит с воздухом в пакете?

1) изохорное нагревание  2) изобарное расширение  3) изотермическое расширение  4) адиабатное сжатие

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Относительная влажность воздуха в комнате равна 60%. Каково соотношение парциального давления \(p\) водяного пара в комнате и давления \(p_н\) насыщенного водяного пара при той же температуре? 1) \(p_н\) составляет \(0{,}6\,p\)  2) \(p\) составляет \(0{,}6\,p_н\)  3) \(p\) больше \(p_н\) на 60%  4) \(p\) меньше \(p_н\) на 60%

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

На pV-диаграмме показаны два процесса, проведённые с одним и тем же количеством газообразного неона. Сравните работу, совершённую газом в этих процессах.

1) \(A_1=A_2>0\)  2) \(A_1>A_2\)  3) \(A_2>A_1\)  4) \(A_1=A_2<0\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен \(F\). Чему станет равен модуль этих сил, если один заряд увеличить в \(n\) раз, другой заряд уменьшить в \(n\) раз, а расстояние между ними оставить прежним? 1) \(nF\)  2) \(F\)  3) \(F/n\)  4) \(n^2F\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

В цепи из двух одинаковых последовательно включённых резисторов за час выделяется количество теплоты \(Q\). Какое количество теплоты будет выделяться за час в цепи, в которой количество резисторов и подводимое к ним напряжение увеличено в 3 раза? 1) \(Q/3\)  2) \(3Q\)  3) \(9Q\)  4) \(Q/9\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Магнитная стрелка компаса зафиксирована на оси (северный полюс затемнён, см. рисунок). К компасу поднесли сильный постоянный полосовой магнит и освободили стрелку. В каком положении установится стрелка?

1) повернётся на 90° по часовой стрелке  2) повернётся на 90° против часовой стрелки  3) останется в прежнем положении  4) повернётся на 180°

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Плоская электромагнитная волна распространяется в вакууме вдоль оси \(Ox\). Какова разность фаз колебаний напряжённости электрического поля в волне в точках, координаты которых отличаются на \(\Delta x = \lambda /2\) (\(\lambda\) — длина волны)? 1) \(\pi\)  2) \(\pi/2\)  3) \(\pi/4\)  4) \(3\pi/4\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Луч света лазерной указки падает на поверхность стекла и распространяется в стекле со скоростью 200 000 км/с. Каков показатель преломления стекла? 1) 1,5  2) 2,0  3) 1,33  4) 1,0

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Узкий пучок белого света после прохождения через стеклянную призму даёт на экране спектр. Укажите правильную последовательность цветов в спектре. 1) красный – жёлтый – оранжевый – зелёный  2) красный – жёлтый – оранжевый – синий  3) красный – оранжевый – жёлтый – зелёный  4) оранжевый – синий – жёлтый – зелёный

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

В опытах по фотоэффекту взяли пластину из металла с работой выхода 3,5 эВ и стали освещать её светом частотой \(3\cdot10^{15}\) Гц. Затем интенсивность падающего на пластину света уменьшили в 2 раза, оставив неизменной частоту. В результате этого число фотоэлектронов, покидающих пластину за 1 с, 1) уменьшилось более чем в 2 раза  2) осталось равным нулю  3) уменьшилось в 2 раза  4) увеличилось в 2 раза

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Из какого ядра в результате двух последовательных \(\alpha\)-распадов образуется ядро \(^{216}_{84}\mathrm{Po}\)? 1) \(^{216}_{86}\mathrm{Rn}\)  2) \(^{220}_{86}\mathrm{Rn}\)  3) \(^{208}_{80}\mathrm{Hg}\)  4) \(^{224}_{88}\mathrm{Ra}\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Период полураспада ядер атомов калия \(^{42}_{19}\mathrm{K}\) составляет 12,4 ч. Это означает, что в образце, содержащем большое число атомов калия \(^{42}_{19}\mathrm{K}\), 1) все изначально имевшиеся ядра \(^{42}_{19}\mathrm{K}\) распадутся за 24,8 ч  2) одно ядро \(^{42}_{19}\mathrm{K}\) распадается каждые 12,4 ч  3) половина исходного большого количества ядер \(^{42}_{19}\mathrm{K}\) распадётся за 12,4 ч  4) за 12,4 ч атомный номер каждого ядра \(^{42}_{19}\mathrm{K}\) уменьшится вдвое

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Ученик изучает зависимость периода электромагнитных колебаний в контуре от ёмкости конденсатора. Какие два контура он должен выбрать для этого исследования? Варианты ответа — на рисунке.

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

На рисунке представлен схематичный вид графика изменения кинетической энергии тела с течением времени. Какой из представленных вариантов описания движения соответствует данному графику?

1) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало на балкон.  2) Тело брошено вертикально вверх с балкона и упало на Землю.  3) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало на Землю.  4) Тело брошено под углом к горизонту с поверхности Земли и упало в кузов проезжающего мимо грузовика.

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Объём сосуда с идеальным газом увеличили вдвое, выпустив половину газа и поддерживая температуру в сосуде постоянной. Как изменились при этом давление газа в сосуде, его плотность и внутренняя энергия? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась; 2) уменьшилась; 3) не изменилась. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

В прозрачном сосуде, заполненном водой, находится дифракционная решётка. Решётка освещается лучом света лазерной указки, падающим перпендикулярно её поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменятся частота световой волны, длина волны, падающей на решётку, и угол между падающим лучом и первым дифракционным максимумом при удалении воды из сосуда? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

Груз, привязанный к нити, отклонили от положения равновесия и отпустили из состояния покоя (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза после этого. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

1) координата \(x\)  2) проекция скорости \(v_x\)  3) кинетическая энергия \(E_к\)  4) потенциальная энергия \(E_п\)

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

На рисунке изображена упрощённая диаграмма энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Какие из этих четырёх переходов связаны с поглощением кванта света с наименьшей энергией и излучением света наименьшей длины волны? Установите соответствие между процессами поглощения и испускания света и стрелками, указывающими энергетические переходы атома. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Летящая горизонтально со скоростью 20 м/с пластилиновая пуля массой 9 г попадает в груз, неподвижно висящий на нити длиной 40 см, в результате чего груз с прилипшей к нему пулей начинает совершать колебания. Максимальный угол отклонения нити от вертикали при этом равен \(\alpha = 60^\circ\). Какова масса груза? 1) 81 г  2) 64 г  3) 27 г  4) 100 г

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул неона уменьшилась в 4 раза. Какова начальная температура газа? 1) 1800 К  2) 800 К  3) 1200 К  4) 2400 К

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Предмет высотой 6 см расположен на горизонтальной главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 30 см от её оптического центра. Высота изображения предмета 12 см. Найдите фокусное расстояние линзы. 1) 10 см  2) 36 см  3) 5 см  4) 20 см

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

При облучении металлического фотокатода светом длиной волны \(\lambda = 400\) нм максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,0 эВ. Найдите красную границу фотоэффекта для металла фотокатода. 1) 300 нм  2) 400 нм  3) 590 нм  4) 1240 нм

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Нихромовый проводник длиной \(l = l_2\) включён в цепь постоянного тока. К нему подключают вольтметр таким образом, что одна из клемм вольтметра всё время подключена к началу проводника, а вторая может перемещаться вдоль проводника. На рисунке приведена зависимость показаний вольтметра \(U\) от расстояния \(x\) до начала проводника. Как зависит от \(x\) площадь поперечного сечения проводника? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали.

Небольшие шарики, массы которых \(m = 30\) г и \(M = 60\) г, соединены лёгким стержнем и помещены в гладкую сферическую выемку. В начальный момент шарики удерживаются в положении, изображённом на рисунке. Когда их отпустили без толчка, шарики стали скользить по поверхности выемки. Максимальная высота подъёма шарика массой \(M\) относительно нижней точки выемки оказалась равной 12 см. Каков радиус выемки \(R\)?

▶РешениеСкрыть

Решение

Полная механическая энергия системы, равная сумме кинетической и потенциальной энергии, сохраняется, так как выемка гладкая и работа сил реакции стенок, в любой момент времени перпендикулярных скоростям шариков, равна нулю: \(E=E_K+E_P=\text{const}\).

В начальный момент и момент подъёма на максимальную высоту \(H\) кинетическая энергия системы равна нулю, поэтому её потенциальная энергия в эти моменты времени одинакова: \(E_P^{\text{нач}}=E_P^{\text{кон}}\). Начальное положение системы изображено на рис. 1, а конечное — на рис. 2.

Если отсчитывать потенциальную энергию от нижней точки выемки, то начальная потенциальная энергия системы \(E_P^{\text{нач}}=mgR\), а её конечная потенциальная энергия \(E_P^{\text{кон}}=mgh+MgH\). Закон сохранения энергии приводит к уравнению \(mgR=mgh+MgH\), из которого следует, что \((R-h)=\dfrac{M}{m}H\).

При движении гантели по поверхности выемки высота подъёма большого и малого грузов связаны. Заметим, что в прямоугольных треугольниках \(OmA\) и \(OMB\) \(MB=mA=R-h\), \(OA=OB=R-H\), \(OM=Om=R\), и воспользуемся теоремой Пифагора: \((R-h)^2=R^2-(OA)^2=R^2-(R-H)^2\). Отсюда следует: \((R-h)^2=H(2R-H)\).

Подставим сюда выражение \((R-h)=\dfrac{M}{m}H\), полученное из закона сохранения энергии, и получим: \(R=\dfrac{H}{2}\left(1+\dfrac{M^2}{m^2}\right)\).

Подставляя значения физических величин, получим: \(R=6\,(1+4)=30\) см.

Ответ: \(R=30\) см.

Изменение состояния постоянной массы одноатомного идеального газа происходит по циклу, показанному на рисунке. При переходе из состояния 1 в состояние 2 газ совершает работу \(A_{12} = 5\) кДж. Какое количество теплоты газ отдаёт за цикл холодильнику?

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 \(\dfrac{1}{100}R\), сопротивление вольтметра \(9R\). В первой схеме показания амперметра равны \(I_1\). Каковы его показания во второй схеме? Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплён в горизонтальной плоскости. На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка массой 92 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,1 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. С какой установившейся скоростью будет двигаться перемычка, если к ней приложить постоянную горизонтальную силу 1,13 Н? Коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,25. Сопротивлением стержня пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку.

▶РешениеСкрыть

Решение

При движении перемычки в однородном магнитном поле на её концах возникает ЭДС электромагнитной индукции: \(\mathcal E=BVl\), где \(B\) — индукция магнитного поля; \(V\) и \(l\) — соответственно скорость и длина перемычки. Согласно закону Ома для полной цепи в замкнутом контуре возникает индукционный ток: \(I_{инд}=\dfrac{\mathcal E}{R}=\dfrac{BVl}{R}\), где \(R\) — сопротивление перемычки.

Поскольку скорость перемычки постоянна, то ЭДС и индукционный ток также будут постоянными. Согласно правилу Ленца индукционный ток, возникающий в контуре, будет направлен так, чтобы своим магнитным полем препятствовать увеличению магнитного потока при движении перемычки, т.е. против часовой стрелки (см. рисунок). Благодаря появлению индукционного тока на перемычку со стороны магнитного поля начнёт действовать сила Ампера, направленная согласно правилу левой руки в противоположную движению сторону: \(F_A=BI_{инд}l=\dfrac{B^2l^2V}{R}\).

На перемычку действуют пять сил: сила тяжести \(m\vec g\), сила реакции опоры \(\vec N\), сила трения \(\vec F_{тр}\), сила Ампера \(\vec F_A\) и сила \(\vec F\), приложенная к перемычке (см. рисунок). Перемычка движется с постоянной скоростью, поэтому её ускорение равно нулю. Проекции второго закона Ньютона имеют вид: \(Ox: 0=F-F_{тр}-F_A\); \(Oy: 0=N-mg\). Сила трения скольжения \(F_{тр}=\mu N=\mu mg\). В итоге получаем: \(V=\dfrac{(F-\mu mg)R}{(Bl)^2}=\dfrac{(1{,}13-0{,}25\cdot0{,}092\cdot10)\cdot0{,}1}{(0{,}15\cdot1)^2}=4\) м/с.

Ответ: \(V=4\) м/с.

Значения энергии электрона в атоме водорода задаются формулой \(E_n=-\dfrac{13{,}6\text{ эВ}}{n^2}\), \(n=1, 2, 3, \dots\). При переходе с верхнего уровня энергии на нижний атом излучает фотон. Переходы с верхних уровней на уровень с \(n=1\) образуют серию Лаймана; на уровень с \(n=2\) — серию Бальмера; на уровень с \(n=3\) — серию Пашена и т.д. Найдите отношение \(\beta\) минимальной частоты фотона в серии Бальмера к максимальной частоте фотона в серии Пашена.

Источник: ЕГЭ по физике 2014, реальный вариант, вариант 333 — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.