ЕГЭ 2016, реальный вариант, вариант 043

Координата тела меняется с течением времени согласно закону \(x = 4 - 2t\), где все величины выражены в СИ. Какой из графиков отражает зависимость проекции скорости движения тела от времени?

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Брусок лежит на шероховатой наклонной опоре (см. рисунок). На него действуют три силы: сила тяжести \(m\vec g\), сила нормальной реакции опоры \(\vec N\) и сила трения \(\vec F_{\text{тр}}\). Чему равен модуль равнодействующей сил \(\vec F_{\text{тр}}\) и \(\vec N\), если брусок покоится?

1) \(F_{\text{тр}} + N\)

2) \(N\cos\alpha\)

3) \(F_{\text{тр}}\sin\alpha\)

4) \(mg\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Для первой из них сила притяжения к звезде в 4 раза больше, чем для второй. Каково отношение \(R_1/R_2\) радиусов орбит первой и второй планет?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Тело движется по прямой в одном направлении. Под действием постоянной силы, равной по модулю 6 Н, импульс тела изменился на 30 кг·м/с. Сколько времени потребовалось для этого?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) с

Шарик массой 0,4 кг, подвешенный на лёгкой пружине, совершает свободные гармонические колебания вдоль вертикальной прямой. Какой должна быть масса шарика, чтобы частота его свободных вертикальных гармонических колебаний на этой же пружине была в 2 раза больше?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) кг

На шероховатой наклонной плоскости покоится деревянный брусок. Угол наклона плоскости увеличили, но брусок относительно плоскости остался в покое. Как изменились при этом сила трения покоя, действующая на брусок, и коэффициент трения бруска о плоскость?

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.

Сила трения покоя, действующая на брусок. Коэффициент трения бруска о плоскость: \(\underline{\qquad\qquad}\)

После удара шайба массой \(m\) начала скользить с начальной скоростью \(v_0\) вверх по плоскости, установленной под углом \(\alpha\) к горизонту (см. рисунок). Переместившись вдоль оси \(Ox\) на расстояние \(s\), шайба соскользнула в исходное положение. Коэффициент трения шайбы о плоскость равен \(\mu\). Формулы А и Б позволяют рассчитать значения физических величин, характеризующих движение шайбы.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А.Б: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Если растолочь мел в мелкую пудру, высыпать её в стакан с водой и размешать, то, поместив каплю получившейся смеси под окуляр микроскопа, можно увидеть, что частицы пудры движутся в капле хаотично. Чем можно объяснить такое движение частиц пудры?

1) диффузией молекул воды в крупинки пудры

2) хаотичными ударами со стороны молекул воды

3) притяжением крупинок пудры молекулами воды

4) сопротивлением воды движению в ней твёрдых тел

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Идеальный газ участвует в процессе, показанном на рисунке. Масса газа в ходе процесса не меняется. Наибольший объём газа в процессе \(V_{\text{макс}}\) достигается

1) на всём отрезке 1–2

2) на всём отрезке 2–3

3) в точке 1

4) в точке 3

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Тепловая машина с КПД 40

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Дж

В цилиндре под поршнем находятся жидкость и её насыщенный пар (см. рисунок). Как будут изменяться давление пара и масса жидкости при медленном перемещении поршня вниз при постоянной температуре, пока поршень не коснётся поверхности жидкости?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Давление пара. Масса жидкости: \(\underline{\qquad\qquad}\)

На рисунке показан график изменения температуры \(T\) вещества при постоянном давлении по мере выделения им количества теплоты \(Q\). В начальный момент времени вещество находилось в газообразном состоянии. Какие участки графика соответствуют конденсации пара и остыванию вещества в твёрдом состоянии? Установите соответствие между тепловыми процессами и участками графика. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) Над газом совершают работу, при этом газ отдаёт теплоту.

2) Газ получает теплоту и совершает работу.

3) Над газом совершают работу, при этом его внутренняя энергия увеличивается.

4) Газ получает теплоту, при этом его внутренняя энергия увеличивается.

А.Б: \(\underline{\qquad\qquad}\)

На рисунке показаны два способа вращения плоской рамки в однородном магнитном поле. В каком(-их) случае(-ях) в рамке возникает ЭДС индукции?

1) в обоих случаях

2) только во втором случае

3) только в первом случае

4) не возникает ни в одном из случаев

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

На рисунке показаны сечения двух параллельных прямых длинных проводников и направления токов в них. Как направлен вектор магнитной индукции в точке А, находящейся точно посередине между проводниками?

1) вниз \(\downarrow\)

2) по направлению токов

3) равен 0

4) вверх \(\uparrow\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Пять одинаковых резисторов с сопротивлением 10 Ом каждый соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток \(I = 6\) А (см. рисунок). Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) В

Луч света падает на плоское зеркало. Угол падения равен 15°. Чему равен угол между падающим и отражённым лучами?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) град

Плоский конденсатор с воздушным зазором между обкладками подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся при уменьшении зазора между обкладками конденсатора его электроёмкость и величина заряда на его обкладках?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Электроёмкость. Величина заряда на обкладках конденсатора: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин в цепях постоянного тока и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: \(R\) — сопротивление резистора; \(I\) — сила тока; \(U\) — напряжение на резисторе. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А.Б: \(\underline{\qquad\qquad}\)

На рисунке представлен фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Под названием каждого элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов. При этом нижний индекс около массового числа указывает (в процентах) распространённость изотопа в природе. Укажите число протонов и число нейтронов в ядре наименее распространённого из упомянутых стабильных изотопов меди.

1) 29 протонов, 36 нейтронов

2) 31 протон, 40 нейтронов

3) 36 протонов, 29 нейтронов

4) 69 протонов, 71 нейтрон

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

В результате столкновения ядра бора \({}^{11}_{5}\text{B}\) и \(\alpha\)-частицы образуются нейтрон и ядро

1) \({}^{10}_{5}\text{B}\) 2) \({}^{12}_{6}\text{C}\) 3) \({}^{15}_{7}\text{N}\) 4) \({}^{14}_{7}\text{N}\)

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Период полураспада изотопа висмута \({}^{210}_{83}\text{Bi}\) равен пяти дням. Какая масса этого изотопа осталась в образце, содержавшем первоначально 80 мг \({}^{210}_{83}\text{Bi}\), через 15 дней?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) мг

Ядро испытывает \(\alpha\)-распад. Как при этом изменяются масса ядра и число протонов в ядре?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Масса ядра. Число протонов в ядре: \(\underline{\qquad\qquad}\)

С помощью барометра проводились измерения атмосферного давления. Верхняя шкала барометра проградуирована в кПа, а нижняя шкала — в мм рт. ст. Погрешность измерений давления равна цене деления шкалы барометра. Чему равно атмосферное давление по результатам этих измерений?

1) \((99 \pm 1)\) кПа

2) \((99{,}4 \pm 0{,}1)\) кПа

3) \((99{,}4 \pm 0{,}2)\) кПа

4) \((99{,}4 \pm 1)\) кПа

Ответ №: \(\underline{\qquad\qquad}\)

На рисунке приведены графики зависимости координаты от времени для двух тел: А и В, движущихся по прямой, вдоль которой и направлена ось \(Ox\). Выберите два верных утверждения о характере движения тел.

1) Тело А движется равноускоренно, а тело В — равнозамедленно.

2) Скорость тела А в момент времени \(t = 5\) с равна 20 м/с.

3) Тело В меняет направление движения в момент времени \(t = 5\) с.

4) Проекция ускорения тела В на ось \(Ox\) положительна.

5) Интервал между моментами прохождения телом В начала координат составляет 6 с.

Ответы №№: \(\underline{\qquad\qquad}\)

Тело массой 2 кг, брошенное с некоторой высоты вертикально вверх, упало на землю со скоростью 6 м/с. Потенциальная энергия тела относительно поверхности земли в момент броска была равна 20 Дж. С какой начальной скоростью бросили тело? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) м/с

На рисунке изображён график изменения состояния одноатомного идеального газа в количестве 20 моль. Какая температура соответствует состоянию 2?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) К

Прямолинейный проводник длиной \(l = 0{,}1\) м, по которому течёт ток \(I = 2\) А, расположен в однородном магнитном поле под углом \(90^\circ\) к вектору \(\vec B\). Каков модуль индукции магнитного поля \(B\), если сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, равна 0,2 Н?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Тл

В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под массивным металлическим поршнем находится идеальный газ. В первоначальном состоянии 1 поршень опирается на жёсткие выступы на внутренней стороне стенок цилиндра (рис. 1), а газ занимает объём \(V_0\) и находится под давлением \(p_0\), равным внешнему атмосферному. Его температура в этом состоянии равна \(T_0\). Газ медленно нагревают, и он переходит из состояния 1 в состояние 2, в котором давление газа равно \(2p_0\), а его объём равен \(2V_0\) (рис. 2). Количество вещества газа при этом не меняется. Постройте график зависимости объёма газа от его температуры при переходе из состояния 1 в состояние 2. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

▶РешениеСкрыть

Решение

Образец возможного решения.

1. Определим температуру \(T_2\) конечного состояния газа. Запишем уравнение Клапейрона — Менделеева для газа в состояниях 1 и 2: \[\begin{cases} p_0 V_0 = \nu R T_0, \\ 2p_0 \cdot 2V_0 = \nu R T_2, \end{cases}\] откуда \(T_2 = 4T_0\).

2. Покажем силы, приложенные к поршню, когда он уже не опирается на выступы на стенках цилиндра. Сила тяжести \(m\vec g\) и сила давления на поршень со стороны атмосферы \(\vec F_{\text{атм}}\) постоянны. Поскольку поршень перемещается медленно, сумму приложенных к нему сил считаем равной нулю. Отсюда следует, что сила давления на поршень со стороны газа \(\vec F_{\text{газа}}\) тоже постоянна. Значит, её модуль равен \(F_{\text{газа}} = pS = \text{const}\) (\(S\) — площадь горизонтального сечения поршня) при любом положении поршня выше первоначального.

Таким образом, \(p = 2p_0 = \text{const}\) при \(V_0 < V \le 2V_0\), процесс нагревания газа изобарный (\(\frac{V}{T} = \text{const}\)). Определим температуру начала этого процесса \(T_{\text{н}}\): \[\begin{cases} p_0 V_0 = \nu R T_0, \\ 2p_0 \cdot V_0 = \nu R T_{\text{н}}, \end{cases}\] откуда \(T_{\text{н}} = 2T_0\).

3. На отрезке температур \(T_0 \le T \le 2T_0\) процесс нагревания газа изохорный (\(V = V_0\)), давление газа с ростом его температуры увеличивается от \(p_0\) до \(2p_0\).

Ответ: а) при \(T_0 \le T \le 2T_0\) \(V = V_0 = \text{const}\); б) при \(2T_0 \le T \le 4T_0\) объём газа меняется от \(V_0\) до \(2V_0\) по закону \(\frac{V}{T} = \text{const}\).

График, изображающий зависимости из п. а) и б), представляет собой ломаную линию.

Однородный тонкий стержень массой \(m = 1\) кг одним концом шарнирно прикреплён к потолку, а другим концом опирается на массивную горизонтальную доску, образуя с ней угол \(\alpha = 30^\circ\). Под действием горизонтальной силы \(F\) доска движется поступательно влево с постоянной скоростью (см. рисунок). Стержень при этом неподвижен. Найдите \(F\), если коэффициент трения стержня по доске \(\mu = 0{,}2\). Трением доски по опоре и трением в шарнире пренебречь.

▶РешениеСкрыть

Решение

Образец возможного решения.

1. В инерциальной системе отсчёта \(Oxy\), связанной с Землёй, доска движется поступательно с постоянной скоростью. Поэтому сумма проекций на ось \(Ox\) всех сил, приложенных к доске, равна нулю (рис. а): \(F_{\text{тр}1} - F = 0\).

2. На рис. б показаны все силы, приложенные к стержню. Силы реакции шарнира и доски представлены горизонтальными и вертикальными составляющими: \(\vec T = \vec T_1 + \vec T_2\) и \(\vec R = \vec N + \vec F_{\text{тр}2}\) соответственно. По третьему закону Ньютона \(\vec F_{\text{тр}2} = -\vec F_{\text{тр}1}\), поэтому \(F_{\text{тр}2} = F_{\text{тр}1} = F\). (1)

3. По условию задачи стержень покоится, поэтому сумма моментов сил относительно оси шарнира \(A\) равна нулю. Обозначив длину стержня через \(L\), запишем это условие: \[mg\frac{L}{2}\cos\alpha - F_{\text{тр}2} L\sin\alpha - NL\cos\alpha = 0. \qquad (2)\]

4. Доска движется относительно стержня, поэтому сила трения является силой трения скольжения: \(F_{\text{тр}2} = \mu N\). (3)

5. Подставив (3) в (2), получим уравнение \(mg\cos\alpha - 2\mu N\sin\alpha - 2N\cos\alpha = 0\), позволяющее найти нормальную составляющую силы реакции доски \(N = \dfrac{mg}{2(1 + \mu\,\text{tg}\,\alpha)}\).

Отсюда: \(F = F_{\text{тр}2} = \mu N = \dfrac{\mu mg}{2(1 + \mu\,\text{tg}\,\alpha)} = \dfrac{0{,}2 \cdot 1 \cdot 10}{2\left(1 + 0{,}2 \cdot \frac{\sqrt{3}}{3}\right)} \approx 0{,}9\) Н.

Ответ: \(F \approx 0{,}9\) Н.

В школьном физическом кружке изучали уравнение теплового баланса. В одном из опытов использовали два калориметра. В первом калориметре находилось 300 г воды, во втором — 200 г льда и 200 г воды при 0 °С. Какой была первоначальная температура воды в первом калориметре, если после добавления в него всего содержимого второго в первом калориметре установилась температура 2 °С? Теплоёмкостью калориметров пренебречь.

Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе \(R_1\) выделяется мощность \(P_1 = 2\) Вт, а на резисторе \(R_2\) — мощность \(P_2 = 1\) Вт. Какая мощность будет выделяться на резисторе \(R_2\) после замыкания ключа К? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Фотокатод с работой выхода \(4{,}42 \cdot 10^{-19}\) Дж освещается монохроматическим светом. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией \(4 \cdot 10^{-4}\) Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям. Максимальный радиус такой окружности 10 мм. Какова частота падающего света?

Источник: ЕГЭ по физике 2016, реальный вариант, вариант 043 — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.