зад 1 Путь по графику скорости
На рисунке представлен график зависимости модуля скорости \(v\) автомобиля от времени \(t\). Чему равен путь автомобиля за промежуток времени от 3 с до 5 с?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) м
▶ПодсказкаСкрыть
Путь на графике скорости равен площади под графиком на нужном интервале.
▶ОтветСкрыть
10
зад 2 Жёсткость пружины
Пружина одним концом прикреплена к неподвижной опоре, а к другому её концу приложили силу \(F = 10\) Н, при этом пружина растянулась на \(\Delta l = 2\) см. Определите жёсткость пружины \(k\).
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Н/м
▶ПодсказкаСкрыть
Закон Гука: \(F = k\,\Delta l\). Не забудьте перевести сантиметры в метры.
▶ОтветСкрыть
500
зад 3 Путь при работе силы трения
Отец везёт сына на санках с постоянной скоростью по горизонтальной заснеженной дороге. Модуль силы трения санок о снег равен 30 Н. Отец совершил механическую работу, равную 3000 Дж. Определите пройденный путь.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) м
▶ПодсказкаСкрыть
При постоянной скорости сила тяги равна силе трения, работа \(A = F s\).
▶ОтветСкрыть
100
зад 4 Период колебаний точки струны
На рисунке показан график колебаний одной из точек струны. Чему равен период этих колебаний?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) мс
▶ПодсказкаСкрыть
Период — длина одного полного колебания на оси времени.
▶ОтветСкрыть
4
зад 5 Деревянный кубик в воде
Деревянный кубик с ребром 10 см плавает частично погружённый в воду. Его начинают медленно погружать, действуя силой, направленной вертикально вниз. В таблице приведены значения модуля силы, под действием которой кубик находится в равновесии частично или полностью погружённый в воду. Погрешность измерения силы составила 0,1 Н. Выберите два верных утверждения на основании данных, приведённых в таблице.
| № опыта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Модуль силы \(F\), Н | \(0,2\) | \(0,8\) | \(1,8\) | \(3,0\) | \(4,0\) | \(5,0\) | \(6,0\) | \(6,0\) |
В опыте № 8 сила Архимеда, действующая на кубик, больше, чем в опыте № 7.
В опыте № 5 кубик погружён в воду полностью.
Масса кубика равна 0,5 кг.
При выполнении опытов № 1 – № 5 сила Архимеда, действующая на тело, увеличивалась.
Плотность кубика равна 400 кг/м\(^3\).
▶ПодсказкаСкрыть
Сила Архимеда растёт, пока кубик полностью не погрузится; после этого она постоянна.
▶ОтветСкрыть
45
зад 6 Спутник при переходе на другую орбиту
В результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение уменьшается. Как изменяются в результате этого перехода кинетическая энергия спутника и период обращения вокруг Земли? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится. Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Кинетическая энергия. Период обращения вокруг Земли: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Центростремительное ускорение \(a = GM/r^2\): уменьшение \(a\) означает увеличение \(r\).
▶ОтветСкрыть
21
зад 7 Бросок под углом
Тело брошено с поверхности земли со скоростью \(\upsilon\) и под углом \(\alpha\) к горизонту. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими движение тела, и формулами, по которым их можно определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры.
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ФОРМУЛЫ |
| А) время подъёма \(t\) на максимальную высоту | 1) \(\dfrac{\upsilon^2\sin^2\alpha}{2g}\) |
| Б) максимальная высота \(h\) над горизонтом | 2) \(\dfrac{\upsilon\cos^2\alpha}{g}\) |
| 3) \(\dfrac{\upsilon^2\sin 2\alpha}{2g}\) | |
| 4) \(\dfrac{\upsilon\sin\alpha}{g}\) |
▶ПодсказкаСкрыть
Время подъёма находится из условия равенства нулю вертикальной скорости.
▶ОтветСкрыть
41
зад 8 Отношение температур газа
В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Определите \(T_2/T_1\) — отношение температур газа в состояниях 2 и 1 (см. рисунок).
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Используйте уравнение состояния \(pV = \nu RT\) для обоих состояний по точкам на графике.
▶ОтветСкрыть
6
зад 9 Теплота по первому закону
Какое количество теплоты газ отдал окружающим телам, если его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж, а внешние силы совершили над газом работу, равную 500 Дж?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Дж
▶ПодсказкаСкрыть
Первый закон термодинамики: \(\Delta U = Q + A'\), где \(A'\) — работа внешних сил над газом.
▶ОтветСкрыть
300
зад 10 Нагрев свинца и меди
Определите, каково должно быть примерное отношение масс \(m_{\text{Pb}}/m_{\text{Cu}}\) свинцового и медного тел, чтобы при получении одного и того же количества теплоты они нагрелись на одно и то же число градусов. Ответ округлите до целых.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
\(Q = c\,m\,\Delta T\): при одинаковых \(Q\) и \(\Delta T\) массы обратно пропорциональны удельным теплоёмкостям.
▶ОтветСкрыть
3
зад 11 Смесь водорода и гелия
В сосуде неизменного объёма при комнатной температуре находилась смесь водорода и гелия, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль гелия. Считая газы идеальными, а их температуру постоянной, выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных исследований, и укажите их номера. 1) Парциальное давление водорода уменьшилось. 2) Давление смеси газов в сосуде уменьшилось. 3) Концентрация водорода увеличилась. 4) В начале опыта концентрация водорода была больше, чем концентрация гелия. 5) В начале опыта масса гелия была больше, чем масса водорода.
Ответы №№: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Сравните число молей (и массы) газов до и после выпуска половины смеси.
▶ОтветСкрыть
15
зад 12 Графики процессов в p–V и p–T
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов 1–2 и 3–4, каждый из которых совершается одним молем аргона. Графики построены в координатах \(p\)–\(V\) и \(p\)–\(T\), где \(p\) — давление, \(V\) — объём и \(T\) — абсолютная температура газа. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1) Внутренняя энергия газа уменьшается, при этом газ совершает работу. 2) Над газом совершают работу, при этом газ отдаёт теплоту. 3) Газ получает теплоту, но не совершает работы. 4) Газ отдаёт теплоту, но не совершает работы.
Ответ: А \(\underline{\qquad}\), Б \(\underline{\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Процесс 1–2 на графике \(p\)–\(V\) — изобарное сжатие; процесс 3–4 на графике \(p\)–\(T\) — изохорное охлаждение.
▶ОтветСкрыть
24
зад 13 Магнитное поле витка с током
На рисунке изображён проволочный виток, по которому течёт электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в плоскости чертежа. Куда направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор индукции магнитного поля тока в центре витка? Ответ запишите словом (словами).
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Правило буравчика для кругового тока: направление поля в центре определяется направлением обхода тока.
▶ОтветСкрыть
от наблюдателя
зад 14 Отношение теплот на резисторах
На рисунке представлен участок электрической цепи. Каково отношение количеств теплоты \(Q_3/Q_4\), выделившихся на резисторах \(R_3\) и \(R_4\) за одно и то же время?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Для последовательно соединённых резисторов \(Q \sim R\), для параллельных \(Q \sim 1/R\).
▶ОтветСкрыть
0,75
зад 15 Угол отражения от повёрнутого зеркала
Угол падения света на горизонтально расположенное плоское зеркало равен 30°. Каким будет угол отражения света, если повернуть зеркало на 10° так, как показано на рисунке?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) град
▶ПодсказкаСкрыть
При повороте зеркала на угол \(\varphi\) угол падения меняется на \(\varphi\).
▶ОтветСкрыть
40
зад 16 Стеклянные кубики в электрическом поле
Два незаряженных стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряжённость которого направлена горизонтально влево, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули (нижняя часть рисунка). Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных исследований, и укажите их номера. 1) После того как кубики раздвинули, заряд первого кубика оказался положителен, заряд второго — отрицателен. 2) После помещения в электрическое поле электроны из первого кубика стали переходить во второй. 3) После того как кубики раздвинули, заряды обоих кубиков остались равными нулю. 4) До разделения кубиков в электрическом поле левая поверхность 1-го кубика была заряжена отрицательно. 5) После того как кубики раздвинули, правые поверхности обоих кубиков оказались заряжены отрицательно.
Ответы №№: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Диэлектрик в поле поляризуется: разделённые кубики сохраняют заряды на противоположных поверхностях.
▶ОтветСкрыть
35
зад 17 Заряд в магнитном поле
Частица массой \(m\), несущая заряд \(q\), движется в однородном магнитном поле с индукцией \(B\) по окружности радиуса \(R\) со скоростью \(\upsilon\). Что произойдёт с периодом обращения и радиусом орбиты частицы при уменьшении скорости её движения? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится. Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Период обращения. Радиус орбиты: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Радиус \(R = m\upsilon/(qB)\), период \(T = 2\pi m/(qB)\) не зависит от скорости.
▶ОтветСкрыть
32
зад 18 Напряжённость поля конуса
Заряд металлического уединённого конуса высотой \(H\) и радиусом основания \(R = H/2\) равен \(q\). Точка \(O\) — центр основания конуса, \(OA = OC = 2R\), \(OB = R\), угол \(AOC\) прямой, отрезки \(OA\) и \(OC\) лежат в плоскости основания конуса. Модуль напряжённости электростатического поля заряда \(Q\) в точке \(C\) равен \(E_C\).
Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) модуль напряжённости электростатического поля конуса в точке \(A\) Б) модуль напряжённости электростатического поля конуса в точке \(B\)
1) \(0\) 2) \(E_C\) 3) \(2E_C\) 4) \(4E_C\)
Ответы АБ: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Поверхность проводника эквипотенциальна; внутри металла поле равно нулю, вне — определяется распределением заряда.
▶ОтветСкрыть
21
зад 19 Распады тория в радий
В результате серии радиоактивных распадов торий \(^{232}_{90}\text{Th}\) превращается в радий \(^{224}_{88}\text{Ra}\). Какое количество \(\alpha\)-распадов и \(\beta\)-распадов он испытывает при этом?
Число \(\alpha\)-распадов. Число \(\beta\)-распадов: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Массовое число меняется на 4 при \(\alpha\)-распаде и не меняется при \(\beta\)-распаде.
▶ОтветСкрыть
22 (2 α-распада и 2 β-распада)
зад 20 Период полураспада радона
Период полураспада изотопа радона \(^{222}_{86}\text{Rn}\) 3,8 дня. Через какое время масса радона уменьшится в 32 раза?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) дней
▶ПодсказкаСкрыть
\(32 = 2^5\), значит, прошло 5 периодов полураспада.
▶ОтветСкрыть
19
зад 21 Фотоэффект при росте частоты
В опытах по фотоэффекту пластину из металла с работой выхода \(3{,}4\cdot10^{-19}\) Дж освещают светом частоты \(6\cdot10^{14}\) Гц. Как изменится работа выхода фотоэлектронов из металла \(A_{\text{вых}}\) и максимальная кинетическая энергия электронов \(E_{\max}\), вылетающих с поверхности металла, если увеличить частоту падающего света, не меняя его интенсивности? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Работа выхода фотоэлектронов из металла \(A_{\text{вых}}\). Максимальная кинетическая энергия электронов \(E_{\max}\): \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Работа выхода — свойство металла; \(E_{\max} = h\nu - A_{\text{вых}}\) растёт с частотой.
▶ОтветСкрыть
31
зад 22 Масса по графику силы тяжести
Космонавты исследовали зависимость силы тяжести от массы тела на открытой ими планете. Результаты измерений представлены в виде графика на рисунке. Погрешность измерения массы равна 0,1 кг, силы — 1,5 Н. Чему равна с учётом погрешности измерений масса тела, на которое действует сила тяжести, равная 12,5 Н?
Ответ: \((\underline{\qquad\qquad}\pm\underline{\qquad\qquad})\) кг
▶ПодсказкаСкрыть
По графику найдите \(g\) планеты (наклон прямой), затем \(m = F/g\).
▶ОтветСкрыть
3 ± 0,1 кг
зад 23 Гипотеза о ширине спектра
Пучок белого света, пройдя через призму, разлагается в спектр. Была выдвинута гипотеза, что ширина спектра, получаемого на стоящем за призмой экране, зависит от геометрических размеров призмы. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу. Какие два опыта нужно провести для такого исследования? В ответ запишите номера выбранных опытов.
Ответы №№: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ПодсказкаСкрыть
Для проверки зависимости от размеров надо менять только один размер призмы, остальное оставлять неизменным.
▶ОтветСкрыть
14
зад 24 Кинетическая энергия мяча перед ударом
Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом о стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. Найдите кинетическую энергию мяча перед ударом, если при ударе выделилось количество теплоты, равное 15 Дж.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Дж
▶ПодсказкаСкрыть
Выделившаяся теплота равна потере кинетической энергии при ударе.
▶ОтветСкрыть
20
зад 25 Заряд в точке C
Точка \(B\) находится в середине отрезка \(AC\). Неподвижные точечные заряды \(-q\) и \(-2q\) (\(q = 2\) нКл) расположены в точках \(A\) и \(C\) соответственно (см. рисунок). Какой положительный заряд надо поместить в точку \(C\) взамен заряда \(-2q\), чтобы напряжённость электрического поля в точке \(B\) увеличилась в 4 раза?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) нКл
▶ПодсказкаСкрыть
Напряжённости от зарядов в точке B складываются векторно; учитывайте знаки и расстояния.
▶ОтветСкрыть
6
зад 26 Внешний диаметр светлого кольца
Пучок параллельных световых лучей падает нормально на тонкую собирающую линзу диаметром 6 см и оптической силой 5 дптр (см. рисунок). Экран освещён неравномерно. Выделяется более освещённая часть экрана (в форме кольца). Рассчитайте внешний диаметр светлого кольца, создаваемого на экране. Экран находится на расстоянии 50 см от линзы.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) см
▶ПодсказкаСкрыть
Фокусное расстояние \(F = 1/D\); по подобию треугольников найдите диаметр пятна на экране.
▶ОтветСкрыть
9
зад 27 Масса жидкости при выдвижении поршня
В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и её пар. Поршень начинают выдвигать из сосуда. При этом температура воды и пара остаётся неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики. Ответы: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\)
▶ОтветСкрыть
2
▶РешениеСкрыть
Вода и водяной пар находятся в закрытом сосуде длительное время, поэтому водяной пар является насыщенным. При выдвигании поршня происходит изотермическое расширение пара, давление и плотность насыщенного пара в этом процессе не меняются. Следовательно, будет происходить испарение жидкости. Значит, масса жидкости в сосуде будет уменьшаться.
Ответ: масса жидкости в сосуде будет уменьшаться.
зад 28 Минимальная масса груза на наклонной плоскости
Грузы массами \(M = 1\) кг и \(m\) связаны лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через блок, по которому нить может скользить без трения (см. рисунок). Груз массой \(M\) находится на шероховатой наклонной плоскости (угол наклона плоскости к горизонту \(\alpha = 30^\circ\), коэффициент трения \(\mu = 0{,}3\)). Чему равно минимальное значение массы \(m\), при котором система грузов ещё не выходит из первоначального состояния покоя?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) кг
▶ОтветСкрыть
0,24
▶РешениеСкрыть
Если масса \(m\) достаточно мала, но грузы ещё покоятся, то сила трения покоя, действующая на груз массой \(M\), направлена вверх вдоль наклонной плоскости.
Запишем второй закон Ньютона для каждого из покоящихся тел в проекциях на оси введённой системы координат. На первое тело действуют сила тяжести, сила нормальной реакции опоры, сила натяжения нити и сила трения: \[Mg\sin\alpha - T_1 - F_{\text{тр}} = 0 \quad \text{(ось направлена вверх вдоль наклонной плоскости);}\] \[N - Mg\cos\alpha = 0 \quad \text{(ось направлена перпендикулярно наклонной плоскости).}\] На второе тело действуют сила тяжести и сила натяжения нити: \[mg - T_2 = 0 \quad \text{(ось направлена вертикально вниз).}\] Учтём, что \(T_1 = T_2 = T\) (нить лёгкая, между блоком и нитью трения нет), \(F_{\text{тр}} \le \mu N\) (сила трения покоя). Получим: \[m_{\min} = M(\sin\alpha - \mu\cos\alpha) \approx 0{,}24 \text{ кг}.\]
Ответ: \(m_{\min} = M(\sin\alpha - \mu\cos\alpha) \approx 0{,}24\) кг.
зад 29 Воздушный шар с горелкой
Воздушный шар объёмом \(V = 2500\) м\(^3\) с массой оболочки \(m_{\text{об}} = 400\) кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Какова максимальная масса груза \(m_{\text{г}}\), который может поднять шар, если воздух в нём нагреть до температуры \(t_1 = 77\) °C? Температура окружающего воздуха \(t = 7\) °C, его плотность \(\rho = 1{,}2\) кг/м\(^3\). Оболочку шара считать нерастяжимой.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) кг
▶ПодсказкаСкрыть
Подъёмная сила равна разности сил Архимеда и тяжести нагретого воздуха; плотность нагретого воздуха найдите из уравнения состояния при постоянном давлении.
▶ОтветСкрыть
200
зад 30 Индукция по ЭДС движущегося проводника
Горизонтально расположенный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле. Скорость проводника направлена горизонтально и перпендикулярно проводнику (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, и ускорении 8 м/с\(^2\) он переместился на 1 м. Какова индукция магнитного поля, в котором двигался проводник, если ЭДС индукции на концах проводника в конце движения равна 2 В?
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) Тл
▶ОтветСкрыть
0,5
▶РешениеСкрыть
ЭДС индукции в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле: \(\mathcal{E} = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}\). Изменение магнитного потока за малое время \(\Delta t\): \(\Delta\Phi = B\,\Delta S\), где площадь \(\Delta S\) определяется произведением длины проводника \(l\) на его перемещение \(\Delta x\) за время \(\Delta t\), т. е. \(\Delta\Phi = Bl\,\Delta x\). Следовательно, \(|\mathcal{E}| = \dfrac{Bl\,\Delta x}{\Delta t} = Bl\upsilon\), где \(\upsilon\) — скорость движения проводника. В конце пути длиной \(x\) скорость проводника \(\upsilon = \sqrt{2ax}\) (\(a\) — ускорение), так что \(|\mathcal{E}| = Bl\sqrt{2ax}\), отсюда \[B = \dfrac{|\mathcal{E}|}{l\sqrt{2ax}} = 0{,}5 \text{ Тл}.\]
Ответ: \(B = \dfrac{|\mathcal{E}|}{l\sqrt{2ax}} = 0{,}5\) Тл.
зад 31 Длина волны при фотоэффекте
Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода \(\lambda_0 = 450\) нм. Если облучать катод светом с длиной волны \(\lambda\), то фототок прекращается при запирающем напряжении между анодом и катодом \(U = 1{,}4\) В. Определите длину волны \(\lambda\).
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) нм
▶ОтветСкрыть
298
▶РешениеСкрыть
Чтобы фототок прекратился, должно выполняться условие \(eU = \dfrac{m_e\upsilon_{\max}^2}{2}\), где \(e\) — модуль заряда электрона, \(m_e\) — масса электрона. Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: \(h\nu = A_{\text{вых}} + \dfrac{m_e\upsilon_{\max}^2}{2}\). Учитывая, что \(\nu = \dfrac{c}{\lambda}\), \(h\nu_0 = A_{\text{вых}}\), получим: \[\lambda = \dfrac{hc}{eU + hc/\lambda_0} \approx 2{,}98\cdot10^{-7} \text{ м}.\]
Ответ: \(\lambda = \dfrac{hc}{eU + hc/\lambda_0} \approx 2{,}98\cdot10^{-7}\) м.
Источник: ЕГЭ по физике 2017, реальный вариант, вариант 114 — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.