зад 1 Ускорение по графику
На рисунке показан график зависимости от времени для проекции \(v_x\) скорости тела. Какова проекция \(a_x\) ускорения этого тела в интервале времени от 0,5 до 1 c?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} м/с\(^2\)
зад 2 Коэффициент трения по графику
На рисунке приведён график зависимости модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Чему равен коэффициент трения?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt}
зад 3 Кинетическая энергия
Скорость груза массой 0,4 кг равна 3 м/с. Чему равна кинетическая энергия груза?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} Дж
зад 4 Пружинный маятник
Смещение груза пружинного маятника от положения равновесия меняется с течением времени по закону \(x = A\cos\dfrac{2\pi t}{T}\), где период \(T = 1\) с. Через какое минимальное время начиная с момента \(t = 0\) потенциальная энергия маятника вернётся к своему исходному значению?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} с
зад 5 График скорости тела
В инерциальной системе отсчёта вдоль оси \(Ox\) движется тело массой 20 кг. На рисунке приведён график зависимости проекции скорости \(v_x\) этого тела от времени \(t\).
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.
1) В промежутке времени от 0 до 20 с импульс тела увеличился на 80 кг·м/с.
2) В промежутке времени от 60 до 100 с тело переместилось на 40 м.
3) В момент времени 10 с модуль равнодействующей сил, действующих на тело, равен 4 Н.
4) Модуль ускорения тела в промежутке времени от 60 до 80 с в 9 раз меньше модуля ускорения тела в промежутке времени от 80 до 100 с.
5) Кинетическая энергия тела в промежутке времени от 80 до 100 с уменьшилась в 9 раз.
Ответы №№: \rule{4em}{0.4pt}
зад 6 Горизонтальный бросок
Шарик, брошенный горизонтально с высоты \(H\) с начальной скоростью \(\vec v_0\), до падения на землю пролетел в горизонтальном направлении расстояние \(L\) (см. рисунок). Что произойдёт с временем полёта до падения на землю и ускорением шарика, если на этой же установке увеличить начальную скорость шарика? Сопротивлением воздуха пренебречь.
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.
Время полёта шарика до падения на землю: \rule{4em}{0.4pt}. Ускорение шарика: \rule{4em}{0.4pt}.
зад 7 Движение по окружности
Материальная точка движется по окружности радиусом \(R\) с постоянной линейной скоростью \(v\). Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими движение точки, и формулами, по которым их можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) частота обращения
Б) угловая скорость движения
ФОРМУЛЫ
Ответы АБ: \rule{4em}{0.4pt}
зад 8 Уравнение состояния газа
При температуре \(T_0\) и давлении 40 кПа 2 моль идеального газа занимают объём \(V_0\). Каково давление 1 моль этого газа в объёме \(V_0\) при температуре \(2T_0\)?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} кПа
зад 9 Внутренняя энергия газа
На рисунке показан график изменения состояния постоянной массы газа. В этом процессе газ получил количество теплоты, равное 6 кДж. На сколько изменилась его внутренняя энергия?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} кДж
зад 10 Внутренняя энергия одноатомного газа
На рисунке показан график зависимости давления одноатомного идеального газа от температуры при постоянной массе газа. Во сколько раз увеличилась внутренняя энергия газа в этом процессе?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} раз(-а)
зад 11 Влажность воздуха
Во вторник и в среду температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере во вторник было меньше, чем в среду. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения по поводу этой ситуации.
1) Относительная влажность воздуха во вторник была меньше, чем в среду.
2) Масса водяных паров, содержащихся в 1 м\(^3\) воздуха, во вторник была больше, чем в среду.
3) Плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, во вторник и в среду была одинаковой.
4) Давление насыщенных водяных паров во вторник было больше, чем в среду.
5) Концентрация молекул водяного пара в воздухе во вторник была меньше, чем в среду.
Ответы №№: \rule{4em}{0.4pt}
зад 12 Процессы с гелием
На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1–2 и 3–4, в каждом из которых участвует 1 моль гелия. Графики построены в координатах \(V\)–\(T\) и \(p\)–\(V\), 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 из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
УТВЕРЖДЕНИЯ
1) Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия увеличивается.
2) Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия не изменяется.
3) Над газом совершают положительную работу, при этом его внутренняя энергия уменьшается.
4) Над газом совершают положительную работу, при этом он получает положительное количество теплоты.
Ответы АБ: \rule{4em}{0.4pt}
зад 13 Сила Ампера на сторону рамки
Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на сторону \(cd\) рамки со стороны магнитного поля? Ответ запишите словом (словами).
Ответ: \rule{4em}{0.4pt}
зад 14 Амперметр в цепи
По участку цепи (см. рисунок) течёт постоянный ток \(I = 12\) А. Какую силу тока показывает амперметр, если сопротивление \(r = 1\) Ом? Сопротивлением амперметра пренебречь.
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} А
зад 15 Отражение от зеркала
Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим лучом и зеркалом равен 50°. Каков угол \(\gamma\) между падающим и отражённым лучами (см. рисунок)?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} град
зад 16 Катушки и индукционный ток
Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнута (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо.
1) Магнитный поток, пронизывающий катушку № 2, увеличивается.
2) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № 2, в центре этой катушки направлен от наблюдателя.
3) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № 1, всюду увеличивается.
4) В катушке № 2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.
5) Сила тока в катушке № 1 увеличивается.
Ответы №№: \rule{4em}{0.4pt}
зад 17 Заряд в магнитном поле
Протон в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца движется по окружности радиусом \(R\). В этом же поле движется α-частица. Как изменятся по сравнению с протоном модуль силы Лоренца и период обращения α-частицы, если она будет двигаться по окружности такого же радиуса, что и протон?
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.
Модуль силы Лоренца: \rule{4em}{0.4pt}. Период обращения α-частицы: \rule{4em}{0.4pt}.
зад 18 Колебательный контур
Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент \(t = 0\) переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. На графиках А и Б представлены изменения физических величин, характеризующих колебания в контуре после этого. \(T\) – период электромагнитных колебаний.
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1) заряд правой обкладки конденсатора
2) заряд левой обкладки конденсатора
3) энергия электрического поля конденсатора
4) модуль напряжения на конденсаторе
Ответы АБ: \rule{4em}{0.4pt}
зад 19 Ядерная реакция с нейтроном
Ядро бора может захватить нейтрон, в результате чего происходит ядерная реакция \({}^{1}_{0}n + {}^{10}_{5}B \to {}^{A}_{Z}X + {}^{4}_{2}He\) с образованием ядра химического элемента \({}^{A}_{Z}X\). Каковы заряд образовавшегося ядра \(Z\) (в единицах элементарного заряда) и его массовое число \(A\)?
Заряд ядра \(Z\): \rule{4em}{0.4pt}. Массовое число ядра \(A\): \rule{4em}{0.4pt}.
зад 20 Импульс фотонов
Два источника излучают свет с частотами \(\nu_1\) и \(\nu_2\). Найдите отношение \(\nu_1/\nu_2\), если отношение импульсов фотонов этих излучений \(p_1/p_2 = 2\).
Ответ: \rule{4em}{0.4pt}
зад 21 Электронный захват
Для некоторых атомов характерной особенностью является возможность захвата атомным ядром одного из ближайших к нему электронов. Как при захвате электрона изменяются массовое число атомного ядра и число нейтронов в ядре?
Для каждой величины определите соответствующий характер:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Массовое число ядра: \rule{4em}{0.4pt}. Число нейтронов в ядре: \rule{4em}{0.4pt}.
зад 22 Напряжение на лампочке
Определите напряжение на лампочке (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра.
Ответ: ( \rule{3em}{0.4pt} \(\pm\) \rule{3em}{0.4pt} ) В
зад 23 Маятник и ускорение свободного падения
Необходимо при помощи маятника экспериментально определить ускорение свободного падения. Для этого школьник взял штатив с муфтой и лапкой, нить и секундомер.
Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?
1) электронные весы
2) алюминиевый шарик
3) динамометр
4) линейка
5) мензурка
В ответ запишите номера выбранного оборудования.
Ответы №№: \rule{4em}{0.4pt}
зад 24 Яркие звёзды
Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звёздах. Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звёзд.
Таблица. Столбцы: наименование звезды; температура поверхности, К; масса (в массах Солнца); радиус (в радиусах Солнца); плотность по отношению к плотности воды.
Альдебаран: 3600; 5,0; 45; 7,7·10\(^{-5}\).
ε Возничего В: 11 000; 10,2; 3,5; 0,33.
Капелла: 5200; 3,3; 23; 4·10\(^{-4}\).
Ригель: 11 200; 40; 138; 2·10\(^{-5}\).
Сириус A: 9250; 2,1; 2,0; 0,36.
Сириус B: 8200; 1; 2·10\(^{-2}\); 1,75·10\(^{6}\).
Солнце: 6000; 1,0; 1,0; 1,4.
α Центавра А: 5730; 1,02; 1,2; 0,80.
1) Звезда Сириус А относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга – Рессела.
2) Звезда Ригель относится к сверхгигантам.
3) Наше Солнце имеет максимальную массу для звёзд главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга – Рессела.
4) Звезда Сириус В относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга – Рессела.
5) Звезда α Центавра А относится к белым карликам.
Ответы №№: \rule{4em}{0.4pt}
зад 25 Брусок под действием силы
Брусок массой 1,0 кг движется по горизонтальной плоскости прямолинейно с постоянным ускорением 1 м/c\(^2\) под действием силы \(F\), направленной вверх под углом \(\alpha = 30^\circ\) к горизонту (см. рисунок). Какова величина силы \(F\), если коэффициент трения бруска о плоскость равен 0,2? Ответ округлите до целых.
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} Н
зад 26 Таяние льда в калориметре
В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент кусочки льда перестают таять. Первоначальная масса воды в калориметре 330 г. На сколько увеличилась масса воды в калориметре, если её первоначальная температура 20 °С? Тепловыми потерями пренебречь.
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} г
зад 27 Фотоэффект
Поток фотонов выбивает из металла электроны. Энергия фотона равна 2 эВ. Если длину волны падающего излучения уменьшить в 2,5 раза, то максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих из этого металла, увеличится в 2 раза. Определите работу выхода электронов из металла.
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} эВ
зад 28 Электрометр и конденсатор
Две плоские пластины конденсатора, закреплённые на изолирующих штативах, расположили на небольшом расстоянии друг от друга и соединили одну пластину с заземлённым корпусом, а другую – со стержнем электрометра (см. рисунок). Затем пластину, соединённую со стержнем электрометра, зарядили. Объясните, опираясь на известные Вам законы, как изменяются показания электрометра при сближении пластин. Отклонение стрелки электрометра пропорционально разности потенциалов между пластинами. Ёмкость электрометра пренебрежимо мала.
1) увеличиваются
2) уменьшаются
3) не изменяются
Ответ: \rule{4em}{0.4pt}
▶ОтветСкрыть
2) уменьшаются: показания электрометра уменьшаются.
▶РешениеСкрыть
Показания электрометра пропорциональны напряжению \(U\) между пластинами, поэтому электрометр играет роль вольтметра. Пусть заряд левой (изолированной) обкладки равен \(q\); из земли на правую обкладку придёт заряд \(-q\), т.е. конденсатор имеет заряд \(|q|\). Левая обкладка изолирована, поэтому \(q = \text{const}\). Для конденсатора \(q = CU\), откуда \(U = \dfrac{q}{C}\), где \(C = \dfrac{\varepsilon_0 S}{d}\) (\(S\) — площадь пластин, \(d\) — расстояние между ними). Тогда \(U = \dfrac{q\,d}{\varepsilon_0 S}\). При сближении пластин \(d\) уменьшается, значит, \(U\) и показания электрометра уменьшаются.
зад 29 Отрыв тела от полусферы
Небольшое тело массой \(M = 0{,}99\) кг лежит на вершине гладкой полусферы. В тело попадает пуля массой \(m = 0{,}01\) кг, летящая горизонтально со скоростью \(v_0 = 100\) м/с, и застревает в нём. Пренебрегая смещением тела за время удара, определите радиус сферы, если высота, на которой тело оторвётся от поверхности полусферы, \(h = 0{,}7\) м. Высота отсчитывается от основания полусферы.
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} м
▶ОтветСкрыть
\(R = 1\) м.
▶РешениеСкрыть
При застревании пули выполняется закон сохранения импульса по горизонтали: \(mv_0 = (M+m)v_1\), откуда \(v_1 = \dfrac{mv_0}{M+m} = \dfrac{0{,}01 \cdot 100}{0{,}99+0{,}01} = 1\) м/с. Момент отрыва (точка 2) — когда сила реакции опоры \(N = 0\). Закон сохранения энергии от вершины до точки отрыва: \((M+m)gR + \dfrac{(M+m)v_1^2}{2} = (M+m)gh + \dfrac{(M+m)v_2^2}{2}\), откуда \(R = h + \dfrac{v_2^2}{2g} - \dfrac{v_1^2}{2g}\). Второй закон Ньютона в точке отрыва по радиусу: \((M+m)g\cos\alpha = \dfrac{(M+m)v_2^2}{R}\), где \(\cos\alpha = \dfrac{h}{R}\); отсюда \(v_2^2 = gh\). Тогда \(R = 1{,}5h - \dfrac{v_1^2}{2g} = 1{,}5 \cdot 0{,}7 - \dfrac{1}{20} = 1\) м (при \(g = 10\) м/с\(^2\)).
зад 30 Цикл одноатомного газа
Одноатомный идеальный газ неизменной массы совершает циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ отдаёт холодильнику количество теплоты \(|Q_x| = 8\) кДж. Какую работу газ совершает при переходе из состояния 1 в состояние 2?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} кДж
▶ОтветСкрыть
\(A_{12} = 4p_0V_0 = \dfrac{32}{10{,}5}\) кДж \(\approx 3{,}05\) кДж.
▶РешениеСкрыть
Участок 1–2 — изобарный (\(p = 2p_0\)): \(A_{12} = p_0 \cdot 2 \cdot (3V_0 - V_0) = 4p_0V_0\). Теплота отдаётся газом только на участке 2–3 (на участке 3–1 объём постоянен, а на участке 1–2 газ получает теплоту). На участке 2–3 работа \(A_{23} = -3p_0V_0\), изменение внутренней энергии \(\Delta U_{23} = \dfrac{3}{2}(p_3V_3 - p_2V_2) = -7{,}5\,p_0V_0\), поэтому \(Q_{23} = A_{23} + \Delta U_{23} = -10{,}5\,p_0V_0\). Тогда \(|Q_x| = 10{,}5\,p_0V_0 = 8\) кДж, откуда \(p_0V_0 = \dfrac{8}{10{,}5}\) кДж и \(A_{12} = \dfrac{4 \cdot 8}{10{,}5} \approx 3{,}05\) кДж.
зад 31 Конденсатор в цепи с ключом
В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, конденсатор \(C\) изначально не заряжен, а отношение \(\dfrac{R_2}{R_1} = 4\). Ключ К переводят в положение 1. Затем, спустя большой промежуток времени, ключ переводят в положение 2 и снова ждут в течение большого промежутка времени. В какое число раз \(n\) увеличится энергия конденсатора в результате перевода ключа в положение 2?
Ответ: \rule{4em}{0.4pt}
▶ОтветСкрыть
\(n = 25\).
▶РешениеСкрыть
Энергия конденсатора \(W = \dfrac{CU^2}{2}\), поэтому \(n = \dfrac{W_2}{W_1} = \dfrac{U_2^2}{U_1^2}\). В положении 1 напряжение на конденсаторе \(U_1 = IR_1\) (закон Ома для участка цепи), где \(I = \dfrac{\mathcal{E}}{R_1 + R_2 + r}\) (закон Ома для полной цепи). В положении 2 \(U_2 = I(R_1 + R_2) = I(R_2 + 4R_1) = 5IR_1 = 5U_1\), поэтому \(n = 25\).
зад 32 Изображение треугольника в линзе
Прямоугольный треугольник с катетами \(c = 2\) см и \(h = 3\) см расположен перед собирающей линзой с фокусным расстоянием \(F = 10\) см, как показано на рисунке. Чему равна площадь даваемого линзой изображения этого треугольника? Сделайте рисунок с указанием хода лучей.
Ответ: \rule{4em}{0.4pt} см\(^2\)
▶ОтветСкрыть
\(S' = 3{,}75\) см\(^2\).
▶РешениеСкрыть
По формуле тонкой линзы \(\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d_1} + \dfrac{1}{f_1}\) при \(d_1 = 2F\) получаем \(f_1 = \dfrac{d_1F}{d_1 - F} = 2F = 20\) см. Линейное увеличение \(\Gamma = \dfrac{h'}{h} = \dfrac{f_1}{d_1} = 1\), т.е. высота изображения катета \(h' = h = 3\) см. Ближняя к линзе вершина меньшего катета \(c\) находится на расстоянии \(d_2 = 2F - c = 18\) см, тогда \(f_2 = \dfrac{d_2F}{d_2 - F} = 22{,}5\) см. Длина изображения катета \(c' = f_2 - f_1 = 2{,}5\) см. Площадь изображения треугольника \(S' = \dfrac{1}{2}h'c' = \dfrac{1}{2} \cdot 3 \cdot 2{,}5 = 3{,}75\) см\(^2\).
Источник: ЕГЭ по физике 2018, досрочный период, вариант 114 — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.