ЕГЭ 2022, открытый вариант ФИПИ, вариант 1

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Работа силы тяжести по перемещению тела между двумя заданными точками зависит от соединяющей их траектории.

2) В ходе процесса кипения жидкости её температура не меняется, а внутренняя энергия системы «жидкость и её пар» уменьшается.

3) Модуль сил взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел в вакууме прямо пропорционален модулю каждого из зарядов.

4) Энергия магнитного поля катушки индуктивностью \(L\) увеличивается прямо пропорционально увеличению силы тока в катушке.

5) Атом излучает свет при переходе из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией.

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

Даны следующие зависимости величин:

А) зависимость модуля скорости тела, брошенного вертикально вверх, от времени от начала движения до верхней точки траектории;

Б) зависимость количества теплоты, необходимого для плавления вещества, от его массы;

В) зависимость сопротивления цилиндрического медного проводника площадью поперечного сечения \(S\) от его длины.

Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1–5. Для каждой зависимости А–В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

На рисунке показан график зависимости проекции \(\upsilon_x\) скорости тела от времени \(t\). Какова проекция \(a_x\) ускорения этого тела в интервале времени от 1,5 до 2 с?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) м/с\(^2\).

Тело движется в инерциальной системе отсчёта по прямой в одном направлении. Результирующая всех сил, действующих на тело, постоянна и равна по модулю 1,5 Н. Каков модуль изменения импульса тела за 8 с?

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

Смещение груза пружинного маятника меняется с течением времени по закону \(x = A\sin\dfrac{2\pi t}{T}\), где период \(T = 1\) с. Через какое минимальное время, начиная с момента \(t = 0\), кинетическая энергия маятника достигнет минимального значения?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) с.

В лаборатории исследовали прямолинейное движение тела массой \(m = 300\) г из состояния покоя. В таблице приведена экспериментально полученная зависимость пути, пройденного телом, от времени. Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам эксперимента.

1) Тело двигалось равноускоренно.

2) Скорость тела в момент времени 4 с равнялась 8 м/с.

3) Кинетическая энергия тела в момент времени 5 с равна 25 Дж.

4) Равнодействующая сил, действующих на тело, всё время возрастала.

5) За первые 3 с работа равнодействующей сил, действующих на тело, была равна 5,4 Дж.

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

В результате перехода искусственного спутника Земли с одной круговой орбиты на другую скорость его движения по орбите увеличилась. Как изменились в результате этого перехода радиус орбиты спутника и его период обращения вокруг Земли?

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.

Материальная точка движется по окружности радиусом \(R\) с постоянной угловой скоростью \(\omega\). Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими движение материальной 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.

При уменьшении абсолютной температуры средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул разреженного одноатомного газа уменьшилась в 2 раза. Конечная температура газа равна 250 К. Какова была начальная температура газа?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) К.

Из металлического баллона, в котором находилось 3 моль идеального газа под давлением \(3\cdot10^5\) Па, медленно, без изменения температуры выпустили 0,6 моль газа. Определите давление газа в конечном состоянии.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) кПа.

В процессе сжатия над газом совершили работу 12 кДж. При этом внутренняя энергия газа увеличилась на 16 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу в этом процессе?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) кДж.

1 моль одноатомного идеального газа совершает цикл 1−2−3−1, при котором давление \(p\) газа изменяется с изменением плотности \(\rho\) газа так, как показано на рисунке. Значения плотности и давления в вершинах цикла представлены на графике. Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.

1) Работа газа в процессе 1−2 равна нулю.

2) Внутренняя энергия газа в процессе 2−3 увеличивается.

3) При переходе газа из 3 в 1 внутренняя энергия не меняется.

4) В процессе 3−1 газ отдаёт положительное количество теплоты.

5) Температура газа в состоянии 3 минимальна.

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

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень не закреплён и может перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). Газ нагревают. Как изменятся в результате этого давление газа и действующая на шарик сила Архимеда? Атмосферное давление неизменно.

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.

В цепи, изображённой на рисунке, амперметр показывает 1 А. Найдите напряжение на \(R_2\). Амперметр считать идеальным.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) В.

Определите энергию магнитного поля катушки индуктивностью 0,4 Гн при силе тока 5 А.

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

Луч света падает на горизонтально расположенное плоское зеркало. Угол между падающим и отражённым лучами равен 60°. Каким станет угол между этими лучами, если, не меняя положения источника света, повернуть зеркало на 10°, как показано на рисунке?

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) градусов.

Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на малом расстоянии \(d\) друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) Если после отключения источника увеличить расстояние \(d\) между пластинами, то напряжённость электрического поля в точке \(B\) уменьшится.

2) Если после отключения источника уменьшить расстояние \(d\) между пластинами, то заряд левой пластины не изменится.

3) Если после отключения источника пластины полностью погрузить в керосин, не меняя их взаимного расположения, то энергия электрического поля системы пластин увеличится.

4) Потенциал электрического поля в точке \(A\) выше, чем в точке \(C\).

5) Напряжённость электрического поля в точках \(A\), \(B\) и \(C\) одинакова.

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

На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник постоянного напряжения с ЭДС \(\mathcal{E}\) и три резистора: \(R_1\), \(R_2\) и \(R_3\). Как изменятся сила тока в цепи и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

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.

Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора электроёмкостью 50 мкФ и катушки индуктивности. Заряд на одной из пластин конденсатора изменяется во времени в соответствии с формулой \(q(t) = 4\cdot10^{-4}\sin(2000t)\) (все величины выражены в СИ). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их зависимость от времени в условиях данной задачи. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Образец радиоактивного полония \(^{218}_{84}\)Po находится в закрытом сосуде, из которого откачан воздух. Ядра полония испытывают \(\alpha\)-распад с периодом полураспада 3 мин. Определите число моль полония-218 в сосуде через 9 мин., если образец в момент его помещения в сосуд имел в своём составе \(2{,}4\cdot10^{23}\) атомов полония-218.

Ответ: \(\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}\) моль.

Монохроматический свет с энергией фотонов \(E_{\text{ф}}\) падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При изменении энергии падающих фотонов увеличился модуль запирающего напряжения \(U_{\text{зап}}\). Как изменились при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов и длина волны \(\lambda_{\text{кр}}\), соответствующая «красной границе» фотоэффекта?

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.

Определите напряжение на лампочке (см. рисунок), если абсолютная погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра.

Ответ: ( \(\underline{\qquad\qquad}\) \(\pm\) \(\underline{\qquad\qquad}\) ) В.

При помощи нитяного маятника необходимо экспериментально определить ускорение свободного падения. Для этого школьник взял штатив с муфтой и лапкой, нить и стальной шарик. Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?

1) электронные весы

2) мензурка

3) линейка

4) динамометр

5) секундомер

В ответе запишите номера выбранного оборудования.

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

Катушка, обладающая индуктивностью \(L\), соединена последовательно с источником постоянного тока с ЭДС \(\mathcal{E}\) и резисторами \(R_1\) и \(R_2\), имеющими одинаковое сопротивление \(R_1 = R_2 = R\), как показано на рисунке. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. Как изменятся сила тока в цепи и напряжение на участке цепи, содержащем резистор \(R_1\), после замыкания ключа? Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики. Внутренним сопротивлением источника тока и сопротивлением катушки пренебречь.

Нить, удерживающая лёгкую пружину в сжатом состоянии, внезапно оборвалась (см. рисунок). На сколько сантиметров была сжата пружина жёсткостью 20 кН/м, если она сообщила бруску массой 20 г максимальную скорость 10 м/с? Трением бруска о поверхность и массой пружины пренебречь.

Детектор полностью поглощает падающий на него свет частотой \(\nu = 6\cdot10^{14}\) Гц. За время \(t = 5\) с детектор поглощает \(N = 3\cdot10^5\) фотонов. Какова мощность излучения, поглощаемая детектором?

Сосуд с воздухом, отделённым от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с водой и прикрепили ко дну кастрюли нитью, не дающей сосуду всплыть на поверхность. Начальная температура воздуха в сосуде и воды в кастрюле \(t_1 = 18\) °C. Кастрюлю помещают в холодильник. Ниже какой температуры \(t_2\) должна охладиться вода, чтобы сосуд опустился на дно кастрюли? Начальный объём воздуха в сосуде \(V_1 = 2\) дм\(^3\). Масса сосуда с поршнем \(m = 2{,}2\) кг. Сосуд и поршень изготовлены из стали, плотность которой \(\rho = 7800\) кг/м\(^3\). Поршень может скользить без трения со стенками сосуда. Считать массу воздуха в сосуде намного меньшей, чем масса сосуда с поршнем.

Плоский конденсатор с длинными широкими горизонтальными пластинами подключён к источнику постоянного тока так, как показано на рисунке. Установка располагается в вакууме. Между пластинами находится положительно заряженная пылинка, которая движется вниз, разгоняясь, с ускорением \(g/2\). Каким будет ускорение пылинки, если, не отключая конденсатор от источника, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза?

Верхняя грань \(AB\) прозрачного клина посеребрена и представляет собой плоское зеркало. Угол при вершине клина \(\alpha = 30°\). Луч света падает из воздуха на клин перпендикулярно грани \(AC\), преломляется и выходит в воздух через другую грань под углом \(\gamma = 45°\) к её нормали. Определите показатель преломления материала клина. Сделайте рисунок, поясняющий ход луча в клине.

По неподвижной гладкой наклонной плоскости с углом \(\alpha = 30°\) движутся два одинаковых бруска массой \(m = 0{,}25\) кг каждый, скреплённые между собой лёгкой пружиной с жёсткостью \(k = 100\) Н/м. Верхний брусок соединён невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через идеальный блок, с грузом массой \(M = 2\) кг (см. рисунок). Чему равна длина пружины \(l\) в нерастянутом состоянии, если при движении брусков её длина постоянна и равна \(L = 15\) см? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тела. Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи.

Источник: ЕГЭ по физике 2022, открытый вариант ФИПИ, вариант 1 — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.