Четыре тела двигались по оси. А21 Какая доля радиоактивных ядер распадается через интервал времени, равный двум периодам полураспада
Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 4 часа (240 минут). Работа состоит из 3 частей, включающих 35 заданий.
- Часть 1 содержит 25 заданий (А1-А25). К каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один.
- Часть 2 содержит 4 задания (В1-В4), в которых ответ необходимо записать в виде набора цифр.
- Часть 3 состоит из 6 задач (С1-С6), для которых требуется дать развернутые решения.
При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.
Внимательно прочитайте каждое задание и предлагаемые варианты ответа, если они имеются. Отвечайте только после того, как вы поняли вопрос и проанализировали все варианты ответа. Выполняйте задания в том порядке, в котором они даны. Если какое-то задание вызывает у вас затруднение, пропустите его. К пропущенным заданиям можно будет вернуться, если у вас останется время. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.
Десятичные приставки
Наименова | Обозначе | Множитель- | Наименова | Обозначе | Множитель- |
| милли | |||||
ЧАСТЬ 1
При выполнении заданий части 1 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания (А1-А25) поставьте знак «×» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.
А1 Четыре тела двигались по оси Ох. В таблице представлена зависимость их координат от времени.
У какого из тел скорость могла быть постоянна и отлична от нуля?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
А2 На тело в инерциальной системе отсчета действуют две силы. Какой из векторов, изображенных на правом рисунке, правильно указывает направление ускорения тела в этой системе отсчета?
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
А3 На рисунке представлен график зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины. Чему равна жесткость пружины?
А4 Два тела движутся по взаимно перпендикулярным пересекающимся прямым, как показано на рисунке. Модуль импульса первого тела р1 = 4 кг⋅м/с, а второго тела р2 = 3 кг⋅м/с. Чему равен модуль импульса системы этих тел после их абсолютно неупругого удара?
1) 1 кг⋅ м/с
2) 4 кг·м/с
3) 5 кг⋅м/с
4) 7 кг⋅м/с
А5 Автомобиль массой 103 кг движется со скоростью 10 м/с. Чему равна кинетическая энергия автомобиля?
1) 10 5 Дж
2) 10 4 Дж
3) 5⋅10 4 Дж
4) 5⋅10 3 Дж
А6 Период колебаний пружинного маятника 1 с. Каким будет период колебаний, если массу груза маятника и жесткость пружины увеличить в 4 раза?
1) 1 с
2) 2 с
3) 4 с
4) 0,5 с
А7 На последнем километре тормозного пути скорость поезда уменьшилась на 10 м/с. Определите скорость в начале торможения, если общий тормозной путь поезда составил 4 км, а торможение было равнозамедленным.
1) 20 м/с
2) 25 м/с
3) 40 м/с
4) 42 м/с
А8 При снижении температуры газа в запаянном сосуде давление газа уменьшается. Это уменьшение давления объясняется тем, что
1) уменьшается энергия теплового движения молекул газа
2) уменьшается энергия взаимодействия молекул газа друг с другом
3) уменьшается хаотичность движения молекул газа
4) уменьшаются размеры молекул газа при его охлаждении
А9 На газовой плите стоит узкая кастрюля с водой, закрытая крышкой. Если воду из неё перелить в широкую кастрюлю и тоже закрыть, то вода закипит заметно быстрее, чем если бы она осталась в узкой. Этот факт объясняется тем, что
1) увеличивается площадь нагревания и, следовательно, увеличивается скорость нагревания воды
2) существенно увеличивается необходимое давление насыщенного пара в пузырьках и, следовательно, воде у дна надо нагреваться до менее высокой температуры
3) увеличивается площадь поверхности воды и, следовательно, испарение идёт более активно
4) заметно уменьшается глубина слоя воды и, следовательно, пузырьки пара быстрее добираются до поверхности
А10 Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 60%. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объем в два раза. Относительная влажность воздуха стала равна
1) 120%
2) 100%
3) 60%
4) 30%
А11 Четыре металлических бруска положили вплотную друг к другу, как показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи от бруска к бруску. Температуры брусков в данный момент 100°С, 80°С, 60°С, 40°С. Температуру 60°С имеет брусок
1) А
2) В
3) С
4) D
А12 При температуре 10°С и давлении 10 5 Па плотность газа равна 2,5 кг/м 3 . Какова молярная масса газа?
1) 59 г/моль
2) 69 г/моль
3) 598 кг/моль
4) 5,8-10 -3 кг/моль
А13 Незаряженное металлическое тело внесли в однородное электростатическое поле, а затем разделили на части А и В (см. рисунок). Какими электрическими зарядами обладают эти части после разделения?
1) А - положительным, В - останется нейтральным
2) А - останется нейтральным, В - отрицательным
3) А - отрицательным, В - положительным
4) А - положительным, В - отрицательным
А14 По проводнику течет постоянный электрический ток. Значение заряда, прошедшего через проводник, возрастает с течением времени согласно графику, представленному на рисунке. Сила тока в проводнике равна
1) 36 А
2) 16 А
3) 6 А
4) 1 А
А15 Индуктивность витка проволоки равна 2⋅10 -3 Гн. При какой силе тока в витке магнитный поток через поверхность, ограниченную витком, равен 12 мВб?
1) 24⋅10 -6 А
2) 0,17 А
3) 6 А
4) 24 А
А16 На рисунке в декартовой системе координат представлены вектор индукции B → магнитного поля в электромагнитной волне и вектор c → скорости ее распространения. Направление вектора напряженности электрического поля E → в волне совпадает со стрелкой
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
А17 Ученики исследовали соотношение между скоростями автомобильчика и его изображения в плоском зеркале в системе отсчета, связанной с зеркалом (см. рисунок). Проекция на ось Ох вектора скорости, с которой движется изображение, в этой системе отсчета равна
1) - 2v
2) 2v
3) v
4) - v
А18 Два точечных источника света S 1 и S 2 находятся близко друг от друга и создают на удаленном экране Э устойчивую интерференционную картину (см. рисунок). Это возможно, если S 1 и S 2 — малые отверстия в непрозрачном экране, освещенные
1) каждое своим солнечным зайчиком от разных зеркал
2) одно - лампочкой накаливания, а второе - горящей свечой
3) одно синим светом, а другое красным светом
4) светом от одного и того же точечного источника
А19 Два точечных положительных заряда q 1 = 200 нКл и q 2 = 400 нКл находятся в вакууме. Определите величину напряженности электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии L от первого и 2L от второго заряда. L = 1,5 м.
1) 1200 кВ/м
2) 1200 В/м
3) 400 кВ/м
4) 400 В/м
А20 На рисунке представлены несколько самых нижних уровней энергии атома водорода. Может ли атом, находящийся в состоянии Е 1 , поглотить фотон с энергией 3,4 эВ?
1) да, при этом атом переходит в состояние Е 2
2) да, при этом атом переходит в состояние Е 3
3) да, при этом атом ионизуется, распадаясь на протон и электрон
4) нет, энергии фотона недостаточно для перехода атома в возбужденное состояние
А21 Какая доля радиоактивных ядер распадается через интервал времени, равный двум периодам полураспада?
1) 100%
2) 75%
3) 50%
4) 25%
А22 Радиоактивный полоний , испытав один α-распад и два β-распада, превратился в изотоп
1) свинца 2) полония 3) висмута 4) таллия
А23 Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии электронов при фотоэффекте с помощью измерения напряжения, задерживающего их. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.
Задерживающее напряжение U , В | ||
Частота света v , 10 14 Гц |
Постоянная Планка по результатам этого эксперимента равна
1) 6,6⋅10 -34 Дж⋅с
2) 5,7⋅10 -34 Дж⋅с
3) 6,3⋅10 -34 Дж⋅с
4) 6,0⋅10 -34 Дж⋅с
A24 При измерении силы тока в проволочной спирали R четыре ученика по- разному подсоединили амперметр. Результат изображен на рисунке. Укажите верное подсоединение амперметра.
A25 При проведении эксперимента ученик исследовал зависимость модуля силы упругости пружины от длины пружины, которая выражается формулой F (l) = k |l − l 0 | , где l 0 - длина пружины в недеформированном состоянии.
График полученной зависимости приведен на рисунке.
Какое(-ие) из утверждений соответствует(-ют) результатам опыта?
А. Длина пружины в недеформированном состоянии равна 3 см.
Б. Жесткость пружины равна 200 Н/м.
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
ЧАСТЬ 2
Ответом к заданиям этой части (В1-В4) является последовательность цифр. Впишите ответы сначала в текст работы, а затем перенесите их в бланк ответов № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки, без пробелов и каких-либо дополнительных символов. Каждую цифру пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами.
В1 В результате перехода с одной круговой орбиты на другую центростремительное ускорение спутника Земли уменьшается. Как изменяются в результате этого перехода радиус орбиты спутника, скорость его движения по орбите и период обращения вокруг Земли? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
B2
Температуру холодильника тепловой машины увеличили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины, количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, и работа газа за цикл?
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.
B3
Пучок света переходит из воды в воздух. Частота световой волны - ν, скорость света в воде
- v
, показатель преломления воды относительно воздуха - n
. 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.
| A | Б |
В4
Конденсатор колебательного контура подключен к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). Графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания в контуре после переведения переключателя К в положение 2. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.
| A | Б |
Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1.
ЧАСТЬ 3
Задания С1-С6 представляют собой задачи, полное решение которых необходимо записать в бланке ответов № 2. Рекомендуется провести предварительное решение на черновике. При оформлении решения в бланке ответов № 2 запишите сначала номер задания (CI, С2 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи. Ответы записывайте четко и разборчиво.
С1
Полное правильное решение каждой из задач С2-С6 должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.
С2 Шайба массой m Н m
C3 p 1 = 4·10 5 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня равно L S = 25 см 2 . В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x F тр = 3·10 3 Н. Найдите L
C4 При проведении лабораторной работы ученик собрал электрическую цепь по схеме на рисунке. Сопротивления R 1 и R 2 равны 20 Ом и 150 Ом соответственно. Сопротивление вольтметра равно 10 кОм, а амперметра - 0,4 Ом. ЭДС источника равна 36 В, а его внутреннее сопротивление - 1 Ом.
С5
С6 t = 8·10 -4 с излучает N S P
Система оценивания экзаменационной работы по физике
ЧАСТЬ1
За правильный ответ на каждое задание части 1 ставится 1 балл. Если указаны два и более ответов (в том числе правильный), неверный ответ или ответ отсутствует - 0 баллов.
№ задания | Ответ | № задания | Ответ |
ЧАСТЬ 2
Задание с кратким ответом считается выполненным верно, если в заданиях В1-В4 правильно указана последовательность цифр.
За полный правильный ответ ставится 2 балла, 1 балл - допущена одна ошибка; за неверный ответ (более одной ошибки) или его отсутствие - 0 баллов.
№ задания | Ответ |
ЧАСТЬ 3
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ С РАЗВЕРНУТЫМ ОТВЕТОМ
С1 На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ε.
Образец возможного решения |
|
|---|---|
1. Во время перемещения движка реостата показания амперметра будут плавно увеличиваться, а вольтметр будет регистрировать напряжение на концах вторичной обмотки. Примечание: Для полного ответа не требуется объяснения показаний приборов в крайнем левом положении. (Когда движок придет в крайнее левое положение и движение его прекратится, амперметр будет показывать постоянную силу тока в цепи, а напряжение, измеряемое вольтметром, окажется равным нулю.) 2. При перемещении ползунка влево сопротивление цепи уменьшается, а сила тока увеличивается в соответствии с законом Ома для полной цепи 3. Изменение тока, текущего по первичной обмотке трансформатора, вызывает изменение индукции магнитного поля, создаваемого этой обмоткой. Это приводит к изменению магнитного потока через вторичную обмотку трансформатора. 4. В соответствии с законом индукции Фарадея возникает ЭДС индукции | |
Баллы |
|
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае - изменение показаний приборов, п. 1), и полное верное объяснение (в данном случае - п. 2-4) с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае - электромагнитная индукция, закон индукции Фарадея, закон Ома для полной цепи). | 3 |
Приведено решение и дан верный ответ, но имеется один из следующих недостатков: В объяснении содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи, хотя указаны все необходимые физические явления и законы; | 2 |
Приведены рассуждения с указанием на физические явления и законы, но дан неверный или неполный ответ; | 1 |
| 0 | |
где R
- сопротивление внешней цепи.
во вторичной обмотке, а следовательно, напряжение U на ее концах, регистрируемое вольтметром.С2 Шайба массой m начинает движение по желобу АВ из точки А из состояния покоя. Точка А расположена выше точки В на высоте Н = 6 м. В процессе движения по желобу механическая энергия шайбы из-за трения уменьшается на ΔЕ = 2Дж. В точке В шайба вылетает из желоба под углом α =15° к горизонту и падает на землю в точке D, находящейся на одной горизонтали с точкой В (см. рисунок). BD = 4 м. Найдите массу шайбы m . Сопротивлением воздуха пренебречь.
Образец возможного решения |
|
|---|---|
1. Скорость шайбы в точке В определяется из баланса ее энергии в точках А и В с учетом потерь на трение:
Отсюда: 2. Время полета шайбы из точки В в точку D :
отсчета с началом координат в точке В
. 3. Дальность полета BD определяется из выражения для горизонтальной координаты шайбы в той же системе отсчета: 4. Подставляя в выражение для BD значение v 2 , получаем
5. Отсюда находим массу шайбы: Ответ: m = 0,1 кг. |
|
Критерии оценки выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующиеэлементы: Применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении - закон сохранения энергии и формулы кинематики свободного падения); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ; при этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | |
| 2 |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
| 1 |
| 0 | |
где y
- вертикальная координата шайбы в системе
C3
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p
1 = 4·10 5 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня равно L
. Площадь поперечного сечения поршня S
= 25 см 2 . В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x
= 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной F
тр = 3·10 3 Н. Найдите L
. Считать, что сосуд находится в вакууме.
Образец возможного решения |
|
|---|---|
1. Поршень будет медленно двигаться, если сила давления газа на поршень и сила трения со стороны стенок сосуда уравновесят друг друга: p 2 S = F
тр,
2. Поэтому при нагревании газа поршень будет неподвижен, пока давление газа не достигнет значения р 2
. В этом процессе газ получает количество теплоты Q 12
. Q = Q 12 +Q 23 = (U 3 −U 1) + p 2 Sx = (U 3 −U 1) + F тр x. 4) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа:
в конечном состоянии. 5) Из пп. 3, 4 получаем Ответ: L = 0,3 м. |
|
Критерии оценки выполнения задания | Баллы |
| |
— в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка; | |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев: — Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа; | |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | |
в начальном состоянии,
C4 При проведении лабораторной работы ученик собрал электрическую цепь по схеме на рисунке. Сопротивления R 1 и R 2 равны 20 Ом и 150 Ом соответственно. Сопротивление вольтметра равно 10 кОм, а амперметра - 0,4 Ом. ЭДС источника равна 36 В, а его внутреннее сопротивление - 1 Ом.
На рисунке показаны шкалы приборов с показаниями, которые получил ученик. Исправны ли приборы или же какой-то из них даёт неверные показания?
Образец возможного решения |
|
|---|---|
Для определения силы тока используем закон Ома для полной цепи. Вольтметр и резистор R 1 соединены параллельно. Следовательно, Амперметр показывает силу тока около 0,22 А. Цена деления шкалы амперметра 0,02 А, что больше, чем отклонение показаний от расчёта. Следовательно, амперметр даёт верные показания
. Отсюда U = I ⋅ R
1 = 0,21⋅ 20 = 4,2 (В). Вольтметр же показывает напряжение |
|
Критерии оценки выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении - закон Ома для полной цепи и для участка цепи, формулы для расчета сопротивления участка цепи при последовательном и параллельном соединении проводников); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | |
Представленное решение содержит п. 1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков: В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка; | |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев: Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа; | |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | |
С5 Небольшой груз, подвешенный на нити длиной 2,5 м, совершает гармонические колебания, при которых его максимальная скорость достигает 0,2 м/с. При помощи собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,2 м изображение колеблющегося груза проецируется на экран, расположенный на расстоянии 0,5 м от линзы. Главная оптическая ось линзы перпендикулярна плоскости колебаний маятника и плоскости экрана. Определите максимальное смещение изображения груза на экране от положения равновесия.
Образец возможного решения |
|
|---|---|
При колебаниях маятника максимальная скорость груза v может быть определена из закона сохранения энергии: максимальная высота подъема груза. Максимальный угол отклонения где А
- амплитуда колебаний (амплитуда смещения). Отсюда Амплитуда А
1 колебаний смещения изображения груза на экране, расположенном на расстоянии b
от плоскости тонкой линзы, пропорциональна амплитуде А
колебаний груза, движущегося на расстоянии а
от плоскости линзы: Расстояние а определяется по формуле тонкой линзы: Следовательно,
Ответ: А 1 = 0,15 м. |
|
Критерии оценки выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении - закон сохранения энергии, формула для увеличения тонкой линзы и формула тонкой линзы); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | |
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков: В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка; | |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев: Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа; | |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | |
откуда 
С6 Монохроматический пучок параллельных лучей создается источником, который за время Δt = 8·10 -4 с излучает N = 5·10 14 фотонов. Фотоны падают по нормали на площадку S = 0,7 см 2 и создают давление P = 1,5·10 -5 Па. При этом 40% фотонов отражается, а 60% поглощается. Определите длину волны излучения.
Образец возможного решения |
|||
|---|---|---|---|
Выражение для давления света: (Формула (1) следует из .) Формулы для изменения импульса фотона при отражении и поглощении лучей: Выражение для импульса фотона: Выражение для длины волны излучения: |
|||
Критерии оценки выполнения задания | Баллы |
||
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении - формулы для давления света, импульса фотонов, II закон Ньютона); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). | |||
Представленное решение содержит п. 1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков: В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка; | |||
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев: Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа; | |||
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | |||
Камчатский государственный технический университет
А. Исаков
Решение задач ЕГЭ − 2014
Петропавловск-Камчатский
УДК 50(075.8)
Рецензент доктор физико-математических наук,
профессор Дальневосточного Федерального университета Стоценко Л.Г.
Исаков Александр Яковлевич
И85 Физика. Решение задач ЕГЭ − 2014. Часть 1: КамчатГТУ, 2013. − 172 с.
Приведены решения задач из сборника вариантов заданий Грибова А.Г., планируемых, по мнению автора для включения в экзаменационные материалы по физике в 2014 г
Большинство задач снабжены подробными решениями с анализом применяемых законов и определений, для стандартных задач самого начального уровня приведены только схемы решений
Сборник предназначен, прежде всего, для школьников старших классов, намеревающихся овладеть методиками решения задач, в частности, части «С» в рамках современного ЕГЭ.
Приведенные материалы могут быть так же полезными студентам первых курсов, изучающих общую физику в университетском объёме по техническим программам подготовки, особенно студентам заочной формы образования, когда программа осваивается самостоятельно.
Вариант 1 |
|
Вариант 2 ............................................................................................... |
|
Вариант 3 ............................................................................................... |
|
Вариант 4 ............................................................................................... |
|
Вариант 6 ............................................................................................... |
|
Вариант 7 ............................................................................................... |
|
Вариант 8 ............................................................................................. |
|
Вариант 9 ............................................................................................. |
|
Вариант 10 ........................................................................................... |
Вариант 1
А1. Четыре тела двигались по оси Ох . В таблице представлена зависимость их координат от времени:
У какого из тел скорость могла быть постоянной и отличной от нуля?
1. Наглядно смысл решения модно представить, воспользовавшись графиками движения, т.е. зависимостями координат тел от времени:
из которых видно, что только в первом случае величина средней скорости движения в проекции на заданную ось остаётся постоянной во всё время движения
< v x1 >= |
Const; |
|
2. У второго тела скорость во всё время движения остаётся равной нулю, что не удовлетворяет поставленному в задаче условию
v x 2 = 0;
3. Третье тело движется ускоренно, так что
v x3 = kt 2 ,
где k − некоторый постоянный коэффициент, т.е. модуль проекции скорости на ось Ох зависит от времени.
4. Четвёртое тело при t2 = 2 с и t4 = 4 c останавливается (vx 4 = 0) и меняет направление движения.
А2. Шарик движется по окружности радиусом r со скоростью v. Как изменится его нормальное (центростремительное ускорение), если радиус окружности увеличить в 3 раза, оставив модуль скорости шарика прежним?
1. Всякое тело, движущееся по криволинейной траектории (к каковой относится и окружность) всегда имеет ускорение отличное от нуля, потому что:
a r = ddt v ,
следует обратить внимание, что производная по времени берётся от вектора скорости, которая как и всякий вектор характеризуется модулем (величиной) и направлением. При криволинейном движении даже при постоянстве модуля скорости, направление меняется − следовательно такое движение по определению является ускоренным.
2. При рассмотрении криволинейного движения с кинематических позиций принято ускорение представлять в виде двух составляющих − тангенциального (касательного) aτ и нормального (центростремительного) ускорения ar n :
ar = ar τ + ar n ; |
|||||||||||||||||||||||||
ar τ |
ar n |
||||||||||||||||||||||||
3. Таким образом, на основании записанных уравнений видно, что вектор тангенциального ускорения остаётся постоянным по модулю и направленным по касательной в данной точке траектории. Моль нормального ускорения, обратно пропорциональный радиусу окружности, уменьшится в три раза при увеличении этого радиуса в три раза.
А3. У поверхности Луны на космонавта действует сила тяготения F1 = 120 H. Какая сила тяготения действует со стороны Луны на того же космонавта в космическом корабле, движущемся по круговой орбите вокруг Луны на расстоянии трёх лунных радиусов от её центра?
1. Между космонавтом и Луной происходит гравитационное взаимодействие в соответствие с законом Ньютона:
F = G |
||||||
F = G |
||||||
(3R ) |
||||||
где G − гравитационная постоянная, установленная Кавендишем, M и m − масса Луны и космонавта, R − радиус Луны.
2. Поделив уравнения друг на друга получим:
9R 2 |
; F = |
≈ 13,3 H; |
||||
А4. Шары движутся со скоростями, показанными на рисунке, и сталкиваются. Как будет направлен суммарный импульс шаров после столкновения, если удар абсолютно упругий?
1. При абсолютно упругом столкновении тел сохраняется как импульс, так и кинетическая энергия, сумма импульсов тел до столкновения равна сумме импульсов тел после столкновения, что позволяет записать для конечного импульса тел следующее уравнение:
1,2 = p r |
1 + p r |
P1 2 + p2 2 + 2p1 p2 cos(pr |
1 ;pr |
2 ) ; cos(pr |
1 ;pr |
2 ) = 0; |
||||||
p r 1,2 = p 12 + p 2 2 ;
А5. Мальчик столкнул санки с вершины горки. Сразу после точка санки имели скорость v1 = 5 м/с, а у подножия горки она равнялась v2 = 15 м/с. Трение санок о снег пренебрежимо мало. Какова высота горки?
1. Движение санок вниз по склону без учёта сил трения происходит под действием силы тяжести, которая относится к консервативным силам, т.е. справедлив закон сохранения энергии:
E 1 = E 2 ; К 1 + П 1 = К 2 + П 2 ;
2. В точке старта 1 санки обладают кинетической и потенциальной энергией. Если уровень подножия горы принять за нулевой уровень потенциальной энергии, то потенциальная энергия в конце спуска будет равна нулю. В этом случае закон сохранения энергии примет вид:
Mgh = |
; v1 2 + 2gh = v2 2 ; |
− v 2 |
225 − 25 |
≈ 10м; |
||||||
1. Скорость звука с в средах, без учёта дисперсии (зависимость скорости упругих волн от частоты) равна произведению частоты ν на длину волны λ :
c = λ1 ν1 = λ2 ν2 ; λ1 λ2 = ν2 ν1 = 4;
А7. В результате охлаждения идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул уменьшилась в три раза. Во сколько раз изменилась при этом абсолютная температура этого идеального газа?
1. Молекула идеального газа обладает тремя поступательными степенями свободы i = 3, поэтому кинетическая энергия поступательного движения, в соответствии с основным уравнением молекулярно-кинетической теории определяется уравнением:
< ε >= 2 i k B T = 3 2 k B T ,
где kB − постоянная Людвига Больцмана, Т − абсолютная температура.
2. Кинетическая энергия молекул идеального газа в двух заданных состояниях:
; T3 |
|||||||||||||||||
< ε 1 > = |
|||||||||||||||||
А8. Один моль разреженного газа сначала изотермически сжали, а затем изохорно нагрели. На каком из рисунков изображён график этих процессов?
1. Для ответа на поставленный вопрос необходимо изобразить изопроцессы
в различном сочетании параметров состояния:
2. Сравнение графиков с учётом последовательности процессов (сначала при постоянной температуре газ сжали, т.е. увеличили его давление, а затем, при постоянном давлении нагрели) заданному ходу процессов соответствует график 2.
А9. Вода может испаряться:
1. Только при кипении;
2. Только при нагревании;
3. При любой температуре, если пар над поверхностью воды является ненасыщенным;
4. При любой температуре, если пар в воздухе над поверхностью воды является насыщенным?
1. В жидком состоянии молекулы веществ, в основном совершают колебательные движения, но некоторая часть молекул в результате взаимодействия между соседками получает поступательную составляющую движения, именно эти молекулы, будучи расположенными в приповерхностном слое жидкости способны преодолеть силы поверхностного натяжения и покинуть жидкость, превратившись в её пар.
2. В принципе процесс испарения протекает при любой температуре, если пар над поверхностью ненасыщенный, при наступлении состояния насыщения, количество молекул покидающих единицу поверхности жидкости в единицу времени, становится равным количеству жидкостей возвращающихся в жидкость в процессе конденсации, в этом случае говорят о состоянии динамического равновесия между жидким и парообразным состоянием.
3. Таким образом, количество вещества в жидком состоянии будет уменьшаться за счёт испарения во всех случаях, пока давление паров не достигнет значения насыщения.
А10. Газ совершил работу А = 10 Дж и получил количество тепла Q = 6 Дж. Внутренняя энергия газа U:
1. Увеличилась на 16 Дж;
2. Уменьшилась на 16 Дж?
3. Увеличилась на 4 Дж;
4. Уменьшилась на 4 Дж?
1. В соответствии с первым началом термодинамики:
δ Q = δ A + U; U = 6 − 10 = − 4Дж;
Внутренняя энергия газа уменьшилась на 4 Дж.
А11. Два неподвижных точечных электрических заряда действуют модуль сил друг на друга силами, равными по модулю 9 мкН. Каким станет модуль сил взаимодействия между зарядами, если, не меняя расстояние между ними, увеличить модуль каждого из них в 3 раза?
1. Взаимодействие точечных электрических зарядов подчиняется закону Кулона:
4 πεε0 |
81мкН; |
||||||||||||||||||||||||||||
4 πεε0 |
|||||||||||||||||||||||||||||
А12. Два резистора включены в электрическую цепь параллельно, при этом I1 = 0,8 А, I2 = 0,2 А. Для сопротивлений резисторов справедливо соотношение:
1. Резисторы включены параллельно, поэтому падение напряжения на них будет одинаковым, что делает возможным применения следствий закона Ома для участка цепи:
U = I |
||||||||||||||||
A13. Основным законом электромагнитной индукции Майкла Фарадея
εi = − Φ t B
можно объяснить:
1. Взаимодействие двух параллельных проводов, по которым течёт ток;
2. Отклонение магнитной стрелки, расположенной вблизи проводника с током параллельно ему;
3. Возникновение электрического тока в замкнутой катушке при увеличении силы тока в другой катушке, находящейся рядом;
4. Возникновение силы, действующей на проводник с током в магнитном
1. Проявлению закона электромагнитной
индукции соответствует третий случай. Экспериментальным подтверждением которого может служить трансформатор, включенный с цепь переменного тока, где в цепи первой катушки сила тока изменяется по синусоидальному закону, т.е. по синусоидальному закону меняется поток магнитной индукции
Φ B (t ) = Φ B(max) sin ω t;
А14. Напряжение на обкладках конденсатора в колебательном контуре меняется во времени в соответствии с приведенным графиком. Какое преобразо-
1 = 2 10 − 6 с до t2
3 10 −6 с?
1. Энергия магнитного поля катушки уменьшается от максимального значения до нуля;
2. Энергия магнитного поля катушки преобразуется в энергию электрического поля конденсатора;
3. Энергия электрического поля конденсатора увеличивается от нуля до максимального значения;
4. Энергия электрического поля конденсатора преобразуется в энергию магнитного поля конденсатора;
1. Энергия заряженного конденсатора определяется уравнением:
(t )= |
Cu(t)2 |
||
т.е. в указанном промежутке времени энергия конденсатора изменяется от некоторого амплитудного значения до нуля.
2. В соответствии с законом сохранения электромагнитной энергии, уменьшение энергии электрического поля конденсатора должно сопровождаться увеличением магнитного поля катушки, т.е. в заданном интервале времени протекает процесс преобразование электрической энергии в магнитную энергию.
А15. На рисунке показан ход светового луча сквозь стеклянную призму, находящуюся в воздухе. Если точка О является центром окружности, то показатель преломления стекла n равен отношению длин отрезков:
1. Закон преломления света для рассматриваемого случая запишется следующим образом:
sin α |
||||||||
OA = OC; |
||||||||
sinβ |
||||||||
А16. В инерциальной системе отсчёта свет от неподвижного источника распространяется в вакууме со скоростью с . Если источник и зеркало движутся навстречу друг к другу со скоростями, равными по модулю v, то скорость отражённого луча света в инерциальной системе отсчёта, связанной с источником, равна:
1. c − 2v; 2. c; 3. c + 2v; 4. c 1− |
|||
Четыре тела двигались по оси Ох. В таблице представлена зависимость их координат от времени.
У какого из тел скорость могла быть постоянна и отлична от нуля?
1) - 1 2) - 2 3) - 3 4) - 4
Задание 2
На тело в инерциальной системе отсчета действуют две силы. Какой из векторов, изображенных на правом рисунке, правильно указывает направление ускорения тела в этой системе отсчета?
1) - 1 2) - 2 3) - 3 4) - 4
Задание 3
На рисунке представлен график зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины. Чему равна жесткость пружины?
1) 250 Н/м
2) 160 Н/м
3) 2,5 Н/м
4) 1,6 Н/м
Задание 4
Два тела движутся по взаимно перпендикулярным пересекающимся прямым, как показано на рисунке. Модуль импульса первого тела р 1 = 4 кг⋅м/с, а второго тела р 2 = 3 кг*м/с. Чему равен модуль импульса системы этих тел после их абсолютно неупругого удара?
1) 1 кг⋅ м/с 2) 4 кг·м/с 3) 5 кг⋅м/с 4) 7 кг⋅м/с
Задание 5
Автомобиль массой 10 3 кг движется со скоростью 10 м/с. Чему равна кинетическая энергия автомобиля?
1) 105 Дж 2) 104 Дж 3) 5⋅104 Дж 4) 5⋅103 Дж
Задание 6
Период колебаний пружинного маятника 1 с. Каким будет период колебаний, если массу груза маятника и жесткость пружины увеличить в 4 раза?
1) 1 с 2) 2 с 3) 4 с 4) 0,5 с
Задание 7
На последнем километре тормозного пути скорость поезда уменьшилась на 10 м/с. Определите скорость в начале торможения, если общий тормозной путь поезда составил 4 км, а торможение было равнозамедленным.
1) 20 м/с 2) 25 м/с 3) 40 м/с 4) 42 м/с
Задание 8
При снижении температуры газа в запаянном сосуде давление газа уменьшается. Это уменьшение давления объясняется тем, что
1) уменьшается энергия теплового движения молекул газа
2) уменьшается энергия взаимодействия молекул газа друг с другом
3) уменьшается хаотичность движения молекул газа
4) уменьшаются размеры молекул газа при его охлаждении
Задание 9
На газовой плите стоит узкая кастрюля с водой, закрытая крышкой. Если воду из неё перелить в широкую кастрюлю и тоже закрыть, то вода закипит заметно быстрее, чем если бы она осталась в узкой. Этот факт объясняется тем, что
1) увеличивается площадь нагревания и, следовательно, увеличивается скорость нагревания воды
2) существенно увеличивается необходимое давление насыщенного пара в пузырьках и, следовательно, воде у дна надо нагреваться до менее высокой температуры
3) увеличивается площадь поверхности воды и, следовательно, испарение идёт более активно
4) заметно уменьшается глубина слоя воды и, следовательно, пузырьки пара быстрее добираются до поверхности
Задание 10
Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 60%.
Воздух изотермически сжали, уменьшив его объем в два раза. Относительная влажность воздуха стала равна
1) 120% 2) 100% 3) 60% 4) 30%
Задание 11
Четыре металлических бруска положили вплотную друг к другу, как показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи от бруска к бруску. Температуры брусков в данный момент 100°С, 80°С, 60°С, 40°С.
Температуру 60°С имеет брусок
1) A 2) B 3) C 4) D
Задание 12
При температуре 10°С и давлении 10 3 Па плотность газа равна 2,5 кг/м3.
Какова молярная масса газа?
1) 59 г/моль 2) 69 г/моль 3) 598 кг/моль 4) 5,8·10-3 кг/моль
Задание 13
Незаряженное металлическое тело внесли в однородное электростатическое поле, а затем разделили на части А и В (см. рисунок). Какими электрическими зарядами обладают эти части после разделения?
1) А – положительным, В – останется нейтральным
2) А – останется нейтральным, В – отрицательным
3) А – отрицательным, В – положительным
4) А – положительным, В – отрицательным
Задание 14
По проводнику течет постоянный электрический ток. Значение заряда, прошедшего через проводник, возрастает с течением времени согласно графику, представленному на рисунке.
Сила тока в проводнике равна
1) 36 А 2) 16 А 3) 6 А 4) 1 А
Задание 15
Индуктивность витка проволоки равна 2⋅10–3 Гн. При какой силе тока в витке магнитный поток через поверхность, ограниченную витком, равен 12 мВб?
1) 24⋅10–6 А 2) 0,17 А 3) 6 А 4) 24 А
Задание 16
На рисунке в декартовой системе координат представлены вектор индукции B
магнитного поля в электромагнитной волне и вектор c
скорости ее распространения. Направление вектора напряженности электрического поля E
в волне совпадает со стрелкой
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
Задание 17
Ученики исследовали соотношение между скоростями автомобильчика и его изображения в плоском зеркале в системе отсчета, связанной с зеркалом (см. рисунок).
Проекция на ось Ох
вектора скорости, с которой движется изображение, в этой системе отсчета равна
1) – 2υ 2) 2υ 3) υ 4) – υ
Задание 18
Два точечных источника света S 1 и S 2 находятся близко друг от друга и создают на удаленном экране Э устойчивую интерференционную картину (см. рисунок).
Это возможно, если S1 и S2 - малые отверстия в непрозрачном экране, освещенные
1) каждое своим солнечным зайчиком от разных зеркал
2) одно – лампочкой накаливания, а второе – горящей свечой
3) одно синим светом, а другое красным светом
4) светом от одного и того же точечного источника
Задание 19
Два точечных положительных заряда q 1 = 200 нКл и q 2 = 400 нКл находятся в вакууме. Определите величину напряженности электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии L от первого и 2L от второго заряда. L = 1,5 м.
1) 1200 кВ/м 2) 1200 В/м 3) 400 кВ/м 4) 400 В/м
Задание 20
На рисунке представлены несколько самых нижних уровней энергии атома водорода. Может ли атом, находящийся в состоянии Е 1 , поглотить фотон с энергией 3,4 эВ?
1) да, при этом атом переходит в состояние Е 2
2) да, при этом атом переходит в состояние Е 3
3) да, при этом атом ионизуется, распадаясь на протон и электрон
4) нет, энергии фотона недостаточно для перехода атома в возбужденное состояние
Задание 21
Какая доля радиоактивных ядер распадается через интервал времени, равный двум периодам полураспада?
1) 100% 2) 75% 3) 50% 4) 25%
Задание 22
Радиоактивный полоний 84 216 Po , испытав один α-распад и два β-распада, превратился в изотоп
1) свинца 82 212 Pb
2) полония 84 212 Po
3) висмута 83 212 Bi
4) таллия 81 208 PTl
Задание 23
Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии электронов при фотоэффекте с помощью измерения напряжения, задерживающего их. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.
Постоянная Планка по результатам этого эксперимента равна
1) 6,6⋅10 -34 Дж⋅с 2) 5,7⋅10 -34 Дж⋅с 3) 6,3⋅10 -34 Дж⋅с 4) 6,0⋅10 -34 Дж⋅с
Задание 24
При измерении силы тока в проволочной спирали R четыре ученика по-разному подсоединили амперметр. Результат изображен на рисунке. Укажите верное подсоединение амперметра.
Ответы к тесту по физике 11 класс
| Задания | Ответ | Задания | Ответ |
| 1 | 1 | 14 | 4 |
| 2 | 3 | 15 | 3 |
| 3 | 1 | 16 | 2 |
| 4 | 3 | 17 | 4 |
| 5 | 3 | 18 | 4 |
| 6 | 1 | 19 | 4 |
| 7 | 1 | 20 | 4 |
| 8 | 1 | 21 | 2 |
| 9 | 1 | 22 | 2 |
| 10 | 2 | 23 | 2 |
| 11 | 2 | 24 | 3 |
| 12 | 1 | ||
| 13 | 4 |
Задачи с решением для подготовки к ЕГЭ.