РЕШУ ЕГЭ — физика

Вариант № 44807

Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по физике. Вариант 2.

Материальная точка движется вдоль оси OX. На рисунке представлен график зависимости проекции скорости этой материальной точки на ось OX от времени. Какой из приведенных ниже графиков может соответствовать зависимости координаты материальной точки от времени?

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

Зависимость координаты материальной точки, движущейся вдоль оси OX, от времени задана уравнением $x левая круглая скобка t правая круглая скобка =8 плюс 2t минус 4t в квадрате .$ При этом зависимость проекции скорости этой материальной точки на ось OX от времени имеет вид

1)   $V левая круглая скобка t правая круглая скобка = 2 минус 4t$

2)   $V левая круглая скобка t правая круглая скобка = 2 минус 8t$

3)   $V левая круглая скобка t правая круглая скобка = 2 плюс 8t$

4)   $V левая круглая скобка t правая круглая скобка = минус 2 минус 4t$

Два скрепленных между собой динамометра растягивают в противоположные стороны так, как показано на рисунке. Показания динамометров одинаковы согласно

1)  закону Гука

2)  первому закону Ньютона

3)  второму закону Ньютона

4)  третьему закону Ньютона

Ракета движется по инерции вдали от небесных тел со скоростью $\vec v .$ Если реактивный двигатель ракеты в любой момент времени будет выбрасывать продукты сгорания топлива в направлении перпендикулярном скорости (показано на рисунке жирной стрелкой), то вектор скорости ракеты

1)  начнет уменьшаться по модулю, не меняясь по направлению

2)  начнет увеличиваться по модулю, не меняясь по направлению

3)  начнет поворачиваться влево (←), не меняясь по модулю

4)  начнет поворачиваться вправо (→), не меняясь по модулю

Решение. Согласно закону сохранения импульса, поскольку топливо выбрасывается ракетой направо, сама ракета должна получать компоненту скорости, направленную налево. То есть в результате работы реактивных двигателей, ракета будет поворачиваться налево. Определиться с тем, что происходит у модулем скорости ракеты, уже не так просто. Конечно, сразу хочется сказать, что так как топливо выбрасывается перпендикулярно движению ракеты, то это приводит только к повороту вектора скорости, но не к изменению его величины. И детальный анализ, который приведен ниже, действительно это показывает. Таким образом, верно утверждение 3.

Ответ: 3.

Формула Мещерского.

Ракета представляет собой объект с переменной массой, а потом для описания ее движения нельзя использовать обычную формулировку второго закона Ньютона: $\vecF=m\veca$ (в этой формуле предполагается, что масса тела постоянна). Выведем формулу, при помощи которой можно описывать движение тел с переменной массой на примере ракеты.

Принцип действия ракеты очень прост. Ракета с большой скоростью выбрасывает вещество (газы), воздействуя на него с большой силой. Выбрасываемое вещество с той же, но противоположно направленной силой, в свою очередь, действует на ракету и сообщает ей ускорение в противоположном направлении.

Если нет внешних сил, то ракета вместе с выброшенным веществом является замкнутой системой. Импульс такой системы не может меняться во времени. На этом положении и основана теория движения ракет. Формулу будем выводить следующим образом: приравняем полный импульс системы в два близких момента времени.

Пусть $m левая круглая скобка t правая круглая скобка$   —  масса ракеты в произвольный момент времени t, a $\vec v левая круглая скобка t правая круглая скобка$   —  ее скорость в тот же момент. Импульс ракеты в этот момент времени будет $m\vec v .$ Спустя малое время dt масса и скорость ракеты получат приращения dm и $d\vec v$ (величина dm отрицательна!). Импульс ракеты станет равным $левая круглая скобка m плюс dm правая круглая скобка левая круглая скобка \vec v плюс d\vec v правая круглая скобка .$ Сюда надо добавить импульс движения газов, образовавшихся за время $dt.$ Он равен $dm_газ\vec v _газ,$ где $dm_газ$   — масса газов, образовавшихся за время dt, a $\vec v _газ$   — их скорость. Приравнивая импульс в моменты времени t и $t плюс dt,$ имеем:

$m\vec v = левая круглая скобка m плюс dm правая круглая скобка левая круглая скобка \vec v плюс d\vec v правая круглая скобка плюс dm_газ\vec v _газ.$

Поскольку нас интересует два очень близких момента времени можно считать, что все приращения, $d\vec v ,$ dm малы, а потому, раскрывая скобки, можно отбросить произведение $dm умножить на \vecd v ,$ как произведение малых. Ввиду сохранения массы, $dm плюс dm_газ= 0.$ Наконец, вводя скорость истекания газов относительно ракеты, $\vecu=\vec v _газ минус \vec v ,$ и деля на dt получаем окончательную формулу:

$m левая круглая скобка t правая круглая скобка дробь: числитель: d\vec v , знаменатель: dt конец дроби =m левая круглая скобка t правая круглая скобка \veca=\vecu дробь: числитель: dm левая круглая скобка t правая круглая скобка , знаменатель: dt конец дроби .$

Здесь $дробь: числитель: dm, знаменатель: dt конец дроби$   —  по сути, скорость расхода топлива. Существенно, что в этом уравнении, в отличие от привычного $\vecF=m\veca$ масса зависит от времени.

Главное, что нужно из этой формулы для ответа на вопрос, как изменяется скорость ракеты, это тот факт, что вектор ускорения ракеты направлен противоположно скорости истечения продуктов сгорания топлива. Тем самым, в нашем случае, ускорение ракеты все время направлено перпендикулярно скорости ракеты, а значит, это ускорение приводит только к повороту вектора скорости, но не к изменению его величины (подобно тому, как это происходит при вращении тела по окружности).

Замечание.

Обратите также внимание на то, что для вывода этой формулы важным этапом была возможность отбросить слагаемое $dm умножить на \vecd v ,$ это законно для случая непрерывного истечения газов, когда устремляя dt мы можем сделать и изменение массы, и изменение скорости сколь угодно малым. Но это будет несправедливо, если кто-⁠то выкидывает «кирпич» из ракеты, чтобы изменить ее скорость. В результате такого «броска» скорость ракеты изменится как по величине, так и по направлению.

Изначально покоившееся тело начинает свободно падать с некоторой высоты. Какой из приведенных графиков может соотвествовать зависимости кинетической энергии этого тела от времени?

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

В двух сосудах находится по одному молю разных идеальных газов. Можно утверждать, что

1)   число молекул, также как и число атомов в этих сосудах одинаково

2)  число атомов в этих сосудах одинаково

3)  число молекул в этих сосудах может быть различным

4)  число атомов в этих сосудах может быть различным

Идеальный газ расширяется при постоянной температуре. Зависимость объема V этого газа от времени t показана на рисунке. Какой из приведенных ниже графиков соответствует зависимости давления этого газа от времени?

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

На рисунке изображен циклический процесс 1→2→3→4→1, совершаемый над идеальным газом. Можно утверждать, что

1)  на участке 1→2 газ работу не совершает

2)  на участке 4→1 внутренняя энергия газа увеличивается

3)  на участке 1→2 газу сообщают некоторое количество теплоты

4)  на участке 2→3 газ совершает положительную работу

Решение. Рассмотрим последовательно все утверждения.

На участке 1→2 объем газа увеличивается, а значит, он совершает положительную работу. Утверждение 1 неверно.

Внутренняя энергия фиксированного количества идеального газа зависит только от температуры. Чем больше температура, тем больше внутренняя энергия газа. На участке 4→1 температура газа уменьшается, а значит, его внутренняя энергия уменьшается. Утверждение 2 неверно.

По первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на работу против внешних сил и на изменение его внутренней энергии: $Q=A плюс \Delta U.$ На участке 1→2 температура газа не изменяется, следовательно, его внутренняя энергия остается неизменной $\Delta U=0,$ а вот работа, как уже было установлено ранее, газом совершается $A больше 0.$ Соответственно, на этом участке тепло действительно передается газу. Это верное утверждение.

Наконец, на участке 2→3 объем газа не изменяется, а значит, газ не совершает работы. Последнее утверждение тоже неверно.

Ответ: 3.

Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины можно увеличить,

1)  только уменьшив температуру нагревателя

2)  только увеличив температуру холодильника

3)  используя в качестве рабочего тела другой газ

4)  уменьшив температуру холодильника или увеличив температуру нагревателя

10.  

В вершинах при основании прямоугольного равнобедренного треугольника расположены отрицательные точечные заряды, равные по модулю (см. рис.). Выберите правильное направление кулоновской силы, действующей на помещенный в точку O положительный точечный заряд, равный по модулю любому из двух других зарядов.

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

11.  

Резистор, сопротивление которого можно изменять, подсоединен к источнику напряжения с постоянными ЭДС и внутренним сопротивлением. При увеличении сопротивления резистора от нуля до очень большой величины выделяющаяся в этом резисторе мощность

1)  все время увеличивается

2)  не изменяется

3)  сначала уменьшается, а затем увеличивается

4)  сначала увеличивается, а затем уменьшается

12.  

По длинному тонкому прямому проводу течет ток (см. рис., точки 1 и 2 лежат в одной плоскости с проводником). Можно утверждать, что

1)  в точке 2 модуль вектора магнитной индукции больше, чем в точке 1

2)  в точке 1 модуль вектора магнитной индукции больше, чем в точке 2

3)  модули векторов магнитной индукции в точках 1 и 2 одинаковы

4)  данных условия задачи не достаточно для сравнения модулей векторов магнитной индукции в точках 1 и 2

13.  

На рисунках изображены рамки, находящиеся в однородном магнитном поле с магнитной индукцией $\vecB.$ Для каждой рамки показан вектор $\vecn$ нормали к ее плоскости. На каком из приведенных рисунков магнитный поток, пронизывающий рамку, отрицателен?

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

14.  

Предмет расположен перед рассеивающей линзой. Можно утверждать, что

1)  если расстояние от предмета до линзы меньше, чем модуль фокусного расстояния линзы, то изображение предмета будет мнимым и увеличенным

2)  если расстояние от предмета до линзы больше, чем модуль фокусного расстояния линзы |F|, и меньше, чем 2|F|, то изображение предмета будет действительным и уменьшенным

3)  если расстояние от предмета до линзы больше, чем 2|F|, где |F|  —  модуль фокусного расстояния линзы, то изображение предмета будет действительным и увеличенным

4)  при любом расположении предмета перед линзой изображение будет уменьшенным и мнимым

15.  

На дифракционную решетку нормально падает плоская монохроматическая световая волна. На экране за решеткой третий дифракционный максимум наблюдается под углом $\varphi$ к направлению падения волны. На каком из приведенных графиков правильно показана зависимость $синус \varphi$ от длины волны $\lambda$ падающего света?

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

16.  

Покоящийся атом массой $m ,$ излучая квант света с длиной волны $\lambda ,$ приобретает импульс, равный по модулю

1)   $mc$

2)   $h \lambda$

3)   $дробь: числитель: h, знаменатель: \lambda конец дроби$

4)   $mc в квадрате$

17.  

Линейчатые спектры поглощения и испускания характерны для

1)  любых тел

2)  любых нагретых тел

3)  для твердых нагретых тел

4)  для нагретых атомарных газов

18.  

Газоразрядный счетчик Гейгера-⁠Мюллера служит для регистрации

1)  только $альфа$ -излучения

2)  только $бета$ -излучения

3)  только $гамма$ -излучения

4)  всех видов ионизирующих излучений

19.  

Сколько процентов ядер некоторого радиоактивного элемента останется через время, равное трем периодам полураспада этого элемента? Ответ дайте в процентах.

20.  

Для определения относительной влажности воздуха используют разность показаний сухого и влажного термометров (см. рис.). Используя данные рисунка и психрометрическую таблицу, определите, какую температуру (в градусах Цельсия) показывает сухой термометр, если относительная влажность воздуха в помещении 60%.

Температура сухого термометра, °С	Разность показаний сухого и влажного термометров, °С
	3	4	5	6
15	71	61	52	44
16	71	62	54	45
17	72	64	55	47
18	73	64	56	48
19	74	65	58	50
20	74	66	59	51
21	75	67	60	52
22	76	68	61	54
23	76	69	61	55
24	77	69	62	56
25	77	70	63	57

21.  

Брусок массой 200 г, находящийся на гладкой горизонтальной поверхности, движется по ней под действием постоянной силы, модуль которой равен $F = 2 Н ,$ направленной под углом $альфа =60 в степени о$ к горизонту. Чему равно изменение кинетической энергии бруска при перемещении его на расстояние 0,5 м. Ответ укажите в джоулях с точностью до одного знака после запятой.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-⁠либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла	0
Максимальный балл	2

22.  

Для изучения силы упругости ученик использовал пружину, линейку, штатив и набор одинаковых грузов массой $m = 10 г$ каждый. Подвесив пружину к штативу за один из концов и прикрепляя к свободному концу пружины грузы, он измерял длину $l$ пружины. В результате этого эксперимента им был построен график зависимости массы прикрепленных грузов от длины пружины.

Какое(-ие) из утверждений соответствует(-ют) результатам этого опыта?

А.  Прямая пропорциональность между удлинением пружины и приложенной к ней силой, описываемая законом Гука, справедлива только при малых деформациях пружины.

Б.  Для деформаций, подчиняющихся закону Гука, коэффициент жесткости пружины приблизительно равен 50 Н/м.

1)  только А

2)  только Б

3)  и А, и Б

4)  ни А, ни Б

23.  

Скорость звука в воде 1,5 км/⁠с. Чему равна длина звуковой волны, распространяющейся в воде, при частоте звука 3 кГц? (Ответ дайте в метрах.)

24.  

Высота непрерывного падения воды самого высокого в мире водопада Анхель  — 807 метров. На сколько градусов могла бы повыситься температура падающей воды, если считать, что на ее нагревание затрачивается 50% работы, совершаемой силой тяжести?

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I)  записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II)  проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III)  представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-⁠либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла.	0
Максимальный балл	2

25.  

Прямой проводник длиной 0,5 м движется с постоянной скоростью 0,8 м/⁠с перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля с индукцией 0,2 Тл. Чему равна разность потенциалов между концами этого проводника? Ответ приведите в вольтах, с точностью до сотых.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины	3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

26.  

Идеальный одноатомный газ, находящийся в герметично закрытом сосуде с жесткими стенками, нагревают. Как изменяются в этом процессе следующие физические величины: концентрация молекул, внутренняя энергия газа, теплоемкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

1.  Увеличивается.

2.  Уменьшается.

3.  Не изменяется.

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

Концентрация молекул	Внутренняя энергия газа	Теплоемкость газа

27.  

Для наблюдения фотоэффекта поверхность некоторого металла облучают светом, частота которого равна $\nu.$ Затем частоту света увеличивают вдвое. Как изменятся следующие физические величины: длина волны падающего света, работа выхода электрона, максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов?

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

Длина волны

падающего света

Работа выхода

электрона

Максимальная

кинетическая энергия
вылетающих электронов

28.  

Пластины плоского воздушного конденсатора площадью S несут заряды +q и –q . Расстояние между пластинами d. 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.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

А)  Напряженность поля между пластинами конденсатора

Б)  Энергия, запасенная в конденсаторе

ФОРМУЛЫ

1)   $дробь: числитель: q, знаменатель: \varepsilon_0 S конец дроби$

2)   $дробь: числитель: \varepsilon_0 S, знаменатель: d конец дроби$

3)   $дробь: числитель: q в квадрате , знаменатель: 2\varepsilon_0S конец дроби$

4)   $дробь: числитель: q в квадрате d, знаменатель: 2\varepsilon_0S конец дроби$

A	Б

29.  

Брусок, находящийся на шероховатой горизонтальной поверхности, начинает двигаться равноускоренно под действием силы $\vecF .$ В системе отсчета, связанной с горизонтальной поверхностью, принимая за начало отсчета положение покоящегося тела, установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от координаты эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГРАФИКИ

А)  

Б)  

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1.  Скорость бруска

2.  Модуль силы трения скольжения

3.  Работа силы $F$

4)  Работа силы трения

A	Б

№ п/п	№ задания	Ответ
1	3734	1
2	3735	2
3	3736	4
4	3737	3
5	3738	1
6	3739	4
7	3740	3
8	3741	3
9	3742	4
10	3743	2
11	3744	4
12	3745	2
13	3746	4
14	3747	4
15	3748	1
16	3749	3
17	3750	4
18	3751	4
19	3752	12,5
20	3753	21
21	3754	0,5
22	3755	3
23	3756	0,5
24	3757	0,96
25	3758	0,08
26	3759	313
27	3760	231
28	3761	14
29	3762	42

Температура сухого термометра, °С	Разность показаний сухого и влажного термометров, °С
	3	4	5	6
15	71	61	52	44
16	71	62	54	45
17	72	64	55	47
18	73	64	56	48
19	74	65	58	50
20	74	66	59	51
21	75	67	60	52
22	76	68	61	54
23	76	69	61	55
24	77	69	62	56
25	77	70	63	57

Температура сухого термометра, °С	Разность показаний сухого и влажного термометров, °С
	3	4	5	6
15	71	61	52	44
16	71	62	54	45
17	72	64	55	47
18	73	64	56	48
19	74	65	58	50
20	74	66	59	51
21	75	67	60	52
22	76	68	61	54
23	76	69	61	55
24	77	69	62	56
25	77	70	63	57

Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по физике. Вариант 2.

Ключ

Температура сухого термометра, °С	Разность показаний сухого и влажного термометров, °С
	3	4	5	6
15	71	61	52	44
16	71	62	54	45
17	72	64	55	47
18	73	64	56	48
19	74	65	58	50
20	74	66	59	51
21	75	67	60	52
22	76	68	61	54
23	76	69	61	55
24	77	69	62	56
25	77	70	63	57