Единый государственный экзамен по ФИЗИКЕ Вариант № 101 Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3,5 часа (210 минут). Работа состоит из 3 частей, включающих 39 заданий. Часть 1 содержит 30 заданий (А1 – А30). К каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один. Часть 2 содержит 4 задания (В1 – В4), на которые следует дать краткий ответ. Для задания В1 ответ необходимо записать в виде набора цифр, а для заданий В2-В4 в виде числа. Часть 3 состоит из 5 заданий (С1 – С5), на которые требуется дать развернутый ответ. Необходимо записать законы физики, из которых выводятся требуемые для решения задачи соотношения. При выполнении заданий части 2 значение искомой величины следует выразить в тех единицах физических величин, которые указаны в условии задания. Если такого указания нет, то значение величины следует записать в Международной системе единиц (СИ). При вычислении 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. За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов. Желаем успеха! Десятичные приставкиНаименование Обозначение Множитель гига Г 109 мега М 106 кило к 103 гекто г 102 деци д 10-1 санти с 10-2 милли м 10-3 микро мк 10-6 нано н 10-9 пико п 10-12 Часть 1 А1 Автомобиль движется по прямой улице. На графике представлена зависимость его скорости от времени. Ускорение автомобиля равно нулю на интервале времени 1) от 0 с до 10 с 2) от 10 с до 20 с 3) от 20 с до 30 с 4) от 30 с до 40 с А2 На рисунке изображены силы, действующие на лестницу, прислоненную к стене. Каково плечо силы реакции опоры N1, действующей на лестницу, относительно точки С? 1) OC 2) BC 3) AC 4) АВ А3 Система отсчета связана с лифтом. Эту систему можно считать инерциальной в случае, когда лифт движется 1) замедленно вниз 2) ускоренно вверх 3) равномерно вверх 4) ускоренно вниз А4 Под действием груза массой m, прикрепленного к нижнему концу верти- кально висящего троса с начальной длиной L, длина троса увеличивается на DL. Каким будет удлинение троса, если его начальную длину и массу груза уменьшить вдвое? 1) ?L 2) 0.5?L 3) 0.25?L 4) 0.125?L A5 Отношение площадей поршней гидравлического пресса равно 40. На большом поршне лежит груз массой 200 кг (см. рисунок). Какую силу нужно приложить к малому поршню, чтобы уравновесить этот груз? Трением и массой поршней пренебречь 1) 5 Н 2) 50 Н 3) 2000 Н 4) 8000 Н А6 Санки массой m съезжают с горки высотой h с постоянной скоростью. За время спуска их кинетическая энергия 1) не изменится 2) увеличится на mgh 3) может измениться на произвольную величину, т. к. не задан наклон горки 4) может измениться на произвольную величину, т. к. не задан коэффициент трения А7 Массивный шарик, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания вдоль вертикальной прямой. Чтобы уменьшить частоту колебаний в 2 раза, достаточно массу шарика 1) увеличить в 2 раза 2) увеличить в 4 раза 3) уменьшить в 2 раза 4) уменьшить в 4 раза А8 К системе из кубика массой 1 кг и двух пружин приложена постоянная горизонтальная сила величиной F = 9 Н (см. рисунок). Между кубиком и опорой трения нет. Система покоится. Жесткость первой пружины k1 = 300 Н/м. Жесткость второй пружины k2 = 600 Н/м. Удлинение второй пружины равно 1) 1 см 2) 1,5 см 3) 3 см 4) 4,5 см А9 По гладкой горизонтальной плоскости по осям x и y движутся две шайбы с импульсами, равными по модулю p1 = 2,5 кг?м/с и p2 = 2 кг?м/с, как показано на рисунке. После соударения первая шайба продолжает двигаться по оси x в прежнем направлении с импульсом, равным по модулю p3 = 1 кг?м/с. Найдите модул импульса второй шайбы после удара. 1) 1,5 кг?м/с 2) 2 кг?м/с 3) 2,5 кг?м/с 4) 3,5 кг?м/с А10 Зависимость плотности газа в сосуде от времени представлена на рисунке. Во сколько раз давление газа при максималь- ной плотности выше, чем при минимальной, если температура газа при этом одинакова? 1) 0,3 2) 1,5 3) 3 4) 9 А11 При охлаждении разреженного одноатомного газа его абсолютная темпе- ратура уменьшилась в 2 раза. При этом средняя кинетическая энергия по- ступательного теплового движения молекул газа 1) не изменилась 2) уменьшилась в 2 раза 3) уменьшилась в 4 раза 4) уменьшилась в 20,5 раза А12 К концу изохорного процесса давление неизменной массы газа уменьшилось в два раза, а температура оказалась равной 420 К. Считая газ идеальным, рассчитайте его температуру в начале процесса. 1) 105 К 2) 420 К 3) 210 К 4) 840 К А13 Кусок олова плавится при постоянной температуре. Подводимое к нему количество теплоты расходуется на увеличение 1) кинетической энергии теплового движения его атомов ) кинетической энергии куска олова как целого 3) потенциальной энергии взаимодействия его атомов 4) потенциальной энергии куска олова в поле тяготения Земли А14 Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж, и при этом внешние силы совершили работу 100 Дж. Как изменилась внутренняя энергия газа? 1) увеличилась на 400 Дж 2) увеличилась на 200 Дж 3) увеличилась на 300 Дж 4) уменьшилась на 200 Дж А15 В идеальном тепловом двигателе, работающем по циклу Карно, абсолютная температура нагревателя в 3 раза выше абсолютной температуры холодильника. За цикл нагреватель передал газу 40 кДж теплоты. Какую примерно работу совершил газ? 1) 27 кДж 2) 270 кДж 3) 2,7 кДж 4) 0,27 кДж А16 Точечный отрицательный заряд q помещен между разноименно заряженными шариками (см. рисунок). Куда направлена равнодействующая кулоновских сил, действующих на заряд q? 1) ^ 2) v 3) > 4) < А17 Как изменятся модуль и направления сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды q1=+7нКл и q2 = – 4 нКл, если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние? 1) модуль увеличится, направления сохранятся 2) модуль увеличится, направления изменятся на противоположные 3) модуль уменьшится, направления сохранятся 4) модуль уменьшится, направления изменятся на противоположные А18 Для определения ЭДС была собрана цепь по схеме, представленной на рисунке. Резистор R имеет сопротивление 2 Ом. Показания приборов при разных положениях ключа K приведены в таблице.Ключ разомкнут Ключ замкнут Амперметр Вольтметр Амперметр Вольтметр 2А 4В 0 5В Если считать, что приборы идеальны, то ЭДС источника тока равна 1) 9 В 2) 5 В 3) 4 В 4) 1 В А19 По участку цепи, состоящему из резисторов R1 = 1 кОм и R2 = 3 кОм (см. рисунок), протекает постоянный ток I . За время t1 = 1 мин на резисторе R1 выделяется количество теплоты Q1 = 2,4 кДж. Какое количество теплоты выделится на резисторе R2 за время t2 = 30 c? 1) 1,6 кДж 2) 3,6 кДж 3) 7,2 кДж 4) 14,4 кДж А20 На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен 1) вертикально вверх ^ 2) вертикально вниз v 3) вправо > 4) влево < А21 В классическом опыте Юнга по дифракции пучок света, прошедший через узкое отверстие А, освещает отверстия В и С, за которыми на экране возникает интерференционная картина (см. рисунок). Если уменьшить l вдвое, то 1) интерференционная картина не изменится 2) расстояние между интерференционными полосами уменьшится 3) расстояние между интерференционными полосами увеличится 4) интерференционная картина сместится по экрану вправо, сохранив свой вид А22 Ученик построил изображение А'В' предмета АВ в тонкой линзе Какие из лучей – 1, 2, 3, 4 – пройдут через точку В'? 1) только 1 2) только 1 и 2 3) только 1, 2, 3 4) все лучи – 1,2,3,4 А23 Две частицы с зарядами q1 = 2q и q2 = q влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями u1 = u и u2 = 2u, соответственно. Отношение модулей сил F1 : F2, действующих на частицы со стороны магнитного поля в этот момент времени, равно 1) 4 : 1 2) 2 : 1 3) 1 : 1 4) 1 : 4 А24 В двух идеальных колебательных контурах происходят незатухающие электромагнитные колебания. Амплитудное значение силы тока и частота колебаний в первом контуре в 2 раза больше амплитудного значения силы тока и частоты во втором контуре. Определите отношение q01/q02 максимальных значений заряда конденсатора в первом и втором контурах. 1) 1 2) 2 3) 0,5 4) 4 А25 На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Какой из отмеченных стрелками переходов между энергетическими уровнями сопровождается поглощением кванта с максимальной энергией? 1) с уровня 1 на уровень 5 2) с уровня 7 на уровень 2 3) с уровня 5 на уровень 1 4) с уровня 1 на уровень 2 А26 Наблюдая фотоэффект, поверхность металла освещают светом с известной частотой и измеряют задерживающую разность потенциалов. Металл заменили на другой, и оказалось, что задерживающая разность потенциалов при облучении нового металла светом прежней частоты стала на 1,2 В выше, чем у исходного. На сколько работа выхода фотоэлектронов у второго металла меньше, чем у первого? 1) 0,25 эВ 2) 0,4 эВ 3) 0,6 эВ 4) 1,2 эВ А27 Атом углерода 106C содержит 1) 6 протонов, 4 нейтрона и 6 электронов 2) 6 протонов, 10 нейтронов и 16 электронов 3) 10 протонов, 6 нейтронов и 4 электрона 4) 10 протонов, 16 нейтронов и 6 электронов А28 Если ядро атома радиоактивного элемента испустит ?-частицу, то число нуклонов в ядре 1) увеличится на 2 2) не изменится 3) уменьшится на 2 4) уменьшится на 4 А29 На рисунке представлены графики зависимости числа нераспавшихся радиоактивных ядер от времени Сравните периоды полураспада ядер А, Б и В. 1) наибольший период полураспада у ядра А 2) наибольший период полураспада у ядра Б 3) наибольший период полураспада у ядра В 4) периоды полураспада всех ядер одинаковы А30 В схеме, показанной на рисунке, ключ К замыкают в момент времени t = 0. Показания амперметра в последовательные моменты времени приведены в таблицеt,мс 0 50 100 150 200 250 300 400 500 600 700 I, мА 0 23 38 47 52 55 57 59 59 60 60 Определите, в какой момент времени падение напряжения на резисторе равно U = 3,8 В, если сопротивление резистора R = 100 Ом. Сопротивлением проводов и амперметра, активным сопротивлением катушки индуктивности и внутренним сопротивлением источника пренебречь. 1) 0,1 c 2) 0,15 c 3) 0,25 c 4) 0,5 c Часть 2 В задании В1 требуется указать последовательность цифр, соответствующих правильному ответу. Эту последовательность следует записать сначала в текст экзаменационной работы, а затем перенести в бланк ответов № 1 без пробелов и других символов. (Цифры в ответе могут повторяться) В1 К концам длинного однородного проводника приложено напряжение U. Провод заменили другим, из того же материала и той же длины, но вдвое меньшего поперечного сечения, и приложили к нему прежнее напряжение U. Какими станут при этом сила и мощность тока, сопротивление про- водника?К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую пози- цию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЕ А) сила тока в проводнике 1) уменьшится Б) сопротивление проводника 2) не изменится В) выделяющаяся на проводнике тепловая мощность 3) увеличится А Б В Получившуюся последовательность цифр перенесите в бланк ответов (без пробелов и каких-либо символов). Ответом к каждому заданию этой части будет некоторое число. Это число надо записать в бланк ответов № 1 справа от номера задания (В2 – В4), начиная с первой клеточки. Каждый символ (цифру, за- пятую, знак минус) пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведенными в бланке образцами. Единицы физических величин писать не нужно. В2 Мимо остановки по прямой улице с постоянной скоростью проезжает грузовик. Через 5 с от остановки вдогонку грузовику отъезжает мотоциклист, движущийся с ускорением 3 м/с2, и догоняет грузовик на расстоянии 150 м от остановки. Чему равна скорость грузовика? В3 Идеальный газ расширяют изотермически так, что объем газа изменяется в 1,4 раза, а давление – на ?р = 80 кПа. Найдите начальное давление газа. Ответ выразите в килопаскалях. В4 Предмет высотой 6 см расположен на главной оптической оси тонкой со- бирающей линзы. Оптическая сила линзы 5 дптр. Изображение предмета находится на расстоянии 30 см от оптического центра линзы. Найдите высоту изображения предмета. Ответ выразите в сантиметрах (см). Часть 3 Задания С1 - С5 представляют собой задачи, полное решение которых необходимо записать в бланке ответов № 2. Полное правильное реше- ние каждой задачи должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также ма- тематические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение. Рекомендуется про- вести предварительное решение на черновике. При оформлении реше- ния в бланке ответов № 2 запишите сначала номер задания (С1 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи. С1 В последнюю секунду свободного падения с высоты 31,25 м тело прошло путь в n раз больший, чем в предыдущую. Найдите n, если начальная ско- рость тела была равна нулю. С2 Воздушный шар, оболочка которого имеет массу М = 145 кг и объем V = 230 м3, наполняется при нормаль- ном атмосферном давлении горячим воздухом, нагретым до температуры t = 265°С. Определите максимальную температуру t0 окружающего воздуха, при которой шар начнет подниматься. Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие. С3 В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки ? = 24 В, ее внутреннее сопротивление r = 5 Ом, заряд конденсатора 2 мкКл. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты 20 мкДж. Найдите сопротивление резистора R. С4 Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрка в вертикальном магнитном поле индукцией В = 0,1 Тл (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом ? = 30?. Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Величина ЭДС индукции на кон- цах бруска в момент, когда брусок пройдет по наклонной плоскости расстояние 1,6 м, равна 0,17 В. Найдите длину бруска L. С5 ?0-мезон распадается на два ?-кванта. Модуль импульса одного из образо- вавшихся ?-квантов в системе отсчета, где первичный ?0-мезон покоится, равен 3,6·10–20 кг·м/с. Найдите массу ?0-мезона