Вариант 2

На рисунке приведён график зависимости от времени $t$ проекции $v_x$ скорости тела, движущегося прямолинейно вдоль оси $Ox$.

Определите проекцию $s_x$ перемещения этого тела в интервале времени от 5 до 15 с. Ответ запишите с учётом знака проекции.

В инерциальной системе отсчёта сила $\vec F$ сообщает телу массой $m$ ускорение $\vec a$. Во сколько раз нужно уменьшить массу тела, чтобы втрое меньшая сила сообщала ему в той же системе отсчёта в 2 раза большее ускорение?

Под действием постоянной горизонтально направленной силы тяги 80 Н ящик равномерно прямолинейно перемещается по горизонтальному участку пути на расстояние 15 м. Какую работу совершает при этом сила трения?

Школьник выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия лёгкого рычага под действием двух сил. Полученные результаты он занёс в таблицу.

Каково плечо $l_1$, если рычаг находится в равновесии?

Грузовик массой 10 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, радиус кривизны которого равен 80 м, двигаясь равномерно со скоростью 72 км/ч. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие движение грузовика.

1) Сила, с которой мост действует на грузовик, меньше 40 кН и направлена вертикально вверх.

2) Сумма сил, действующих на грузовик, направлена вертикально вниз и перпендикулярна его скорости.

3) Сила, с которой грузовик действует на мост, направлена вертикально вниз и равна 50 кН.

4) Сила тяжести, действующая на грузовик, равна 10 кН.

5) Центростремительное ускорение грузовика равно 2,5 м/с².

Груз, привязанный к длинной нерастяжимой нити, отклонили от положения равновесия на малый угол и в момент времени $t=0$ отпустили с нулевой начальной скоростью (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза после этого. $T$ — период колебаний. Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия груза отсчитывается от положения равновесия.

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Графики А) и Б):

Физические величины: 1) проекция скорости $v_x$; 2) координата $x$; 3) проекция ускорения $a_x$; 4) потенциальная энергия груза $E_п$.

С идеальным газом провели изотермический процесс, в котором в результате уменьшения объёма газа на 30 дм³ его давление увеличилось в 2 раза. Масса газа постоянна. Каким был первоначальный объём газа?

На рисунке показано, как меняется давление идеального газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. В ходе процесса 1–2 газ совершил работу 500 Дж. Чему равна работа газа в процессе 2–3?

Один моль разреженного аргона участвует в процессе 1–2–3, представленном на графике зависимости давления $p$ от средней кинетической энергии $\bar E_к$ теплового движения молекул.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы на рисунке.

1) В процессе 1–2 аргон получает положительное количество теплоты.

2) В процессе 2–3 аргон изотермически расширяется.

3) В процессе 1–2 концентрация аргона остаётся неизменной.

4) В процессе 2–3 температура аргона остаётся неизменной.

5) В процессе 2–3 внутренняя энергия аргона увеличивается.

В сосуде постоянного объёма абсолютную температуру неона уменьшили в 2 раза, выпустив при этом 2/3 газа из сосуда. Как изменились в результате этого плотность газа в сосуде и его внутренняя энергия?

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.

Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен $F$. Во сколько раз уменьшится модуль этих сил, если один заряд уменьшить в 2 раза и расстояние между зарядами увеличить в 2 раза?

Две частицы с зарядами $q_1=2q$ и $q_2=3q$ влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями $v_1=1{,}5v$ и $v_2=2v$ соответственно. Определите отношение $F_1/F_2$ модулей сил, действующих на частицы со стороны магнитного поля в этот момент времени.

Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью $C$ и катушки индуктивностью $L$. Во сколько раз уменьшится частота собственных электромагнитных колебаний в этом контуре, если его индуктивность увеличить в 18 раз, а ёмкость уменьшить в 2 раза?

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток. Сила тока в правой катушке меняется с течением времени согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике. ЭДС самоиндукции можно пренебречь.

1) В течение всего времени измерений сила тока через амперметр отлична от 0.

2) В промежутке времени между 1 и 2 с показания амперметра равны 0.

3) Величина силы тока в левой катушке в промежутке времени 0–1 с в 2 раза меньше, чем в промежутке времени 2–4 с.

4) В промежутках времени 0–1 с и 2–3 с направление тока в левой катушке одинаково.

5) В промежутках времени 1–2 с и 4–5 с индукция магнитного поля в сердечнике постоянна.

Отрезок провода с большим удельным сопротивлением подключён к клеммам источника постоянного напряжения. Отрезок провода заменили другим проводом такой же длины и из того же материала, но вдвое меньшего диаметра. Как изменились в результате такой замены сопротивление внешней цепи и сила тока во внешней цепи? Считать, что напряжение на внешней цепи остаётся неизменным.

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.

Период полураспада изотопа актиния $^{225}_{89}\mathrm{Ac}$ равен 10 дням. Какая масса этого изотопа осталась через 40 дней в образце, содержавшем первоначально 28 мг $^{225}_{89}\mathrm{Ac}$?

При исследовании зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещали через различные светофильтры. В первой серии опытов использовали светофильтр, пропускающий только зелёный свет, а во второй — пропускающий только ультрафиолетовое излучение. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение.

Как изменились частота световой волны, падающей на фотоэлемент, и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличилась; 2) уменьшилась; 3) не изменилась.

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

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 длины соединяющей их траектории.

2) При прочих равных условиях диффузия протекает в твёрдых телах значительно медленнее, чем в жидкостях.

3) Весь электростатический заряд проводника сосредоточен в его центре масс.

4) Свободные электромагнитные колебания являются затухающими, если электрический заряд на обкладках конденсатора с течением времени меняется по закону синуса или косинуса.

5) Атомы изотопов одного и того же химического элемента различаются числом нейтронов.

Определите показания амперметра (см. рисунок), если абсолютная погрешность прямого измерения силы тока равна половине цены деления прибора. Амперметр проградуирован в амперах.

Школьнику необходимо на опыте обнаружить зависимость объёма газа, находящегося в сосуде под подвижным поршнем, от температуры газа. У него имеется пять различных сосудов с манометрами и термометрами. Сосуды наполнены равными массами различных газов при различных температурах (см. таблицу). Какие два сосуда необходимо взять ученику, чтобы провести исследование?

В ответ запишите номера выбранных сосудов.

Один моль одноатомного идеального газа участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах $p$–$T$, где $p$ — давление газа, $T$ — абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессе 2–3 и модуль работы внешних сил в процессе 4–1. Постройте график цикла в координатах $p$–$V$, где $p$ — давление газа, $V$ — объём газа.

Столкнулись два одинаковых пластилиновых шарика, двигавшихся по гладкой горизонтальной поверхности, причём векторы их скоростей непосредственно перед столкновением были взаимно перпендикулярны и вдвое различались по модулю: $v_1=2v_2$. Какова скорость более медленного шарика перед столкновением, если после абсолютно неупругого столкновения их скорость стала равна по модулю 4,5 м/с?

В идеальном колебательном контуре (см. рисунок) напряжение между обкладками конденсатора меняется по закону $U_C=20\cdot\sin(5000t+\pi)$. Максимальное значение силы тока в контуре $I_{\max}=0{,}2$ А. Определите индуктивность катушки.

В герметичном сосуде находится водяной пар при температуре $t_1=150$ °C и давлении $p_1=8$ кПа. Определите объём сосуда, если при охлаждении пара до температуры $t_2=20$ °C в нём сконденсируется $\Delta m=0{,}9$ г воды. Давление насыщенного пара $p_{н2}$ при температуре $t_2$ равно 2,5 кПа. Объёмом жидкости, образовавшейся при конденсации пара, пренебречь по сравнению с объёмом сосуда.

Точечный источник света $S$ расположен на расстоянии 40 см от оптического центра тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,2 м на её главной оптической оси $AB$. На сколько сместится вдоль прямой $AB$ изображение источника, если линзу повернуть на угол $\alpha=30^\circ$ относительно оси, перпендикулярной плоскости рисунка и проходящей через её оптический центр? Сделайте пояснительный чертёж, указав ход лучей в линзе для обоих случаев её расположения.

Тонкий однородный стержень $AB$ постоянного сечения массой 2,7 кг шарнирно закреплён в точке $A$ и удерживается горизонтальной нитью $BC$ (см. рисунок), угол наклона стержня к горизонту $\alpha=45^\circ$. Трение в шарнире пренебрежимо мало. Найдите модуль силы $\vec F$, с которой шарнир действует на стержень. Сделайте рисунок, на котором укажите все силы, действующие на стержень.

Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.