Вариант 23

На рисунке приведён график зависимости проекции $v_x$ скорости тела от времени $t$. Определите проекцию $a_x$ ускорения этого тела в интервале времени от 0 до 5 с. Ответ запишите с учётом знака проекции.

Модуль сил гравитационного притяжения между двумя шарами, находящимися на расстоянии 4 м друг от друга, равен 16 нН. Каков будет модуль сил притяжения между ними, если расстояние уменьшить до 2 м?

В инерциальной системе отсчёта тело движется по прямой под действием постоянной силы величиной 25 Н, не меняя направления. Начальный импульс тела равен 40 кг·м/с. За какое время импульс тела увеличится до 100 кг·м/с?

Какова скорость звуковых волн в среде, если при частоте 400 Гц длина волны $\lambda=4$ м?

В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и совершающего незатухающие колебания вдоль горизонтальной оси $Ox$, в различные моменты времени.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этих колебаний.

1) Период колебаний шарика равен 2,0 с.

2) Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, остаётся неизменной.

3) Кинетическая энергия шарика в момент времени 1,0 с максимальна.

4) Амплитуда колебаний шарика равна 15 мм.

5) Потенциальная энергия пружины в момент времени 3,0 с минимальна.

Шарик, брошенный горизонтально с высоты $H$ с начальной скоростью $\vec v_0$, за время $t$ пролетел в горизонтальном направлении расстояние $L$ (см. рисунок). Что произойдёт с временем и дальностью полёта шарика, если на этой же установке уменьшить начальную скорость шарика в 2 раза? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

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

Во сколько раз должна увеличиться абсолютная температура одноатомного идеального газа, чтобы среднеквадратичная скорость теплового движения его молекул увеличилась в 1,5 раза?

Какую работу совершает идеальный газ при переходе из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок)?

С одноатомным идеальным газом происходит циклический процесс 1–2–3–4–1, $pV$-диаграмма которого представлена на рисунке. Максимальная температура, достигаемая газом в этом процессе, составляет 400 К. Масса газа постоянна. На основании анализа этого циклического процесса выберите все верные утверждения.

1) Минимальная температура в циклическом процессе равна 150 К.

2) Количество теплоты, переданное газу при изохорном нагревании, равно 1500 Дж.

3) В процессе 2–3 газ отдаёт положительное количество теплоты.

4) Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна 200 Дж.

5) Работа газа за цикл равна 400 Дж.

В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре находится воздух, содержащий ненасыщенный водяной пар. Температуру воздуха увеличили на 20 К. Как изменились при этом концентрация молекул воды и относительная влажность воздуха в сосуде?

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.

Сила тока, текущего по проводнику, равна 6 А. За какое время по проводнику пройдёт заряд 180 Кл?

Проволочная рамка площадью $10^{-3}$ м² вращается в однородном магнитном поле. Ось вращения, лежащая в плоскости рамки, перпендикулярна вектору магнитной индукции. Магнитный поток, пронизывающий площадь рамки, изменяется по закону $\Phi=2\cdot10^{-7}\cos20\pi t$, где все величины выражены в СИ. Определите модуль магнитной индукции.

Индуктивность катушки идеального колебательного контура $L=0{,}1$ Гн. Какой должна быть индуктивность $L_x$ катушки в контуре (см. рисунок), чтобы при переводе ключа $K$ из положения 1 в положение 2 период свободных электромагнитных колебаний в контуре увеличился в 4 раза?

Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью $\vec E$. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие результаты воздействия этого поля на металлическое тело.

1) Потенциалы в точках $A$ и $C$ равны.

2) В точке $A$ индуцируется положительный заряд.

3) Напряжённость электрического поля в точке $D$ не равна нулю.

4) В точке $D$ индуцируется отрицательный заряд.

5) Концентрация свободных электронов в точке $B$ наибольшая.

Плоская световая волна переходит из воздуха в стекло (см. рисунок). Что происходит при этом переходе с периодом электромагнитных колебаний в световой волне и её длиной волны? 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.

Каково число электронов в электронной оболочке нейтрального атома бериллия $^{7}_{4}\mathrm{Be}$?

Как изменятся при $\alpha$-распаде массовое число ядра и число протонов в ядре?

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.

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

1) Громкость звука определяется частотой колебаний.

2) Температура плавления кристаллических тел зависит от их массы.

3) В цепи постоянного тока на всех параллельно соединённых резисторах напряжение одинаково.

4) Скорость распространения радиоволн в вакууме равна скорости света в вакууме.

5) При $\beta$-распаде ядра образуется ион нового элемента и ядро атома гелия.

Определите показания амперметра с учётом абсолютной погрешности измерений (см. рисунок), если абсолютная погрешность прямого измерения силы тока равна цене деления амперметра.

Ученику необходимо на опыте выяснить, зависит ли частота свободных колебаний пружинного маятника от объёма груза. У него имеется пять пружинных маятников, характеристики которых приведены в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование?

Запишите в таблицу номера выбранных маятников.

Лёгкая нить, привязанная к грузу массой $m=0{,}6$ кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила $\vec F$. Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом $\alpha=45^\circ$ к горизонту (см. рисунок).

Постройте график зависимости модуля силы реакции стола $N$ от $F$ на отрезке $0\leq F\leq10$ Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда равна 0 °C, начальная температура воды равна 15 °C. Исходная масса воды 1100 г. Теплоёмкостью термоса можно пренебречь. При достижении теплового равновесия в воде остаётся плавать кусочек льда. Какая масса льда растаяла в процессе перехода к тепловому равновесию?

В таблице показано, как менялось напряжение на обкладках конденсатора идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.

Вычислите по этим данным максимальную энергию конденсатора, если индуктивность катушки равна 4,3 мГн.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения $S=5$ см² под подвижным поршнем массой $M=1$ кг с лежащим на нём грузом массой $m$ находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте $h_1=15$ см от дна сосуда. Если груз снять с поршня, то поршень поднимется на $\Delta h=2$ см. Какова масса груза $m$? Воздух считать идеальным газом, а его температуру — неизменной. Атмосферное давление равно $10^5$ Па. Трение между стенками и поршнем не учитывать.

По горизонтальным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым электрическим сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня сопротивлением $R=0{,}1$ Ом каждый. Расстояние между рельсами $l=10$ см. Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией $B=1$ Тл (см. рисунок). Если на первый стержень действует горизонтальная сила величиной $F=0{,}1$ Н, направленная вдоль рельсов, то оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.

К бруску массой $M=2$ кг прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая нить, один конец которой привязан к стене, а к другому прикреплено тело массой $m=0{,}75$ кг. На брусок действует сила $F=10$ Н. Определите ускорение тела. Свободные куски нити горизонтальны и лежат в одной вертикальной плоскости, тела двигаются вдоль одной прямой. Массой блока и нити, а также трением пренебречь.

Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.