Вариант 24

На рисунке приведён график зависимости проекции $v_x$ скорости тела от времени $t$. Определите проекцию $a_x$ ускорения этого тела в интервале времени от 20 до 30 с. Ответ запишите с учётом знака проекции.

Модуль сил гравитационного притяжения между двумя шарами, находящимися на расстоянии 2 м друг от друга, равен 9 нН. Каков будет модуль сил притяжения между ними, если расстояние увеличить до 6 м?

В инерциальной системе отсчёта тело движется по прямой под действием постоянной силы величиной 22 Н, не меняя направления. Начальный импульс тела равен 40 кг·м/с. Каким станет импульс тела через 3 с?

Какова частота звуковых волн, если в среде длина волны составляет 3 м, а скорость распространения 1800 м/с?

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) Частота колебаний шарика равна 0,25 Гц.

2) Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, за первую секунду колебаний монотонно увеличивается.

3) Кинетическая энергия шарика в момент времени 2,0 с максимальна.

4) Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм.

5) Потенциальная энергия пружины в момент времени 4,0 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 высоту $H$ в 2 раза, а начальную скорость оставить прежней? 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 уменьшиться абсолютная температура одноатомного идеального газа, чтобы среднеквадратичная скорость теплового движения его молекул уменьшилась в 3 раза?

На рисунке приведён график зависимости давления одноатомного идеального газа от его объёма. Внутренняя энергия газа в процессе 1–2 увеличилась на 300 кДж. Определите количество теплоты, сообщённое газу в процессе 1–2.

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 200 К.

2) Количество теплоты, переданное газу при изохорном нагревании, равно 900 Дж.

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

4) Работа, совершённая над газом при его изобарном сжатии, равна 100 Дж.

5) Работа газа за цикл равна 200 Дж.

В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре долгое время находится влажный воздух. На стенках внутри сосуда видна обильная роса. Температуру воздуха медленно увеличили на 20 К. Роса на стенках сосуда при этом не пропала. Как изменились при этом концентрация молекул водяного пара 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. Какой заряд пройдёт по проводнику за 30 с?

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. За какое время рамка совершает один полный оборот?

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 частота собственных электромагнитных колебаний в контуре уменьшилась в 3 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) Потенциал в точке $A$ больше потенциала в точке $C$.

2) В точке $C$ индуцируется положительный заряд.

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

4) В точке $B$ индуцируется отрицательный заряд.

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

Плоская световая волна переходит из воздуха в глицерин (см. рисунок). Что происходит при этом переходе с частотой электромагнитных колебаний в световой волне и скоростью их распространения? 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 кислорода $^{21}_{8}\mathrm{O}$?

Как изменятся при электронном $\beta$-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 амплитудой звуковых колебаний.

2) Температура плавления кристаллических тел не зависит от их массы.

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

4) Скорость распространения радиоволн в воде больше скорости света в вакууме.

5) При $\alpha$-распаде ядра образуется ядро 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 жёсткости пружины. 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 $m=0{,}3$ кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила $\vec F$. Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом $\alpha=30^\circ$ 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. Теплоёмкостью термоса можно пренебречь. При достижении теплового равновесия в воде остаётся плавать кусочек льда. Какова исходная масса воды, если в процессе перехода к тепловому равновесию растаяло 120 г льда?

В таблице показано, как менялся ток в катушке идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.

Вычислите по этим данным максимальную энергию катушки, если ёмкость конденсатора равна 405 пФ.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения $S=5$ см² под подвижным поршнем массой $M=1$ кг с лежащим на нём грузом массой $m=0{,}5$ кг находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте $h_1=13$ см от дна сосуда. На какую величину $\Delta h$ изменится эта высота, если груз снять с поршня? 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 $R$. Расстояние между рельсами $l=10$ см. Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией $B=2$ Тл (см. рисунок). Если на первый стержень действует горизонтальная сила $F=0{,}5$ Н, направленная вдоль рельсов, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. При этом скорость движения первого стержня относительно второго равна $v_{\text{отн}}=0{,}75$ м/с. Определите сопротивление $R$ одного стержня. 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 бруска. 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.