Вариант 29

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 10 с. Ответ запишите с учётом знака проекции.

В инерциальной системе отсчёта сила $\vec F$ сообщает телу массой $m$ ускорение 1,5 м/с². Какое ускорение получит тело массой $\dfrac{m}{3}$ в этой системе отсчёта под действием силы $2\vec F$?

Шарик массой 200 г падает с высоты 10 м с нулевой начальной скоростью. К моменту падения на землю потеря полной механической энергии за счёт сопротивления воздуха составила 10 %. Какова кинетическая энергия шарика в этот момент?

На рисунке представлены графики зависимости координат двух тел от времени. Чему равно отношение амплитуд $\dfrac{A_1}{A_2}$ колебаний этих тел?

Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён лёгкой горизонтальной пружиной с вертикальной стенкой. Груз немного смещают от положения равновесия и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает колебаться, двигаясь вдоль оси пружины, параллельно которой направлена ось $Ox$. В таблице приведены значения координаты груза $x$ в различные моменты времени $t$. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице. Погрешность измерения координаты равна 0,1 см, времени — 0,1 с.

1) В момент времени 0,8 с ускорение груза максимально.

2) Модуль силы, с которой пружина действует на груз, в момент времени 0,8 с меньше, чем в момент времени 1,2 с.

3) Частота колебаний груза равна 1 Гц.

4) Период колебаний груза равен 1,6 с.

5) В момент времени 1,2 с потенциальная энергия пружины минимальна.

На рисунке показан график зависимости координаты $x$ тела, движущегося вдоль оси $Ox$, от времени $t$ (парабола). Графики А и Б представляют собой зависимости физических величин, характеризующих движение тела, от времени $t$.

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

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1) модуль скорости тела

2) модуль ускорения тела

3) кинетическая энергия тела

4) проекция на ось $Ox$ перемещения тела из начального положения

При температуре $1{,}5T_0$ и давлении $p_0$ 2 моль идеального газа занимают объём $4V_0$. Сколько моль газа будут занимать объём $2V_0$ при температуре $3T_0$ и давлении $4p_0$?

Тепловая машина с КПД 30 % за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 5 кДж. Какое количество теплоты машина отдаёт за цикл холодильнику?

При изучении явления теплообмена герметичный теплоизолированный сосуд с одноатомным идеальным газом разделили неподвижной перегородкой, способной проводить тепло, на две одинаковые части (см. рисунок). После этого газ в разных частях сосуда нагрели до разных температур. Температура газа в части А равна 303 К, а в части Б равна 20 °C. Количество газа одинаково в обеих частях сосуда. Считая, что теплоёмкость сосуда пренебрежимо мала, выберите все утверждения, которые верно отражают изменения, происходящие с газом в дальнейшем после окончания нагревания.

1) При теплообмене газ в части Б отдавал положительное количество теплоты, а газ в части А его получал.

2) Через достаточно большой промежуток времени температура газа в обеих частях сосуда стала одинаковой и равной 298 К.

3) Внутренняя энергия газа в части А не изменилась.

4) В процессе теплообмена газ в сосуде А совершил работу.

5) Температура газа в части Б повысилась.

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3, график которого изображён на рисунке в координатах $p$–$V$, где $p$ — давление газа, $V$ — объём газа.

Как изменяются абсолютная температура газа $T$ в ходе процесса 1–2 и концентрация молекул газа $n$ в ходе процесса 2–3?

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.

Ученик соединил четыре лампочки накаливания так, как показано на рисунке. Определите сопротивление цепи между точками $A$ и $B$, если сопротивление каждой лампочки равно 12 Ом.

Определите энергию магнитного поля катушки индуктивностью 4 мГн, по которой протекает ток, если сила тока 5 А.

На рисунке приведён график зависимости силы тока $I$ от времени $t$ в колебательном контуре. Сколько раз в течение первых 6 мкс энергия конденсатора достигает минимального значения?

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 — северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно наблюдаемых явлений.

1) В кольце № 1 индукционный ток не возникает.

2) В кольце № 2 возникает индукционный ток.

3) Кольцо № 1 притягивается к магниту.

4) Кольцо № 2 не взаимодействует с магнитом.

5) В кольце № 2 возникает ЭДС электромагнитной индукции.

Резистор $R_1$ и реостат $R_2$ подключены последовательно к источнику напряжения $U$ (см. рисунок). Как изменятся сила тока в цепи и напряжение на реостате $R_2$, если увеличить сопротивление реостата? Считать, что напряжение на выводах источника остаётся при этом постоянным.

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.

Ядро платины $^{174}_{78}\mathrm{Pt}$ испытывает $\alpha$-распад, при этом образуются $\alpha$-частица и ядро химического элемента $^{A}_{Z}\mathrm{X}$. Определите заряд $Z$ (в единицах элементарного заряда) ядра X.

Монохроматический свет с длиной волны $\lambda$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. После изменения энергии падающих фотонов модуль запирающего напряжения $U_{\text{зап}}$ увеличился. Как изменились при этом длина волны $\lambda$ падающего света и работа выхода фотоэлектронов с поверхности металла?

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.

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

1) При равномерном прямолинейном движении за любые равные промежутки времени тело совершает одинаковые перемещения.

2) Средняя кинетическая энергия поступательного теплового движения молекул газа обратно пропорциональна абсолютной температуре газа.

3) В однородном электростатическом поле работа по перемещению заряда между двумя точками не зависит от траектории.

4) При переходе электромагнитной волны из оптически менее плотной в оптически более плотную среду частота волны уменьшается.

5) При электронном $\beta$-распаде массовое число ядра остаётся неизменным.

Чтобы узнать диаметр медной проволоки, ученик намотал её виток к витку на карандаш и измерил длину намотки из 20 витков. Длина оказалась равной $(15\pm1)$ мм. Запишите в ответ диаметр проволоки с учётом абсолютной погрешности измерений.

Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить показатель преломления стекла. Для того чтобы создать узкий луч света, школьник взял лампочку и экран с маленьким круглым отверстием. Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?

1) плоская стеклянная пластина с параллельными гранями

2) зеркало

3) динамометр

4) гальванометр

5) линейка

В ответе запишите номера выбранных предметов.

В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд $q>0$ (см. рисунок). Нарисуйте картину линий напряжённости электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области: $\vec E=0$. Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряжённости. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Два груза, связанных нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под действием горизонтальной силы $\vec F$, приложенной к грузу массой $M_1$ (см. рисунок). Максимальная сила $F$, при которой нить ещё не обрывается, равна 18 Н. Известно, что нить может выдержать нагрузку не более 10 Н. Чему равна масса $M_1$ первого груза, если масса второго равна $M_2=3$ кг?

На дифракционную решётку, имеющую 300 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой $5{,}6\cdot10^{14}$ Гц. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем площадью $S$ находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра было равно $L$, а давление газа в цилиндре было равно внешнему атмосферному давлению $p_0$ (см. рисунок). Затем газу было передано количество теплоты $Q$, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние $b$. Чему равна жёсткость пружины $k$?

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном — многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке $A$ положительного полюса, а к точке $B$ отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая в цепи мощность равна 4,8 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая в цепи мощность становится равной 7,2 Вт. Укажите, как течёт ток через диоды и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивление резисторов $R_1$ и $R_2$.

Снаряд массой 2 кг разорвался в полёте на две равные части, одна из которых продолжила движение в направлении движения снаряда, а другая — в противоположную сторону. В момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличилась за счёт энергии взрыва на величину $\Delta E$. Модуль скорости осколка, летящего по направлению движения снаряда, равен 900 м/с, а модуль скорости второго осколка — 100 м/с. Найдите величину $\Delta E$. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.