Вариант 6

Тело движется вдоль оси $Ox$. На рисунке приведён график зависимости проекции $v_x$ скорости тела от времени $t$.

Определите среднюю скорость тела в интервале времени от 0 до 20 с.

Школьник провёл исследования зависимости модуля силы трения скольжения $F_{тр}$ от модуля нормальной составляющей силы реакции опоры $N$. Им были получены следующие данные.

Определите по результатам исследования коэффициент трения скольжения.

Какую скорость при подаче сообщили волейбольному мячу, если его кинетическая энергия в этот момент составила 56 Дж. Масса мяча 280 г.

На рисунке показан график зависимости координаты $x$ от времени $t$ для одной из точек колеблющейся струны. Какой путь проходит точка струны за два периода колебаний?

Два тела, каждое массой 2 кг, движутся по одной прямой, вдоль которой направлена ось $Ox$. На рисунке приведены графики зависимости проекций $v_x$ их скоростей от времени $t$. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о движении тел.

1) Равнодействующая сил, действующих на тело 1, остаётся постоянной в течение всего времени наблюдения.

2) В промежутке времени от 0 до 14 с тела двигались в одном направлении.

3) Кинетическая энергия тела 2 за промежуток времени от 6 до 14 с увеличилась в 2 раза.

4) Путь, пройденный телом 1 за промежуток времени от 0 до 18 с, меньше пути, пройденного телом 2 за тот же промежуток времени.

5) Модуль импульса тела 2 в момент времени $t=10$ с равен 6 кг·м/с.

В первой серии опытов брусок, на котором сверху установлен груз, перемещают при помощи нити равномерно вверх по наклонной плоскости. Во второй серии опытов груз убирают с бруска и продолжают перемещать брусок при помощи нити равномерно вверх по той же наклонной плоскости. В обоих случаях нить параллельна наклонной плоскости.

Как изменяются при переходе от первой серии опытов ко второй модуль работы силы трения при одном и том же перемещении бруска и модуль силы натяжения нити?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

В сосуде под поршнем находится некоторое постоянное количество разреженного аргона. Во сколько раз увеличится средняя кинетическая энергия теплового движения молекул аргона, если он перейдёт из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок)?

Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 50 кДж, и отдаёт в окружающую среду количество теплоты, равное 40 кДж. Чему равен КПД тепловой машины?

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 2 моль неона. Поршень может перемещаться в цилиндре без трения. Атмосферное давление считать постоянным. Масса неона в цилиндре постоянна. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие изменение состояния неона.

1) При сжатии неона в цилиндре внешние силы совершают положительную работу.

2) При медленном повышении температуры давление неона в сосуде остаётся постоянным.

3) При медленном понижении температуры сила давления неона на поршень увеличивается.

4) Если на поршень насыпать некоторое количество песка, то давление неона после того, как система придёт в равновесие, будет равно первоначальному давлению.

5) При медленном повышении температуры объём, занимаемый неоном, увеличивается.

Неизменное количество одноатомного идеального газа участвует в циклическом процессе 1–2–3–1, изображённом на $pV$-диаграмме.

Как изменяются внутренняя энергия газа в процессе 3–1 и концентрация газа в процессе 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.

По проводнику сопротивлением 10 Ом течёт постоянный электрический ток. Величина заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, возрастает с течением времени согласно графику (см. рисунок). Определите мощность, выделяющуюся в проводнике.

Проволочная рамка вращается в постоянном однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной вектору магнитной индукции. Ось вращения лежит в плоскости рамки. Магнитный поток, пронизывающий поверхность, которая ограничена рамкой, изменяется по закону $\Phi=8\cdot10^{-7}\cos50\pi t$, где все величины выражены в СИ. Модуль вектора магнитной индукции равен 2 мТл. Определите площадь рамки.

Луч света падает на плоское зеркало. Угол между отражённым лучом и зеркалом равен 70°. Чему равен угол $\gamma$ между падающим и отражённым лучами?

Две маленькие закреплённые металлические бусинки, расположенные в точках $A$ и $B$, несут на себе заряды $+2q>0$ и $+q$ соответственно (см. рисунок). Точка $C$ расположена посередине отрезка $AB$. Внешнее электрическое поле отсутствует. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно этой ситуации.

1) Модуль силы Кулона, действующей на бусинку в точке $A$, равен модулю силы Кулона, действующей на бусинку в точке $B$.

2) Если бусинки соединить стеклянной незаряженной палочкой, то их заряды станут одинаковыми.

3) Если бусинку с зарядом $+q>0$ заменить на бусинку с зарядом $-q<0$, то напряжённость результирующего электростатического поля в точке $C$ уменьшится по модулю в 3 раза.

4) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке $C$ направлена горизонтально вправо.

5) Если бусинки соединить тонкой стальной проволокой, то они станут отталкиваться друг от друга.

Конденсатор идеального колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент $t=0$ переключатель $K$ перевели из положения 1 в положение 2. Графики А и Б отражают изменение с течением времени физических величин, характеризующих свободные электромагнитные колебания, возникшие в контуре после этого ($T$ — период колебаний).

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

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

График А)

График Б)

Физические величины: 1) заряд левой обкладки конденсатора; 2) модуль напряжения на конденсаторе; 3) энергия электрического поля конденсатора; 4) сила тока в катушке.

Ядра изотопа тантала $^{185}_{73}\mathrm{Ta}$ испытывают $\beta^-$-распад с периодом полураспада 50 мин. В момент начала наблюдения в образце содержится $4\cdot10^{20}$ ядер тантала (см. рисунок). Через какую из точек (1, 2, 3 или 4), кроме точки $A$, пройдёт график зависимости от времени числа ещё не распавшихся ядер тантала?

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 оранжевый свет, а во второй — пропускающий только синий свет. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение.

Как изменились частота света, падающего 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) Сила Архимеда, действующая на полностью погружённое в жидкость тело, прямо пропорциональна его плотности.

2) Теплопередача путём конвекции происходит за счёт переноса вещества струями и потоками.

3) Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу, параллельна её скорости.

4) Индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур.

5) В планетарной модели атома число протонов в ядре равно числу электронов в электронной оболочке нейтрального атома.

Ученик проводил экспериментальную проверку закона Бойля — Мариотта. Для этого он изменял объём шприца и измерял с помощью манометра давление воздуха. Манометр проградуирован в миллиметрах ртутного столба. Запишите его показания, если абсолютная погрешность измерения давления манометром $\Delta p=2{,}5$ мм рт. ст.

Школьнику необходимо на опыте обнаружить зависимость электроёмкости плоского конденсатора от площади каждой из его пластин. У него имеется пять конденсаторов, характеристики которых приведены в таблице.

Какие два конденсатора необходимо взять школьнику, чтобы провести этот опыт?

Запишите в ответе номера выбранных конденсаторов.

Электрическая цепь состоит из источника ЭДС, двух резисторов сопротивлениями $R_1$ и $R_2$, двух идеальных диодов (сопротивление диода при прямом включении равно нулю, при обратном включении ток через диод равен нулю), двух ключей и идеальных амперметра и вольтметра (см. рисунок). В начальный момент времени ключ $K_1$ замкнут, а ключ $K_2$ разомкнут. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как изменятся показания приборов, если ключ $K_1$ разомкнуть, а ключ $K_2$ замкнуть.

Тележка массой 60 кг движется со скоростью, равной по модулю 1 м/с, слева направо по гладкой горизонтальной дороге. Каким станет модуль скорости тележки, если девочка массой 40 кг запрыгнет на тележку со скоростью, равной по модулю 2 м/с относительно дороги и направленной слева направо?

Каково давление $p$ гелия, у которого при плотности 0,12 кг/м³ среднеквадратичная скорость хаотического теплового движения молекул равна 1500 м/с?

В бутылке объёмом 1 л находится гелий при нормальном атмосферном давлении. Горлышко бутылки площадью 2 см² заткнуто короткой пробкой, имеющей массу 20 г. Если бутылка лежит горизонтально, то для того, чтобы вытащить пробку из горлышка бутылки, не нагревая, нужно приложить к пробке постоянную силу, равную по модулю не менее 3 Н. Когда бутылку поставили на стол вертикально горлышком вверх, оказалось, что если сообщить гелию в бутылке некоторое количество теплоты $Q$, то он выталкивает пробку из горлышка. Определите минимальное значение $Q$. Модуль силы трения, действующей на пробку, считать в обоих случаях одинаковым.

Из никелиновой проволоки с удельным сопротивлением $\rho=42\cdot10^{-8}$ Ом·м и площадью поперечного сечения $S=0{,}2$ мм² изготовлен прямоугольный контур $KLMN$ с диагональю $KM$ (см. рисунок). Стороны прямоугольника $KL=l_1=20$ см и $LM=l_2=15$ см. Контур подключён за диагональ $KM$ к источнику постоянного напряжения с ЭДС $\mathcal E=3$ В и помещён в однородное магнитное поле, вектор магнитной индукции которого параллелен сторонам $KL$ и $NM$ и равен по модулю 0,5 Тл. Чему равен модуль результирующей сил, с которыми магнитное поле действует на контур? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на стороны контура и его диагональ со стороны магнитного поля. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

К концам невесомого рычага подвесили за невесомые нерастяжимые нити два сплошных груза массами 1,28 кг и 0,32 кг и привели рычаг в состояние равновесия. Затем рычаг с грузами расположили над водой так, что оба груза целиком оказались под водой. Первоначальное расстояние от более тяжёлого груза до точки опоры равно 20 см. Определите, на сколько необходимо переместить точку опоры для сохранения равновесия, если объёмы обоих грузов одинаковы и равны 200 см³. Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на рычаг, для двух случаев, а также на погружённые в воду грузы.

Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.