Часть 1 содержит 21 задание (а1 – а21). К каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один.

Константы

число 

 = 3,14

ускорение свободного падения на Земле

g = 10 м/с²

гравитационная постоянная

G = 6,7·10^{– 11} Н·м²/кг²

универсальная газовая постоянная

R = 8,31 Дж/(моль·К)

постоянная Больцмана

k = 1,38·10^{– 23} Дж/К

постоянная Авогадро

N_А = 6·10²³ моль^–1

скорость света в вакууме

с = 3·10⁸ м/с

коэффициент пропорциональности в законе Кулона

k = = 9·10⁹ Н·м² /Кл²

модуль заряда электрона (элементарный электрический заряд)

e = 1,6·10^{– 19} Кл

постоянная Планка

h = 6,6·10^{– 34} Дж·с

Соотношение между различными единицами

температура

0 К = – 273С

атомная единица массы

1 а.е.м. = 1,6610^{– 27} кг

1 атомная единица массы эквивалентна

931,5 МэВ

1 электронвольт

1 эВ = 1,610^{– 19} Дж

Масса частиц

электрона

9,110^{– 31}кг  5,510^{– 4} а.е.м.

протона

1,67310^{– 27} кг  1,007 а.е.м.

нейтрона

1,67510^{– 27} кг  1,008 а.е.м.

Плотность

подсолнечного масла

900 кг/м³

воды

1000 кг/м³

алюминия

2700 кг/м³

древесины (сосна)

400 кг/м³

железа

7800 кг/м³

керосина

800 кг/м³

ртути

13600 кг/м³

Удельная теплоемкость

воды

4,210 ³ Дж/(кгК)

алюминия

900 Дж/(кгК)

льда

2,110 ³ Дж/(кгК)

меди

380 Дж/(кгК)

железа

460 Дж/(кгК)

чугуна

500 Дж/(кгК)

свинца

130 Дж/(кгК)

Удельная теплота

парообразования воды

2,310 ⁶ Дж/кг

плавления свинца

2,510 ⁴ Дж/кг

плавления льда

3,310 ⁵ Дж/кг

Нормальные условия давление 10⁵ Па, температура 0С

Молярная масса

азота

2810^{– 3} кг/моль

кислорода

3210^{– 3} кг/моль

аргона

4010^{– 3} кг/моль

лития

610^{– 3} кг/моль

водорода

210^{– 3} кг/моль

молибдена

9610^{– 3} кг/моль

воздуха

2910^{– 3} кг/моль

неона

2010^{– 3} кг/моль

гелия

410^{– 3} кг/моль

углекислого газа

4410^{– 3} кг/моль

Часть 1

При выполнении заданий части 1 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания (А1 – А21) поставьте знак «Х» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.

А1

Ч етыре тела движутся вдоль оси Оx. На рисунке изображены графики зависимости проекций скоростей υ_x от времени t для этих тел. Какое из тел движется с наименьшим по модулю ускорением?

А2

Камень массой 200 г брошен под углом 45° к горизонту с начальной скоростью υ = 15 м/с. Модуль силы тяжести, действующей на камень в момент броска, равен

А3

Ш ары движутся со скоростями, показанными на рисунке, и при столкновении слипаются. Как будет направлен импульс шаров после столкновения?

А4

Легковой автомобиль и грузовик движутся по мосту. Их массы m₁ = 1000 кг и m₂ = 3000 кг соответственно. Во сколько раз потенциальная энергия грузовика относительно уровня воды больше потенциальной энергии легкового автомобиля?

А5

Пружинный маятник совершает незатухающие колебания с периодом 0,5 с. В момент времени t = 0 отклонение груза маятника от положения равновесия максимально. Сколько раз кинетическая энергия маятника достигнет своего максимального значения к моменту времени 2 с?

А6

Г руз массой m = 2,0 кг, подвешенный на тонкой нити, целиком погружён в воду и не касается дна сосуда (см. рисунок). Модуль силы натяжения нити Т = 13 Н. Найдите объём груза.

А7

Под микроскопом наблюдают хаотическое движение мельчайших частиц мела в капле растительного масла. Это явление называют

А8

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 60 %. Какой будет относительная влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 1,5 раза?

А9

После совершения работы и получения количества теплоты 5 кДж внутренняя энергия идеального газа увеличилась на 8 кДж. Какая работа была совершена?

1) внешние силы совершили работу 13 кДж

2) газ совершил работу 3 кДж

3) газ совершил работу 13 кДж

4) внешние силы совершили работу 3 кДж

А10

У теплового двигателя, работающего по циклу Карно, температура нагревателя 500 К, а температура холодильника 300 К. Рабочее тело за один цикл получает от нагревателя 40 кДж теплоты. Какую работу совершает при этом рабочее тело двигателя?

А11

Н а рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов + q и – q (q > 0). Направлению вектора напряженности суммарного электрического поля этих зарядов в точке А соответствует стрелка

А12

Ч ему равно полное сопротивление участка цепи между клеммами А и В (см. рисунок), если сопротивление каждого резистора равно 3 Ом?

А13

М агнитное поле создано в точке А двумя параллельными длинными проводниками с токами I₁ и I₂, расположенными перпендикулярно плоскости чертежа. Векторы и в точке А направлены в плоскости чертежа следующим образом:

1) - вверх, - вниз

2) - вниз, - вверх

3) - вверх, - вверх

4) - вниз, - вниз

А14

К ак изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см. рисунок), если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) увеличится в 4 раза

2) уменьшится в 2 раза

3) увеличится в 2 раза

4) уменьшится в 4 раза

А15

Какому из предметов 1–4 соответствует изображение AB в тонкой линзе с фокусным расстоянием F?

1) предмету 1

2) предмету 2

3) предмету 3

4) предмету 4

А16

Сложение в пространстве когерентных волн, при котором образуется постоянное во времени пространственное распределение амплитуд результирующих колебаний, называется

А17

Две частицы, имеющие отношение масс , влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Найдите отношение зарядов частиц , если их скорости одинаковы, а отношение радиусов траекторий .

А18

Радиоактивный изотоп натрия в результате β^--распада превращается в ядро

1) неона

2) алюминия

3) магния

4) кислорода

А19

На металлическую пластинку падает электромагнитное излучение, выбивающее электроны из пластинки. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетевших из пластинки в результате фотоэффекта, составляет 6 эВ, а энергия падающих фотонов в 3 раза больше работы выхода из металла. Чему равна работа выхода электронов из металла?

А20

Идеальный газ в количестве ν молей при температуре Т и давлении р занимает объём V. Какую константу можно определить по этим данным?

1) постоянную Больцмана k

2) постоянную Планка h

3) газовую постоянную R

4) число Авогадро N_A

А21

Шарик катится по прямому жёлобу. Изменение координаты шарика с течением времени в инерциальной системе отсчёта показано на графике. На основании этого графика можно уверенно утверждать, что

1) первые 2 с шарик покоился, а затем двигался с увеличивающейся по модулю скоростью

2 ) на шарик действовала всё увеличивающаяся сила

3) первые 2 с скорость шарика не менялась, а затем её модуль постепенно уменьшался

4) скорость шарика постоянно уменьшалась

Часть 2

Ответом к заданиям этой части (В1–В4) является последовательность цифр. Впишите ответы сначала в текст работы, а затем перенесите их в бланк ответов № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки, без пробелов и каких-либо дополнительных символов. Каждую цифру пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами.

В1

В первой серии опытов исследовались малые колебания груза на нити некоторой длины. Затем этот же груз закрепили на нити большей длины. Максимальные углы отклонения нити от вертикали в опытах одинаковые.

Как при переходе от первой серии опытов ко второй изменятся период колебаний, частота и амплитуда колебаний груза?

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.

В2

Как изменятся при α-распаде следующие характеристики атомного ядра: массовое число ядра, заряд ядра, 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.

В3

И сследуется электрическая цепь, собранная по схеме, представленной на рисунке.

Определите формулы, которые можно использовать для расчётов показаний амперметра и вольтметра. Измерительные приборы считать идеальными. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В4

Исследовались возможные способы наблюдения полного внутреннего отражения. В первом из них узкий пучок света шёл из воздуха в стекло (рис.1), во втором – из стекла в воздух (рис. 2). (Показатель преломления стекла в обоих случаях n.)

При каких углах падения возможно наблюдение этого явления?

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

Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1.

Часть 3

А22 Автомобиль, двигаясь по горизонтальной дороге, совершает поворот по дуге окружности. Каков минимальный радиус этой окружности при коэффициенте трения автомобильных шин о дорогу 0,4 и скорости автомобиля 10 м/с?

1. 25 м 2) 50 м 3) 100 м 4) 250 м

А23 Тело, нагретое до температуры 100 , опустили в калориметр, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с водой 23 После установления теплового равновесия температура тела и воды стала равна 30 Определите массу тела, если удельная теплоемкость вещества , из которого сделано тело, равна 187 Дж/(кг К). Теплоемкостью калориметра пренебречь.

1. 225 г 2) 450 г 3) 900 г 4) 4,5 кг

А24 Емкость конденсатора в колебательном контуре равна 50 мкФ. Зависимость силы тока в катушке индуктивности от времени имеет вид: , где a =1,5 А и b= 500 с^-1. Найдите амплитуду колебаний напряжения на конденсаторе.

1. 6,0 ^-6 В 2) 10 В 3) 60 В 4) 750 В

А25 Первоначально покоящийся атом испустил фотон, энергия которого 9 10^-19 Дж. Масса атома 4 10^-26 кг. В результате испускания фотона импульс атома стал равен

1. 0

2. 3,6 10^-44 кг м/с

3. 3 10^-27 кг м/с

4. 4,4 10^-8 кг м/с

Задания С1–С6 представляют собой задачи, полное решение которых необходимо записать в бланке ответов № 2. Рекомендуется провести предварительное решение на черновике. При оформлении решения в бланке ответов № 2 запишите сначала номер задания (С1, С2 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи. Ответы записывайте четко и разборчиво

С1

Намагниченный стальной стержень начинает свободное падение с нулевой начальной скоростью из положения, изображённого на рис. 1. Пролетая сквозь закреплённое проволочное кольцо, стержень создаёт в нём электрический ток, сила которого изменяется со временем так, как показано на рис. 2.

Почему в моменты времени t₁ и t₂ ток в кольце имеет различные направления? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения. Влиянием тока в кольце на движение магнита пренебречь.

Полное правильное решение каждой из задач С2–С6 должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

С2

Небольшая шайба после толчка приобретает скорость υ = 2 м/с и скользит по внутренней поверхности гладкого закреплённого кольца радиусом R=0,14 м. На какой высоте h шайба отрывается от кольца и начинает свободно падать?

С3

В калориметре находится 1 кг льда при температуре − 5°С. Какую массу воды, имеющей температуру 20°С, нужно добавить в калориметр, чтобы температура его содержимого после установления теплового равновесия оказалась − 2°С? Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью калориметра пренебречь.

С4

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном – многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А – положительного, а к точке В – отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, потребляемая мощность равна 4,8 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 14,4 Вт. Укажите условия протекания тока через диод и резисторы в обоих случаях и определите сопротивление резисторов в этой цепи.

С5

П роводник длиной 1 м движется равноускоренно в однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). Начальная скорость движения проводника 4 м/с. Значение ЭДС индукции в этом проводнике в конце перемещения на расстояние 1 м равно 3 В. Чему равно ускорение, с которым движется проводник в магнитном поле?

С6

Свободный пион (π⁰-мезон) с энергией покоя 135 МэВ движется со скоростью V, которая значительно меньше скорости света. В результате его распада образовались два γ-кванта, причём один из них распространяется в направлении движения пиона, а второй – в противоположном направлении. Энергия первого кванта на 10% больше, чем второго. Чему равна скорость пиона до распада?