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

Н а рисунке приведены графики зависимости координаты от времени прямолинейного движения для четырёх тел. Равноускоренно (c ах > 0) движется тело

1) А

2) Б

3) В

4) Г

А2

Н а левом рисунке представлены векторы скорости и ускорения тела в инерциальной системе отсчёта. Какой из четырёх векторов на правом рисунке указывает направление вектора равнодействующей всех сил, действующих на это тело в этой системе отсчёта?

А3

У ченик исследовал зависимость силы упругости F двух пружин от их удлинения X. Результаты проведённых измерений представлены на графике. Точки на графике относятся к пружине 1, крестики – к пружине 2. Определите отношение жёсткостей этих пружин.

А4

Масса воробья 0,05 кг. Он летит со скоростью 10 м/с. Какова кинетическая энергия воробья?

А5

Ученик выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия лёгкого рычага. Результаты, которые он получил, представлены в таблице. l₁ и l₂ — плечи сил.

Какова сила F₂, если рычаг находится в равновесии?

А6

Газ в сосуде сжали, увеличив концентрацию молекул газа в 5 раз. Давление газа при этом снизилось в 2 раза. Следовательно, абсолютная температура газа

А7

Н а рисунке показан график изменения температуры вещества по мере поглощения им теплоты при фиксированном давлении. Масса вещества 0,5 кг. Первоначально вещество было в жидком состоянии. Какова удельная теплота парообразования вещества?

А8

Теплообмен путём конвекции может осуществляться

1) в газах, жидкостях и твёрдых телах

2) только в жидкостях

3) в газах и жидкостях

4) только в газах

А9

Г аз перешёл из состояния 1 в состояние 2. Какую работу он при этом совершил, если в состоянии 1 его объём был равен 5 м³?

1) – 10 Дж

2) 10 Дж

3) 0 Дж

4) 100 Дж

А10

С разреженным газом был проведён изотермический процесс, в котором для уменьшения давления газа на 150 кПа объём газа увеличили в 2 раза. Масса газа постоянна. Каково было первоначальное давление газа?

А11

Как изменятся силы взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 3 раза, а каждый заряд увеличить в 6 раз?

1) уменьшатся в 4 раза

2) уменьшатся в 9 раз

3) увеличатся в 36 раз

4) увеличатся в 4 раза

А12

Н а графике изображена зависимость силы тока в проводнике от напряжения между его концами. Чему равно сопротивление проводника?

А13

При движении проводника в однородном магнитном поле между его концами возникает ЭДС индукции ε₁ . При уменьшении скорости движения проводника в 3 раза ЭДС индукции ε₂ будет равна

А14

Н а рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. В каком интервале времени модуль ЭДС самоиндукции равен 0?

А15

С вет от неподвижного источника распространяется в вакууме со скоростью c и падает перпендикулярно на поверхность зеркала, которое приближается к источнику со скоростью υ (см. рисунок). Какова скорость отражённого света и скорость источника в инерциальной системе отсчёта, связанной с зеркалом?

А16

Н а рисунке показан участок цепи, по которому течёт постоянный ток. Отношение тепловой мощности, выделяющейся на левом резисторе, к суммарной мощности, выделяющейся на двух правых, равно

А17

Н а рисунке показана схема нижних энергетических уровней атома. В начальный момент времени атомы находятся в состоянии с энергией Е⁽³⁾. Согласно постулатам Бора, атомы могут излучать фотоны с энергией

1) от 0,5 до 1,5 эВ

2) только 0,3 и 0,5 эВ

3) 0,3 эВ и любой, большей или равной 0,5 эВ

4) только 0,5 и 1,0 эВ

А18

Каково массовое число ядра Х в реакции ?

А19

При облучении металла фиолетовым светом наблюдается явление фотоэффекта. Фотоэффект обязательно наблюдается на этом материале и при облучении его

1) ультрафиолетовым излучением

2) инфракрасным излучением

3) синим светом

4) красным светом

А20

Пучок белого света, пройдя через призму, разлагается в спектр. Была выдвинута гипотеза, что ширина пучка на экране за призмой зависит от угла

при вершине призмы. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу. Какие два опыта (см. рисунок) нужно провести для такого исследования?

А21

В эксперименте проверялось предположение: при растяжении медной проволоки силой F существует явление текучести, при котором относительная деформация ε проволоки увеличивается без изменения силы. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Явление текучести

1) возникает при относительной деформации от 0,05 до 0,07

2) существует при относительной деформации от 0 до 0,05

3) возникает при относительной деформации, большей 0,07

4) не удалось обнаружить

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

С ветовой пучок входит из воздуха в воду (см. рисунок). Что происходит при этом с частотой электромагнитных колебаний в световой волне, скоростью их распространения, длиной волны?

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.

В2

В цилиндре под поршнем находятся жидкость и её насыщенный пар.

Как будут изменяться давление пара, масса пара и масса жидкости при медленном перемещении поршня вниз при постоянной температуре?

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.

В3

Установите соответствие между процессами в идеальном газе и формулами, которыми они описываются (N – число частиц, p – давление, V – объём, T – абсолютная температура, Q – количество теплоты.) К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В4

В одной экспериментальной установке отрицательно заряженная частица влетает в однородное магнитное поле так, что вектор перпендикулярен индукции магнитного поля (рис. 1). В другой экспериментальной установке вектор той же частицы параллелен напряжённости электрического поля (рис. 2).

По каким траекториям движутся частицы?

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 Папа, обучая девочку кататься на коньках, скользит с ней по льду со скоростью 4 м/с. В некоторый момент он аккуратно толкает девочку в направлении движения. При этом скорость папы уменьшается до 3,5 м/с. Масса девочки 20 кг, а папы 80 кг. Какова скорость девочки после толчка? Трение коньков о лед не учитывать.

1. 3,5 м/с 2) 6 м/с 3) 14 м/с 4) 34 м/с

А23 Молярная масса газа 44 ^-3 кг/моль. Какова плотность этого газа при температуре 300 К и давлении 10⁵ Па?

1. 0,5 кг/м³ 2) 1,77 кг/м³ 3) 3,53 кг/м³ 4) 8,31 кг/м³

А24 В сосуд с водой опущена трубка. По трубке через воду пропускают пар при температуре 100 . Вначале масса воды увеличивается, но в некоторый момент масса воды перестает увеличиваться, хотя пар по-прежнему пропускают. Первоначальная масса воды 230 г, а в конце масса 272 г. Какова первоначальная температура воды по шкале Цельсия? Потерями теплоты пренебречь.

1. 42 2) 20 3) 34 4) 0

А25 Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны 600 нм. Какова длина волны света, выбивающего из него фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых в 2 раза меньше работы выхода?

1. 300 нм 2) 400 нм 3) 900 нм 4) 1200 нм

Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов №1.

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

Вася и Петя должны охладить воду одинаковой массы в двух одинаковых высоких мензурках от температуры t₁ = 4ºC до t₂ =1ºC, используя одинаковые кусочки тающего льда. Вася охлаждает верхнюю часть сосуда с водой, поместив кусочек льда в верхней части мензурки, а Петя – удерживая

кусочек льда вблизи дна. Кто быстрее справится с заданием?

График зависимости плотности воды от температуры приведен на рисунке.

Ответ поясните, указав какие физические явления и закономерности вы использовали для обоснования.

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

Небольшой груз, прикреплённый к нити длиной l = 15 см, вращается вокруг вертикальной оси так, что нить отклоняется от вертикали на угол α = 60°. С какой скоростью движется груз?

С3

И деальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился (Т1 = 300 К). Затем газ изохорно нагрели, повысив давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2−3?

С4

Н езаряженный конденсатор подключают к источнику тока с ЭДС ε = 12 В по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора R = 500 Ом, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Чему равна ёмкость С конденсатора, если на резисторе после замыкания ключа К в процессе зарядки конденсатора выделяется количество теплоты Q = 7,2 мкДж?

С5

Ученик исследовал прохождение узкого светового пучка через стеклянный полуцилиндр параллельно его оси симметрии. Результаты опыта ученика представлены на фотографии.

Показатель преломления стекла равен 1,5. Постройте ход луча АВ и определите радиус полуцилиндра. Пучок света можно считать узким и tgα≈sinα ≈α

С6

При облучении металлической пластинки из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов ΔU. Работа выхода электронов из металла A_вых = 1 эВ, частота фотонов, падающих на пластинку, равна 2,4·10¹⁴ Гц. Каково значение ΔU, если максимальная энергия ускоренных электронов Ее вдвое больше энергии фотонов, выбивающих их из металла?