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

Пловец плывёт по течению реки. Чему равна скорость пловца относительно берега реки, если скорость пловца относительно воды 1,2 м/с, а скорость течения реки 0,7 м/с?

А2

Материальная точка равномерно движется по окружности радиусом R со скоростью υ. Как изменится центростремительное ускорение, если скорость точки увеличится втрое, а радиус её траектории останется прежним?

1) увеличится в раз

2) уменьшится в 3 раза

3) увеличится в 9 раз

4) увеличится в 3 раза

А3

Отношение импульса автокрана к импульсу легкового автомобиля . Каково отношение их масс, если отношение скорости автокрана к скорости легкового автомобиля ?

А4

Тело массой 10 кг движется поступательно и имеет кинетическую энергию 45 Дж. Какова его скорость?

А5

Коромысло весов, к которому подвешены на нитях два тела (см. рисунок), находится в равновесии. Массу первого тела уменьшили в 2 раза. Как нужно изменить плечо d₂, чтобы равновесие сохранилось? (Коромысло и нити считать невесомыми.)

1) увеличить в 2 раза

2) увеличить в 4 раза

3) уменьшить в 4 раза

4 ) уменьшить в 2 раза

А6

Три одинаковых шарика находятся на оси x. Левый шарик покоится, а средний и правый шарики движутся навстречу друг другу, причём модули их

скоростей равны, соответственно, 3υ и 9υ. Какими будут модуль и направление скорости всех трёх шариков после их абсолютно неупругого соударения?

А7

Какова температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении по абсолютной шкале температур?

А8

Н а рисунке показан цикл, осуществляемый с идеальным газом. Изобарному расширению соответствует участок

А9

Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 40%. Воздух изотермически сжали, уменьшив его объём в три раза. Относительная влажность воздуха стала

А10

Н а рисунке показано, как менялось давление идеального газа в зависимости от его объёма при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3. Каково отношение работ газа в этих двух процессах?

1) 1

2) 0,5

3) 0,75

4) 1,5

А11

У идеального теплового двигателя температура нагревателя 700 К, а температура холодильника 300 К. Рабочее тело получает за цикл работы от нагревателя 30 кДж теплоты. Какую работу совершает за один цикл этот двигатель?

А12

Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 2 раза, каждый из зарядов уменьшили в 4 раза. При этом сила взаимодействия между ними

1) не изменилась

2) увеличилась в 16 раз

3) увеличилась в 4 раза

4) уменьшилась в 4 раза

А13

Н а рисунке изображена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. При выдвижении магнита из алюминиевого кольца оно перемещается вслед за магнитом. Это движение кольца – результат действия

1) силы гравитационного взаимодействия между кольцом и магнитом

2) силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля магнита на кольцо, по которому идёт индукционный ток

3) кулоновских (электростатических) сил, которые возникают при движении магнита относительно кольца

4) воздушных потоков, вызванных движением руки и магнита

А14

Н а рисунке в декартовой системе координат представлены вектор напряжённости электрического поля в электромагнитной волне и вектор скорости её распространения. Направление вектора индукции в волне совпадает со стрелкой

А15

Луч света падает на плоское зеркало. На сколько градусов изменится угол между падающим и отражённым лучами света, если увеличить угол падения с 3 до 10°?

А16

Параллельный пучок монохроматического света падает на препятствие с узкой щелью. На экране за препятствием кроме светлой полосы наблюдается чередование светлых и тёмных полос. Данное явление связано с

1) дисперсией света

2) поляризацией света

3) дифракцией света

4) преломлением света

А17

Предмет расположен на горизонтальной главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы 5 дптр. Изображение предмета находится на расстоянии 30 см от оптического центра линзы. Высота изображения предмета 6 см. Найдите высоту предмета.

А18

Планетарной модели атома соответствует утверждение: ядро – в центре атома, большая часть массы атома сосредоточена

1) в ядре, заряд электронов положителен

2) в ядре, заряд ядра отрицателен

3) в электронах, заряд электронов отрицателен

4) в ядре, заряд электронов отрицателен

А19

На рисунке представлен фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Под названием элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов, нижний индекс около массового числа указывает (в процентах) распространённость изотопа в природе.

Укажите число нейтронов в ядрах указанных стабильных изотопов калия.

А20

Какое ядро Х образуется в ядерной реакции ?

А21

Учащимся предложили следующую задачу:

Два моля газообразного азота находятся в цилиндре, закрытом поршнем. Перемещая поршень, газ сжали, уменьшив его объём в 2 раза при неизменной температуре. Каково изменение давления газа?

Но один из учеников возразил, что в данной формулировке задача не имеет однозначного решения, приведя следующие доводы:

А. Неясно, можно ли азот считать идеальным газом, а потому нельзя пользоваться законом Менделеева – Клапейрона.

Б. Не указано, что в процессе сжатия газа отсутствует процесс теплопередачи от газа в окружающую среду.

В. Не указан объём газа до его сжатия.

Если вы согласны с учеником, укажите, какой из его доводов считаете наиболее существенным для решения задачи.

1) доводы не существенны, ответ: давление возросло в 2 раза

2) довод А

3) довод Б

4) довод В

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

Спортсмен спускается на парашюте с постоянной скоростью. Как изменяются с течением времени импульс спортсмена, его потенциальная энергия и работа силы тяжести?

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.

В2

В промежуток между пластинами отключённого от источника тока плоского заряженного конденсатора постепенно вдвигают диэлектрическую пластинку. Как изменяются с течением времени заряд конденсатора, его электроёмкость и напряжение на его пластинах?

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 физическими моделями и областями физики, в которых эти модели используют наиболее часто. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В4

Н аходящаяся в закрытом сосуде платина в результате одного β^–-распада переходит в радиоактивный изотоп золота , который затем превращается в стабильный изотоп ртути . На рисунках приведены графики изменения в сосуде числа атомов с течением времени. Установите соответствие между изотопами химических веществ и графиками изменения числа их атомов с течением времени. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1.

Часть 3

А22 На последнем километре тормозного пути скорость поезда уменьшилась на 10 м/с. Определите общий тормозной путь поезда, если скорость в начале торможения составляла 20 м/с, а торможение было равнозамедленным.

1. 1 км 2) 5 км 3) 3 км 4) 4 км

А23 Идеальный газ изобарно нагревают так, что его температура изменяется на Т=240 К, а объем- в 1,4 раза. Масса газа постоянна. Какова начальная температура газа по шкале Кельвина?

1. 384 К 2) 857 К 3) 300 К 4) 600 К

А24 На дифракционную решетку с периодом 0,004 мм падает по нормали плоская монохроматическая волна. Количество дифракционных максимумов, наблюдаемых с помощью этой решетки, равно 17. Какова длина волны света?

1. 500 нм 2) 680 нм 3) 440 нм 4) 790 нм

А25 В таблице представлены результаты измерений запирающего напряжения для фотоэлектронов при разных значениях частоты падающего монохроматического света (- частота, соответствующая красной границе фотоэффекта).

Какое значение частоты падающего света пропущено в таблице?

1. 2) 3) 2 4) 3

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

Насаженную на вертикальную ось металлическую стрелку АВ закрепили и сбоку к ней поднесли наэлектризованную стеклянную палочку (см. рисунок — вид сверху). Будет ли поворачиваться стрелка, если её освободить, и если будет, то в какую сторону? Объясните поведение стрелки, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.

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

Лыжник массой 60 кг прыгает с трамплина высотой Н. На рисунке показана траектория полёта лыжника; параметры этой траектории: АВ = 10 м, ВС = 5 м. Модуль работы силы трения лыжника о снег при спуске равен 1,2 кДж. Определите высоту Н трамплина.

С3

О дин моль одноатомного идеального газа переходит из состояния 1 в состояние 3 в соответствии с графиком зависимости его объёма V от температуры T (T₀ = 100 К). На участке 2−3 к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение работы газа А₁₂₃ ко всему количеству подведённой к газу теплоты Q₁₂₃.

С4

В о сколько раз увеличится мощность, выделяемая на сопротивлении R₁ , при замыкании ключа К (см. рисунок), если R₁ = R₂ = R₃ = 1 Ом, r = 0,5Ом?

С5

С вет от точечного источника S проходит сквозь собирающую линзу с фокусным расстоянием 5 см и падает на плоское зеркало (см. рисунок). Источник света расположен на главной оптической оси линзы. Расстояние от источника до линзы 7,5 см, а от линзы до зеркала 8 см. Постройте действительное изображение источника в этой оптической системе. Определите, на каком расстоянии от источника находится его действительное изображение в данной оптической системе?

С6

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой , где n = 1, 2, 3, … . При переходе атома из состояния Е₂ в состояние Е₁ атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, ν_кр=6·10¹⁴ Гц. Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона?