Пробный вариант ГИА по физике.
Решение заданий варианта 28:
1. Задание.
На рисунке представлен график зависимости проекции ускорения тела ax от времени t. Какие участки графика соответствуют равноускоренному движению тела вдоль осиx?
1) AB и DE
2) ВС и CD
3) только ВС
4) только CD
Равноускоренное движение — это движение с постоянным по модулю ускорением, т. е. на графике такому движению будут соответствовать прямолинейные участки, параллельные оси t. В данном случае это участки AB и DE.
Правильный ответ указан под номером 1.
2. Задание. Какие из утверждений верны?
А. Сила тяготения, действующая на некоторое тело у поверхности Луны, меньше силы тяготения, действующей на это тело у поверхности Земли.
Б. Всемирное тяготение между Землей и Луной проявляется в океанических приливах и отливах.
1) только А
2) только Б
3) оба утверждения верны
4) оба утверждения неверны
По закону Всемирного тяготения:
,
здесь М — масса планеты, m — масса тела. Чем меньше масса планеты, тем меньше сила тяготения, действующая на некоторое тело у поверхности этой планеты. Масса Луны меньше массы Земли, поэтому утверждение А верно.
Частицы, которые находятся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие — слабее, в результате этого и возникают приливы и отливы.
Правильный ответ указан под номером 3.
3. Задание. Под действием горизонтально направленной силы, модуль которой равен F, брусок массой m равномерно и прямолинейно переместили по поверхности стола на расстояние S. Работа, совершённая при этом силой тяжести, равна
1) 
2) 
3) 
4) 0
Работа есть произведение модуля силы на модуль перемещения и на косинус угла между ними. Перемещение направлено по горизонтали, сила тяжести направлена вниз, следовательно, угол между ними равен 90°, а значит, работа силы тяжести равна нулю.
Правильный ответ указан под номером 4.
4. Задание. Примером продольной волны является
1) звуковая волна в воздухе
2) волна на поверхности моря
3) радиоволна в воздухе
4) световая волна в воздухе
В продольных волнах колебания частиц осуществляются вдоль оси распространения волны, в поперечных — перпендикулярно.
Звуковая волна в воздухе являет собой пример продольной волны, поскольку молекулы воздуха смещаются вдоль оси распространения звука.
Волны на поверхности моря являются, по сути, суперпозицией, т. е. наложением продольных и поперечных волн. В результате каждая частица смещается и по направлению распространения волны и в направлении, перпендикулярном ему. Таким образом, в случае малой амплитуды волны каждая частица движется по окружности, радиус которой убывает с расстоянием от поверхности. Частицы внизу сетки находятся в покое.
Радиоволны в воздухе и световые волны в воздухе — это электромагнитные волны. Такие волны являются поперечными, поскольку изменение вектора напряжённости электрического поля и вектора напряжённости магнитного поля, которые вместе образуют единое электромагнитное поле, происходит в плоскости перпендикулярной распространению излучения.
Правильный ответ указан под номером 1.
5. Задание
Два одинаковых шара, изготовленных из одного и того же материала, уравновешены на рычажных весах (см. рисунок). Нарушится ли равновесие весов, если один шар опустить в воду, а другой — в керосин?
1) равновесие весов не нарушится, так как массы шаров одинаковые
2) равновесие весов нарушится: перевесит шар, опущенный в воду
3) равновесие весов нарушится: перевесит шар, опущенный в керосин
4) равновесие не нарушится, так как объёмы шаров одинаковые
На погружённое в жидкость тело действует сила Архимеда, пропорциональная объему погруженной в жидкость части тела и плотности жидкости:
Плотность керосина меньше плотности воды, поэтому на шар в керосине будет действовать меньшая сила Архимеда. Учитывая, что шары имеют одинаковый вес, то с учётом силы Архимеда шар в керосине перевесит шар в воде.
Правильный ответ указан под номером 3.
6. Задание. На коротком плече рычага укреплён груз массой 100 кг. Для того чтобы поднять груз на высоту 8 см, к длинному плечу рычага приложили силу, равную 200 Н. При этом точка приложения этой силы опустилась на 50 см. Определите КПД рычага.
1) 125%
2) 80%
3) 32%
4) 12,5%
Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной работы к совершённой работе. В данном случае полезной является работа по поднятию груза, то есть по преодолению силы тяжести. Вычислим её как произведение силы тяжести на пройденный телом путь:
Совершённую работу найдём как произведение приложенной силы на пройденный путь:
Таким образом,
Правильный ответ указан под номером 2.
7. Задание
На рисунке изображён график зависимости давленияp от объёма V при переходе газа в отсутствие теплопередачи из состояния 1 в состояние 2. При указанном процессе внутренняя энергия газа
1) не изменяется
2) может увеличиться или уменьшиться
3) обязательно уменьшается
4) обязательно увеличивается
Изменение внутренней энергии газа равно где A — работа, совершаемая газом. На графике изображён процесс в отсутствие теплопередачи, то есть адиабатический процесс, следовательно,
Газ совершает работу, следовательно, его внутренняя энергия уменьшится.
Ответ: 3.
8. Задание КПД тепловой машины равен 30%. Это означает, что при выделении энергииQ при сгорании топлива, на совершение полезной работы не используется энергия, равная
1) 1,3Q
2) 0,7Q
3) 0,4Q
4) 0,3Q
Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной работы к совершённой работе, другими словами, какой процент совершаемой работы идёт на осуществление тех действий, которые мы считаем полезной работой. Поскольку КПД тепловой машины равен 30%, на совершение полезной работы пойдёт 30% тепла или не пойдёт 70% тепла.
Правильный ответ указан под номером 2.
Примечание.
Тепловая машина с Коэффициентом полезного действия в 30% — это очень качественная машина. Как правило, тепловые двигатели работают с КПД 5—15%.
Повтор задания.
9. Задание Какой объём воды можно нагреть от 20 °С до кипения, сообщив ей 1,68 МДж теплоты?
1) 4 л
2) 5 л
3) 20 л
4) 50 л
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды массой m равно:
где cв — удельная теплоёмкость воды. Выразим массу воды:
Объём воды
Правильный ответ указан под номером 2.
10. Задание
К одному из незаряженных электрометров, соединённых проводником, поднесли положительно заряженную палочку. Как распределится заряд на электрометрах?
1) оба электрометра будут заряжены отрицательно
2) оба электрометра будут заряжены положительно
3) на электрометре 1 будет избыточный положительный заряд, на электрометре 2 — избыточный отрицательный заряд
4) на электрометре 1 будет избыточный отрицательный заряд, на электрометре 2 — избыточный положительный заряд
Поскольку палочка заряжена положительно, на первом электромере возникнет индуцированный отрицательный заряд. Следовательно, на втором электромере возникнет избыточный положительный заряд.
Правильный ответ указан под номером 4.
11. Задание В основе определения единицы силы тока лежит
1) тепловое действие электрического тока
2) химическое действие электрического тока
3) механическое действие электрического тока
4) магнитное действие электрического тока
Современное определение Ампера: Ампер есть сила постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона. Следовательно, в основе определения единицы силы тока лежит магнитное действие электрического тока.
Правильный ответ указан под номером 4.
12. Задание На рисунке представлен график зависимости силы электрического тока, протекающего в резисторе, от времени. Магнитное поле вокруг проводника возникает в интервале(-ах) времени
1) только от 0 с до 6 с
2) только от 0 с до 1 с
3) только от 0 с до 1 с и от 4 с до 6 с
4) от 0 с до 8 с
Магнитное поле возникает вокруг проводника с электрическим током, поскольку в нём движутся заряды. Ток имеется на участке только от 0 с до 6 с, поэтому на нём и будет проявляться магнитное поле.
Правильный ответ указан под номером 1.
13. Задание. Изображение предмета в рассеивающей линзе
1) действительное увеличенное
2) действительное уменьшенное
3) мнимое увеличенное
4) мнимое уменьшенное
Изображение предмета в рассеивающей линзе всегда мнимое и уменьшенное.
Правильный ответ указан под номером 4.
Повтор задания
14. Задание 14 № 1516. Меняя электрическое напряжение на участке цепи, состоящем из никелинового проводника площадью поперечного сечения 0,2 мм2, ученик полученные данные измерений силы тока и напряжения записал в таблицу. Чему равна длина проводника?
U, В | 12 | 9,6 | 6 | 4,8 | 3 | 1,5 |
I, В | 2,4 | 1,92 | 1,2 | 0,96 | 0,6 | 0,3 |
1) 10 м | 2) 2,5 м | 3) 0,4 м | 4) 0,1 м |
Сопротивление прямого проводника с током можно вычислить по формуле Удельное сопротивление никелина
Из таблицы, пользуясь любой парой значений
и
находим, что сопротивление проводника
Вычислим длину проводника
Ответ: 2.
15. Задание. Радиоактивный препарат помещён в магнитное поле. В этом поле отклоняются
А. α-лучи
Б. γ-лучи
Правильным ответом является
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Магнитное поле действует только на заряженные частицы. Следовательно, отклоняться будут только альфа-частицы.
Правильный ответ указан под номером 1.
16. Задание
В мерный стакан налита вода. Укажите объём воды с учётом погрешности измерения.
1) 70 мл
2) 70,0 ± 0,5 мл
3) 70 ± 5 мл
4) 70 ± 10 мл
Погрешностью проведенного измерения мы считаем половину цены деления — 5 мл, в данном случае.
Правильный ответ указан под номером 3.
17. Задание Три точечных тела движутся вдоль оси Ox по горизонтальной плоскости из точки с координатой x = 0. Установите соответствие между графиками зависимостей скорости тел от времени и формулами зависимости координаты этих тел от времени.
ГРАФИК |
ФОРМУЛА |
|
1)
2)
3)
4)
5)
|
A | Б | B |
На рисунке А) тело движется без начальной скорости, поэтому ему соответствует формула 1).
На рисунке Б) проекция начальной скорости v = −1 м/с. В формуле для координаты это отразится в виде члена −t, который есть только в формуле 5).
На рисунке В) проекция начальной скорости v = 2 м/с. В формуле для координаты это отразится в виде члена 2t, который есть только в формуле 3).
Ответ: 153.
18. Задание На лёгкой рейке при помощи постоянной силы
уравновешены три груза массами m, 3m и m (см. рисунок). Трение в осях блоков отсутствует.
Правый груз массой m отцепляют от груза массой 3m и прикрепляют его к левому грузу массой m. Затем, перемещая точку приложения силы
, опять уравновешивают рейку (модуль силы
при этом не меняется).
Определите, как в результате этого изменятся следующие физические величины: момент силы
суммарный момент сил, действующих на левую половину рейки; суммарный момент сил, действующих на всю рейку.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА |
ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ |
А) момент силы
Б) суммарный момент сил, действующих на левую половину рейкиВ) суммарный момент сил, действующих на всю рейку |
1) увеличивается2) уменьшается3) не изменяется |
A | Б | В |
Рассмотрим, какой момент сил действует на левую половину рейки в первом и во втором случаях. Пусть расстояние от точки опоры до точки крепления груза массой 3m равно 2l. Подвижный блок действует как рычаг у которого одно плечо вдвое больше другого, то есть на точку, которая находится на расстоянии 4l от точки опоры действует сила вдвое меньшая силы тяжести, действующей на блок. Момент сил, действующих на левую половину рейки равен в первом и во втором случае равны:
Суммарный момент сил, действующих на левую половину рейки уменьшился. Рейка находится в равновесии, когда сумма моментов всех сил, действующих на рейку равна нулю. В первом и во втором случае рейка находится в положении равновесия, значит суммарный момент сил, действующих на неё не изменится. Момент сил, действующих на левую половину рейки должен быть равен моменту сил, действующих на правую половину рейки, следовательно, момент силы также уменьшился.
Ответ: 223.
19. Задание Под действием силы тяги, приложенной через динамометр, брусок равномерно передвигают по горизонтальной поверхности стола (см. рисунок).
Используя данные рисунка, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) В вертикальном направлении сила тяжести компенсируется силой упругости, действующей на брусок со стороны стола.
2) Сила трения скольжения равна 1,75 Н.
3) В вертикальном направлении на брусок не действуют никакие силы.
4) Сила тяги F равна 1,5 Н.
5) Сила трения скольжения пренебрежимо мала.
Проанализируем утверждения.
1) Поскольку брусок не двигается в вертикальном направлении, сила тяжести компенсируется силой упругости, действующей на брусок со стороны стола.
2) Утверждение верно в соответствии с показаниями динамометра.
3) Утверждение противоречит анализу утверждения 1.
4) Сила тяги равна силе трения, поскольку брусок перемещается равномерно.
5) Утверждение противоречит утверждению 4.
Ответ: 1, 2.
20. Задание Ученик провёл эксперимент по изучению силы трения скольжения, перемещая брусок с грузами равномерно по горизонтальным поверхностям с помощью динамометра (см. рисунок).
Результаты экспериментальных измерений массы бруска с грузами m, площади соприкосновения бруска и поверхности S и приложенной силы F представлены в таблице:
Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментальных измерений? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Коэффициенты трения скольжения во втором и третьем опытах равны.
2) Трение скольжения между бруском и деревянной рейкой больше трения скольжения между бруском и пластиковой рейкой.
3) Сила трения скольжения зависит от рода соприкасающихся поверхностей.
4) При увеличении массы бруска с грузами сила трения скольжения увеличивается.
5) Сила трения скольжения зависит от площади соприкосновения бруска и поверхности.
Проанализируем каждое утверждение.
1) Сила трения прямо пропорциональна силе реакции опоры с коэффициентом трения. В данном случае сила реакции опоры равна силе тяжести. Таким образом, коэффициент трения скольжения равен
Коэффициенты трения скольжения во втором опыте равен (0,4/ 2) = 0,2. В третьем — (0,4/ 1) = 0,4. Следовательно, утверждение неверно.
2) Следует из анализа экспериментальных данных 1 и 2.
3) Следует из анализа экспериментальных данных 1 и 2.
4) Не следует из анализа экспериментальных данных.
5) Не следует из анализа экспериментальных данных.
----------
Дублирует задание
21. Задание Под альбедо поверхности понимают
1) общий поток падающих на поверхность Земли солнечных лучей
2) отношение потока энергии отражённого излучения к потоку поглощенного излучения
3) отношение потока энергии отражённого излучения к потоку падающего излучения
4) разность между падающей и отражённой энергией излучения
Альбедо Земли
Температура у поверхности Земли зависит от отражательной способности планеты — альбедо. Альбедо поверхности — это отношение потока энергии отражённых солнечных лучей к потоку энергии падающих на поверхность солнечных лучей, выраженное в процентах или долях единицы. Альбедо Земли в видимой части спектра — около 40%%. В отсутствие облаков оно было бы около 15%%.
Альбедо зависит от многих факторов: наличия и состояния облачности, изменения ледников, времени года и соответственно от осадков. В 90-х годах XX века стала очевидна значительная роль аэрозолей — мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере. При сжигании топлива в воздух попадают газообразные оксиды серы и азота; соединяясь в атмосфере с капельками воды, они образуют серную, азотную кислоты и аммиак, которые превращаются потом в сульфатный и нитратный аэрозоли. Аэрозоли не только отражают солнечный свет, не пропуская его к поверхности Земли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги при образовании облаков и тем самым способствуют увеличению облачности. А это, в свою очередь, уменьшает приток солнечного тепла к земной поверхности.
Прозрачность для солнечных лучей в нижних слоях земной атмосферы зависит также от пожаров. Из-за пожаров в атмосферу поднимается пыль и сажа, которые плотным экраном закрывают Землю и увеличивают альбедо поверхности.
Из второго предложения ясно, что альбедо — это отношение потока энергии отражённого излучения к потоку падающего излучения.
Правильный ответ указан под номером 3.
22. Задание 
В электродинамическом микрофоне, изображённом на рисунке, подвижную катушку располагают ближе к одному из полюсов постоянного магнита, потому что
1) катушку так удобнее прикреплять к мембране
2) при таком положении катушки изменение магнитного потока через неё при колебаниях мембраны максимально
3) при таком положении катушки изменение магнитного потока через неё при колебаниях мембраны минимально
4) такое положение катушки облегчает её подключение к электрической цепи
Микрофон
В современных технических устройствах, применяемых для записи и трансляции звука, невозможно обойтись без микрофона. Микрофон — это устройство, предназначенное для преобразования звуковой волны в электрический сигнал, который затем может использоваться для записи звука, для его усиления или воспроизведения. Микрофоны могут иметь различные конструкции, их работа основывается на различных физических принципах. Однако все микрофоны имеют общие элементы конструкции — это мембрана, которая воспринимает звуковые колебания, и электромеханическая часть, которая преобразует механические колебания в электромагнитные.
Рассмотрим в качестве наиболее простого примера электродинамический микрофон с подвижной катушкой. Он состоит из корпуса, внутри которого неподвижно закреплён полосовой постоянный магнит ПМ. Упругая мембрана М вынесена на один из торцов корпуса микрофона. К мембране прикреплена катушка К, на которую намотано много витков провода. Катушка расположена так, что она находится вблизи одного из полюсов магнита. При воздействии звуковых волн на мембрану она приходит в колебательное движение, и вместе с ней начинает колебаться катушка, двигаясь вдоль продольной оси магнита. В результате этого изменяется магнитный поток через катушку, и в ней, в соответствии с законом электромагнитной индукции, возникает переменное напряжение. Закон изменения этого напряжения соответствует закону колебаний мембраны под действием звуковых волн. Таким образом, механический сигнал (звуковая волна) преобразуется в электрический (колебания напряжения между выводами намотанного на катушку провода), который затем подаётся на специальную электрическую схему. Следовательно, в данном типе микрофона электромеханическая часть состоит из постоянного магнита, подвижной проволочной катушки и электрической цепи, к которой она подключена.
Существуют и другие типы микрофонов — конденсаторный микрофон (в нём мембрана прикреплена к одной из пластин включённого в электрическую цепь конденсатора, в результате чего при колебаниях мембраны изменяется его электрическая ёмкость), угольный микрофон (в нём мембрана при колебаниях давит на угольный порошок, включённый в электрическую цепь, в результате чего изменяется его сопротивление), пьезомикрофон (его работа основана на свойстве некоторых веществ — пьезоэлектриков — создавать электрическое поле при деформациях), а также ряд модификаций этих типов микрофонов.
При таком положении каждое колебание мембраны передает больший импульс катушке, в результате чего катушка проходит больший путь и имеет максимальное изменение магнитного потока.
Правильный ответ указан под номером 2.
23. Задание При испытании авиационного двигателя было установлено, что при его работе громкость в 2 раза превышает максимально допустимую для работы обслуживающего персонала. Для решения этой проблемы было предложено установить звукоизоляцию, которая снижает интенсивность звука двигателя в 15 раз. Будет ли этого достаточно? Ответ поясните.
1. Да.
2. Громкость звука уменьшается в 2 раза при уменьшении его интенсивности в 10 раз. При снижении интенсивности в 15 раз громкость упадёт более, чем в 2 раза. Поэтому задача снижения громкости ниже предельно допустимой будет решена.
24. Задание
Используя рычажные весы с набором гирь, мензурку, стакан с водой, цилиндр , соберите экспериментальную установку для определения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр.
В ответе:
1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;
2) запишите формулу для расчёта плотности;
3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма;
4) запишите численное значение плотности материала цилиндра.
Характеристика оборудования
При выполнении задания используется комплект оборудования в составе:
· весы рычажные с набором гирь;
· мензурка (погрешность ±1 мл);
· сосуд с водой;
· стальной цилиндр на нити
1) рисунок экспериментальной установки:
2) ρ = m/V;
3) m = 156 г; V = V2 – V1 = 20 мл = 20 см3;
4) ρ = 7,8 г/см3 = 7800 кг/м3.
25. Задание В двух закрытых сосудах одинакового объёма находится одинаковое количество молекул одного и того же газа. Сосуд 1 размещён в тёплом помещении, сосуд 2 — в холодном. В каком из сосудов давление газа больше? Ответ поясните.
Ответ: в сосуде 1.
Обоснование: давление газа зависит от числа соударений молекул газа о стенки сосуда в единицу времени. Число соударений молекул зависит от скорости хаотического движения молекул, которая, в свою очередь, зависит от температуры — с увеличением температуры скорость хаотичного (теплового) движения молекул газа увеличивается. Так как температура газа в тёплом помещении больше температуры газа в холодном помещении, то и скорость молекул, и давление газа в первом сосуде, размещённом в тёплом помещении, будут больше.
26. Задание Ударная часть молота массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на стальную деталь массой 200 кг. Сколько ударов сделал молот, если деталь нагрелась на 20 °С? На нагревание детали расходуется 25% механической энергии молота.
Примечание
Теплоёмкость стали считать равной 500 
Молот падает только в поле силы тяжести, поэтому выполняется закон сохранения энергии. Непосредственно перед ударом молот имеет кинетическую энергию, равную потенциальной энергии поднятого тела После n ударов на нагревание стальной детали пошла энергия
Стальная деталь нагрелась, поэтому полученное тепло равно Запишем уравнение теплового баланса и выразим оттуда количество ударов:
После подстановки получаем
Ответ: n = 32.
27. Задание В калориметре смешивают две жидкости. Объём второй жидкости в 1,2 раза больше объёма первой; плотность первой жидкости в 1,6 раза больше плотности второй; удельная теплоёмкость первой жидкости в 2 раза меньше, чем удельная теплоёмкость второй, а температура первой жидкости, равная 20 °С, в 2 раза больше, чем температура второй. Определите установившуюся температуру смеси. Потерями теплоты можно пренебречь.
Дано:
|
Решение:
Согласно уравнению теплового баланса,
Пусть установившаяся температура смеси равна
Учитывая, что
Ответ: |