Фізика - тести для підготовки до ЗНО

Завдання 1 з 20

Тіло рухається по колу рівномірно з періодом $6\ \text{с.}$ Визначте, у скільки разів модуль переміщення за $3\ \text{с}$ руху більший від модуля переміщення за $1\ \text{с}$ руху.

А$\sqrt{2}$

Б$\sqrt{3}$

В$2$

Г$3$

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівномірний рух по колу. Період і частота.

Завдання скеровано на перевірку розуміння рівномірного руху по колу та його характеристик.

Період $Т=6\ \text{с}$ – це означає, що тіло, стартувавши з точки $A,$ зробило один повний оберт і знов опинилося в точці $A.$ Переміщення в цьому разі дорівнює нулю: переміщення – це напрямлений відрізок прямої, який з’єднує початкове і кінцеве положення матеріальної точки.

Тоді час $3\ \text{с}$ – це пів періоду $\frac 12 T,$ тіло пройде пів кола, тобто з точки $A$ в точку $B.$ Модуль переміщення $s_{\frac 12 T}$ у цьому разі дорівнюватиме двом радіусам $R$ кола – довжині відрізка $AB$ (див. рисунок). $$ s_{\frac 12 T}=2R. $$

Час руху $1\ \text{с}$ – це $\frac 16$ періоду $\left(\frac 16T\right).$ За цей час тіло пройде вздовж дуги $AC.$ А модуль переміщення $s_{\frac 16T}$ в цьому разі дорівнюватиме довжині відрізка $AC.$ Розгляньмо $\Delta AOC.$ $\Delta AOC$ – рівнобедрений $(AO=OC=R),$ $\angle AOC=60^\circ$ (оскільки за $1\ \text{с}$ тіло робить у радіанах поворот на $\frac 16$ від $360^\circ,$ тобто на $60^\circ$). Тоді кути при основі $AC$ рівні і градусна міра кожного з них становить $60^\circ.$ Отже, $\Delta AOC$ – рівносторонній, тобто $AC=AO=OC=R.$ Тобто модуль переміщення $s_{\frac 16T}$ в цьому разі дорівнюватиме радіусу $R$ кола – довжині відрізка $AC$ (див. рисунок): $$ s_{\frac 16 T}=R. $$

Визначімо, у скільки разів модуль переміщення за $3\ \text{с}$ руху більший від модуля переміщення за $1\ \text{с}:$ $$ \frac{s_{\frac 12T}}{s_{\frac 16T}}=\frac{2R}{R}=2. $$

Відповідь: B.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 2 з 20

Робота сили тяжіння дорівнює нулю під час

Агоризонтального польоту літака

Бпадіння яблука з дерева вертикально

Вруху м’яча від початкової до верхньої точки під кутом до горизонту

Гпідняття вантажу вертикально

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Закони збереження в механіці. Механічна робота.

Завдання скеровано на перевірку розуміння поняття механічної роботи.

Механічна робота (робота сили) $A$ − це фізична величина, яка характеризує зміну механічного стану тіла й дорівнює добутку модуля сили $F,$ модуля переміщення $s$ і косинуса кута $\mathbf{\alpha}$ між вектором сили та вектором переміщення: $$ A=Fs\cos \mathbf{\alpha}. $$

Випадок, коли робота дорівнюватиме нулю, зілюстровано на рисунку: на тіло, наприклад, діє сила, напрямлена вертикально вниз – сила тяжіння, а переміщення відбувається горизонтально завдяки іншій силі – силі тяги двигуна, напрямок дії якої збігається з вектором переміщення. Між вектором сили тяжіння і вектором переміщення кут дорівнює $90^\circ,$ отже $\cos90^\circ=0,$ а робота сили тяжіння теж дорівнює нулю: $$ A=Fs\cos\mathbf{\alpha}=Fs\cos90^\circ=0. $$

Розгляньмо випадки, наведені у варіантах відповіді завдання.

А У разі горизонтального польоту літака вектор сили тяжіння напрямлений вертикально вниз (сила тяжіння завжди напрямлена вертикально вниз), а вектор переміщення ‒ горизонтально. Отже, кут між вектором сили тяжіння і вектором переміщення дорівнює $90^\circ.$ оскільки $\cos90^\circ=0,$ робота сили тяжіння теж дорівнює нулю.

Б і Г Коли яблуко падає вертикально з дерева, то кут між вектором сили тяжіння і вектором переміщення дорівнює $0,$ отже, $\cos 0^\circ=1,$ а робота сили тяжіння максимальна. Коли вантаж піднімають вертикально, то кут між вектором сили тяжіння і вектором переміщення дорівнює $180^\circ,$ $\cos180^\circ=-1,$ тобто робота сили тяжіння від’ємна.

В М’яч, кинутий під кутом до горизонту, рухатиметься вздовж траєкторії, що є параболою. Якщо з’єднати початкову точку $O$ з верхньою точкою $A,$ то отримаємо вектор переміщення. Між вектором сили тяжіння і переміщення ‒ довільний кут $\mathbf{\alpha},$ отже, робота сили тяжіння відмінна від нуля.

Отже, робота сили тяжіння дорівнюватиме нулю у випадку горизонтального руху літака.

Відповідь: A.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 3 з 20

На важелі, що може вільно обертатися навколо осі $O,$ підвішено кілька однакових тягарців (див. фото). Визначте точку, у якій необхідно підвісити ще один такий самий тягарець, щоб важіль зрівноважився й зайняв горизонтальне положення. Уважайте, що спочатку важіль без тягарців був зрівноважений.

А1

Б2

В3

Г4

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи динаміки. Умови рівноваги тіла.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння умов рівноваги тіла.

Важіль перебуває в рівновазі, якщо сума моментів сил, що обертають його проти годинникової стрілки $(M_1\ \text{і}\ M_2),$ дорівнює сумі моментів сил, що обертають важіль за годинниковою стрілкою $(M_3\ \text{і}\ M_4):$

\begin{gather*} M_1+M_2=M_3+M_4,\\[7pt] M_1=mg\cdot 3l, \end{gather*} де $m$ ‒ маса одного тягарця, $g$ ‒ прискорення вільного падіння, $l$ ‒ довжина одиничного відрізка, на які поділено важіль; плече сили, що діє на один тягарець ліворуч від осі $O,$ дорівнює $3l.$

У формулі $$ M_2=2mg\cdot l $$ $M_2$ – це момент сили, що діє на два тягарці ліворуч від осі $O,\ l$ ‒ плече цієї сили.

$M_3=mg\cdot 4l$ ‒ це момент сили, що діє на тягарець, підвішений у точці $4,$ відповідно плече цієї сили дорівнює чотирьом одиничним відрізкам ‒ $4l.$

$M_4=mg\cdot Xl$ ‒ момент сили, що діятиме на той один тягарець, який ми маємо підвісити в одну з чотирьох точок, позначених цифрами $1,\ 2,\ 3,\ 4,$ щоб урівноважити важіль; $Xl$ ‒ плече цієї сили, $X$ ‒ шукана кількість одиничних відрізків:

\begin{gather*} mg\cdot 3l+2mg\cdot l=mg\cdot 4l+mg\cdot Xl,\\[7pt] mg\cdot Xl=mgl(5-4),\\[6pt] X=\frac{mgl}{mgl}=1. \end{gather*}

Отже, для врівноваження важеля тягарець треба підвісити у точці $1.$

Відповідь: A.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 4 з 20

Виберіть твердження, у якому правильно розкрито зміст поняття «тепловий рух».

Азміна із часом положення тіла в просторі відносно інших тіл

Брух, який виникає внаслідок зміни температури тіла

Вбезперервний, хаотичний рух частинок, з яких складається тіло

Гупорядкований рух частинок, з яких складається тіло

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика і термодинаміка. Основи молекулярно-кінетичної теорії. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та дослідне обґрунтування їх.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння означення теплового руху.

Будь-яке тіло складається зі структурних одиниць (атомів, молекул, йонів), які невпинно хаотично (безладно) рухаються. Цей рух називають тепловим.

А Зміна із часом положення тіла в просторі відносно інших тіл ‒ це механічний рух.

Б Рух, який виникає внаслідок зміни температури тіла ‒ це може бути зміна об’єму тіла внаслідок нагрівання чи охолодження (як наприклад, рух рідини у довгій тонкій трубці термометра чи секції мосту змикаються під час спеки й розходяться під час морозів).

В Безперервний, хаотичний рух частинок, із яких складається тіло ‒ тепловий рух.

Г Упорядкований рух частинок, з яких складається тіло ‒ це може бути частково правильне визначення електричного струму, якщо частинки будуть зарядженими й будуть упорядковано рухатися під дією електричного поля.

Отже, правильна відповідь ‒ В.

Відповідь: B.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 5 з 20

Абсолютна температура нагрівача теплової машини, яка працює за циклом Карно, у $2,5$ раза перевищує абсолютну температуру холодильника цієї машини. Визначте коефіцієнт корисної дії теплової машини.

А25 %

Б40 %

В60 %

Г75 %

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 6 з 20

На рисунку зображено лінії напруженості електричного поля, створеного деякою системою зарядів. Укажіть рядок, у якому наведено обидва правильні співвідношення між потенціалами $\mathbf{\varphi}_1$ і $\mathbf{\varphi}_2$ та модулями напруженостей $E_1$ і $E_2$ електричного поля в точках $1$ і $2$ відповідно.

А$\mathbf{\varphi}_1 \gt \mathbf{\varphi}_2;\ E_1\gt E_2$

Б$\mathbf{\varphi}_1 \gt \mathbf{\varphi}_2;\ E_1\lt E_2$

В$\mathbf{\varphi}_1 \lt \mathbf{\varphi}_2;\ E_1\gt E_2$

Г$\mathbf{\varphi}_1 \lt \mathbf{\varphi}_2;\ E_1\lt E_2$

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Основи електростатики. Напруженість електричного поля. Потенціал, різниця потенціалів.

Завдання скеровано на перевірку розуміння силової та енергетичної характеристик електростатичного поля.

Напруженість – це силова характеристика електричного поля. Якщо відстань між лініями напруженості в деякій області простору є однаковою, то так само однаковою є напруженість поля в цій області. Електричне поле, вектори напруженості якого однакові в усіх точках простору, називають однорідним. Оскільки з рисунка в умові випливає, що відстані між лініями напруженості електричного поля різні, то це поле неоднорідне. Напруженість поля більшає в міру наближення до заряду, силові лінії згущуються. Отже, напруженість у точці $2$ буде більшою за напруженість у точці $1:$ $$ E_1\lt E_2. $$

Потенціал – це енергетична характеристика електростатичного поля. Силові лінії поля напрямлені в бік зменшення потенціалу. Що більша напруженість, то швидше зменшується потенціал під час переміщення вздовж силової лінії (напруженість характеризує швидкість зміни потенціалу). Отже, потенціал у точці $1$ буде більший за потенціал у точці $2:$ $$ \mathbf{\varphi}_1\gt \mathbf{\varphi}_2 $$

Відповідь: Б.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 7 з 20

Електричне коло, схему якого зображено на рисунку, складене з батареї гальванічних елементів, амперметра, вольтметра, вимикача та двох однакових ламп. Як зміняться покази приладів, якщо ключ $K$ замкнути? Опір з’єднувальних провідників і внутрішній опір джерела струму не враховуйте.

Апоказ амперметра зменшиться, вольтметра – збільшиться

Бпоказ амперметра збільшиться, вольтметра – зменшиться

Впокази амперметра й вольтметра збільшаться

Гпоказ амперметра збільшиться, вольтметра – не зміниться

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Закони постійного струму. Послідовне і паралельне з’єднання. Закон Ома для повного кола.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання про співвідношення між фізичними величинами, що характеризують електричний струм, за паралельного і послідовного з’єднання.

Коли ключ не замкнений, то струм проходить через одну лампочку й амперметр. А якщо ключ замкнути, то струм проходитиме через дві лампочки, з’єднані паралельно.

За паралельного з’єднання загальний опір лампочок буде у $2$ рази менший, ніж коли ключ був розімкнутий, і загальний опір ‒ це опір однієї лампочки.

Сила струму $I$ за законом Ома обернено пропорційна до опору $R$ навантаження в колі (за умовою опір провідників і внутрішній опір $r$ джерела струму не враховуємо):

\begin{gather*} I=\frac{\mathbf{\varepsilon}}{R+r},\\[6pt] I\sim\frac{1}{R}. \end{gather*}

Отже, якщо опір удвічі зменшиться, то сила струму вдвічі збільшиться, тобто покази амперметра збільшаться (варіанти відповіді А і В відкидаємо).

Покази вольтметра не зміняться, тому що друга лампочка приєднана паралельно.

Відповідь: Г.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 8 з 20

Визначте середовище, у якому носіями електричного струму є лише позитивні та негативні йони.

Акристал силіцію

Бсолона вода

Всплав міді з оловом

Гпара ртуті всередині лампи

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 9 з 20

На первинну обмотку трансформатора подано напругу $220\ \text{В}.$ Якою буде напруга на вторинній обмотці, якщо первинна обмотка містить $500,$ а вторинна – $2000$ витків дроту.

А$110\ \text{В}$

Б$220\ \text{В}$

В$440\ \text{В}$

Г$880\ \text{В}$

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 10 з 20

Розглядаючи коштовне каміння складної огранки, можна часто спостерігати різнокольоровий блиск, хоча каміння освітлено білим світлом. Яке з явищ є причиною утворення різних кольорів?

Адифракція

Бдисперсія

Вінтерференція

Гполяризація

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Коливання і хвилі. Оптика. Дисперсія світла.

Завдання скеровано на перевірку знання та розуміння хвильових явищ.

Дифракція ‒ це явище потрапляння світлових хвиль в область геометричної тіні, тобто відхилення їх від прямолінійного поширення.

Явище розкладання світла в спектр, зумовлене залежністю абсолютного показника заломлення середовища від частоти світлової хвилі, називають дисперсією світла.

Отже, різнокольоровий блиск каміння, освітленого білим світлом, пояснюють дисперсією.

Інтерференція ‒ це явище накладання когерентних хвиль, унаслідок якого спостерігають стійку в часі картину посилення їх і послаблення в різних точках простору.

Поляризація ‒ це властивість світлових і електромагнітних коливань відбуватися в одній площині. Максвелл припустив, що заряди не приходять ззовні, а утворюються завдяки поляризації всередині речовини. Поляризація світла ‒ перетворення пучків природного світла на світло з обмеженим напрямком коливань.

Отже, дисперсія є причиною утворення різних кольорів, спектру.

Відповідь: Б.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 11 з 20

Космічний корабель віддаляється від Землі зі швидкістю $0,72c$ (тут $c$ – швидкість світла у вакуумі). Електрон, що утворився під час ядерної реакції, теж віддаляється від Землі. Напрямки руху космічного корабля й електрона відносно Землі протилежні (див. рисунок). Якою може бути швидкість електрона в системі відліку, пов’язаній з космічним кораблем?

А$0,36c$

Б$0,48c$

В$0,90c$

Г$1,08c$

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 12 з 20

Після трьох альфа- і чотирьох бета-розпадів ядро деякого елемента $\mathrm{X}$ перетворюється в ядро елемента $\mathrm{Y}.$ На скільки відрізняються в періодичній системі порядкові номери цих елементів?

А2

Б4

В7

Г10

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Елементи теорії відносності. Атом та атомне ядро. Альфа-, бета- і гамма-випромінювання.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння радіоактивних перетворень.

Запишемо рівняння ядерної реакції відповідно до умови завдання: $$ X\rightarrow \mathrm{3^4_2He} + 4^{\ \ \ 0}_{-1}e+Y. $$

Порядковий номер елемента в періодичній системі хімічних елементів відповідає кількості протонів у ядрі (зарядовому або протонному числу $Z$). Знайдемо, на скільки $(\Delta Z)$ відрізнятимуться в періодичній системі порядкові номери цих елементів.

Пригадаємо правила зміщення:

1. Під час $\mathbf{\alpha}\text{-розпаду}$ кількість нуклонів у ядрі зменшується на $4,$ протонів ‒ на $2,$ тому утворюється ядро елемента $Y,$ порядковий номер якого на $2$ одиниці менший від порядкового номера елемента $X.$

2. Під час $\mathbf{\beta}\text{-розпаду}$ кількість нуклонів у ядрі не змінюється, а кількість протонів збільшується на $1,$ тому утворюється ядро елемента $Y,$ порядковий номер якого на одиницю більший за порядковий номер елемента $X.$

Відповідно до цих правил і згідно з умовою обчислимо, на скільки будуть відрізнятися в періодичній системі порядкові номери цих елементів:
$\Delta Z=3\cdot 2+4\cdot(-1)=2$ – номер утвореного елемента $Y$ буде на два менший за номер елемента $X.$

Відповідь: A.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 13 з 20

Тіло масою $2\ \text{кг}$ кинули вертикально вгору. Проєкція вектора швидкості руху цього тіла на вісь $Oy$ змінюється із часом $t$ за законом $u_y = 20 – 10t,$ де всі значення величин виражено в одиницях SI. Поєднайте момент часу (1–4) зі значеннями потенціальної $E_\text{п}$ і кінетичної $E_\text{к}$ енергії тіла в цей момент (А – Д). Уважайте, що нульовий рівень відліку потенціальної енергії проходить через точку початку руху, прискорення вільного падіння дорівнює $10\ \text{м/с}^2.$

1$t=0$

2$t=1\ \text{с}$

3$t=2\ \text{с}$

4$t=3,5\ \text{с}$

А$E_\text{п}=0\ \text{Дж};\ E_\text{к}=400\ \text{Дж}$

Б$E_\text{п}=100\ \text{Дж};\ E_\text{к}=300\ \text{Дж}$

В$E_\text{п}=175\ \text{Дж};\ E_\text{к}=225\ \text{Дж}$

Г$E_\text{п}=300\ \text{Дж};\ E_\text{к}=100\ \text{Дж}$

Д$E_\text{п}=400\ \text{Дж};\ E_\text{к}=0\ \text{Дж}$

Позначте відповіді:

	А	Б	В	Г	Д
1
2
3
4

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Закони збереження в механіці. Потенціальна і кінетична енергія.

Завдання скеровано на перевірку розуміння характеру прямолінійного рівноприскореного руху тіла, кинутого вертикально вгору, а також під час цього руху перехід механічної енергії з одного виду в інший.

Рух тіла, кинутого вертикально вгору, − це прямолінійний рівноприскорений рух.

Прискорення, із яким рухається тіло, − це прискорення вільного падіння $g=10\ \text{м/с}^2,$ напрямок якого під час підйому тіла буде протилежним до напрямку швидкості руху тіла. А коли тіло падатиме, напрямки прискорення і швидкості збігатимуться. Із закону, за яким змінюється швидкість руху тіла, випливає, що початкова швидкість, із якою кинули вгору тіло, дорівнює $20\ \text{м/с.}$

Розглянемо кожний момент часу.

1) $t=0.$ Це момент кидання тіла, швидкість максимальна, отже, кінетична енергія теж максимальна:

$$ E_\text{к}=\frac{mv^2}{2}=\frac{2\ \text{кг}\cdot 20^2\ (\text{м/с})^2}{2}=400\ \text{Дж}. $$

Потенціальна енергія дорівнює нулю, оскільки тіло ще не встигло піднятися на хоч якусь висоту від нульового рівня:

$$ E_\text{п}=mgh=2\ \text{кг}\cdot 10\ \text{м/с}^2 \cdot 0=0\ \text{Дж}. $$

Отже, моменту часу $1$ відповідає варіант А.

2) $t=1\ \text{с.}$ Визначімо швидкість руху тіла через $1\ \text{с:}$
$v=20-10t=20-10\cdot 1=10\ (\text{м/с})$ − піднімаючись, тіло сповільнюється.

Кінетичну енергію в цей момент часу обчислюють за формулою:

$$ E_\text{к}=\frac{mv^2}{2}=\frac{2\ \text{кг}\cdot 10^2\ (\text{м/с})^2}{2}=100\ \text{Дж}. $$

Тоді потенціальна енергія тіла за законом збереження механічної енергії дорівнюватиме різниці максимальної кінетичної енергії (під час старту тіла в момент часу $t=0$) і проміжного значення кінетичної енергії в момент часу $t=1\ \text{с:}$

$$ E_\text{п}=400\ \text{Дж}-100\ \text{Дж}=300\ \text{Дж}. $$

Отже, моменту часу $2$ відповідає варіант Г.

3) $t=2\ \text{с.}$ Визначімо швидкість руху тіла через $2\ \text{с:}$
$v=20-10t=20-10\cdot 2=0\ (\text{м/с})$ – тіло піднялося на максимально можливу висоту і на мить зупинилося.

Кінетична енергія в цей момент часу дорівнює нулю:

$$ E_\text{к}=\frac{mv^2}{2}=\frac{2\ \text{кг}\cdot 0^2\ (\text{м/с})^2}{2}=0\ \text{Дж}. $$

Тоді потенціальна енергія тіла за законом збереження механічної енергії дорівнює максимальній кінетичній енергії під час старту тіла в момент часу $t=0,$ тобто вся кінетична енергія перейде в потенціальну:

$$ E_\text{п}=400\ \text{Дж}. $$

Отже, моменту часу $3$ відповідає варіант Д.

4) $t=3,5\ \text{с.}$ Визначімо швидкість руху тіла через $3,5\ \text{с:}$

$v=20-10t=20-10\cdot 3,5=-15\ (\text{м/с})$ – знак мінус означає, що тіло вже падає, і тепер швидкість напрямлена протилежно до початкової швидкості.

Кінетична енергія в цей момент часу дорівнює:

$$ E_\text{к}=\frac{mv^2}{2}=\frac{2\ \text{кг}\cdot 15^2\ (\text{м/с})^2}{2}=225\ \text{Дж}. $$

Тоді потенціальна енергія тіла за законом збереження механічної енергії дорівнює різниці максимальної кінетичної енергії (під час старту тіла в момент часу $t=0)$ і проміжного значення кінетичної енергії в момент часу $t=3,5\ \text{с:}$

$$ E_\text{п}=400\ \text{Дж}-225\ \text{Дж}=175\ \text{Дж}. $$

Отже, моменту часу $4$ відповідає варіант В.

Відповідь: 1А, 2Г, 3Д, 4В.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 14 з 20

Доберіть до початку твердження (1–4), що стосується фотоефекту, його продовження (А – Д) так, щоб твердження було правильним.

1Кількість електронів, що вилітають із поверхні металу під дією електромагнітного випромінювання, …

2Максимальна кінетична енергія фотоелектронів …

3Мінімальна частота або максимальна довжина світлової хвилі, за якої ще можливий фотоефект, …

4Енергія кванта світла, яка спричиняє фотоефект, …

Адорівнює затримувальній напрузі.

Бзалежить від частоти опромінювання і не залежить від його інтенсивності.

Впропорційна інтенсивності опромінювання.

Гдорівнює сумі роботи виходу електрона з металу й кінетичної енергії фотоелектрона.

Двизначена речовиною освітленого катода.

Позначте відповіді:

	А	Б	В	Г	Д
1
2
3
4

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Елементи теорії відносності. Світлові кванти. Фотоефект та експериментально встановлені його закони.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту та його законів.

Доберімо до початку твердження його продовження відповідно до законів зовнішнього фотоефекту.

1 Кількість електронів, що вилітають із поверхні металу під дією електромагнітного випромінювання, пропорційна інтенсивності опромінювання (В).

Більша інтенсивність світла означає більшу кількість фотонів, які падають на катод. Поглинаючись електронами речовини, фотони сприяють випромінюванню електронів.

2 Максимальна кінетична енергія фотоелектронів –залежить від частоти опромінювання і не залежить від його інтенсивності (Б).

Електрон може поглинути тільки один фотон (більше − лише за дуже великої інтенсивності світла), тому максимальна кінетична енергія електрона визначається тільки енергією фотона, а отже, частотою світла і не залежить від кількості фотонів.

3 Мінімальна частота або максимальна довжина світлової хвилі, за якої ще можливий фотоефект – визначена речовиною освітленого катода (Д).

Для кожної речовини існує максимальна довжина світлової хвилі $\mathbf{\lambda}_\text{max} = \mathbf{\lambda}_\text{черв}$ (червона межа фотоефекту) або мінімальна частота, за якої починається фотоефект. Опромінення речовини світловими хвилями, які мають більшу довжину (або меншу частоту), фотоефекту не викликає.

4 Енергія кванта світла, яка спричиняє фотоефект, − дорівнює сумі роботи виходу електрона з металу й кінетичної енергії фотоелектрона (Г).

Це вербально описане рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту.

Відповідь: 1В, 2Б, 3Д, 4Г.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 15 з 20

До центра мас тіла (точка $O$), що лежить на горизонтальній поверхні, прикладено три сили так, як показано на рисунку. Визначте модуль прискорення, якого набуде тіло під дією цих сил. Маса тіла дорівнює $2\ \text{кг.}$ Уважайте, що вектори сил зображено на рисунку в масштабі, за якого розміри сторони клітинки відповідають модулю сили $1\ \text{Н.}$

Відповідь запишіть у метрах за секунду у квадраті $(\text{м/с}^2).$

Впишіть відповідь:

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи динаміки. Другий закон Ньютона.

Завдання скеровано на перевірку знання, розуміння і застосування другого закону Ньютона.

За другим законом Ньютона прискорення $\overrightarrow{a},$ якого набуває тіло внаслідок дії сили $\overrightarrow{F},$ прямо пропорційне цій силі та обернено пропорційне масі $m$ тіла: $$ \overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m}. $$

Оскільки на тіло діє кілька сил, то сила $\overrightarrow{F}$ ‒ це рівнодійна сил, які діють на тіло, і вона дорівнює геометричній сумі всіх сил: $$ \overrightarrow{F}=\overrightarrow{F}_1+\overrightarrow{F}_2+\overrightarrow{F}_3. $$

Знайдемо рівнодійну сил за допомогою додаткових побудов (див. рисунок). Побудуємо паралелограм спочатку на векторах $\overrightarrow{F}_2$ i $\overrightarrow{F}_3,$ їхньою сумою буде вектор $\overrightarrow{F}_{23}.$ Далі побудуємо паралелограм на векторах $\overrightarrow{F}_1$ і $\overrightarrow{F}_{23}.$ Їхньою сумою, а отже, і рівнодійною всіх трьох сил є вектор $\overrightarrow{F}.$ Якщо розглянути прямокутний трикутник, у який входить вектор $\overrightarrow{F},$ то можна побачити, що трикутник є єгипетським, тобто його сторони пропорційні до чисел $3 : 4 : 5.$ За модулем довжина вектора дорівнює $5$ клітинок. За умовою сторона клітинки відповідає $1\ \text{Н,}$ отже, рівнодійна сил, що діють на тіло, становить $5\ \text{Н}.$

Обчислимо тепер модуль прискорення, набутого тілом під дією цих сил:

\begin{gather*} a=\frac Fm,\\[6pt] a=\frac{5\ \text{Н}}{2\ \text{кг}}=2,5\ \text{м/с}^2. \end{gather*}

Відповідь: 2,5.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 16 з 20

Визначте максимальну масу вантажу, який можна перевезти через річку на плоту, складеному з $10$ соснових колод об’ємом $0,5\ \text{м}^3$ кожна. Уважайте, що густина соснової деревини дорівнює $600\ \text{кг/м}^3,$ води – $1000\ \text{кг/м}^3,$ а прискорення вільного падіння становить $10\ \text{м/с}^2.$

Відповідь запишіть у кілограмах (кг).

Впишіть відповідь:

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 17 з 20

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 18 з 20

Опір нагрівального елемента підігріву автомобільного дзеркала, розрахованого на роботу в мережі з напругою $12\ \text{В},$ становить $4\ \text{Ом}.$ Визначте опір нагрівального елемента такої ж потужності подібного дзеркала, розрахованого для використання в автомобілях із напругою в мережі $24\ \text{В}.$

Відповідь запишіть в омах (Ом).

Впишіть відповідь:

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 19 з 20

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Пояснення

ТЕМА: Коливання і хвилі. Оптика. Механічні коливання і хвилі. Гармонічні коливання.

Завдання скеровано на перевірку розуміння гармонічних коливань і знання базового поняття механічного руху ‒ переміщення.

Запишімо рівняння гармонічних коливань у загальному вигляді: $$ x=A\cos(\mathbf{\omega}t+\mathbf{\varphi}_0), $$ де $x$ ‒ координата тіла, що змінюється із часом $t$ за законом косинуса (або синуса), $A$ ‒ амплітуда коливань $(A=x_\text{max}=0,04\ \text{м}),$ $\mathbf{\omega}$ ‒ циклічна частота коливань $(\mathbf{\omega}=0,1\mathbf{\pi}),$ $\mathbf{\varphi}_0$ ‒ початкова фаза коливань $(\mathbf{\varphi}_0=0).$

Модуль переміщення $s$ дорівнює модулю різниці кінцевої $x$ і початкової $x_0$ координат тіла: \begin{gather*} s=|x-x_0|. \end{gather*}

На початку відліку часу, коли $t=0,$ початкова координата тіла дорівнює

$$ x_0=0,04\cos(0,1\mathbf{\pi}\cdot 0)=0,04\cos 0=0,04\cdot 1=0,04\ (\text{м}). $$

Через $30\ \text{с}$ після початку коливань кінцева координата дорівнюватиме:

\begin{gather*} x=0,04\cos(0,1\mathbf{\pi}\cdot 30)=0,04\cos 3\mathbf{\pi}=-0,04\ (\text{м}),\\[7pt] s=|-0,04\ \text{м}-0,04\ \text{м}|=0,08\ \text{м}=8\ \text{см}. \end{gather*}

Відповідь: 8.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Завдання 20 з 20

Період піврозпаду ядер деякої речовини становить $10$ годин. Частка ядер, що розпалися внаслідок радіоактивного розпаду цієї речовини, дорівнює $75\ \text{%}$ від їхньої кількості на початок спостереження. Визначте тривалість спостереження за радіоактивним розпадом цієї речовини.

Відповідь запишіть у годинах (год).

Впишіть відповідь:

Показати відповідь Читати пояснення

Завершити тест

Пояснення доступні лише для зареєстрованих користувачів. Дивитись умови перегляду пояснень >>>.

Побажання та зауваження щодо роботи розділу пишіть, будь ласка, на адресу

Мультитести – Фізика