Фізика - тести для підготовки до ЗНО

Завдання 1 з 20

Тіло рівномірно зісковзує з похилої площини. Визначте, які співвідношення правильні для роботи сили тяжіння $A_{\text{тяж}}$ і роботи сили тертя $A_{\text{тер}}$ (силу опору повітря не враховуйте).

А$A_{\text{тяж}}=A_{\text{тер}}=0$

Б$A_{\text{тяж}}=A_{\text{тер}}\gt 0$

В$A_{\text{тяж}}=-A_{\text{тер}}\gt 0$

Г$A_{\text{тяж}}=-A_{\text{тер}}\lt 0$

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 оцінку вміння розв’язувати розрахункові задачі з визначення роботи сил.

Якщо тіло зісковзує по площині рівномірно, то його прискорення $\overline{a}$ дорівнює нулю. Тоді за другим законом Ньютона $$ \overline{F}=m\overline{a}=0, $$ де $\overline{F}$ – рівнодійна, $m$ – маса тіла, $\overline{a}$ – прискорення тіла.

Рівнодійна сил, які діють на тіло, що рухається по похилій площині (рис. 1), дорівнює векторній сумі всіх цих сил: $$ \overline{F}=\overline{F_{\text{тяж}}} +\overline{F_{\text{тер}}}+\overline{N}=0. $$

Рис. 1. Схематичне зображення сил, що діють на тіло на похилій площині

Це рівняння можна спроєктувати на осі $OX$ і $OY$ відповідно. Напрямок осей вибрано як на рисунку 1: \begin{gather*} F_x=-F_{\text{тяж}}\sin\mathbf{\alpha}+F_{\text{тер}}=0;\\[7pt] F_y=-F_{\text{тяж}}\cos\mathbf{\alpha}+N=0, \end{gather*} де $\mathbf{\alpha}$ – кут нахилу похилої площини.

Тож \begin{gather*} F_{\text{тяж}}\sin\mathbf{\alpha}=F_{\text{тер}};\\[7pt] F_{\text{тяж}}\cos\mathbf{\alpha}=N. \end{gather*}

Силу тертя визначають за формулою $$ F_{\text{тер}}=\mathbf{\mu}N. $$

Тож \begin{gather*} F_{\text{тяж}}\sin\mathbf{\alpha}=\mathbf{\mu}N=\mathbf{\mu}F_{\text{тяж}}\cos\mathbf{\alpha};\\[7pt] \sin\mathbf{\alpha}=\mathbf{\mu}\cos\mathbf{\alpha}. \end{gather*}

Роботу сили можна обчислити за формулою $$ A=Fs\cos\mathbf{\beta}, $$ де $F$ – сила, що діє на тіло, $s$ – переміщення тіла, $\mathbf{\beta}$ – кут між напрямками векторів сили й переміщення.

Тоді можна записати роботу сили тяжіння і сили тертя. Кут $\mathbf{\beta}$ між напрямком сили тяжіння і переміщення $s$ дорівнює $\mathbf{\beta}=90-\mathbf{\alpha}$, тож можна скористатися тригонометричними формулами зведення: \begin{gather*} A_{\text{тяж}}=F_{\text{тяж}}s\cos\mathbf{\beta}=F_{\text{тяж}}s\cos(90-\mathbf{\alpha})=\\[7pt] =F_{\text{тяж}}s\sin(\mathbf{\alpha}). \end{gather*}

Кут між напрямком сили тертя і переміщенням $\mathbf{\beta}=180^\circ$, тож \begin{gather*} A_{\text{тер}}=F_{\text{тер}}s\cos\mathbf{\beta}=-F_{\text{тер}}s=\\[7pt] =-F_{\text{тяж}}\sin\mathbf{\alpha}s. \end{gather*}

Оскільки модуль сили тяжіння і переміщення додатні, а $\mathbf{\alpha}$ – це кут, менший за $90^\circ$, синус якого більший за нуль, можна зробити висновок: $$ A_{\text{тяж}}=-A_{\text{тер}}\gt 0. $$

Відповідь: B.

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

Завдання 2 з 20

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 3 з 20

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 4 з 20

У газі певної маси концентрація молекул залишається сталою, а їхня середня кінетична енергія зростає під час

Аізохорного нагрівання

Бізотермічного стискання

Візобарного охолодження

Гадіабатного розширення

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 5 з 20

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 й термодинаміка. Основи термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів.

Завдання скеровано на оцінювання вміння визначати ізопроцеси за їхнім описом і застосовувати до них перший закон термодинаміки.

За першим законом термодинаміки $Q=\triangle U+A,$ де $Q$ – це отримана тілом кількість теплоти, $\triangle U$ – зміна внутрішньої енергії тіла, $А$ – робота, виконана тілом. Із цієї формули зрозуміло, що для того, щоби робота виконувалася лише за рахунок зменшення внутрішньої енергії, кількість теплоти, отриманої ззовні, має дорівнювати нулю $(Q=0).$ Такий процес є адіабатним.

Тож наступним кроком є аналізування ситуацій, описаних у завданні, для визначення адіабатного процесу.

А Оскільки повітря рухається швидко, то воно не встигає обмінятися теплом із навколишнім середовищем, тож $Q=0$ і процес є адіабатним. Після цього газ розширюється і виконує роботу. За першим законом термодинаміки виконати цю роботу газ може лише за рахунок зменшення своєї внутрішньої енергії. Доказом цього є те, що водяна пара, яку несло повітря, сконденсувалася. Це є ознакою зменшення температури повітря і, відповідно, внутрішньої енергії.

Б У холодильнику відбувається обмін теплом із середовищем, отже процес не є адіабатним.

В Під час кипіння температура рідини залишається сталою, а отже і її внутрішня енергія не змінюється, що не відповідає умові завдання.

Г У цьому процесі внутрішня енергія повітря збільшується, що не відповідає умові завдання.

Відповідь: A.

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

Завдання 6 з 20

Обчисліть заряд усіх електронів у молекулі води $\mathrm{H_2O}$, що містить два атоми Гідрогену $\mathrm{^1_1H}$ й один атом Оксигену $\mathrm{^{16}_8O}$. Елементарний заряд $e=1,6\cdot 10^{-19}\ \text{Кл}$

А$-5\cdot 10^{-19}\ \text{Кл}$

Б$-1,28\cdot 10^{-18}\ \text{Кл}$

В$-1,6\cdot 10^{-18}\ \text{Кл}$

Г$-2,88\cdot 10^{-18}\ \text{Кл}$

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: Атом й атомне ядро. Основи електростатики. Електричний заряд.

Завдання скеровано на перевірку розуміння будови атома й уміння обчислювати електричний заряд тіл.

Атом – це нейтральна частинка, складниками якої є позитивно заряджене ядро й негативно заряджені електрони. Тому заряд увсіх електронів в атомі дорівнює заряду його ядра.

Ядро містить позитивно заряджені протони й електронейтральні нейтрони. Заряд усіх електронів в атомі дорівнює заряду всіх його протонів. Заряд електрона й заряд протона рівні за модулем, але протилежні за знаком, тому кількість електронів в атомі дорівнює кількості його протонів.

У ядерній фізиці використовують опис ядер, у якому поруч із символом хімічного елемента лівим надрядковим індексом позначають кількість нуклонів у ядрі $n$ (сумарна кількість протонів і нейтронів), а в лівим підрядковим – кількість протонів $p$.

В атомі $^1_1\mathrm{H}$ міститься один протон і, відповідно, один електрон, а в атомі $^{16}_8\mathrm{O}$ – вісім протонів і вісім електронів.

У молекулі води два атоми Гідрогену, у кожного з яких по одному електрону, й один атом Оксигену, у якому вісім електронів. Разом у молекулі води десять електронів, їхній сумарний заряд

$$ Q=10\overline{e}=10\cdot 1,6\cdot 10^{-19}=1,6\cdot 10^{-18}\ (\text{Кл}). $$

Відповідь: B.

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

Завдання 7 з 20

Визначте, як зміниться кількість теплоти, що виділяється за одиницю часу в провіднику з постійним електричним опором, якщо силу струму в колі збільшити в 4 рази.

Азменшиться в 4 рази

Бзбільшиться у 2 рази

Взбільшиться у 8 разів

Гзбільшиться в 16 разів

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 8 з 20

На якій із фотографій зображено іскровий розряд у газі?

А

Б

В

Г

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

Маятник настінного годинника здійснює коливання із частотою 2 Гц. Скільки разів за хвилину потенціальна енергія маятника набуває максимального значення?

А30

Б60

В120

Г240

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

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: Електромагнітні коливання і хвилі. Перетворення енергії в коливальному контурі.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розраховувати енергію елементів коливального контуру і його повну енергію.

Коливальний контур – це схематично зображений на рисунку 1 фізичний пристрій із послідовно з’єднаних котушки індуктивності 1 і конденсатора 2.

Рис. 1. Електрична схема коливального контуру

В ідеальному коливальному контурі вся енергія під час коливань перетікає від конденсатора до котушки без утрат. Якщо вважати, що в початковий момент часу конденсатор заряджений на повну, то його енергія перетікатиме в енергію котушки з максимальним струмом індукції під час коливань у такому електромагнітному контурі.

Тож можна обчислити зміну повної енергії контуру за зміною енергії зарядженого конденсатора: $$ W_{\text{конденсатора}}= \frac{q^2}{2C}, $$ де $q$ – це максимальний заряд на обкладинці, а $C$ – ємність конденсатора. Після збільшення максимального заряду енергія конденсатора

$$ W '_{\text{конденсатора}}= \frac{(2q)^2}{2C}=\frac{4(q)^2}{2C}=4W_{\text{конденсатора}}. $$

Відповідь: Г.

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

Завдання 11 з 20

Згідно зі спеціальною теорією відносності в рухомій і нерухомій системах відліку

Ачас плине однаково, швидкість світла у вакуумі має різні значення

Бчас плине однаково, швидкість світла у вакуумі має однакові значення

Вчас плине по-різному, швидкість світла у вакуумі має різні значення

Гчас плине по-різному, швидкість світла у вакуумі має однакові значення

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: Елементи теорії відносності. Принципи (постулати) теорії відносності Ейнштейна.

Завдання скеровано на оцінку розуміння постулатів спеціальної теорії відносності.

Щоби порівняти час, виміряний у рухомій і нерухомій системах, потрібно пригадати, як їх визначають.

Рухома система координат прив’язана до тіла, що рухається. У ній спостерігач рухається разом із тілом, як, наприклад, пасажир усередині ракети. Для такого спостерігача тіло і світловий годинник, який вимірює час, не рухається.

У нерухомій системі координат спостерігач стежить за рухомим тілом, як, наприклад, людина, що залишається на Землі, коли ракета пролітає в небі. У такому разі світловий годинник рухається.

За спеціальною теорією відносності швидкість світла у вакуумі має однакові значення в усіх системах відліку. Тож, щоби швидкість світла в рухомій і нерухомій системі відліку могла бути однаковою, час у них має текти по-різному. Час, виміряний у рухомій системі координат, має бути меншим, ніж виміряний у нерухомій системі: $$ \mathbf{\tau}=\frac{\mathbf{\tau}_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}, $$ де $\mathbf{\tau}_0$ – час, виміряний у рухомій системі координат, $\mathbf{\tau}$ – час, виміряний у нерухомій систем координат (у цій системі координат спостерігач бачить рух тіла ззовні).

Відповідь: Г.

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

Завдання 12 з 20

Укажіть, якому кольору світла відповідають фотони з найбільшою енергією.

Ачервоному

Бжовтому

Взеленому

Гфіолетовому

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 13 з 20

Установіть відповідність між назвою фізичної величини (1-4) та її характеристикою (А – Д).

1потужність

2енергія

3сила

4прискорення

Азміна швидкості руху тіла за одиницю часу

Бдія одного фізичного тіла на інше

Вшвидкість виконання роботи

Гдія сили на одиницю площі поверхні тіла

Дздатність тіла виконувати роботу

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 >>>.

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

Завдання 14 з 20

Установіть відповідність між фізичним тілом (1-4) і силами (А – Д), які найбільше впливають на його рух.

1нейтрон у складі альфа-частинки

2куля в момент зіткнення з бронею

3обертання Місяця навколо Землі

4електрон в атомі

Асила тяжіння

Бкулонівські сили

Всила тертя

Гядерні сили

Дсила пружності

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 >>>.

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

Завдання 15 з 20

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівномірний і рівноприскорений рухи.

Завдання скеровано на перевірку розуміння характеру руху тіл.

Позначимо сталу – модуль швидкості руху потягу – $v.$ Тоді відстань $s_\text{п},$ яку пройшов потяг за час $t$ від моменту відчеплення до моменту зупинки вагона, можна визначити за формулою для обчислення відстані під час прямолінійного рівномірного руху: $$ s_\text{п}=v\cdot t. $$

Час руху потяга на цьому відрізку шляху такий самий, як і час руху відчепленого останнього вагона до зупинки. Вагон рівномірно сповільнюватиметься. Його початковою швидкістю $v_0$ буде швидкість руху потягу $v,$ а кінцева швидкість $v_\text{к}$ дорівнюватиме нулю.

Отже, $$ s_\text{в}=\frac{v_0+v_\text{к}}{2}\cdot t=\frac v2\cdot t, $$ де $s_\text{в}$ ‒ відстань, яку пройшов вагон до зупинки.

Виразімо із цієї формули час руху вагона $t$ і підставімо цей вираз у формулу для відстані, яку пройшов потяг:

\begin{gather*} t=\frac{2s_\text{в}}{v},\\[6pt] s_\text{п}=v\cdot t=v\cdot \frac{2s_\text{в}}{v}=2s_\text{в}=2\cdot 200\ \text{м} = 400\ \text{м}. \end{gather*}

Відповідь: 400.

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

Завдання 16 з 20

Кільце радіусом 5 см, виготовлене з тонкого дроту, потрібно відірвати від поверхні води. Маса кільця 1,2 г, поверхневий натяг води 70 мН/м. Визначте силу, яку потрібно докласти до кільця. Уважайте, що під час відриву від води кільце лишається горизонтальним, прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с², $\mathbf{\pi}=\frac{22}{7}$.

Відповідь запишіть у міліньютонах (мН).

Впишіть відповідь:

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. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Поверхневий натяг.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати розрахункові задачі з використанням сили поверхневого натягу.

Дано:
$r=5\ \text{см}$
$m=1,2\ \text{г}$
$\mathbf{\sigma}=70\ \text{мН/м}$

Знайти:
$F\ (\text{мН})\ -\ ?$

На кільце на поверхні води діють сили поверхневого натягу, що утримують його на поверхні, і сила тяжіння. Силу тяжіння можна визначити за формулою $$ F_{\text{тяж}}=mg. $$

Окрім того, кільце обмежує на поверхні дві ділянки – усередині й зовні. Тому з обох боків на нього діятимуть сили поверхневого натягу.

Дріт, із якого зроблене кільце, – тонкий, тому можна вважати, що внутрішній радіус дорівнює зовнішньому радіусу кільця. Тож довжина кільця з боку зовнішньої і внутрішньої поверхні буде однаковою: $$ l=2\mathbf{\pi}r_{\text{зовн}}=2\mathbf{\pi}r_{\text{вн}}=2\mathbf{\pi}r. $$

Тоді сила, що необхідна для того, щоби підняти кільце з поверхні, має подолати силу тяжіння і сили поверхневого натягу із зовнішнього і внутрішнього боку:

\begin{gather*} F=F_{\text{тяж}}+F_{\text{пов вн}}+F_{\text{пов зовн}}=mg+2\mathbf{\pi}\mathbf{\sigma}r+2\mathbf{\pi}\mathbf{\sigma}r=4\mathbf{\pi}\mathbf{\sigma}r=\\[6pt] =1,2\ \text{г}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}+4\cdot \frac{22}{7}\cdot 70\ \frac{\text{мН}}{\text{м}} \cdot 5\ \text{см}=0,0012\ \text{кг}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}+4\cdot \frac{22}{7}\cdot 0,07\frac{\text{Н}}{\text{м}}\cdot 0,05\ \text{м}=0,056\ \text{Н}=56\ \text{мН}. \end{gather*}

Відповідь: 56.

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

Завдання 17 з 20

За температури повітря 25 °С його відносна вологість становить 80 %. Повітря охолоджують. За якої температури повітря почнеться утворення туману?

Температура, °С	Густина насиченої і водяної пари, г/см³
17	14,5
18	15,4
19	16,3
20	17,3
21	18,3
22	19,4
23	20,6
24	21,8
25	23,0

Відповідь запишіть у градусах Цельсія (°C) й округліть до одиниць.

Впишіть відповідь:

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. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Абсолютна й відносна вологість. Точка роси.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати розрахункові задачі про відносну вологість і точку роси.

Дано:
$\mathbf{\varphi}=80\ \text{%}$
$t=25\ ^\circ\text{С}$

Знайти:
$t_{\text{туман}}\ -\ ?$

Туман почне формуватися, коли температура повітря сягне точки роси. Точка роси – це температура, за якої водяна пара, що міститься в повітрі, стає насиченою.

Для визначення температури, що є точкою роси, потрібно визначити густину водяної пари в повітрі за початкових умов і за таблицею визначити температуру, за якої ця густина є густиною насиченої пари.

Пригадаймо, що густина водяної пари в повітрі та відносна вологість пов’язані формулою: $$ \mathbf{\varphi}=\frac{\mathbf{\rho}_{\text{a}}}{\mathbf{\rho}_{\text{н.п.}}}\cdot 100\ \text{%}, $$ де $\mathbf{\varphi}$ – відносна вологість повітря, $\mathbf{\rho}_{\text{н.п.}}$ – густина насиченої пари, $\mathbf{\rho}_{\text{a}}$ – густина водяної пари в повітрі.

Тож можна визначити густину водяної пари в повітрі: $$ \mathbf{\rho}_{\text{a}}=\frac{\mathbf{\varphi}\mathbf{\rho}_{\text{н.п.}}}{100\ \text{%}} $$

Густина насиченої пари за температури $25\ ^\circ\text{С}$ за таблицею становить $23,0\ \text{г/см}^3$, тоді:

\begin{gather*} \mathbf{\rho}_{\text{a}}=\frac{\mathbf{\varphi}\mathbf{\rho}_{\text{н.п.}}}{100\ \text{%}}=\frac{80\ \text{%}}{100\ \text{%}}\cdot 23,0\ \frac{\text{г}}{\text{см}^3}=0,8\cdot 23,0\ \frac{\text{г}}{\text{см}^3}=18,4\ \frac{\text{г}}{\text{см}^3}. \end{gather*}

Найближча величина густини насиченої пари до її обчисленої густини – $18,3\ \text{г/см}^3$, що відповідає $21\ ^\circ\text{С}$. $$ \mathbf{\rho}_{\text{н.п.}}=21\ \frac{\text{г}}{\text{см}^3} $$

Відповідь: 21.

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

Завдання 18 з 20

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Магнітне поле, електромагнітна індукція, Закон електромагнітної індукції.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на застосування закону електромагнітної індукції.

Дано:
$\triangle\mathbf{\Phi}=20\ \text{мВб}$
$R=0,04\ \text{Ом}$

Знайти:
$q\ (\text{Кл})-?$

Заряд проходить через виток під час зміни магнітного потоку, бо за законами електромагнітної індукції в такому разі утвориться струм. Цей струм сприятиме виникненню власного магнітного поля витка, що протидіятиме зміні потоку крізь нього. Такий струм називають індукційним. Силу індукційного струму визначають за формулою $$ I=\frac{\mathbf{\varepsilon}_l}{R}, $$ де $\mathbf{\varepsilon}_l$ – електрорушійна сила (ЕРС) індукції.

За законом електромагнітної індукції ЕРС індукції дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, який пронизує поверхню, обмежену контуром. Тобто $$ \mathbf{\varepsilon}_l=-\frac{\triangle\mathbf{\Phi}}{\triangle t}, $$ де $\triangle t$ – час, за який відбуваються зміни магнітного потоку. Знак «мінус» у цьому виразі показує, що ЕРС самоіндукції утворюється, щоби протистояти (правило Ленца) зміні магнітного потоку. Тоді $$ I= \frac{\triangle\mathbf{\Phi}}{\triangle t\cdot R}. $$

За визначенням сила струму – це фізична величина, яка характеризує електричний струм. Її описують формулою $$ I=\frac{q}{\triangle t}, $$ де $q$ – це заряд, що проходить через поперечний переріз провідника, а $\triangle t$ – проміжок часу, за який це відбувається.

Тоді $$ \frac{q}{\triangle t}=\frac{\triangle\mathbf{\Phi}}{\triangle t\cdot R}, $$ a

$$ q=\frac{\triangle\mathbf{\Phi}}{R}=\frac{20\ \text{мВб}}{0,04\ \text{Ом}}=\frac{0,02\ \text{Вб}}{0,04\ \text{Ом}}=0,5\ \text{Кл}. $$

Відповідь: 0,5.

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

Завдання 19 з 20

За допомогою лінзи з фокусною відстанню 20 см на вертикальному екрані отримали зображення будинку. Будинок розташований на головній оптичній осі лінзи. Висота зображення дорівнює 12 мм, справжня висота будинку – 6 м. Визначте відстань між лінзою і будинком.

Відповідь запишіть у метрах (м) й округліть до одиниць.

Впишіть відповідь:

Пропустити Відповісти Наступне Показати відповідь Читати пояснення

Продовжити пізніше

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

Пояснення

ТЕМА: Оптика. Лінза. Формула тонкої лінзи.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати розрахункові задачі із застосування законів геометричної оптики й формули тонкої лінзи.

Дано:
$F=20\ \text{см}$
$l=12\ \text{мм}$
$L=6\ \text{м}$

Знайти:
$D\ -\ ?$

Фокусну відстань лінзи та її положення відносно об’єкта і його зображення пов’язує формула тонкої лінзи: $$ \frac 1F=\frac 1d+\frac 1f, $$ де $d$ – відстань від об’єкта до лінзи, а $f$ – відстань від лінзи до зображення, $F$ – фокусна відстань лінзи.

Розміри зображення і предмета з їхніми відстанями від лінзи пов’язує лінійне збільшення лінзи Г: $$ \boldsymbol Г=\frac lL=\frac fd. $$

З виразу для лінійного збільшення лінзи можемо обчислити відстань $f$ від предмета до лінзи: $$ f=\frac{ld}{L}. $$ Тоді

\begin{gather*} \frac 1F=\frac 1d+\frac 1f=\frac 1d+\frac{1}{\frac{ld}{L}}=\frac 1d+\frac{L}{ld}=\frac{L+l}{ld};\\[6pt] d=\frac{F(L+l)}{L}=\frac{20\ \text{см}}{12\ \text{мм}}(6\ \text{м}+12\ \text{мм})=\frac{0,2\ \text{м}}{0,012\ \text{м}}(6\ \text{м}+0,012\ \text{м})=\\[6pt] =\frac{0,2\cdot 6,012\ \text{м}^2}{0,012\ \text{м}}=\frac{1,2024\ \text{м}^2}{0,012\ \text{м}}=100,2\ \text{м}\approx 100\ \text{м}. \end{gather*}

Відповідь: 100.

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

Завдання 20 з 20

Період піврозпаду радіоактивного ізотопу становить 1 год, під час кожного розпаду виділяється енергія 5 МеВ. Визначте енергію, яка виділиться протягом 3 год, якщо початкова кількість атомів цього ізотопу становила 8·10¹⁰. Елементарний електричний заряд дорівнює 1,6·10^–19 Кл.

Відповідь запишіть у міліджоулях (мДж).

Впишіть відповідь:

Показати відповідь Читати пояснення

Завершити тест

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Атом і атомне ядро. Радіоактивність.

Завдання скеровано на перевірку розуміння процесу радіоактивного розпаду.

Дано:
$T_{1/2}=1\ \text{год}$
$E'=5\ \text{МеВ}$
$t=3\ \text{год}$
$N_0=8\cdot 10^{10}$

Знайти:
$E\ (\text{мДж})\ -\ ?$

Енергію, яка виділилася під час розпадів за три години, можна обчислити як добуток кількості розпадів, що відбулися за цей час, й енергії $N'$, що виділяється під час кожного з них $E'$: $$ E=E'N'. $$

Період піврозпаду $(Т_{1/2})$ – це фізична величина, що характеризує радіонуклід і дорівнює часу, протягом якого розпадається половина наявної кількості ядер цього радіонукліда.

Тоді можна визначити кількість ядер, що залишилася після розпаду: $$ N=N_02^{\frac{t}{T_{1/2}}}, $$ де $N$ – кількість ядер, що залишилася після розпаду, $N_0$ – початкова кількість ядер, $t$ – час розпаду.

Кількість ядер, що розпалися, дорівнює:

$$ N'=N_0-N=N_0-N_02^{\frac{t}{T_{1/2}}}=N_0\left(1-2^{\frac{t}{T_{1/2}}}\right). $$

Тоді енергія, що виділилася під час розпаду, дорівнює:

\begin{gather*} E=E'N'=E'N_0\left(1-2^{\frac{t}{T_{1/2}}}\right)=5\ \text{МеВ}\cdot 8\cdot 10^{10}\left(1-2^{-\frac{3\ \text{год}}{1\ \text{год}}}\right)=\\[7pt] =40\cdot 10^{10}\ \text{МеВ}\cdot (1-2^{-3})=\frac{40\cdot 7}{8}10^{10}\ \text{МеВ}=35\cdot 10^{10}\ \text{МеВ}. \end{gather*}

Для того, щоби подати енергію в мДж, потрібно взяти до уваги, що $1\ \text{еВ}$ – це енергія, необхідна для того, щоби перенести елементарний електричний заряд між точками, різниця потенціалів між якими дорівнює $1\ \text{В}$. $$ 1\ \text{еВ}=1,6\cdot 10^{-19}\ \text{Кл}\cdot 1\ \text{В}=1,6\cdot 10^{-19}\ \text{дЖ}. $$

Тобто

\begin{gather*} 35\cdot 10^{10}\ \text{МеВ}=35\cdot 10^{16}\ \text{еВ}=\\[7pt] =35\cdot 10^{16}\cdot 1,6\cdot 10^{-19}\ \text{Дж}=56\cdot 10^{-3}\ \text{Дж}=56\ \text{мДж}. \end{gather*}

Відповідь: 56.

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

Мультитести – Фізика