Тести ЗНО/НМТ онлайн з фізики — пробне ЗНО, починаючи з 645

Завдання 646 з 1403

Позначте відповіді:

	А	Б	В	Г	Д
1
2
3
4

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механічні коливання і хвилі. Амплітуда, частота, період гармонічних коливань.

Завдання скеровано на перевірку розуміння основних величин, пов’язаних із коливаннями математичного маятника.

Тіло на довгій нитці можна вважати математичним маятником (рис. 1).

Рис. 1. Математичний маятник у положеннi максимального відхилення

1. Період коливань математичного маятника $$ T=2\mathbf{\pi}\sqrt{\frac lg}, $$ де $l$ – довжина маятника, $g$ – прискорення вільного падіння. Ні від маси, ні від амплітуди ця величина не залежить.

2, 3. Енергію коливань можна визначити за формулою $$ E=E_{\text{пот}}+E_{\text{кін}}=mgh+\frac{mv^2}{2}. $$

У точці з найбільшим відхиленням потенціальна енергія тіла на підвісі максимальна, а кінетична енергія дорівнює $0$, тож $$ E=E_{\text{пот}\ max}=mgh_{max}. $$

Максимальну висоту $h_{max}$ можна визначити з прямокутного трикутника, зображеного на рисунку 1.

За теоремою Піфагора

\begin{gather*} l^2=(l-h_{max}^2)+A^2;\\[7pt] l^2=l^2-2lh_{max}+h_{max}^2+A^2;\\[7pt] h_{max}^2-2lh_{max}+A^2=0. \end{gather*}

Якщо коливання малі, то й висота підйому $h$ мала порівняно з його довжиною $l$ та амплітудою $A$, тому доданок $h^2$ набагато менший за інші доданки, ним можна знехтувати:

\begin{gather*} -2lh_{max}+A^2=0;\\[7pt] 2lh_{max}=A^2;\\[6pt] h_{max}=\frac{A^2}{2l}. \end{gather*}

Тобто максимальна висота тягарця над нижньою точкою траєкторії залежить від $A^2$ і не залежить від його маси.

Енергія коливань $$ E=mgh_{max}=mg\frac{A^2}{2l}. $$

Тож енергія коливань пропорційна до $A^2$ та $m$.

4. У найнижчій точці траєкторії потенціальна енергія тягарця дорівнює нулю, а його кінетична енергія, а отже й модуль швидкості, максимальні: $$ E=mg\frac{A^2}{2l}=\frac{mv_{max}^2}{2}. $$ Тож

\begin{gather*} v_{max}^2=g\frac{A^2}{l};\\[6pt] v_{max}=A\sqrt{\frac gl}. \end{gather*}

Тобто максимальна швидкість пропорційна до $A$ та не залежить від $m$.

Відповідь: 1В, 2А, 3Д, 4Г.

Вид завдання: Завдання на встановлення відповідності (логічні пари)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 647 з 1403

Позначте відповіді:

	А	Б	В	Г	Д
1
2
3
4

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання на встановлення відповідності (логічні пари)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 648 з 1403

Позначте відповіді:

	А	Б	В	Г	Д
1
2
3
4

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Основи молекулярно-кінетичної теорії.

Завдання скеровано на перевірку розуміння формул, що стосуються молекулярно-кінетичної теорії (МКТ).

A $p=\frac 13nm_0v^2$, де $n$ – концентрація молекул газу, $m_0$ – маса молекули, $\underline{v}$ – середня швидкість молекули, $p$ – тиск ідеального газу. Рівняння визначає зв’язок мікроскопічного параметра (середньої швидкості молекули) і макроскопічного параметра (тиск). Воно є основним рівнянням МКТ.

Б $E=\frac 32 kT$, де $k$ – стала Больцмана, $T$ – температура. Рівняння визначає зв’язок середньої кінетичної енергії одноатомного газу та його температури.

B $pV=\frac mM RT$, де $p$ – тиск, $V$ – об’єм, $R$ – універсальна газова стала, $T$ – температура, $m$ – маса газу, $M$ – молярна маса речовини. Рівняння визначає зв’язок між трьома макроскопічними параметрами газу – температурою, тиском та об’ємом і є рівнянням стану ідеального газу.

Г $\Delta U=cm\Delta T$, де $U$ – внутрішня енергія, $c$ – питома теплоємність, $m$ – маса газу, $T$ – температура. Рівняння описує зміну внутрішньої енергії зі зміною температури.

Д $Q=\Delta U+A$, де $Q$ – кількість теплоти, $U$ – внутрішня енергія, $A$ – робота. Рівняння описує перший закон термодинаміки: кількість теплоти $Q$, передана системі, іде на зміну внутрішньої енергії системи $(\Delta U)$ та на виконання системою роботи $A$ проти зовнішніх сил..

Відповідь: 1А, 2Д, 3В, 4Б.

Вид завдання: Завдання на встановлення відповідності (логічні пари)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 649 з 1403

Позначте відповіді:

	А	Б	В	Г	Д
1
2
3
4

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівномірний і рівноприскорений рух. Рівномірний рух по колу.

Завдання скеровано на перевірку розуміння зв’язку між силою, прискоренням і швидкістю руху тіла.

За другим законом Ньютона рівнодійна всіх сил, що діють на тіло, пов’язана з його прискоренням формулою $$ \overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}. $$

Тож напрямок прискорення збігається з напрямком дії сили.

1. Якщо сила весь час перпендикулярна до швидкості, то й прискорення перпендикулярне до неї. Прискорення, що перпендикулярне до швидкості, не змінює її модуля, але змінює її напрямок. Це відповідає рівномірному руху за криволінійною траєкторією, наприклад, руху по колу.

2. Якщо сила зберігає напрямок і величину незмінною, то й прискорення залишається незмінним. Оскільки напрямок швидкості відносно прискорення з умови невідомий, то визначити, збільшуватиметься чи зменшуватиметься модуль швидкості, неможливо. Тож це відповідає руху з постійним прискоренням.

3. Якщо напрямок сили, а отже й прискорення, збігається з напрямком швидкості, то модуль швидкості збільшується.

4. Якщо напрямок сили й прискорення протилежні до напрямку швидкості, то модуль швидкості зменшується.

Відповідь: 1В, 2Д, 3А, 4Г.

Вид завдання: Завдання на встановлення відповідності (логічні пари)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 650 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 651 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Світлові кванти. Фотоефект й експериментально встановлені його закони.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння законів фотоефекту.

Фотоефект – це явище взаємодії світла з речовиною, супроводжуване випромінюванням (емісією) електронів.

Закони фотоефекту

1. Кількість фотоелектронів, яку випромінює катод за одиницю часу, прямо пропорційна інтенсивності світла.

2. Максимальна початкова швидкість фотоелектронів збільшується зі збільшенням частоти падного світла й не залежить від інтенсивності світла.

3. Для кожної речовини є максимальна довжина світлової хвилі $\mathbf{\lambda}_{\text{черв.}}$ (червона межа фотоефекту), за якої спостерігають фотоефект.

За зіткнення фотона й електрона в катоді електрон поглинає енергію фотона, яку можна визначити за формулою $$ E_{\text{ф}}=hv. $$

Ця енергія має бути витрачена на те, щоби вирвати електрон із поверхні катода (цю частку енергії називають роботою виходу $(A_{\text{вих}})$, а та частина енергії, яка залишається після цього, переходить у кінетичну енергію фотоелектрона $(E_{\text{кін}})$: $$ E_{\text{ф}}=A_{\text{вих}}+E_{\text{кін}}. $$

Що менша частота випромінювання і, відповідно, що більша його довжина хвилі, то меншу енергію $E_{\text{ф}}$ отримує електрон. Робота виходу залежить лише від матеріалу, тож зі зміною частоти випромінювання вона залишається сталою.

Якщо $E_{\text{ф}}$ зменшується та $A_{\text{вих}}$ залишається сталою, кінетична енергія електронів $E_{\text{кін}}$ зменшується.

Відповідь: A.

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 652 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 653 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 654 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 655 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 656 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механічні коливання і хвилі. Нитяний маятник, період коливання нитяного маятника.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати задачі про залежність періоду власних коливань системи від її параметрів.

Математичний маятник – це фізична модель коливальної системи з матеріальної точки, підвішеної на невагомій і нерозтяжній нитці, і гравітаційного поля.

Характеристики коливань математичного маятника напряму залежать від його довжини. Зокрема, можна визначити період коливань математичного маятника $$ T=2\mathbf{\pi}\sqrt{\frac lg}, $$ де $l$ – довжина маятника; $g$ – прискорення вільного падіння.

Нехай довжина маятника до укорочення дорівнювала $l$, тоді період коливань цього маятника становить $$ T_1=2\mathbf{\pi}\sqrt{\frac lg}. $$

Після укорочення період

\begin{gather*} T_2=2\mathbf{\pi}\sqrt{\frac{\frac l4}{g}}=2\mathbf{\pi}\sqrt{\frac{l}{4g}}=\mathbf{\pi}\sqrt{\frac lg}=\frac{T_1}{2}. \end{gather*}

Частоту коливань маятника можна визначити за формулою $$ \mathbf{\nu}=\frac 1T. $$

За умовою відомо, що до укорочення нитки частота коливань маятника $\mathbf{\nu}_1=100\ \text{с}^{-1}$. Тоді період коливань до укорочення $$ T_1=\frac{1}{\mathbf{\nu}}=\frac{1}{100\ \text{с}^{-1}}=0,01\ \text{с}. $$

Тож період коливань після укорочення $$ T_2=\frac{T_1}{2}=\frac{0,01\ \text{с}}{2}=0,005\ \text{с}. $$

А частота цих коливань $$ \mathbf{\nu}_2=\frac{1}{T_2}=\frac{1}{0,005\ \text{с}}=200\ \text{с}^{-1}. $$

Тобто вкорочений маятник виконує 200 коливань за той самий інтервал часу.

Відповідь: Б.

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 657 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 658 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 659 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Магнітне поле, електромагнітна індукція.

Завдання скеровано на оцінку вміння визначати напрямок ліній магнітної індукції за допомогою правила правої руки.

Після замикання ключа $K$ в котушці почне протікати струм і генеруватиметься магнітне поле.

Права частина котушки підключена до негативного полюса джерела, а ліва – до позитивного. Струм у колі тече від + до –, тож він буде спрямований униз у ближній до спостерігача частині рисунка й угору в дальній частині.

Напрямок магнітного поля в котушці можна визначити за правилом правої руки (рис. 1):
якщо чотири зігнуті пальці правої руки спрямувати за напрямком струму в контурі, то відігнутий на $90^\circ$ великий палець укаже напрямок ліній магнітної індукції магнітного поля всередині контуру.

Рис. 1. Правило правої руки

Тобто для котушки в завданні також можна визначити напрямок ліній магнітної індукції, а отже і її магнітні полюси (рис. 2).

Рис. 2. Результат застосування правила правої руки

Магнітна стрілка на рисунку поруч із північним магнітним полюсом, тож вона повернеться до нього своїм південним полюсом.

Відповідь: Г.

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 660 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступні запитання Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Закони постійного струму. Паралельне та послідовне з’єднання провідників.

Завдання скеровано на перевірку знання закону Ома й розуміння особливостей паралельного та послідовного з’єднання провідників.

Схему з умови завдання доцільно перемалювати в зручнішому вигляді. $\text{Л}_2, \text{Л}_3$ та $\text{Л}_4$ з’єднані послідовно, адже кінець попереднього провідника приєднано до початку наступного.

Точки контакту між двома провідниками можна рухати, тож варто перемістити вертикальний контакт, що підключає $\text{Л}_2$ в коло між $\text{Л}_4$ і $\text{Л}_5$ (рис. 1).

Рис. 1. Модифікована (1) схема умови задачі

Лампи $\text{Л}_3$ й $\text{Л}_4$ підключені одна до одної послідовно (вихідний провідник $\text{Л}_4$ є вхідним провідником лампи $\text{Л}_3$). Лампа $\text{Л}_5$ підключена до $\text{Л}_3$ й $\text{Л}_4$ паралельно. $\text{Л}_2$ підключена паралельно до провідника, а $\text{Л}_1$ підключена послідовно до всіх наступних елементів (рис. 2).

Рис. 2. Модифікована (2) схема умови задачі

Для розв’язання задачі потрібно взяти до уваги закони послідовного і паралельного з’єднання провідників.

За послідовного з’єднання (рис. 3)

\begin{gather*} U=U_1+U_2;\\[7pt] R=R_1+R_2;\\[7pt] I=I_1=I_2. \end{gather*}

Рис. 3. Послідовне з’єднання провідників 1 і 2

За паралельного з’єднання (рис. 4)

\begin{gather*} U=U_1=U_2;\\[7pt] \frac 1R=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2};\\[7pt] I=I_1+I_2. \end{gather*}

Рис. 4. Паралельне з’єднання провідників 1 і 2

Опір дротів між елементами настільки малий, що ним можна знехтувати під час розрахунків. Тож опір лампи $\text{Л}_2$ набагато більший за опір провідника, до якого її паралельно підключено.

За законом Ома $$ I=\frac UR. $$

Тож що більший опір провідника в паралельному підключенні, то менша сила струму через нього проходить. З огляду на різницю в опорі дротів і лампи струм через лампу $\text{Л}_2$ не тектиме $(I_2=0)$.

Рис. 5. Схема умови задачі

Яскравість лампи прямо пропорційна силі струму, що протікає крізь неї, тож для порівняння яскравості ламп досить порівняти силу струму, що протікає крізь них.

Нехай сила струму в колі дорівнює $I$, напруга в колі дорівнює $U$, а опір однакових лампочок – $R$.

$\text{Л}_3$ й $\text{Л}_4$ підключено послідовно, тож

\begin{gather*} I_3=I_4=I_{3-4};\\[7pt] U_3+U_4=U_{3-4};\\[7pt] R_{3-4}=R+R=2R. \end{gather*}

$\text{Л}_5$ підключена до групи $\text{Л}_3 - \text{Л}_4$ паралельно, тому

\begin{gather*} I_5=I_{3-4}=I_{3-4-5};\\[7pt] U_5=U_{3-4}=U_{3-4-5};\\[7pt] \frac{1}{R_{3-4-5}}=\frac{1}{R_5}+\frac{1}{R_{3-4}};\\[7pt] R_{3-4-5}=\frac{R_5R_{3-4}}{R_5+R_{3-4}}=\frac{R\cdot 2R}{3R}=\frac 23 R. \end{gather*}

$\text{Л}_1$ підключена до групи $\text{Л}_3 - \text{Л}_4 - \text{Л}_5$ послідовно, тому

\begin{gather*} I_1=I_{3-4-5}=I;\\[7pt] U_1+U_{3-4-5}=U. \end{gather*}

За законом Ома $$ I_1=\frac{U_1}{R}=I. $$

Тож

\begin{gather*} I_{3-4-5}=I_1=I\rightarrow U_{3-4-5}=I_{3-4-5}R_{3-4-5}=\frac 23 IR;\\[7pt] U_5=\frac 23 IR=I_5R\rightarrow I_5=\frac 23 I;\\[6pt] U_{3-4}=\frac 23 IR\rightarrow I_{3-4}=\frac{U_{3-4}}{R_{3-4}}=\frac{\frac 23 IR}{2R}=\frac 13 I. \end{gather*}

Усі лампи однакові, лампи $\text{Л}_3$ й $\text{Л}_4$ підключені послідовно, тому

\begin{gather*} U_3=U_4=\frac 12 U_{3-4}=\frac 13 IR\rightarrow I_3=\frac{U_3}{R}=\frac{\frac 13 IR}{R}=\frac 13 I. \end{gather*}

Тобто сили струму, що протікають крізь лампи, дорівнюють

\begin{gather*} I_1=I;\\[7pt] I_2=0;\\[6pt] I_3=\frac 13 I;\\[6pt] I_4=\frac 13 I;\\[6pt] I_5=\frac 23 I;\\[6pt] I_1\gt I_5\gt I_3=I_4\gt I_2. \end{gather*}

Відповідь: Г.

Вид завдання: Завдання з вибором однієї правильної відповіді
Знайшли помилку? Пишіть на