Тести ЗНО/НМТ онлайн з фізики — пробне ЗНО, починаючи з 655

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 Наступне 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

Завдання 661 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Основи електростатики.

Завдання скеровано на перевірку розуміння принципів підключення вимірювальних приладів в електричне коло.

Зазвичай у коло амперметр підключають послідовно, а вольтметр – паралельно (рис. 1).

Рис. 1. Підключення в коло амперметра (а), вольтметра (б)

Нитка в лампі нагрівається за законом Джоуля: $$ Q=I^2Rt, $$ де $I$ – сила струму в провіднику, $R$ – опір провідника, $t$ – час проходження струму, $Q$ – кількість виділеної теплоти.

Отже, що більша сила струму на лампочці, то більше розжарення її нитки.

Для розв’язання завдання потрібно зважити на закони послідовного (рис. 2) і паралельного (рис. 3) з’єднання провідників.

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

За послідовного з’єднання

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

Тож, щоб амперметр, уключений у коло послідовно, мало впливав на струм в колі, його опір має бути суттєво меншим за опір активних елементів (лампочки).

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

За паралельного з’єднання

\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*}

За законом Ома $$ I=\frac UR. $$

Тож, що більший опір провідника в паралельному підключенні, то менша сила струму через нього проходить. Для того, щоби вольтметр, підключений в коло паралельно, мало впливав на струм у колі, його опір повинен бути дуже великим.

Якщо замість вольтметра з великим опором підключити амперметр, опір якого дуже малий, то сила струму, що тече через прилад, буде більшою від очікуваної.

Сила струму в колі для паралельно підключених елементів дорівнює сумі сили струму в кожній гілці: $$ I=I_1+I_2. $$

Тож, якщо силу струму в одній гілці збільшилася, то в іншій вона зменшиться. У результаті зменшення сили струму в лампочці зменшиться розжарення її нитки.

Відповідь: A.

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

Завдання 662 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 663 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 664 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 665 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 666 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 667 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Ізопроцеси.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати графіки ізопроцесів.

Тиск $p$, об’єм $V$ й температура газу $T$ пов’язані між собою рівнянням стану $$ pV=nRT, $$ де $p$ – тиск, $V$ – об’єм, $R$ – газова стала, $T$ – температура, $n$ – кількість речовини.

Зміну температури можна визначити з рівняння стану: $$ T=\frac{pV}{nR}. $$

На графіку, наведеному в умові, зображено цикл у координатах $p - V$, складений із кількох ізопроцесів:

1–2: ізобарне розширення ($p – const$, $V$ збільшується).

Тож, якщо об’єм збільшується, а тиск залишається незмінним, то й температура збільшується.

2–3: ізотермічне стискання зі збільшенням тиску ($T\ –\ const$, $p$ зростає, $V$ зменшується).

3–4: ізохорний процес зі зменшенням тиску ($p$ зменшується, $V\ –\ const$).

Тож, якщо тиск зменшується, а об’єм залишається постійним, то й температура зменшується.

4–1: ізотермічне стискання зі збільшенням тиску ($T\ –\ const$, $p$ зростає, $V$ зменшується).

А У процесі 2–3 температура зменшується, а повинна зростати.

Б У процесі 4–1 тиск зменшується, а має зростати.

В Цей графік є зображенням циклу в координатах $p - T$.

Г Процес 1–2 є ізотермічним, а повинен бути ізобарним.

Відповідь: B.

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

Завдання 668 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Динаміка. Рух під дією сили тяжіння.

Завдання скеровано на перевірку розуміння поняття кінетичної енергії та її зміни під час руху тіла унаслідок дії сили тяжіння.

Кінетичну енергію тіла визначають за формулою $$ E_k=\frac{mV^2}{2}, $$ де $m$ – маса тіла, а $V$ – модуль швидкості його руху.

Тіло, кинуте під кутом до горизонту, рухається внаслідок дії сили тяжіння, тобто з прискоренням, що дорівнює прискоренню вільного падіння.

Прискорення спрямоване вздовж осі $OY$, тож змінюватиметься лише проєкція швидкості $V_y$. Компонента швидкості $V_x$ залишатиметься незмінною.

Рис. 1. Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту

Модуль швидкості V в будь-який момент часу можна визначити за теоремою Піфагора: $$ V=\sqrt{V_x^2+V_y^2}, $$ де $V_x$ – проекція швидкості на вісь $OX$, $V_y$ – проєкція швидкості на вісь $OY$.

Тож модуль швидкості й кінетична енергія тіла будуть найменшими тоді, коли проекція $V_y$ є найменшою.

У найвищій точці траєкторії тіло змінює напрямок свого руху: до цієї точки тіло піднімається і модуль $V_y$ зменшується, а після неї тіло падає, а модуль $V_y$ збільшується. У найвищій точці траєкторії $V_y=0$, тож модуль швидкості й кінетична енергія у цій точці найменші.

Відповідь: A.

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

Завдання 669 з 1403

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Одиниці фізичних величин.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати одиниці фізичних величин, записані в основних одиницях СІ.

А Роботу $A\ (\text{Дж})$ можна обчислити за формулою $$ A=Fs\cos\mathbf{\alpha}, $$ де $F$ – сила $(\text{Н})$, $s$ – переміщення $(\text{м})$, $\mathbf{\alpha}$ – кут між напрямком дії сили й переміщення тіла.

Силу можна визначити згідно з другим законом Ньютона за формулою $$ F=ma, $$ де $m$ – маса $(\text{кг})$, $a$ – прискорення $(\text{м/с}^2)$.

Тож для розмірностей рівність така:

\begin{gather*} [A]=1\ \text{Дж}=1\ \text{Н}\cdot 1\ \text{м}=1\ \text{кг}\cdot 1\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}\cdot 1\ \text{м}=1\ \frac{\text{кг}\ \cdot \ \text{м}^2}{\text{с}^2}. \end{gather*}

Б Потужність $P\ (\text{Вт})$ можна визначити за формулою $$ P=\frac At, $$ де $A$ – робота $(\text{Дж})$, $t$ – час виконання роботи $(\text{с})$.

1 Дж записано в одиницях СІ у варіанті A, тож для розмірностей рівність така:

\begin{gather*} [P]=1\ \text{Вт}=\frac{\text{Дж}}{\text{с}}=1\ \frac{1\ \frac{\text{кг}\ \cdot \ \text{м}^2}{\text{с}^2}}{1\ \text{с}}=1\ \frac{\text{кг}\ \cdot \ \text{м}^2}{\text{с}^3}. \end{gather*}

В Момент сили М:

\begin{gather*} [M]=1\ \text{Н}\cdot \ \text{м}=1\ \text{кг}\cdot 1\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}\cdot 1\ \text{м}=1\ \frac{\text{кг}\ \cdot \ \text{м}^2}{\text{с}^2}. \end{gather*}

Г Імпульс сили $p$ можна визначити за формулою $$ p=Ft, $$ де $F$ – сила $(\text{Н})$, $t$ – час $(\text{с})$.

\begin{gather*} [p]=1\ \text{Н}\cdot \ \text{с}=1\ \text{Н}\cdot 1\ \text{с}=1\ \text{кг}\cdot 1\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}\cdot 1\ \text{с}. \end{gather*}

Відповідь: Б.

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

Завдання 670 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: Механіка. Основи динаміки. Сила пружності. Закон Гука.

Завдання скеровано на перевірку розуміння понять роботи й потенціальної енергії пружини.

Робота, виконана пружиною під час розтягування чи стискання, дорівнює зміні потенціальної енергії пружини, узятій із протилежним знаком: $$ A=U_2-U_1. $$

Потенціальну енергія пружини можна обчислити за формулою $$ U=\frac{kx^2}{2}, $$ де $k$ – жорсткість пружини, $x$ – її видовження.

Для обчислення потенціальної енергії пружини в кожному положенні необхідно перевести в метри видовження, подане в сантиметрах:

\begin{gather*} U_{4\ \text{см}}=\frac{k(0,04)^2}{2}=\frac{0,0016k}{2}=0,0008k;\\[6pt] U_{2\ \text{см}}=\frac{k(0,02)^2}{2}=\frac{0,0004k}{2}=0,0002k;\\[6pt] U_{0\ \text{см}}=\frac{k(0)^2}{2}=0. \end{gather*}

Тоді робота, яку пружина виконує під час скорочення від 4 см до 2 см, така:

\begin{gather*} A_1=-(U_{4\ \text{см}}-U_{2\ \text{см}})=-(0,0008k-0,0002k)=-0,0006k. \end{gather*}

А робота, яку пружина виконує під час скорочення від 2 см до 0 см, дорівнює:

\begin{gather*} A_1=-(U_{2\ \text{см}}-U_{0\ \text{см}})=-(0,0002k-0)=-0,0002k. \end{gather*}

Знак «мінус» у цьому разі означає, що пружина виконувала роботу, а не зовнішнє тіло виконувало роботу над нею.

Тож $$ \frac{A_1}{A_2}=\frac{-0,0006k}{-0,0002k}=3. $$

Відповідь: Г.

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