Тести ЗНО/НМТ – завдання з фізики, починаючи з 200

Завдання 201 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Основи термодинаміки. Робота. Потужність. ККД теплового двигуна.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння понять потужності й коефіцієнту корисної дії (ККД) теплової машини й уміння розв’язувати розрахункові задачі, пов’язані з цими поняттями.

Дано:
$P_{\text{середня}}=2\ \text{кВт}$
$t=2\ \text{год}$
$Q=24\ \text{МДж}$

Знайти:
$\text{ККД (%)}-?$

У цій задачі ККД можна визначити як відношення виконаної тепловою машиною роботи $A$ до отриманої нею енергії $Q$: $$ \text{ККД}=\frac AQ\cdot 100\ \text{%}. $$

З умови задачі відомо, яку кількість теплоти отримала машина для її функціонування, а виконану нею роботу можна визначити за її потужністю: $$ P=\frac At, $$ де $A$ – виконувана робота, а $t$ – час її виконання.

Тоді роботу можна обчислити за формулою $A=Pt.$

Після переведення кіловат у вати, годин у секунди, а мегаджоулів у джоулі можна обчислити шуканий коефіцієнт корисної дії:

$$ \text{ККД}=\frac{Pt}{Q}\cdot 100\ \text{%}=\frac{2000\ \text{Вт}\cdot 7200\ \text{c}}{24000000\ \text{Дж}}\cdot 100\ \text{%}=60\ \text{%}. $$

Відповідь: 60.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 202 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Основи термодинаміки. Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси в газах. Внутрішня енергія і способи її зміни.

Завдання скеровано на оцінювання вміння визначати зміну внутрішньої енергії ідеального газу за зміною його макроскопічних параметрів, використовувати перший закон термодинаміки для ізопроцесів і розв’язувати розрахункові задачі, пов’язані із цими поняттями.

Дано:
$A=8\ \text{кДж}$
$p=\mathrm{const}$

Знайти:
$Q\ (\text{кДж})-?$

За першим законом термодинаміки $Q=\triangle U+A,$ де $Q$ – це отримана тілом кількість теплоти, $\triangle U$ – зміна внутрішньої енергії тіла, $A$ – робота, виконана тілом.

Зміну внутрішньої енергії одноатомного ідеального газу можна обчислити, використавши вираз $$ \triangle U=\frac 32 nR\triangle T, $$ де $n$ – кількість речовини ідеального газу, $R$ – універсальна газова стала,
$\triangle T$ – зміна температури газу.

Оскільки зміна температури невідома, потрібно використати рівняння стану ідеального газу $$ pV=nRT, $$ де $p$ – тиск, $V$ – об’єм, $R$ – універсальна газова стала, $T$ – температура,
$n$ – кількість речовини.

Процес у завданні перевів ідеальний газ зі стану 1 $(p_1,T_1,V_1)$ у стан 2 $(p_2,T_2,V_2).$

За умовою $p_1=p_2=p.$

Тоді $\triangle T=T_2-T_1,$ a $$ \triangle U=\frac 32 nR(T_2-T_1)=\frac 32(nRT_2-nRT_1). $$

За допомогою рівняння стану ідеального газу можна замінити $nRT_2$ та $nRT_1$:

$$ \triangle U=\frac 32 (p_2V_2-p_1V_1)=\frac 32p(V_2-V_1)=\frac 32 p\triangle V. $$

Роботу в довільному термодинамічному процесі можна обчислити як площу криволінійної трапеції під графіком залежності $p(V),$ а для ізобраного процесу її можна розрахувати за формулою $A=p\triangle V=8\ \text{кДж}.$

Після підстановки й перетворень можна обчислити шукану кількість теплоти:

$$ Q=\frac 32 p\triangle V+p\triangle V=\frac 52 p\triangle V=\frac 52 A=\frac 52\cdot 8\ \text{кДж}=20\ \text{кДж}. $$

Відповідь: 20.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 203 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівноприскорений рух.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на визначення основних кінематичних величин за рівноприскореного руху.

Дано:
$h_1=5\ \text{м}$
$h_2=10\ \text{м}$
$v_{01}=0\ \text{м/с}$
$t_1=t_2$

Знайти:
$v_{02}-?$

Рис. 1. Схема руху двох тіл

Обидва тіла рухаються лише під дією сили тяжіння, тож їхній рух – рівноприскорений. Оскільки переміщення $s$, зроблені кожною з кульок, відомі, то залежність переміщення від часу для рівноприскореного руху описано формулою: $$ s=v_0t+\frac{at^2}{2}\ \ (1), $$ де $v_0$ – початкова швидкість, $a$ – прискорення, $t$ – час руху тіла.

Тож можна записати переміщення для тіл, про які йдеться в завданні, узявши до уваги, що переміщення $s$ першого й другого тіл дорівнюватимуть $h_1$ і $h_2$ відповідно, а прискорення $a$ – прискоренню вільного падіння $(g = 10\ \text{м/с}^2)$ в обох випадках. Тоді можна записати таку систему рівнянь: $$ \begin{cases} h_1=\frac{gt_1^2}{2};\\ h_2=v_{02}t_2+\frac{gt_2^2}{2}. \end{cases} $$

Оскільки приземлитись тіла мають одночасно, то $t_1=t_2=t:$ $$ \begin{cases} h_1=\frac{gt^2}{2};\\ h_2=v_{02}t+\frac{gt^2}{2}. \end{cases} $$

Із першого рівняння системи можна виразити час падіння $t$ і підставити його в друге рівняння цієї самої системи: $$ \begin{cases} t=\sqrt{\frac{2h_1}{g}};\\ h_2=v_{02}\sqrt{\frac{2h_1}{g}}+\frac{g\frac{2h_1}{g}}{2}=v_{02}\sqrt{\frac{2h_1}{g}}+h_1. \end{cases} $$

Тоді з другого рівняння системи можна виразити початкову швидкість другого тіла: $$ v_{02}=\frac{h_2-h_1}{\sqrt{\frac{2h_1}{g}}}=\frac{10\ \text{м}-5\ \text{м}}{\sqrt{\frac{2\cdot 5\ \text{м}}{10\ \text{м/c}^2}}}=5\ \frac{\text{м}}{\text{c}}. $$

Відповідь: 5.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 204 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	0.5			510

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівномірний рух.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на визначення основних кінематичних величин за рівномірного руху.

Дано:
$\triangle t=2,25\ \text{c}$
$v_{\text{звуку}}=340\ \text{м/с}$
$v_{\text{кулі}}=680\ \text{м/с}$

1. Знайти:
$\frac{t_{\text{кулі}}}{t_{\text{звуку}}}-?$

Нехай $t_{\text{кулі}}$ – це час, який знадобився кулі, щоби пройти шлях $l$ від спортсмена до мішені, а $t_{\text{звуку}}$ – це час, який знадобився, аби звук удару кулі об мішень дійшов до спортсмена.

З огляду на те, що відстані, яку подолали куля і звукова хвиля, рівні, а швидкості руху кулі й поширення звуку відомі, можна виразити обидва проміжки часу: $$ t_{\text{кулі}}=\frac{l}{v_{\text{кулі}}},\ \ t_{\text{звуку}}=\frac{l}{v_{\text{звуку}}}. $$

Тоді справедливим буде таке співвідношення: \begin{gather*} \frac{t_{\text{кулі}}}{t_{\text{звуку}}}=\frac{\frac{l}{v_{\text{кулі}}}}{\frac{l}{v_{\text{звуку}}}}=\frac{v_{\text{звуку}}}{v_{\text{кулі}}}=\frac{340\ \text{м/с}}{680\ \text{м/с}}=0,5. \end{gather*}

2. Знайти::
$l\ \text{(м)} - ?$

Куля пройшла шлях від спортсмена до мішені, а потім звук від удару кулі об мішень повернувся назад до спортсмена. Тоді час від вистрілу до моменту, коли спортсмен почув звук цього удару, можна записати як суму цих двох проміжків часу: $$ \triangle t=t_{\text{кулі}}+t_{\text{звуку}}. $$

Потім потрібно виконати підстановки й здійснити перетворення: \begin{gather*} \triangle t=0,5t_{\text{звуку}}+t_{\text{звуку}}=1,5t_{\text{звуку}},\\[6pt] t_{\text{звуку}}=\frac{2,25\ \text{c}}{1,5}=1,5\ \text{c}; \end{gather*}

Після цього можна обчислити шукану відстань $l$: $$ l=t_{\text{звуку}}v_{\text{звуку}}=1,5\ \text{c}\cdot 340\frac{\text{м}}{\text{c}}=510\ \text{м}. $$

Відповідь: 1. 0,5. 2. 510.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 205 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	2			4

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

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

Завдання скеровано на оцінювання вміння аналізувати результати експерименту, зображені на фото, і розв’язувати розрахункові задачі з використанням законів Ома.

1. Знайти:
$U_{1R_1}(B)-?$

Схема електричного ланцюга, зображеного на фото 1 в умові завдання, така:

Рис. 1. Схема електричного ланцюга до розімкнення ключа

Реостат послідовно підключено до двох резисторів, підімкнутих паралельно.

Правила для послідовного підключення провідників, схематично зображеного на рисунку 2, описано формулами $U=U_1+U_2,\ R=R_1+R_2,\ I=I_1=I_2,$
де $U$ – напруга, $R$ – опір, $I$ – сила струму. Тому сила струму, яку вимірює амперметр – це сила струму на реостаті й на системі паралельно підключених провідників. За показаннями на фото вона дорівнює $1,5\ \text{A}.$

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

Для паралельно підключених провідників (рис. 3) діють правила, описані формулами: \begin{gather*} U=U_1=U_2,\\ \frac 1R=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2},\\ I=I_1+I2. \end{gather*}

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

Напруга, яку вимірює вольтметр, – це напруга в системі паралельно підключених провідників. А напруга $U_1$ на кожному з них дорівнює виміряній напрузі й становить $2\ \text{B}.$

2. Знайти::
$R_1 - ?$

Після розімкнення ключа електричне коло змінилося – струм по гілці $R_1$ більше не тече. Тому схема, зображена на рисунку 1, зазнає видозміни (рис. 4).

Рис. 4. Схема після розімкнення ключа

Тепер амперметр вимірює силу струму на реостаті з новим значенням опору й провіднику $R_2,$ і вона за умовами задачі залишається сталою, а вольтметр вимірює напругу $U_2$ лише на провіднику $R_2,$ вона дорівнює $3\ \text{В}.$

Напруга, сила струму й опір на ділянці електричного кола пов’язані законом Ома, який описано формулою: $$ I=\frac UR. $$

Тоді, знаючи силу струму й напругу на двох провідниках до відключення і провіднику $R_2$ після відключення, можна скласти систему рівнянь. Якщо сумарний опір провідників у цій системі позначити $R_{\text{до}},$ то за виразом для опору паралельно під’єднаних провідників можна визначити його: $$ \frac{1}{R_{\text{до}}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2},\ \ R_{\text{до}}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}. $$

Після складання системи рівнянь \begin{gather*} \begin{cases} I=\frac{U_1}{R_{\text{до}}}\\ I=\frac{U_2}{R_2} \end{cases} \end{gather*} її перетворюють, підставивши замість $R_{\text{до}}$ вираз $\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}.$ $$ \begin{cases} I=\frac{U_1(R_1+R_2)}{R_1R_2}\\ I=\frac{U_2}{R_2} \end{cases}. $$

Із рівняння, складеного для кола після розімкнення ключа, можна визначити
опір $R_2:$ $$ R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{3\ \text{B}}{1,5\ \text{A}}=2\ \text{Ом}. $$ Оскільки

\begin{gather*} \frac{U_1(R_1+R_2)}{R_1R_2}=\frac{U_2}{R_2},\ \text{то}\ \frac{U_1(R_1+R_2)}{R_1}=U_2,\ U_1(R_1+R_2)=U_2R_1,\\[6pt] U_1R_1-U_2R_1=-U_1R_2,\ R_2(U_1-U_2)=-U_1R_2, \\[6pt] R_1=\frac{U_1R_2}{(U_1-U_2)}=\frac{-2\ \text{B}\cdot 2\ \text{Ом}}{2\ \text{B}-3\ \text{B}}=4\ \text{Ом}. \end{gather*}

Відповідь: 1. 2. 2. 4.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 206 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	600			1.5

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи динаміки. Умови рівноваги.

Завдання скеровано на оцінювання вміння використовувати умови рівноваги для розв’язування розрахункових задач.

Дано:
$m_{\text{довге}}=400\ \text{г}$
$m_{\text{коротке}}=900\ \text{г}$

1. Знайти:
$m (\text{кг})-?$

Важіль за умовою перебуває в рівновазі в обох випадках, отже сума моментів сил, що діють на нього, дорівнює нулю.

Момент сили $M$ – це фізична величина, що дорівнює добутку модуля сили $F$, яка діє на тіло, на плече $d$ цієї сили: $$ M=Fd\ (1) $$

Щодо плеча сил для короткого й довгого плеча важеля: їхні довжини залишатимуться незмінними за заміни вантажів.

Рис. 1. Визначення плеча сили для важеля

Тоді, за умовою рівноваги важеля, $M_{\text{довге}}=M_{\text{коротке}}\ (2).$

І для всіх вантажів, про які йдеться в задачі, $F=P=mg\ (3).$

Рис. 2. Схематичне зображення дії сил на вантажі

Аналогічно тому, що зображено на рисунку 2, для ситуації, коли невідомий вантаж прикріплено до короткого плеча, можна розставити сили для ситуації, коли він прикріплений до довгого плеча.

Тож, скориставшись виразами (1), (2) і (3), можна записати систему рівнянь (4):

$$ \begin{cases} M_{\text{довге}}=M_{\text{коротке} (m)};\\ M_{\text{довге} (m)}=M_{\text{коротке}}. \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} d_{\text{довге}}m_{\text{довге}}=d_{\text{коротке}}m;\\ d_{\text{довге}}m=d_{\text{коротке}}m_{\text{коротке}} \end{cases} \ \ \ (4). $$

Потім потрібно поділити верхнє рівняння із системи (4) на нижнє:

$$ \frac{d_{\text{довге}}m_{\text{довге}}}{d_{\text{довге}}m} = \frac{d_{\text{коротке}}m}{d_{\text{коротке}}m_{\text{коротке}}}\ \Rightarrow\ \frac{m_{\text{довге}}}{m}=\frac{m}{m_{\text{коротке}}}\ \ (5). $$

Тоді з (5) можна виразити $m$ – невідому масу тягарця:

$$ m^2=m_{\text{довге}}m_{\text{коротке}}\ \Rightarrow\ m=\sqrt{m_{\text{довге}}m_{\text{коротке}}}=\sqrt{400\ \text{г}\cdot 900\ \text{г}}=600\ \text{г}\ \ (6). $$

2. Знайти:
$\frac{d_{\text{довге}}}{d_{\text{коротке}}} - ?$

З виразу (4) випливає, що $d_{\text{довге}}m_{\text{довге}}=d_{\text{коротке}}m\ (7).$

Тоді відношення $\frac{d_{\text{довге}}}{d_{\text{коротке}}}$ можна виразити так: $$ \frac{d_{\text{довге}}}{d_{\text{коротке}}}=\frac{m}{m_{\text{довге}}}=\frac{600\ \text{г}}{400\ \text{г}}=1,5\ (8). $$

Відповідь: 1. 600. 2. 1,5.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 207 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	50			300

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Ізопроцеси.

Завдання скеровано на оцінювання вміння аналізувати графіки ізопроцесів і застосовувати перший закон термодинаміки для них.

1. Знайти:
$p_2\ (\text{кПа})-?$

За графіком процесу 1–2 (поділками на осі y) можна визначити тиск у закритій посудині у стані 2. Оскільки великі поділки підписано через одну, і перша підписана поділка – це $2\cdot 10^5\ \text{Па},$ легко дійти висновку, що ціна великої поділки – $1\cdot 10^5\ \text{Па}.$ Тоді ціна маленької поділки, яка ділить велику навпіл, дорівнює $0,5\cdot 10^5\ \text{Па}.$

З огляду на це у стані 2 тиск $p_2=0,5\cdot 10^5\ \text{Па}=50\ \text{кПа}.$

2. Знайти:
$A\ (\text{кДж}) - ?$

За першим законом термодинаміки $Q=\triangle U+A,$ де $Q$ – це отримана тілом кількість теплоти, $\triangle U$ – зміна внутрішньої енергії тіла, $A$ – робота, виконана тілом.

У координатах $pV$ параболою зображено ізотермічний (за сталої температури) процес. У такому разі зміна внутрішньої енергії дорівнює нулю, тоді
$Q=A=3\cdot 10^5\ \text{Дж}=300\ \text{кДж}.$

Відповідь: 1. 50. 2. 300.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 208 з 1301

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: Оптика. Лінза. Плоске дзеркало.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципів роботи оптичних елементів під час проходження крізь них паралельних променів.

Оптична сила лінзи $D$ – це фізична величина, яка характеризує заломні властивості лінзи й обернена до її фокусної відстані. Для збиральних лінз вона додатна, а для розсіювальних – від’ємна. Тоді тонка лінза, описана в пункті 1 – збиральна, а в пункті 2 – розсіювальна. Для цих оптичних елементів схема ходу променів така:

Рис. 1. Хід променів після проходження збиральної лінзи

Рис. 2. Хід променів після проходження розсіювальної лінзи

Плоскопаралельна пластинка – це оптичний елемент, у якого дві заломлювальні поверхні паралельні одна одній. Тобто можна уявити шар скла для опису проходження променів.

За законом заломлення променів $n_1\mathrm{sin⁡}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha})=n_2\mathrm{sin⁡}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta}),$ де $n_1$ і $n_2$ – це відповідні абсолютні показники заломлення речовин, між якими відбувається перехід,
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут падіння променів, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta}$ – кут заломлення променів.

Якщо встановити плоскопаралельну пластинку так само, як схематично зображено на рисунках 1 і 2, то кут $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}=0,\ n_2\mathrm{sin⁡}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta})=0.$ Тобто кут $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta}=0.$

Оскільки кут заломлення дорівнює нулю, то напрямок променів не змінився. Цей розрахунок застосований для будь-якого променя з паралельного пучка. Оскільки жоден із них не змінить напрямку, то вони залишаться паралельними.

Унаслідок відбивання від плоского дзеркала напрямок променя зміниться, але за законами відбивання кут падіння дорівнюватиме куту відбивання. Якщо пучок складався з паралельних променів, то вони всі падали на поверхню дзеркала під однаковим кутом, а отже й відбиватимуться також під однаковим кутом, що не порушить їхньої взаємної паралельності, як показано на рисунку 3.

Рис. 3. Відбивання паралельних променів від плоского дзеркала

Відповідь: 1Б, 2А, 3В, 4Г.

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

Завдання 209 з 1301

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: Електродинаміка. Електричний струм у різних середовищах. Електричний струм у газах.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння різних видів газових розрядів й умов їхнього застосування в техніці.

Дуговий газовий розряд виникає за високої температури (понад 4000 °С) і майже за будь-якого тиску. Його характерною ознакою є яскраве дугоподібне полум’я. За такої високої температури з поверхні катода безперервно «випаровуються» електрони, а в стовпі розпеченого газу відбувається термічна йонізація. Це забезпечує ідеальні умови для впливу на металеві поверхні без прямого контакту приладу з ними.

Іскровий газовий розряд виникає за атмосферного тиску й великої напруги між електродами. Тривалість іскрового газового розряду дуже мала, тому його часто використовують під час підпалювання робочої суміші в циліндрі двигуна внутрішнього згоряння. Цикл усередині циліндра загалом займає мало часу й потребує швидкого нагрівання для роботи.

Тліючий (жеврійний) газовий розряд виникає за невеликої напруги між електродами й низького тиску. Цей тип розряду приводить до жеврійного світіння в трубках із низьким тиском газу навіть під дією слабкого електричного поля, що робить його найзручнішим для використання в освітленні.

Коронний газовий розряд виникає за тиску, близького до атмосферного в сильному $(E\gt 500\ \text{кВ/м}),$ різко неоднорідному електричному полі. Велике поле змушує йони рухатись із великою швидкістю і, як наслідок, великою кінетичною енергією, що викликає ударну йонізацію. Численні йони газу під час проходження між електронами заряджають дрібні частинки пилу, що також рухаються в полі й осідають на одному з електродів, звідки їх легко прибрати.

Відповідь: 1В, 2Д, 3А, 4Г.

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

Завдання 210 з 1301

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 термодинаміки. Внутрішня енергія і способи її зміни. Способи теплопередачі.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння різних механізмів теплопередачі.

Теплопередача (теплообмін) – процес зміни внутрішньої енергії тіла або частин тіла без виконання роботи.

Конвекція – це вид теплопередачі, за якого тепло переносять потоки рідини або газу.

Теплопровідність – це вид теплопередачі, зумовлений хаотичним рухом частинок речовини й не супроводжуваний перенесенням цієї речовини.

Випромінювання – це вид теплопередачі, за якого енергія передається за допомогою електромагнітних хвиль.

Конденсація – це процес переходу речовини з газуватого стану в рідкий

Робота $A$ – це фізична величина, яка характеризує зміну механічного стану тіла.

Щодо ситуацій, описаних у завданні:

A Нагрівання в мікрохвильовій печі відбувається за рахунок проникнення мікрохвильового випромінювання в об’єм їжі.

Б Стіни будинку взимку нагріваються за допомогою внутрішнього опалення. Через це утворюється різниця температур між стінами й повітрям зовні. Тож аби досягти теплової рівноваги стіни віддаватимуть теплоту навколишньому середовищу без переносу речовини, із якої вони збудовані, тобто братимуть участь у теплообміні.

В Теплота передається всьому об’єму води завдяки тому, що гаряча вода має меншу густину ніж холодна, тому вона підніматиметься й обмінюватиметься теплом із холоднішою водою навколо. Тобто в окропі утворюються потоки рідини, які переносять тепло, а тому відбувається конвекція.

Г Під час тертя долонь одна об одну механічна енергія руху частково переходить у теплову за рахунок роботи сили тертя.

Відповідь: 1Б, 2Д, 3В, 4А.

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

Завдання 211 з 1301

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. Закони збереження в механіці. Кінетична і потенціальна енергія.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння природи кінетичної і потенціальної енергії.

Кінетична енергія $E_k$ – це фізична величина, яка характеризує механічний стан рухомого тіла й дорівнює половині добутку маси $m$ тіла на квадрат швидкості $v$ його руху.

Потенціальна енергія $E_p$ – це енергія, яку має тіло внаслідок взаємодії з іншими тілами або внаслідок взаємодії частин тіла між собою.

Для тіл, що перебувають у полі сили тяжіння (як тіла із завдання), потенціальну енергію визначають за формулою $$ E_p = mgh, $$ де $m$ – маса тіла, $g$ – прискорення вільного падіння, $h$ – висота підняття тіла над поверхнею.

Кінетичну енергію тіла обчислюють за формулою $$ E_k=\frac{mv^2}{2}, $$ де $m$ – маса тіла, а $v$ – швидкість його руху.

Щодо ситуацій, описаних у завданні:

A Кулька, що вільно падає вниз, утрачає висоту, а отже її потенціальна енергія зменшується. До того ж тіло, що вільно падає, рухається лише під дією сили тяжіння з постійним прискоренням (прискоренням вільного падіння, що спрямоване до поверхні землі), отже швидкість тіла, яка спрямована до поверхні землі, збільшується, а разом із нею збільшується і кінетична енергія.

Б М’ячик, що рухається вгору, набирає висоту, а його потенціальна енергія збільшується. Оскільки напрямок швидкості м’ячика протилежний напрямку прискорення вільного падіння, то швидкість, а разом із нею і кінетична енергія зменшуються.

В Парашутист опускається на землю, його висота над поверхнею землі зменшується, що приводить до зменшення потенціальної енергії. Оскільки парашутист рухається рівномірно, то його швидкість не змінюється під час спуску, тож його кінетична енергія також не змінюється.

Г Літак, що летить на певній висоті з постійною швидкістю не змінює ні висоти відносно поверхні землі, ні (відповідно до умови) своєї швидкості, а отже його як кінетична, так і потенціальна енергія залишаються сталими.

Відповідь: 1А, 2В, 3Г, 4Д.

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

Завдання 212 з 1301

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 213 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Атом й атомне ядро. Ядерні реакції.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння ядерної взаємодії між частинками.

$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$-Частинка – позитивно заряджена важка частинка (ядро атома Гелію). Зазвичай α-частинки мають дуже велику кінетичну енергію і саме завдяки цьому можуть наблизитися до ядра й увійти в радіус дії ядерних сил.

За малої кінетичної енергії в силу вступлять електричні сили, і заряджена позитивно $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$-частинка відштовхуватиметься від ядра. З тієї самої причини ядро не захопить позитивно заряджений протон із малою кінетичною енергією. Оскільки нейтрон є електронейтральною частинкою, ядро захоплюватиме його без перешкод від кулонівської взаємодії. Експериментально доведено, що повільні нейтрони ядро захоплює ліпше за швидкі.

Ядро зрідка захоплює електрони. Коли це трапляється, то ядро захоплює ті електрони свого атома, що перебувають найближче до ядра. Це приводить до зменшення кількості протонів у ядрі на один. Зокрема, електричний струм у провідниках – це потік вільних електронів. І якби ядра захоплювали електрони під час проходження струму, будь-яке явище електрики супроводжували б активні ядерні реакції, що зазвичай не відбувається.

Відповідь: Г.

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

Завдання 214 з 1301

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 215 з 1301

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 216 з 1301

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. Гармонічні коливання.

Завдання скеровано на оцінювання вміння аналізувати рівняння і графік гармонічних коливань, визначати основні фізичні величини, пов’язані з ними.

На рисунку зображено графік гармонічних коливань величини електрорушійної сили (ЕРС) залежно від часу.

Загальний вигляд рівняння гармонічних коливань такий: \begin{gather*} x=A\mathrm{cos}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t+\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_0)\\[7pt] \text{або}\ x=A\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t+\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_0), \end{gather*} де $x$ – координата, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}$ – циклічна частота коливань, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_0$ – початкова фаза коливань, $t$ – час.

Обидва варіанти цього рівняння можуть описувати будь-які гармонічні коливання, і єдине, що зміниться внаслідок переходу від рівняння із функцією синус до рівняння з функцією косинус, – це початкова фаза коливань.

Початкова фаза коливань – фаза коливань у момент початку відліку часу.

На рисунку до завдання в точці $t = 0$ – відхилення від положення рівновагидорівнює 0. Таку криву в загальному випадку описують рівняннями \begin{gather*} x=A\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t+\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_0)\\[7pt] \text{або}\ x=A\mathrm{cos}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t+\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}), \end{gather*} де $\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}$ – початкова фаза.

Амплітуда коливань – це максимальне відхилення від положення рівноваги. Його можна визначити за рисунком – це відстань від осі $x$ (рівня рівноваги) до максимуму або мінімуму синусоїди. $A = 40\ \text{B}$.

Циклічну частоту $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}$ можна визначити з рівності $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{2\pi}}{T}$, де $T$ – період коливань.

Період коливань – це час, за який коливання повністю повторюється.

Можна визначити період коливань за рисунком. Це відстань між двома максимумами синусоїди: $$ T = 0,5\ \text{c} - 0,1\ \text{c}=0,4\ \text{c}. $$ Тоді $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{0,4}=5\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}$.

Далі потрібно підставити всі визначені величини в рівняння гармонічних коливань: $$ x=40\mathrm{sin}(5\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}t)\ \text{або}\ x=40\mathrm{cos}(5\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}t+\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}). $$

Відповідь: Б.

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

Завдання 217 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Сила пружності. Механічні коливання. Коливання вантажу на пружині.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі з виявлення зв’язку між періодом коливання і параметрами коливальної системи.

Період коливання $T$ пружинного маятника обчислюють за формулою $$ T=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac mk}, $$ де $m$ – маса тягарця, а $k$ – коефіцієнт жорсткості пружини.

Якщо вдвоє скласти гумову нитку, яка виконує функцію пружини, то утвориться маятник, що коливається на двох удвічі менших пружинах, з’єднаних паралельно. Тоді до складання велику пружину (гумову нитку) можемо вважати двома половинками, що з’єднані послідовно.

Якщо є дві пружини із жорсткістю $k_1$ і $k_2$ відповідно, то можна визначити жорсткість пружин, які відповідають паралельному й послідовному їхньому з’єднанню.

Для паралельного з’єднання пружин їхня жорсткість $k' = k_1 + k_2.$

Для послідовного з’єднання жорсткість $$ k=\frac{k_1 k_2}{k_1+k_2}. $$

Половинки пружини мають однакову жорсткість і $k_1 = k_2 = k'',$ тому жорсткість $$ k= \frac{(k'')^2}{2k''}=\frac{k''}{2}. $$

Оскільки $k'' = 2k,$ жорсткість кожної половинки вдвічі більша за жорсткість початкової пружини (гумової нитки).

Якщо з’єднати ці дві половинки паралельно, то отримана пружина матиме жорсткість $k'= k''+ k''= 2k''.$

Тоді період такої пружини дорівнюватиме

$$ T'=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac{m}{k'}}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac{m}{k''}}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac{m}{4k}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac mk}. $$

Порівняння його з періодом коливання $T$ пружинного маятника $T=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac mk}$ дає змогу дійти висновку, що $T'=1/2T.$

Відповідь: Б.

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

Завдання 218 з 1301

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. Електростатичний потенціал.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння понять електростатичного потенціалу, різниці потенціалів і роботи електричного поля з перенесення заряду й уміння розв’язувати розрахункові задачі, пов’язані із цими поняттями.

Потенціал $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}$ електростатичного поля в даній точці – це скалярна фізична величина, яка характеризує енергетичні властивості поля.

Для точкового заряду потенціал можна розрахувати за формулою $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=k\frac Qr,$
де $r$ – відстань між зарядом і пробним зарядом, поміщеним у його поле, $k = 9\cdot 10^9\ \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2,$ а $Q$ – величина заряду, що створює поле.

Різниця потенціалів – скалярна фізична величина, яка дорівнює відношенню роботи сил електростатичного поля з переміщення заряду з початкової точки в кінцеву до значення цього заряду: $\triangle\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_2-\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_1=\frac Aq.$

Тож робота, виконувана полем під час перенесення заряду залежить від різниці потенціалів між початковою і кінцевою точкою: чим менша ця різниця, тим менша (за модулем) виконувана робота.

З огляду на те, що точки О і Г лежать на одній еквіпотенціальній поверхні, то $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_{\text{O}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_{\text{Г}},$ а $\triangle\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_{\text{Г}}-\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_{\text{O}}=0.$

Інші точки лежать на інших еквіпотенціальних поверхнях, тому найменшу (за модулем) роботу $A$ буде виконано під час переміщення в Г $(A = 0).$

Відповідь: Г.

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

Завдання 219 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Магнітне поле і явище магнітної індукції. Сила Ампера.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розраховувати модуль сили Ампера для провідників зі струмом під дією магнітного поля.

Сила Ампера – це сила, що діє на провідник зі струмом в магнітному полі. Її напрямок визначають за правилом лівої руки, а модуль – за формулою $$ F_A=BIl\mathrm{sin}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}, $$ де $B$ – магнітна індукція, $I$ – сила струму в провіднику, $l$ – довжина провідника,
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між напрямком струму й вектором магнітної індукції.

Оскільки сила струмі $I$ й магнітна індукція $B$ не дорівнюють нулю в жодному випадку з-поміж зображених на рисунку, необхідно визначити, коли $\mathrm{sin}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}=0.$
У цьому разі напрямок сили струму й напрямок ліній магнітної індукції є або паралельними $(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha} = 0^\circ)$, або антипаралельними $(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha} = 180^\circ).$

Лінії магнітної індукції проводять від північного полюса до південного, тож у випадках A, B і Г $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha} = 90^\circ,$ а у випадку Б $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha} = 180^\circ.$

Відповідь: Б.

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

Завдання 220 з 1301

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 221 з 1301

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 222 з 1301

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. Напруженість електричного поля.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття напруженості електричного поля і вміння порівнювати її значення в різних точках електричного поля.

На рисунку зображено позитивний заряд, який створює навколо себе електричне поле. Для порівняння напруженості електричного поля і потенціалу в точки А і В потрібно помістити пробний заряд $Q$.

Напруженість електричного поля $(\overrightarrow{E})$ у певній точці – векторна фізична величина, яка характеризує електричне поле й дорівнює відношенню сили $\overrightarrow{F}$, із якою електричне поле діє на пробний заряд, поміщений у цю точку поля, до величини цього заряду: $$ \overrightarrow{E}=\frac{\overrightarrow{F}}{q}. $$

На пробний заряд з боку поля діє сила Кулона, модуль якої $F=k\frac{|Q||q|}{r^2},$ де $r$ – відстань між зарядами, а $k=9\cdot 10^9\ \text{Нм}^2/\text{Кл}^2$.

Відстань між лініями сітки в цій задачі не зазначено, тому можна вважати, що її вимірюють в умовних одиницях довжини (у. о. д.).

Тоді $r_A=2\ \text{у. о. д},$ а $r_В=4\ \text{у. о. д},$ тобто $r_В=2r_А.$ Напруженість поля в точках А і В відповідно становить: \begin{gather*} E_A=\frac Fq=\frac{k|Q||q|}{r^2_A q}=\frac{k|Q|}{r^2_A};\\[7pt] E_B=\frac Fq=\frac{k|Q||q|}{r^2_B q}=\frac{k|Q|}{r^2_B}=\frac{k|Q|}{4r^2_A}. \end{gather*} Відповідно $E_A=4E_В.$

Відповідь: A.

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

Завдання 223 з 1301

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 224 з 1301

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. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Рівняння теплового балансу для найпростіших теплових процесів.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на рівняння теплового балансу й стану теплової рівноваги.

У калорифері вода й лід обмінюються теплотою, щоби досягти стану теплової рівноваги. Передусім потрібно оцінити, яка кількість теплоти потрібна для охолодження всієї води до температури замерзання $(0\ ^{\circ}\text{С})$:

$$ Q_{\text{охолодження}}=c_{\text{води}}m(t_{0 \text{води}}-0\ ^{\circ}\text{С})=\ 4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\ ^{\circ}\text{С}}\cdot 1\ \text{кг}\cdot 20\ ^{\circ}\text{С}\ =\ 84000\ \text{Дж}. $$

Затим треба розрахувати кількість теплоти, необхідної дня нагрівання льоду до температури плавлення $(0\ ^{\circ}\text{С})$:

$$ Q_{\text{нагрівання}}=c_{\text{льоду}}m(0\ ^{\circ}\text{С}\ -\ t_{\text{0 льоду}})=2100\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\ ^{\circ}\text{С}}\cdot 1\ \text{кг}\cdot 30\ ^{\circ}\text{С}\ =\ 63000\ \text{Дж}. $$

Оскільки $Q_{\text{нагрівання}}\lt Q_{\text{охолодження}}$, то навіть після того весь лід буде нагріто до температури $0\ ^{\circ}\text{С}$, вода все ще не охолодиться до цієї температури й віддасть льоду решту теплоти, що витратиться на процес його танення:

$$ Q_{\text{охолодження}}-Q_{\text{нагрівання}}=84000\ \text{Дж}-63000\ \text{Дж}= 21000\ \text{Дж}. $$

Наступний крок розв’язання полягає в обчисленні кількості теплоти, потрібної для того, щоби лід повністю розтанув:

$$ Q_{\text{танення}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda} m=330\ \frac{\text{кДж}}{\text{кг}}\cdot 1\ \text{кг}=330000\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}. $$

$Q_{\text{танення}}\gt Q_{\text{охолодження}}-Q_{\text{нагрівання}},$ тому лише частина льоду розтане, після чого система прийде до стану теплової рівноваги за температури $0\ ^{\circ}\text{С}.$

Відповідь: Б.

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

Завдання 225 з 1301

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 226 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Гідростатичний тиск.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття гідростатичного тиску й уміння застосовувати його під час розв’язування розрахункових задач.

Гідростатичний тиск $p_{\text{гідростат}}$ – тиск нерухомого стовпчика рідини або газу. Його визначають за формулою $p_{\text{гідростат}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}gh$, де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}$ – густина рідини, $g$ – прискорення вільного падіння, $h$ – висота стовпчика рідини.

Якщо вважати, що тиск у повітряних кишенях запаяних трубок однаковий, то тиск у точці B дорівнює тиску в точці Вʹ, а тиск у точці С дорівнює тиску в точці Сʹ. Тиск однорідної рідини на однаковій висоті однаковий, тому можна визначити рівень у воді за межами трубок, який відповідає точкам В і С (рис. 1).

Тиск в точці А дорівнює атмосферному $(p_{\text{атм}})$, а в точці Вʹ і в точці Сʹ тиск дорівнює сумі атмосферного й гідростатичного тиску: $$ p = p_{\text{атм}}+p_{\text{гідростат}}. $$ Оскільки $h_B\gt h_C,$ то $p_{\text{гідростат B}}\gt p_{\text{гідростат C}},$ то $p_B\gt p_C.$ Оскільки $p_С\gt p_А,$ то $p_B\gt p_C\gt p_А.$

Рис. 1. Визначення гідростатичного тиску

Відповідь: A.

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

Завдання 227 з 1301

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 228 з 1301

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 229 з 1301

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 230 з 1301

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 231 з 1301

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 232 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Атом і атомне ядро. Ядерні реакції.

Завдання скеровано на оцінювання вміння виконувати обчислення за рівняннями ядерних реакцій.

Під час радіоактивних розпадів масове число дорівнює кількості нуклонів у ядрі, а зарядове – кількості протонів.

Схема радіоактивного розпаду така: $$ _p^n \mathrm{\boldsymbol X}=_{p-5}^{n-16}\mathrm{\boldsymbol Y}. $$ Під час альфа-розпаду масове число нукліда зменшується на чотири, а зарядове – на два за схемою: $$ _p^n \mathrm{\boldsymbol X}=_{p-2}^{n-4}\mathrm{\boldsymbol Z}+_2^4\mathrm{He}. $$ Масове число може змінюватись лише під час альфа-розпадів, тож для зменшення масового числа на 16 потрібно чотири $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$-розпади.

Після чотирьох $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$-розпадів утвориться нуклід $_{p-8}^{n-16}\mathrm{\boldsymbol Z}$.

У цього нукліда масове число відповідає тому, що вказано в завданні, а зарядове – на три менше ніж в умові.

Для збільшення зарядового числа має пройти три $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta}$-розпади. Схема $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta}$-розпаду: $_p^n\mathrm{\boldsymbol X}=_{p+1}^{\ \ \ \ \ n}\mathrm{\boldsymbol X}+_{-1}^{\ \ \ 0} e.$

Відповідь: 3.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 233 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 234 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Сила пружності. Механічні коливання. Коливання вантажу на пружині.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на виявлення зв’язку між періодом коливання і параметрами коливальної системи.

Дано:
$l_1=2l_2$
$T_1=T_2$

Знайти:
$\frac{m_2}{m_1}-?$

Період коливань пружинного маятника визначають за формулою $T=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac mk}$ (1).

За умовою $T_1=T_2,$ тож $2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac{m_1}{k_1}}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac{m_2}{k_2}}$ (2). Тоді $\frac{m_2}{m_1} =\frac{k_2}{k_1}$ (3).

Нехай ціла пружина мала коефіцієнт жорсткості $k$. Тоді можна уявити цю початкову пружину як послідовне з’єднання пружин 1 і 2, на які її розрізали за умовою задачі. А коефіцієнти жорсткості $k_1$ і $k_2$ цих пружин пов’язані з коефіцієнтом жорсткості першої пружини співвідношенням $\frac 1k= \frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_2}$ (4).

Закон Гука описують формулами $F_{\text{пруж}}=k|\triangle l|$ (5) і $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\sigma}=E\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}$ (6), де $E$ – модуль Юнга матеріалу, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\sigma}$ – механічна напруга, яку визначають зі співвідношення (7),
а $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}$ – відносне видовження (вираз 8):

$$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\sigma}=\frac{F_{\text{пруж}}}{S}\ \boldsymbol (7),\ \text{де}\ S\ -\ \text{площа поперечного перерізу};\ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}=\frac{|\triangle l|}{l}\ \boldsymbol (8). $$

Тоді, підставивши (7) і (8) у (6) і прирівнявши вирази для сили пружності з виразів (6) і (5), можна дістати $k|\triangle l|=SE\frac{|\triangle l|}{l}.$ Тобто $k=\frac{SE}{l}.$

Під час розрізання пружини на дві коротші площа перерізу й модуль Юнга не змінюються, тому: \begin{gather*} \frac{k_2}{k_1}=\frac{m_2}{m_1}=\frac{\frac{SE}{l_2}}{\frac{SE}{l_1}}=\frac{l_1}{l_2}=2. \end{gather*}

Відповідь: 2.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 235 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Кінематика. Рух тіла, кинутого горизонтально.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на характеристики коливального контуру.

Дано:
$\triangle I=1,2\ \text{А}$
$\triangle t=0,6\ \text{c}$
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}_{\text{с.і.}}=0,2\ \text{мВ}=0,0002\ \text{В}$
$C=0,2\ \text{пФ}=10\cdot 10^{-12}\ \text{Ф}=10^{-11}\ \text{Ф}$
$c=3\cdot 10^8\ \text{м/с}$

Знайти:
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}-?$

Якщо вважати, що швидкість електромагнітної хвилі в повітрі дорівнює швидкості світла у вакуумі, то довжина радіохвилі, випромінюваної антеною, пов’язана з періодом коливань цієї антени і її контуру співвідношенням $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}=cT$ (1).

Період коливання коливального контуру обчислюють за формулою Томсона $T=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{LC}$ (2), де $L$ – індуктивність котушки, а $C$ – електроємність конденсатора.

Тож для обчислення періоду потрібно визначити індуктивність котушки в коливальному контурі.

Індуктивність $L$ – фізична величина, якою характеризують провідник. Вона чисельно дорівнює ЕРС самоіндукції, що виникає в провіднику за зміни сили струму на 1 ампер за 1 секунду.

Тож індуктивність обчислюють за формулою $$ L=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}_{\text{с.і.}}\triangle t}{\triangle I}=\frac{0,0002\cdot 0,6\ \text{с}}{1,2\ \text{А}}=0,0001\ \text{Гн}. $$ Тоді частота коливань антени й отриманої в результаті радіохвилі з виразу (2) дорівнює:

\begin{gather*} \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}c\sqrt{LC}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\cdot 3\cdot 10^8\sqrt{0,0001\ \text{Гн}\cdot 10^{-11}\ \text{Ф}}=\\[7pt] =2\cdot 3\cdot 10^8\sqrt{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}^2\cdot 0,0001\ \text{Гн}\cdot 10^{-11}\ \text{Ф}}=60\ \text{м} \end{gather*}

Відповідь: 60.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 236 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 237 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 238 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика і термодинаміка. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Відносна вологість.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на відносну вологість повітря.

Дано:
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi} = 60\text{%}$
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{нас. пари}}=20\ \text{г/м}^3$
$V=50\ \text{м}^3$

Знайти:
$m_{\text{пари}}-?$

Спочатку потрібно обчислити масу водяної пари в повітрі об’ємом $1\ \text{м}^3$, тобто абсолютну вологість $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_a$: $$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_a}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{нас. пари}}}\cdot 100\text{%}. $$ Тоді

$$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_a=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}\cdot \frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{нас. пари}}}{100\text{%}}=60\text{%}\frac{20\ \text{г/м}^3}{100\text{%}}=12\ \text{г/м}^3. $$

Маса водяної пари в кімнаті \begin{gather*} m_{\text{пари}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_a V=12\ \text{г/м}^3\cdot 50\ \text{м}^3=600\ \text{г}. \end{gather*}

Відповідь: 600.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 239 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика і термодинаміка. Рівняння теплового балансу.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на рівняння теплового балансу.

Дано:
$t_{\text{холодна}}=10\ ^\circ \mathrm{C}$
$V_{\text{холодна}}=100\ \text{мл}=0,0001\ \text{м}^3$
$t_{\text{гаряча}}=90\ ^\circ \mathrm{C}$
$V_{\text{гаряча}}=300\ \text{мл}=0,0003\ \text{м}^3$

Знайти:
$t_{\text{суміш}}-?$

Для правильного розв’язання завдання потрібно записати вираз для суміші рідин різної температури:

$$ t_{\text{холодна}}m_{\text{холодна}}+t_{\text{гаряча}}m_{\text{гаряча}}=t_{\text{суміш}}m_{\text{суміш}}\ \boldsymbol (1). $$

Масу води обчислюють за її об’ємом і густиною: $$ m=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}V\ \boldsymbol (2). $$ Потім потрібно підставити (2) в (1) і скоротити:

$$ t_{\text{холодна}}V_{\text{холодна}}+t_{\text{гаряча}}V_{\text{гаряча}}=t_{\text{суміш}}V_{\text{суміш}}\ \boldsymbol (3). $$

Тоді

\begin{gather*} t_{\text{суміш}}=\frac{t_{\text{холодна}}V_{\text{холодна}}+t_{\text{гаряча}}V_{\text{гаряча}}}{V_{\text{суміш}}} = \\[1pt] =\frac{10\ ^\circ \mathrm{C}\cdot 0,0001\ \text{м}^3+90\ ^\circ \mathrm{C}\cdot 0,0003\ \text{м}^3}{0,0004\ \text{м}^3}=70\ ^\circ \mathrm{C}. \end{gather*}

Відповідь: 70.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 240 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 241 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 242 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	5			4.1

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Закон Ома для ділянки кола. Закон Ома для повного кола.

Завдання скеровано на оцінювання вміння аналізувати результати експерименту, зображені на фото й використовувати закони Ома для розв’язування розрахункових задач.

1. Знайти:
$R_{\text{реостата}}-?$

На рисунку A зображено вимірювання вольтметром напруги на реостаті. Оскільки між великими поділками, ціна яких 1 В, на цій шкалі нанесено п’ять малих поділок, ціна малої поділки – 0,2 В. Тоді показання вольтметра – 3,4 В.

Амперметром вимірюють силу струму в колі. Ціна великої поділки на цій шкалі 0,5 А, а між двома великими поділками нанесено десять малих поділок, тож ціна малої поділки – 0,05 А. Тому показання амперметра – 0,7 А.

Опір реостата з повзунком у положенні як на рисунку A можна обчислити за законом Ома для ділянки кола: \begin{gather*} I=\frac UR,\ \text{тож}\ R=\frac UI=\frac{3,4\ \text{В}}{0,7\ \text{Ом}}\approx 4,86\ \text{А}, \end{gather*} після округлення до одиниць – приблизно 5 А (1).

2. Знайти:
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon} - ?$

ЕРС джерела струму $(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon})$ визначають за законом Ома для повного кола: $I= \frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{R+r}$, де $R$ – опір провідників у колі, а $r$ – внутрішній опір джерела.

Затим потрібно визначити опір реостата (див. пункт 1 цього завдання). Покази вольтметра – 3,2 В, амперметра – 0,9 А. Тоді опір реостата становить $$ R=\frac UI=\frac{3,2\ \text{В}}{0,9\ \text{А}}\approx 3,55\ \text{В}. $$ Опором вольтметра й амперметра в цьому разі можна знехтувати. ЕРС джерела і його внутрішній опір не змінилися зі зміною положення повзунка в реостаті (див. рисунки А, Б), для яких можна записати систему рівнянь $$ \begin{cases} \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}= I_{\text{А}} R_{\text{А}}+I_{\text{А}} r\\ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}= I_{\text{Б}} R_{\text{Б}}+I_{\text{Б}} r \end{cases} \ \boldsymbol (4). $$ Далі із (4) потрібно визначити внутрішній опір джерела й скористатися (1) для спрощення виразу:

$$ r=\frac{I_{\text{А}} R_{\text{А}}-I_{\text{Б}} R_Б}{I_{\text{Б}}-I_{\text{А}}}=\frac{U_{\text{А}}-U_{\text{Б}}}{I_{\text{Б}}-I_{\text{А}}}=\frac{3,4\ \text{В}-3,2\ \text{В}}{0,9\ \text{A}-0,7\ \text{A}}=\frac{0,2\ \text{В}}{0,2\ \text{А}}=1\ \text{Ом}\ \boldsymbol (5). $$

Тоді з першого рівняння в системі (4) можна визначити ЕРС:

$$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}= I_{\text{А}} R_{\text{А}}+I_{\text{А}} r=U_{\text{А}}+I_{\text{А}} r=3,4\ \text{В}+0,7\ \text{А}\cdot 1\ \text{Ом}=4,1\ \text{В}. $$

Відповідь: 1. 5. 2. 4,1.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 243 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	0			48

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 244 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	300			0.75

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 245 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	5			4

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Кінематика. Швидкість. Додавання швидкостей.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі із додавання швидкостей.

1. Дано:
$L=60\ \text{км}$
$t_{\text{за течією}}=3\ \text{год}$
$t_{\text{проти течії}}=6\ \text{год}$

Знайти:
$v_{\text{течії}}-?$

Сумарна швидкість руху човна $(\overrightarrow{v}_{\text{сум}})$ є векторною сумою швидкості човна $(\overrightarrow{v}_{\text{човна}})$ і швидкості течії $(\overrightarrow{v}_{\text{течії}})$: $\overrightarrow{v}_{\text{сум}}= \overrightarrow{v}_{\text{човна}}+\overrightarrow{v}_{\text{течії}}$ (1).

Якщо човен пливе за течією і проти неї: $v_{\text{сум за}}= v_{\text{човна}}+v_{\text{течії}}$ (2), $v_{\text{сум проти}}= v_{\text{човна}}-v_{\text{течії}}$ (3).

Також можна обчислити швидкості за формулами (2) і (3) з урахуванням пройденого човном шляху: $v_{\text{сум за}}=\frac{L}{t_{\text{за течією}}}$ (4), $v_{\text{сум проти}}=\frac{L}{t_{\text{проти течії}}}$ (5).

Підставивши (4) і (5) у (2) і (3) відповідно, можна дістати систему з двох рівнянь: \begin{gather*} \begin{cases} \frac{L}{t_{\text{за течією}}}=v_{\text{човна}}+v_{\text{течії}}\\ \frac{L}{t_{\text{проти течії}}}=v_{\text{човна}}-v_{\text{течії}} \end{cases} \ \boldsymbol (6). \end{gather*} Далі, розв’язавши систему рівнянь (6), потрібно визначити швидкість течії:

\begin{gather*} v_{\text{течії}}=\frac12\left(\frac{L}{t_{\text{за течією}}}-\frac{L}{t_{\text{проти течії}}}\right)=\frac12\left(\frac{60\ \text{км}}{3\ \text{год}}-\frac{60\ \text{км}}{6\ \text{год}}\right)=\\[1pt] =\frac{30\ \text{км}}{3\ \text{год}}-\frac{30\ \text{км}}{6\ \text{год}} =10\ \text{км/год}-5\ \text{км/год}=5\ \text{км/год}\ \boldsymbol (7). \end{gather*}

2. Знайти:
$t_{\text{без течії}} - ?$

Дізнатися $t_{\text{без течії}}$ можна зі співвідношення $v_{\text{човна}}=\frac{L}{t_{\text{без течії}}}$, із нього випливає, що $t_{\text{без течії}}=\frac{L}{v_{\text{човна}}}$ (8).

Затим, використавши систему рівнянь (6), можна визначити $v_{\text{човна}}$:

\begin{gather*} v_{\text{човна}}=\frac12\left(\frac{L}{t_{\text{за течією}}}+\frac{L}{t_{\text{проти течії}}}\right)=\frac12\left(\frac{60\ \text{км}}{3\ \text{год}}+\frac{60\ \text{км}}{6\ \text{год}}\right)=\\[1pt] =\frac{30\ \text{км}}{3\ \text{год}}+\frac{30\ \text{км}}{6\ \text{год}} =10\ \text{км/год}+5\ \text{км/год}=15\ \text{км/год}\ \boldsymbol (9). \end{gather*}

Тоді за формулою (8) можна обчислити $t_{\text{без течії}}=\frac{60\ \text{км}}{15\ \text{км/год}}=4\ \text{год}$.

Відповідь: 1. 5. 2. 4.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 246 з 1301

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: Вимірювальні пристрої.

Завдання скеровано на оцінювання вміння добирати вимірювальні прилади для проведення експериментів.

A. Оскільки період – це час, за який тіло робить одне повне коливання, то для його вимірювання використовують секундомір.

Б. Для визначення електрорушійної сили (ЕРС) і внутрішнього опору джерела потрібно скористатися законом Ома для повного кола. ЕРС в цьому разі є еквівалентом напруги в законі Ома для ділянки кола, тому її також вимірюють вольтметром.

В. Для визначення фокусної відстані й оптичної сили лінзи потрібно виміряти відстань від предмета до лінзи й від лінзи до зображення. Для цього використовують лінійку.

Г. Для визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) похилої площини необхідно обчислити корисну роботу, яку розраховують як зміну потенціальної енергії початкового й кінцевого стану й витрачену роботу, що робчислюють за формулою $A = Fl$, де $F$ – сила, прикладена до вантажу, а $l$ – довжина похилої площини. Силу $F$ у цьому досліді вимірюють динамометром.

Д. Для вивчення теплового балансу під час змішування води різної температури потрібно зафіксувати початкові й кінцеву температури. Для цього використовують термометр.

Відповідь: 1Г, 2Б, 3А, 4Д.

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

Завдання 247 з 1301

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: Електродинаміка. Електричний струм у різних середовищах.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння природи струму в різних середовищах.

Для правильного розв’язання завдання потрібно розглянути характерні особливості проходження струму в різних середовищах.

1. Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів є напрямленим рухом вільних йонів (як позитивних, так і негативних).

Після того, як електроди вводять у розчин, до катода прямують позитивні йони $\mathrm{Na}^+,$ а до анода – негативні $\mathrm{Cl}^-$. Під час електролізу на електродах унаслідок розрядження йонів виділяються речовини: на катоді замість катіонів Натрію молекули води відновлюються до водню, а на аноді хлорид-іони окиснюються до хлору. У результаті на катоді виділяються гази: на катоді – водень, а на аноді – хлор.

2. У напівпровідниках $n$-типу провідність зумовлено вільними електронами, а в провідниках $p$-типу – переміщенням порожніх місць, у яких електронів не вистачає, тобто дірок. За яскравого освітлення фотони вибивають електрони із кристалічної ґратки напівпровідника $n$-типу. Ці вибиті електрони можуть ставати додатковими носіями струму, що й зменшує опір.

3. Електричний струм у металах – це напрямлений рух вільних електронів. Зі збільшенням температури електричний опір у металах зростає через те, що електрони частіше зіштовхуються із йонами кристалічної ґратки, а тому повільніше рухаються у провіднику. За наближення температури до абсолютного нуля (-273 °С) опір провідників різко зменшується майже до нуля. Таке явище називають надпровідністю.

4. Електричний струм у газах (газовий розряд) – це напрямлений рух вільних електронів, позитивних і негативних йонів. У більшості газів у нормальному стані майже немає вільних носіїв заряду, що є ознакою діелектриків. Тому необхідно якось примусити електрони відділитися від їхніх атомів і приєднатися до інших з утворенням катіонів і аніонів. Цей процес, у результаті якого гази стають провідниками, називають йонізацією. Для йонізації електронам в атомах газу потрібно надати додаткової енергії, достатньої для того, щоб покинути атом. Є багато способів надати газу цю енергію, серед яких і термічна йонізація внаслідок нагрівання газу до високих температур. За термічної йонізації молекули рухаються настільки швидко, що часто стикаються між собою. Унаслідок таких зіткнень утворюються вільні електрони і йони.

Відповідь: 1В, 2А, 3Б, 4Г.

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

Завдання 248 з 1301

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: Молекулярна фізика і термодинаміка. Основи термодинаміки. Внутрішня енергія і способи її зміни. Ізопроцеси.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння способів зміни внутрішньої енергії і вміння визначити процес, у якому відповідні зміни відбуваються.

Для правильного розв’язання завдання потрібно розглянути перетворення енергії, про які йдеться в ньому.

1. Розширення за рахунок зменшення внутрішньої енергії.

У цьому разі робота виконується за рахунок зменшення внутрішньої енергії, тобто $A = \triangle U$.

Такий вигляд першого закону термодинаміки відповідає адіабатному процесу, адже тіло не отримує теплоти ззовні.

2. Отримана кількість теплоти витрачається на роботу і збільшення внутрішньої енергії.

Перший закон термодинаміки тоді записують як $Q = A + \triangle U$.

Такий вигляд першого закону термодинаміки відповідає ізобарному розширенню ($p = const,\ V$ збільшується).

3. Отримана кількість теплоти витрачається на збільшення внутрішньої енергії.

Перший закон термодинаміки записують так: $Q = \triangle U$.

Оскільки робота не виконується, то об’єм газу не змінюється, тобто йдеться про ізохорний процес, а збільшення внутрішньої енергії передбачає нагрівання
($V = const,\ T$ підвищується).

4. Отримана кількість теплоти витрачається на виконання роботи.

Перший закон термодинаміки виглядає так: $Q = A$.

Внутрішня енергія газу не змінюється, тобто процес ізотермічний. До того ж, якщо газ виконує роботу, то він розширюється ($T = const,\ V$ збільшується).

Відповідь: 1Г, 2В, 3А, 4Д.

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

Завдання 249 з 1301

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 динаміки. Сила.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння природи сил пружності, поверхневого натягу, тертя і гравітаційної сили.

Для правильного розв’язання завдання потрібно розглянути кожен із проявів сил.

A. Відштовхування різнойменних електричних зарядів зумовлено їхньою кулонівською взаємодією.

Б. Амортизатори в автомобілі поглинають результати ударів від нерівностей на поверхні й забезпечують стабільне положення кузова автомобіля. Пружини амортизаторів стискаються і розтискаються під час гальмування і розгону автомобіля, можливість повернутися в попереднє положення їм забезпечує сила пружності.

В. Автомобільні покришки постійно перебувають у контакті з поверхнею. Вони мають забезпечувати тертя, адже лише так можна бути впевненим у керованості автомобіля. Проте тертя – руйнівний процес, тому із часом нерівності поверхні покришок стираються, після чого вони стають непридатними до використання. Тому це прояв саме сили тертя.

Г. Рух астероїда навколо Сонця зумовлено гравітаційним притягуванням між ними.

Д. Поверхневий шар молекул під час видування мильних бульбашок поводиться подібно до тонкої плівки (наприклад, гумової) і тому може втримувати всередині повітря. Існування такого поверхневого шару зумовлено силою поверхневого натягу.

Відповідь: 1Г, 2Б, 3Д, 4В.

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

Завдання 250 з 1301

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 251 з 1301

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 252 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Оптика. Квантова фізика. Світлові кванти.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння корпускулярно-хвильової природи світла і явищ інтерференції, дифракції, дисперсії і фотоефекту.

Інтерференція – явище накладання хвиль, унаслідок якого в деяких точках простору спостерігають стійке в часі посилення (або послаблення) результувальних коливань.

Дифракція – явище огинання хвилями перешкод або будь-яке інше відхилення поширення хвилі від законів геометричної оптики.

Дисперсія світла – явище розкладання світла у спектр, зумовлене залежністю абсолютного показника заломлення середовища (а отже, і швидкості поширення світла в цьому середовищі) від частоти світлової хвилі.

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

Тобто інтерференція, дифракція і дисперсія – це явища, пов’язані з хвильовою природою світла.

Корпускулярна природа світла виявляється у фотоефекті, закони якого потрібно знати для правильного розв’язання завдання.

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

Цей закон фотоефекту можна пояснити й хвильовою теорією світла, адже чим більша інтенсивність світла, тим більше його частинок (фотонів) потрапляє на катод і може брати участь у взаємодії.

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

Цей закон можна пояснити, якщо розглядати фотоефект лише як явище «вибивання» фотонами електронів із поверхні катода.

Під час зіткнення у катоді з фотоном електрон поглинає енергію фотона, яку визначають за формулою $E_ф=hv$.

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 $(E_{\text{кін}})$: $$ E_ф=A_{\text{вих}}+E_{\text{кін}}. $$ Оскільки робота виходу залежить лише від матеріалу катода, то максимальна початкова швидкість фотоелектрона залежить від переданої фотоном енергії.
А вона залежить від частоти світла, а не від кількості фотонів, які потрапляють на катод (тобто інтенсивності).

3. Для кожної речовини є максимальна довжина світлової хвилі $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda_{\text{черв}}}$ (червона межа фотоефекту), за якої починається фотоефект.

Цей закон також пояснюють лише корпускулярною природою світла. Якщо $hv\lt A_{\text{вих}}$, то електрони не зможуть вирватись із поверхні катода, отже існує $ν_{min},$ за якої $E_ф=hv_{min}=A_{\text{вих}}$, і саме це є червоною межею фотоефекту.

Відповідь: Г.

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

Завдання 253 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Оптика. Закони заломлення світла. Відносний показник заломлення.

Завдання скеровано на оцінювання вміння визначати відносний показник заломлення речовини.

Для правильного розв’язання завдання потрібно визначити кут падіння $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ й кут заломлення $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta}$ (див. рисунок 1): $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}=40^{\circ},\ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta}=20^{\circ}$.

Рис. 1. Кут падіння і кут заломлення за проходження променю через межу повітря і рідини

За законом заломлення: $n_{\text{повітря}}\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha})=n_{\text{рідини}}\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta})$, де $n_{\text{повітря}}$ і $n_{\text{рідини}}$ – це відповідні абсолютні показники заломлення речовин.

Абсолютний показник заломлення $n$ – це фізична величина, яка показує, у скільки разів швидкість поширення світла в середовищі менша порівняно з вакуумом. Його обчислюють за формулою $n=\frac cv$, де $c$ – швидкість світла у вакуумі, $v$ – швидкість світла в середовищі.

За визначенням відносний показник заломлення показує, у скільки разів швидкість поширення світла в середовищі 1 більша (або менша) за швидкість поширення світла в середовищі 2.

У завданні необхідно визначити відносний показник заломлення рідини відносно повітря, тобто обчислити, у скільки разів швидкість світла в рідині менша за швидкість світла в повітрі:

$$ n_{\text{рідина-повітря}}=\frac{v_{\text{повітря}}}{v_{\text{рідини}}} =\frac{с}{n_{\text{повітря}}}\ /\ \frac{с}{n_{\text{рідини}}}=\frac{n_{\text{рідини}}}{n_{\text{повітря}}}. $$

За законом заломлення можна обчислити відносний показник заломлення:

$$ n_{\text{рідина-повітря}}=\frac{n_{\text{рідини}}}{n_{\text{повітря}}}=\frac{\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha})}{\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\beta})}= \frac{\mathrm{sin(40^\circ)}}{\mathrm{sin(20^\circ)}}. $$

Відповідь: Б.

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

Завдання 254 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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.

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

Завдання 255 з 1301

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. Гармонічні коливання.

Завдання скеровано на оцінювання вміння аналізувати рівняння і графік гармонічних коливань і визначати основні фізичні величини, пов’язані з ними.

Загальний вигляд рівняння гармонічних коливань $x=A\mathrm{cos}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t+\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_0)$ або $x=A\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t+\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_0)$, де $x$ – координата, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}$ – циклічна частота коливань, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_0$ – початкова фаза коливань, $t$ – час.

Обома варіантами цього рівняння можна описати будь-які гармонічні коливання, і єдине, що зміниться внаслідок переходу від рівняння, що використовує $\mathrm{sin}$, до рівняння, що використовує $\mathrm{cos}$, – початкова фаза.

Початкова фаза коливань – фаза коливань у момент початку відліку часу.

На рисунку до завдання в точці $t = 0$ – максимальне відхилення від положення рівноваги. Таку криву в загальному випадку описують рівнянням

$x=A\mathrm{cos}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t)$ або $x=A\mathrm{sin}(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}t+\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2})$, де $\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}$ – початкова фаза.

Амплітуда коливань – це максимальне відхилення від положення рівноваги. Його можна визначити за рисунком – це відстань від осі $x$ (рівня рівноваги) до максимуму або мінімуму синусоїди. $A = 40\ см = 0,4\ м$.

Циклічну частоту $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}$ визначають за формулою $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{2\pi}}{T}$, де $T$ – період коливань (час, за який коливання повністю повторюється).

Період коливань також можна визначити за рисунком як відстань між двома максимумами синусоїди – $T = 0,4\ с$. Тоді $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{0,4}=5\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}$.

Затим потрібно підставити всі визначені величини в рівняння гармонічних коливань: $x=0,4\mathrm{cos}(5\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}t)$ або $x=0,4\mathrm{sin}(5\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}t+\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2})$.

Відповідь: Г.

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

Завдання 256 з 1301

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 257 з 1301

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 й послідовне з’єднання провідників.

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

Яскравість світіння лампи залежить від її потужності, яку визначають за формулою $P=UI$, де $U$ – напруга, а $I$ – сила струму в колі. Чим більша потужність лампи, тим більша яскравість її світіння. Тобто для правильного розв’язання задачі потрібно обчислити напругу й силу струму, який протікає через кожну з ламп.

Позначимо напругу в колі $U,$ а опір лампочок – $R'.$

З рисунку зрозуміло, що лампа 1 послідовно з’єднана з лампами 2 і 3, які між собою з’єднані паралельно.

Правильне розв’язання завдання ґрунтується на розумінні законів паралельного й послідовного з’єднання провідників (див. рисунки 1–2).

Рис. 1. Послідовне з’єднання провідників 1 і 2: $U=U_1+U_2,\ R=R_1+R_2,\ I=I_1=I_2$

Рис. 2. Паралельне з’єднання провідників 1 і 2: $U=U_1=U_2,\ \frac 1R=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2},\ I=I_1+I_2$

Оскільки за умовою завдання лампи 2 і 3 з’єднані паралельно, то для цієї частини кола

$$ U_{2-3}=U_2=U_3,\ \frac{1}{R_{2-3}}=\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3},\ I_{2-3}= I_2+I_3. $$

Для повного кола до виходу лампи 2 з ладу

$$ U=U_1+U_{2-3},\ R=R_1+R_{2-3}=R_1+\frac{R_2 R_3}{R_2+R_3},\ I=I_1=I_{2-3}=I_2+I_3. $$

З огляду на те, що опір усіх ламп однаковий, сила струму $I$ за законом Ома дорівнює частці від ділення напруги на опір: $$ I=\frac UR=\frac{U}{R_1+\frac{R_2 R_3}{R_2+R_3}} =\frac{2U}{3R '}. $$

Тож $$ I_1=\frac{2U}{3R '}, $$ а $$ I_3=\frac{U}{3R '}. $$ Тому на лампі 1 напруга $$ U_1=I_1 R_1=\frac{2U}{3}, $$ а на лампі 3 напруга $$ U_3=I_3 R_3=\frac U3. $$

Тобто до поломки потужність цих ламп була $$ P_{1\ до}=U_1 I_1=\frac{2U}{3}\cdot\frac{2U}{3R '} =\frac{4U^2}{9R '} $$ і $$ P_{3\ до}=U_3 I_3=\frac U3\cdot \frac{U}{3R '}=\frac{U^2}{9R '} $$ відповідно.

Після того, як лампа 2 вийшла з ладу, її опір став дуже великим, тому крізь неї струм не потече. Електричне коло після виходу з ладу лампи 2 схематично зображено на рисунку 3.

Рис. 3. Схема електричного кола після виходу з ладу лампи 2

У цьому електричному колі лампи 1 і 3 з’єднано послідовно, тому $$ U=U_1+U_3,\ R=R_1+R_3,\ I=I_1=I_3. $$

Напруга в колі не змінилася через поломку лампи, тож, за законом Ома, у цьому колі сила струму $$ I=\frac UR=\frac{U}{R_1+R_3}=\frac{U}{2R '}=I_1=I_3. $$ На кожній із ламп напруга така: $$ U_1=I_1 R_1=\frac U2,\ U_3=I_3 R_3=\frac U2. $$ Тоді після поломки їхня потужність становить

$$ P_{1\ після}=U_1 I_1=\frac U2\cdot \frac{U}{2R '} =\frac{U^2}{4R '},\ P_{3\ після}=U_3 I_3=\frac U2\cdot\frac{U}{2R '}=\frac{U^2}{4R '}. $$

Отже, $P_{1\ до}\gt P_{1\ після}$, а $P_{3\ до}\lt P_{3\ після}$

Відповідь: B.

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

Завдання 258 з 1301

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. Електричне поле. Напруженість електричного поля.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння понять потенціалу й напруженості й уміння порівнювати ці величини в різних точках електричного поля.

На рисунку схематично зображено позитивний заряд, який створює навколо себе електричне поле. Для правильного розв’язання завдання потрібно позначити його величину як $Q$, а пробний заряд $q$ помістити в точки 1 і 2 для порівняння напруженості електричного поля і потенціалу.

Напруженість $\overrightarrow{E}$ електричного поля в точці – векторна фізична величина, яка характеризує електричне поле й дорівнює відношенню сили $\overrightarrow{F}$, із якою електричне поле діє на пробний заряд, поміщений у цю точку поля, до величини цього заряду. Тобто $\overrightarrow{E}=\frac{\overrightarrow{F}}{q}$.

На пробний заряд з боку поля діє сила Кулона, модуль якої $F=k\frac{|Q||q|}{r^2}$ , де $r$ – відстань між зарядами, а $k=9\cdot 10^9\ \text{Нм}^2/\text{Кл}^2$.

Тоді $E= k\frac{|Q|}{r^2}$ – модуль напруженості електричного поля. За умовою завдання $r_1\lt r_2$, тому $E_1 \gt E_2$.

Потенціал $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}$ електростатичного поля в точці – це скалярна фізична величина, якою характеризують енергетичні властивості поля. Вона дорівнює відношенню потенціальної енергії $W_{p}$ електричного заряду, поміщеного в цю точку поля, до величини $q$ цього заряду: $$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}= \frac{W_p}{q}. $$ Потенціальну енергію взаємодії точкового заряду $q$, поміщеного в поле, і заряду $Q$, який є джерелом цього поля, обчислюють за формулою $W_p=k\frac{Qq}{r},$ де $r$ – відстань між зарядами, а $k= 9\cdot 10^9\ \text{Нм}^2/\text{Кл}^2$. За умовою завдання $r_1\lt r_2$, тож $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_1 \gt \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}_2$.

Відповідь: A.

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

Завдання 259 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Явище й закони електромагнітної індукції.

Завдання скеровано на оцінювання знання поняття «електромагнітна індукція» і вміння застосовувати закони електромагнітної індукції.

Гальванометр у досліді, описаному в завданні, фіксує індукційний струм у котушці.

Для правильного розв’язання завдання потрібно пригадати закони електромагнітної індукції.

1. Електричний струм у замкненому провідному контурі виникає лише тоді, коли змінюється магнітний потік через поверхню, обмежену контуром.

2. Чим швидше змінюється магнітний потік, тим більшою є сила індукційного струму в контурі.

3. Напрямок індукційного струму в контурі залежить від того, збільшується чи зменшується магнітний потік через поверхню, обмежену контуром.

За першим законом електромагнітної індукції в котушці виникає струм, бо за наближення або введення магніту змінюється магнітний потік, що через неї протікає.

Чим швидше змінюватиметься магнітний потік, тим більшою, відповідно до другого закону електромагнітної індукції, буде сила струму. Щоби швидше змінювати магнітний потік від магніту, його треба рухати швидше.

Якщо тримати магніт нерухомо, то струм індукції в котушці не виникне, бо магнітний потік, який протікає через контур котушки, не змінюватиметься. А якщо змінити напрямок руху магніту, то, за правилом Ленца, зміниться лише напрямок індукованого струму.

Відповідь: Б.

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

Завдання 260 з 1301

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. Властивості рідин, газів і твердих тіл. Кристалічні тіла.

Завдання скеровано на оцінювання знання типів кристалічних речовин і їхніх властивостей.

Монокристал – тверде тіло, частинки якого утворюють суцільну кристалічну ґратку.

Полікристали – тверді тіла, які складаються з багатьох хаотично зорієнтованих маленьких кристаликів, що зрослися між собою (кристалітів).

Монокристали впорядковані в усьому своєму об’ємі. Тому за різними напрямками в таких кристалах відстані між частинками відрізняються (рис. 1). Саме ця відстань зумовлює фізичні властивості кристала, тому в монокристалах вони також залежать від напрямку. Цю властивість називають анізотропією.

Рис. 1. Вибір напрямків у монокристалі

У полікристалах не можна вибрати напрямок крізь весь його об’єм так, щоби відстані між частинками кристалічної ґратки були незмінними, бо в кожному окремому кристаліті напрямок ґратки інший. Тому полікристали не є анізотропними.

Відповідь: Г.

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

Завдання 261 з 1301

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 262 з 1301

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. Основи термодинаміки. Робота в термодинаміці. Ізопроцеси.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття ізопроцесів і вміння розраховувати роботу в термодинамічних процесах.

Ізотермічний процес – змінювання стану газу деякої маси за незмінної температури.

Ізобарний процес – змінювання стану газу деякої маси за незмінного тиску.

Ізохорний процес – змінювання стану газу деякої маси за незмінного об’єму.

Адіабатний процес відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем.

Робота в довільному термодинамічному процесі може бути обчислена як площа криволінійної трапеції під графіком залежності $p(V)$, що відображено на рисунку 1.

Рис. 1. Графік довільного переходу зі стану 1 у стан 2. Темнішим кольором позначено площу під криволінійною трапецією, яка дорівнює роботі

У разі ізохорного процесу об’єм не змінюється, тож площа під кривою (і робота газу) дорівнює нулю (рис. 2).

Рис. 2. Графік ізохорного процесу

Відповідь: A.

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

Завдання 263 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Елементи динаміки рідин і газів. Умова плавання тіл.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття «густина» і вміння застосовувати закон Архімеда.

Густина речовини $(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho})$ – це фізична величина, яка характеризує речовину й дорівнює відношенню маси суцільного тіла, виготовленого із цієї речовини, до об’єму цього тіла:

$$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}=\frac mv, \text{де}\ m\ \text{– маса тіла, а}\ V\ \text{ – об’єм тіла.} $$

Для правильного розв’язання завдання потрібно пригадати умови плавання тіл:

\begin{gather*} \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{тіла}} \gt \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{рідини}}\ \text{– тіло тоне в рідині;}\\[7pt] \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{тіла}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{рідини}}\ \text{– тіло плаває в товщі рідини;}\\[7pt] \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{тіла}} \lt \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{рідини}}\ \text{– тіло спливає в рідині або плаває на її поверхні.} \end{gather*}

Густину зубної пасти, укинутої в посудину з водою, обчислюють за формулою:

$$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{пасти}}=\frac{m_{\text{пасти}}}{V_{\text{пасти}}} =\frac{75\ \text{г}}{65\ \text{мл}}=\frac{0,075\ \text{кг}}{0,000065\ \text{м}^3}\approx 1154\ \text{кг/м}^3 \gt \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}\rho_{\text{води}}. $$

Відповідь: A.

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

Завдання 264 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Сполучені посудини.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття «гідростатичний тиск».

У сполучених посудинах у кожній трубці рівень рідин установлюється так, що гідростатичний тиск стовпчика рідини в них однаковий.

Гідростатичний тиск $(p)$ обчислюють за формулою $p=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho} gh$, де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}$ – густина рідини, $g$ – прискорення вільного падіння, $h$ – висота стовпчика рідини.

Якщо рідини в трубках однорідні, то тиск на однаковій висоті в усіх трубках однаковий. За умовою завдання в лівій трубці посудини рівень гасу вищий за рівень води в правій трубці. Це відбувається тому, що густина гасу менша порівняно з водою, і щоби створити такий самий гідростатичний тиск, як і в стовпчика води в правій трубці, висота стовпчика гасу має бути більшою.

У точці B (див. рисунок) тиск дорівнює атмосферному $(p_a)$, а в точці A до атмосферного тиску додається тиск стовпчика гасу над рівнем цієї точки.

Тобто $p_A\gt p_B$.

Оскільки точка C лежить на межі розділу двох рідин, то тиск стовпця гасу над нею дорівнює тиску стовпця води над точкою D на такій самій висоті, але в трубці із водою. Тож $p_С=p_D$.

Точки E і F на однаковій висоті у воді, тому тиск у них однаковий, а $p_E=p_F$.

Відповідь: B.

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

Завдання 265 з 1301

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 266 з 1301

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 267 з 1301

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 268 з 1301

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 269 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Система відліку. Траєкторія.

Завдання скеровано на оцінювання знання понять «система відліку», «траєкторія» і розуміння відносності руху.

Траєкторія руху – це уявна лінія, у кожній точці якої послідовно перебувала матеріальна точка під час руху.

Система відліку – це сукупність тіла відліку, системи координат, пов’язаної з ним, і приладу для вимірювання часу.

Відносність механічного руху полягає в тому, що траєкторія, шлях, переміщення і швидкість залежать від вибору системи відліку.

За умовою завдання необхідно визначити траєкторію руху лопатей у системі відліку, яка пов’язана з панеллю приладів літака. У такій системі відліку тілом відліку є панель приладів, тож її вважають нерухомою.

Для визначення траєкторії руху лопатей потрібно уявити себе в кабіні біля панелі приладів. Оскільки лопаті закріплено в конструкції літака, то поступального руху відносно кабіни вони не роблять, а виконують лише обертання навколо своєї осі. Траєкторія такого руху – коло.

Відповідь: B.

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

Завдання 270 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Атом й атомне ядро. Випромінювання і поглинання світла атомом.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на енергію зв’язку атомних ядер.

Дано:
$W_k=0,2\ \text{МеВ}$
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}=0,495\ \text{пм}$

Знайти:
$E_{\text{зв}}\ (\text{МеВ})\ -\ ?$

Атом поглинає квант, отримує від нього додаткову енергію. Ця енергія витрачається на подолання енергії зв’язку й на кінетичну енергію частинок, що утворилися після розпаду: $$ E=W_k+E_{\text{зв}}. $$

Отриману від кванта випромінювання енергію можна знайти з наступного виразу, перевівши попередньо пікометри в метри:

$$ E=\frac{hc}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}}=\frac{6,6\cdot 10^{-34}\text{Дж}\cdot \text{с}\cdot 3\cdot 10^8\ \text{м/с}}{4,95\cdot 10^{-13}\text{м}}=4\cdot 10^{-13}\ \text{Дж}. $$

Оскільки сумарну кінетичну енергія в завданні зазначено в МеВ, отриманий результат також потрібно перевести в МеВ:

$$ E=\frac{E}{1\ \text{еВ}}=\frac{4\cdot 10^{-13}\ \text{Дж}}{1,6\cdot 10^{-19}\ \text{Кл}}=2500000\ \text{еВ}=2,5\ \text{МеВ} $$

Тоді енергія зв’язку $$ E_{\text{зв}}=2,5\ \text{МеВ}-0,2\ \text{МеВ}=2,3\ \text{МеВ}. $$

Відповідь: 2,3.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 271 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механічні коливання і хвилі. Коливання вантажу на пружині. Перетворення енергії за гармонічних коливань.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати комплексні задачі, що передбачає оброблення й аналізування результатів експерименту, зображених на рисунку, і використання законів збереження енергії в коливальному процесі.

За рисунком 1 можна визначити довжину гумки в двох крайніх положеннях коливання тягарця. У крайніх положеннях тягарець змінює напрямок руху на протилежний, тож його швидкість $v$ дорівнює нулю.

Рис. 1. Крайні положення тягарця

\begin{gather*} x_{\text{min}}=16\ \text{см};\\[7pt] x_{\text{max}}=20\ \text{см}. \end{gather*}

Також можна обчислити амплітуду коливань:

$$ \triangle x=\frac{x_{\text{max}}-x_{\text{min}}}{2}=\frac{20\ \text{см}-16\ \text{см}}{2}=2\ \text{см}. $$

Оскільки амплітуда – це відхилення від положення рівноваги, то можна обчислити саме його. Це положення, у якому опиниться гумка під вагою тягарця, коли коливання повністю стихнуть:

$$ x_{\text{рівн}}=x_{\text{max}}-\triangle x=20\ \text{см}-2\ \text{см}=18\ \text{см}. $$

Під час коливань у положенні рівноваги швидкість найбільша, отже саме цю швидкість потрібно визначити.

Під час коливань зберігається повна механічна енергія системи $W$: $$ W=W_k+W_n=const, $$ де $W_k$ – кінетична енергія, $W_n$ – потенціальна енергія.

Кінетичну енергію визначають за формулою $$ W_k=\frac{mv^2}{2}, $$ де $m$ – маса тіла.

Оскільки для гумової стрічки виконуваний закон Гука, то можна обчислити потенціальну енергію за формулою, що описує потенціальну енергію розтягнутої пружини: $$ W_n=\frac{k\triangle x^2}{2}, $$ де $k$ – коефіцієнт жорсткості пружини, а $\triangle x$ – розтяг пружини (гумової стрічки).

Хоча повна механічна енергія системи зберігається, але значення кінетичної та потенціальної енергії постійно змінюється під час коливань.

У крайніх положеннях швидкість тягарця дорівнює нулю, тож і його кінетична енергія також дорівнює нулю. А відхилення від положення рівноваги в цій ситуації найбільше, а отже й потенціальна енергія також максимальна.

У положенні рівноваги все навпаки. Швидкість тягарця максимальна, а відхилення дорівнює нулю, тож кінетична енергія приймає найбільше значення, а потенціальна стає рівною нулю.

Зважаючи на закон збереження енергії й спостереження, описані вище, можна записати рівність: \begin{gather*} W_{k\triangle x max}+W_{n\triangle x max}=W_{k\triangle x=0}+W_{n\triangle x=0};\\[7pt] W_{k max}+0=0+W_{n max};\\[7pt] W_{k max}=W_{n max};\\[6pt] \frac{mv_{max}^2}{2}=\frac{k\triangle x_{max}^2}{2}. \end{gather*}

Тоді максимальна швидкість $$ v_{max}=\sqrt{\frac{k\triangle x_{max}^2}{m}}=\sqrt{\frac km}\triangle x_{max}. $$

Відношення $\frac km$ невідоме, але можна його визначити. У стані спокою тягарець перебуватиме в положенні рівноваги. Тоді можна записати математичний вираз другого закону Ньютона: $$ mg=F_{\text{пр}}, $$ де $F_{\text{пр}}$ – це сила пружності, що діє на тягарець із боку гумової стрічки. Її можна визначити за формулою $$ F_{\text{пр}}=k\triangle x_0, $$ де $\triangle x_0$ – розтяг пружини під вагою тягарця.

$$ \triangle x_0=x_{\text{рівн}}-x_0=18\ \text{см}-13\ \text{см}=5\ \text{см}, $$ де $x_0$ – це довжина пружини без тягарця.

Тоді $$ mg=k\triangle x_0;\ \ \frac km=\frac{g}{\triangle x_0}, $$ а

$$ v_{max}=\sqrt{\frac{g}{\triangle x_0}}\triangle x_{max}=\sqrt{\frac{9,8\frac{\text{м}}{\text{с}}}{0,05\ \text{м}}}\cdot 0,02\ \text{м}=0,28\ \frac{\text{м}}{\text{с}}=28\ \frac{\text{см}}{\text{с}}. $$

Відповідь: 28.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 272 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Оптика. Лінза. Формула тонкої лінзи.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на закони геометричної оптики й формулу тонкої лінзи.

Дано:
$d_{\text{пад}}=2\ \text{см}$
$r_{\text{кін}}=5\ \text{см}$
$f=20\ \text{см}$

Знайти:
$F\ (\text{см})\ -\ ?$

Спочатку потрібно намалювати схему ходу променів із завдання (рис. 1).

Рис. 1. Схема ходу променів

Затим необхідно перевести всі відстані з умови в одиниці СІ (метр): \begin{gather*} d_{\text{пад}}=0,02\ \text{м};\\[7pt] r_{\text{кін}}=0,05\ \text{м};\\[7pt] f=0,2\ \text{м}. \end{gather*}

Фокусну відстань можна визначити із співвідношень подібності для трикутників $AKP$ й $AQB:$ $$ \frac{PK}{BQ}=\frac{AK}{AQ} $$

Ці відрізки можна виразити через фізичні величини, пов’язані з ними:

$$ PK=\frac{d_{\text{пад}}}{2},\ \ BQ=r_{\text{кін}},\ \ AK=F,\ \ AQ=F+f. $$

Тепер можна зробити підстановку $$ \frac{d_{\text{пад}}}{2r_{\text{кін}}}=\frac{F}{F+f}=\frac{0,02\ \text{м}}{2\cdot 0,05\ \text{м}}=0,2 $$ й виразити фокусну відстань $F$:

\begin{gather*} F=0,2(F+0,2);\\[7pt] F=0,005\ \text{м}=5\ \text{см}. \end{gather*}

Відповідь: 5.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 273 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 274 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Робота. Потужність. ККД.

Завдання скеровано на оцінювання вміння виконувати розрахункові задачі на поняття роботи, потужності й ККД.

Дано:
$P=3,14\ \text{кВт}$
$d=300\ \text{мм}$
$v=10\ \text{об/с}$
$\text{ККД}=75\ \text{%}$

Знайти:
$F_{\text{дії}}\ (мкН)\ -\ ?$

ККД верстата є відношенням корисної роботи, виконаної ним, до повної роботи: $$ \text{ККД}=\frac{A_{\text{кор}}}{A_{\text{пов}}}\cdot 100\ \text{%}. $$

Корисна робота токарного верстата полягає в сточуванні шарів речовини із заготовки за рахунок сили тертя між заготовкою і різцем. Її обчислюють за формулою $A_{\text{кор}}=Fs,$ де $s$ – переміщення поверхні заготовки відносно різця.

Повну роботу можна розрахувати, узявши до уваги, що енергію верстат отримує від електродвигуна. Саме енергію, передану верстату двигуном, буде використано в подальшому під час роботи. Її можна визначити з виразу $A_{\text{пов}}=Pt,$ де $t$ – час роботи верстата.

Тоді $$ \text{ККД}=\frac{Fs}{Pt}\cdot 100\ \text{%}. $$

Переміщення поверхні заготовки відносно різця можна розрахувати, якщо вважати, що за час $t$ заготовка робить $N$ повних обертів: $$ N=vt. $$

Тоді за формулою довжини кола $S=N\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}d.$

За третім законом Ньютона $F_{\text{дії}}=F.$

\begin{gather*} F_{\text{дії}}=\frac{Pt\text{ККД}}{100\ \text{%}\cdot S}=\frac{\text{ККД}Pt}{vt\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}d\cdot 100\ \text{%}}\\[6pt] F_{\text{дії}}=\frac{\text{ККД}Pt}{vt\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}d\cdot 100\ \text{%}}=\frac{0,75\cdot 3140\ \text{Вт}}{10\ \text{об/с}\cdot 3,14\cdot 0,3\ \text{м}}=250\ \text{Н}=0,25\ \text{кН}. \end{gather*}

Відповідь: 0,25.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 275 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 276 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Рівняння теплового балансу для найпростіших теплових процесів.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на рівняння теплового балансу.

Дано:
$m = 150\ \text{г}$
$t_1=95\ ^\circ\text{С}$
$Q=18,9\ \text{кДж}$
$c=4200\ \text{Дж/кг}\ \cdot\ ^{\circ}\text{С}$

Знайти:
$t_2\ (^{\circ}\text{С})\ -\ ?$

Коли кава віддає певну кількість теплоти середовищу, вона охолоджується. Кількість відданої теплоти й зміна температури пов’язані виразом $$ Q=cm\triangle t, $$ де $c$ – питома теплоємність речовини, що віддає тепло, $m$ – маса, $\triangle t$ – зміна температури під час охолодження.

Зміну температури розраховують за формулою \begin{gather*} \triangle t=t_1-t_2. \end{gather*}

Тоді $$ t_2=t_1-\triangle t=t_1-\frac{Q}{cm}. $$

Після переведення значення маси з грамів у кілограми й значення кількості теплоти з кілоджоулів у джоулі можна обчислити $t_2:$

$$ t_2=95\ ^{\circ}\text{С}-\frac{18900\ \text{кДж}}{4200\ \frac{\text{кДж}}{\text{кг}\ \cdot\ ^{\circ}\text{С}}}=95\ ^{\circ}\text{С}-30\ ^{\circ}\text{С}=65\ ^{\circ}\text{С}. $$

Відповідь: 65.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 277 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи динаміки. Сили. Додавання сил.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на рух тіл під дією кількох сил.

Дано:
$S=10\ \text{см}^2$
$p_{\text{а}}=100\ \text{кПа}$
$p=60\ \text{кПа}$

Знайти:
$\overrightarrow{F}_{\text{тертя}}(\text{Н})\ -\ ?$

Корок у пляшці – нерухомий, тому можна зробити висновок, що рівнодійна сил, які діють на нього, дорівнює нулю. Оскільки масу корка не враховують, то дією сили тяжіння можна знехтувати. Тоді на корок діють лише сила атмосферного тиску $\overrightarrow{F}_{p\ \text{атм}}$, сила тиску повітря зсередини пляшки $\overrightarrow{F}_p$ і сила тертя між поверхнею корка й пляшки $\overrightarrow{F}_{\text{тертя}}$ (рис. 1).

Рис. 1. Схематичне зображення сил, що діють на корок

Силу тиску можна знайти за формулою: $$ \overrightarrow{F}=pS, $$ де $p$ – тиск, $S$ – площа поверхні, на яку відбувається тиск.

У випадку корка, який можна вважати циліндром, площею для розрахунку обох сил тиску можна вважати площу його основи. Сила тертя діє вздовж усієї площі контакту корка з пляшкою і протидіє його руху. Оскільки атмосферний тиск більший за тиск усередині пляшки, то й сила атмосферного тиску більша, а сила тертя діятиме в тому самому напрямку, що й сила тиску повітря в пляшці.

Тепер можна спроєктувати всі сили, що діють на корок, на одну пряму й записати другий закон Ньютона для корка:

\begin{gather*} F_{p\ \text{атм}}-F_{\text{тертя}}-F_p=0,\\[7pt] F_{\text{тертя}}=F_{p\ \text{атм}}-F_p=(p_a-p)S=(10^5\ \text{Па}-6\cdot 10^4\ \text{Па})0,001\ \text{м}^2=\\[7pt] =0,4\cdot 10^5\ \text{Па}\cdot 0,001\ \text{м}^2=40\ \text{Н}. \end{gather*}

Відповідь: 40.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 278 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Елементи механіки рідин і газів. Умова неперервності течії рідини.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на використання умови неперервності течії.

Дано:
$v_{\text{ш}}=10\frac{\text{см}}{\text{с}}$
$d_{\text{ш}}=4d_{\text{в}}$

Знайти:
$v_{\text{в}}\left(\frac{\text{м}}{\text{с}}\right)\ -\ ?$

Незалежно від зміни форми труби течія всередині повинна залишатись неперервною, тобто кількість води, що проходить за секунду через переріз труби в будь-якому місці має залишатись однаковою. Тоді чим вужча труба, тим швидшою має бути течія на цій ділянці й навпаки. Тоді умову неперервності течії для труби, у якої є дві ділянки – широка й вузька, можна записати так: $$ v_{\text{ш}}s_{\text{ш}}=v_{\text{в}}s_{\text{в}}, $$ де $v_{\text{ш}}$ і $v_{\text{в}}$ – це швидкості течії в широкій і вузькій частині відповідно, а $s_{\text{ш}}$ й $s_{\text{в}}$ – площі перерізу широкої та вузької ділянки.

Площу перерізу циліндричної труби можна обчислити за такою формулою: $$ s=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}d^2}{4}. $$

Тоді \begin{gather*} v_{\text{ш}}\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}d_{\text{ш}}^2}{4}=v_{\text{в}}\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}d_{\text{в}}^2}{4};\\[6pt] v_{\text{в}}=v_{\text{ш}}\frac{d_{\text{ш}}^2}{d_{\text{в}}^2}=16\cdot 0,1\ \frac{\text{м}}{\text{с}}=1,6\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. \end{gather*}

Відповідь: 1,6.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 279 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 280 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	4			125.6

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 281 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	4			8

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Закони постійного струму. Закон Ома для ділянки кола.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципів роботи вольтметра й уміння розв’язувати задачі на використання закону Ома для ділянки кола.

Дано:
$U_1=40\ \text{В}$
$I=10\ \text{мА}$
$U_2=120\ \text{В}$

1. Знайти:
$R_{v1}\ (\text{кОм})-?$

За законом Ома для ділянки кола можна визначити опір вольтметра:

\begin{gather*} I=\frac UR;\\[6pt] R=\frac UI;\\[6pt] R_{v1}=\frac{U_1}{I}=\frac{40\ \text{В}}{0,01\ \text{А}}=4000\ \text{Ом}=4\ \text{кОм}. \end{gather*}

2. Знайти:
$R_{\text{дод}}\ (\text{кОм})-?$

Опір вольтметра визначає максимальну напругу, яку цим приладом можна виміряти, тому за збільшення максимальної напруги необхідно збільшувати опір вольтметра. Щоб збільшити опір вольтметра, послідовно до нього можна підключити додатковий опір.

Перш за все потрібно визначити опір вольтметра, необхідний для вимірювання напруги $120 \ \text{В}$: $$ R_{v2}=\frac{U_2}{I}=\frac{120\ \text{В}}{0,01\ \text{А}}=12000\ \text{Ом}. $$

Можна скористатися рівністю для додавання опору послідовно з’єднаних провідників: $$ R=R_1+R_2. $$

Тоді додатковий опір, підключений до вольтметра такий:

\begin{gather*} R_{\text{дод}}=R_{v2}-R_{v1};\\[7pt] R_{\text{дод}}=R_{v2}-R_{v1}=12000\ \text{Ом}-4000\ =4\ \text{Ом}=8000\ \text{Ом}=8\ \text{кОм}. \end{gather*}

Відповідь: 1. 4. 2. 8.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 282 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	40			180

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Основи термодинаміки. ККД теплового двигуна.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на знаходження коефіцієнта корисної дії теплової машини.

Дано:
$A=120\ \text{кДж}$
$T_{\text{н}}=500\ \text{К}$
$T_{\text{х}}=300\ \text{К}$

1. Знайти:
$\text{ККД (%)}-?$

ККД ідеальної теплової машини залежить лише від температури нагрівача й холодильника: \begin{gather*} \text{ККД}=\frac{T_{\text{н}}-T_{\text{х}}}{T_{\text{н}}}\cdot 100\ \text{%};\\[6pt] \text{ККД}=\frac{500\ \text{К}-300\ \text{К}}{500\ \text{К}}\cdot 100\ \text{%}=40\ \text{%}. \end{gather*}

2. Знайти:
$Q_{\text{х}}\ (\text{кДж}) - ?$

Також ККД теплової машини можна записати як відношення виконаної роботи до отриманої енергії. У цій ситуації отримана енергія – це кількість теплоти, передана нагрівачем $Q_{\text{н}}:$ $$ \text{ККД}=\frac{A}{Q_{\text{н}}}\cdot 100\ \text{%}. $$

Теплоту, отриману від нагрівача, теплова машина використовує на виконання роботи, а залишки теплоти передає холодильнику, тому можна записати кількість теплоти, передану нагрівачем $Q_{\text{н}}:$ $$ Q_{\text{н}}=Q_{\text{х}}+A. $$

Тоді, після підстановок,

\begin{gather*} Q_{\text{х}}=\frac{A\cdot 100\ \text{%}}{\text{ККД}}\left(1-\frac{\text{ККД}}{100\ \text{%}}\right)=\\[6pt] =\frac{120000\ \text{Дж}}{0,4}(1-0,4)=180000\ \text{Дж}=180\ \text{кДж}. \end{gather*}

Відповідь: 1. 40. 2. 180.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 283 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	8			80

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 оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на використання формул рівноприскореного руху.

1. Дано:
$h=320\ \text{м}$
$g=10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$

1. Знайти:
$t\ (\text{с})-?$

Тіло, що вільно падає, рухається лише під дією сили тяжіння. Усі тіла під час вільного падіння рухаються з однаковим прискоренням – прискоренням вільного падіння.

Рух тіла, про яке йдеться в завданні, закінчиться тоді, коли воно зустрінеться із землею, тому можна вважати, що висота падіння тіла дорівнює пройденому ним шляху.

Тіло за умовою кинуто без початкової швидкості. Тож можна скористатися модифікованою формулою для тіла, що рухається рівноприскорено: $$ s=v_0t+\frac{at^2}{2}\rightarrow\ h=\frac{gt^2}{2}. $$

Тоді час падіння тіла \begin{gather*} t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2\cdot 320\ \text{м}}{10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}}}=\sqrt{64\ \text{с}^2}=8\ \text{с}. \end{gather*}

2. Знайти:
$v_{max}\ \left(\frac{\text{м}}{\text{с}}\right) - ?$

\begin{gather*} v=v_0+at;\ \ v=gt \end{gather*}

Оскільки швидкість тіла, що падає, має постійно збільшуватись аж до моменту зіткнення з поверхнею, можна вважати, що максимальною є швидкість за момент до падіння, тому можна використати для її розрахунку час падіння тіла: \begin{gather*} v_{max}=gt=10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}\cdot 8\ \text{с}=80\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. \end{gather*}

Відповідь: 1. 8. 2. 80.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 284 з 1301

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 285 з 1301

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: Одиниці фізичних величин.

Завдання скеровано на оцінювання вміння виражати одиниці фізичних величин через основні одиниці SI.

Для запису одиниць фізичних величин через основні одиниці СІ використовують метод розмірностей.

А Тесла (магнітна індукція). Потрібно вибрати формулу, із якої можна виразити магнітну індукцію через величини, одиниці яких входять у СІ або можуть бути виражені через них. Для магнітної індукції можна використати вираз для сили Ампера: $$ F_{\mathrm{A}}=BIl, $$ де $I$ – сила струму в провіднику А, $l$ – довжина (м) цього провідника. Із цього рівняння випливає: \begin{gather*} B=\frac{F_{\mathrm{A}}}{Il}\\[6pt] 1\ \text{Тл}=\frac{\text{Н}}{\text{А}\cdot\text{м}}=\frac{\text{кг}\cdot\text{м}}{\text{с}^2}\cdot\frac{1}{\text{А}\cdot\text{м}}. \end{gather*}

Аналогічні дії потрібно виконати й для варіантів Б – Г.

Б Генрі (індуктивність). $$ W=\frac 12 LI^2, $$ де $W$ – енергія магнітного поля котушки (Дж), $I$ – сила струму (А); \begin{gather*} L=\frac{2W}{I^2};\\[6pt] 1\ \text{Гн}=\frac{\text{Дж}}{\text{А}^2}=\frac{\text{кг}\cdot\text{м}^2}{\text{с}^2}\cdot\frac{1}{\text{А}^2}. \end{gather*}

B Ньютон (сила). $$ F=mg, $$ де $m$ – маса (кг), $g$ – прискорення вільного падіння $(\frac{\text{м}}{\text{с}^2}).$ \begin{gather*} 1\ \text{Н}=\text{кг}\cdot\frac{\text{м}}{\text{с}^2}. \end{gather*}

Г Джоуль (робота). $$ A=Fs\mathrm{cos}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}, $$ де $F$ – сила (Н), $s$ – переміщення (м), $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між напрямком переміщення і напрямком сили; \begin{gather*} 1\ \text{Дж}=\text{Н}\cdot\text{м}=\text{м}\cdot\frac{\text{кг}\cdot\text{м}}{\text{с}^2}. \end{gather*}

Відповідь: 1В, 2А, 3Д, 4Б.

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

Завдання 286 з 1301

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: Молекулярна фізика й термодинаміка. Властивості газів, рідин і твердих тіл.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння процесів випаровування, кристалізації, плавлення, нагрівання і їхнього зв’язку з молекулярною будовою речовин.

1 Випаровування – це пароутворення з поверхні рідини. Під час випаровування молекули, у яких вистачає кінетичної енергії, щоби розірвати зв’язки із сусідніми молекулами, покидають поверхню рідини. А чим більша швидкість молекули, тим більша її кінетична енергія.

2 Кристалізація – це перехід речовини з рідкого стану у твердий. Основною характеристикою, що відрізняє тверді тіла від рідин – кристалічні ґратки які утворюються внаслідок переходу речовини з рідкого стану в твердий.

3 Нагрівання – це підвищення температури. Під час нагрівання речовина отримує ззовні певну кількість теплоти, яку вона витрачає на збільшення внутрішньої енергії (якщо тіло, яке нагрівають, не виконує роботи). Внутрішня енергія – це енергія взаємодії частинок тіла і їхня сумарна кінетична енергія. Чим більша внутрішня енергія, тим більша кінетична енергія частинок, а отже і їхня швидкість.

4 Плавлення – це перехід із твердого агрегатного стану в рідкий. Цей процес протилежний кристалізації, тож якщо під час кристалізації кристалічні ґратки утворюються, то під час плавлення вони руйнуються.

Відповідь: 1Д, 2Б, 3А, 4В.

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

Завдання 287 з 1301

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 динаміки. Сила.

Завдання скеровано на оцінювання знання розрахункових формул сили тертя ковзання, сили Ампера, сили поверхневого натягу й сили Архімеда.

Для правильного розв’язання завдання потрібно з’ясувати фізичний зміст формул, наведених у ньому.

A $F_A=BIl\mathrm{sin}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha},$ де $B$ – магнітна індукція, $I$ – сила струму в провіднику, $l$ – довжина провідника, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між напрямком струму й вектором магнітної індукції. Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі – сила Ампера.

Б $F=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\sigma}l,$ де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\sigma}$ – коефіцієнт поверхневого натягу, $l$ – довжина лінії, що обмежує рідину. Цей вираз описує силу поверхневого натягу.

В $F=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}N,$ де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}$ – коефіцієнт тертя, $N$ – сила реакції опори. Цим виразом описано силу тертя.

Г $F=-kx,$ де $k$ – коефіцієнт жорсткості, $x$ – подовження тіла. Цим виразом описано силу пружності.

Д $F=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{рідини}}gV,$ де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{рідини}}$ − густина рідини, $g$ – прискорення вільного падіння. Цим виразом описано силу Архімеда.

Відповідь: 1В, 2А, 3Б, 4Д.

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

Завдання 288 з 1301

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 289 з 1301

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 290 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Оптика. Закони заломлення світла.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння явища заломлення світла.

Око бачить межі різних матеріалів через те, що світло заломлюється на межі поділу середовищ.

Це одна з причин того, чому іноді складно зрозуміти чи є перед вами скло, якщо ваш погляд падає на нього перпендикулярно. Коли промінь падає на межу поділу перпендикулярно, його напрямок не змінюється.

Коли в більшій склянці стоїть менша, то промінь заломлюватиметься на межі повітря ззовні й скла зовнішньої склянки, на межі скла зовнішньої склянки й повітря між склянками, на межі повітря між склянками й скла внутрішньої склянки та на межі скла зовнішньої склянки й повітря всередині.

Коли олива заповнює порожнину меншої склянки, а згодом і порожнину між склянками, то промінь світла повинен заломлюватися стільки само разів, скільки й до заповнення. Єдине, що може «стерти» межі між склянками й оливою – це близькість їхніх показників заломлення. Якщо показники заломлення оливи й скла близькі між собою, то для світла всі ці матеріали еквівалентні еквівалентні одному суцільному шару речовини.

Відповідь: Б.

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

Завдання 291 з 1301

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 292 з 1301

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 293 з 1301

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 294 з 1301

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 295 з 1301

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 296 з 1301

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. Закон Ома для ділянки кола.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння схематичного зображення електричного кола й уміння використовувати закон Ома для ділянки електричного кола.

Реостат – це прилад, опір якого можна змінювати. Часто опір реостата регулюють за допомогою ковзного контакту, положення якого визначає частину провідника, уключеного в коло. На схемі електричного кола чим більша частина реостата розташована після стрілки, яка показує точку включення, тим більшим є опір цього приладу (рис. 1).

Рис. 1. Опір реостата за різних положень ковзного контакту

За умовою задачі ковзний контакт реостата перемістили в крайнє ліве положення, за рисунком це положення з мінімальним опором. Тож можна дійти висновку, що опір реостата зменшився.

Потрібно розглянути дві ситуації з відповідними показаннями амперметра, вольтметра й опором реостата – до зміни $(I_1,U_1,R_1)$ і після зміни $(I_2,U_2,R_2).$

Реостат послідовно підключено до лампи. Сила струму в послідовно з’єднаних провідниках однакова й дорівнює загальній силі струму в ділянці кола: $$ I=I_a=I_b. $$

Загальна напруга на послідовно з’єднаних провідниках дорівнює сумі напруг на них: $$ U=U_a+U_b. $$

Загальний опір послідовно з’єднаних провідників дорівнює сумі опорів цих провідників: $$ R=R_a+R_b. $$

Позначивши загальну напругу в колі $U,$ за законом Ома можна оцінити зміни в показах амперметра й вольтметра: $$ I=\frac UR. $$

Тож можна порівняти силу струму в двох випадках: $$ I_1=\frac{U}{R_1}\lt I_2=\frac{U}{R_2}. $$

Вольтметром у схемі вимірюють напругу на лампі. Позначивши опір лампи як $R_{\text{л}}$ можна визначити напругу: $$ U_{\text{л}}=IR_{\text{л}}. $$

Тепер можна порівняти напругу на лампі: $$ U_1=I_1R_{\text{л}}\lt U_2=I_2R_{\text{л}}. $$

Відповідь: B.

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

Завдання 297 з 1301

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 298 з 1301

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. Електричний заряд.

Завдання скеровано на оцінювання знання поняття електричного заряду й розуміння принципу роботи електрометра.

Електрометр – це прилад для виявлення і вимірювання заряду. Складники електрометра – металева куля, стержні й стрілки.

У металах вільними носіями є електрони. Під дією електричного поля завжди відбувається перерозподіл зарядів. Зокрема, паличка, яку дівчинка піднесла до електрометра, утворила електричне поле, яке й стало причиною подальшого руху зарядів.

Спершу дівчинка торкнулася металевої кулі пальцем. Так вона створила шлях відходу для електронів, адже людське тіло також є хорошим провідником електричного струму.

Оскільки дівчинка до іншої частини кулі піднесла негативно заряджену паличку, то електрони, які також заряджені негативно, «відштовхнулися» від палички, перемістилися на інший бік кулі й «стекли» по руці дівчинки.

Оскільки дівчинка спершу прибрала руку, а потім паличку, то електрони не встигли повернутися назад у металеву кулю. Тому в усій конструкції електрометра виник дефіцит електронів. Унаслідок цього металевий стержень і стрілка набули позитивного заряду. Оскільки стрілка й стержень стали однойменно зарядженими, то стрілка відхилилася.

Коли дівчинка піднесла позитивно заряджену паличку до кулі, то під дією електричного поля палички знову відбувся перерозподіл зарядів. Частина електронів, зокрема зі стержня і стрілки, перемістилися ближче до палички, тому й стрілка відхилилася ще більше.

Відповідь: A.

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

Завдання 299 з 1301

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. 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.

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

Завдання 300 з 1301

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 301 з 1301

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 302 з 1301

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. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Кристалічні тіла.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння властивостей кристалічних тіл.

За результатами аналізування тверджень, наведених у завданнях, можна дійти висновку щодо їхньої правильності чи хибності.

1. Зберігати об’єм можуть як тверді, так і рідкі тіла. Відстань між їхніми частинками приблизно дорівнює розміру цих частинок, що сильно ускладнює стискання. Тому твердження щодо збереження об’єму кристалічного тіла правильне.

2. Зберігають форму лише тверді тіла. Таку властивість їм забезпечують кристалічні ґратки. Тому твердження щодо збереження форми кристалічного тіла правильне.

3. Перетворюються на рідину внаслідок охолодження газуваті речовини. Тому твердження щодо перетворення на рідину кристалічного тіла внаслідок його охолодження неправильне.

4. Займати весь наданий об’єм можуть лише газуваті речовини, адже відстань між їхніми частинками може бути як завгодно великою. Тому твердження, що кристалічне тіло займає весь наданий йому об’єм, неправильне.

5. Провідниками або діелектриками можуть бути як газуваті, так і рідкі чи тверді тіла. Тому твердження, що кристалічне тіло може бути провідником або діелектриком, правильне.

6. Відстань між частинками набагато більша за розмір самих частинок у газуватих речовин. Стосовно кристалічного тіла це твердження неправильне.

Відповідь: Б.

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

Завдання 303 з 1301

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 304 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Закони збереження в механіці. Закон збереження енергії в механічних процесах.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння понять повної механічної, кінетичної, потенціальної та внутрішньої енергії, уміння використовувати закон збереження енергії.

Механічна енергія $E$ – це фізична величина, яка характеризує здатність тіла (системи тіл) виконати роботу.

Кінетична енергія $T$ – це фізична величина, яка характеризує механічний стан рухомого тіла й дорівнює половині добутку маси $m$ тіла на квадрат швидкості $v$ його руху.

Потенціальна енергія $U$ – це енергія, яку має тіло внаслідок взаємодії з іншими тілами або внаслідок взаємодії частин тіла між собою.

Внутрішня енергія – це сума кінетичних енергій хаотичного (теплового) руху частинок речовини (атомів, молекул, йонів), із яких складається тіло, і потенціальних енергій їхніх взаємодій.

Для тіл у полі сили тяжіння (як парасольки у завданні) потенціальну енергію визначають за формулою $U=mgh,$ де $m$ – маса тіла, $g$ – прискорення вільного падіння, $h$ – висота підняття тіла над поверхнею.

На рисунку а) зображено парасольку, що лежить на підлозі, а на рисунках б) і в) – парасольки в повітрі. Висота розташування парасольок відносно землі, а отже і їхня потенціальна енергія, у всіх цих випадках різна.

Кінетичну енергію тіла можна обчислити за формулою $$ T=\frac{mv^2}{2}, $$ де $m$ – маса тіла, а $v$ – швидкість його руху.

У випадку в) парасолька рухається вгору з певною швидкістю і має відмінну від нуля кінетичну енергію. Натомість парасольки на рисунках а) і б) нерухомі, їхня кінетична енергія дорівнює нулю.

Механічна енергія тіла є сумою його кінетичної і потенціальної енергій. Для всіх ситуацій, описаних у завданні, потенціальні й кінетичні енергії парасольок різні, тож і їхні суми неоднакові.

Внутрішня енергія тіла найбільше залежить від його температури й деформацій. Оскільки за умовою всі ці параметри однакові для парасольок на всіх рисунках, наведених у завданні, то й внутрішня енергія однакова для них усіх.

Відповідь: A.

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

Завдання 305 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи динаміки. Умови рівноваги.

Завдання скеровано на оцінювання вміння використовувати знання про умови рівноваги для розв’язування розрахункових задач.

Важіль – це тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі – осі обертання.

Важіль перебуває в рівновазі, якщо сума моментів сил, що діють на нього, дорівнює нулю.

Момент сили $M$ – це фізична величина, що дорівнює добутку модуля сили $F$, яка діє на тіло, на плече $d$ цієї сили.

Проаналізувавши рисунок до завдання, можна дійти висновку, що до лівого плеча на відстані трьох поділок прикріплено три вантажі. Кожен із цих вантажів діє на плече із силою, що дорівнює його вазі.

На праве плече важеля на відстані двох поділок діє сила, яку вимірюють динамометром.

Оскільки важіль за умовою перебуває в стані рівноваги, то $M_1=M_2,$ де $M_1$ i $M_2$ – відповідні моменти сил. $$ \begin{cases} M_1=l_1P;\\ M_2=l_2F. \end{cases} $$

Вага трьох вантажів дорівнює сумі ваги кожного з них: $$ \overrightarrow{P}=m\overrightarrow{g}+m\overrightarrow{g}+m\overrightarrow{g}= 3m\overrightarrow{g} $$

На рисунку 1 позначено плечі сил $l_1$ і $l_2$ в умовних одиницях.

Рис. 1. Схематичний розподіл сил

$$ l_1P=l_2F, $$ тому $$ F=\frac{l_1P}{l_2}=\frac{3\cdot 3\cdot 0,1\ \text{кг}\cdot 10\frac{\text{м}}{\text{с}^2}}{2}=4,5\ \text{Н}. $$

Відповідь: Г.

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

Завдання 306 з 1301

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 307 з 1301

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 308 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівномірний рух по колу. Електродинаміка. Сила Лоренца.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати комплексні розрахункові задачі на використання принципів рівномірного руху по колу.

Дано:
$v_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}=v_p=v$
$m_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}=4m_p$

1. Знайти:
$\frac{r_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}}{r_p}\ -\ ?$

Під час руху по колу швидкість руху частинки буде спрямована по дотичній до кола, а прискорення – до центра.

Доцентрове прискорення можна обчислити з виразу $$ a_{\text{доц}}=\frac{v^2}{R}, $$ де $v$ – швидкість частинки, а $R$ – радіус кола, уздовж якого відбувається рух.

За другим законом Ньютона рівнодійна дорівнює добутку маси тіла на прискорення, набуте під час взаємодії, тобто $$ \overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}. $$

Єдиною силою, що діє на частинки в площині напрямку руху, є сила Лоренца: $$ \overrightarrow{F_{\text{Лоренца}}}=Bvq\sin\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}, $$ де $B$ – магнітна індукція поля, $q$ – заряд частинки, $v$ – швидкість частинки,
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між вектором магнітної індукції і напрямком руху частинки.

З огляду на те, що частинки рухаються в полі по колу, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}=90^{\circ}$, а $\sin\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}=1$ (рис. 1).

Рис. 1. Схема руху позитивно зарядженої частинки по колу

Тоді можна записати: $$ \overrightarrow{F_{\text{Лоренца}}}=m\overrightarrow{a_{\text{доц}}}. $$

Оскільки складники $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$-частинки – 2 протони й 2 нейтрони, то її заряд удвічі більший за заряд протона: $$ q_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}=2q_p. $$

Запис другого закону Ньютона для обох частинок такий: \begin{gather*} \left\{ \begin{array}{l} Bv_pq_p=m_p\frac{v_p^2}{r_p};\\ Bv_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}q_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}=m_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}\frac{v_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}^2}{r_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}}. \end{array} \right. \end{gather*}

Після цього потрібно записати вирази для радіусів кола, уздовж якого здійснюється рух, для обох частинок: \begin{gather*} \left\{ \begin{array}{l} r_p=m_p\frac{v_p^2}{Bv_pq_p};\\ r_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}=m_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}\frac{v_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}^2}{Bv_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}q_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}}. \end{array} \right. \end{gather*}

Далі потрібно підставити всі відомі співвідношення між фізичними величинами, що відповідають протону й $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$-частинці: \begin{gather*} \left\{ \begin{array}{l} r_p=m_p\frac{v^2}{Bvq_p};\\ r_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}=4m_p\frac{v^2}{2Bvq_p}=2m_p\frac{v^2}{Bvq_p}=2r_p. \end{array} \right. \end{gather*}

Тому $$ \frac{r_{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}}}{r_p}=2. $$

Відповідь: 2.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 309 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механічні коливання і хвилі. Частота й період коливань. Вимушені коливання і явище резонансу.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння понять вимушених коливань і резонансу й уміння розв’язувати пов’язані з ними розрахункові задачі.

Дано:
$l=1,6\ \text{м}$

Знайти:
$T\ -\ ?$

Гойдалка розгойдуватиметься сильніше, якщо частота її власних коливань збігатиметься із частотою прикладання зовнішньої сили (підштовхування), тобто під час резонансу.

Оскільки між періодом і частотою існує зв’язок, який відображає формула $$ v=\frac 1t, $$ період власних коливань гойдалки має збігатися з періодом підштовхування. Період підштовхування – це і є інтервал часу між двома підштовхуваннями.

Період власних коливань гойдалки можна обчислити за виразом $$ T=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac lg}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac{1,6\ \text{м}}{10\ \text{м/с}^2}}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{0,16\ \text{с}^2}=2\cdot 0,4\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\ \text{с}=0,8\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\ \text{с}\approx 2,5\ \text{с}. $$

А отже й інтервал між підштовхуваннями дорівнює $2,5\ \text{с}$.

Відповідь: 2,5.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 310 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 311 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Основи термодинаміки. Рівняння стану ідеального газу.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на використання рівняння стану ідеального газу.

Дано:
$t_1=18\ ^{\circ}\text{С}$
$t_2=27\ ^{\circ}\text{С}$
$p_1=p_2$

Знайти:
$\left(1-\frac{N_2}{N_1}\right)\ -\ ?$

Температура, тиск і об’єм газу пов’язані між собою рівнянням стану ідеального газу: $$ pV=vRT, $$ де $T$ – це температура в Кельвінах, а $v$ – це кількість речовини, яку можна обчислити за формулою: $$ v=\frac{N}{N_A}, $$ де $N$ – кількість молекул, $N_A$ – число Авогадро.

Об’єм кімнати не змінився після підключення опалення, тож можна записати рівняння стану ідеального газу для стану до нагрівання і після: \begin{gather*} p_1V_1=v_1RT_1;\\[7pt] p_2V_2=v_2RT_2. \end{gather*}

Зважаючи на те, що \begin{gather*} p_1V_1=p_2V_2, \end{gather*} можна записати: \begin{gather*} v_1RT_1=v_2RT_2;\\[6pt] \frac{N_1}{N_A}RT_1=\frac{N_2}{N_A}RT_2;\\[6pt] N_1T_1=N_2T_2. \end{gather*}

Тоді $$ \frac{N_2}{N_1}=\frac{T_1}{T_2}. $$

Після цього можна обчислити, на скільки змінилася кількість молекул: $$ \left(1-\frac{N_2}{N_1}\right)\cdot 100\ \text{%}=\left(1-\frac{T_1}{T_2}\right)\cdot 100\ \text{%}=\left(1-\frac{(18+273)\ \text{К}}{(27+273)\ \text{К}}\right)\cdot 100\ \text{%}=3\ \text{%}. $$

Відповідь: 3.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 312 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Середня швидкість.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі, пов’язані із середньою і миттєвою швидкостями тіла.

Дано:
$v_1=20\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$
$v_{\text{сер}}=24\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$
$l_1=l_2$

Знайти:
$v_2\ -\ ?$

Середню швидкість можна визначити за формулою: $$ v_{\text{сер}}=\frac lt, $$ де $l$ – шлях між двома містами, а $t$ – час, за який автомобіль його подолав.

Зважаючи на те, що \begin{gather*} l=l_1+l_2,\\[7pt] t=t_1+t_2, \end{gather*} можна дійти висновку: $$ v_{\text{сер}}=\frac{l_1+l_2}{t_1+t_2}. $$

Оскільки немає інформації про час руху автомобіля на проміжку або на його половині, потрібно виразити ці величини через швидкості й шлях: \begin{gather*} t=\frac{l}{v_{\text{сер}}},\\[6pt] t=t_1+t_2=\frac{l_1}{v_1}+\frac{l_2}{v_2}. \end{gather*}

Зважаючи на те, що шлях пройдений із першою швидкістю, дорівнює шляху, пройденому з другою швидкістю, можна записати: $$ t_1+t_2=\frac{l}{2v_1}+\frac{l}{2v_2}. $$

Отже \begin{gather*} \frac{l}{v_{\text{сер}}}=\frac{l}{2v_1}+\frac{l}{2v_2};\\[6pt] \frac{l}{v_{\text{сер}}}=\frac{2v_2l+2v_1l}{4v_1v_2}=\frac{2l(v_2+v_1)}{4v_1v_2}. \end{gather*}

Тоді \begin{gather*} 4lv_1v_2=2l(v_2+v_1)v_{\text{сер}};\\[6pt] 4\cdot 20\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot v_2=2\left(v_2+20\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\right)\cdot 24\ \frac{\text{м}}{\text{с}};\\[6pt] 80\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot v_2=\left(2v_2+40\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\right)\cdot 24\ \frac{\text{м}}{\text{с}};\\[6pt] 80\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot v_2=48\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot v_2+960\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot \ \frac{\text{м}}{\text{с}};\\[6pt] 80\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot v_2-48\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot v_2=960\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot \ \frac{\text{м}}{\text{с}};\\[6pt] 32\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot v_2=960\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot\ \frac{\text{м}}{\text{с}};\\[6pt] v_2\frac{960\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot\ \frac{\text{м}}{\text{с}}}{32\ \frac{\text{м}}{\text{с}}}=30\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. \end{gather*}

Відповідь: 30.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 313 з 1301

Впишіть відповідь:

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 оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на використання формул рівноприскореного руху.

Дано:
$m=1\ \text{кг}$
$h=10\ \text{м}$
$E_{\text{кін}}=10\ \text{Дж}$

Знайти:
$A_{\text{опору}}\ -\ ?$

Тіло набуває максимальної кінетичної енергії тоді, коли його швидкість максимальна. Оскільки тіло падає з висоти 10 м без початкової швидкості, то воно набуде максимальної швидкості просто перед стиканням із землею. Потрібно обчислити кінетичну енергію в цей момент для випадку, коли сили опору повітря немає.

Тоді, оскільки тіло кинуто без початкової швидкості й рухається лише під дією сили тяжіння з прискоренням $g$, можна модифікувати формулу для тіла, що рухається рівноприскорено: $$ S=V_0t+\frac{at^2}{2}\rightarrow h=\frac{gt^2}{2}. $$

Далі потрібно обчислити час падіння тіла: $$ t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2\cdot 10\ \text{м}}{20\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}}}=\sqrt{2}\ \text{с}. $$

Аналогічно для тіла, що рухається рівноприскорено: $$ V=V_0+at\rightarrow V=gt. $$

Оскільки швидкість тіла, що падає, повинна постійно збільшуватись аж до моменту зіткнення з поверхнею, то можна вважати, що максимальною є швидкість за момент до падіння і використати для її розрахунку час падіння тіла: $$ V_{max}=gt=10\sqrt{2}\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. $$

Кінетичну енергію обчислюють за формулою $$ E_{\text{кін}\ max}=\frac{mv^2_{max}}{2}=\frac{1\ \text{кг}\cdot \left(10\sqrt{2}\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\right)^2}{2}=100\ \text{Дж}. $$

Реальна кінетична енергія тіла менша, адже сила опору повітря виконує роботу проти руху тіла, тому \begin{gather*} E_{\text{кін}\ max}=A_{\text{опору}}+E_{\text{кін}},\\[7pt] A_{\text{опору}}=E_{\text{кін}\ max}-E_{\text{кін}}=100\ \text{Дж}-60\ \text{Дж}=40\ \text{Дж}. \end{gather*}

Відповідь: 40.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 314 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	4.5			3

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електромагнітні коливання і хвилі. Формула Томсона.

Завдання скеровано на оцінювання вміння аналізувати схеми електричного кола й розв’язувати розрахункові задачі з послідовного й паралельного підключення конденсаторів.

Дано:
$C_1 = 0,5\ \text{мкФ}$
$C_2 = 1,5\ \text{мкФ}$
$C_3 = 2,5\ \text{мкФ}$

1. Знайти:
$C_{\text{заг}}\ -\ ?$

Якщо ключ K закрити, то конденсатори $C_2$ і $C_3$ також будуть уключені в коло. Тоді конденсатори $C_1,\ C_2$ і $C_3$ будуть підключені паралельно. Ємність такої батареї конденсаторів дорівнює сумі ємностей окремих конденсаторів: $$ C_{\text{заг}}=C_1+C_2+C_3=0,5\ \text{мкФ}+1,5\ \text{мкФ}+2,5\ \text{мкФ}=4,5\ \text{мкФ}. $$

2. Знайти:
$\frac{T_2}{T_1}\ -\ ?$

Період коливання коливального контуру можна обчислити за формулою Томсона: $$ T=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{LC}, $$ де $L$ – індуктивність котушки, а $C$ – електроємність конденсатора.

До того, як ключ K закрили, у коло було підключено лише конденсатор $C_1$. Тому можна записати період електромагнітних коливань для випадків до та після закривання ключа: \begin{gather*} T_1=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{LC_1};\\[7pt] T_2=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{LC_{\text{заг}}}. \end{gather*}

Тоді можна розрахувати, у скільки разів збільшився період електромагнітних коливань: $$ \frac{T_2}{T_1}=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{LC_{\text{заг}}}}{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{LC_1}}=\frac{C_{\text{заг}}}{C_1}=\sqrt{9}=3. $$

Відповідь: 1. 4,5. 2. 3.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 315 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	45			30

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 316 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	672			56

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Рівняння теплового балансу для найпростіших теплових процесів.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на рівняння теплового балансу й коефіцієнт корисної дії (ККД).

Дано:
$m_{\text{води}}=2\ \text{кг}$
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\tau}=10\ \text{хв}$
$t_1=20\ ^\circ\text{С}$
$t_2=100\ ^\circ\text{С}$
$P=2\ \text{кВт}$
$c_{\text{води}}=4,2\ \text{кДж}/(\text{кг}\ \cdot\ ^\circ\text{С})$

1. Знайти:
$Q\ -\ ?$

Кількість теплоти, що необхідна для нагрівання цієї порції води, можемо знайти з виразу: \begin{gather*} Q=cm\triangle t=4,2\ \text{кДж}/(\text{кг}\ \cdot\ ^\circ\text{С})\cdot 2\ \text{кг}\cdot (100\ ^\circ\text{С}-20\ ^\circ\text{С})=\\[7pt] =4\ 200\ \text{Дж}/(\text{кг}\ \cdot\ ^\circ\text{С})\cdot 2\ \text{кг}\cdot 80\ ^\circ\text{С}=672\ 000\ \text{Дж}=672\ \text{кДж}, \end{gather*} де $c$ – питома теплоємність речовини, що віддає тепло, $m$ – її маса, $\triangle t$ – зміна температури під час охолодження.

2. Знайти:
$\text{ККД}\ (\text{%})\ -\ ?$

ККД можна визначити як відношення виконаної роботи $A$ до загальної енергії $Q$, виробленої чайником: $$ \text{ККД}=\frac{A}{Q}\cdot 100\ \text{%}. $$

Загальну енергію, вироблену чайником, можна обчислити за формулою для його потужності: $$ P=\frac{Q}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\tau}}, $$ де $Q_{\text{вит}}$ – вироблена чайником енергія, а $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\tau}$ – час роботи чайника.

\begin{gather*} Q_{\text{вит}}=P\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\tau}=2\ \text{кВт}\cdot 10\ \text{хв}=2\ 000\ \text{Вт}\cdot 600\ \text{с}=\\[7pt] =1\ 200\ 000\ \text{Дж}=1\ 200\ \text{кДж}. \end{gather*}

Тоді можна визначити ККД чайника: $$ \text{ККД}=\frac{A}{Q}\cdot 100\ \text{%}=\frac{672\ \text{кДж}}{1\ 200\ \text{кДж}}\cdot 100\ \text{%}=56\ \text{%}. $$

Відповідь: 1. 672. 2. 56.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 317 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	0.12			8000

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Маса. Густина. Сила Ампера.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати комплексні задачі, що передбачають аналіз за фотографіями результатів експерименту, пов’язаного з вагою і силою Архімеда.

1. Знайти:
$F_A\ -\ ?$

На рисунках схематично зображено масу, що відповідає вазі в трьох різних ситуаціях. На рисунку 1 маса, яку вимірює прилад, відповідає вазі склянки з водою: $$ P_1=m_{\text{склянки}}g=300\ \text{г}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}=0,3\ \text{кг}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}=3\ \text{Н}. $$

На рисунку 2 – маса, що відповідає вазі склянки з водою і бруском. Вага – це сила, із якою тіло діє на опору чи підвіс. У цьому випадку на прилад діє вага склянки з водою і сила тиску бруска. Сила тиску бруска на склянку
(і прилад відповідно) чисельно дорівнює виштовхувальній силі, що діє на брусок. Тоді вираз для ваги, якій відповідає маса на рисунку 2: $$ P_2=P_1+F_A=312\ \text{г}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}=0,312\ \text{кг}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}=3,12\ \text{Н}. $$

Тоді можна обчислити силу Архімеда: \begin{gather*} F_A=P_2-P_1=3,12\ \text{Н}-3\ \text{Н}=0,12\ \text{Н}. \end{gather*}

2. Знайти:
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{бруска}}\ -\ ?$

За визначенням густина дорівнює: $$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{бруска}} =\frac{m_{\text{бруска}}}{V_{\text{бруска}}}. $$

Силу Архімеда можна обчислити за формулою: \begin{gather*} F_A=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}gV, \end{gather*} де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}$ – густина рідини, у якій перебуває тіло, $g$ – прискорення вільного падіння,
$V$ – витіснений об’єм рідини.

Зважаючи на те, що брусок повністю занурено у воду, витіснений об’єм дорівнює об’єму бруска. Тож можна обчислити об’єм бруска: $$ V_{\text{бруска}}=V_{\text{води}}=\frac{F_A}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}g}=\frac{0,12\ \text{Н}}{1000\ \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}}=0,000012\ \text{м}^3. $$

За вагою бруска можна обчислити його масу: \begin{gather*} P_{\text{бруска}}=F_{\text{тяж}}=m_{\text{бруска}}g;\\[7pt] m_{\text{бруска}}=\frac{F_{\text{тяж}}}{g}=\frac{0,96\ \text{Н}}{10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}}=0,096\ \text{кг}. \end{gather*}

І густина бруска дорівнюватиме: $$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}_{\text{бруска}}=\frac{m_{\text{бруска}}}{V_{\text{бруска}}}=\frac{0,096\ \text{кг}}{0,000012\ \text{м}^3}\approx 8000\ \text{кг}/\text{м}^3. $$

Відповідь: 1. 0,12. 2. 8000.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 318 з 1301

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: Коливання і хвилі. Шкала електромагнітних коливань.

Завдання скеровано на оцінювання вміння визначити область застосування електромагнітних коливань певного типу.

Щодо варіантів відповіді:

1 тепло, яке ми відчуваємо від тіл навколо – це інфрачервоне випромінювання, і саме його фіксують прилади нічного бачення

2 ультрафіолетове випромінювання спричиняє опіки й пришвидшує розвиток ракових клітин. Одним з основних способів захисту людського тіла від цього випромінювання є виділення меланіну в шкірі, що може поглинути УФ-промені. Меланін – це пігмент, що відповідає за колір шкіри й очей. Що більше меланіну у шкірі, то темніша вона. Тож ультрафіолетове випромінювання є причиною засмаги

3 Рентгенівське випромінювання може бути отримане в рентгенівській трубці. Її складники – два електроди в скляній вакуумній трубці. Електрони, що вилітають з катода під дією високої напруги, потрапляють на анод, де вповільнюються. У такому разі електрони рухаються з пришвидшенням $(a \lt 0)$, а отже випромінюються електромагнітні хвилі – рентгенівське випромінювання

4 Гамма-випромінювання утворюється під час самовільного розпаду ядер атомів

Відповідь: 1Б, 2А, 3Г, 4Д.

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

Завдання 319 з 1301

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: Електродинаміка. Явище й закони електромагнітної індукції. Сила Ампера. Сила Лоренца.

Завдання скеровано на оцінювання знання розрахункових формул сили Ампера, сили Лоренца, індуктивності й потоку магнітної індукції.

Щодо варіантів відповіді:

A $BS\cos\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$, де $B$ – магнітна індукція поля, $S$ – площа поверхні, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між вектором магнітної індукції і нормаллю до поверхні. Величина, що дорівнює добутку цих величин, – це потік магнітної індукції

Б $I\triangle t$, де $I$ – сила струму, $\triangle t$ – проміжок часу, на якому проводили вимірювання. Добуток сили струму на проміжок часу дає змогу визначити заряд, що проходить крізь переріз провідника

B $BIL\sin\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$, де $B$ – магнітна індукція поля, $I$ – сила струму в провіднику, $l$ – довжина провідника, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між вектором магнітної індукції і напрямком струму. Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, – сила Ампера, тож це вираз для модуля сили Ампера

Г $\frac{-L\triangle I}{\triangle t}$, де $L$ – індуктивність провідника, $\triangle I$ – зміна сили струму, $\triangle t$ – проміжок часу, за який відбулась зміна струму. Величина, визначена цим виразом – це ЕРС (електрорушійна сила) самоіндукції

Д $Bvq\sin\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$, де $B$ – магнітна індукція поля, $q$ – заряд частинки, $v$ – швидкість частинки, $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між вектором магнітної індукції і напрямком руху частинки. Сила, що діє на заряджену частинку в магнітному полі – сила Ампера, тож це вираз для модуля сили Лоренца

Відповідь: 1Г, 2А, 3В, 4Д.

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

Завдання 320 з 1301

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 321 з 1301

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. Закони збереження в механіці. Кінетична й потенціальна енергія.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння кінетичної і потенціальної енергії, виконання законів збереження повної механічної енергії в механіці.

Кінетична енергія $E$ – це фізична величина, яка характеризує механічний стан рухомого тіла й дорівнює половині добутку маси $m$ тіла на квадрат швидкості $v$ його руху. Кінетичну енергію можна обчислити за формулою $$ E_{\text{кін}}=\frac{mv^2}{2}. $$

Потенціальна енергія $U$ – це енергія, яку має тіло внаслідок взаємодії з іншими тілами або внаслідок взаємодії частин тіла між собою. Потенціальну енергію тіла, що перебуває на висоті від поверхні землі, можна визначити за формулою: $$ E_{\text{пот}}=mgh, $$ де $m$ – маса тіла, $h$ – висота, на якій перебуває тіло.

Внутрішня енергія – це сума кінетичних енергій хаотичного (теплового) руху частинок речовини (атомів, молекул, йонів), із яких складається тіло, і потенціальних енергій їхньої взаємодії.

Щодо ситуацій, описаних у завданні:

1 коли яблуко падає з гілки, висота, на якій воно перебуває, постійно зменшується, тобто зменшується його потенціальна енергія. Швидкість яблука постійно зростає. За законом збереження повної механічної енергії сума кінетичної і потенціальної енергії зберігається в системі, де діють лише консервативні сили. Тоді потенціальна енергія яблука переходить у кінетичну

2 коли м’яч летить у верхній кут воріт, його висота над землею і, відповідно, його потенціальна енергія збільшуються. Зважаючи на те, що прискорення, яке діє по вертикалі (прискорення вільного падіння), напрямлене до поверхні землі, швидкість, що напрямлена вгору, зменшується. Тому зменшується і кінетична енергія. Скориставшись законом збереження механічної енергії, можна дійти висновку, що кінетична енергія м’яча переходить у потенціальну

3 під час рівномірного падіння дощової краплі її висота, а отже й потенційна енергія, зменшується. Оскільки крапля рухається рівномірно, то її швидкість, а отже й кінетична енергія, не змінюється. Енергія не може зникнути, вона лише здатна перейти з одного виду в інший. Тож потенціальна енергія краплі переходить у її внутрішню енергію

4 під час кочення м’яча по футбольному полю висота м’яча над поверхнею землі і, відповідно, його потенціальна енергія не змінюються. Швидкість м’яча постійно зменшується внаслідок тертя. Тобто кінетична енергія м’яча переходить у внутрішню.

Відповідь: 1Г, 2В, 3А, 4Д.

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

Завдання 322 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Атом й атомне ядро. Ядерні реакції.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння процесу ядерного розпаду й уміння тлумачити рівняння ядерних реакцій.

У рівняннях ядерних реакцій поруч зі знаковим символом хімічного елементом позначають лівим надрядковим індексом $n$ кількість нуклонів у ядрі (сумарна кількість протонів і нейтронів), а лівим підрядковим $p$ – кількість протонів.

Схема альфа-розпаду: $$ ^{n}_{p}\style{font-style:normal;font-weight: bold; font-size:1.1em}{X}\ =\ ^{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{n-4}}_{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{p-2}}\style{font-style:normal;font-weight: bold; font-size:1.1em}{Z}\ +\ ^4_2\mathrm{He}. $$

За один альфа-розпад заряд ядра зменшуються на два елементарні заряди, а його маса зменшується на 4 а. о. м.

Схема бета-розпаду: $$ ^{n}_{p}\style{font-style:normal;font-weight: bold; font-size:1.1em}{X}\ =\ ^{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{\ \ \ \ n}}_{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{p+1}}\style{font-style:normal;font-weight: bold; font-size:1.1em}{X}\ +\ ^{\ \ \ 0}_{-1}\mathrm{e}. $$

За 1 бета-розпад заряд ядра збільшується на 1, а маса ядра не змінюється.

Тож, щоби маса ядра зменшилась на 8 а. о. м., треба, аби пройшло 2 альфа-розпади: \begin{gather*} 1)\ \ ^{n}_{p}\style{font-style:normal;font-weight: bold; font-size:1.1em}{X}\ =\ ^{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{n-4}}_{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{p-2}}\style{font-style:normal;font-weight: bold; font-size:1.1em}{Z}\ +\ ^4_2\mathrm{He};\\[7pt] 2)\ \ ^{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{n-4}}_{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{p-2}}\style{font-style:normal;font-weight: bold; font-size:1.1em}{Z}\ =\ ^{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{n-8}}_{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{p-4}}\mathrm{D}\ +\ ^4_2\mathrm{He}. \end{gather*}

Після двох альфа-розпадів заряд ядра зменшився на 4 елементарні заряди, а за умовою завдання заряд мав зменшитись на 3 елементарні заряди. Для цього повинен відбутися бета-розпад: $$ 3)\ \ ^{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{n-8}}_{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{p-d}}\mathrm{D}\ =\ ^{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{n-8}}_{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{p-3}}\mathrm{D}\ +\ ^{\ \ \ 0}_{-1}\mathrm{e}. $$

Відповідь: Б.

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

Завдання 323 з 1301

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 вміння розв’язувати розрахункові задачі на знаходження затримної напруги у фотоефекті.

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

Тоді, з огляду на те, що \begin{gather*} E_{\text{ф}}=3A_{\text{вих}},\\[7pt] 3A_{\text{вих}}=A_{\text{вих}}+E_{\text{кін}},\\[7pt] 2A_{\text{вих}}=E_{\text{кін}}. \end{gather*}

Під час вимірювання швидкості фотоелектронів, анод підключають до негативного полюса джерела, а катод – до позитивного. Тоді поле затримує утворені фотоелектрони. Струм не проходитиме через фотоелемент, коли робота поля дорівнюватиме кінетичній енергії найшвидших фотоелектронів: $$ A_{\text{поля}}=\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{e}U_{\text{зат}}=E_{\text{кін}}, $$ де $\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{e}$ – заряд електрона, а $U_{\text{зат}}$ – затримна напруга.

Тоді $$ U_{\text{зат}}=\frac{E_{\text{кін}}}{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{e}}=\frac{2A_{\text{вих}}}{\style{font-style:normal;font-size:1.1em}{e}}. $$

Відповідь: Б.

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

Завдання 324 з 1301

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 325 з 1301

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 326 з 1301

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 327 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електромагнітні коливання і хвилі. Властивості електромагнітного випромінювання різних діапазонів. Радіолокація.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципів радіолокації та вміння розв’язувати відповідні розрахункові задачі.

Радіолокатори посилають короткі імпульси в напрямку, у якому проводиться дослідження. Радіохвиля, як і інші елекромагнітні хвилі, відбивається від провідників. Тому радіохвилі відбиваються від об’єктів, які вони зустрічають на своєму шляху і повертаються до локатора. Локатор фіксує час, за який хвиля повернулась, а отже подолала дві відстані до об’єкта (від локатора до об’єкта і від об’єкта знову до локатора).

Тому відстань до об’єкта можна розрахувати за формулою $$ s=\frac{vt}{2}, $$ де $v$ – швидкість поширення електромагнітних хвиль у середовищі, у якому здійснюють дослідження. У повітрі ця швидкість дуже близька до швидкості світла в вакуумі $c.$

Якщо максимальна відстань виявлення об’єкта – 150 км, можна визначити час, який знадобиться імпульсу, щоби зареєструвати сигнал від об’єкта з такої відстані: $$ t=\frac{2s}{v}=\frac{2\cdot 150\ \text{км}}{3\cdot 10^8\ \text{м}/\text{с}^2} =\frac{3\cdot 10^5\ \text{м}}{3\cdot 10^8\ \text{м}/\text{с}^2}=0,001\ \text{с}. $$

Саме з таким інтервалом радіолокатор може випускати імпульси. Тоді частота випускання імпульсів дорівнюватиме $$ v=\frac{1\ c}{t}=1000\ \text{(імпульсів)}. $$

Відповідь: A.

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

Завдання 328 з 1301

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. Пружне зіткнення.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття періоду коливань і природи пружних зіткнень.

Кулька, яку відвели на невеликий кут, перебуває на найбільшій відстані від положення рівноваги. Після того, як її відпустили, за 0,6 с вона зустрілася з другою кулькою, що була нерухомою. Тобто за 0,6 с перша кулька подолала відстань від найбільшого відхилення до положення рівноваги, тобто амплітуду. За один період тіло долає 4 амплітуди, тому період коливання цієї кульки 2,4 с.

За законом збереження імпульсу, після удару нерухому кульку також виводять із положення рівноваги, тож вона також почне коливатись. Кульку на довгій нитці, що відхиляється на невеликий кут від положення рівноваги, можна вважати математичним маятником. Період коливань математичного маятника визначають за формулою $$ T=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\sqrt{\frac lg}, $$ де $l$ – довжина математичного маятника, а $g$ – прискорення вільного падіння.

Оскільки нитки обох маятників однакової довжини, то й період їхніх коливань буде однаковим.

Унаслідок пружного удару кульки почнуть рухатись у протилежні боки. Тоді вони одночасно почнуть рух із положення рівноваги, отже наступного разу зустрінуться, коли знову повернуться туди. Кожна з кульок пройде одну амплітуду до точки з найбільшим відхиленням, а потім ще одну – до точки рівноваги. Дві амплітуди кульки проходять за 1,2 с.

Відповідь: B.

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

Завдання 329 з 1301

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 330 з 1301

Запитання має 3 правильних відповіді.

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Електричний струм у різних середовищах.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття питомого опору й механізмів проходження струму в речовинах різної природи.

Для правильного розв’язання завдання потрібно пригадати механізм перенесення заряду в кожній із речовин.

У газах струм – це газовий розряд, тобто потік вільних йонів й електронів. Для того, щоби в газах виник струм, необхідно утворити в ньому вільні йони, яких зазвичай мало. Цей процес називають йонізацією. Коли температура газу висока, то його молекули рухаються з великими швидкостями, а отже за їхніх непружних зіткнень енергії може вистачити для того, щоби примусити електрон вилетіти з атома. Тому зі збільшенням температури в газі відбувається більше зіткнень, а отже утворюється більше вільних носіїв заряду. Тому питомий опір газів збільшується зі збільшенням температури.

У металах струм – це потік вільних електронів. Зі збільшенням температури їхній рух у металі ускладняється, що пояснюють квантовою теорією електропровідності. Тому питомий опір у металах зі збільшенням температури збільшується.

В електролітах струм – це потік вільних йонів. Зі збільшенням температури кількість йонів в електролітах збільшується, а тому зменшується питомий опір.

У напівпровідниках два типи провідності – електронна (за наявності вільних електронів) і діркова (за наявності вакантних місць або дірок). Зі збільшенням температури утворюється більше вільних носіїв заряду (електронів або дірок), тому питомий опір зменшується.

Відповідь: А, В, Г.

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

Завдання 331 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електромагнітні коливання і хвилі. Перетворення енергії в коливальному контурі. Явище й закони електромагнітної індукції.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати комплексні задачі, пов’язані з коливальними процесами в коливальному контурі і їхнім впливом на магнітне поле, а також ваше вміння складати схеми електричного кола.

Після того, як перемикачем П конденсатор приєднують до котушки, утворюється коливальний контур. У ньому електрони, що накопичилися на одній із обкладинок конденсатора, рухатимуться в напрямку до іншої його обкладинки, утворюючи струм в колі. Так конденсатор починає розряджатись.

Сила струму в котушці поступово збільшуватиметься. У котушці зі змінним струмом завжди утворюється магнітне поле. Саме воно й заряджає предмет усередині.

Після того, як конденсатор повністю розрядиться, електрони продовжать свій рух, адже просто зупинитися вони не можуть. Тож тепер на вже нейтральну обкладинку конденсатора починають потрапляти електрони. У результаті цього вона заряджається.

Унаслідок цього процесу заряд, що був на одній обкладинці конденсатора, опинився на іншій обкладинці, тож тепер усі кроки повторяться у зворотному напрямку. У цій частині процесу струм тектиме в протилежний бік, а отже й лінії магнітної індукції також матимуть протилежний напрямок. Це почне розряджати тіло всередині.

Такі коливання заряду й енергії в коливальному контурі не можуть тривати одвічно. Частина енергії з кожним коливанням розсіюється на дротах і контактах. Тож сила струму, що проходитиме крізь котушку, щоразу буде меншою і меншою, а отже й тіло всередині перемагнічуватиметься не до кінця.

Тож коли всі коливання закінчаться, тіло, яке намагалися зарядити, матиме невеликий заряд через те, що сила струму в обох напрямках відрізнялася. Проте неможливо визначити, у якому саме напрямку буде намагнічено тіло.

Для того, щоби намагнітити тіло всередині котушки сильніше, треба примусити струм у контурі рухатися лише в одному напрямку. Тоді розмагнічування тіла не відбудеться. Пристрій, що вможливлює одностороннє пропускання струму, – це діод.

Умовні позначення для схем електричних кіл:

Відповідь: A.

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

Завдання 332 з 1301

Запитання має 2 правильних відповіді.

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 й послідовне з’єднання провідників.

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

Нехай $I$ – сила струму, що проходить у колі, а $U$ – напруга в ньому. Коло складається із двох послідовних пар резисторів, що підключено паралельно. Оскільки пари резисторів з’єднано послідовно, то в кожній із них сила струму дорівнюватиме силі струму в колі: $$ I_{\text{пара 1}}=I_{\text{пара 2}}=I. $$

Напругу в колі можна обчислити як суму напруг на кожній із пар: $$ U=U_{\text{пара 1}}+U_{\text{пара 2}}. $$

Усередині кожної пари резистори з’єднано послідовно, тому сила струму в парі дорівнюватиме сумі сил струму на кожному з резисторів: \begin{gather*} I_{\text{пара 1}}=I_{R=9\ \text{Ом}}+I_{R=2\ \text{Ом}};\\[7pt] I_{\text{пара 2}}=I_{R=3\ \text{Ом}}+I_{R=8\ \text{Ом}}. \end{gather*}

Напруга на кожному резисторі дорівнює напрузі на всій парі: \begin{gather*} U_{\text{пара 1}}=U_{R=9\ \text{Ом}}=U_{R=2\ \text{Ом}};\\[7pt] U_{\text{пара 2}}=U_{R=3\ \text{Ом}}=U_{R=8\ \text{Ом}}. \end{gather*}

Опір кожної пари резисторів розраховують за правилами паралельного з’єднання провідників: \begin{gather*} \frac{1}{R_{\text{пари 1}}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2};\\[6pt] \frac{1}{R_{\text{пари 2}}}=\frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_4};\\[6pt] R_{\text{пари 1}}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}=\frac{9\ \text{Ом}\cdot 2\ \text{Ом}}{9\ \text{Ом}+2\ \text{Ом}}=\frac{18}{11}\ \text{Ом};\\[6pt] R_{\text{пари 2}}=\frac{R_3R_4}{R_3+R_4}=\frac{3\ \text{Ом}\cdot 8\ \text{Ом}}{3\ \text{Ом}+8\ \text{Ом}}=\frac{24}{11}\ \text{Ом}. \end{gather*}

Тоді можна за законом Ома розрахувати напругу на кожній парі: \begin{gather*} I=\frac UR;\\[6pt] U_{\text{пара 1}}=I_{\text{пара 1}}R_{\text{пари 1}}=IR_{\text{пари 1}}=\frac{18}{11}I\ (\text{В});\\[6pt] U_{\text{пара 2}}=I_{\text{пара 2}}R_{\text{пари 2}}=IR_{\text{пари 2}}=\frac{24}{11}I\ (\text{В}). \end{gather*}

Відповідь: Б, В.

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

Завдання 333 з 1301

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. Конденсатори.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на знаходження енергії зарядженого конденсатора.

Під час зарядження конденсатори набувають потенціальної енергії. Коли вони розряджаються, енергія, що накопичилась у них, розсіюється на резисторі. Розсіювання відбувається завдяки тому, що резистор нагрівається і віддає енергію в середовище. Тож резистор нагріється найбільше тоді, коли отримає найбільше енергії від конденсатора. Енергію зарядженого конденсатора обчислюють за формулою: $$ E=\frac{CU^2}{2}, $$ де $C$ – електроємність конденсатора, а $U$ – його робоча напруга.

Далі потрібно обчислити величини енергій чотирьох конденсаторів: \begin{gather*} E_1=\frac{C_1U_1^2}{2}=\frac{1000\ \text{мкФ}\cdot (10\ \text{В})^2}{2} =\frac{1000\cdot 10^{-6}\ \text{Ф}\cdot (10\ \text{В})^2}{2}=0,05\ \text{Дж};\\[6pt] E_2=\frac{C_2U_2^2}{2}=\frac{200\ \text{мкФ}\cdot (50\ \text{В})^2}{2} =\frac{200\cdot 10^{-6}\ \text{Ф}\cdot (50\ \text{В})^2}{2}=0,25\ \text{Дж};\\[6pt] E_3=\frac{C_3U_3^2}{2}=\frac{100\ \text{мкФ}\cdot (100\ \text{В})^2}{2} =\frac{100\cdot 10^{-6}\ \text{Ф}\cdot (100\ \text{В})^2}{2}=0,5\ \text{Дж};\\[6pt] E_4=\frac{C_4U_4^2}{2}=\frac{50\ \text{мкФ}\cdot (100\ \text{В})^2}{2} =\frac{50\cdot 10^{-6}\ \text{Ф}\cdot (100\ \text{В})^2}{2}=0,25\ \text{Дж}. \end{gather*}

Тож після підключення до третього конденсатора резистор нагріється найбільше.

Відповідь: B.

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

Завдання 334 з 1301

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. Електричне поле. Напруженість електричного поля.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння напруженості електричного поля і вміння порівнювати її різних точках електричного поля.

На рисунку зображено позитивний заряд $q$, який створює навколо себе електричне поле. Щоби порівняти напруженість електричного поля в точках A і C потрібно в нього помістити пробний заряд $Q$.

Напруженість електричного поля в точці $(\overrightarrow{E})$ – векторна фізична величина, яка характеризує електричне поле й дорівнює відношенню сили$\overrightarrow{F}$, із якою електричне поле діє на пробний заряд, поміщений у цю точку поля, до величини цього заряду: $$ \overrightarrow{E}=\frac{\overrightarrow{F}}{q}. $$

На пробний заряд із боку поля діє сила Кулона, яка за модулем дорівнює $$ F=k\frac{|Q||q|}{r^2}, $$ де $r$ – відстань між зарядами, а $k=9 \cdot 10^9\ \text{Нм}^2/\text{Кл}^2$.

Тоді модуль напруженості електричного поля дорівнюватиме $$ E=k\frac{|Q|}{r^2}. $$

Оскільки $OA = AC$, то $OC = OA + AC = 2OA$, а тому \begin{gather*} r_A=OA;\\[7pt] r_C=2OA=2r_A. \end{gather*}

Тоді \begin{gather*} E_A=k\frac{|Q|}{r^2_A}\\[6pt] E_C=k\frac{|Q|}{r^2C}=k\frac{|Q|}{(2r_A)^2}=k\frac{|Q|}{4r^2_A}=\frac 14 E_A. \end{gather*}

Отже $$ E_C=\frac 14 E_A $$

або $$ 4E_C=E_A $$

Відповідь: Г.

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

Завдання 335 з 1301

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 336 з 1301

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. Властивості рідин, газів і твердих тіл. Плавлення. Пароутворення (кипіння і випаровування).

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати задачі на аналіз графіків теплових процесів.

За результатами аналізування графіка можна дійти висновку, що зі збільшенням отриманої кількості теплоти $Q$ температура залишається незмінною – 0 °C (відрізок $LM$). Тобто 0 °C – це температура кристалізації і плавлення за атмосферного тиску. Оскільки тіло отримує додаткову теплоту, то ділянка $LM$ відповідає плавленню.

Відрізок $MN$ відповідає збільшенню температури від 0 °C до 100 °C зі збільшенням отриманої теплоти. Тобто ділянка $MN$ відповідає нагріванню води, що утворилася внаслідок плавлення.

Зі збільшенням отриманої кількості теплоти $Q$ температура залишається незмінною – 100 °C (відрізок $NO$). Тобто 100 °C – це температура кипіння і конденсації за атмосферного тиску, оскільки тіло отримує додаткову теплоту, то ділянка $NO$ відповідає кипінню.

Відрізок $OP$ відповідає збільшенню температури від 100 °C до 140 °C зі збільшенням отриманої теплоти. Тобто ділянка $OP$ відповідає нагріванню пари, що утворилась після кипіння.

Відповідь: Г.

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

Завдання 337 з 1301

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 оцінювання вміння розв’язувати задачі на аналіз графіків ізопроцесів і побудову їх у різних системах координат.

Для правильного розв’язання задачі передовсім потрібно пригадати графіки ізопроцесів (рис. 1):

Рис. 1. Графіки ізопроцесів у координатах $(p, V)$: а) ізотермічний, б) ізобарний, в) ізохорний процеси

Важливо пам’ятати, що ізотерма може мати лише таку орієнтацію! Далі потрібно розглянути кожну послідовність із завдання і нарисувати графіки процесів.

Для правильного аналізування змін усіх фізичних величин потрібно пригадати рівняння Клапейрона: $$ \frac{p_1V_1}{T_1}=\frac{p_2V_2}{T_2}. $$

Із цього випливає, що добуток тиску на об’єм, поділений на температуру залишається сталим під час переходу зі стану 1 у стан 2.

1

Під час ізохорного нагрівання за рівнянням Клапейрона $$ \frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}. $$

За умовою $T_2 \gt T_1$, а отже, щоби рівність зберігалась, $p_2$ також має бути більшим за $p_1$, що можна зобразити прямою 1 на рисунку 2.

Ізобарне стискання можна зобразити прямою 2 на рисунку 2

З останньої точки попереднього процесу до початкової точки можна провести ізотерму (крива 3), отже газ можна повернути в початковий стан такою послідовністю процесів.

Рис. 2. Графік процесів із перебігу 1

2

Під час ізохорного нагрівання за рівнянням Клапейрона $$ \frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}. $$

За умовою $T_2 \gt T_1$, тому для збереження рівності $p_2$ також має бути більшим за $p_1$, що можна зобразити прямою 1 на рисунку 3.

Ізобарне збільшення об’єму можемо зобразити прямою 2 на рисунку 3.

З останньої точки попереднього процесу до початкової точки не можна провести ізотерму (крива 3 не перетинає початкову точку), отже газ не можна повернути в початковий стан такою послідовністю процесів.

Рис. 3. Графік процесів із перебігу 2

Ізобарне стискання можна зобразити прямою 1 на рисунку 4.

Під час ізохорного охолодження за рівнянням Клапейрона $$ \frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}. $$

За умовою $T_2 \lt T_1$, тому для збереження рівності $p_2$ також має бути меншим ніж $p_1$, що можна зобразити прямою 2 на рисунку 4.

З останньої точки попереднього процесу до початкової точки не можна провести ізотерму (крива 3 не перетинає початкову точку), отже газ не можна повернути в початковий стан такою послідовністю процесів.

Рис. 4. Графік процесів із перебігу 3

Ізобарне збільшення об’єму можемо зобразити прямою 1 на рисунку 5.

Під час ізохорного охолодження за рівнянням Клапейрона: $$ \frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}. $$

За умовою $T_2 \lt T_1$, тому для збереження рівності $p_2$ також має бути меншим за $p_1$, що можна зобразити прямою 2 на рисунку 5.

З останньої точки попереднього процесу до початкової точки можна провести ізотерму (крива 3), отже газ можна повернути в початковий стан такою послідовністю процесів.

Рис. 5. Графік процесів із перебігу 4

Відповідь: B.

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

Завдання 338 з 1301

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. Основи термодинаміки. Рівняння стану ідеального газу.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на використання рівняння стану ідеального газу.

Двоатомний газ кількістю речовини $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_0$ займає об’єм $V$ за температури $T_0.$ Після підвищення температури до $T_1$, коли всі молекули розпалися на атоми, кількість речовини збільшується до $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_1$. Ці фізичні величини пов’язані між собою: \begin{gather*} T_1=3T_0;\\[7pt] \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_1=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_0. \end{gather*}

Кількість речовини збільшилась удвічі, адже кожна молекула розпалася на два атоми.

Рівняння стану ідеального газу для обох випадків: \begin{gather*} p_0V=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_0RT_0;\\[7pt] p_1V=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_1RT_1=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_0R3T_0=6\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_0RT_0. \end{gather*}

Тоді: \begin{gather*} p_0=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_0RT_0}{V};\\[6pt] p_1=6\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\nu}_0RT_0}{V}=6p_0. \end{gather*}

Відповідь: Г.

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

Завдання 339 з 1301

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 340 з 1301

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. Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси в газах.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння закономірностей зміни тиску, об’єму й температури на основі аналізу результатів експерименту, зображених на рисунку.

За рисунком легко визначити, що об’єм кульки збільшився після того, як вона опинилася під ковпаком, до якого підключено насос. Ні охолоджувальних, ні нагрівальних пристроїв немає, тому температура газу всередині кульки залишається сталою. До того ж, оскільки кулька зав’язана, можна вважати, що кількість речовини всередині неї стала. За законом Бойля – Маріотта добуток тиску на об’єм до поміщення кульки під ковпак і після має бути однаковим: $$ p_{\text{до}}V_{\text{до}}=p_{\text{після}}V_{\text{після}}. $$

Оболонка кульки еластична, тож унаслідок наповнювання повітрям вона змінюватиме свій об’єм доти, доки тиск усередині кульки не дорівнюватиме тиску ззовні.

Тому, якщо об’єм кульки збільшився, то тиск усередині – зменшився, а отже зменшився і тиск навколо (під ковпаком).

Відповідь: A.

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

Завдання 341 з 1301

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 342 з 1301

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 343 з 1301

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 344 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

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

Завдання скеровано на перевірку розуміння фізичних засад рівномірного руху по колу й уміння розв’язувати розрахункові задачі на основні фізичні величини, пов’язані з рівномірним рухом по колу (доцентрове прискорення, лінійна швидкість).

Пригадаймо, що за визначенням рівномірний рух тіла по колу – це такий криволінійний рух, за якого траєкторією руху тіла є коло, а лінійна швидкість руху не змінюється із часом.

Для правильного розв’язання задачі потрібно вибрати дві точки твердого тіла, що обертається навколо осі $O$, і простежити за їхнім рухом (рис. 1).

Рис. 1. Точки А і В твердого тіла

Нехай точка $A$ лежить на відстані $r$ від осі $O$, а точка $B$ на відстані $R$ так, що $R \gt r$. За один період обертання $T$ всі точки повернуться у свої початкові положення. Шлях кожної точки – це коло, тож можна його обчислити як довжину цього кола: \begin{gather*} l_A=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}r;\\[7pt] l_B=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}r. \end{gather*}

Після цього можна обчислити лінійну швидкість кожної точки: \begin{gather*} v_A=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}r}{T};\\[6pt] v_B=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}r}{T}. \end{gather*}

Отже: $$ v_A \lt v_B. $$

Кутову швидкість $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}$ точки можна обчислити за формулою: $$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}= \frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}}{t}. $$

Оскільки за період $T$ всі точки повертаються в своє положення, то вони роблять повний ($2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}$ радіан) оберт. А кутова швидкість для обох точок дорівнює $$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}_{A}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\omega}_{B}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}}{t}=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{T}. $$

Те саме можна зробити і для будь-якої іншої пари точок твердого тіла, отже кутова швидкість буде однаковою для всіх його точок.

Доцентрове прискорення для всіх точок напрямлене до центра, тому його напрямок відрізняється для точок у різних частинах тіла, як зображено на рисунку 1.

Модуль доцентрового прискорення можна обчислити за формулою: $$ a_{\text{доц}}=\frac{v^2}{R}. $$

Потім потрібно порівняти модулі доцентрового прискорення для точок A і B: \begin{gather*} a_{\text{доц A}}=\frac{v_A^2}{r}=\left(\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}r}{T}\right)^2 \frac 1r=r\left(\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{T}\right)^2;\\[6pt] a_{\text{доц B}}=\frac{v_B^2}{R}=\left(\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}R}{T}\right)^2 \frac 1R=R\left(\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{T}\right)^2;\\[6pt] a_{\text{доц B}} \gt a_{\text{доц A}}. \end{gather*}

Відповідь: Б.

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

Завдання 345 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Кінематика. Швидкість. Додавання швидкостей.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати розрахункові задачі з додавання швидкостей і розуміння поняття відносності руху.

За умовою завдання швидкості поїзда й людини співнапрямлені, а швидкість вітру направлена в протилежний бік. Це схематично зображено на рисунку 1.

Рис. 1. Швидкості руху поїзда, людини й вітру

Тоді перш за все знайдемо швидкість людини відносно землі, щоби порівняти її зі швидкістю вітру, яку визначаємо саме відносно землі.

Швидкість людини відносно землі згідно з умовою завдання дорівнює: $$ \overrightarrow{v_{\text{л.в.з.}}}=\overrightarrow{v_{\text{людини}}}+ \overrightarrow{v_{\text{поїзда}}} $$

У проєкції на вісь $OX$ швидкість людини відносно землі дорівнює: $$ v_{\text{л.в.з.}}=-v_{\text{людини}}-v_{\text{поїзда}}=-2\ \frac{\text{м}}{\text{с}}-10\ \frac{\text{м}}{\text{с}}=-12\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. $$

Тоді швидкість вітру відносно людини дорівнює різниці векторів швидкості людини й вітру відносно землі: $$ \overrightarrow{v_{\text{в.в.л.}}}=\overrightarrow{v_{\text{вітру}}}+ \overrightarrow{v_{\text{л.в.з.}}} $$

У проєкції на вісь $OX$ швидкість вітру відносно людини дорівнює: $$ v_{\text{л.в.з.}}=v_{\text{вітру}}-v_{\text{людини}}=3\ \frac{\text{м}}{\text{с}}-\left(-12\ \frac{\text{м}}{\text{с}}\right)=15\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. $$

Відповідь: Г.

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

Завдання 346 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 347 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 348 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Магнітне поле, електромагнітна індукція. Сила Лоренца.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі з використанням законів для рухомих провідників у магнітному полі.

Дано:
$l=12\ \text{м}$
$v=900\ \text{км/год}$
$B=50\ \text{мкТл}$

Знайти:
$\triangle \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}\ -\ ?$

Два крила літака – це один суцільний провідник, що рухається в магнітному полі. Оскільки рух літака відбувається вздовж магнітного меридіана Землі, то напрямок його швидкості збігається із горизонтальним складником напруженості магнітного поля і перпендикулярний до її вертикального складника.

Під час руху провідника перпендикулярно до ліній напруженості магнітного поля в тому самому напрямку рухаються і всі його вільні електрони. На кожен із цих вільних електронів діє сила Лоренца. За правилом лівої руки, якщо долоню повернути так, щоби чотири пальці показували напрямок, протилежний до напрямку швидкості негативно заряджених частинок, а лінії магнітної індукції входили в долоню, то великий палець лівої руки вкаже напрямок дії сили Лоренца.

У результаті цього вільні електрони змістяться в одне крило, тому крила поляризуються. Тоді для рухомого провідника в магнітному полі можна обчислити електрорушійну силу (ЕРС), що дорівнює різниці потенціалів між двома кінцями провідника: $$ \triangle \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=\mathrm{EPC}=Bvl\mathrm{sin}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}, $$ де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}$ – кут між швидкістю руху провідника й напрямком ліній магнітної індукції.

Тоді

$$ \triangle \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=50\ \text{мкТл}\cdot 900\frac{\text{км}}{\text{год}}\cdot 12\ \text{м}=50\cdot 10^{-6}\ \text{Тл}\cdot 250\frac{\text{м}}{\text{с}}\cdot 12\ \text{м}=0,15\ \text{В}. $$

Відповідь: 0,15.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 349 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Основи термодинаміки. Перший закон термодинаміки. Потужність.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на використання першого закону термодинаміки.

Дано:
$P=2,5\ \text{кВт}$
$t=1\ \text{хв}$
$\triangle U=80\ \text{кДж}$

Знайти:
$\triangle E\ -\ ?$

Теплову енергію середовища можна розрахувати за першим законом термодинаміки: $$ Q=\triangle U+A, $$ де $\triangle U$ – зміна внутрішньої енергії середовища, $A$ – виконана робота.

Під час роботи кондиціонера внутрішні приміщення охолоджуються тому, що тепло виводиться в середовище зовні. Тому зниження внутрішньої енергії в кімнаті на $\triangle U$ приводить до збільшення енергії середовища на те саме $\triangle U$.

Виконану роботу можемо обчислити, знаючи потужність кондиціонера, за формулою: \begin{gather*} P=\frac At.\\[6pt] A=Pt=2,5\ \text{кВт}\cdot 1\ \text{хв}=2500\ \text{Вт}\cdot 60\ \text{с}=150000\ \text{Дж}=150\ \text{кДж}. \end{gather*}

Тоді $$ Q=\triangle U+A=80\ \text{кДж}+150\ \text{кДж}=230\ \text{кДж}. $$

Відповідь: 230.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 350 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівномірний рух по колу. Сила тертя

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати комплексні розрахункові задачі на використання принципів рвномірного руху по колу.

Дано:
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}_1=0,72$
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}_2=0,18$

Знайти:
$\frac{v_1}{v_2}\ -\ ?$

Можна вважати, що під час повертання машина рухається по ділянці кола (рис. 1).

Рис. 1. Зображення поворотів як елементів кола під час криволінійного руху

Під час такого руху швидкість автомобіля спрямовано по дотичній до кола. Оскільки під час руху по колу швидкість постійно змінює свій напрямок, виникне доцентрове пришвидшення.

Рис. 2. Напрямок пришвидшення і швидкості під час руху по колу

За другим законом Ньютона рівнодійна сил дорівнює добутку маси тіла на пришвидшення, набуте під час взаємодії, тобто $$ \overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}. $$

Єдиною силою, що діє на автомобіль у площині напрямку руху є сила тертя, тому другий закон Ньютона в цьому разі можна записати так: $$ \overrightarrow{F_{\text{тер}}}=m\overrightarrow{a_{\text{доц}}}. $$

Силу тертя визначають за формулою $$ \overrightarrow{F_{\text{тер}}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}\overrightarrow{N}, $$ де $\overrightarrow{N}$ – сила реакції опори.

Її можна визначити, записавши другий закон Ньютона для осі OY. Уздовж цієї осі на машину діє сила тяжіння і сила реакції опори, але рух не відбувається, а отже рівнодійна дорівнює нулю: \begin{gather*} \overrightarrow{F_{\text{тяж}}}+\overrightarrow{N}=0;\\[7pt] F_{\text{тяж}}-N=0;\\[7pt] F_{\text{тяж}}=N=mg. \end{gather*}

Тоді сила тертя дорівнюватиме: $$ F_{\text{тер}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}mg. $$

Сила тертя завжди заважає рухові. Оскільки швидкість автомобіля спрямована з кола, то сила тертя буде спрямована до його центра. Крім сили тертя, можна також обчислити доцентрове пришвидшення, виразивши його за допомогою швидкості руху автомобіля і радіуса повороту: $$ a_{\text{доц}}=\frac{v^2}{R}. $$

Тоді можна перетворити рівняння: \begin{gather*} F_{\text{тер}}=ma_{\text{доц}};\\[7pt] \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}mg=m\frac{v^2}{R}. \end{gather*}

Тож можна виразити швидкість руху: $$ v=\sqrt{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}gR}. $$

Відношення швидкостей до і після зміни коефіцієнта тертя тоді можна записати так: $$ \frac{v_1}{v_2}=\frac{\sqrt{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}_1gR}}{\sqrt{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}_2gR}} =\sqrt{\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}_1}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}_2}}=\sqrt{\frac{0,72}{0,18}} =2. $$

Відповідь: 2.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 351 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 352 з 1301

Завдання 32.1 має 2 правильних відповіді.

Впишіть відповіді:

1.			2.
	0.02			2000

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Магнітне поле, електромагнітна індукція. Трансформатор.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципів роботи трансформатора й уміння розв’язувати розрахункові задачі відповідного змісту.

Дано:
$U_1 = 220\ \text{В}$
$U_2 = 11000\ \text{В}$
$N_{\text{перв}}=40$

1. Знайти:
$k\ -\ ?$

Описаний в умові трансформатор – підвищувальний, отже коефіцієнт трансформації $k\lt 1$. Його можна обчислити як відношення початкової напруги до кінцевої: $$ k=\frac{U_1}{U_2}=\frac{220\ \text{В}}{11000\ \text{В}}=0,02. $$

Якщо розімкнути іншу обмотку трансформатора, то первинною вважатимуть обмотку з напругою $11000\ \text{В}$, а вторинною – із напругою $220\ \text{В}$. У такому разі коефіцієнт трансформації можна обчислити як відношення напруги на первинній обмотці до напруги на вторинній обмотці: $$ k=\frac{U_2}{U_1}=\frac{11000\ \text{В}}{220\ \text{В}}=50 $$

Такий трансформатор знижуватиме напругу, а за умовою напруга має підвищуватися, тому для подальшого розв’язку потрібно використати коефіцієнт трансформації $k=0,02$.

2. Знайти:
$N_{\text{втор}}\ -\ ?$

Також коефіцієнт трансформації можна обчислити як відношення кількості мотків у первинній обмотці до кількості мотків у вторинній: $$ k=\frac{N_{\text{перв}}}{N_{\text{втор}}}. $$

Тоді $$ N_{\text{втор}}=\frac{N_{\text{перв}}}{k}=\frac{40}{0,05}=2000. $$

Відповідь: 1. 0,02 або 50. 2. 2000.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 353 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	3			0.5

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Закони постійного струму. Закон Ома для повного кола.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі на закон Ома для повного кола, а також уміння читати схеми електричного кола.

Дано:
$r=1\ \text{Ом}$

1. Знайти:
$R_{\text{рис. 2}}\ -\ ?$

Реостат – це елемент кола зі змінним опором. Зазвичай реостат – це довгий провідник, повзунок якого дає змогу включити в коло його частину будь-якої довжини. Чим меншу частину реостата включено в коло, тим менший його опір. Опір провідника можна визначити за його геометричними параметрами: $$ R=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}\frac lS, $$ де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}$ – питомий опір провідника, $l$ – його довжина, $S$ – площа його перерізу.

Фізичну будову реостата відображено й у його символі для схематичного зображення електричного кола. Стрілка в позначенні реостата показує, яку саме його частину включено в коло.

За умовою завдання максимальний опір реостата відповідає крайньому правому положенню. За рисунком 1 можна визначити, що довжина провідника в цьому разі становить 6 клітинок. Масштаб рисунка не зазначено, тому можна вважати, що довжина реостата – 6 умовних одиниць довжини (у. о. д.). На рисунку 2 в коло включено половину реостата. Ні питомий опір провідника, ні його поперечний переріз при цьому не відрізняються від ситуації, коли опір максимальний. Лише довжина провідника вдвічі менша, тож можна обчислити опір реостата в положенні на рисунку 2:

\begin{gather*} R_{max}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}\frac lS=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho} \frac{6\ \text{у. о. д.}}{s}=6\ \text{Ом};\\[6pt] \frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}}{S}=\frac{6\ \text{Ом}}{6\ \text{у. о. д.}}=1\ \frac{\text{Ом}}{\text{у. о. д.}};\\[6pt] R_{\text{рис. 2}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}\frac{l_{\text{рис. 2}}}{S}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}\frac{3\ \text{у. о. д.}}{S}=3\ \text{у.о.д.}\cdot 1\ \frac{\text{Ом}}{\text{у. о. д.}}=3\ \text{Ом}. \end{gather*}

2. Знайти:
$\frac{l_{\text{рис. 2}}}{l_{\text{рис. 1}}}\ -\ ?$

Аналогічно можна розрахувати опір реостата для положення на рис. 1: \begin{gather*} R_{\text{рис. 2}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}\frac{l_{\text{рис. 1}}}{S}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}\frac{1\ \text{у. о. д.}}{S}=1\ \text{у. о. д.};\\[6pt] 1\ \frac{\text{Ом}}{\text{у. о. д.}}=1\ \text{Ом}. \end{gather*}

За законом Ома для повного кола можна визначити силу струму: $$ I=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{R+r}, $$ де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}$ – електрорушійна сила джерела, $r$ – внутрішній опір джерела, $R$ – опір зовнішньої ділянки кола.

Тоді для рисунків 1 і 2: \begin{gather*} I_{\text{рис. 1}}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{R_{\text{рис. 1}}+r}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{1\ \text{Ом}+1\ \text{Ом}}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{2\ \text{Ом}};\\[6pt] I_{\text{рис. 2}}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{R_{\text{рис. 2}}+r}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{3\ \text{Ом}+1\ \text{Ом}}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{4\ \text{Ом}};\\[6pt] I_{\text{рис. 2}}/I_{\text{рис. 1}}=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{4\ \text{Ом}}/\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varepsilon}}{2\ \text{Ом}}=0,5. \end{gather*}

Відповідь: 1. 3. 2. 0,5.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 354 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	27.6			99

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Молекулярна фізика й термодинаміка. Рівняння теплового балансу. Робота. Потужність. Коефіцієнт корисної дії (ККД).

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати комплексні розрахункові задачі, що поєднують у собі використання понять роботи, потужності й рівняння теплового балансу.

Дано:
$P=4,6\ \text{кВт}$
$\triangle t=10\ ^\circ\text{С}$
$\triangle \tau=10\ \text{хв}$
$m=6\ \text{кг}$
$c=460\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot \text{К})$

1. Знайти:
$Q(\text{кДж})\ -\ ?$

Виділена під час тертя теплота витрачається на нагрівання верстата, тому можна скористатися рівнянням теплового балансу для її визначення: $$ Q=cm\triangle t=460\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot \text{К}}\cdot 6\ \text{кг}\cdot 10\ ^\circ\text{С}=27600\ \text{Дж}=27,6\ \text{кДж}. $$

2. Знайти:
$\text{ККД}_{max}(\text{%})\ -\ ?$

ККД можна визначити як відношення виконаної тепловою машиною роботи $A$ до отриманої нею енергії $Q$: $$ \text{ККД}=\frac{A}{Q}\cdot 100\ \text{%}. $$

Кількість енергії, що отримує верстат від двигуна, можна обчислити за його потужністю: $$ P=\frac{Q_{\text{вит}}}{\tau}, $$ де $Q_{\text{вит}}$ – витрачена верстатом енергія, а $\tau$ – час роботи верстата.

\begin{gather*} Q_{\text{вит}}=P\tau=4,6\ \text{кВт}\cdot 10\ \text{хв}=4600\ \text{Вт}\cdot 600\ \text{с}=\\[7pt] =2760000\ \text{Дж}=2760\ \text{кДж}. \end{gather*}

На виконання корисної роботи $A$ піде вся енергія, передана верстату двигуном крім тої, що буде витрачена на нагрівання від тертя, тому: $$ A=Q_{\text{вит}}-Q=2760\ \text{кДж}-27,6\ \text{кДж}=2732,4\ \text{кДж}. $$

Тоді ККД дорівнюватиме: $$ \text{ККД}=\frac{A}{Q_{\text{вит}}}\cdot 100\ \text{%}=\frac{2732,4\ \text{кДж}}{2760\ \text{кДж}}\cdot 100\ \text{%}\approx 99\ \text{%}. $$

Відповідь: 1. 27,6. 2. 99.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 355 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	0.4			1.6

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Закони збереження в механіці.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння понять імпульсу руху, кінетичної енергії й уміння використовувати закони збереження.

Дано:
$m_{\text{платф}}=20\ \text{т}$
$m_{\text{слон}}=5\ \text{т}$
$v_{\text{слон після}}=2\ \text{м/с}$

1. Знайти:
$v_{\text{платф після}}\ -\ ?$

За законом збереження імпульсу, коли слон починає рухатися, то платформа також має почати рухатися. Швидкість платформи буде напрямлено в протилежний від швидкості руху слона бік. Адже до початку руху імпульс як платформи, так і самого слона дорівнює нулю, бо нулю дорівнюють їхні швидкості.

Імпульс розраховують за формулою $$ \overrightarrow{p}=m\overrightarrow{v}, $$ де $m$ – це маса тіла, а $\overrightarrow{v}$ – його швидкість.

Для розрахунку імпульсу платформи необхідно враховувати як її власну масу, так і масу слона на ній, тоді за законом збереження імпульсу \begin{gather*} (m_{\text{платф}}+m_{\text{слон}})\overrightarrow{v}_{\text{платф до}}+m_{\text{слон}}\overrightarrow{v}_{\text{слон до}}=\\[7pt] (m_{\text{платф}}+m_{\text{слон}})\overrightarrow{v}_{\text{платф після}}\overrightarrow{v}_{\text{слон після}}+m_{\text{слон}}\overrightarrow{v}_{\text{слон після}}=0;\\[7pt] (m_{\text{платф}}+m_{\text{слон}})\overrightarrow{v}_{\text{платф після}}=-m_{\text{слон}}\overrightarrow{v}_{\text{слон після}}. \end{gather*}

Після проєктування попереднього рівняння на напрямок руху слона можна скласти такі вирази: \begin{gather*} (m_{\text{платф}}+m_{\text{слон}})v_{\text{платф після}}=m_{\text{слон}}v_{\text{слон після}};\\[6pt] v_{\text{платф після}}=\frac{m_{\text{слон}}v_{\text{слон після}}}{(m_{\text{платф}}+m_{\text{слон}})}=\frac{5\ \text{т}\cdot 2\ \text{м/с}}{25\ \text{т}}=0,4\ \text{м/с}. \end{gather*}

2. Знайти:
$E_{\text{кін плат}}\ -\ ?$

Кінетичну енергію можна обчислити за виразом: $$ E_{\text{кін}}=\frac{mv^2}{2}. $$

Кінетична енергія платформи залежить тільки від її власної маси і швидкості, якої вона набула після того як слон почав рухатися: \begin{gather*} E_{\text{кін плат}}=\frac{mv^2}{2}=\frac{20\ \text{т}\cdot (0,4\ \text{м/с})^2}{2}=\\[6pt] =\frac{20000\ \text{кг}\cdot (0,4\ \text{м/с})^2}{2}=1600\ \text{Дж}=1,6\ \text{кДж}. \end{gather*}

Відповідь: 1. 0,4. 2. 1,6.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 356 з 1301

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: Оптика. Світло, як електромагнітна хвиля.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципів поширення світла крізь різні середовища й оптичні прилади.

1 Природне світло складається з багатьох хвиль, випромінених різними атомами. Через це в пучку природного світла існує безліч напрямків коливання вектора напруженості електричного поля. Під час поляризації замість хаотичного розподілу напрямків у пучку світла залишається лише той напрямок (або напрямки), які потрібні. Для поляризації використовують спеціальні фільтри – поляроїди (або поляризатори, рис. 1).

Рис. 1. Принцип роботи поляризатора

Поляризатор працює як щілина, що пропускає лише коливання певного напрямку. Якби електромагнітні хвилі були поздовжніми, то поляризатор не вносив би ніяких змін, але зафіксовано зміни в інтенсивності в експериментах (адже велика частина променів відбивається поляризатором). Тому світло може бути лише поперечною хвилею.

2 Світло, що падає на більшість предметів навколо, відбивається від них. Відбиті промені потрапляють на око, фокусуються кришталиком на сітківку, звідки сигнали через зоровий нерв передаються на обробку в мозок.

3 Принцип роботи лінзи полягає в заломленні променів на двох вигнутих поверхнях. Залежно від типу лінзи й початкової форми променя після проходження лінзи пучок може сфокусуватися в певній точці, розсіятися чи навіть стати паралельним. На рисунку 2 схематично зображено принцип роботи збиральної лінзи, на яку падає паралельний пучок.

Рис. 2. Принцип роботи збиральної лінзи

4 Сонце – це одне з найбільш широкочастотних джерел випромінювання. Воно випромінює всі електромагнітні хвилі – від радіохвиль і до γ-випромінювання. Через це спектр сонця неперервний. Проте деякі гази поглинають кванти світла з дуже специфічними частотами. Тоді в неперервному спектрі утворюються темні смуги на місці цих поглинутих квантів (рис. 3).

Рис. 3. Вигляд лінійчастих спектрів поглинання

Відповідь: 1В, 2Г, 3Д, 4Б.

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

Завдання 357 з 1301

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: Електродинаміка. Електричний струм у різних середовищах.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципів роботи напівпровідникових приладів і вольтметра.

1 Термістор – це напівпровідниковий прилад для контролювання температури. Принцип його роботи базується на тому, що в напівпровідників зі збільшенням температури зменшується питомий опір, тому зміна температури приводить до зміни провідності.

2 Сонячна батарея – це прилад для перетворення сонячної енергії на електричну. Вони зазвичай складаються з напівпровідникових фотоелементів, що працюють на внутрішньому фотоефекті. Сонячні промені вибивають із напівпровідника n-типу електрони, і вони рухаються до напівпровідника p-типу, де об’єднуються з дірками в пари. Між p-напівпровідником і n-напівпровідником у результаті цього утворюється різниця потенціалів.

3 Вакуумний діод – це прилад з однобічною провідністю, що складається з резервуару, у якому утворено вакуум, і двох електродів. У резервуарі катод нагрівається ниткою розжарення, у результаті чого деякі електрони катода отримують кінетичну енергію, більшу за роботу виходу матеріалу. Тоді вони покидають катод. Якщо катод підключено до негативного полюса джерела, а анод – до позитивного, то електрони, що утворилися внаслідок термоелектронної емісії, починають рухатися до анода, тобто через діод тече струм. Якщо полюси джерела підключити навпаки, то електрони затримуватиме поле на катоді.

4 Стрілочний вольтметр – це прилад для вимірювання напруги. Він складається з постійного магніту, усередині якого закріплено рамку. За підключення вольтметра в коло зі струмом по рамці починає текти струм, вона обертається. Обертання рамки зі струмом під дією магнітного поля постійного магніту через спеціальні кріплення, що складаються зі спіральних пружин і півосей, передаються стрілці, яка вказує на значення на шкалі.

Відповідь: 1Г, 2А, 3В, 4Д.

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

Завдання 358 з 1301

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 термодинаміки. Внутрішня енергія і способи її зміни. Способи теплопередачі.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння різних механізмів теплопередачі й уміння виявляти необхідний механізм теплопередачі в щоденних ситуаціях.

1 Конвекція – це вид теплопередачі, за якого тепло переносять потоки рідини або газу. Прикладом застосування конвекції є принцип обігрівання приміщень радіаторами. Радіатори передають тепло найближчим шарам повітря. Густина теплих шарів повітря зменшується, і вони починають підніматися вгору, витісняючи холодніші шари повітря вниз, де вони починають нагріватися. Під час підйому теплі шари повітря також передають тепло холоднішим. Коли ж вони досягають верху приміщення, стають суттєво холоднішими за шари повітря, тільки-но нагріті радіаторами. Тож конвекція триває.

2 Теплопровідність – це вид теплопередачі, зумовлений хаотичним рухом частинок речовини й не супроводжуваний перенесенням цієї речовини. Теплопровідність – це один із основних способів утрати теплоти в організмів. Саме тому організми, особливо морські тварини, часто мають прошарок жиру під шкірою. Адже питома теплоємність води майже вчетверо більша, ніж питома теплоємність повітря, а отже змушуватиме тіла віддавати більше енергії.

3 Механічна робота – це фізична величина, яка характеризує зміну механічного стану тіла. Одним із найпоширеніших прикладів зміни внутрішньої енергії в результаті виконання роботи є нагрівання під час тертя.

4 Випромінювання – це вид теплопередачі, за якого енергія передається за допомогою електромагнітних хвиль. Сонячні промені – це сукупність електромагнітних хвиль різної частоти. Коли вони досягають поверхні, то вона поглинає їх. Унаслідок цього збільшується її внутрішня енергія і температура.

Відповідь: 1В, 2Б, 3А, 4Г.

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

Завдання 359 з 1301

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 динаміки. Сила. Момент сили. Потенціальна енергія.

Завдання скеровано на оцінювання вміння пояснювати щоденні процеси за допомогою фізичних законів.

У завданні наведено такі формули:

А Вираз для опису роботи сили тяжіння.

Б Вираз для потенціальної енергії деформованого тіла.

В Вираз для визначення сили тертя.

Г Рівняння моментів сил для стану рівноваги.

Д Вираз для закону Архімеда.

1 Під час розтягування гумової нитки виникає сила пружності, тож розтягування можна описати виразом для потенціальної енергії деформованого тіла (Б).

2 Під час падіння поле тяжіння Землі виконує роботу над тілом. Тому цей процес можна описати виразом для роботи сили тяжіння (А).

3 Під час ковзання черевика по підлозі між ними виникає сила тертя ковзання, що можна описати виразом В.

4 Тіло перебуватиме в положенні рівноваги (плаватиме на поверхні, у товщі рідини або на дні), якщо сила Архімеда, що виштовхує його з рідини, дорівнюватиме силі тяжіння, що діє на нього. Тому процес можна описати виразом Д.

Відповідь: 1Б, 2А, 3В, 4Д.

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

Завдання 360 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Елементи теорії відносності. Атом та атомне ядро. Квантові постулати Бора.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння постулатів Бора і їхнього застосування для опису процесів випромінювання і поглинання.

Модель атома Бора є вдосконаленням планетарної моделі. Один із головних недоліків планетарної моделі такий:
якщо описувати рух електронів навколо ядра законами класичної механіки, то вони б постійно наближались до ядра і з часом упали б на нього. Такий атом не може існувати.

Тому Бор сформулював постулати:

1) атомна система може перебувати лише в особливих стаціонарних (квантових) енергетичних станах, кожному з яких відповідає певне значення енергії; у стаціонарному стані атом не випромінює енергію;

2) під час переходу з одного стаціонарного енергетичного стану (з енергією $E_k$) в інший (з енергією $E_n$) атом випромінює або поглинає квант електромагнітної енергії: $$ hv=|E_k-E_n|. $$

Квант електромагнітної хвилі має специфічну частоту, для видимого випромінювання це означає, що випромінений квант на спектрах випромінювання виглядає як вузька кольорова смужка. У спектрі поглинання поглинутий квант виглядає як вузька темна смужка (рис. 1).

Рис. 1. Вигляд лінійчастих спектрів поглинання і випромінювання

Відповідь: Б.

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

Завдання 361 з 1301

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 вміння застосовувати знання про фотоефект і його особливості під час аналізування роботи приладів, на ньому заснованих (фоторезисторів).

Фоторезистор – це прилад для вимірювання освітленості. Принцип його роботи ґрунтується на залежності провідності напівпровідників від освітленості.

Опір напівпровідників зменшується зі збільшенням освітленості, тому фоторезистор у темряві матиме більший опір, ніж освітлений.

Опір фоторезисторів а і б можна визначити за законом Ома: $$ I=\frac{U}{R}. $$

Значення сили струму $I$ й напруги $U$ можна дізнатися з графіка. На графіку, наведеному в умові завдання, не зазначено одиниці вимірювання напруги й сили струму, тому можна вважати, що їх вимірюють в умовних одиниця (у.о. $I$
й у.о. $U$ відповідно).

Для зручності потрібно визначити сили струму для напруги 3 у.о. $U$ \begin{gather*} U_a=U_b=3\ \text{у.о.}U;\\[7pt] I_a=3\ \text{у.о.}I;\\[7pt] I_b=1\ \text{у.о.}I.\\[7pt] \end{gather*}

Тоді можна розрахувати опір, одиницею якого є умовна одиниця опору (у.о. $R$): \begin{gather*} R_a=\frac{U_a}{I_a}=\frac{3\ \text{у.о.}U}{3\ \text{у.о.}I}=1\ \text{у.о.}R;\\[6pt] R_b=\frac{U_b}{I_b}=\frac{3\ \text{у.о.}U}{1\ \text{у.о.}I}=3\ \text{у.о.}R;\\[6pt] R_b=3R_a. \end{gather*}

Тому $b$ – це фоторезистор у темряві, а $a$ – освітлений.

Відповідь: Г.

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

Завдання 362 з 1301

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 363 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Оптика. Закони відбивання заломлення і поглинання світла. Лінза. Дифракційна ґратка.

Завдання скеровано на оцінювання вміння застосовувати знання про дифракцію і закони геометричної оптики під час аналізу прикладів із життя.

Дифракція – це явище огинання хвилями перешкод.

У разі проходження крізь лінзу фотоапарата електромагнітна хвиля заломлюється, тобто всі процеси відбуваються за законами геометричної оптики. Натомість дифракція – це явище хвильової оптики.

Світлофільтр поглинає частину електромагнітних хвиль, які потрапляють на нього, у результаті чого він пропускає частоти лише певного діапазону. Огинання перешкод у цьому процесі не відбувається.

Під час рентгеноструктурного аналізу рентгенівський промінь падає на кристалічну ґратку. Її можна розглядати як природну дифракційну ґратку, у якій відстані між атомами є прозорими ділянками, а самі атоми – непрозорими. У цьому разі відбувається дифракція, і за утвореною дифракційною картиною аналізують досліджувану поверхню.

Під час перегляду стереофільмів одночасно транслюють дві версії фільму, зняті під невеликим кутом одна до одної. За допомогою окулярів зі спеціальними фільтрами зображення, зняте для лівого ока, блокують на правому й навпаки. Після чого мозок обробляє два різних зображення, отримані з двох очей, і збирає об’ємну картину. Дифракція при цьому не відбувається.

Відповідь: B.

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

Завдання 364 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Оптика. Прямолінійність поширення світла в однорідному середовищі.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципів освітлення точковими і протяжними джерелами.

Півтінь – це область простору, освітлена деякими з наявних точкових джерел світла або частиною протяжного джерела.

Якщо джерело світла точкове й випромінює в усіх напрямках, то та частина променів, що потрапляє на непрозоре тіло, ніяк не може потрапити у простір за ним (рис. 1).

Рис. 1. Утворення повної тіні під час освітлювання точковим джерелом

Якщо тіло освічують кілька точкових джерел, то для кожного з них відбувається те саме. Але оскільки джерела розташовані на певній відстані одне від одного, то кути, під якими утворюватимуться конуси їхніх тіней, трохи відрізнятимуться. Там, де всі конуси перекриваються, утворюється тінь, а в усіх інших областях (де перекривається лише частина конусів або й узагалі лише один) утворюється півтінь (рис. 2).

Рис. 2. Утворення півтіні під час освітлення кількома точковими джерелами

Коли джерело протяжне, то можна вважати кожну точку його площі окремим точковим джерелом, тому за такого освітлення також утворюватиметься півтінь (рис. 3).

Рис. 3. Утворення півтіні під час освітлення протяжним джерелом

Відповідь: Б.

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

Завдання 365 з 1301

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 366 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Закони збереження в механіці. Пружне зіткнення

Завдання скеровано на оцінювання розуміння законів збереження енергії і меж їхньої застосовності.

Нехай $m_1$ – маса кулі 1, а $m_2$ – маса кулі 2, і нехай до удару швидкість кулі 1 – $v_1$.

Затим потрібно розглянути три положення кулі 2. У точці A швидкість дорівнюватиме $v(A)$, у точці B – $v(B)$ і в точці C – $v(C)$. Точки A й C – це крайні точки коливання кулі 2, у них вона змінює напрямок свого руху, отже $v(A) = v(С) = 0$. Точка B – середина відрізка AC, тому швидкість руху кулі в цій точці максимальна, а $v(B) – v_{max}$.

За законом збереження кінетичної енергії сума кінетичної енергії до зіткнення двох куль дорівнюватиме її сумі після. Тому потрібно розглянути два варіанти: перший для точок A й C, де швидкість кулі 2 дорівнює нулю, і другий для точки B, де її швидкість максимальна.

Для A й C: \begin{gather*} \frac{m_1v_1^2}{2}=\frac{m_1v_1^{'2}}{2}+\frac{m_2v_2^{'2}};\\[6pt] v_2^{'}=\sqrt{\frac{m_1(v_1^2-v_1^{'2})}{m_2}}. \end{gather*}

Для B: \begin{gather*} \frac{m_1v_1^2}{2}+\frac{m_2v_2^2}{2}=\frac{m_1v_1^{'2}}{2}+\frac{m_2v_2^{'2}};\\[6pt] v_2^{'}=\sqrt{\frac{m_1(v_1^2-v_1^{'2})}{m_2}+v_2^2}. \end{gather*}

Вираз $v_2^{'}$ для точки B завжди буде більшим, ніж вираз для точок A й C, якщо швидкість першої кулі однакова в усіх ситуаціях.

Відповідь: Б.

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

Завдання 367 з 1301

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 368 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електричний струм у різних середовищах. Електричний струм у напівпровідниках. Електронно-дірковий перехід.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципу роботи p-n переходу й основних його особливостей.

Зменшення опору зі збільшенням температури й освітленості є важливими особливостями напівпровідників.

p-n-Перехід – це ділянка контакту двох напівпровідників із різними типами провідності. Їхньою головною особливістю є одностороння провідність. Під час прямого підключення p-напівпровідник із дірковою провідністю з’єднують із позитивним полюсом джерела, а n-напівпровідник – із негативним полюсом. У такому разі електрони з напівпровідника n-типу рухаються до позитивного полюса джерела, а дірки з напівпровідника p-типу рухаються до негативного полюса джерела. Цей рух проходить крізь p-n перехід, а отже потоку електронів у колі від одного полюса джерела до іншого нічого не заважає (рис. 1).

Рис. 1. Процеси в p-n переході під час прямого підключення

Якщо p-n перехід до джерела навпаки (негативний полюс до напівпровідника p-типу, а позитивний до напівпровідника n-типу), то дірки й електрони знову почнуть рухатися до протилежних полюсів джерела, але цього разу рух відбувається не крізь p-n перехід, а навпаки. Тому потік електронів між полюсами джерела в колі майже зупиняється (рис. 2).

Рис. 2. Процеси в p-n переході під час зворотного підключення

Відповідь: B.

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

Завдання 369 з 1301

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 370 з 1301

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 й послідовне з’єднання провідників.

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

Нехай $I$ – сила струму, що проходить у колі, а $U$ – напруга в ньому. Коло складено з двох послідовно з’єднаних пар резисторів, що підключено паралельно. Оскільки пари резисторів з’єднано послідовно, то в кожній із них сила струму дорівнюватиме силі струму в колі: $$ I_{\text{пара 1}}=I_{\text{пара 2}}=I. $$

Напругу в колі можна обчислити як суму напруг на кожній із пар: $$ U=U_{\text{пара 1}}+U_{\text{пара 2}}. $$

Усередині кожної пари резистори з’єднано послідовно, тому сила струму в парі дорівнюватиме сумі сил струму на кожному з резисторів: \begin{gather*} I_{\text{пара 1}}=I_{R=6\ \text{Ом}}+I_{R=3\ \text{Ом}};\\[7pt] I_{\text{пара 2}}=I_{R=24\ \text{Ом}}+I_{R=8\ \text{Ом}}. \end{gather*}

Напруга на кожному резисторі дорівнює напрузі на всій парі: \begin{gather*} U_{\text{пара 1}}=U_{R=6\ \text{Ом}}=U_{R=3\ \text{Ом}};\\[7pt] U_{\text{пара 2}}=U_{R=24\ \text{Ом}}=U_{R=8\ \text{Ом}}. \end{gather*}

Опір кожної пари резисторів розраховують за правилами паралельного з’єднання провідників: \begin{gather*} \frac{1}{R_{\text{пара 1}}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2};\\[6pt] \frac{1}{R_{\text{пара 2}}}=\frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_4};\\[6pt] R_{\text{пара 1}}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}=\frac{6\ \text{Ом}\cdot 3\ \text{Ом}}{6\ \text{Ом}+3\ \text{Ом}}=2\ \text{Ом};\\[6pt] R_{\text{пара 2}}=\frac{R_3R_4}{R_3+R_4}=\frac{24\ \text{Ом}\cdot 8\ \text{Ом}}{24\ \text{Ом}+8\ \text{Ом}}=6\ \text{Ом}. \end{gather*}

Тоді можна розрахувати напругу на кожній парі за законом Ома: \begin{gather*} I=\frac UR;\\[6pt] U_{\text{пара 1}}=I_{\text{пара 1}}R_{\text{пара 1}}=IR_{\text{пара 1}}=2I\ (\text{В});\\[7pt] U_{\text{пара 2}}=I_{\text{пара 2}}R_{\text{пара 2}}=IR_{\text{пара 2}}=6I\ (\text{В}). \end{gather*}

Тоді за законом Ома можна обчислити силу струму на кожному з резисторів: \begin{gather*} I_{R=6\ \text{Ом}}=\frac{U_{R=6\ \text{Ом}}}{R_1}=\frac{U_{\text{пара 1}}}{R_1}=\frac{2I}{6}=\frac 13 I;\\[6pt] I_{R=3\ \text{Ом}}=\frac{U_{R=3\ \text{Ом}}}{R_2}=\frac{U_{\text{пара 1}}}{R_2}=\frac{2I}{3}=\frac 23 I;\\[6pt] I_{R=24\ \text{Ом}}=\frac{U_{R=24\ \text{Ом}}}{R_2}=\frac{U_{\text{пара 2}}}{R_3}=\frac{6I}{24}=\frac 14 I;\\[6pt] I_{R=8\ \text{Ом}}=\frac{U_{R=8\ \text{Ом}}}{R_4}=\frac{U_{\text{пара 2}}}{R_4}=\frac{6I}{8}=\frac 34 I. \end{gather*}

Відповідь: B.

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

Завдання 371 з 1301

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 372 з 1301

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 373 з 1301

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. Властивості газів, рідин і твердих тіл. Змочування.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння поняття змочування і вміння визначити його за виглядом краплі рідини.

Вид краплі на столі залежить від того, є рідина змочувальною чи незмочувальною.

Якщо рідина змочувальна, то сила взаємодії молекул рідини з молекулами поверхні є більшою, ніж сила взаємодії між сусідніми молекулами рідини. А якщо рідина незмочувальна, то навпаки. Тоді в капілярах поруч зі стінками рідина буде прагнути до того, щоби розтектися по його стінках, тому утворюватиметься увігнутий купол (меніск). Коли поверхня води рівна, то її потенціальна енергія мінімальна, а утворений увігнутий купол збільшує її. Рідина завжди прямуватиме до мінімуму потенціальної енергії, тобто вона намагатиметься вирівнятись, а тому підніматиметься вгору по капіляру.

Для незмочувальної рідини процес відбувається у зворотному напрямку, тому утворюється опуклий меніск і стовпчик рідини в капілярі опускається нижче.

Отже рідина, описана в завданні, – незмочувальна.

Незмочувальні рідини на поверхнях намагаються утворити сферичні краплі і зменшити площу контактування з поверхнею, але під дією сили тяжіння вони трохи деформуються, і замість однієї точки контактування з поверхнею (як у разі сфери), виникає невеликий зріз.

Відповідь: B.

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

Завдання 374 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Методи реєстрування йонізувального випромінювання. Насичена й ненасичена пара.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння принципу роботи камери Вільсона.

Перенасичена пара – це пара, тиск якої є вищим порівняно з тиском насиченої пари за цих самих умов.

Камеру Вільсона використовують як прилад для реєстрування йонізувального випромінювання. Усередині камери зазвичай міститься пара спирту. Коли йонізувальні частинки проходять крізь камеру, за ними утворюється ланцюжок зі сконденсованих крапель. Для того, щоб ефект був помітним, пара спирту в камері має бути перенасиченою.

Для цього поршень камери швидко опускають, тим самим збільшуючи її об’єм. Через це газ всередині не встигає обмінятися теплом із середовищем, а отже має змінити свою внутрішню енергію – охолодитися. Пара, що була всередині камери, теж охолоджується. Оскільки тиск насиченої пари за зниження температури зменшується, то тиск пари спирту, тиск якої не змінився, може перевищити його. Так і утворюється перенасичена пара в камері Вільсона.

Відповідь: B.

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

Завдання 375 з 1301

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. Основи термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів.

Завдання скеровано на оцінювання вміння застосовувати перший закон термодинаміки до ізопроцесів.

За першим законом термодинаміки $$ Q=\triangle U+A, $$ де $Q$ – отримане системою тепло, $\triangle U$ – зміна внутрішньої енергії, $A$ – виконана системою робота.

Ізотермічний процес – процес змінювання стану газу деякої маси, що відбувається за незмінної температури. Тобто $$ \triangle U=0, $$ і перший закон термодинаміки має: $$ Q=A. $$

Ізобарний процес – процес змінювання стану газу деякої маси, що відбувається за незмінного тиску. Тоді перший закон термодинаміки має вигляд: $$ Q=\triangle U+A. $$

Ізохорний процес – процес змінювання стану газу деякої маси, що відбувається за незмінного об’єму. Робота в такому процесі не виконується, тому перший закон термодинаміки має вигляд: $$ Q=\triangle U. $$

Адіабатний процес – це процес, який відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем. Тобто $Q = 0$ і перший закон термодинаміки має вигляд: $$ \triangle U+A=0. $$

А отже $$ A=-\triangle U. $$

Цей вираз описує роботу, що відбувається за рахунок зміни внутрішньої енергії.

Відповідь: A.

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

Завдання 376 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Вимірювальні пристрої.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння фізичних принципів роботи вимірювальних пристроїв.

Термометр – це прилад для вимірювання температури. Він працює завдяки тому, що деякі речовини за сталого тиску суттєво змінюють свій об’єм за зміни температури (ртуть чи спирт розширюються за збільшення температури і звужуються за її зменшення).

Психрометр – це прилад для вимірювання відносної вологості. Принцип його роботи такий: у корпусі приладу є два термометри. Кінець одного з них зазвичай обгорнутий вологою тканиною. Вода з тканини завжди випаровується, і швидкість випаровування залежить від вологості повітря навколо. Відповідно, для вимірювання відносної вологості фіксують покази сухого й вологого термометрів і за допомогою спеціальних таблиць виконують необхідні розрахунки.

Барометр – це прилад для вимірювання атмосферного тиску. У завданні зображено безводний барометр (анероїд). На рисунку 1 зображено конструкцію такого приладу. Усередині анероїда є камера з гофрованою поверхнею (1), із якої відкачано повітря. За високого атмосферного тиску кришка коробки сильно опускається, а за низького – піднімається. До кришки за допомогою пружини кріпиться стрілка (2). Тому, коли кришка камери піднімається чи опускається, пружина деформується, і стрілка починає рухатись по шкалі (3).

Рис. 1. Конструкція барометра-анероїда

Динамометр – це прилад для вимірювання сили. Зазвичай динамометр складається із пружини і шкали. Коли на кінець пружини діє сила, то за законом Гука пружина розтягується: $$ F=kx. $$

Тому, якщо відомий коефіцієнт жорсткості k пружини, то за значенням її видовження x можна визначити й силу, що його спричиняє.

Відповідь: B.

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

Завдання 377 з 1301

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. Властивості газів, рідин і твердих тіл.

Завдання скеровано на оцінювання розуміння процесу випаровування.

Температура речовини прямо пропорційна до її внутрішньої енергії. Тому, коли рідина охолоджується, то зменшується її внутрішня енергія.

Випаровування – це процес пароутворення з поверхні рідини, що відбувається за будь-якої температури.

Під час випаровування також зменшується внутрішня енергія тіла, адже молекули з найбільшою швидкістю покидають поверхню рідини. Ці молекули мають вищу кінетичну енергію порівняно з більшістю інших.

Внутрішню енергію можна обчислити як суму кінетичних енергій усіх молекул i потенціальних енергій їхніх взаємодій, тому втрата багатьох молекул із високою кінетичною енергією суттєво знизить її, а отже і приведе до зниження температури тіла.

Тому, якщо налити в чашку гарячий чай, то спочатку температура рідини знижуватиметься за рахунок теплообміну й випаровування. Згодом, коли чай набуде тієї самої температури, що й навколишнє середовище, теплообмін припиниться, а випаровування – ні. Тобто охолодження чаю триватиме, і його температура трохи знизиться.

Відповідь: Б.

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

Завдання 378 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Маса. Густина. Умова плавання тіл.

Завдання скеровано на оцінювання вміння розв’язувати розрахункові задачі про умови плавання тіл, розуміння понять густини й маси.

На шматочок льоду у воді діє виштовхувальна сила Архімеда. Тож об’єм, зафіксований до того, як лід розтанув, – це сума об’єму води й об’єму частини кубика льоду, що перебувала під водою.

Щоби шматочок льоду плавав, сила Архімеда, яка діє на його занурену частину, має дорівнювати силі тяжіння, що діє на нього: $$ F_{\text{Архімеда}}=F_{\text{тяжіння}};\ \ (1) $$

Силу тяжіння, що діє на шматочок льоду, можна розрахувати за формулою: \begin{gather*} F_{\text{тяжіння}}=mg;\ \ (2)\\[7pt] F_{\text{тяжіння}}=10\ \text{г}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}=10^{-2}\ \text{кг}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}=0,1\ \text{H}. \end{gather*}

Тоді можемо знайти об’єм води, витіснений цим шматком льоду, знаючи вираз для розрахунку сили Архімеда: $$ F_{\text{Архімеда}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}gV,\ \ (3) $$ де $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}$ – густина рідини, $V$ – витіснений об’єм рідини.

Тоді можна виразити об’єм з (3): $$ V=\frac{F_{\text{Архімеда}}}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}g}= \frac{0,1\ \text{H}}{1000\ \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}}\cdot 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}=10^{-5}\ \text{м}^3=0,01\ \text{л}=10\ \text{мл}\ \ (4). $$

Тож певний рівень води в мензурці, що встановився на позначці 50 мл, зумовлений водою об’ємом 40 мл і льодом об’ємом 10 мл (він перебуває під водою і витісняє рідину).

Після того, як лід розтане, до води об’ємом 40 мл буде додано об’єм води, що утвориться з кубика льоду після його розтавання. Цей об’єм можна обчислити, знаючи, що під час танення маса речовини не змінюється, тож маса льоду дорівнюватиме масі води, що утвориться.

Вираз для густини води: $$ \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}=\frac{m}{V}.\ \ (5) $$

Тож, виразивши об’єм талої води з (5), дістанемо: $$ V=\frac{m}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\rho}}=\frac{0,01\ \text{кг}}{1000\ \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}}=10^{-5}\ \text{м}^3=0,01\ \text{л}=10\ \text{мл}.\ \ (6) $$

Тобто після танення льоду об’єм речовини в мензурці складається з об’єму води, що була там від початку (40 мл) і талої води об’ємом 10 мл, разом – 50 мл.

Відповідь: Б.

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

Завдання 379 з 1301

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 380 з 1301

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 381 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

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

Завдання скеровано на оцінювання розуміння фізичних понять, що стосуються рівномірного руху по колу, зокрема доцентрового прискорення.

Під час рівномірного руху по колу лінійна швидкість не змінюється. Проте лінійна швидкість – це скалярна величина, яку розраховують як середню шляхову швидкість криволінійного руху. Тобто твердження «лінійна швидкість не змінюється» означає, що модуль вектора швидкості під час рівномірного руху по колу залишається незмінним, натомість напрямок швидкості постійно змінюється, щоби підтримувати траєкторію руху (коло).

Вектор швидкості в кожен момент напрямлений по дотичній до кола, тож має змінювати свій напрямок під дією певного прискорення (адже дотична в кожній точці кола відрізнятиметься від дотичної в іншій точці).

Це прискорення може бути напрямлене лише перпендикулярно до вектора швидкості, адже в будь-якому іншому разі воно змінюватиме не лише напрямок, а й модуль вектора.

Рис. 1. Напрямок прискорення і швидкості під час руху по колу

Тож вектор прискорення під час рівномірного руху по колу завжди напрямлений до центра кола, а тому змушений змінювати свій напрямок щоразу, коли його змінює вектор швидкості. Доцентрове прискорення має постійний модуль, який можна обчислити за формулою $$ a=\frac{v^2}{r}, $$ де $v$ – лінійна швидкість руху, $r$ – радіус кола.

Відповідь: B.

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

Завдання 382 з 1301

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 383 з 1301

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 384 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Квантова фізика. Світлові кванти. Фотоефект і його закони. Рівняння Ейнштейна для фотоефекту.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати основні поняття теорії фотоефекту й уміння розв'язувати розрахункові задічі на застосування рівняння Ейнштейна для фотоефекту.

Дано:
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}=450\ \text{нМ}=450\cdot 10^{-9}\ \text{м}$
$h=4,14\cdot 10^{-15}\ \text{еВ}\cdot \text{с}$
$c=3\cdot 10^{8}\ \text{м/с}$
$A_{\text{вих}}=2,4\cdot \text{еВ}$

1. Знайти:
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}\ -\ ?$

Кулька заряджається позитивно завдяки фотоефекту.

Рівняння Ейнштейна $$ hv=A_{\text{вих}}+U_{\text{з}}\cdot e $$

Після того як кулька зарядиться максимально завдяки різниці потенціалу, електрони почнуть повертатися назад на кульку, тому максимальний потенціал дорівнює запірній напрузі $U_{\text{з}}$.

\begin{gather*} hv=A_{\text{вих}}+\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}e\\[6pt] \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=\frac{nv-A_{\text{вих}}}{e}\\[6pt] \style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\varphi}=\frac{4,14\cdot 10^{-15}\cdot \text{еВ}\cdot \text{с}\cdot 3\cdot 10^8\ \text{м/с}-2,4\cdot \text{е}\cdot \text{В}}{e}=0,36\ \text{В}. \end{gather*}

Відповідь: 0,36.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 385 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 386 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Електродинаміка. Основи електростатики. Коденсатори.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати дію електричного поля на заряд і розв'язувати задачі із застосуванням функціональних залежностей між основними фізичними величинами.

Напруженість однорідного електричного поля плоского конденсатора $$ E=\frac Ud $$

Сила iз якою це поле діє на електрон: $$ F=E\cdot q=E\cdot e. $$

З другого закону Нютона прискорення електрона $$ a=\frac Fm. $$

Звідти $$ a=\frac{U\cdot e}{d\cdot m_e} $$

Електрон у вертикальному напрямку рухається без початкової швидкості, тому $$ h=\frac{at^2}{2}. $$

Час руху обчислюють за формулою $$ t=\frac SV. $$

Дано:
$U=9\ \text{В}$
$d=10\ \text{см}=10^{-2}\ \text{м}$
$V=10^{7}\ \text{м/с}$
$S=10\ \text{см}=0,1\ \text{м}$
$e=1,6\cdot 10^{-19}\ \text{Кл}$
$m_e=9,1\cdot 10^{-31}\ \text{кг}$

Знайти:
$h\ -\ ?$

\begin{gather*} t=\frac{0,1\ \text{м}}{10^7\ \text{м/c}}=10^{-8}\ \text{c}\\[6pt] h=\frac{U\cdot e\cdot t^2}{d\cdot m^e\cdot 2}\\[6pt] h=\frac{9\ \text{В}\cdot 1,6\cdot 10^{-19}\ \text{Кл}\cdot 10^{-16}\ \text{с}^2}{10^{-2}\ \text{м}\cdot 9,1\cdot 10^{-31}\ \text{кг}\cdot 2}=0,79\cdot 10^{-2}\ \text{м}=7,9\ \text{мм}\approx 8\ \text{мм}. \end{gather*}

Відповідь: 8.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 387 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 388 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 389 з 1301

Впишіть відповідь:

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю (1 вид)
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 390 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	0.02			0

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Коливання і хвилі. Електромагнитні коливання і хвилі. Змінний електричний струм.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв'язувати розрахункові комбіновані задачі, для розв'язування яких використовуються поняття і закономірності із різних розділів фізики.

Дано:
$u=50\cos100\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}t$
$C = 2\ \text{мкФ}$
$t = \frac 34 T$
$V_2 = 9\ \text{В}$

1. Знайти:
$T(\text{с})\ -\ ?$

Періодична зміна напруги на конденсаторі $$ u=U_{max}\cos(wt). $$

За положенням у формулі \begin{gather*} U_{max}=50\ \text{В}\\[7pt] w=100\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}, \end{gather*} тому \begin{gather*} w=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{T}=100\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\\[6pt] T=\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{100\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}=0,02\ \text{с}. \end{gather*}

2. Знайти:
$q(\text{Кл})\ -\ ?$

Заряд на обкладках конденсатора змінюється за законом

\begin{gather*} q=Q_{max}\cos(wt)\\[6pt] U_{max}=\frac{q_{max}}{c}\rightarrow q_{max}=U_{max}\cdot C\\[6pt] q_{max}=50\ \text{В}\cdot 2\cdot 10^{-6}\ \text{Ф}=10^{-1}\ \text{Кл}\\[6pt] q=10^{-1}\cos\left(\frac{2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{T}\cdot \frac{3T}{4}\right)=10^{-4}\cdot \cos\frac{3\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}=0\ \text{Кл}. \end{gather*}

Відповідь: 1. 0,02. 2. 0.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 391 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	3			24

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 392 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	910			27

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Термодинаміка. Коефіцієнт корисної дії теплового двигуна і його максимальне значення.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв'язувати розрахункові задачі, застосовуючи функціональні залежності між основними фізичними величинами.

Дано:
$T_{\text{Н}}=373\ \text{К}$
$T_{\text{Х}}=273\ \text{К}$
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}=330\ \text{кДж/кг}$
$A_{\text{кор}}=110\ \text{кДж}$

Знайти:
$m(\text{г})\ -\ ?$
$\text{ККД}\ (\text{%})\ -\ ?$

ККД ідеальної теплової машини можна записати у двох формах: \begin{gather*} \text{ККД}=\frac{T_{\text{Н}}-T_{\text{Х}}}{T_{\text{Н}}}\cdot 100\ \text{%}\\[6pt] \text{і}\\[6pt] \text{ККД}=\frac{A_{\text{кор}}}{A_{\text{повна}}}\cdot 100\ \text{%}. \end{gather*} Корисна робота $A_{\text{кор}}$ передається робочому тілу, а різниця між корисною і повною роботою – холодильнику. Тобто енергію $Qx$, отриману холодильником, визначають за формулою \begin{gather*} Qx=A_{\text{кор}}\left(\frac{T_{\text{Н}}}{T_{\text{Н}}-T_{\text{Х}}}-1\right);\\[6pt] A_{\text{кор}}\left(\frac{T_{\text{Х}}}{T_{\text{Н}}-T_{\text{Х}}}\right);\\[6pt] Qx=A_{\text{повна}}-A_{\text{кор}};\\[6pt] Qx=\frac{A_{\text{кор}}\cdot 100\ \text{%}}{\text{ККД}}-A_{\text{кор}};\\[6pt] Qx=A_{\text{кор}}\left(\frac{100\ \text{%}}{\text{ККД}}-1\right);\\[6pt] Qx=A_{\text{кор}}\left(\frac{T_{\text{Н}}}{T_{\text{Н}}-T_{\text{Х}}}-1\right);\\[6pt] Qx=110\ \frac{\text{кДж}}{\text{кг}}\cdot \left(\frac{273\ \text{К}}{373\ \text{К}-273\ \text{К}}\right);\\[6pt] Qx=110\ \cdot 10^3\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}\cdot \left(\frac{273\ \text{К}}{100\ \text{К}}\right);\\[6pt] Qx=300,3\cdot 10^3\ \text{Дж}. \end{gather*} Рівняння теплового балансу для речовини під час плавлення: $$ Qx=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}m. $$ Тож

\begin{gather*} m=\frac{Qx}{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\lambda}}=\frac{300,3\cdot 10^3\ \text{Дж}}{330\ \text{кДж/кг}}=\frac{300,3\cdot 10^3\ \text{Дж}}{330\cdot 10^3\ \text{Дж}}=0,91\ \text{кг}=910\ \text{г}. \end{gather*}

Обчислення ККД ідеальної теплової машини:

\begin{gather*} \text{ККД}=\frac{T_{\text{Н}}-T_{\text{Х}}}{T_{\text{Н}}}\cdot 100\ \text{%}=\frac{373\ \text{К}-273\ \text{К}}{373\ \text{К}}\cdot 100\ \text{%}\approx 27\ \text{%}. \end{gather*}

Відповідь: 1. 910. 2. 27

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 393 з 1301

Впишіть відповіді:

1.			2.
	36			1.8

Перевірити Наступне Читати пояснення

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

Пояснення

ТЕМА: Механіка. Основи динаміки. Перший закон Ньютона. Механічна робота. Потужність.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв'язувати комбіновані розрахункові задачі на закони Ньютона й механічну роботу, потужність.

Дано:
$m=3\ \text{т}=3\ 000\ \text{кг}$
$V=72\ \text{км/год}=20\ \text{м/с}$
$\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}=0,06$
$g=10\ \text{м/с}^2$
$S=1\ \text{км}=10^3\ \text{м}$

1. Знайти:
$P(\text{кВт})\ -\ ?$

Спочатку треба записати перший закон Ньютона: $$ \overrightarrow{F}_{\text{тертя}}+N+\overrightarrow{F}_{\text{тяги}}+m\overrightarrow{g}=0. $$

Після цього перейти до проєкцій:
за віссю $Ox:\ -F_{\text{тертя}}+F_{\text{тяги}}=0$
$F_{\text{тяги}}=F_{\text{тертя}}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}N$
за віссю $Oy:\ N=mg$, тому $F_{\text{тяги}}=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}mg$.

Потужність

\begin{gather*} P=F_{\text{тяги}}\cdot V\\[7pt] P=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\mu}mgV\\[7pt] P=0,06 \cdot 3\cdot 10^3\ \text{кг}\cdot 10\ \text{м/с}^2\cdot 2\cdot 10\ \text{м/с}=36\ 000\ \text{Вт}=36\ \text{кВт}. \end{gather*}

2. Знайти:
$A(\text{МДж})\ -\ ?$

Робота

\begin{gather*} A=P\cdot t;\\[6pt] t=\frac SV\rightarrow A=\frac{PS}{V};\\[6pt] A=\frac{36\cdot 10^3\ \text{Вт}\cdot 10^3\ \text{м}}{20\ \text{м/с}}=1\ 800\ 000\ \text{Дж}=1,8\ \text{МДж} \end{gather*}

Відповідь: 1. 36. 2. 1,8.

Вид завдання: Завдання відкритої форми з короткою відповіддю, структуроване
Знайшли помилку? Пишіть на

Завдання 394 з 1301

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 395 з 1301

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 396 з 1301

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: Термодинаміка. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів.

Завдання скеровано на перевірку вміння роз'язувати розрахункові задачі на газові закони, роботу термодинамічного процесу, перший закон термодинаміки.

Перший закон термодинаміки: кількість теплоти $Q$, надана системі, використовується на зміну її внутрішньої енергії $\triangle U$ й на роботу системи $A$: $$ Q=\triangle U+A\ \ (1) $$

Робота в термодинаміці визначається зміною об'єму $\triangle V$: $$ A=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\eta}\triangle V\ \ (2) $$

Внутрішня енергія $$ \triangle U=\frac i2 R\triangle T\ \ (3) $$ змінюється прямопропорційно до зміни термператури.

1. Ізотермічне $T=const;\ \triangle T=0\rightarrow\ \text{з}\ (3)\ \triangle U=0$.
Розширення $V_2\gt V_1;\ \triangle V=V_2-V_1\gt 0\rightarrow\ (2)\ A\gt 0$.
З першого закону термодинаміки (1) $Q\gt 0$.
$Q\gt 0,\ A\gt 0$, отже, 1 – B.

2. Адіабатне $Q=0$.
Стискання $V_2\lt V_1,\ \triangle V\lt 0$, тому з (2) $A\lt 0$.
$Q=0,\ A\gt 0$, отже, 2 – Д.

3. Ізохорне $V=const,\ \triangle V=0,\ A=0$.
Охолодження $T_2\lt T_1,\ \triangle U\lt 0$, тому з (1) $Q\lt 0$.
$Q\lt 0,\ A=0$, отже, 3 – A.

4. Ізобарне $\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\eta}=const,\ \triangle V=0,\ A=0$.
Стискання $V_2\lt V_1,\ \triangle V\lt 0\rightarrow A\lt 0$з (2).
За законом Гей-Люссака залежність між об'ємом i температурою прямо пропорційна, тобто $T_2\lt T_2,\ \triangle T\lt 0$ з (3) $\triangle U\lt 0$, тому з (1) $Q\lt 0$.
$Q\lt 0,\ A\lt 0$, отже, 4 – Б.

Відповідь: 1B, 2Д, 3A, 4Б.

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

Завдання 397 з 1301

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 398 з 1301

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 399 з 1301

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 400 з 1301

Позначте відповіді:

А	Б	В	Г

Перевірити Наступні запитання Читати пояснення

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

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

№ лампи	\(I,\) A	\(U,\) B	\(R=\frac UI,\) Ом
1	0,4	6	15
2	0,25	2,5	10
3	0,3	6	20
4	0,25	3	12

Фізика

2