Офіційні завдання НМТ 2023 року з фізики — 20 завдань, 60 хв, максимум 32 балів. Відповідь до кожного завдання — під кнопкою «Відповідь». Перше завдання: «Укажіть із запропонованих можливу траєкторію руху тіла, модуль переміщення якого дорівнює …»
Укажіть із запропонованих можливу траєкторію руху тіла, модуль переміщення якого дорівнює 1 м, а шлях – 3 м.
А. півколо
Б. дві сторони квадрата
В. відрізок
Г. три сторони квадрата
Відповідь
Правильна відповідь: Г — три сторони квадрата
Завдання 2
Тіло рухається прямолінійно так, що модуль швидкості його руху протягом усього часу збільшується. Яким із-поміж наведених рівнянь залежності координати $x$ тіла від часу $t$ можна описати цей рух? Усі значення величин у рівняннях виражено в одиницях SI. Уважайте, що вісь координат $Ox$ паралельна траєкторії руху тіла.
А. $x = 5 - 2t^2$
Б. $x = 5 + 3t$
В. $x = 5 - 3t$
Г. $x = 5t - 2t^2$
Відповідь
Правильна відповідь: А — $x = 5 - 2t^2$
Завдання 3
Укажіть ситуацію, у якій сила тяжіння, що діє на тіло, виконує роботу.
А. книга лежить на столі
Б. крапелька води падає під час дощу
В. дерево плаває на поверхні озера
Г. штучний супутник рухається коловою орбітою навколо Землі
Відповідь
Правильна відповідь: Б — крапелька води падає під час дощу
Завдання 4
Укажіть із-поміж наведених назву процесу, під час якого середня кінетична енергія хаотичного руху молекул газу сталої маси зростає.
А. ізохорне охолодження
Б. ізотермічне стискання
В. адіабатне розширення
Г. ізобарне розширення
Відповідь
Правильна відповідь: Г — ізобарне розширення
Завдання 5
На рисунку зображено графік зміни температури $t$ олова сталої маси із часом $\tau$. Визначте проміжок часу, протягом якого тривало плавлення олова.
А. 52 с
Б. 92 с
В. 104 с
Г. 196 с
Відповідь
Правильна відповідь: В — 104 с
Завдання 6
Якщо заряд конденсатора зменшити вдвічі, то енергія електричного поля конденсатора
А. не зміниться
Б. збільшиться у 2 рази
В. зменшиться в 4 рази
Г. збільшиться в 4 рази
Відповідь
Правильна відповідь: В — зменшиться в 4 рази
Завдання 7
Електролітичною дисоціацією називають
А. розпад молекул на йони під впливом полярних молекул розчинника
Б. злиття різнойменних йонів у молекулу
В. утворення йонів під впливом йонізатора
Г. вивільнення електронів речовини під дією електромагнітного випромінювання
Відповідь
Правильна відповідь: А — розпад молекул на йони під впливом полярних молекул розчинника
Завдання 8
Позитивно заряджена кулька рухається в однорідному магнітному полі. Лінії магнітної індукції $\vec{B}$ магнітного поля та вектор швидкості руху частинки $\vec{v}$ напрямлені так, як зображено на рисунку. Укажіть напрямок сили, що діє на кульку.
А. угору у площині рисунка
Б. униз у площині рисунка
В. до вас перпендикулярно до площини рисунка
Г. від вас перпендикулярно до площини рисунка
Відповідь
Правильна відповідь: В — до вас перпендикулярно до площини рисунка
Завдання 9
Укажіть рівняння залежності зміщення $x$ тіла від часу $t$, яким можна описати гармонічні коливання тіла, амплітуда яких дорівнює 5 см, а період коливань становить 0,5 с. Усі значення фізичних величин у рівняннях виражено в одиницях SI.
А. $x = 5\sin(0{,}5\pi t)$
Б. $x = 5\sin(4\pi t)$
В. $x = 0{,}05\sin(\pi t)$
Г. $x = 0{,}05\sin(4\pi t)$
Відповідь
Правильна відповідь: Г — $x = 0{,}05\sin(4\pi t)$
Завдання 10
Обмотка 1 трансформатора містить більшу кількість витків, ніж його обмотка 2. Приладом змінного струму вимірюють напругу й силу струму в обмотках навантаженого трансформатора. Укажіть співвідношення між значеннями цих величин.
А. $U_1 > U_2,\ I_1 > I_2$
Б. $U_1 < U_2,\ I_1 > I_2$
В. $U_1 > U_2,\ I_1 < I_2$
Г. $U_1 < U_2,\ I_1 < I_2$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $U_1 > U_2,\ I_1 < I_2$
Завдання 11
Газ отримав унаслідок конвекції кількість теплоти $Q$, утратив унаслідок теплопровідності кількість теплоти $0{,}2Q$ і виконав під час розширення роботу $0{,}5Q$. Визначте, як і на скільки змінилася маса газу з погляду спеціальної теорії відносності (СТВ). Швидкість світла у вакуумі дорівнює $c$.
А. збільшилася на $\dfrac{1{,}7Q}{c^2}$
Б. збільшилася на $\dfrac{1{,}3Q}{c^2}$
В. збільшилася на $\dfrac{0{,}3Q}{c^2}$
Г. зменшилася на $\dfrac{0{,}7Q}{c^2}$
Відповідь
Правильна відповідь: В — збільшилася на $\dfrac{0{,}3Q}{c^2}$
Завдання 12
Під час ядерної реакції внаслідок опромінювання нейтронами атом $^{198}_{\;80}\mathrm{Hg}$ утрачає протон. Укажіть протонне (зарядове) число хімічного елемента, атом якого утворюється в цій реакції.
А. 81
Б. 80
В. 79
Г. 78
Відповідь
Правильна відповідь: В — 79
Завдання 13
На похилій стрічці транспортера, що рухається вгору, лежить брусок. Узгодьте силу (1–4), яка діє на брусок, із її напрямком (А – Д).
Сила
сила тяжіння з боку Землі
сила нормальної реакції стрічки транспортера
сила тертя з боку стрічки транспортера
сила опору повітря
Напрямок
А. у напрямку швидкості руху бруска
Б. перпендикулярно до напрямку швидкості руху бруска
В. під гострим кутом до напрямку швидкості руху бруска
Г. протилежно до напрямку швидкості руху бруска
Д. під тупим кутом до напрямку швидкості руху бруска
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Д, 2 — Б, 3 — А, 4 — Г
Завдання 14
Монохроматичне світло падає на поверхню металу й спричиняє фотоефект. Узгодьте фізичну величину (1–4) із характером її зміни (А – Д) унаслідок збільшення в 1,5 раза частоти світла, яке падає.
Величина
енергія фотона
довжина хвилі світла
робота виходу електрона з металу
затримуюча (запірна) напруга
Зміна
А. зменшиться в 1,5 раза
Б. збільшиться в 1,5 раза
В. зменшиться більш ніж в 1,5 раза
Г. збільшиться більш ніж в 1,5 раза
Д. не зміниться
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Б, 2 — А, 3 — Д, 4 — Г
Завдання 15
Маленька кулька масою 0,1 кг гойдається на нерозтяжній невагомій нитці завдовжки 1 м (див. рисунок). У момент проходження кулькою положення рівноваги сила натягу нитки становить 1,5 Н. Визначте, до якої максимальної висоти $h$ відносно положення рівноваги підіймається кулька. Уважайте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,25 м
Завдання 16
Визначте силу Архімеда, яка діє на тіло об'ємом 2 м³, повністю занурене в рідину густиною $10^3$ кг/м³. Уважайте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Відповідь запишіть у кілоньютонах (кН).
Відповідь
Правильна відповідь: 20 кН
Завдання 17
Для ізобарного нагрівання на 20 °C одноатомного ідеального газу необхідна кількість теплоти 2490 Дж. Визначте кількість речовини цього газу. Уважайте, що універсальна газова стала дорівнює 8,3 Дж/(моль·К). Відповідь запишіть у молях (моль).
Відповідь
Правильна відповідь: 6 моль
Завдання 18
Дріт довжиною 1,2 м та опором 10 Ом із незмінною площею поперечного перерізу приєднано кінцями до клем акумулятора. Вольтметр, приєднаний до довільної ділянки дроту завдовжки 24 см, показує напругу 1 В. Визначте силу струму в дроті. Відповідь запишіть в амперах (А).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,5 А
Завдання 19
Предмет розміщують на відстані 40 см від збиральної лінзи й отримують дійсне перевернуте зображення такого ж розміру, що й предмет. Яка фокусна відстань збиральної лінзи? Відповідь запишіть у сантиметрах (см).
Відповідь
Правильна відповідь: 20 см
Завдання 20
Радіоактивний Цезій-137, що накопичується на атомних електростанціях під час ядерної реакції, є одним із головних джерел радіоактивного забруднення довкілля. Період піврозпаду Цезію-137 становить 30 років. Через скільки років кількість атомів цього радіонукліда, що випадково потрапили у водойму, зменшиться в 32 рази?