Офіційні завдання ЗНО 2011 року з фізики — 36 завдань, 180 хв, максимум 55 балів. Відповідь до кожного завдання — під кнопкою «Відповідь». Перше завдання: «Координата тіла змінюється з часом згідно з рівнянням x = 12 - 5t, де всі величини виражен…»
Координата тіла змінюється з часом згідно з рівнянням $x = 12 - 5t$, де всі величини виражено в одиницях SI. Визначте координату цього тіла через 4 с після початку руху.
А. −20 м
Б. −8 м
В. 20 м
Г. 32 м
Відповідь
Правильна відповідь: Б — −8 м
Завдання 2
По паралельних прямолінійних ділянках двоколійної залізниці назустріч один одному рівномірно рухаються два потяги: пасажирський і товарний. Потяги проходять один повз одного протягом 20 с. Модуль швидкості пасажирського потяга дорівнює 25 м/с, а його довжина становить 160 м. Визначте модуль швидкості товарного потяга, якщо його довжина дорівнює 440 м.
А. 5 м/с
Б. 10 м/с
В. 15 м/с
Г. 20 м/с
Відповідь
Правильна відповідь: А — 5 м/с
Завдання 3
На рисунку зображено графіки залежності проекції швидкості $v_x$ чотирьох тіл ($A$, $Б$, $B$, $Г$), що рухаються вздовж осі $Ox$, від часу $t$. Укажіть тіло, яке пройшло найбільший шлях за 6 с.
А. тіло А
Б. тіло Б
В. тіло В
Г. тіло Г
Відповідь
Правильна відповідь: Г — тіло Г
Завдання 4
На рисунку зображено графік залежності проекції швидкості $v_x$ матеріальної точки, яка рухається вздовж осі $Ox$, від часу $t$. Укажіть ділянку графіка, на якій проекція на вісь $Ox$ рівнодійної усіх сил, прикладених до цієї точки, дорівнює нулю.
А. $AB$
Б. $BC$
В. $CD$
Г. $DE$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $BC$
Завдання 5
За допомогою системи блоків рівномірно піднімають вантаж масою $m = 4$ кг, прикладаючи силу $F = 25$ Н (див. рисунок). Вважайте, що $g = 10$ м/с². Коефіцієнт корисної дії такого механізму дорівнює
А. 20 %
Б. 50 %
В. 62,5 %
Г. 80 %
Відповідь
Правильна відповідь: Г — 80 %
Завдання 6
Газ стискають у посудині з рухомим поршнем. Укажіть графік, який правильно відображає залежність концентрації молекул газу (кількості молекул в одиниці об'єму) від об'єму.
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: А —
Завдання 7
Вертикальна циліндрична посудина з гелієм (молярна маса гелію дорівнює 4 г/моль), що зверху закрита легкорухомим поршнем масою 4 кг, знаходиться в повітрі, тиск якого становить 100 кПа. Маса гелію дорівнює 16 г, площа поперечного перерізу поршня становить 20 см². Визначте, на скільки збільшиться об'єм, який займе газ, якщо його нагріти на 6 К. Вважайте, що $g = 10$ м/с²; універсальна газова стала дорівнює 8,3 Дж/(моль·К).
А. 415 см³
Б. 830 см³
В. 1245 см³
Г. 1660 см³
Відповідь
Правильна відповідь: Г — 1660 см³
Завдання 8
На рисунку зображено графіки залежності тиску газу $p$ від об'єму $V$. Укажіть, який із цих графіків відповідає процесу, що відбувся при сталому тиску газу.
А. графік А
Б. графік Б
В. графік В
Г. графік Г
Відповідь
Правильна відповідь: Г — графік Г
Завдання 9
На рисунку зображено графік залежності абсолютної температури $T$ води масою $m$ від часу $t$ при здійсненні теплопередачі з постійною потужністю $P$. У момент часу $t = 0$ с вода була у твердому стані. За допомогою якого із зазначених виразів можна визначити питому теплоємність води в рідкому стані за результатами цього досліду?
А. $\dfrac{P\Delta t_5}{m\Delta T_3}$
Б. $\dfrac{P\Delta t_2}{m}$
В. $\dfrac{P\Delta t_3}{m\Delta T_2}$
Г. $\dfrac{P\Delta t_4}{m}$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $\dfrac{P\Delta t_3}{m\Delta T_2}$
Завдання 10
Для визначення поверхневого натягу рідини використали вертикально розміщену піпетку, радіус отвору якої становить 1 мм. Загальна маса 100 крапель, що витекли з піпетки, дорівнює 12,56 г. Визначте поверхневий натяг рідини. Вважайте, що в момент відриву від піпетки діаметр шийки краплі дорівнює діаметру отвору; $g = 10$ м/с²; $\pi = 3{,}14$.
А. 100 мН/м
Б. 200 мН/м
В. 314 мН/м
Г. 628 мН/м
Відповідь
Правильна відповідь: Б — 200 мН/м
Завдання 11
Під час нагрівання двох твердих тіл, одне з яких виготовлено з кристалічної, а інше з аморфної речовини, перехід у рідкий стан відбувається
А. для обох тіл різко при досягненні ними певної температури
Б. різко при досягненні певної температури лише тілом з кристалічної речовини
В. різко при досягненні певної температури лише тілом з аморфної речовини
Г. поступово для обох тіл, супроводжуючись підвищенням температури суміші речовини в рідкому і твердому стані
Відповідь
Правильна відповідь: Б — різко при досягненні певної температури лише тілом з кристалічної речовини
Завдання 12
Визначте, як зміниться сила кулонівської взаємодії двох точкових заряджених тіл, якщо відстань між ними зменшити в $n$ разів.
А. збільшиться в $n$ разів
Б. зменшиться в $n$ разів
В. зменшиться в $n^2$ разів
Г. збільшиться в $n^2$ разів
Відповідь
Правильна відповідь: Г — збільшиться в $n^2$ разів
Завдання 13
Порошинка масою 0,01 г, зарядом +5 мкКл і з початковою швидкістю, що дорівнює нулю, прискорюється електричним полем, розпочинаючи рух з точки електричного поля, потенціал якої дорівнює 200 В. Визначте потенціал точки, у якій швидкість порошинки дорівнюватиме 10 м/с.
А. 100 В
Б. 200 В
В. 300 В
Г. 400 В
Відповідь
Правильна відповідь: А — 100 В
Завдання 14
Стержні з металу і напівпровідника охолоджують на $\Delta T$ градусів кожен. Що при цьому відбувається з опором стержнів?
А. опір обох стержнів зменшиться
Б. опір обох стержнів збільшиться
В. опір стержня з металу зменшиться, а опір стержня з напівпровідника збільшиться
Г. опір стержня з металу збільшиться, а опір стержня з напівпровідника зменшиться
Відповідь
Правильна відповідь: В — опір стержня з металу зменшиться, а опір стержня з напівпровідника збільшиться
Завдання 15
На рисунку зображено графік залежності напруги $U$ на конденсаторі від його заряду $q$. Визначте ємність конденсатора.
А. $2 \cdot 10^{-5}$ Ф
Б. $5 \cdot 10^{-5}$ Ф
В. $1 \cdot 10^{-6}$ Ф
Г. $2 \cdot 10^{-6}$ Ф
Відповідь
Правильна відповідь: Г — $2 \cdot 10^{-6}$ Ф
Завдання 16
В електричному колі, схему якого зображено на рисунку, амперметр показує значення сили струму 4,4 А. Яке значення сили струму покаже амперметр, якщо змінити полярність джерела струму? Внутрішнім опором джерела і амперметра знехтуйте. Опір діода, увімкненого в прямому напрямку, вважайте рівним нулю.
А. 0,4 А
Б. 0,7 А
В. 1 А
Г. 8,1 А
Відповідь
Правильна відповідь: А — 0,4 А
Завдання 17
Протон, що влітає в однорідне магнітне поле зі швидкістю, напрям якої перпендикулярний до вектора магнітної індукції, рухатиметься по
А. прямій
Б. колу
В. спіралі
Г. гвинтовій лінії
Відповідь
Правильна відповідь: Б — колу
Завдання 18
Укажіть пристрій, у якому використовується явище виникнення сили, що діє на провідник у магнітному полі, коли через провідник тече електричний струм.
А. реостат
Б. лампочка розжарювання
В. електродвигун
Г. електрочайник
Відповідь
Правильна відповідь: В — електродвигун
Завдання 19
Під час резонансу відбувається істотне, порівняно з вільними коливаннями, зростання
А. частоти коливань
Б. періоду коливань
В. амплітуди коливань
Г. фази коливань
Відповідь
Правильна відповідь: В — амплітуди коливань
Завдання 20
У схемі електричного кола, зображеній на рисунку, лампочки 1 і 2 є однаковими. Під час замикання ключа $K$ лампочка 2 загорається на 0,5 с пізніше, ніж лампочка 1, тому що
А. дріт, з якого виготовлено котушку, має досить великий опір
Б. лампочка 2 знаходиться далі від джерела електрорушійної сили, ніж лампочка 1
В. у котушці виникає електрорушійна сила самоіндукції, що перешкоджає зростанню струму в ній
Г. електрони сповільнюються на ділянках кола, що вигинаються
Відповідь
Правильна відповідь: В — у котушці виникає електрорушійна сила самоіндукції, що перешкоджає зростанню струму в ній
Завдання 21
Предмет розташовано на відстані 1 м від збиральної лінзи з оптичною силою 2 дптр. Визначте відстань між лінзою та зображенням предмета.
А. 4 м
Б. 2 м
В. 1 м
Г. 0,5 м
Відповідь
Правильна відповідь: В — 1 м
Завдання 22
Тіло масою 0,5 кг коливається так, що проекція прискорення $a_x$ його руху змінюється з часом відповідно до рівняння $a_x = 6\sin\dfrac{2\pi}{10}t$. Визначте проекцію на вісь $Ox$ сили, що діє на тіло, у момент часу $\dfrac{5}{6}$ с.
А. 0 Н
Б. 1,5 Н
В. 2,5 Н
Г. 3 Н
Відповідь
Правильна відповідь: Б — 1,5 Н
Завдання 23
У вакуумі ядро випромінює два електрони в протилежних напрямках зі швидкістю $0{,}8c$, де $c$ – швидкість світла у вакуумі. Який вираз описує збільшення відстані між електронами в системі відліку, пов'язаній з ядром?
А. $2ct$
Б. $0{,}98ct$
В. $ct$
Г. $1{,}6ct$
Відповідь
Правильна відповідь: Г — $1{,}6ct$
Завдання 24
Ізотоп якого елемента утвориться з радіоактивного ізотопу Торію $^{230}_{\ 90}\mathrm{Th}$ після його чотирьох α-розпадів і одного β-розпаду?
А. $^{218}_{\ 85}\mathrm{At}$
Б. $^{214}_{\ 83}\mathrm{Bi}$
В. $^{218}_{\ 86}\mathrm{Rn}$
Г. $^{214}_{\ 84}\mathrm{Po}$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $^{214}_{\ 83}\mathrm{Bi}$
Завдання 25
Максимальну довжину світлової хвилі, що падає на поверхню металу, при перевищенні якої не відбувається фотоефект, називають
А. фіолетовою межею фотоефекту
Б. синьою межею фотоефекту
В. червоною межею фотоефекту
Г. зеленою межею фотоефекту
Відповідь
Правильна відповідь: В — червоною межею фотоефекту
Завдання 26
Машина рухається прямолінійно зі швидкістю $\vec{v}$. Установіть відповідність між модулями миттєвих швидкостей точок колеса машини відносно землі та буквами, якими позначено відповідні точки на рисунку. Кут $\alpha = 30°$. Колесо не проковзує.
Модуль швидкості
$0$
$v$
$\sqrt{2}\,v$
$\sqrt{3}\,v$
Точка
А. точка А
Б. точка Б
В. точка В
Г. точка Г
Д. точка Д
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — А, 2 — Д, 3 — Б, 4 — В
Завдання 27
Установіть відповідність між назвою технічного пристрою і фізичним явищем, що лежить в основі принципу його дії.
Пристрій
лампа розжарювання
генератор змінного струму
ванна для електролізу
компас
Явище
А. взаємодія постійних магнітів
Б. явище самоіндукції
В. явище електромагнітної індукції
Г. хімічна дія струму
Д. теплова дія струму
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Д, 2 — В, 3 — Г, 4 — А
Завдання 28
Гармонічні коливання відбуваються за законом $x = 0{,}4\cos\left(4\pi t + \dfrac{\pi}{3}\right)$, де всі величини виражено в одиницях SI. Установіть відповідність між фізичними величинами, що характеризують коливання, та їх значеннями в одиницях SI.
Величина
амплітуда
початкова фаза
період
циклічна частота
Значення
А. 0,5
Б. $\dfrac{\pi}{3}$
В. 2
Г. 0,4
Д. $4\pi$
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Г, 2 — Б, 3 — А, 4 — Д
Завдання 29
Скориставшись даними таблиці, установіть відповідність між характеристиками світлових хвиль і середовищем, у якому поширюється світло. Швидкість світла у вакуумі дорівнює $3 \cdot 10^8$ м/с.
Речовина
Алмаз
Бензол
Кіновар
Повітря
Спеціальне скло
Показник заломлення
2,4
1,5
3,0
1,0
2,0
Характеристики хвилі
частота $5 \cdot 10^{14}$ Гц, довжина хвилі 200 нм
частота $4 \cdot 10^{14}$ Гц, довжина хвилі 500 нм
частота $5 \cdot 10^{14}$ Гц, довжина хвилі 250 нм
частота $6 \cdot 10^{14}$ Гц, довжина хвилі 500 нм
Середовище
А. алмаз
Б. бензол
В. кіновар
Г. повітря
Д. спеціальне скло
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — В, 2 — Б, 3 — А, 4 — Г
Завдання 30
Маса планети Z удвічі більша за масу Землі, а її діаметр удвічі менший від діаметра Землі. Визначте співвідношення періодів обертання $\dfrac{T_Z}{T_З}$ штучних супутників планет Z і Земля, що рухаються по колових орбітах на невеликій висоті.
Відповідь
Правильна відповідь: 0,25
Завдання 31
Школяр масою 50 кг, стоячи на гладенькому льоду, кидає ядро масою 5 кг під кутом 60° до горизонту зі швидкістю 8 м/с. Якої швидкості набуває школяр? Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,4 м/с
Завдання 32
На рисунку в системі координат $p, T$ зображено замкнутий цикл 12341 теплової машини, у якої робочим тілом є ідеальний газ. Визначте співвідношення $\dfrac{A_{1-2}}{A_{3-4}}$ абсолютних значень робіт газу на ділянках 1–2 і 3–4.
Відповідь
Правильна відповідь: 1
Завдання 33
В електричному колі, схему якого зображено на рисунку, опір резисторів $R_1 = 30$ Ом, $R_2 = 60$ Ом, $R_3 = 30$ Ом і $R_4 = 40$ Ом. Визначте напругу на резисторі $R_4$, якщо сила струму в резисторі $R_3$ дорівнює 20 мА. Відповідь запишіть у вольтах (В).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,4 В
Завдання 34
На рисунку зображено графік залежності магнітного потоку $\Phi$, що пронизує замкнутий контур з провідника, від часу $t$. Визначте модуль електрорушійної сили, що індукується в контурі. Відповідь запишіть у вольтах (В).
Відповідь
Правильна відповідь: 4 В
Завдання 35
Маятник з дуже легким маркером на кінці закріплено на рухомому іграшковому автомобілі. Маятник коливається в площині, перпендикулярній напрямку руху автомобіля. Довжина маятника дорівнює 0,1 м. Маркер залишив на столі слід, зображений на рисунку. Визначте швидкість автомобіля. Вважайте, що $g = 10$ м/с², $\pi = 3{,}14$. Відповідь округліть до сотих. Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,32 м/с
Завдання 36
Лампа $A$ розташована між двома вертикальними плоскими дзеркалами (див. рисунок), кут між якими дорівнює 45°. Скільки зображень утворюють дзеркала?
