Офіційні завдання ЗНО 2013 року з фізики — 34 завдання, 180 хв, максимум 56 балів. Відповідь до кожного завдання — під кнопкою «Відповідь». Перше завдання: «Хто може в розрахунках уважати Землю матеріальною точкою?…»
Хто може в розрахунках уважати Землю матеріальною точкою?
А. диспетчер, керуючи рухом літаків
Б. космонавт, готуючись до посадки космічного корабля на Землю
В. науковець, обчислюючи силу тяжіння між Землею та Марсом
Г. геолог, прогнозуючи місцезнаходження родовищ корисних копалин
Відповідь
Правильна відповідь: В — науковець, обчислюючи силу тяжіння між Землею та Марсом
Завдання 2
На рисунках зображено вектори миттєвої швидкості $\vec{v}$ та прискорення $\vec{a}$ тіла. У якому з випадків тіло може рівномірно рухатися по колу?
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: В —
Завдання 3
На якому з етапів руху автогонщик не зазнає перевантаження?
А. розгін відразу після старту
Б. рух зі сталою швидкістю прямою трасою
В. крутий поворот на великій швидкості
Г. гальмування перед зупинкою
Відповідь
Правильна відповідь: Б — рух зі сталою швидкістю прямою трасою
Завдання 4
Пружину жорсткістю $k$ розрізали на дві рівні частини. Визначте коефіцієнт жорсткості кожної з отриманих частин пружини.
А. $0{,}5k$
Б. $k$
В. $2k$
Г. $4k$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $2k$
Завдання 5
Тепловоз масою $M$, який рухався зі швидкістю $v$, зчіплюється з вагоном масою $m$, що рухається в тому самому напрямку зі швидкістю $u$. Якою буде їхня швидкість руху відразу після зчеплення?
А. $\dfrac{(M+m)(Mv+mu)}{M\cdot m}$
Б. $\dfrac{M(v+u)}{m}$
В. $\dfrac{m(v+u)}{M}$
Г. $\dfrac{Mv+mu}{M+m}$
Відповідь
Правильна відповідь: Г — $\dfrac{Mv+mu}{M+m}$
Завдання 6
У балоні міститься газ кількістю 0,01 моль. Скільки молекул газу в балоні? Уважайте, що стала Авогадро дорівнює $6 \cdot 10^{23}$ моль−1.
А. $10^{21}$
Б. $6 \cdot 10^{21}$
В. $10^{24}$
Г. $6 \cdot 10^{24}$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $6 \cdot 10^{21}$
Завдання 7
На рисунку зображено різні циклічні процеси в системі координат $p, V$ ($p$ – тиск, $V$ – об'єм), які здійснені газом сталої маси. Під час якого циклу газ виконав найбільшу роботу?
А. цикл А
Б. цикл Б
В. цикл В
Г. цикл Г
Відповідь
Правильна відповідь: В — цикл В
Завдання 8
Під час вимірювання відносної вологості повітря обидва термометри психрометра, вологий і сухий, показують однакову температуру. Це означає, що
А. повітря дуже сухе, відносна вологість дорівнює 0 %
Б. відносна вологість повітря дорівнює 50 %
В. відносна вологість повітря дорівнює 100 %
Г. температура повітря становить 0 °C
Відповідь
Правильна відповідь: В — відносна вологість повітря дорівнює 100 %
Завдання 9
Якщо занурити в широку посудину з рідиною скляний капіляр, рівень рідини в ньому встановиться вище, ніж у посудині. Яку форму матиме крапля цієї рідини на горизонтальній поверхні скла?
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: Г —
Завдання 10
З поверхні електрично нейтральної краплі рідини вилетів електрон. Потім крапля поглинула протон. Елементарний електричний заряд дорівнює $1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл. Обчисліть значення електричного заряду краплі після цих перетворень.
А. $-3{,}2 \cdot 10^{-19}$ Кл
Б. $-1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл
В. $1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл
Г. $3{,}2 \cdot 10^{-19}$ Кл
Відповідь
Правильна відповідь: Г — $3{,}2 \cdot 10^{-19}$ Кл
Завдання 11
На рисунку зображено схему електричного кола, що містить два однакових конденсатори і вимикач $K$. Перед початком експерименту конденсатор $C1$ було заряджено до напруги 10 В, а конденсатор $C2$ був розряджений. Після замикання вимикача $K$ напруга на обох конденсаторах набула однакового значення 5 В. Про збереження якої з фізичних величин свідчить цей дослід?
А. енергії
Б. заряду
В. напруженості
Г. напруги
Відповідь
Правильна відповідь: Б — заряду
Завдання 12
Дві лампи, які з'єднані послідовно, розраховано на однакову напругу і потужності $P_1 = 20$ Вт і $P_2 = 100$ Вт. Порівняйте кількості теплоти $Q_1$ і $Q_2$, що виділиться у відповідних лампах за однаковий проміжок часу. Залежність електричного опору від температури не враховуйте.
А. $\dfrac{Q_1}{Q_2} = 1$
Б. $\dfrac{Q_1}{Q_2} = 5$
В. $\dfrac{Q_1}{Q_2} = \dfrac{1}{5}$
Г. $\dfrac{Q_1}{Q_2} = \dfrac{1}{2}$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $\dfrac{Q_1}{Q_2} = 5$
Завдання 13
На фотографії металевий ключ під високою напругою: навколо його гострих країв і зубців у повітрі видно слабке фіолетово-біле світіння у вигляді тонких «голочок» (без іскор і дуги). Який вид розряду в газі зображено?
А. тліючий
Б. коронний
В. іскровий
Г. дуговий
Відповідь
Правильна відповідь: Б — коронний
Завдання 14
Дві ізольовані одна від одної котушки з мідного дроту намотані на спільне феромагнітне осердя (див. рисунок). По одній із котушок пропускають струм, який упродовж дослідження змінюється так, як зображено на графіку $I(t)$. Укажіть інтервал часу, протягом якого амперметр покаже найбільше значення сили струму.
А. 0–1
Б. 1–2
В. 2–4
Г. 4–5
Відповідь
Правильна відповідь: А — 0–1
Завдання 15
Електронний пучок утворює світлу пляму в центрі екрана осцилографа. Над центром екрана розмістили штабовий (прямий) магніт, північним полюсом донизу. Визначте, у який бік відхилиться пляма на екрані.
А. ліворуч
Б. праворуч
В. угору
Г. униз
Відповідь
Правильна відповідь: А — ліворуч
Завдання 16
Маятник настінного годинника здійснює коливання з частотою 2 Гц. Скільки разів за хвилину потенціальна енергія маятника набуває максимального значення?
А. 30
Б. 60
В. 120
Г. 240
Відповідь
Правильна відповідь: Г — 240
Завдання 17
На рисунку схематично зображено промінь світла, що перетинає головну оптичну вісь тонкої збиральної лінзи і падає на її поверхню. Укажіть подальший хід променя.
А. 1
Б. 2
В. 3
Г. 4
Відповідь
Правильна відповідь: Б — 2
Завдання 18
Забарвлення мильної бульбашки переважно залежить від
А. кольору мила, розчиненого у воді
Б. температури повітря, яким заповнена бульбашка
В. товщини мильної плівки
Г. діаметра мильної бульбашки
Відповідь
Правильна відповідь: В — товщини мильної плівки
Завдання 19
Червона межа фотоефекту для деякого металу, що є катодом фотоелемента, дорівнює $\lambda_\text{ч}$. Укажіть формулу для обчислення запірної (затримуючої) напруги $U_\text{з}$, яку треба прикласти до фотоелемента, щоб затримати електрони, які вилітають з металу під час опромінення його світлом із довжиною хвилі $\lambda$ ($\lambda < \lambda_\text{ч}$). $c$ – швидкість світла у вакуумі, $h$ – стала Планка, $e$ – заряд електрона.
А. $U_\text{з} = \dfrac{hc}{e}\left(\dfrac{1}{\lambda} - \dfrac{1}{\lambda_\text{ч}}\right)$
Б. $U_\text{з} = \dfrac{hc\lambda}{e\lambda_\text{ч}}$
В. $U_\text{з} = hce\left(\dfrac{1}{\lambda} - \dfrac{1}{\lambda_\text{ч}}\right)$
Г. $U_\text{з} = \dfrac{e\lambda_\text{ч}}{hc\lambda}$
Відповідь
Правильна відповідь: А — $U_\text{з} = \dfrac{hc}{e}\left(\dfrac{1}{\lambda} - \dfrac{1}{\lambda_\text{ч}}\right)$
Завдання 20
Визначте співвідношення між енергіями $E_1$ і $E_2$ фотонів, що їх випускають два джерела світла: перше – з довжиною хвилі 720 нм, друге – з довжиною хвилі 480 нм.
А. $E_1 = 2{,}25E_2$
Б. $E_1 = 1{,}5E_2$
В. $E_2 = 1{,}5E_1$
Г. $E_2 = 2{,}25E_1$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $E_2 = 1{,}5E_1$
Завдання 21
Установіть відповідність між рухом тіла та напрямком прискорення.
Рух тіла
падіння яблука з дерева в безвітряну погоду
рух м'яча, який летить угору під кутом до горизонту
гальмування автомобіля без зміни напрямку руху
рух штучного супутника Землі по коловій орбіті
Напрямок прискорення
А. протилежно до напрямку швидкості руху тіла
Б. під тупим кутом до напрямку швидкості руху тіла
В. у напрямку швидкості руху тіла
Г. під гострим кутом до напрямку швидкості руху тіла
Д. під прямим кутом до напрямку швидкості руху тіла
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — В, 2 — Б, 3 — А, 4 — Д
Завдання 22
Установіть відповідність між назвою ізопроцесу, що відбувається з ідеальним газом сталої маси, і графіком, який відповідає цьому процесу ($p$ – тиск, $V$ – об'єм, $T$ – температура).
Назва ізопроцесу
ізотермічне розширення
ізобарне нагрівання
ізохорне охолодження
ізотермічне стискання
Графік
А.
Б.
В.
Г.
Д.
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — А, 2 — В, 3 — Г, 4 — Б
Завдання 23
Установіть відповідність між видом випромінювання та його характеристикою.
Вид випромінювання
інфрачервоне
ультрафіолетове
рентгенівське
гамма-випромінювання
Характеристика
А. спричиняє засмагу
Б. застосовується в приладах нічного бачення
В. сприймається зором людини
Г. виникає в результаті гальмування швидких електронів на аноді
Д. виникає в результаті самочинного розпаду атомних ядер
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Б, 2 — А, 3 — Г, 4 — Д
Завдання 24
Установіть відповідність між досягненням фізичної науки та автором відкриття (видатним ученим, чий внесок був найбільш значущим).
Досягнення
вимірювання тиску світла
створення планетарної моделі атома
створення теорії фотоефекту
створення першого ядерного реактора
Автор
А. Лебедєв П.
Б. Резерфорд Е.
В. Ейнштейн А.
Г. Фермі Е.
Д. Рентген В.
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — А, 2 — Б, 3 — В, 4 — Г
Завдання 25
Озером пливуть два човни перпендикулярно один до одного зі швидкостями 3 м/с та 4 м/с відносно берега. Яка швидкість першого човна відносно другого? Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 5 м/с
Завдання 26
Повітряну кулю заповнено газом, густина якого в 6 разів менша за густину повітря. У скільки разів збільшиться допустима маса вантажу, який може підняти куля, якщо газ у ній підігріли, унаслідок чого його густина зменшилася ще удвічі? Вагою оболонки кулі знехтуйте.
Відповідь
Правильна відповідь: 1,1
Завдання 27
На рисунку в системі координат $p, T$ ($p$ – тиск, $T$ – температура) зображено замкнутий цикл 12341 теплової машини, у якої робочим тілом є ідеальний газ сталої маси. 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 28
Відкриту посудину з водою, температура якої дорівнює 20 °C, поставили на електроплиту. Через 8 хв вода закипіла. Скільки ще часу потрібно, щоб уся вода перетворилася на пару? Питома теплоємність води дорівнює 4200 Дж/(кг·К), питома теплота пароутворення води становить 2,1 МДж/кг. Витратами енергії на нагрівання посудини та навколишнього середовища знехтуйте. Відповідь запишіть у хвилинах (хв).
Відповідь
Правильна відповідь: 50 хв
Завдання 29
Сила струму, що виникає під час освітлення фотоелемента, дорівнює 10 мкА і в умовах цього досліду не залежить від навантаження. Фотоелемент приєднують до розрядженого конденсатора електроємністю 100 мкФ. Через який час напруга на конденсаторі становитиме 6 В? Відповідь запишіть у секундах (с).
Відповідь
Правильна відповідь: 60 с
Завдання 30
В електричному колі, схему якого зображено на рисунку, опори всіх резисторів однакові. Внутрішнім опором джерела струму можна знехтувати. Визначте, у скільки разів збільшиться сила струму в колі через джерело струму після замикання розімкненого ключа $K$.
Відповідь
Правильна відповідь: 1,2
Завдання 31
Після розмикання кола живлення котушки індуктивністю 2 Гн на клемах вимикача виникала електрорушійна сила (ЕРС) самоіндукції 300 В. Сила струму до розмикання кола становила 1,5 А. Уважаючи, що сила струму в колі змінювалася рівномірно, визначте час існування струму в котушці після розмикання кола. Відповідь запишіть у секундах (с).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,01 с
Завдання 32
Коливальний контур радіоприймача складається з конденсатора та котушки індуктивності. Радіоприймач фіксовано налаштовано на приймання радіостанції, що випромінює радіохвилі довжиною 4 м. Радіоаматор вирішив переналаштувати приймач на прийом іншої радіостанції і приєднав паралельно до конденсатора в коливальному контурі конденсатор утричі більшої електроємності. На яку довжину хвилі тепер налаштовано приймач? Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 8 м
Завдання 33
На дзеркало, розташоване під кутом 50° до горизонтальної поверхні столу, падає спрямований вертикально вниз промінь світла і відбивається (див. схематичний рисунок). Який кут утворює відбитий промінь із горизонтом? Відповідь запишіть у градусах (°).
Відповідь
Правильна відповідь: 10 °
Завдання 34
Коли людина знімає окуляри, їй зручно читати, тримаючи книжку на відстані 40 см від очей. Яка оптична сила її окулярів? Відстань найкращого бачення для нормального ока становить 25 см. Відповідь запишіть у діоптріях (дптр).
