Офіційні завдання ЗНО 2014 року з фізики — 36 завдань, 180 хв, максимум 56 балів. Відповідь до кожного завдання — під кнопкою «Відповідь». Перше завдання: «На рисунку зображено графік залежності проекції швидкості v_x автомобіля, що рухається пря…»
На рисунку зображено графік залежності проекції швидкості $v_x$ автомобіля, що рухається прямолінійно, від часу $t$. У якому інтервалі часу модуль прискорення є мінімальним?
А. від 0 до 10 с
Б. від 30 до 40 с
В. від 20 до 30 с
Г. від 10 до 20 с
Відповідь
Правильна відповідь: Г — від 10 до 20 с
Завдання 2
Важіль може вільно обертатися навколо осі без тертя; його шкалу поділено на однакові поділки. Спочатку важіль було зрівноважено без важків та вантажу, а потім – із ними: два важки по 100 г підвішено на 4-й поділці ліворуч від осі, а вантаж – на 1-й поділці праворуч від осі. Важіль у рівновазі. Визначте масу вантажу.
А. 0,8 кг
Б. 0,5 кг
В. 0,2 кг
Г. 0,05 кг
Відповідь
Правильна відповідь: А — 0,8 кг
Завдання 3
Два тіла – перше масою 50 г і друге масою 100 г – зв'язані ниткою та лежать на гладкій горизонтальній поверхні. Із якою найбільшою горизонтальною силою можна тягнути перше тіло, щоб нитка не розірвалася? Нитка витримує натяг 6 Н.
А. 4 Н
Б. 6 Н
В. 9 Н
Г. 12 Н
Відповідь
Правильна відповідь: В — 9 Н
Завдання 4
Дві однакові пластилінові кульки підвішено на нерозтяжних, невагомих нитках однакової довжини $L$, які закріплено в одній точці. Одну з кульок відхилили на кут 90° від вертикалі (див. рисунок) і відпустили. На яку висоту піднімуться кульки після непружної взаємодії? Розміром кульок знехтуйте.
А. $\dfrac{L}{2}$
Б. $\dfrac{L}{4}$
В. $\dfrac{3L}{4}$
Г. $L$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $\dfrac{L}{4}$
Завдання 5
Ліве коліно U-подібної трубки відкрито, а праве запаяно. Трубка частково заповнена водою (див. рисунок). Укажіть правильне співвідношення між значеннями тиску в точках $A$, $B$, $C$, $D$. Зміною тиску повітря залежно від висоти знехтуйте.
А. $p_A < p_C < p_B < p_D$
Б. $p_A < p_B < p_C < p_D$
В. $p_B < p_A < p_C < p_D$
Г. $p_D < p_C < p_B < p_A$
Відповідь
Правильна відповідь: А — $p_A < p_C < p_B < p_D$
Завдання 6
Який процес дає змогу перевести ідеальний газ певної маси зі стану 1 у стан 2 (див. рисунок) у системі координат $pT$, де $p$ – тиск, $T$ – температура?
А. ізотермічний
Б. ізохорний
В. ізобарний
Г. адіабатний
Відповідь
Правильна відповідь: Б — ізохорний
Завдання 7
Ідеальний газ, отримавши від нагрівника деяку кількість теплоти $Q$, ізобарно розширюється й виконує роботу $A$. Чому дорівнює зміна внутрішньої енергії газу?
А. $Q$
Б. $QA$
В. $Q - A$
Г. $A$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $Q - A$
Завдання 8
Визначте роботу, яку виконує ідеальний газ під час процесів 1–2–3, що відображені на графіку (див. рисунок).
А. 180 кДж
Б. 150 кДж
В. 100 кДж
Г. 50 кДж
Відповідь
Правильна відповідь: Б — 150 кДж
Завдання 9
Крапля води набула заряду $4 \cdot 10^{-12}$ Кл. Яка сила діє на краплю з боку електричного поля Землі напруженістю 90 В/м?
А. 0,036 нН
Б. 0,225 нН
В. 0,36 нН
Г. 2,25 нН
Відповідь
Правильна відповідь: В — 0,36 нН
Завдання 10
Два плоскі повітряні конденсатори однакової електричної ємності з'єднані послідовно, як зображено на рисунку. Як зміниться ємність системи конденсаторів, якщо їх занурити в гліцерин? Уважайте, що діелектрична проникність гліцерину дорівнює 42.
А. збільшиться в 42 рази
Б. зменшиться в 42 рази
В. збільшиться у 84 рази
Г. зменшиться у 84 рази
Відповідь
Правильна відповідь: А — збільшиться в 42 рази
Завдання 11
На якому графіку правильно відображено залежність опору металевих провідників від температури?
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: В —
Завдання 12
Визначте, як зміниться кількість теплоти, що виділяється за одиницю часу в провіднику з постійним електричним опором, якщо силу струму в колі збільшити в 4 рази.
А. зменшиться в 4 рази
Б. збільшиться у 2 рази
В. збільшиться у 8 разів
Г. збільшиться в 16 разів
Відповідь
Правильна відповідь: Г — збільшиться в 16 разів
Завдання 13
Укажіть правильний запис одиниці індуктивності провідника, вираженої через основні одиниці SI.
А. $\dfrac{\text{кг}\cdot\text{м}^2}{\text{А}^2\cdot\text{с}^2}$
Б. $\dfrac{\text{кг}\cdot\text{м}^2}{\text{А}\cdot\text{с}^2}$
В. $\dfrac{\text{кг}\cdot\text{м}}{\text{А}\cdot\text{с}^2}$
Г. $\dfrac{\text{кг}\cdot\text{м}^2}{\text{А}\cdot\text{с}^3}$
Відповідь
Правильна відповідь: А — $\dfrac{\text{кг}\cdot\text{м}^2}{\text{А}^2\cdot\text{с}^2}$
Завдання 14
Тіло здійснює гармонічні коливання з періодом $T = 2$ с. Протягом половини періоду коливань через рівні проміжки часу виміряли (у см) зміщення $x$ тіла й одержали такі значення: 1; 0,7; 0; −0,7; −1. У якому рядку записано послідовність моментів часу (у секундах), що відповідає вказаній послідовності значень зміщення тіла? Уважайте, що $\sqrt{2} = 1{,}4$.
А. 0; 0,5; 1; 1,5; 2
Б. 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1
В. 90; 135; 180; 225; 270
Г. 0; 45; 90; 135; 180
Відповідь
Правильна відповідь: Б — 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1
Завдання 15
Яка фізична величина визначає висоту звуку?
А. амплітуда коливань
Б. фаза коливань
В. частота коливань
Г. швидкість звукової хвилі
Відповідь
Правильна відповідь: В — частота коливань
Завдання 16
Під час вільних незгасаючих електромагнітних коливань у коливальному контурі максимальна сила струму дорівнює 5 мА, а максимальна напруга на конденсаторі – 10 В. Визначте модуль напруги на конденсаторі в момент, коли сила струму в котушці дорівнює 3 мА.
А. 2 В
Б. 4 В
В. 6 В
Г. 8 В
Відповідь
Правильна відповідь: Г — 8 В
Завдання 17
На дзеркало в точку $O$ падає промінь під кутом 60°, як показано на рисунку. На який кут потрібно повернути дзеркало проти годинникової стрілки, щоб відбитий промінь попав у точку $A$? Вісь обертання проходить через точку $O$ перпендикулярно до площини рисунка.
А. 15°
Б. 30°
В. 90°
Г. 120°
Відповідь
Правильна відповідь: А — 15°
Завдання 18
Укажіть вид електромагнітного випромінювання, яке має найбільшу частоту.
А. видиме світло
Б. радіохвилі
В. інфрачервоне випромінювання
Г. рентгенівське випромінювання
Відповідь
Правильна відповідь: Г — рентгенівське випромінювання
Завдання 19
На поверхню тіла падає квант світла з частотою $\nu$. Чому дорівнює енергія $E$, яку може поглинути тіло?
А. $E = \dfrac{h\nu}{2}$
Б. $E = h\nu$
В. $E = \dfrac{5}{h\nu}$
Г. $E = 2h\nu$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $E = h\nu$
Завдання 20
У різних нуклідів хімічного елемента однаковою є
А. кількість нейтронів у ядрі
Б. кількість нуклонів у ядрі
В. кількість протонів у ядрі
Г. маса ядра
Відповідь
Правильна відповідь: В — кількість протонів у ядрі
Завдання 21
Тіло, рухаючись рівномірно по колу радіуса $R$, за час $t$ перемістилося з точки $C$ в точку $D$ (див. рисунок). Установіть відповідність між характеристикою (1–4) руху тіла та математичним виразом для її обчислення (А – Д).
Характеристика руху
модуль переміщення
шлях
швидкість
кутова швидкість
Математичний вираз
А. $\dfrac{\pi}{t}$
Б. $\dfrac{\pi R}{t}$
В. $\pi R$
Г. $2R$
Д. $\pi R^2$
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Г, 2 — В, 3 — Б, 4 — А
Завдання 22
Установіть відповідність між назвою процесу (1–4), що відбувається з ідеальним газом незмінної маси, та записом першого закону термодинаміки для цього процесу (А – Д), де $Q$ – кількість теплоти, надана газу, $A$ – робота над газом, $\Delta U$ – зміна внутрішньої енергії.
Назва процесу
ізотермічний
ізобарний
ізохорний
адіабатний
Запис першого закону термодинаміки
А. $Q = A + \Delta U$
Б. $Q = A$
В. $A = \Delta U$
Г. $\Delta U + A = 0$
Д. $\Delta U = Q$
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Б, 2 — А, 3 — Д, 4 — Г
Завдання 23
Установіть відповідність між фізичною величиною (1–4), що характеризує електричне поле, і її математичним виразом (А – Д), де $F$ – сила, $E$ – напруженість електричного поля, $\varepsilon$ – діелектрична проникність, $\varepsilon_0$ – електрична стала, $C$ – електрична ємність, $U$ – напруга, $W_\text{п}$ – потенціальна енергія, $q$ – електричний заряд.
Фізична величина
потенціал електричного поля
напруженість електричного поля
електроємність конденсатора
густина енергії електричного поля
Математичний вираз
А. $\dfrac{\vec{F}}{q}$
Б. $\dfrac{\varepsilon\varepsilon_0 E^2}{2}$
В. $\dfrac{CU^2}{2}$
Г. $\dfrac{W_\text{п}}{q}$
Д. $\dfrac{q}{U}$
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Г, 2 — А, 3 — Д, 4 — Б
Завдання 24
Установіть відповідність між рівнянням реакції розпаду (1–4) і назвою (А – Д) частинки $\mathrm{X}$, яка вилітає з ядра.
Тіло рухається вздовж осі $Ox$ так, що його координата змінюється з часом за законом $x = -8 + 8t - 2t^2$ (усі одиниці подано в системі SI). 1. У який момент часу від початку відліку тіло опиниться в початку координат ($x = 0$)? Відповідь запишіть у секундах (с).
Відповідь
Правильна відповідь: 2 с
Завдання 25.2
Тіло рухається вздовж осі $Ox$ так, що його координата змінюється з часом за законом $x = -8 + 8t - 2t^2$ (усі одиниці подано в системі SI). 2. Яку швидкість матиме тіло під час проходження точки з координатою $x = 0$? Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 0 м/с
Завдання 26.1
Підйомник гірськолижного курорту піднімає 45 лижників на висоту 2 км за 20 хв. Уважайте, що середня маса одного лижника дорівнює 70 кг, а прискорення вільного падіння $g = 10$ м/с². 1. Обчисліть корисну роботу, яку виконує підйомник. Відповідь запишіть у мегаджоулях (МДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 63 МДж
Завдання 26.2
Підйомник гірськолижного курорту піднімає 45 лижників на висоту 2 км за 20 хв. Уважайте, що середня маса одного лижника дорівнює 70 кг, а прискорення вільного падіння $g = 10$ м/с². 2. Обчисліть потужність двигуна підйомника. Відповідь запишіть у кіловатах (кВт).
Відповідь
Правильна відповідь: 52,5 кВт
Завдання 27
Визначте масу водяної пари в повітрі кімнати, якщо відносна вологість повітря становить 60 %. Густина насиченої пари дорівнює 20 г/м³, об'єм кімнати – 50 м³. Відповідь запишіть у грамах (г).
Відповідь
Правильна відповідь: 600 г
Завдання 28
З ідеальним одноатомним газом незмінної маси відбуваються процеси 1–2–3, що відображені на графіку (див. рисунок). Яку кількість теплоти отримав газ у процесах 1–2–3, якщо $p_0 = 1 \cdot 10^5$ Па, $V_0 = 2$ л? Відповідь запишіть у кілоджоулях (кДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 1,6 кДж або 4,3 кДж
Завдання 29
Щоб розширити межі вимірювання сили струму за допомогою амперметра, до нього паралельно під'єднують шунт – провідник з певним опором, через який проходить частина вимірюваного струму. Міліамперметр розраховано на вимірювання максимального струму $I_\text{мА} = 50$ мА; його внутрішній опір $R_\text{мА} = 10$ Ом. Обчисліть опір шунта, який дає змогу вимірювати струм $I$ до 5 А. Відповідь округліть до цілих. Відповідь запишіть у міліомах (мОм).
Відповідь
Правильна відповідь: 101 мОм
Завдання 30
У просторі, де одночасно існують взаємно перпендикулярні електричне та магнітне поля, рухається електрон. Обчисліть швидкість прямолінійного рівномірного руху електрона, якщо напруженість електричного поля становить 500 кВ/м, а індукція магнітного поля дорівнює 500 мТл. Відповідь запишіть у кілометрах за секунду (км/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 1000 км/с
Завдання 31
За допомогою електролізу отримали молекулярний водень об'ємом 11,2 л (н. у.). Визначте величину заряду, який повинен пройти крізь електроліт. Уважайте, що елементарний електричний заряд становить $1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл, а стала Авогадро дорівнює $6 \cdot 10^{23}$ моль−1. Відповідь запишіть у кілокулонах (кКл).
Відповідь
Правильна відповідь: 96 кКл
Завдання 32
Котушка індуктивністю 50 мкГн послідовно приєднана до конденсатора. Визначте ємність конденсатора, якщо контур резонує на довжину хвилі 600 м. Уважайте, що $\pi^2 = 10$. Відповідь запишіть у нанофарадах (нФ).
Відповідь
Правильна відповідь: 2 нФ
Завдання 33
На рисунку зображено графік коливань математичного маятника. Визначте довжину математичного маятника. Уважайте, що $\pi^2 = g$. Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 6,25 м
Завдання 34
Визначте швидкість руху електрона, за якої його імпульс дорівнює імпульсу фотона з довжиною хвилі 0,66 мкм. Уважайте, що стала Планка дорівнює $6{,}6 \cdot 10^{-34}$ Дж·с, маса електрона – $9 \cdot 10^{-31}$ кг. Відповідь округліть до десятих. Відповідь запишіть у кілометрах за секунду (км/с).
