Офіційні завдання ЗНО 2020 року з фізики — 42 завдання, 180 хв, максимум 64 балів. Відповідь до кожного завдання — під кнопкою «Відповідь». Перше завдання: «У якому з наведених прикладів рух тіла можна розглядати як рух матеріальної точки?…»
У якому з наведених прикладів рух тіла можна розглядати як рух матеріальної точки?
А. токар спостерігає обертання деталі, закріпленої у верстаті
Б. науковець вивчає рельєф поверхні Місяця
В. тренер спостерігає рух фігуриста, який виконує довільну програму
Г. диспетчер розраховує час польоту літака, що виконує рейс Київ – Львів
Відповідь
Правильна відповідь: Г — диспетчер розраховує час польоту літака, що виконує рейс Київ – Львів
Завдання 2
М'яч кинули під кутом до горизонту. На рисунку схематично показано послідовні положення м'яча через рівні проміжки часу за умови, що опору повітря немає. Укажіть правильне твердження.
А. у всіх точках траєкторії прискорення м'яча однакове
Б. прискорення мінімальне у верхній точці траєкторії
В. рух угору триває довше, ніж рух униз
Г. у кожній точці траєкторії швидкість і прискорення за напрямком збігаються
Відповідь
Правильна відповідь: А — у всіх точках траєкторії прискорення м'яча однакове
Завдання 3
Тіло рухається вздовж осі $Ox$. На рисунку зображено графік залежності проєкції швидкості руху $v_x$ тіла на цю вісь від часу $t$. Укажіть, протягом якого проміжку часу тіло рухається рівноприскорено зі збільшенням модуля швидкості руху в напрямку осі $Ox$.
А. 0–5 с
Б. 5–10 с
В. 10–15 с
Г. 20–25 с
Відповідь
Правильна відповідь: Б — 5–10 с
Завдання 4
Гумова куля, наповнена гелієм, підіймається вертикально вгору. На кулю діють сила тяжіння 2 Н, сила опору повітря 1 Н і сила Архімеда 4 Н. Визначте рівнодійну сил.
А. 1 Н
Б. 3 Н
В. 5 Н
Г. 7 Н
Відповідь
Правильна відповідь: А — 1 Н
Завдання 5
До точок 1, 2, 3 в площині прямокутної пластини прикладено сили $F_1 = 3$ Н, $F_2 = 5$ Н, $F_3 = 12$ Н відповідно (див. рисунок). Укажіть правильне співвідношення модулів моментів цих сил $M_1$, $M_2$, $M_3$ відносно осі, що проходить перпендикулярно до площини пластини через точку $O$.
А. $M_1 > M_3 > M_2$
Б. $M_1 > M_2 > M_3$
В. $M_3 > M_1 > M_2$
Г. $M_2 > M_3 > M_1$
Відповідь
Правильна відповідь: А — $M_1 > M_3 > M_2$
Завдання 6
Дві трубки із запаяними верхніми кінцями частково заповнено знизу водою. У якій із відповідей правильно вказано співвідношення між тиском повітря $p$ в точках A, B, C? Капілярні явища не враховуйте.
А. $p_\mathrm{A} < p_\mathrm{C} < p_\mathrm{B}$
Б. $p_\mathrm{A} < p_\mathrm{B} < p_\mathrm{C}$
В. $p_\mathrm{C} < p_\mathrm{A} < p_\mathrm{B}$
Г. $p_\mathrm{B} < p_\mathrm{A} < p_\mathrm{C}$
Відповідь
Правильна відповідь: А — $p_\mathrm{A} < p_\mathrm{C} < p_\mathrm{B}$
Завдання 7
Ідеальний газ незмінної маси переходить зі стану 1 у стан 3 так, як відображає графік залежності тиску $p$ від абсолютної температури $T$. Визначте графік залежності тиску $p$ від об'єму $V$, який відповідає цьому переходу.
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: А —
Завдання 8
У калориметр із водою, маса якої 1 кг, а температура 20 °C, поклали лід масою 1 кг за температури −30 °C. Уважайте, що питома теплоємність води дорівнює 4200 Дж/(кг·К), питома теплоємність льоду 2100 Дж/(кг·К), питома теплота плавлення льоду становить 330 кДж/кг, температура плавлення льоду 0 °C. Теплоємність калориметра та теплообмін із навколишнім середовищем не враховуйте. Після встановлення теплової рівноваги в калориметрі
А. частина води замерзне
Б. частина льоду розтане
В. весь лід розтане
Г. вся вода замерзне
Відповідь
Правильна відповідь: Б — частина льоду розтане
Завдання 9
Ідеальний газ сталої маси, отримавши від нагрівача деяку кількість теплоти $Q$, ізобарно розширюється й виконує роботу $A$. Чому дорівнює зміна внутрішньої енергії газу?
А. $Q$
Б. $Q - A$
В. $Q + A$
Г. $A$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $Q - A$
Завдання 10
Укажіть співвідношення між напруженостями $E_A$ та $E_B$ електростатичного поля, створеного позитивним точковим зарядом у точках $A$ і $B$ відповідно (див. рисунок). Уважайте, що відстань між лініями сітки, зображеними на рисунку, однакова, а заряд і точки лежать у площині рисунка.
А. $E_A = 4E_B$
Б. $E_A = 2E_B$
В. $E_B = E_A$
Г. $E_B = 2E_A$
Відповідь
Правильна відповідь: А — $E_A = 4E_B$
Завдання 11
На цоколі першої лампи написано «6 В; 0,4 А», другої – «2,5 В; 0,25 А», третьої – «6 В; 0,3 А», четвертої – «3 В; 0,25 А». Визначте, яка з ламп у робочому стані має найбільший опір.
А. перша
Б. друга
В. третя
Г. четверта
Відповідь
Правильна відповідь: В — третя
Завдання 12
Шерсть заряджається позитивно внаслідок тертя ебонітової палички об неї, тому що
А. електрони переходять з палички на шерсть
Б. протони переходять з палички на шерсть
В. електрони переходять із шерсті на паличку
Г. протони переходять із шерсті на паличку
Відповідь
Правильна відповідь: В — електрони переходять із шерсті на паличку
Завдання 13
Укажіть випадок, коли сила Ампера не діє на прямий провідник зі струмом $I$. Позначення: напрямок, перпендикулярний до площини рисунка, від вас – ×, до вас – ⊙; $N$ – північний полюс магніту, $S$ – південний полюс магніту; $\vec{B}$ – вектор магнітної індукції.
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: Б —
Завдання 14
На схематичному рисунку зображено лінії напруженості й еквіпотенціальні (з однаковим значенням потенціалу в усіх точках) поверхні електричного поля, створеного позитивно зарядженою кулею. Пробний позитивний електричний заряд поміщено в точку $O$ цього поля. Електричне поле виконує найменшу за модулем роботу під час перенесення пробного заряду з точки $O$ в точку
А. А
Б. Б
В. В
Г. Г
Відповідь
Правильна відповідь: Г — Г
Завдання 15
Пружинний маятник, зроблений із тягарця та гумової нитки, має період власних коливань $T$. Яким стане період власних коливань маятника, якщо гумову нитку скласти вдвоє і підвісити на ній той самий вантаж?
А. $\dfrac{1}{4}T$
Б. $\dfrac{1}{2}T$
В. $2T$
Г. $4T$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $\dfrac{1}{2}T$
Завдання 16
На рисунку наведено графік залежності електрорушійної сили (ЕРС) $e$ від часу $t$. Якою формулою задано залежність $e$ від $t$, у якій усі значення величин виражено в одиницях SI?
А. $e = 40\sin 2{,}5\pi t$
Б. $e = 40\sin 5\pi t$
В. $e = 80\cos 2{,}5\pi t$
Г. $e = 80\cos 5\pi t$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $e = 40\sin 5\pi t$
Завдання 17
На поверхні води в озері поширюється хвиля, частота коливань частинок у якій дорівнює 2 Гц. У певний момент часу паперовий кораблик перебуває в найвищому положенні на поверхні води. Визначте найменший проміжок часу, через який кораблик знаходитиметься в найнижчому положенні.
А. 0,25 с
Б. 0,5 с
В. 1 с
Г. 2 с
Відповідь
Правильна відповідь: А — 0,25 с
Завдання 18
На рисунку показано хід променів білого світла. Що розташовано за ширмою Ш?
А. плоске дзеркало
Б. збиральна лінза
В. дифракційні ґратки
Г. розсіювальна лінза
Відповідь
Правильна відповідь: Б — збиральна лінза
Завдання 19
Речовину почергово опромінюють пучками різних частинок, що мають невелику кінетичну енергію. Які із цих частинок можуть бути захоплені ядрами атомів?
А. α-частинки
Б. електрони
В. протони
Г. нейтрони
Відповідь
Правильна відповідь: Г — нейтрони
Завдання 20
З опромінюваного зеленим світлом катода фотоелемента щосекунди вилітають електрони кількістю $N_0$. Скільки електронів вилітатиме з нього щосекунди, якщо потужність джерела світла зменшити вдвічі?
А. $N_0$
Б. $\dfrac{\sqrt{2}}{2}N_0$
В. $\dfrac{1}{2}N_0$
Г. $\dfrac{1}{4}N_0$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $\dfrac{1}{2}N_0$
Завдання 21
Увідповідніть приклад руху тіла (1–4) зі змінами кінетичної $E_\mathrm{k}$ і потенціальної $E_\mathrm{p}$ енергій тіла під час цього руху (А – Д), визначеними відносно поверхні землі.
Приклад
кулька вільно падає вниз
м'ячик рухається вгору
парашутист рівномірно опускається на землю
літак летить на певній висоті зі сталою швидкістю
Зміна енергій
А. $E_\mathrm{k}$ збільшується, $E_\mathrm{p}$ зменшується
Б. $E_\mathrm{k}$ зменшується, $E_\mathrm{p}$ не змінюється
В. $E_\mathrm{k}$ зменшується, $E_\mathrm{p}$ збільшується
Г. $E_\mathrm{k}$ не змінюється, $E_\mathrm{p}$ зменшується
Д. $E_\mathrm{k}$ не змінюється, $E_\mathrm{p}$ не змінюється
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — А, 2 — В, 3 — Г, 4 — Д
Завдання 22
Увідповідніть процес (1–4) із причиною зміни внутрішньої енергії (А – Д) у ньому.
Процес
їжа нагрівається в мікрохвильовій печі
будинок охолоджується взимку через стіни
вода в каструлі кипить по всьому об'єму, хоча нагрівається на вогні лише знизу
людина тре долоні одна об одну, щоби зігрітися
Причина
А. виконання роботи
Б. випромінювання
В. конвекція
Г. конденсація
Д. теплопровідність
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Б, 2 — Д, 3 — В, 4 — А
Завдання 23
Доберіть до кожного виду самостійного газового розряду (1–4) його технічне застосування (А – Д).
Розряд
дуговий розряд
іскровий розряд
тліючий розряд
коронний розряд
Застосування
А. світіння неонових ламп і газосвітних трубок
Б. добування водню з води електролізом
В. електричне зварювання і різання металів
Г. очистка повітря від частинок диму й пилу
Д. підпалювання робочої суміші в циліндрі двигуна внутрішнього згоряння
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — В, 2 — Д, 3 — А, 4 — Г
Завдання 24
Паралельний монохроматичний пучок променів падає на оптичний прилад, який розташовано в повітрі. Установіть відповідність між оптичним приладом (1–4) і варіантом (А – Д) поширення пучка променів відразу після проходження ним цього приладу.
Прилад
тонка лінза, оптична сила якої позитивна ($D > 0$)
тонка лінза, оптична сила якої негативна ($D < 0$)
плоскопаралельна пластинка
плоске дзеркало
Пучок після приладу
А. розходиться, ніби виходить із точки
Б. сходиться, перетинаючись у точці
В. залишається паралельним і зберігає напрямок
Г. залишається паралельним, але змінює напрямок
Д. залишається паралельним, але звужується
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Б, 2 — А, 3 — В, 4 — Г
Завдання 25.1
Ідеальний газ під поршнем у закритій посудині перейшов зі стану 1 у стан 2 так, як зображено на графіку, який є частиною гіперболи, де $p$ – тиск, $V$ – об'єм. Унаслідок цього газ отримав від навколишнього середовища кількість теплоти $3 \cdot 10^5$ Дж. 1. Визначте кінцевий тиск (стан 2) ідеального газу. Відповідь запишіть у кілопаскалях (кПа).
Відповідь
Правильна відповідь: 50 кПа
Завдання 25.2
Ідеальний газ під поршнем у закритій посудині перейшов зі стану 1 у стан 2 так, як зображено на графіку, який є частиною гіперболи, де $p$ – тиск, $V$ – об'єм. Унаслідок цього газ отримав від навколишнього середовища кількість теплоти $3 \cdot 10^5$ Дж. 2. Яку роботу виконав газ? Відповідь запишіть у кілоджоулях (кДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 300 кДж
Завдання 26.1
Якщо вантаж $m$ невідомої маси підвісити до короткого плеча важеля, то його можна зрівноважити вантажем масою 400 г. Якщо вантаж $m$ підвісити до довгого плеча важеля, не змінюючи положення точки опори $O$, то його можна зрівноважити вантажем масою 900 г. Масою важеля знехтуйте. 1. Яка маса $m$ вантажу? Відповідь запишіть у грамах (г).
Відповідь
Правильна відповідь: 600 г
Завдання 26.2
Якщо вантаж $m$ невідомої маси підвісити до короткого плеча важеля, то його можна зрівноважити вантажем масою 400 г. Якщо вантаж $m$ підвісити до довгого плеча важеля, не змінюючи положення точки опори $O$, то його можна зрівноважити вантажем масою 900 г. Масою важеля знехтуйте. 2. Визначте відношення довжини більшого плеча важеля до меншого.
Відповідь
Правильна відповідь: 1,5
Завдання 27.1
Електричне коло складається із джерела струму (1), вольтметра (2), вимикача (3), амперметра (4), резисторів R1, R2 та реостата R3. Схему кола зображено на рисунку. Вимірявши силу струму й напругу (дослід 1), вимикач розімкнули (дослід 2) і змінили опір реостата так, щоби показ амперметра збігся з попереднім. Дослід 1 (вимикач замкнено): вольтметр показує 2 В, амперметр – 1,5 А. Дослід 2 (вимикач розімкнено): вольтметр показує 3 В, амперметр – 1,5 А. 1. Чому дорівнює напруга на резисторі R1 (дослід 1)? Відповідь запишіть у вольтах (В).
Відповідь
Правильна відповідь: 2 В
Завдання 27.2
Електричне коло складається із джерела струму (1), вольтметра (2), вимикача (3), амперметра (4), резисторів R1, R2 та реостата R3. Схему кола зображено на рисунку. Вимірявши силу струму й напругу (дослід 1), вимикач розімкнули (дослід 2) і змінили опір реостата так, щоби показ амперметра збігся з попереднім. Дослід 1 (вимикач замкнено): вольтметр показує 2 В, амперметр – 1,5 А. Дослід 2 (вимикач розімкнено): вольтметр показує 3 В, амперметр – 1,5 А. 2. Визначте опір резистора R1. Відповідь запишіть в омах (Ом).
Відповідь
Правильна відповідь: 4 Ом
Завдання 28.1
Спортсмен зробив постріл по мішені. Через 2,25 с після пострілу він почув звук удару кулі об мішень. Швидкість звуку в повітрі дорівнює 340 м/с. Рух кулі вважайте рівномірним прямолінійним зі швидкістю 680 м/с. 1. Чому дорівнює відношення часу польоту кулі до часу, за який звук удару дійшов від мішені до спортсмена?
Відповідь
Правильна відповідь: 0,5
Завдання 28.2
Спортсмен зробив постріл по мішені. Через 2,25 с після пострілу він почув звук удару кулі об мішень. Швидкість звуку в повітрі дорівнює 340 м/с. Рух кулі вважайте рівномірним прямолінійним зі швидкістю 680 м/с. 2. Визначте відстань від спортсмена до мішені. Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 510 м
Завдання 29
Тіло вільно падає без початкової швидкості з висоти 5 м. Одночасно з ним починає падати друге тіло, яке кидають вертикально вниз з висоти 10 м. Яка початкова швидкість має бути в другого тіла, щоб обидва тіла впали одночасно? Уважайте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 5 м/с
Завдання 30
Під час ізобарного нагрівання ідеальний одноатомний газ сталої маси виконав роботу 8 кДж. Яку кількість теплоти надано газу? Відповідь запишіть у кілоджоулях (кДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 20 кДж
Завдання 31
Середня потужність теплової машини 2 кВт. За дві години роботи машина отримала від нагрівача 24 МДж теплоти. Визначте коефіцієнт корисної дії (ККД) машини. Відповідь запишіть у відсотках (%).
Відповідь
Правильна відповідь: 60 %
Завдання 32
Щоби виготовити електроплитку зі спіраллю, опір якої становить 44 Ом, використали дріт із питомим опором $1{,}1 \cdot 10^{-6}$ Ом·м і площею поперечного перерізу 1 мм². Якою має бути довжина цього дроту? Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 40 м
Завдання 33
На рисунку зображено графік коливань математичного маятника. Визначте довжину математичного маятника. Уважайте, що $\pi^2 = g$ ($g$ – прискорення вільного падіння). Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 4 м
Завдання 34
Спочатку брусок, навантажений тягарцями, рівномірно тягли динамометром по горизонтальній рейці – динамометр показував 1 Н. Потім цей брусок разом із тягарцями зважили, підвісивши до того самого динамометра, – він показав 4 Н. Визначте за результатами вимірювань коефіцієнт тертя між бруском і рейкою.
Відповідь
Правильна відповідь: 0,25
Завдання 35
Обчисліть заряд, який проходить крізь поперечний переріз витка за зменшення магнітного потоку всередині нього на 20 мВб. Опір витка дорівнює 0,04 Ом. Відповідь запишіть у кулонах (Кл).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,5 Кл
Завдання 36
Індуктивність котушки коливального контуру 25 мкГн, а ємність конденсатора 3600 пФ. Визначте довжину електромагнітної хвилі, яка виникає під час роботи цього контуру. Уважайте, що швидкість світла у вакуумі становить $3 \cdot 10^8$ м/с, $\pi = 3{,}1$. Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 558 м
Завдання 37
У стелю кімнати вмонтовано точковий світильник. На якій найменшій відстані від нього учень має розташувати лінзу з оптичною силою 1,5 дптр, щоб отримати чітке зображення світильника на підлозі? Висота кімнати 3 м. Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 1 м
Завдання 38
Робота виходу електронів для вольфраму становить 4,5 еВ (1 еВ = $1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Дж). За якого граничного значення довжини хвилі випромінювання можливий фотоефект? Сталу Планка вважайте рівною $6{,}6 \cdot 10^{-34}$ Дж·с, швидкість світла – $3 \cdot 10^8$ м/с. Відповідь запишіть у нанометрах (нм).
