Офіційні завдання ЗНО 2021 року з фізики — 42 завдання, 180 хв, максимум 64 балів. Відповідь до кожного завдання — під кнопкою «Відповідь». Перше завдання: «Краплини чорнила падають із піпетки на стіл через однакові проміжки часу. Смужки білого па…»
Краплини чорнила падають із піпетки на стіл через однакові проміжки часу. Смужки білого паперу по черзі протягують під піпеткою зліва направо. Яку зі смужок тягнули, збільшуючи швидкість руху?
А. А
Б. Б
В. В
Г. Г
Відповідь
Правильна відповідь: Б — Б
Завдання 2
Шкала динамометра розрахована на вимірювання сил до 4 Н; на ній оцифровано позначки 0, 1, 2, 3, 4 Н, а між кожними двома сусідніми оцифрованими позначками – 10 поділок. Визначте ціну поділки шкали.
А. 0,05 Н на поділку
Б. 0,1 Н на поділку
В. 0,5 Н на поділку
Г. 1 Н на поділку
Відповідь
Правильна відповідь: Б — 0,1 Н на поділку
Завдання 3
Тіло рухається вздовж криволінійної траєкторії, що складається з двох дуг (див. рисунок). Модуль швидкості руху тіла не змінюється. Як співвідносяться модулі його доцентрового прискорення в точках $A$, $B$, $C$?
А. $a_A = a_B = a_C$
Б. $a_C < a_B < a_A$
В. $a_A = a_B < a_C$
Г. $a_C = a_B < a_A$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $a_A = a_B < a_C$
Завдання 4
Інтенсивність хаотичного руху броунівської частинки тим більша, чим
А. вища температура і менша маса броунівської частинки
Б. вища температура і більша маса броунівської частинки
В. нижча температура і більша маса броунівської частинки
Г. нижча температура і менша маса броунівської частинки
Відповідь
Правильна відповідь: А — вища температура і менша маса броунівської частинки
Завдання 5
Як на схемі електричного кола позначають запобіжник?
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: Г —
Завдання 6
Укажіть масу $m$ (в атомних одиницях маси – а. о. м., округлених до одиниць) і заряд $q$ (в елементарних зарядах), які відповідають протону.
А. $m = 1,\ q = 0$
Б. $m = 0,\ q = -1$
В. $m = 1,\ q = +1$
Г. $m = 0,\ q = +1$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $m = 1,\ q = +1$
Завдання 7
Вага людини в ліфті менша за її вагу в нерухомому ліфті, коли той
А. рухається з 10-го поверху на 1-й і збільшує швидкість
Б. рівномірно рухається з 1-го поверху на 10-й
В. рухається з 1-го поверху на 10-й і збільшує швидкість
Г. рівномірно рухається з 10-го поверху на 1-й
Відповідь
Правильна відповідь: А — рухається з 10-го поверху на 1-й і збільшує швидкість
Завдання 8
Визначте максимальний виграш у силі, який можна отримати за допомогою системи з трьох нерухомих і трьох рухомих блоків.
А. у 3 рази
Б. у 6 разів
В. у 8 разів
Г. у 64 рази
Відповідь
Правильна відповідь: В — у 8 разів
Завдання 9
Однорідне тіло плаває в товщі рідини. Укажіть співвідношення між модулями сили Архімеда $F_\mathrm{A}$ й сили тяжіння $mg$, що діють на тіло, і співвідношення між густиною тіла $\rho_\text{т}$ й густиною рідини $\rho_\text{р}$, які правильно описують «поведінку» цього тіла.
А. $F_\mathrm{A} < mg,\ \rho_\text{т} > \rho_\text{р}$
Б. $F_\mathrm{A} = mg,\ \rho_\text{т} = \rho_\text{р}$
В. $F_\mathrm{A} > mg,\ \rho_\text{т} < \rho_\text{р}$
Г. $F_\mathrm{A} = mg,\ \rho_\text{т} < \rho_\text{р}$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $F_\mathrm{A} = mg,\ \rho_\text{т} = \rho_\text{р}$
Завдання 10
Укажіть рівність, яка встановлює правильне співвідношення між тисками $p_1$ та $p_2$ ідеального газу в станах 1 і 2 (див. рисунок) у системі координат $VT$, де $V$ – об'єм, $T$ – абсолютна температура. Маса газу стала.
А. $p_2 = \dfrac{2}{5}p_1$
Б. $p_2 = \dfrac{3}{2}p_1$
В. $p_2 = \dfrac{5}{3}p_1$
Г. $p_2 = \dfrac{5}{2}p_1$
Відповідь
Правильна відповідь: В — $p_2 = \dfrac{5}{3}p_1$
Завдання 11
У газі певної маси концентрація молекул залишається сталою, а їхня середня кінетична енергія зростає під час
А. ізохорного нагрівання
Б. ізотермічного стискання
В. ізобарного охолодження
Г. адіабатного розширення
Відповідь
Правильна відповідь: А — ізохорного нагрівання
Завдання 12
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 13
Яка фізична величина характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд?
А. потужність
Б. опір
В. індуктивність
Г. електроємність
Відповідь
Правильна відповідь: Г — електроємність
Завдання 14
На якій із фотографій зображено іскровий розряд у газі? (Фото в оригінальному зошиті; тут – їхній опис.)
А. світіння на щоглах вітрильника («вогні святого Ельма»)
Б. блискавка
В. яскрава електрична дуга між двома вугільними електродами
Г. світна неонова вивіска
Відповідь
Правильна відповідь: Б — блискавка
Завдання 15
На рисунку зображено провідник зі струмом $I$. Визначте напрямок, у якому буде зорієнтовано північний полюс маленької магнітної стрілки в точці $A$.
А. угору в площині рисунка
Б. перпендикулярно до площини рисунка до вас
В. перпендикулярно до площини рисунка від вас
Г. праворуч у площині рисунка
Відповідь
Правильна відповідь: Б — перпендикулярно до площини рисунка до вас
Завдання 16
Маятник настінного годинника здійснює коливання із 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
У контурі відбуваються вільні електромагнітні коливання. Коливання напруги на конденсаторі досліджують за допомогою осцилографа, на екрані якого видно зображення залежності напруги від часу. Визначте, яка із зображених точок осцилограми (див. рисунок) відповідає моменту, коли енергія магнітного поля котушки найбільша.
А. точка 1
Б. точка 2
В. точка 3
Г. точка 4
Відповідь
Правильна відповідь: А — точка 1
Завдання 18
Доказом поперечності світлових хвиль є явище
А. дисперсії
Б. поляризації
В. інтерференції
Г. дифракції
Відповідь
Правильна відповідь: Б — поляризації
Завдання 19
Ракета рухається зі швидкістю $\dfrac{4}{5}c$ відносно Землі ($c$ – швидкість світла у вакуумі). На ракеті вмикають прожектор, який світить у напрямку її руху. Визначте швидкість світла прожектора відносно Землі.
А. $\dfrac{9}{5}c$
Б. $\dfrac{8}{5}c$
В. $\dfrac{4}{5}c$
Г. $c$
Відповідь
Правильна відповідь: Г — $c$
Завдання 20
Яке випромінювання стає значно слабшим після проходження крізь аркуш паперу?
А. гамма-випромінювання
Б. бета-випромінювання
В. альфа-випромінювання
Г. потік нейтронів
Відповідь
Правильна відповідь: В — альфа-випромінювання
Завдання 21
Установіть відповідність між назвою фізичної величини (1–4) та її характеристикою (А – Д).
Величина
потужність
енергія
сила
прискорення
Характеристика
А. зміна швидкості руху тіла за одиницю часу
Б. дія одного фізичного тіла на інше
В. швидкість виконання роботи
Г. дія сили на одиницю площі поверхні тіла
Д. здатність тіла виконувати роботу
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — В, 2 — Д, 3 — Б, 4 — А
Завдання 22
Установіть відповідність між назвою фізичної сталої (1–4) та її фізичним змістом (А – Д).
Стала
стала Авогадро $N_\mathrm{A}$
стала Больцмана $k$
стала Планка $h$
гравітаційна стала $G$
Фізичний зміст
А. 2/3 від зміни середньої кінетичної енергії поступального руху молекул за зміни температури на 1 К
Б. кількість атомів (молекул), які містяться в будь-якій речовині кількістю 1 моль
В. сила притягання двох матеріальних точок масою по 1 кг на відстані 1 м
Г. відношення енергії світлового кванта до частоти світла
Д. відношення маси молекули цієї речовини до 1/12 маси атома Карбону
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Б, 2 — А, 3 — Г, 4 — В
Завдання 23
Установіть відповідність між математичним виразом (1–4) і величиною, яку він описує (А – Д). Позначення: $L$ – індуктивність, $I$ – сила струму, $R$ – опір, $t$ – час, $q$ – питома теплота згоряння палива, $C$ – електроємність, $U$ – напруга, $m$ – маса.
Вираз
$\dfrac{LI^2}{2}$
$I^2Rt$
$qm$
$\dfrac{CU^2}{2}$
Величина
А. кількість теплоти, що виділяється в провіднику під час проходження електричного струму
Б. енергія зв'язку ядра
В. енергія магнітного поля струму
Г. кількість теплоти, що виділяється внаслідок горіння палива (повне окиснення)
Д. енергія зарядженого конденсатора
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — В, 2 — А, 3 — Г, 4 — Д
Завдання 24
Установіть відповідність між видом механічних коливань (1–4) та його прикладом (А – Д).
Вид коливань
вільні гармонічні
вимушені
механічні затухаючі
автоколивання
Приклад
А. рух кабіни ліфта протягом доби
Б. рух маятника в годиннику
В. рух шарів повітря біля дифузора працюючого гучномовця (динаміка)
Г. рух тонкої гілки дерева, з якої злетів птах
Д. рух пружинного маятника без тертя
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Д, 2 — В, 3 — Г, 4 — Б
Завдання 25.1
М'яч підкинули вертикально вгору з початковою швидкістю 20 м/с. Уважайте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Опором повітря знехтуйте. 1. Чому дорівнює модуль швидкості м'яча через 3 с після початку руху? Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 10 м/с
Завдання 25.2
М'яч підкинули вертикально вгору з початковою швидкістю 20 м/с. Уважайте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Опором повітря знехтуйте. 2. Який шлях пройде м'яч до моменту падіння на землю? Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 40 м
Завдання 26.1
Калориметр містить воду масою 200 г за температури 24 °C. До нього поклали сталеву кулю масою 2,1 кг. Після встановлення теплової рівноваги температура в калориметрі дорівнює 74 °C. Питомі теплоємності води й сталі дорівнюють 4200 і 500 Дж/(кг·К) відповідно. 1. Яку кількість теплоти отримала вода в калориметрі під час нагрівання до температури 74 °C? Відповідь запишіть у кілоджоулях (кДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 42 кДж
Завдання 26.2
Калориметр містить воду масою 200 г за температури 24 °C. До нього поклали сталеву кулю масою 2,1 кг. Після встановлення теплової рівноваги температура в калориметрі дорівнює 74 °C. Питомі теплоємності води й сталі дорівнюють 4200 і 500 Дж/(кг·К) відповідно. 2. Визначте початкову температуру сталевої кулі без урахування втрат енергії. Відповідь запишіть у градусах Цельсія (°C).
Відповідь
Правильна відповідь: 114 °C
Завдання 27.1
Електричне коло складається з гальванічного елемента, амперметра, перемикача і двох резисторів А і Б. Опір резистора А дорівнює 1 Ом, внутрішній опір гальванічного елемента дорівнює 0,8 Ом. Опором амперметра й з'єднувальних провідників знехтуйте. Коли перемикач замикає коло через резистор А, амперметр показує 0,7 А, а коли через резистор Б – 0,45 А. 1. Визначте напругу на полюсах гальванічного елемента, коли струм тече в резисторі А. Відповідь запишіть у вольтах (В).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,7 В
Завдання 27.2
Електричне коло складається з гальванічного елемента, амперметра, перемикача і двох резисторів А і Б. Опір резистора А дорівнює 1 Ом, внутрішній опір гальванічного елемента дорівнює 0,8 Ом. Опором амперметра й з'єднувальних провідників знехтуйте. Коли перемикач замикає коло через резистор А, амперметр показує 0,7 А, а коли через резистор Б – 0,45 А. 2. Визначте опір резистора Б. Відповідь запишіть в омах (Ом).
Відповідь
Правильна відповідь: 2 Ом
Завдання 28.1
Підводний човен, що сплив на відстані 500 м від причалу, викликав хвилі на поверхні води в бухті. За 1 хв 40 с вони дійшли до причалу. Спостерігач на причалі нарахував 20 сплесків хвилі об берег за 10 с. 1. Визначте період коливань поверхні води під час проходження хвилі, викликаної човном. Відповідь запишіть у секундах (с).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,5 с
Завдання 28.2
Підводний човен, що сплив на відстані 500 м від причалу, викликав хвилі на поверхні води в бухті. За 1 хв 40 с вони дійшли до причалу. Спостерігач на причалі нарахував 20 сплесків хвилі об берег за 10 с. 2. Яка відстань між сусідніми гребнями хвилі? Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 2,5 м
Завдання 29
Космічний апарат спустився на поверхню планети $Z$, радіус якої у 2 рази більший за радіус Землі, а середня густина планети $Z$ у 4 рази менша за середню густину Землі. Яка сила тяжіння діє на апарат на поверхні планети $Z$, якщо на поверхні Землі на нього діяла б сила тяжіння 1600 Н? Відповідь запишіть у ньютонах (Н).
Відповідь
Правильна відповідь: 800 Н
Завдання 30
Легку рейку поклали на край столу; точка А – край столу, через який проходить горизонтальна вісь, перпендикулярна до рейки. На виступаючій частині рейки стоїть вантаж 2 масою 200 г, центр якого розташований на відстані 11 клітинок сітки по горизонталі від точки А. Період сітки дорівнює 5 см. Визначте модуль моменту сили тяжіння, яка діє на вантаж 2, відносно цієї осі. Уважайте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Відповідь запишіть у ньютон-метрах (Н·м).
Відповідь
Правильна відповідь: 1,1 Н·м
Завдання 31
Температура мідної кульки знизилася від 20 °C до 18 °C. Уявіть, що 1 % утраченої кулькою внутрішньої енергії вдалося перетворити на механічну енергію кульки. На яку висоту можна було б тоді підняти цю кульку? Уважайте, що питома теплоємність міді – 380 Дж/(кг·К), прискорення вільного падіння – 10 м/с². Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,76 м
Завдання 32
Визначте роботу, яку виконує ідеальний газ незмінної маси під час переходу зі стану 1 у стан 3 так, як відображає графік залежності тиску $p$ від об'єму $V$ (див. рисунок). Відповідь запишіть у кілоджоулях (кДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 150 кДж
Завдання 33
Щоби підняти й відірвати від поверхні рідини тонку горизонтальну дротинку довжиною 8 см і масою 0,48 г, до неї необхідно прикласти силу 12 мН, напрямлену вертикально вгору. Визначте поверхневий натяг рідини. Уважайте, що прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с². Відповідь запишіть у міліньютонах на метр (мН/м).
Відповідь
Правильна відповідь: 45 мН/м
Завдання 34
Нікелювання металевого виробу, площа поверхні якого 120 см², тривало 2 год за сили струму 0,3 А. Електрохімічний еквівалент нікелю $3 \cdot 10^{-7}$ кг/Кл, густина 9 г/см³. Визначте товщину шару нікелю. Відповідь запишіть у мікрометрах (мкм).
Відповідь
Правильна відповідь: 6 мкм
Завдання 35
Визначте частоту коливань тіла, яке за 4 с зробило 16 повних коливань. Відповідь запишіть у герцах (Гц).
Відповідь
Правильна відповідь: 4 Гц
Завдання 36
Під час вільних незатухаючих коливань максимальне значення енергії електричного поля конденсатора дорівнює 60 мДж. Визначте енергію електричного поля в той момент, коли вона у 2 рази перевищує енергію магнітного поля котушки. Відповідь запишіть у міліджоулях (мДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 40 мДж
Завдання 37
Предмет розташовано на відстані 1 м від збиральної лінзи з оптичною силою 5 дптр. Визначте відстань між лінзою та зображенням предмета. Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,25 м
Завдання 38
Лазер щосекунди випускає $5 \cdot 10^{15}$ фотонів. Довжина хвилі випромінювання дорівнює 450 нм. Визначте потужність випромінювання лазера. Стала Планка дорівнює $6{,}6 \cdot 10^{-34}$ Дж·с, швидкість світла у вакуумі становить $3 \cdot 10^8$ м/с. Відповідь запишіть у міліватах (мВт).
