Офіційні завдання ЗНО 2021 року з фізики — 42 завдання, 180 хв, максимум 64 балів. Відповідь до кожного завдання — під кнопкою «Відповідь». Перше завдання: «На рисунку для кожного випадку А – Г схематично зображено траєкторію руху автомобіля, що п…»
На рисунку для кожного випадку А – Г схематично зображено траєкторію руху автомобіля, що поділена на ділянки 1, 2, 3, які він долає за рівні проміжки часу $t_1 = t_2 = t_3$. Який із цих випадків може відповідати рівномірному руху автомобіля?
А. А
Б. Б
В. В
Г. Г
Відповідь
Правильна відповідь: А — А
Завдання 2
У якому випадку вказане тіло зазнає деформації вигину?
А. троси підвісного моста
Б. колода, по якій ідуть люди
В. ніжка комода
Г. шуруп, який вкручують шуруповертом
Відповідь
Правильна відповідь: Б — колода, по якій ідуть люди
Завдання 3
Укажіть ситуацію, у якій вага тіла більша за силу тяжіння, що діє на тіло.
А. автомобіль, рухаючись рівномірно, перебуває у верхній точці опуклого мосту
Б. космонавт перебуває в ракеті під час її старту з поверхні Землі
В. камінь падає з деякої висоти
Г. людина починає опускатися разом із кабіною ліфта
Відповідь
Правильна відповідь: Б — космонавт перебуває в ракеті під час її старту з поверхні Землі
Завдання 4
За якого стану речовини передавання тепла не може відбуватися за допомогою конвекції?
А. твердий
Б. рідкий
В. газоподібний
Г. плазма
Відповідь
Правильна відповідь: А — твердий
Завдання 5
Однакові кульки, підвішені на нитках, заряджені так, як це показано на рисунках. У якому з випадків правильно зображено положення цих кульок, зумовлене їхньою взаємодією?
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: Б —
Завдання 6
Укажіть, якому кольору світла відповідають фотони з найбільшою енергією.
А. червоному
Б. жовтому
В. зеленому
Г. фіолетовому
Відповідь
Правильна відповідь: Г — фіолетовому
Завдання 7
Дівчинка їде на велосипеді прямолінійно горизонтальною дорогою. Визначте, яка з точок велосипеда у цей момент часу має найбільшу швидкість відносно дороги.
А. А – точка на кермі
Б. Б – верхня точка обода переднього колеса
В. В – точка на педалі в нижньому положенні
Г. Г – нижня точка заднього колеса, що торкається дороги
Відповідь
Правильна відповідь: Б — Б – верхня точка обода переднього колеса
Завдання 8
На рисунку схематично зображено у двовимірній системі координат $xOy$ фрагмент результату стробоскопічної зйомки руху кульки, яку кинули з точки А під кутом до горизонту. У якій із позначених точок значення потенціальної енергії кульки було максимальним?
А. А
Б. Б
В. В
Г. Г
Відповідь
Правильна відповідь: Б — Б
Завдання 9
Усю воду із широкої посудини перелили у високу вузьку порожню посудину. Якими стануть сила тиску й тиск води на дно вузької посудини після цього порівняно із силою тиску й тиском цієї води на дно широкої посудини? Уважайте, що посудини мають циліндричну форму.
А. сила тиску не зміниться, тиск зменшиться
Б. сила тиску не зміниться, тиск збільшиться
В. сила тиску збільшиться, тиск збільшиться
Г. сила тиску збільшиться, тиск зменшиться
Відповідь
Правильна відповідь: Б — сила тиску не зміниться, тиск збільшиться
Завдання 10
Вологе повітря міститься в циліндрі під поршнем. Водяна пара в циліндрі може стати насиченою після
А. ізотермічного розширення повітря
Б. ізохорного охолодження повітря
В. ізобарного нагрівання повітря
Г. ізохорного нагрівання повітря
Відповідь
Правильна відповідь: Б — ізохорного охолодження повітря
Завдання 11
Укажіть графік, що є схематичним зображенням циклу, за яким працює ідеальна теплова машина ($p$ – тиск, $V$ – об'єм).
А.
Б.
В.
Г.
Відповідь
Правильна відповідь: В —
Завдання 12
Пружною деформацією твердого тіла називають таку, що
А. повністю зникає після припинення дії зовнішніх сил
Б. частково зникає після припинення дії зовнішніх сил
В. не залежить від дії прикладених зовнішніх сил
Г. не змінюється після припинення дії зовнішніх сил
Відповідь
Правильна відповідь: А — повністю зникає після припинення дії зовнішніх сил
Завдання 13
Обчисліть заряд усіх електронів у молекулі води H2O, що містить два атоми Гідрогену $^1_1\mathrm{H}$ й один атом Оксигену $^{16}_{\;8}\mathrm{O}$. Елементарний заряд $e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл.
А. $-5 \cdot 10^{-19}$ Кл
Б. $-1{,}28 \cdot 10^{-18}$ Кл
В. $-1{,}6 \cdot 10^{-18}$ Кл
Г. $-2{,}88 \cdot 10^{-18}$ Кл
Відповідь
Правильна відповідь: В — $-1{,}6 \cdot 10^{-18}$ Кл
Завдання 14
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 15
Укажіть НЕПРАВИЛЬНЕ твердження стосовно електромагнітної хвилі.
А. Електромагнітна хвиля є поперечною хвилею.
Б. Для поширення електромагнітних хвиль потрібне лише пружне середовище.
В. Довжина хвилі обернено пропорційна до її частоти.
Г. Електромагнітна хвиля переносить енергію й імпульс.
Відповідь
Правильна відповідь: Б — Для поширення електромагнітних хвиль потрібне лише пружне середовище.
Завдання 16
Турист виготовив із підручних матеріалів електромагнітний компас. Для цього він з'єднав полюси гальванічного елемента дротиною так, що утворився круглий виток (на рисунку $l$ – вісь, яка проходить через центр витка $O$ перпендикулярно до його площини). Отриману конструкцію турист підвісив на нитку. Через деякий час вона припинила рухатися і встановилася так, як показано на рисунку. Визначте, у якому напрямку (А – Г) північ – одна із чотирьох головних сторін горизонту.
А. А
Б. Б
В. В
Г. Г
Відповідь
Правильна відповідь: Б — Б
Завдання 17
Промінь світла в першому випадку (рисунок 1) переходить із середовища 1 у середовище 2, а в другому (рисунок 2) – із середовища 3 в середовище 4 так, як зображено на рисунках. Узявши до уваги, що $n_1$, $n_2$, $n_3$, $n_4$ – абсолютні показники заломлення середовищ, укажіть із-поміж наведених співвідношень ті, що відповідають рисункам.
А. $n_1 > n_2,\ n_3 > n_4$
Б. $n_1 < n_2,\ n_3 > n_4$
В. $n_1 > n_2,\ n_3 < n_4$
Г. $n_1 < n_2,\ n_3 < n_4$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $n_1 < n_2,\ n_3 > n_4$
Завдання 18
Яке явище за участі світла є причиною різнокольорового забарвлення мильної бульбашки?
А. відбивання
Б. розсіювання
В. інтерференція
Г. заломлення
Відповідь
Правильна відповідь: В — інтерференція
Завдання 19
Яка взаємодія є головною причиною розсіювання альфа-частинок під час їхнього проходження крізь золоту фольгу в досліді Резерфорда?
А. гравітаційна
Б. кулонівська
В. магнітна
Г. ядерна
Відповідь
Правильна відповідь: Б — кулонівська
Завдання 20
Визначте, який нуклід утвориться з ядра Торію $^{234}_{\;90}\mathrm{Th}$ після трьох альфа-розпадів і двох бета-розпадів.
А. $^{220}_{\;84}\mathrm{Po}$
Б. $^{222}_{\;86}\mathrm{Rn}$
В. $^{220}_{\;86}\mathrm{Rn}$
Г. $^{210}_{\;80}\mathrm{Hg}$
Відповідь
Правильна відповідь: Б — $^{222}_{\;86}\mathrm{Rn}$
Завдання 21
Узгодьте закон (1–4) із прикладом (А – Д), що йому відповідає.
Закон
перший закон Ньютона
другий закон Ньютона
третій закон Ньютона
закон всесвітнього тяжіння
Приклад
А. зменшення маси гоночного автомобіля (двигун залишився той самий) привело до швидшого розгону
Б. унаслідок різкого гальмування гальмівні колодки автомобіля нагріваються
В. кинутий вертикально вгору камінь упав на поверхню землі
Г. якщо сила тертя компенсує силу тяжіння, то дощова крапля падає на землю рівномірно прямолінійно
Д. сила удару, якого завдав комар, улетівши в лобове скло рухомого автомобіля, дорівнює силі удару, якого завдало лобове скло комару
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Г, 2 — А, 3 — Д, 4 — В
Завдання 22
Установіть відповідність між фізичним явищем (1–4) і його практичним застосуванням (А – Д).
Явище
змочування
розширення внаслідок нагрівання
нагрівання під час адіабатного стискання
конвекція
Застосування
А. біметалеві регулятори
Б. опалювання приміщень
В. лакування поверхонь
Г. дизельні двигуни
Д. збільшення міцності матеріалів
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — В, 2 — А, 3 — Г, 4 — Б
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. отримання чистої міді й інших кольорових металів
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
Установіть відповідність між фізичним тілом (1–4) і силами (А – Д), які найбільше впливають на його рух.
Тіло
нейтрон у складі альфа-частинки
куля в момент зіткнення з бронею
обертання Місяця навколо Землі
електрон в атомі
Сили
А. сила тяжіння
Б. кулонівські сили
В. сила тертя
Г. ядерні сили
Д. сила пружності
Відповідь
Правильна відповідь: 1 — Г, 2 — Д, 3 — А, 4 — Б
Завдання 25.1
Під час комплектування потяга другий вагон масою 45 т наздоганяє перший вагон масою 55 т, що рухався попереду нього в тому ж напрямку зі швидкістю 3 м/с. Після зіткнення вагони зчіплюються і продовжують рухатися зі швидкістю 3,9 м/с. 1. Визначте швидкість руху другого вагона до зіткнення з першим вагоном. Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 5 м/с
Завдання 25.2
Під час комплектування потяга другий вагон масою 45 т наздоганяє перший вагон масою 55 т, що рухався попереду нього в тому ж напрямку зі швидкістю 3 м/с. Після зіткнення вагони зчіплюються і продовжують рухатися зі швидкістю 3,9 м/с. 2. Визначте відстань між вагонами в момент початку спостереження, якщо до моменту зіткнення вони рухалися протягом 26 с. Рух вагонів до зіткнення вважайте прямолінійним рівномірним. Відповідь запишіть у метрах (м).
Відповідь
Правильна відповідь: 52 м
Завдання 26.1
Балон об'ємом 0,83 м³ за температури 250 К під тиском 100 кПа заповнено киснем. Після того як у балон додали ще кисню, тиск газу збільшився до 195 кПа, а його температура – до 300 К. Уважайте, що молярна маса кисню – 32 г/моль, а універсальна газова стала дорівнює 8,3 Дж/(моль·К). 1. Обчисліть кількість речовини в балоні перед додаванням кисню. Відповідь запишіть у молях (моль).
Відповідь
Правильна відповідь: 40 моль
Завдання 26.2
Балон об'ємом 0,83 м³ за температури 250 К під тиском 100 кПа заповнено киснем. Після того як у балон додали ще кисню, тиск газу збільшився до 195 кПа, а його температура – до 300 К. Уважайте, що молярна маса кисню – 32 г/моль, а універсальна газова стала дорівнює 8,3 Дж/(моль·К). 2. Обчисліть масу кисню, який додали в балон. Відповідь запишіть у кілограмах (кг).
Відповідь
Правильна відповідь: 0,8 кг
Завдання 27.1
На рисунку схематично показано початкове (рис. а) і кінцеве (рис. б) положення повзунка реостата, підключеного до джерела струму з внутрішнім опором 1 Ом. Повний опір реостата дорівнює 6 Ом. 1. Чому дорівнює опір реостата за положення повзунка, зображеного на рисунку а? Відповідь запишіть в омах (Ом).
Відповідь
Правильна відповідь: 5 Ом
Завдання 27.2
На рисунку схематично показано початкове (рис. а) і кінцеве (рис. б) положення повзунка реостата, підключеного до джерела струму з внутрішнім опором 1 Ом. Повний опір реостата дорівнює 6 Ом. 2. Визначте, у скільки разів збільшилася потужність струму в реостаті за кінцевого положення його повзунка порівняно з потужністю в початковому положенні.
Відповідь
Правильна відповідь: 1,8
Завдання 28.1
У коливальному контурі відбуваються вільні електромагнітні коливання. На рисунку зображено графік залежності сили струму $i$ від часу $t$. Індуктивність котушки контуру дорівнює 50 мГн. 1. Визначте період коливань сили струму в контурі. Відповідь запишіть у мілісекундах (мс).
Відповідь
Правильна відповідь: 4 мс
Завдання 28.2
У коливальному контурі відбуваються вільні електромагнітні коливання. На рисунку зображено графік залежності сили струму $i$ від часу $t$. Індуктивність котушки контуру дорівнює 50 мГн. 2. Визначте електроємність конденсатора коливального контуру. Уважайте, що $\pi^2 = 10$. Відповідь запишіть у мікрофарадах (мкФ).
Відповідь
Правильна відповідь: 8 мкФ
Завдання 29
Із якою швидкістю гойдалка проходить нижню точку, якщо вага дитини масою 40 кг у цій точці становить 800 Н? Довжина підвісу гойдалки дорівнює 2,5 м. Уважайте, що прискорення вільного падіння становить 10 м/с². Відповідь запишіть у метрах за секунду (м/с).
Відповідь
Правильна відповідь: 5 м/с
Завдання 30
Сила тяжіння, що діє на штучний супутник Землі, дорівнює 4 кН. Визначте кінетичну енергію супутника, якщо радіус його колової орбіти 10 000 км. Відповідь запишіть у гігаджоулях (ГДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 20 ГДж
Завдання 31
Бетонний циліндричний стовп, що лежав на горизонтальному дні глибокого озера, водолази поставили вертикально. Висота стовпа 4 м, маса 600 кг. Визначте мінімальну роботу, яку мали виконати водолази, піднявши стовп. Уважайте, що густина бетону 2000 кг/м³, густина води 1000 кг/м³, прискорення вільного падіння 10 м/с². Поперечні розміри стовпа не враховуйте. Відповідь запишіть у кілоджоулях (кДж).
Відповідь
Правильна відповідь: 6 кДж
Завдання 32
Унаслідок ізотермічного стискання ідеального газу від об'єму 8 л до об'єму 6 л його тиск збільшився на 4 кПа. Визначте початковий тиск газу. Відповідь запишіть у кілопаскалях (кПа).
Відповідь
Правильна відповідь: 12 кПа
Завдання 33
За температури повітря 25 °C його відносна вологість становить 80 %. Повітря охолоджують. За якої температури повітря почнеться утворення туману?
Температура, °C
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Густина насиченої водяної пари, г/м³
14,5
15,4
16,3
17,3
18,3
19,4
20,6
21,8
23,0
Відповідь запишіть у градусах Цельсія (°C) й округліть до одиниць.
Відповідь
Правильна відповідь: 21 °C
Завдання 34
Три конденсатори однакової електроємності приєднали до кола постійного струму (див. схему). Визначте, у скільки разів енергія електричного поля конденсатора 1 більша за енергію електричного поля конденсатора 2.
Відповідь
Правильна відповідь: 4
Завдання 35
Відрізок мідного дроту опором 1 Ом відшліфували, унаслідок чого його діаметр зменшився вдвічі. Яким став опір цього дроту після шліфування? Відповідь запишіть в омах (Ом).
Відповідь
Правильна відповідь: 4 Ом
Завдання 36
Візок, з'єднаний пружиною зі стінкою, здійснює гармонічні коливання. На рисунку 1 зображено крайнє ліве положення, на рисунку 2 – крайнє праве положення цього візка під час коливань. Визначте амплітуду коливань візка. Відповідь запишіть у сантиметрах (см).
Відповідь
Правильна відповідь: 15 см
Завдання 37
За допомогою лінзи з фокусною відстанню 20 см на вертикальному екрані отримали зображення будинку. Будинок розташований на головній оптичній осі лінзи. Висота зображення дорівнює 12 мм, справжня висота будинку – 6 м. Визначте відстань між лінзою і будинком. Відповідь запишіть у метрах (м) й округліть до одиниць.
Відповідь
Правильна відповідь: 100 м
Завдання 38
Крапля води масою 0,5 г щосекунди поглинає $2{,}1 \cdot 10^{18}$ фотонів випромінювання з довжиною хвилі 600 нм. На скільки підвищиться температура краплі за 1 хвилину? Питома теплоємність води – 4200 Дж/(кг·К), швидкість світла – $3 \cdot 10^8$ м/с, стала Планка – $6{,}63 \cdot 10^{-34}$ Дж·с. Утратами енергії краплею знехтуйте. Відповідь запишіть у кельвінах (К) й округліть до одиниць.
