Тренировочный вариант №3 ЕГЭ по ФИЗИКЕ

Тренировочный вариант №3
ЕГЭ по ФИЗИКЕ
Инструкция по выполнению работы
Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 4 часа
(240 минут). Работа состоит из 3 частей, включающих 35 заданий.
Часть 1 содержит 21 задание (А1–А21).
К каждому заданию дается
4 варианта ответа, из которых правильным является только один.
Часть 2 содержит 4 задания (В1–В4), в которых ответ необходимо записать
в виде набора цифр.
Часть 3 содержит 10 задач: А22−А25 с выбором одного верного ответа и
С1–С6, для которых требуется дать развёрнутые решения.
При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый
калькулятор.
Бланки следует заполнять яркими черными чернилами. Разрешается
использовать шариковую, гелиевую или капиллярную ручку.
При выполнении заданий Вы можете пользоваться черновиком. Обращаем
Ваше внимание, что записи в черновике не проверяются и не будут
учитываться при оценке работы.
Внимательно прочитайте каждое задание и предлагаемые варианты ответа,
если они имеются. Отвечайте только после того, как вы поняли вопрос и
проанализировали все варианты ответа.
Советуем выполнять задания в том порядке, в котором они даны. Если
какое-то задание вызывает у вас затруднения, пропустите его. К пропущенным
заданиям Вы сможете вернуться после выполнения всей работы.
Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются.
Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее
количество баллов.
Желаем успеха!
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться
при выполнении работы.
Десятичные приставки
Наименование
Обозначение
Множитель
гига
мега
кило
гекто
деци
Г
М
к
10 9
г
10 2
д
10−1
10 6
10 3
Наименование
Обозначение
Множитель
санти
милли
микро
нано
пико
с
м
мк
н
п
10–2
10–3
10–6
10–9
10–12
МАТИ им К.Э.Циолковского − технологии будущего!
Константы
Число π
Ускорение свободного падения
Гравитационная постоянная
Универсальная газовая постоянная
постоянная Больцмана
постоянная Авогадро
Коэффициент в законе Кулона
Скорость света в вакууме
Элементарный электрический заряд
Масса электрона
постоянная Планка
π = 3,14
g = 10 м/с2
G = 6,7·10−11 Н·м2/кг2
R = 8,3 Дж/(моль·К)
k = 1,4·10−23 Дж/К
NA = 6·1023 1/моль
K = 9·109 Н·м2/Кл2
с = 3·108 м/с
е = 1,6·10−19 Кл
me = 9,1·10−31 кг
h = 6,6·10−34 Дж·с
Соотношения между различными единицами
Температура
атомная единица массы
1 электронвольт
1 МэВ (мегаэлектронвольт)
0 К = −273 ºС
1 а.е.м. = 1,66·10−27 кг
1 эВ = 1,6·10−19 Дж
1 МэВ = 1,6·10−13 Дж
Удельная теплоемкость
воды
4200 Дж/(кг·К)
льда
2100 Дж/(кг·К)
свинца
130 Дж/(кг·К)
Удельная теплота
стали
460 Дж/(кг·К)
меди
380 Дж/(кг·К)
алюминия 900 Дж/(кг·К)
парообразования воды
плавления льда
плавления свинца
2,3·106 Дж/кг
3,3·105 Дж/кг
2,5·104 Дж/кг
Плотность
воды
1000 кг/м3
льда
900 кг/м3
керосина
800 кг/м3
Молярная масса
азота
кислорода
воздуха
28·10−3 кг/моль
32·10−3 кг/моль
29·10−3 кг/моль
алюминия
железа
ртути
2700 кг/м3
7800 кг/м3
13600 кг/м3
водорода
гелия
воды
2·10−3 кг/моль
4·10−3 кг/моль
18·10−3 кг/моль
2
Часть 1
При выполнении заданий части 1 в бланке ответов № 1 под номером
выполняемого вами задания (А1–А21) поставьте знак «Х» в клеточке,
номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.
A1. Тело движется прямолинейно
вдоль оси Х. На графике показана
зависимость координаты тела от
времени. 1-й участок движения от
t0 = 0 c до t1 = 10 c; 2-й участок
движения от t1 = 10 c до t2 = 20 c.
Выберите правильное утверждение
x, м
30
20
10
O
10
20
30
t, с
1) На 1-м участке скорость по модулю больше, чем на втором.
2) На 2-м участке скорость по модулю больше, чем на первом.
3) На 1-м участке скорость тела возрастала и в момент времени t1 = 10 c
стала максимальной.
4) На 2-м участке скорость тела убывала и в момент времени t3 = 30 c стала
равной нулю.
А2. Самолет летит на высоте 11 км по прямой с постоянной скоростью.
Систему отсчета, связанную с Землей, можно считать инерциальной. В этом
случае…
1) подъемная сила самолета больше силы тяжести
2) сила тяги двигателей самолета больше силы тяжести
3) равнодействующая всех сил, действующих на самолет, равна нулю
4) на самолет не действует сила тяжести
А3. Длина шкалы динамометра 10 см.
Такому удлинению пружины
соответствует отметка 5 Н. Груз какой массы нужно подвесить к пружине
динамометра, чтобы она растянулась на 4 см?
1) 0,1 кг
2) 0,2 кг
3) 0,3 кг
4) 0,4 кг
Вариант 3
МАТИ, 2012
А4. Камень бросают с поверхности земли под некоторым углом к горизонту.
Сопротивлением воздуха можно пренебречь. За время полета…
1) импульс камня не изменяется, т.к. на него не действуют никакие силы
2) импульс камня не изменяется согласно закону сохранения импульса
3) импульс камня изменяется под действием силы тяжести
4) импульс камня изменяет направление, но его модуль не изменяется
А5. У свободно падающего тела кинетическая энергия увеличилась на 10 Дж
при уменьшении потенциальной энергии на 15 Дж. Сила сопротивления
воздуха совершила работу
1) 25 Дж
2) −25 Дж
3) 10 Дж
4) −5 Дж
А6. Маятник совершает гармонические колебания, которые описываются
уравнением: x(t) = 0,2 cos (4πt); все величины выражены в единицах СИ.
Сколько колебаний в секунду совершает маятник?
1) 0,5
2) 2
3) 3
4) 5
А7. Идеальный газ находится при температуре +10 ºС. Чтобы в 2 раза
увеличить среднюю кинетическую энергию молекул газа, его нужно…
1) нагреть на 10 К
2) нагреть на 20 К
3) нагреть на 283 К
4) сжать в 2 раза
А8. При расширении постоянной массы идеального газа его температура
уменьшается. Как изменяется давление газа?
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
4) может как увеличиваться, так и уменьшаться
А9. Циклический процесс 1−2−3−1
проводят с постоянной массой идеального газа. На каком участке или
участках цикла газ получает теплоту?
Выберите наиболее полный ответ!
р − давление газа;
Т − абсолютная температура.
р
3
1
О
1) только на участке 1−2
3) на участках 1−2 и 2−3
2
Т
2) только на участке 2−3
4) на участках 2−3 и 3−1
4
Т, ºС
b
c
a
O
Q
А10. На графике показана зависимость температуры от полученной теплоты
при нагревании свинца массой 400 грамм. В точке а на графике металл
находился в кристаллическом состоянии. Сколько теплоты получил металл на
участке b-c ?
1) 103 Дж
2) 104 Дж
3) 5·103 Дж
4) 2·104 Дж
А11. В точке, находящейся на расстоянии 10 см от точечного заряда q,
напряженность электрического поля по модулю равна 100 В/м. Чему равна
напряженность электрического поля на расстоянии 2 см от этого заряда?
1) 50 В/м
2) 200 В/м
3) 500 В/м
4) 2500 В/м
А12. Схема собрана из трех одинаковых
резисторов R и подключена к источнику
тока. При подключении вольтметра
параллельно резистору 1 он показывает
1
напряжение 50 В. Что покажет вольтметр,
если его подключить параллельно резистору 2? Сопротивление вольтметра очень
велико.
1) 25 В
2) 50 В
3) 75 В
3
2
4) 100 В
А13. Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле, скорость
частицы направлена вдоль линий индукции.
Как будет дальше двигаться
частица?
1) прямолинейно равномерно
2) прямолинейно равноускоренно
3) равномерно по окружности
4) с ускорением по параболе
Вариант 3
МАТИ, 2012
А14. В колебательном контуре происходят гармонические колебания с
частотой 500 Гц. В некоторый момент энергия магнитного поля катушки
индуктивности максимальна. Через какое минимальное время после этого
энергия электрического поля конденсатора сравняется с энергией магнитного
поля катушки?
1) 10−3 с
2) 2·10−3 с
3) 5·10−4 с
4) 2,5·10−4 с
А15. Оптическая сила линзы −4 дптр. На каком расстоянии L от линзы на
её главной оптической оси нужно расположить предмет, чтобы получить его
действительное изображение?
1) L < 25 см
2) L < 50 см
3) L > 50 см
4) с помощью этой линзы невозможно получить действительное
изображение предмета
А16. Свет падает по нормали на дифракционную решетку. На какой угол в
спектре первого порядка отклоняется свет с частотой v = 5·1014 Гц? Период
решетки 6 мкм.
1) arcsin (5/6)
2) arcsin 0,1
3) arcsin 0,2
4) arcsin 0,12
А17. Энергия первого фотона Е1 = 10 эВ, энергия второго фотона Е2 = 20 эВ.
У какого фотона модуль импульса больше и во сколько раз?
1) у первого фотона в 2 раза больше 2) у первого фотона в 4 раза больше
3) у второго фотона в 2 раза больше 4) у второго фотона в 4 раза больше
А18. На рисунке изображена
схема энергетических уровней
некоторого атома (4 уровня):
Е1 = – 11 эВ; Е2 = – 5 эВ;
Е3 = – 2,6 эВ; Е4 = – 1 эВ.
Электрон находится на третьем
энергетическом уровне.
Е4
Е3
Е2
Е1
Опираясь на постулаты Бора, рассчитайте энергию кванта света с
наибольшей длиной волны, который может испустить атом в этом состоянии.
1) 2,4 эВ
2) 3,6 эВ
3) 5 эВ
4) 6 эВ
6
А19. В начале наблюдения образец содержал 4·1015 радиоактивных ядер.
Через 12 часов число этих ядер уменьшилось на 3·1015. Сколько радиоактивных
ядер оставалось в образце через 6 часов после начала наблюдения?
1) 3·1015
2) 2,5·1015
3) 2·1015
4) 1,5·1015
А20. У Саши N = 13 одинаковых монет. Он решил измерить объем одной
монеты. Для этого Саша налил в измерительную пробирку с делениями воду и
опустил в воду все 13 монет; объем вытесненной воды оказался равен 24 см3.
Цена деления на пробирке 2 см3; поэтому Саша решил, что погрешность его
измерения составила 1 см3. Как, с учетом погрешности измерений, Саша
должен правильно записать объем одной монеты?
1) V1 = 1,846154 ± 0,076923 см3
2) V1 = 1,846 ± 1 см3
3) V1 = 1,85 ± 0,08 см3
4) V1 = 2 ± 0,08 см3
I
1
2
3
О
U
А21. При изучении закона Ома была измерена зависимость силы тока через
резистор I от приложенного напряжения U. Экспериментальные точки с
учетом погрешностей измерений были нанесены на график. Какую линию
следует провести по этим точкам?
1) прямую 1
2) прямую 2
3) прямую 3
4) следует провести ломаную линию через центры точек
Вариант 3
МАТИ, 2012
Часть 2
Ответом
к
заданиям
этой
части
(В1–В4)
является
последовательность цифр. Впишите ответы сначала в текст
работы, а затем перенесите их в бланк ответов № 1 справа от номера
соответствующего задания, начиная с первой клеточки, без пробелов
и каких-либо дополнительных символов. Каждую цифру пишите в
отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке
образцами.
В1
Небольшой шарик подвешен на невесомой нерастяжимой нити в ракете.
Ракета стартует и движется с постоянным ускорением, направленным
вертикально вверх. Как сразу после старта ракеты изменятся вес шарика,
период малых колебаний этого маятника и частота его колебаний?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
Цифры в ответе могут повторяться.
Вес шарика
В2
Период колебаний
Частота колебаний
В электрической цепи, схема которой приведена на рисунке, замыкают ключ К.
К
V
А
8
Цепь состоит из источника ЭДС с внутренним сопротивлением, отличным от
нуля, двух одинаковых резисторов, амперметра и вольтметра; сопротивление
вольтметра очень велико.
Как изменятся после замыкания ключа
сопротивление внешней цепи, показания амперметра и показания вольтметра?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
Цифры в ответе могут повторяться.
Сопротивление внешней
цепи
В3
Показания
амперметра
Показания
вольтметра
Тепловая машина за один цикл получает от нагревателя теплоту Q, а отдает
холодильнику в k раз меньше теплоты (k > 1).
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по
которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите
соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры
под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ФОРМУЛЫ
3)
1
k
k 1
k
( k  1)Q
4)
Q
А)
КПД тепловой машины
1)
Б)
работа тепловой машины за один цикл
2)
А
Вариант 3
Б
Q
k
МАТИ, 2012
В4
В цилиндре под поршнем находится водяной пар и вода; масса воды составляет
50 % от массы пара.
Объем под поршнем медленно изотермически
увеличивают в 2 раза. Как будут изменяться в этом процессе давление пара и
масса воды? Момент t = 0 соответствует началу расширения.
Установите соответствие между физическими величинами и графиками
зависимости от времени, которые соответствуют изменению этих величин. Для
каждой физической величины подберите соответствующий график и запишите в
таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ: А) давление пара
Б) масса воды
ГРАФИКИ:
1)
2)
О
t
О
3)
4)
О
t
А)
t
О
t
Б)
10
Часть 3
Задания третьей части представляют собой задачи. Рекомендуется
провести их предварительное решение на черновике.
При выполнении заданий А22 − А25 в бланке ответов № 1 под номером
выполняемого Вами задания поставьте знак «Х» в клеточке, номер которой
соответствует номеру выбранного вами ответа.
А22. Вес космонавта на поверхности Земли равен 810 Н.
Космонавт
отправляется на космическую станцию, которая летает по круговой орбите
вокруг Земли; высота орбиты h = R/2, где R − радиус Земли. Чему теперь
равна сила притяжения космонавта к Земле?
1) 405 Н
2) 202 Н
3) 270 Н
4) 360 Н
А23. В баллоне объемом 0,04 м3 находится сжатый гелий при температуре
+31 ºС; 40% газа выпускают из баллона. В атмосфере при нормальных
условиях ( 0 ºС, 105 Па) вышедший газ занимает объем 0,36 м3. Каким было
первоначальное давление в баллоне?
1) 1 МПа
2) 1,5 МПа
3) 2 МПа
4) 2,5 МПа
А24. Плоский воздушный конденсатор заряжают, затем отключают от
источника тока и заполняют диэлектриком так, что ёмкость конденсатора
увеличивается в 5 раз.
Энергия электрического поля конденсатора при
заполнении диэлектриком изменилась на 36 мкДж. Какую энергию получил
конденсатор от источника при зарядке?
1) 7,2 мкДж
2) 30 мкДж
3) 45 мкДж
4) 144 мкДж
А25. При облучении поверхности металла светом с длиной волны 500 нм
оказалось, что максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов
в 3 раза меньше энергии квантов света. Найти наибольшую длину волны
света, который ещё может вызвать фотоэффект в данном металле.
1) 650 нм
2) 750 нм
3) 800 нм
4) 1000 нм
ВНИМАНИЕ ! НЕ забудьте все ответы к задачам А22 − А25 перенести
в бланк ответов № 1
Вариант 3
МАТИ, 2012
Полное решение задач С1 − С6 необходимо записать в бланке ответов № 2.
При оформлении решения в бланке № 2 сначала запишите номер задания
(С1, С2, С3 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи.
Рекомендуем перед началом решения задачи записать «Дано», а в конце
записать ответ. Старайтесь писать чётко и разборчиво!
С1
Стеклянную пробирку нагревают до высокой температуры, а затем открытым
концом подносят к поверхности воды, слегка погрузив в воду (см.рисунок).
Что будет происходить с водой и воздухом в пробирке по мере её охлаждения?
Ответ поясните, указав какие физические явления и закономерности Вы
использовали при его получении.
Полное правильное решение каждой из задач С2–С6 должно включать
законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для
решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с
численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.
С2
Два свинцовых шара разной массы движутся навстречу друг другу по одной
прямой. Скорости шаров перед ударом: v1 = 10 м/с, v2 = 30 м/с. В результате
абсолютно неупругого удара вся кинетическая энергия шаров переходит во
внутреннюю энергию и идет на нагревание шаров. Найти изменение температуры шаров ΔТ при ударе.
12
С3
Два моля одноатомного идеального газа сначала расширяются в процессе
1−2, объем газа увеличивается в 3 раза. Затем газ продолжает расширение в
процессе 2−3, проходящем при постоянной температуре Т = 600 К. Известно,
что на участке 2−3 газ совершил работу 8,3 кДж. Найти отношение работы
газа в ходе всего процесса А123 к теплоте, полученной газом во всем процессе
Q 123.
р
1
2
3
Т
С4
Четыре одинаковых по величине точечных заряда находятся в вершинах
квадрата, знаки зарядов указаны на рисунке.
Равнодействующая трёх
кулоновских сил для одного из зарядов показана на рисунке. Найти угол α.
−q
−q
α
+q
С5
F
+q
Контур в виде квадрата со стороной 10 см находится в однородном
магнитном поле. Индукция магнитного поля равна 0,02 Тл, линии индукции
перпендикулярны плоскости контура. Проволока, из которой сделан контур,
имеет сечение 2 мм2 и удельное сопротивление 2,5·10−7 Ом·м.
Контур
поворачивают на угол α вокруг одной из сторон. За время поворота через
поперечное сечение проволоки проходит заряд 6 мКл. Найти α.
Вариант 3
МАТИ, 2012
С6
Радиоактивный газ радон 222Rn испускает α-частицы, средняя кинетическая
энергия которых равна 5,5 МэВ. Первоначальная масса радона 10 мг, все
испускаемые газом α-частицы задерживаются водой. Какую массу воды
можно нагреть от 20 ºС до кипения, используя энергию α-частиц, вылетевших
за время равное периоду полураспада этого изотопа?
14