Единый государственный экзамен по физике

Демонстрационный вариант 2003

Инструкция по выполнению работы

Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3,5 часа (210 минут). Работа состоит из 3 частей, включающих 40 заданий.

Часть 1 содержит 30 заданий (А1 – А30). К каждому заданию дается 4 ответа, из которых правильный только один.

Часть 2 содержит 5 заданий (В1 – В5), на которые следует дать краткий ответ в численном виде.

Часть 3 состоит из 5 заданий (С1 – С5), по которым требуется дать развернутый ответ.

При выполнении заданий частей 2 и 3 значение искомой величины следует выразить в тех единицах измерений, которые указаны в условии задания. Если такого указания нет, то значение величины следует записать в Международной системе единиц (СИ). При вычислении разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.

Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.

Десятичные приставки

Ускорение свободного падения на Земле	g = 10 м/с2
Гравитационная постоянная	G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2
Газовая постоянная	R = 8,31 Дж/(моль·К)
Постоянная Больцмана	k = 1,38·10–23 Дж/К
Постоянная Авогадро	NА = 6·1023 1/моль
Скорость света в вакууме	с = 3·108 м/с
Коэффициент пропорциональности в законе Кулона	k = = 9·109 Н·м2 /Кл2
Заряд электрона	e = – 1,6·10–19 Кл
Постоянная Планка	h = 6,6·10–34 Дж·с
Масса Земли	6×10 24 кг
Масса Солнца	2×10 30 кг
Расстояние между Землей и Солнцем 1 астрономическая единица	1 а.е. » 150 млн км » 1,5×1011 м
Примерное число секунд в году	3×107 с

Соотношение между единицами измерения температуры

0 К = – 273,15°С

Атомная единица массы

1 а.е.м. = 1,66×10 –27 кг

1 атомная единица массы эквивалентна

931,5 МэВ

1 электрон-вольт

1 эВ = 1,6×10 –19 Дж

Масса частиц:

электрона

9,1×10 –31кг » 5,5×10 –4 а.е.м.

протона

1,673×10–27 кг » 1,007 а.е.м.

нейтрона

1,675×10–27 кг » 1,008 а.е.м.

Нормальные условия: давление 105 Па, температура 0°С

Плотность: воды

1000 кг/м3

древесины (ели)

450 кг/м3

парафина

900 кг/м3

пробки

250 кг/м3

Молярная масса:

азота

28×10 – 3 кг/моль

кислорода

32×10 – 3 кг/моль

аргона

40×10 – 3 кг/моль

неона

20×10 – 3 кг/моль

водорода

2×10 – 3 кг/моль

серебра

108×10 – 3 кг/моль

водяных паров

18×10 – 3 кг/моль

углекислого газа

44×10 – 3 кг/моль

гелия

4×10 – 3 кг/моль

Масса атомов:

азота N

14,0067 а.е.м.

дейтерия Н

2,0141 а.е.м.

бериллия Be

8,0053 а.е.м.

лития Li

6,0151 а.е.м.

водорода Н

1,0087 а.е.м.

лития Li

7,0160 а.е.м.

гелия He

3,0160 а.е.м.

углерода С

12,0000 а.е.м.

гелия He

4,0026 а.е.м.

углерода С

13,0034 а.е.м.

Энергия покоя:

электрона

0,5 МэВ

нейтрона

939,6 МэВ

протона

938,3 МэВ

ядра азота N

13040,3 МэВ

ядра кислорода О

15830,6 МэВ

ядра алюминия Al

25126,6 МэВ

ядра кремния Si

27913,4 МэВ

ядра аргона Ar

35353,1 МэВ

ядра лития Li

5601,5 МэВ

ядра бериллия Be

7454,9 МэВ

ядра лития Li

6535,4 МэВ

ядра бериллия Be

8394,9 МэВ

ядра магния Mg

22342,0 МэВ

ядра бора В

9327,1 МэВ

ядра натрия Na

21414,9 МэВ

ядра водорода Н

938,3 МэВ

ядра натрия Na

22341,9 МэВ

ядра гелия He

2808,4 МэВ

ядра трития Н

2808,9 МэВ

ядра гелия He

3728,4 МэВ

ядра углерода С

11174,9 МэВ

ядра дейтерия Н

1876,1 МэВ

ядра углерода С

12109,5 МэВ

ядра кислорода О

13971,3 МэВ

ядра фосфора Р

27917,1 МэВ

Желаем успеха!

Часть 1

А1 На рисунках изображены графики зависимости модуля ускорения от времени движения. Какой из графиков соответствует равномерному прямолинейному движению?

1) а2) а3) а 4) а

0 t 0 t 0 t 0 t

А2 Ракетный двигатель первой отечественной экспериментальной ракеты на жидком топливе имел силу тяги 660 Н. Стартовая масса ракеты была равна 30 кг. Какое ускорение приобретала ракета во время старта?

1) 12 м/с²

2) 32 м/с²

3) 10 м/с²

4) 22 м/с²

А3 При увеличении в 3 раза расстояния между центрами шарообразных тел сила гравитационного притяжения

1) увеличивается в 3 раза

2) уменьшается в 3 раза

3) увеличивается 9 раз

4) уменьшается в 9 раз

А4 На рисунке изображен тонкий невесомый стер жень, к которому в точках 1 и 3 приложены силы F₁ = 100 Н и F₂ = 300 Н. В какой точке надо расположить ось вращения, чтобы стержень находился в равновесии?

1) в точке 2

2) в точке 6

3) в точке 4

4) в точке 5

А5 Мальчик подбросил футбольный мяч массой 0,4 кг на высоту 3 м. Насколько изменилась потенциальная энергия мяча?

1) 4 Дж

2) 12 Дж

3) 1,2 Дж

4) 7,5 Дж

А6 При гармонических колебаниях вдоль оси ОХ координата тела изменяется по закону х = 0,9·cos 5t (м). Какова амплитуда колебаний?

1) 5 м

2) 4,5 м

3) 0,9 м

4) 0,18 м

А7 Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой от 20 до 20 000 Гц. Какой диапазон длин волн соответствует интервалу слышимости звуковых колебаний? Скорость звука в воздухе примите равной 340 м/с.

1) от 20 до 20 000 м

2) от 6800 до 6 800 000 м

3) от 0,06 до 58,8 м

4) от 17 до 0,017 м

А8 Диффузия происходит быстрее при повышении температуры вещества, потому что

1) увеличивается скорость движения частиц

2) увеличивается взаимодействие частиц

3) тело при нагревании расширяется

4) уменьшается скорость движения частиц

А9 При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 3 раза. При этом давление газа

1) уменьшилось в 3 раза

2) увеличилось в 3 раза

3) увеличилось в 9 раз

4) не изменилось

р   0 Т

А10 На рисунке изображен график зависимости давления газа на стенки сосуда от температуры. Какой процесс изменения состояния газа изображен?

1) изобарное нагревание

2) изохорное охлаждение

3) изотермическое сжатие

4) изохорное нагревание

А11 При охлаждении твердого тела массой m температура тела понизилась на DT. По какой из приводимых ниже формул следует рассчитывать количество отданной телом теплоты Q? с – удельная теплоемкость вещества.

1) с·m·DT 2) 3) 4)

А12 Внутренняя энергия идеального газа при его охлаждении

1) увеличивается

2) уменьшается

3) увеличивается или уменьшается в зависимости от изменения объема

4) не изменяется

А13 Температура кипения воды зависит от

1) мощности нагревателя

2) вещества сосуда, в котором нагревается вода

3) атмосферного давления

4) начальной температуры воды

t 4 2 3 5 6 1 7   0 t

А14 На рисунке изображен график плавления и кристаллизации нафталина. Какая из точек соответствует началу отвердевания вещества?

1) точка 2

2) точка 4

3) точка 5

4) точка 6

А15 Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных непо-

движных зарядов, если расстояние между ними увеличить в n раз?

1) увеличится в n раз

2) уменьшится в n раз

3) увеличится в n² раз

4) уменьшится в n² раз

А16 Если площадь поперечного сечения однородного цилиндрического проводника и электрическое напряжение на его концах увеличатся в 2 раза, то сила тока, протекающая по нему,

1) не изменится

2) увеличится в 2 раза

3) увеличится в 4 раза

4) уменьшится в 4 раза

А17 Как изменится мощность, потребляемая электрической лампой, если, не изменяя её электрическое сопротивление, уменьшить напряжение на ней в 3 раза?

1) уменьшится в 3 раза

2) уменьшится в 9 раз

3) не изменится

4) увеличится в 9 раз

А18 Что нужно сделать для того, чтобы изменить полюса магнитного поля катушки с током?

1) уменьшить силу тока

2) изменить направление тока в катушке

3) отключить источник тока

4) увеличить силу тока

А19 Изменится ли электроемкость конденсатора, если заряд на его обкладках увеличить в n раз?

1) увеличится в n раз

2) уменьшится n раз

3) не изменится

4) увеличится в n² раз

А20 Колебательный контур радиоприемника настроен на радиостанцию, передающую на волне 100 м. Как нужно изменить емкость конденсатора колебательного контура, чтобы он был настроен на волну 25 м? Индуктивность катушки считать неизменной.

1) увеличить в 4 раза

2) уменьшить в 4 раза

3) увеличить в 16 раз

4) уменьшить в 16 раз

А21 Объектив фотоаппарата является собирающей линзой. При фотографировании предмета он дает на пленке изображение

1) действительное прямое

2) мнимое прямое

3) действительное перевернутое

4) мнимое перевернутое

А22 Два автомобиля движутся в одном и том же направлении со скоростями v₁

и v₂ относительно поверхности Земли. Скорость света от фар первого

автомобиля в системе отсчета, связанной с другим автомобилем, равна

1) с - (v₁ + v₂)

2) с + (v₁ + v₂)

3) с + (v₁ - v₂)

4) с

А23 На рисунке приведены варианты графика зависимости максимальной энергии фотоэлектронов от энергии падающих на фотокатод фотонов. В каком случае график соответствует законам фотоэффекта?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

А24 Какое из приведенных ниже высказываний правильно описывает способность атомов к излучению и поглощению энергии?

Изолированные атомы могут

1) поглощать и излучать любую порцию энергии

2) поглощать и излучать лишь некоторый дискретный набор значений энергии

3) поглощать любую порцию энергии, а излучать лишь некоторый дискретный набор значений энергии

4) излучать любую порцию энергии, а поглощать лишь некоторый дискретный набор значений энергии

А25 Какой из графиков зависимости числа нераспавшихся ядер (N) от времени правильно отражает закон радиоактивного распада (см. рисунок)?

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

А26 Неподвижная лодка вместе с находящимся в ней охотником имеет массу 250 кг. Охотник выстреливает из охотничьего ружья в горизонтальном направлении. Какую скорость получит лодка после выстрела? Масса пули 8 г, а ее скорость при вылете равна 700 м/с.

1) 22,4 м/с

2) 0,05 м/с

3) 0,02 м/с

4) 700 м/с

А27 Тепловая машина с КПД 40 % получает за цикл от нагревателя 100 Дж. Какое количество теплоты машина отдает за цикл холодильнику?

1) 40 Дж

2) 60 Дж

3) 100 Дж

4) 160 Дж

А28 Магнит выводят из кольца так, как показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?

1) северный

2) южный

3) отрицательный

4) положительный

А29 Линзу, изготовленную из двух тонких сферических стекол одинакового радиуса, между которыми находится воздух (воздушная линза), опустили в воду (см. рис.). Как действует эта линза?

1) как собирающая линза

2) как рассеивающая линза

3) она не изменяет хода луча

4) может действовать и как собирающая, и как рассеивающая линза

А30 Какова энергия связи ядра изотопа натрия ? Масса ядра равна 22,9898 а.е.м. Ответ округлите до целых.

1) 3×10¹¹ Дж

2) 3×10 ^–11 Дж

3) 2×10 ^–14 Дж

4) 253 Дж

Часть 2

В1 Шарик, прикрепленный к пружине, совершает гармонические колебания на гладкой горизонтальной плоскости с амплитудой 10 см. Насколько сместится шарик от положения равновесия за время, в течение которого его кинетическая энергия уменьшится вдвое? Ответ выразите в сантиметрах и округлите до целых.

В2 Какое количество теплоты выделится при изобарном охлаждении 80 г гелия с 200 ºС до 100 ºС? Ответ выразите в килоджоулях (кДж) и округлите до целых.

В3 Замкнутый проводник сопротивлением R = 3 Ом находится в магнитном поле. В результате изменения этого поля магнитный поток, пронизывающий контур, возрос с Ф₁ = 0,002 Вб до Ф₂ = 0,005 Вб. Какой заряд прошел через поперечное сечение проводника? Ответ выразите в милликулонах (мКл).

В4 Выполняя экспериментальное задание, ученик должен был определить период дифракционной решетки. С этой целью он направил световой пучок на дифракционную решетку через красный светофильтр, который пропускает свет длиной волны 0,76 мкм. Дифракционная решетка находилась от экрана на расстоянии 1 м. На экране расстояние между спектрами первого порядка получилось равным 15,2 см. Какое значение периода дифракционной решетки было получено учеником? Ответ выразите в микрометрах (мкм). (При малых углах sin j » tg j.)

В5 Определите энергию, выделившуюся при протекании следующей реакции:

¾®

Ответ выразите в пикоджоулях (пДж) и округлите до целых.

Часть 3

С1 Тележка массой 0,8 кг движется по инерции со скоростью 2,5 м/с. На тележку с высоты 50 см вертикально падает кусок пластилина массой 0,2 кг и прилипает к ней. Рассчитайте энергию, которая перешла во внутреннюю при этом ударе.

С2 Некоторое количество гелия расширяется: сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной. При адиабатном расширении газ совершил работу, равную 4,5 кДж. Какова работа газа за весь процесс?

С3 Маленький заряженный шарик массой 50 г, имеющий заряд 1 мкКл, движется с высоты 0,5 м по наклонной плоскости с углом наклона 30°. В вершине прямого угла, образованного высотой и горизонталью, находится неподвижный заряд 7,4 мкКл. Какова скорость шарика у основания наклонной плоскости, если его начальная скорость равна нулю? Трением пренебречь.

С4 При облучении металла светом с длиной волны 245 нм наблюдается фотоэффект. Работа выхода электрона из металла равна 2,4 эВ. Рассчитайте величину напряжения, которое нужно приложить к металлу, чтобы уменьшить максимальную скорость вылетающих фотоэлектронов в 2 раза.

С5 Вакуумный диод, у которого анод (положительный электрод) и катод (отрицательный электрод) — параллельные пластины, работает в режиме, когда между током и напряжением выполняется соотношение I = аU^3/2 (где а — некоторая постоянная величина). Во сколько раз увеличится сила, действующая на анод вследствие удара электронов, если напряжение на диоде увеличить в два раза? Начальную скорость вылетающих электронов считать равной нулю.

ОТВЕТЫ

Часть 1

Часть 2

В1 ─ 7

В2 ─ 42

В3 ─ 1

В4 ─ 10

В5 ─ 3

Часть 3

С1 ¾ Q = 1,5 Дж

С2 ¾ A = 7500 Дж

С3 ¾ v = 3,5 м/с

С4 ¾ U_З = 2 В

С5 ¾ в 4 раза

ИНСТРУКЦИЯ

12
• 3
• 4
• Далее ⇒