Автор Пробник ЕГЭ 2023 по физике 11 класс тренировочный вариант №117 в новом формате реального экзамена ЕГЭ 2023 года ФИПИ, задания, ответы и решения для подготовки. А также видео разбор варианта.
Пробник ЕГЭ 2023 по физике 11 класс вариант 117
variant_117_ege2023_fizika_11klassРешение варианта
Задания и ответы с варианта
otveti_var_117_ege2023_fizika1. Конец однородной балки массой 𝑚 = 4,5 кг шарнирно закреплён в жёсткой опоре, относительно которой эта балка может свободно вращаться в вертикальной плоскости. Балка покоится в горизонтальном положении, опираясь на две жёсткие вертикальные пружины, одна из которых (первая) находится под серединой балки, а вторая — под её свободным концом. Известно, что коэффициент жёсткости первой пружины в два раза больше, чем второй. Найдите величину силы реакции шарнира. Для расчётов принять ускорение свободного падения равным 𝑔 ≈ 10 м/с2 . Ответ выразите в ньютонах, округлив до целого числа.
2. Какую работу надо совершить, чтобы медленно втащить сани с грузом (общей массой 30 кг) на гору высотой 𝐻 = 10 м? Угол наклона горы 𝛼 = 30°. Коэффициент трения между санями и горой линейно убывает вдоль пути от 𝜇1 = 0,5 у подножия горы до 𝜇2 = 0,1 у ее вершины. Скорость саней в конце подъема равна нулю. Ответ дать в кДж и округлить до десятых.
3. Гидравлический пресс с двумя поршнями разного диаметра закреплен на бетонном полу в цехе. К штоку поршня большего диаметра прижат ящик. Минимальная сила, которую нужно приложить к штоку поршня меньшего диаметра, для того чтобы сдвинуть ящик, равна 𝐹1 = 40 Н. Если ящик установить возле штока поршня меньшего диаметра, то для того, чтобы сдвинуть его с места, к противоположному штоку придется приложить силу 𝐹2 = 90 Н. Какую минимальную силу F необходимо приложить к отдельно стоящему ящику, чтобы сдвинуть его с места? Учитывайте трение только между ящиком и полом.
4. Недеформируемый однородный стержень массой 3 кг подвешен к горизонтальному недеформируемому потолку на трёх одинаковых жёстких пружинах (деформации пружин малы, стержень практически горизонтален, а пружины вертикальны). Первая пружина прикреплена к одному из концов стержня, вторая — к середине стержня, а третья точно посередине между ними. На основании анализа условия, выберите все верные утверждения и укажите в ответе их номера.
- 1) Величина силы упругости первой пружины 5 Н;
- 2) Величина силы упругости второй пружины 20 Н;
- 3) Величина силы упругости третьей пружины 10 Н;
- 4) Величина силы упругости первой пружины 10 Н;
- 5) Величина силы упругости второй пружины 25 Н;
- 6) Величина силы упругости третьей пружины 15 Н
5. Точечное тело равномерно тянут по шероховатой поверхности, изображённой на рисунке, прикладывая к телу внешнюю силу, которая всё время параллельна поверхности. Коэффициент трения между бруском и поверхностью одинаков на всём пути. Определите, как изменятся модуль действующей на тело силы трения и модуль действующей на него силы тяжести после перехода тела с горизонтальной поверхности на наклонную. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- 1) увеличится;
- 2) уменьшится;
- 3) не изменится.
6. На рисунке изображена тележка, которая может двигаться прямолинейно по горизонтальной поверхности стола без трения. К тележке прикреплена горизонтальная ось O, перпендикулярная плоскости рисунка. Вокруг оси O (в плоскости, перпендикулярной ей) может вращаться небольшой шарик массой 𝑚. Шарик укреплен на конце стержня длиной 𝐿. Масса тележки, оси O и ее крепления равна 4𝑚. Массами стержня и колес тележки пренебречь. Вначале тележка покоилась, а стержень удерживался под углом 𝛽 = 30° к вертикали. Затем стержень отпустили. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.
7. При увеличении давления над поверхностью воды ее температура кипения повышается. На газовой плите в кастрюле-скороварке медленно кипела вода при 105°С. Неожиданно произошла разгерметизация кастрюли, и хозяйка сразу же выключила газ. Какая часть воды испарилась к моменту прекращения кипения? Ответ округлить до первой значащей цифры.
8. В герметично закрытом сосуде объемом 𝑉 = 1,1 л находятся 𝑚 = 100 г кипящей воды и ее пар при температуре 100 °С. Воздуха в сосуде нет. Определите массу пара 𝑚. Зависимостью плотности воды от температуры можно пренебречь. Ответ округлить до сотых.
9. В нижней части цилиндрического сосуда с площадью основания 𝑆 = 1 м 2 заключен при нормальных условиях 𝑉0 = 1 м 3 воздуха, который закрыт невесомым поршнем. Воздух под поршнем нагревается на 𝛥𝑡 = 1 °С, при этом поршень поднимается. Определить величину работы, которую совершает расширяющийся воздух, перемещая поршень. Ответ округлить до целых.
10. В закрытом сосуде объёмом 8,3 литра находится одноатомный идеальный газ при температуре 127 °C. Начиная с момента времени t = 0 давление p газа изменяется так, как показано на приведённом графике. На основании анализа графика выберите все верные утверждения.
- 1) Количество теплоты, переданное газу за первые 10 минут, равно 74,7 Дж.
- 2) Работа газа за первые 10 минут больше, чем работа газа за следующие 10 минут.
- 3) Изменение внутренней энергии газа за первые 20 минут равно 149,4 Дж.
- 4) В момент времени t = 25 мин температура газа станет равной 407,5 °С.
- 5) По заданным в задаче параметрам определить число молей газа в сосуде не представляется возможным.
11. На электроплитке стоит кастрюля, в которую налит некоторый объём воды. Плитку включают, и вода нагревается от 20 °C до 80 °C. Затем в кастрюлю вместо воды наливают тот же объём машинного масла, удельная теплоёмкость которого равна 1700 Дж/(кг·°C), а плотность составляет 900 кг/м3 . Далее масло нагревают от той же начальной температуры до той же конечной температуры, уменьшив мощность плитки в 3 раза. Как во втором опыте по сравнению с первым изменяются количество теплоты, получаемое жидкостью при нагревании, и время нагревания жидкости до конечной температуры? Считайте, что всё количество теплоты, выделяемое плиткой, расходуется на нагревание жидкости. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- 1) увеличится
- 2) уменьшится
- 3) не изменится
12. Присоединение к амперметру некоторого шунтирующего сопротивления увеличивает предел измерения в три раза. Другое шунтирующее сопротивление увеличивает предел измерения в 7 раз. Во сколько раз увеличится предел измерения амперметра, если в качестве шунта использовать оба этих сопротивления, соединенные параллельно?
13. Положительно заряженная диэлектрическая пластина, создающая однородное электрическое поле напряженностью Е = 104В/м, укреплена на горизонтальной плоскости. На нее с высоты ℎ = 10 см падает с нулевой начальной скоростью шарик массой 𝑚 = 20 г, имеющий положительный заряд 𝑞 = 10−5 Кл. Какой импульс передаст шарик пластине при абсолютно неупругом ударе?
14. Два шара, один диаметром 𝑑1 = 10 см и зарядом 𝑞1 = 6 · 10−10 Кл, другой — 𝑑2 = 30 см и 𝑞2 = −2 · 10−9 Кл, соединяются длинной тонкой проволокой. Какой заряд переместится по ней?
15. На рисунке изображён график зависимости напряжения U между обкладками конденсатора в колебательном контуре от времени t. Ёмкость конденсатора равна 10 мкФ. Выберите все верные утверждения об этом колебательном контуре.
- 1) Сила тока в колебательном контуре изменяется с частотой 250 Гц.
- 2) Период изменения энергии электрического поля конденсатора равен 4 мс.
- 3) Максимальный заряд конденсатора равен 20 мкКл.
- 4) Индуктивность катушки колебательного контура примерно равна 0,16 Гн.
- 5) В момент времени 4 мс сила тока в контуре равна нулю.
16. Как изменится емкость плоского конденсатора, если между его обкладками будет вдвинута: а) пластинка из диэлектрика (𝜀 > 1); б) пластинка из проводника? Толщина каждой пластинки равна половине расстояния между обкладками. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- 1) увеличилась
- 2) уменьшилась
- 3) не изменилась
17. Заряженная частица, имеющая положительный заряд 𝑞, движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля по окружности радиусом R с периодом обращения Т. Модуль импульса частицы равен р. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
18. Неподвижное ядро изотопа радона 86𝑅𝑛 220 распадается с испусканием 𝛼 −частицы. При этом ядро, образовавшееся в результате распада, и 𝛼 −частица движутся в противоположных направлениях. Определите скорость образовавшегося ядра, если скорость 𝛼 −частицы 𝜗𝛼 = 1,6 ∙ 107 м с.
19. Энергия протона, который движется в ускорителе уменьшилась на некоторую величину. Как в результате этого изменятся следующие две величины: кинетическая энергия протона, энергия покоя протона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- 1) увеличится
- 2) уменьшится
- 3) не изменится
20. Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите в ответ их номера.
- 1) В инерциальной системе отсчёта импульс системы тел сохраняется, если сумма внешних сил равна нулю.
- 2) Процесс конденсации жидкостей происходит с поглощением большого количества теплоты.
- 3) В процессе электризации трением два первоначально незаряженных тела приобретают разноимённые и равные по модулю заряды.
- 4) В цепи постоянного тока во всех параллельно соединённых резисторах протекает одинаковый электрический ток.
- 5) В процессе альфа-распада происходит испускание радиоактивным веществом ядер атомов гелия.
21. Даны следующие зависимости величин: А) зависимость потенциальной энергии гравитационного взаимодействия от высоты, на которую поднято тело (считать нулевым уровнем потенциальной энергии поверхность Земли); Б) зависимость электроёмкости плоского конденсатора от расстояния между пластинами; В) зависимость давления идеального газа от температуры при изотермическом процессе. Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1−5. Для каждой зависимости А−В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
22. Толя взял стрелочный вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения не более 4 В, и решил увеличить его предел измерений до 12 В. Для этого Толя припаял к одному из выходов вольтметра дополнительный резистор и переградуировал шкалу прибора, получив тем самым вольтметр с увеличенным внутренним сопротивлением и расширенным диапазоном измерений. То есть, когда вольтметр по старой шкале показывал значение напряжения 4 В, на новой шкале стрелка указывала на деление в 12 В.
- 1) Если напряжение на последовательно соединённых вольтметре и дополнительном резисторе составляет 12 В, а напряжение на вольтметре составляет 4 В, то чему равно напряжение на резисторе?
- 2) Если считать, что внутреннее сопротивление вольтметра составляет 1 кОм, то чему равно сопротивление дополнительного резистора, который Толя припаял к вольтметру?
- 3) Точность изготовления резисторов на заводе составляет ± 5%. В каком диапазоне может лежать суммарная величина напряжения на резисторе и вольтметре, если вольтметр по старой шкале показывает 1 В? Считайте показания вольтметра по старой шкале точными. В ответ запишите то, что получилось при решении пункта 3, в формате (𝑈1; 𝑈2)
23. Вам необходимо исследовать силу, необходимую для отрыва от поверхности жидкости смачиваемого этой жидкостью диска в зависимости от площади этого диска. Имеется следующее оборудование: — набор из трех деревянных дисков разного радиуса с креплением в центре; — неограниченный набор из грузов, масса каждого 1 г; — штатив с нитью, блоками и подвесом для дисков и легкой чашей для грузов. Какие еще инструменты и приборы вам понадобятся? В ответе укажите их номера:
- 1) ёмкость с жидкостью;
- 2) набор пружин известной жесткости;
- 3) секундомер;
- 4) линейка;
- 5) весы.
24. Металлический стержень А подвешен на непроводящей нити; металлический стержень В закреплен на непроводящей подставке. Расстояние между соседними концами стержней очень мало. Что произойдет со стержнем А, если к противоположному концу стержня В поднести положительно заряженное тело С?
25. В сплошной однородной тонкой пластине, имеющей форму круга радиусом 𝑅 и первоначальную массу 𝑀, вырезали отверстие в 2 раза меньшего радиуса, касающееся края пластины. Пластину подвесили на двух невесомых нитях, как показано на рисунке. Найдите силы натяжения нитей.
26. Небольшой шарик с зарядом −𝑄 закреплён неподвижно в вакууме. Ион с зарядом +𝑞 и массой 𝑚 запускают так, что он движется по окружности радиуса 𝑟1 вокруг центра шарика равномерно, совершая полный оборот за время 𝜏1 = 5 мс. В другом опыте ион запускают так, что он вращается равномерно по окружности радиуса 𝑟2 = 2𝑟1. Найдите период обращения иона во втором опыте. Силу тяжести не учитывайте. Ответ округлите до целых.
27. С идеальным одноатомным газом проводят циклический процесс. Расширение газа можно описать графиком в виде дуги окружности 1-2 с центром в начале координат на 𝑝𝑉 −диаграмме. 𝑝0 и 𝑉0 – некоторые фиксированные давление и объем. Найдите отношение температур в точках 1 и 2.
28. Два одинаковых проводящих диска радиусами 𝑅 вращаются с угловыми скоростями 𝜔1 и 𝜔2 (𝜔1 > 𝜔2) в однородном магнитном поле с индукцией 𝐵, перпендикулярной их плоскостям (рис.). Центры дисков с помощью проводников присоединены к конденсатору емкостью 𝐶1 , а ободы – через скользящие контакты к конденсатору емкостью 𝐶2 . Найдите напряжения, которые установятся на конденсаторах.
29. Для разгона космических аппаратов и коррекции их орбит предложено использовать солнечный парус — скрепленный с аппаратом легкий экран большой площади из тонкой пленки, которая зеркально отражает солнечный свет. Мощность W солнечного излучения, падающего на 1 м 2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, составляет вблизи Земли 1370 Вт/м2 . Во сколько раз ближе к Солнцу, чем Земля, находится аппарат массой 500 кг (включая массу паруса), снабженный парусом размерами 100 м × 100 м, если давление солнечных лучей сообщает ему дополнительное ускорение 10−4 𝑔?
30. Сосуд в форме куба, наполненный жидкостью, движется в горизонтальном направлении с ускорением 𝑎. Объем жидкости в сосуде равен половине объема куба, ее масса 𝑚. Определите силы давления жидкости 𝐹1 и 𝐹2 соответственно на переднюю и заднюю стенки сосуда.