Задание 4. Импульс, энергия, законы сохранения. ЕГЭ 2023 по физике

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 69.1%
Ответом к заданию 1 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 76.3%
Ответом к заданию 2 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

Разбор сложных заданий в тг-канале

За это задание ты можешь получить 2 балла. Уровень сложности: повышенный.
Средний процент выполнения: 67.9%
Ответом к заданию 4 по физике может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.

Разбор сложных заданий в тг-канале

ЕГЭ по физике пугает многих выпускников. На деле он не такой сложный, главное — разобраться со структурой. В этой статье поговорим о том, как подготовиться к ЕГЭ по физике 2023, из каких разделов состоит экзамен и какие темы нужно изучить, чтобы сдать его.

В этой статье:

Изменения в ЕГЭ по физике 2023Коротко о структуре ЕГЭ по физике 2023Разделы ЕГЭ по физике 2023Какие задания входят в ЕГЭ по физике?Какие темы на ЕГЭ по физике 2023 самые важные?План успешной подготовки к ЕГЭ по физикеI часть ЕГЭ по физикеII часть ЕГЭ по физике

До ЕГЭ все меньше времени, и 11-классники уже на финишной прямой. Усилить подготовку и написать на максимальный балл поможет «ЕГЭ-гонка» 🏁 На экспресс-марафоне вы повторите ключевые разделы предмета, прорешаете множество заданий и попробуете симуляцию экзамена, а также узнаете все секреты ЕГЭ-2023 от преподавателей, написавших работу в досрочный период. Записывайтесь на марафон и придите первыми в гонке ЕГЭ!

В этой статье:

Задания базового уровня сложности на 1 баллЗадания повышенного уровня сложности на 2 балла

Первая часть ЕГЭ по физике очень важна, и не стоит ее недооценивать! Если вы полностью решите тестовую часть и только половину второй части, вы уже получите больше заветных 80 баллов. В этой статье я расскажу, какие бывают задания в первой части ЕГЭ и как их решать.

Многие ученики считают, что самое главное на экзамене — решить задачи с развернутым ответом. Они пускают первую часть на самотёк, а зря! На занятиях я всегда объясняю, что тестовую часть необходимо тренировать, ведь за нее можно получить 64% итоговых баллов. Впрочем, это касается не только физики: тестовую часть ЕГЭ важно и нужно решать на всех экзаменах. Читайте в нашей статье, как этому научиться!

Первая часть ЕГЭ по физике состоит из двух типов заданий: базовые (на 1 балл) и продвинутые (на 2 балла). Давайте поговорим о них подробнее.

Хотите круто подготовится к ЕГЭ? Вам поможет учебный центр MAXIMUM Education! Все наши преподаватели сами сдали этот экзамен на высокий балл. Мы ежегодно изучаем изменения ФИПИ и корректируем учебные материалы. Читайте подробнее про наши курсы и выбирайте подходящий!

Толковые видеоуроки

Здравствуйте. Далее вы найдете крайне толковые видеоуроки для подготовки к ЕГЭ по физике. Если Вы сдаете единый государственный экзамен по этой не простой дисциплине, то эти видеоуоки помогут вам, так как охватывают весь школьный курс физики. Большим достоинством этих видеоуров в том, что разобраны наиболее сложные тестовые задания ЕГЭ по физике.

Поставьте лайк и подписывайтесь на новые статьи проекта, чтобы ничего не пропустить важного перед экзаменами. 

Урок 1 ЕГЭ по физике: геометрическая оптика. Законы отражения и преломления света

Урок 2 ЕГЭ по физике: геометрическая оптика. Тонкие линзы

Урок 3 ЕГЭ по физике: молекулярно-кинетическая теория

Урок 4 ЕГЭ по физике: Термодинамика незамкнутых процессов

Урок 5. ЕГЭ по физике: Циклы. Тепловые машины

Урок 6 ЕГЭ по физике: Тепловые явления

Урок 7. Влажность

Урок 8 ЕГЭ по физике: Кинематика

Урок 9 ЕГЭ по физике: Силы. Законы Ньютона

Урок 10 ЕГЭ по физике: Импульс. Закон сохранения импульса

Урок 11 ЕГЭ по физике: Работа. Закон сохранения энергии

Урок 12 ЕГЭ по физике: Гравитация

Урок 13 ЕГЭ по физике: Статика

Урок 14 ЕГЭ по физике: Гидростатика

Урок 15 ЕГЭ по физике: Колебательное движение

Урок 16 ЕГЭ по физике: Квантовая физика. Фотоэффект

Урок 17 ЕГЭ по физике: Физика атома и атомного ядра

Урок 18 ЕГЭ по физике: Электростатика

Урок 19 ЕГЭ по физике: Конденсатор и его свойства

Урок 20 ЕГЭ по физике: Электрический ток и его свойства. Сопротивление и его свойства

Урок 21 ЕГЭ по физике: Источники тока. Энергетическое описание электрического тока

Урок 22 ЕГЭ по физике: Движение заряженных частиц в магнитном поле

Урок 23 ЕГЭ по физике: Явление электромагнитной индукции. Катушка индуктивности и её свойства

Урок 24 ЕГЭ по физике: Нелинейные электрические цепи

Урок 25 ЕГЭ по физике: Переменный электрический ток. Колебательный контур и его свойства

Урок 26 ЕГЭ по физике: Электромагнитные волны

Урок 27 ЕГЭ по физике: Волновая оптика

Урок 28 ЕГЭ по физике: Специальная теория относительности

Источник: канал Timetostudy Сourses

Задачи для практики

Задача 1

Уравнение движения тела имеет вид x = 2t + 0,5t². Найдите, с каким ускорением двигалось тело. Ответ выразите в (м/с²).

Решение

Дано:

$x=2t+0.5t^2$

$a-?$

Решение:

Запишем уравнение движения в общем виде и сравнив с имеющимся: $x=2t+0.5t^2; x=υ_0t+{at^2}/{2}$, тогда ${at^2}/{2}=0.5t^2; a=0.5·2$ или $a=1м/с^2$.

Ответ: 1

Задача 2

Первую четверть пути поезд прошёл со скоростью 60 км/ч. Средняя скорость на всём пути оказалась равной 40 км/ч. С какой скоростью поезд двигался на оставшейся части пути? Ответ выразите в (км/ч).

Решение

Дано:

$υ_1=60$км/ч

$S_1={1}/{4}S$

$S_2={3S}/{4}$

$υ_{ср}=40$км/ч

$υ_2-?$

Решение:

Средняя скорость определяется выражением: $υ_{ср}={S_{общ}}/{t_{общ}}$(1), где $S_{общ}=S_1+S_2={S}/{4}+{3S}/{4}={4S}/{4}=S$(2), $t_{общ}=t_1+t_2={S_1}/{υ_1}+{S_2}/{υ_2}={S}/{4υ_1}+{3S}/{4υ_2}={Sυ_2+3Sυ_1}/{4υ_1υ_2}$(3).

Подставим выражения (2) и (3) в (1), получим: $υ_{ср}={S}/{1}:{S(3υ_1+υ_2)}/{4υ_1υ_2}={S}/{1}·{4υ_1υ_2}/{S(3υ_1+υ_2)}={4υ_1υ_2}/{(3υ_1+υ_2)}$(4). Из (4) выразим скорость $υ_2$: $υ_{ср}(3υ_1+υ_2)=4υ_1υ_2⇒3υ_1υ_{ср}+υ_{ср}υ_2=4υ_1υ_2⇒4υ_1υ_2-υ_{ср}υ_2=3υ_1υ_{ср}⇒υ_2(4υ_1-υ_{ср})=3υ_1υ_{ср}⇒υ_2={3υ_1υ_{ср}}/{(4υ_1-υ_{ср})}$(5). Подставим числовые значения в (5): $υ_2={3·60·40}/{4·60-40}={7200}/{200}=36км/ч$.

Ответ: 36

Задача 3

Цирковая гимнастка массой 50 кг качается на качелях с длиной верёвок 5 м. С какой силой она давит на сиденье при прохождении положения равновесия со скоростью 6 м/с? Ответ выразите в (Н). Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с^2

Решение

Дано:

$m=50$кг

$g=10м/с^2$

$l=5$м

$υ=6$м/c

$N-?$

Решение:

При прохождении качелями среднего положения второй закон Ньютона в проекции на вертикальное направление иммет вид: $ma=N-mg$(1), здесь $a$ — ускорение гимнастики, совпадающее с центростремительным, $m$ — масса гимнастики, $N$ — сила реакции опоры (сиденья), равная по модулю, согласно третьему закону Ньютона, силе, с которой мальчик давит на сиденье. Так как центростремительное ускорение равно $a_{ц.с.}={υ^2}/{l}$(2), то сила, действующая на сиденье, равна: $N=ma+mg=m(a+g)=m({υ^2}/{l}+g)$(3). Подставим числовые значения в (3): $N=50·({36}/{5}+10)=50·17=860H$.

Ответ: 860

Задача 4

Из начала координат одновременно начинают движение две точки. Первая движется вдоль оси Ox со скоростью 3 м/с, а вторая — вдоль оси Oy со скоростью 4 м/с. (Оси перпендикулярны). С какой скоростью они будут удаляться друг от друга? Ответ выразите в (м/с).

Решение

Дано:

$υ_1=3$м/с

$υ_2=4$м/с

$υ_{отн}-?$

Решение:

Вектор относительной скорости $υ_{отн}$ есть разность векторов скоростей двух точек. По правилу вычитания векторов, вектор относительной скорости будет ижти от конца вектора скорости одной точки к концу векторая скорости другой точки. Так как скорости точек направлены перпендикулярно, длина вектора относительной скорости является гипотенузой прямоугольного треугольника и находится по теореме Пифагора: $υ_{отн}=√{υ_1^2+υ_2^2}=√{(3)^2+(4)^2}=√{9+16}=√{25}=5$м/с.

Ответ: 5

Задача 5

Автобус, масса которого 15 т, движется с ускорением 0,7 м/с². Чему равна сила тяги двигателя, если коэффициент сопротивления движению равен 0,03? Ответ выразите в (кН).

Решение

Дано:

$m=15·10^3$кг

$a=0.7м/с^2$

$μ=0.03$

$F_{тяги}-?$

Решение:

На автомобиль действуют силы: тяги, трения, тяжести и силы реакции опоры. Запишем второй закон Ньютона: $ma↖{→}={F_{тяги}}↖{→}+{F_{тр}}↖{→}+mg↖{→}+N↖{→}$(1).

В проекциях на оси координат имеем: $Ox:ma=F_{тяги}-F_{тр}$(2), откуда $F_{тяги}=ma+F_{тр}$(3). $Oy:O=N-mg$(4), откуда $N=mg$(5). Учитывая, что сила трения $F_{тр}=μN$, то с учетом (5) получим: $F_{тр}=μmg$(6). Подставим (6) в (3) и найдем $F_{тяги}:F_{тяги}=ma+μmg=m(a+μg)$(7), где $g≈10м/с^2$ — ускорение свободного падения.

Подставим числовые значения в (7), получим: $F_{тяги}=15·10^3·(0.7+0.03·10)=15·10^3·(0.7+0.3)=15·10^3·1=15·10^3=15$кН.

Ответ: 15

Задача 6

Тело движется по окружности равномерно. Радиус окружности 1 м. Найдите изменение вектора скорости при перемещении тела на угол 90◦. Период обращения 3,14 с. Ответ округлите до десятых. Ответ выразите в (м/с). Число ${π}$ принять равным 3,14

Решение

Дано:

$R=1$м

$α=90°$

$T=3.14$c

$∆υ-?$

Решение:

Изменение вектора скорости при перемещении тела на угол $90°$ равно по теореме Пифагора: $∆υ=√{υ^2+υ^2}=√{2υ^2}=√{2}υ$(1).

Найдем величину скорости $υ$: $υ={S}/{t}={2πR}/{T}={3.14·2·1}/{3.14}=2$м/с(2).

Подставим числовые значения в (1), получим: $∆υ=√2·υ=1.41·2=2.82=2.8$м/с.

Ответ: 2.8

Задача 7

Тело движется вдоль оси Ox. Чему равна проекция скорости тела v_x, координата x которого меняется с течением времени по закону x = 3 − 2t, где все величины выражены в системе СИ? Ответ выразите в (м/c).

Решение

Дано:

$x=3-2t$

$υ_х-?$

Решение:

Известно, что $υ_x=x'(t)$, тогда $x'(t)=-2·1=-2$.

Ответ: -2

Задача 8

Подъёмный кран поднимает груз вверх со скоростью 3 м/с. В некоторый момент времени трос обрывается и груз начинает падать вниз. Определите скорость груза в момент падения на землю, если время падения составляет 4 с. Ответ выразить в (м/с). Ускорение свободного падения принять равным $10м/с^2$

Решение

Дано:

$υ=3$м/с

$t=4$c

$υ_к-?$

Решение:

На тело действует сила тяжести и ускорение свободного падения $g=const=10м/с^2$

$g={υ_к-(-υ_0)}/{t}$, т.к. ускорение $g$ и $υ_0$ разнонаправлены. $υ_к=gt-υ_0=10·4-3=37$м/с.

Ответ: 37

Задача 9

Тело движется вдоль оси Ox. Чему равно перемещение тела за 10 с, координата x которого меняется с течением времени по закону x = 3 − 2t + t², где все величины выражены в системе СИ? Ответ выразить в (м).

Решение

Дано:

$t=10$c

$x=3-2t+t^2$

$x_0=3$

$r-?$

Решение:

$x=-20+100=80+3=83$

$r=x-x_0=83-3=80$м, т.к. изначально тело уже прошло 3м.

Ответ: 80

Задача 10

Планета имеет радиус в 2 раза меньший радиуса Земли. Найдите массу этой планеты, если известно, что ускорение свободного падения на поверхности этой планеты такое же, как и на Земле. Масса Земли 6 · 10²⁴ кг. Ответ выразить в (·10²⁴ кг).

Решение

Дано:

$R_n={R_3}/{2}$

$M_n-?$

$g_n=g_3$

$M_3=6·10^{24}$м

Решение:

$\{\table\g_n=G{M_n}/{R_r^2}; \g_3=G{M_3}/{R_3^2};$ ${M_n}/{R_n^2}={M_3}/{R_3^2}; M_n=M_3·{R_n^2}/{R_3^2}=6·10^{24}·{1}/{4}=1.5·10^{24}$кг

Ответ: 1.5

Задача 11

Материальная точка движется по окружности радиусом ${1.5}/{π}$ м. Найдите перемещение точки за 2 полных оборота. Ответ выразить в (м).

Решение

Дано:

$R={1.5}{π}$

Решение:

Точка делает 2 полных оборота и возвращается в начальную точку, ее перемещение равно 0.

Ответ: 0

Задача 12

Планета имеет массу в 4 раза меньшую массы Земли. Найдите радиус этой планеты, если известно, что ускорение свободного падения на поверхности этой планеты такое же, как на Земле, радиус Земли 6,4 · 10⁶ м. Ответ выразите в (км).

Решение

Дано:

$M_n={M_3}/{4}$

$R_n-?$

$g_n=g_3$

$R_3=6.4·10^6$м

Решение:

$\{\table\g_n=G{M_n}/{R_n^2}; \g_3=G{M_3}/{R_3^2};$ ${M_n}/{M_3}={R_n^2}/{R_3^2}; {1}/{2}={R_n}/{R_3}$

$R_n=3200$км

Ответ: 3200

Задача 13

Найдите, чему равно ускорение свободного падения на некоторой планете, если период колебаний секундного земного математического маятника на ней оказался равным 1,41 с. Ответ выразите в (м/с²).

Решение

Дано:

$g_n-?$

$T_n=1.41$с

$T_3=1c$

Решение:

$\{\table\T_n=2π√{{l}/{g_n}}; \T_3=2π√{{l}/{g_3}};$ ${T_n}/{T_3}=√{{g_3}/{g_n}}; {1.41^2}/{1}={10}/{g_n}$

$g_n=5м/с^2$

Ответ: 5

Задача 14

Мяч массой 800 г брошен под углом 90◦ к горизонту с начальной скоростью 5 м/с. Найдите модуль силы тяжести, действующей на мяч сразу после броска. Ответ выразите в (Н).

Решение

Дано:

$m=0.8$кг

$υ=5$м/с

$F_{тяж}-?$

Решение:

Модуль силы тяжести, равна: $m·g=0.8·10=8H$

Ответ: 8

Задача 15

Найдите значение ускорения свободного падения на некоторой планете, плотность которой в два раза меньше плотности Земли, если радиусы планет одинаковы. Ответ выразите в (м/с²). Ускорение свободного падения на Земле принять равным 10 м/с^2

Решение

Дано:

$R_n=R_3$

${ρ_3}/{2}=ρ_n$

$ρ_n-?$

Решение:

$\{\table\g^3=G{M_3}/{r^2}; \g_n=G{M_n}/{r_n^2};$

а $V={4}/{3}π·R^3$, то и $V_n=V_3$.

${g_3}/{g_n}={ρ_3·V_3·r_n^2}/{ρ_n·V_n·r_3^2}⇒g_3=2·g_n; g_n=5м/с^2$.

Ответ: 5

Задача 16

Висящий на пружинке груз массой 400 г растягивает её на 10 см. На сколько сантиметров растянется пружина, если груз заменить на другой, массой 300 г? Ускорение свободного падения принять равным $10 м/{с^2}$. Ответ выразите в (см).

Решение

Дано:

$m_1=0.4$кг

$m_2=0.3$кг

$x_1=10^{-1}$ м=10 см

$x_2-?$

Решение:

$\{\table\m_1g=kx_1; \m_2g=kx_2;$ $⇒x_2={m_2g}/{m_1g}·x_1={0.3}/{0.4}·10см=7.5$

Ответ: 7.5

Задача 17

Велосипедист за 30 мин проехал 4 км, затем полчаса отдыхал, а затем проехал ещё 4 км за 15 мин. Какой была его средняя скорость на всём пути? Ответ выразите в (км/ч).

Решение

Известно, $υ_{ср}={∆S}/{∆t}={4+0+4}/{30+30+15}={8}/{1.25}=6.4{км}/ч$.

Ответ: 6.4

Задача 18

Найдите жёсткость пружины, если под действием силы 2 Н она растянулась на 4 см. Ответ выразите в (Н/м).

Решение

Дано:

$А=2·H$

$∆x=4·10^{-2}$

$K-?$

Решение:

По закону Гука $K={F}/{∆x}={2}/{4·10^{-2}}=50Н/м$.

Ответ: 50

Задача 19

Материальная точка равномерно движется по окружности. Найдите отношение пути к модулю перемещения за половину периода. Ответ округлить до сотых.

Решение

Дано:

${L}/{|S↖{→}|}-?$

$t={T}/{2}$

Решение:

1) За полпериода тело проходит половину окружности, поэтому пройденный путь равен половине дуги окружности: $L=π·R$
2) Модуль перемещения равен длине прямой, соединяющей начальную и конечную точки: $|S↖{→}|=2·R$

3) ${L}/{|S↖{→}|}={π·R}/{2·R}=1.57$

Ответ: 1.57

Задача 20

Брусок массой 2 кг покоится на наклонной плоскости с углом наклона 30◦ к горизонту. Определите силу трения, действующую на брусок, если коэффициент трения равен 0,7. Ответ выразите в (H). Ускорение свободного падения считать равным 10 $м/с^2$.

Решение

Дано:

$m=2$кг

$α=30°$

$μ=0.7$

Найти:$F_{тр}-?$

Решение:

Запишем 2-й закон Ньютона для тела: $ma↖{→}=mg↖{→}+N↖{→}+F_{тр}↖{→}=0$ (т.к. брусок покоится)

Направим ось х параллельно плоскости. 2-й закон Ньютона в проекции на ось х: $mg·sinα-F_{тр}=0⇒$

$F_{тр}=mgsinα=2·10·{1}/{2}=10Н$

Внимание! Многие при решении этой задачи используют неверную формулу $F_{тр}=μmgcosα$ — эта формула не может быть использована в этой задаче, потому что она описывает максимальную(!) силу трения покоя или силу трения скольжения. А в данной задаче тело покоится под действием силы трения, поэтому применять нужно формулы, указанные выше в решении.

Ответ: 10

Подпишись на полезные материалы ЕГЭ по физике:
разбор реальных вариантов ЕГЭ и сложных заданий
+ авторские конспекты

Рекомендуемые курсы подготовки

Какие задания входят в ЕГЭ по физике?

Здесь вам на помощь приходят документы с официального сайта ФИПИ: кодификатор, демоверсия и спецификация. 

Кодификатор — это краткий перечень всех тем, законов и формул, которые включены в экзамен. В формулах важно ориентироваться и понимать, какие формулы, в каком разделе и когда используются.

Все формулы из кодификатора нужно знать наизусть.

Демоверсия — типовой вариант ЕГЭ. Он показывает уровень экзамена и ориентировочную сложность заданий.

Спецификация — это документ, описывающий структуру экзамена и разбалловку.

Задачи для практики

Задача 1

На рисунке изображён график зависимости проекции скорости тела массой m от времени (t). На основании графика выберите два верных утверждения из приведённого ниже списка для момента времени t. Укажите их номера.

1. Движущаяся сила вычисляется по формуле F = m · v · t.
2. Работу силы можно найти по формуле $A = {m· v}/{2t}$.
3. Движущаяся сила вычисляется по формуле $F = {mv}/{t}$.
4. Работу силы можно найти по формуле $A = {m·v^2}/{2}$.
5. Работу силы можно найти по формуле $A = {m·v^2}/{2t^2}$.

Решение

3) Движущаяся сила $F=ma$, где $a={υ-υ_0}/{y}={υ}/{t}$, поскольку $υ_0=0$, что видно графика. Тогда $F=ma={mυ}/{t}$.

4) Работа силы равна изменению кинетической энергии, т.е. $A=∆E_к={mυ^2}/{2}-{mυ_0^2}/{2}$, поскольку $υ_0=0$, то $A={mυ^2}/{2}-0={mυ^2}/{2}$.

Ответ: 34

Задача 2

По экспериментальным данным построен график зависимости координаты колебания от времени на рисунке. Из приведённого ниже списка на основании анализа представленного графика выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1. В момент времени, равный 10 периодам колебаний, тело находится в точке с координатой x = 6 см.
2. Координату тела в момент времени t можно найти по формуле x = 6 sin(π · t).
3. В момент времени, равный 10 периодам колебаний, тело находится в точке с координатой x = 0 см.
4. Координату тела в момент времени t можно найти по формуле x = 6 cos(2π · t).
5. Координату тела в момент времени t можно найти по формуле x = 6 sin(2π · t).

Решение

1) Из графика видно, что период колебаний тела $T=1с$, амплитудное значение координаты $x_m=6$см. Значит, угловая частота тела $ω={2π}/{T}={2π}/{1}=2π$. Запишем уравнение колебаний в общем виде: $x=x_m·sin({2π}/{T}·t)$. Подставим наши данные, имеем: $x=6·sin({2πt}/{1})=6·sin(2π·t)$. Координата колебания подчиняется закону синуса, следовательно, в момент времени, равный 10 периодам колебаний, тело находится в точке с координатой $х=0$ см.

Ответ: 35

Задача 3

Координата колеблющегося тела меняется так, как показано на графике рисунке. Из приведённого ниже списка на основании анализа представленного графика выберите все верные утверждения и укажите их номера.

1. Период колебаний тела равен 1 с.
2. Координату тела в момент времени t можно найти по формуле x = 0,1 sin(π · t + π/4).
3. Тело совершает колебания с периодом 0,1 с.
4. Координату тела в момент времени t можно найти по формуле x = 10 sin(2π · t).
5. Координату тела в момент времени t можно найти по формуле x = 10 cos(2π · t + π/4).

Решение

1) Из графика видно, что период колебаний тела равен 1с.

4) Поскольку координата колеблющегося тела изменяется по закону синуса, $x_m=10$см — амплитудное значение координаты и начальная фаза $ϕ_0=0$, то координату тела в момент времени $t$ можно найти по формуле $x=10·sin(2π·t)$.

Ответ: 14

Задача 4

Ученик исследовал зависимость модуля силы упругости F пружины от её растяжения x. Результаты эксперимента приведены в таблице. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

1. Коэффициент упругости пружины равен 2,5 Н/м.
2. При увеличении массы груза растяжение пружины уменьшается.
3. Потенциальная энергия пружины пропорциональна растяжению пружины.
4. Потенциальная энергия пружины при её растяжении на 0,08 м равна 0,08 Дж.
5. При подвешенном к пружине грузе массой 100 г её удлинение составит 4 см.

Решение

Исходя из теории упругости и результатов опыта, определим $E_n={kx^2}/{2}={25·0.08^2}/{2}=0.08$Дж. $k={E}/{x}={2}/{0.08}=25$н/м, а при $F_т=1H; x=0.04$м.

Ответ: 45

Задача 5

Грузик, подвешенный на нити, совершает гармонические колебания. В таблице представлены значения координаты грузика через одинаковые промежутки времени. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения и укажите их номера.

1. Максимальная скорость грузика равна 0,15 м/с.
2. Период колебаний шарика равен 0,4 с.
3. В момент времени 0,1 с кинетическая энергия шарика максимальна.
4. Полная механическая энергия шарика остаётся неизменной.
5. Амплитуда колебаний шарика равна 6 мм.

Решение

Исходя из теории о гармонических колебаниях и данной таблицы, полная механическая энергия шарика остается неизменной. (4 — верно).
Период колебании — время за которое происходит одно полное колебание — 0,4 с (2 — верно)
Максимальная скорость шарика связана с амплитудой ( $υ_{max}=А ω ={А2π}/{T}= {0,03* 2*3.14}/{0,4}=0,471$м/с. (1 — неверно)
Максимальная кинетическая энергия будет в момент прохождения шариком положения равновесия x=3 см, это соответствует времени t=0,1 с (3 — верно)
Амплитуда колебания — это максимальное отклонение от положения равновесия, так как координата колеблется между значениями 6 см и 0, положению равновесия будет соответствовать координата х=3 см, значит амплитуда: А=6-3=3 см (5 — неверно)

Ответ: 234

Задача 6

Тело массой 15 кг движется вдоль оси Ox в инерциальной системе отсчёта. График зависимости проекции скорости v_x этого тела на ось Ox от времени представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения на основании анализа представленного графика и укажите их номера.

1. В течение первых двух секунд перемещение тела равно 2 м.
2. Модуль ускорения тела в промежутке времени от 1 с до 2 с на 25% больше модуля ускорения тела в промежутке времени от 3 с до 4 с.
3. В течение первой секунды кинетическая энергия тела увеличилась на 30 Дж.
4. В промежутке времени от 1 с до 2 с импульс тела увеличился в 2 раза.
5. В момент времени 4 с модуль равнодействующей сил, действующих на тело, равен 22,5 Н.

Решение

Из теории кинематики и данного графика можно сказать, что модуль ускорения тела с 1 до 2 на 25% больше 3-4, т.е. $a_{1-2}=2м/с^2; a_{3-4}=1.5м/с^2$. В момент времени 4с модуль равнодействующих сил, $F=22.5H$, т.к. $a_4=1.5м/с^2$, $F_p=ma_4=15·1.5=22.5H$

Ответ: 25

Задача 7

На рисунке представлен график зависимости скорости V от времени t для тела, движущегося прямолинейно. Используя данные графика, выберите из приведённого ниже списка все верные утверждения и укажите их номера.

1. Первые две секунды тело двигалось равноускоренно.
2. Со 2-й по 6-ю секунду тело переместилось на 40 м.
3. Со 2-й по 6-ю секунду тело переместилось на меньшее расстояние, чем за первые две секунды.
4. Средняя скорость тела во время движения со 2-й по 10-ю секунду равна 12,5 м/с.
5. С 6-й по 10-ю секунду тело двигалось равноускоренно.

Решение

1) Неверно, так как равноускоренному движению соответствует линейный график: $v(t)=v_0+at$.

2)Верно. Из данного рисунка видно, что с 2 по 6 сек, тело прошло 40 м (площадь под графиком)

3) Неверно. Площадь под графиком со 2 по 6-ю секунды гораздо больше, чем площадь под графиком за первые две секунды.

4)Чтобы найти среднюю скорость, нужно разделить весь путь со 2-й по 10-ю секунду на всё соответствующее время, т.е. на 8 с. При этом путь определяем как площадь под графиком, так как у нас есть график в координатах v(t):
$S=S_1+S_2=8·10+{4·7,5}/2=110$ м.
Тогда $v_{ср}={110}/8=13,75$. Утверждение 4 — неверно.

5) Верно. С 6 по 10 сек, тело двигалось равноускоренно, т.к. за равные промежутки времени скорость увеличивается на одну ту же величину (линейная зависимость v(t)).

Ответ: 25

Задача 8

Математический маятник совершает незатухающие колебания между точками А и Б. Точка О соответствует положению равновесия маятника. Используя текст и рисунок, выберите из предложенного ниже списка все верные утверждения. Укажите их номера.

1. За время, равное периоду колебаний, маятник проходит путь, равный длине дуги АБ.
2. При перемещении маятника из положения О в положение В потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая энергия увеличивается.
3. В точке О кинетическая энергия маятника максимальна.
4. Расстояние АБ соответствует амплитуде колебаний координаты.
5. В точках А и Б потенциальная энергия маятника принимает максимальное значение.

Решение

1. За время, равное периоду колебаний, маятник проходит путь, равный ДВУМ длинам дуги АБ — «туда и обратно». 1 — неверно.
2. При перемещении маятника из положения О в положение В потенциальная энергия УВЕЛИЧИВАЕТСЯ (т.к. высота растёт), а кинетическая энергия УМЕНЬШАЕТСЯ (т.к. маятник замедляется). 2 — неверно
3. В точке О кинетическая энергия маятника максимальна, так как положение равновесия груз маятника проходит с наибольшей скоростью — верно
4. Амплитуда колебаний координаты — это половина расстояния АБ — отклонение от положения равновесия. 4 — неверно.
5. В точках А и Б потенциальная энергия маятника принимает максимальное значение, так как груз находится на наибольшей высоте. 5 — верно.

В точке О кинетическая энергия максимальна. Потенциальная энергия принимает максимальное значение в точках А и Б.

Ответ: 35

Задача 9

Координата колеблющегося тела меняется так, как показано на графике рисунка. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика и укажите их номера.

1. Период колебаний тела равен 1 с.
2. Амплитуда колебаний равна 8 см.
3. Частота колебаний равна 1,25 Гц.
4. Амплитуда колебаний равна 4 см.
5. Период колебаний тела равен 0,4 с.

Решение

Из данного графика очевидно, что $A=4$см (2 — неверно, 4 — верно), период колебаний T=0.8 c (1, 5 — неверно), а частота $v={1}/{T}={1}/{0.8}=1.25$Гц.(3 — верно)

Ответ: 34

Задача 10

На рисунке приведён график зависимости длины пружины от величины нагрузки. Из приведённого ниже списка выберите два утверждения, соответствующих результатам этого эксперимента, и укажите их номера.

1. Коэффициент упругости пружины примерно равен 20 Н/м.
2. Коэффициент упругости пружины примерно равен 30 Н/м.
3. Коэффициент упругости пружины примерно равен 50 Н/м.
4. Коэффициент упругости пружины примерно равен 10 Н/м.
5. Для данного эксперимента выполняется закон Гука.

Решение

$k=F/(l-l_0)$
Если продолжить прямую, видно, что длина недеформированной пружины 10 см
$k=2/(0.2-0.1)=20$ Н/м

Ответ: 15

Задача 11

Бусинка скользит по неподвижной горизонтальной спице. На графике изображена зависимость координаты бусинки от времени. Ось Ox параллельна спице. Из приведённого ниже списка на основании графика выберите два верных утверждения о движении бусинки и укажите их номера.

1. На участке 1 проекция ускорения ax бусинки отрицательна.
2. На участке 1 модуль скорости остаётся неизменным, а на участке 2 — уменьшается.
3. На участке 1 модуль скорости увеличивается, а на участке 2 — уменьшается.
4. На участке 1 модуль скорости уменьшается, а на участке 2 — остаётся неизменным.
5. В процессе движения вектор скорости бусинки менял направление на противоположное.

Решение

Скорость — это производная координаты по времени. Графически это $tgα$ наклонной графика зависимости координаты от времени. Заметим, что координата все время растет, но на участке 1 — скорость уменьшается, следовательно, проекция ускорения отрицательна. На участке 2, скорость неизменна, а координата растет, тело не меняет направление движения.

Ответ: 14

Задача 12

На рисунке представлен схематичный вид графика изменения кинетической энергии тела с течением времени. Выберите два верных утверждения, описывающих движение в соответствии с данным графиком.

1. В конце наблюдения кинетическая энергия тела равна нулю.
2. Кинетическая энергия тела в течение всего времени наблюдения увеличивается.
3. Кинетическая энергия тела в начальный момент времени максимальна.
4. Тело брошено вертикально вверх с балкона и упало на Землю.
5. В конце наблюдения скорость тела не равна нулю.

Решение

1) В конце наблюдения $E_к=0$, неверно, т.к. при $t=t_к⇒E_к≠0$, если $E_к=0$, то график должен проходить через ось ординат.

2) $E_к$, в течении всего времени увеличивается, неверно, т.к. при $t={t_к}/{2}$ $E_к=min$, в середине пути кинетическая энергия минимальна.

3) Исходя из графика $E_к$ максимальная в момент (верно) $t=0$.

4) Неверно, т.к. график вертикально брошенного тела, выглядит иначе.

5) При $t_к=t; E_к≠0$ (верно), т.к. $υ≠0⇔E_к≠0$.

Ответ: 35

Задача 13

На рисунке приведены графики зависимости координаты от времени для двух тел A и B, движущихся по прямой, вдоль которой и направлена ось Ox. Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения о характере движения тел и укажите их номера.

1. Тело A движется равномерно.
2. Тело A движется с постоянным ускорением, равным 5 м/с².
3. Первый раз тела A и B встретились в момент времени, равный 3 с.
4. Вторично тела A и B встретились в момент времени, равный 7 с.
5. В момент времени t = 5 с тело B достигло максимальной скорости движения.

Решение

1) Тело А движется равномерно, т.к. равномерное движение — это движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит одинаковые расстояния (подходит).

2) Ускорение тела А равно нулю, т.к. оно движется с постоянной скоростью $υ={20-10}/{7-3}=2.5м/с$ (не подходит).

3) Графики зависимости координаты от времени для двух тел А и В пересекаются в момент времени $t=3c$, значит, первый раз тела А и В встретились в момент времени, равный 3с (подходит).

Ответ: 13

Задача 14

При проведении эксперимента ученик исследовал зависимость модуля силы упругости пружины, которая выражается формулой F (l) = k|l − l₀|, где l₀ — длина пружины в недеформированном состоянии, от её длины. График полученной зависимости приведён на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения на основании анализа графика и укажите их номера.

1. Длина пружины в недеформированном состоянии равна 6 см.
2. Длина пружины в недеформированном состоянии равна 3 см.
3. При действии силы 2 Н деформация пружины равна 2 см.
4. При действии силы 4 Н деформация пружины равна 2 см.
5. Коэффициент жёсткости пружины равен 50 Н/м.

Решение

1) Из графика видно, что длина пружины в не деформированном состоянии равна 3 см, т.к. при l=3см сила упругости $F=OH$(не подходит).

2) Длина пружины в не деформированном состоянии равна 3 см (подходит).

3) При действии сила 2Н деформация пружины равна |2см-3см|=|-1см|=1см или |4см-3см|=1см (не подходит).

4) При действии сила 4Н пружина сжимается или растягивается на 2см, поскольку |1см-3см|=|-2см|=1см или |5см-3см|=2см (подходит).

5) Коэффициент жесткости $k={F}/{|l − l0|}={4 H}/{|5см-3см|}=200 {H}/{м}$ (не подходит)

Ответ: 24

Задача 15

На рисунке приведена зависимость координаты движущегося тела от времени. Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения

1. Скорость движения тела в интервале времени от 30 до 50 с на 2 м/с больше, чем скорость в интервале времени от 0 до 30 с.
2. Скорость тела возрастала в интервале времени от 0 до 30 с и убывала в интервале от 30 до 50 с.
3. Максимальная скорость движения на всём пути равна 2,4 м/с.
4. За всё время движения тело прошло путь 120 м.
5. За всё время движения тело прошло путь 240 м.

Решение

1) $υ_1[30-50c]={x_к-x_н}/{t_к-t_н}={0-120}/{50-30}=-{120}/{20}=-6м/с$. Знак «минус» говорит о том, что тело движется в обратном направлении, поэтому возьмем по модулю $υ[30-50c]=6м/с; υ_2[0-30c]={x_к-x_н}/{t_к-t_н}={120-0}/{30-0}={120}/{30}=4м/с; ∆υ=υ_1[30-50c]-υ_2[0-30c]=6-4=2м/с$(подходит).

2) Скорость тела возрастала в интервале времени от 0 до 30с и в интервале от 30 до 50с (не подходит).

3) Максимальная скорость на всем пути равна 6м/с (не подходит).

4) За все время движения тело прошло путь: $S=S_1+S_2=υ_1·∆t_1+υ_1·∆t_2=6·(50-30)+4·(30-0)=6·20+4·30=120+120=240$м (не подходит).

5) За все время движения тело прошло путь 240м (подходит).

Ответ: 15

Задача 16

На рисунке приведена стробоскопическая фотография движущегося шарика по жёлобу, образующему некоторый угол с горизонтом. Положения шарика на фотографии показаны через равные промежутки времени. Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения на основании анализа стробоскопической фотографии и укажите их номера.

1. Движение шарика равномерное.
2. Скорость шарика увеличивается.
3. Шарик движется под действием переменной силы.
4. Если промежуток времени между двумя последовательными положениями шарика равен 2 с, то его ускорение равно 0,5 см/с².
5. Импульс шарика в процессе движения остаётся постоянным.

Решение

1) Шарик за одинаковые промежутки времени проходит разные расстояния, значит, его движение неравномерное (не подходит).

2) Движение шарика равноускоренное, значит, скорость шарика увеличивается (подходит).

3) Шарик движется под действием постоянной силы $F↖{→}=ma↖{→}$ (не подходит).

4) $S=0.16м; t=4·2=8c; υ_0=0м/с; a=0.005м/с^2$. При равноускоренном движении перемещение равно: $S=υ_0е+{at^2}/{2}=0·8+{0.005·(8)^2}/{2}={0.005·64}/{2}=32·0.005=0.16=16$см (подходит).

Ответ: 24

Задача 17

На рисунке приведена стробоскопическая фотография движущегося шарика по жёлобу, образующему некоторый угол с горизонтом. Положения шарика на фотографии показаны через равные промежутки времени. Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения на основании анализа стробоскопической фотографии и укажите их номера.

1. Шарик движется с переменным ускорением.
2. Скорость шарика уменьшается.
3. Шарик движется под действием постоянной силы.
4. Если промежуток времени между двумя последовательными положениями шарика равен 2 с и он начинал движение из состояния покоя, то его скорость в точке с координатой 9 см равна 3 см/с.
5. Импульс шарика в процессе движения уменьшается.

Решение

1) Шарик движется с постоянным ускорением (не подходит).

2) Скорость шарика увеличивается, т.к. за равные промежутки времени он проходит все больше расстояния (не подходит).

3) Шарик движется под действием постоянной силы $F=m·a$ (подходит).

4) $υ_k=υ_0+at$(1), т.к. $υ_0=0$м/с, поскольку начинает движение из состояния покоя, то $υ_k=at$(2). Перемещение $S={at^2}/{2}⇒a={2·S}/{t^2}$(3), где $S=0.09$м, $t=6c$ (т.к. 3 вспышки стробослота), тогда $a={2·0.09}/{36}=0.005$, тогда $υ=at=0.005·6=0.03=3$см/с (подходит).

Ответ: 34

Задача 18

На рисунке приведён график зависимости кинетической энергии тела от времени t. Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1. Тело движется под действием постоянной силы.
2. Потенциальная энергия тела в точке Б равна 1,5 Дж.
3. Период колебаний тела равен 4 с.
4. Максимальное значение потенциальной энергии равно значению потенциальной энергии в точке А.
5. Полная механическая энергия тела равна 4 Дж.

Решение

1. Из графика видно, что время одного полного колебания равно 4с, т.к. в течение одного полного колебания тело проходит три максимальных значения (или три минимальных значения) кинетической энергии, т.е. период колебаний тела равен 4с (верно).

2. Поскольку полная механическая энергия тела равна: $E=E_{к,max}=E_{к,max}=E_к+Е_п$(1), а максимальная кинетическая энергия тела равна 4 Дж, то полная механическая энергия тела равна 4 Дж (верно).

Ответ: 35

Задача 19

На рисунке приведён график зависимости кинетической энергии тела от времени t. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика и укажите их номера.

1. Тело совершает гармонические колебания.
2. Потенциальная энергия тела в точке A равна 1 Дж.
3. Период колебаний тела равен 2 с.
4. Максимальное значение потенциальной энергии равно потенциальной энергии в точке Б.
5. Частота колебаний тела равна 4 Гц.

Решение

1. Тело совершает гармонические колебания, т.к. гармонические колебания — это колебания, подчиняющиеся закону синуса или косинуса, а на графике мы видим синусоиду (1 — верно).

2. Поскольку полная механическая энергия тела равна: $E=E_{п,max}=E_{п,max}=E_к+Е_п$(1), где $E_к$ — кинетическая энергия тела, $E_{к,max}=4$Дж, $E_п$ — потенциальная энергия тела. В точке А $E_к=3$Дж, значит, $E_п=E-E_к=E_{к,max}-E_к=4-3=1$Дж (2 — верно)

3. За один период колебаний тела, успевает произойти два колебания кинетической энергии, поэтому период колебаний тела равен 4с, а не 2. (3 — неверно)

4. Максимальное значение потенциальной энергии будет в той точке, в которой кинетическая энергия минимальна. Точка Б под это условие не подходит (4 — неверно)

5. Частота колебания тела равна: $v=1/T=1/4=0,25$ Гц (5 — неверно)

Ответ: 12

Задача 20

На рисунке представлены графики зависимости проекции скорости v на некоторую ось от времени t для пяти тел. Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения на основании анализа представленных графиков и укажите их номера.

1. Наибольшей начальной скоростью обладало второе тело.
2. Первое тело покоится.
3. Наименьший путь за первые три секунды прошло второе тело.
4. Третье тело движется равноускоренно.
5. Пятое тело совершает равнопеременное движение.

Решение

Из графика видно, что в момент времени t=0с наибольшей начальной скоростью обладает тело 2.

Третье тело движется равноускоренно, т.к. график скорости напрвлен вверх.

Ответ: 14

Подпишись на полезные материалы ЕГЭ по физике:
разбор реальных вариантов ЕГЭ и сложных заданий
+ авторские конспекты

Рекомендуемые курсы подготовки

II часть ЕГЭ по физике

Распространенный миф: «II часть ЕГЭ по физике очень сложная, и у меня не получится к ней подготовиться». Часто мои новые ученики думают именно так, и я всегда развеиваю этот миф. 

В задачах с развернутым ответом есть приемы и алгоритмы, которые часто встречаются. Побольше практикуйтесь и запоминайте эти приемы. Задачи второй части можно и нужно решать.

Когда начать решать задачи с развернутым ответом из II части? После освоения теории. Чем раньше — тем лучше. Сначала отработайте знания на более легких заданиях. Как только научитесь применять формулы в задачах на 1 балл, сразу же переходите ко второй части.

Обычно при решении задач с развернутым ответом нужно применить от 2 до 4 формул и законов. Каждый из этих законов по отдельности использовать просто, но применить их в комбинации — это уже довольно сложная задача для учеников. 

Лайфхаки решения II части

Во второй части ЕГЭ по физике есть стандартных приемов к решению задач, которые нужно знать каждому. Если вы их поймете и запомните, то будете решать часть КИМа стабильно хорошо.

1. Закон сохранения импульса + закон сохранения энергии

В механике эти два закона часто применяются вместе. Эти законы помогают решить задачи на соударения, на слипание и на взрывы тел. Пример:

2. Закон сохранения энергии + второй закон Ньютона

Эта связка особенно часто встречается. Например, она помогает решать задачи на аттракционы трюк «мертвую петлю». Еще понадобятся знания движения по окружности. Пример:

3. Второй закон Ньютона + уравнение Менделеева-Клапейрона

Эти законы связывают механику и молекулярную физику. Они помогают решать задачи на цилиндры с поршнями. Пример:

4. Уравнение Менделеева-Клапейрона + сила Архимеда + второй закон Ньютона

С помощью этой связки решаются задачки на воздушные шарики. Пример:

5. Фотоэффект + сила Лоренца в магнитном поле + движение по окружности

Обычно задания на электродинамику и квантовую физику пугают школьников, поэтому рекомендую прочитать статью, где мы подробно разбираем этот тип задач.

I часть ЕГЭ по физике

Многие школьники готовятся только ко второй части экзамена. Думают, если вторую часть они могут решать, то и первая просто решится… Такие ученики ошибаются в простых заданиях, а для поступления в вуз мечты важен каждый балл! Ни в коем случае не стоит недооценивать первую часть.

Не стоит считать, что первая часть слишком простая и к ней можно не готовиться. Если пренебрежительно относиться к первой части, экзамен можно завалить, даже если вы решите всю вторую часть. Помните, что первая тестовая часть — это ⅔ всего экзамена.

В этой статье мы уже рассказывали, что можно набрать 80+ баллов, если сделать полностью первую часть, а вторую решить лишь на 40%.

Первую часть нужно атаковать постепенно. Начать с изучения механики, потом приниматься за молекулярную физику, за электродинамику, и в последнюю очередь за квантовую физику.

В первой части есть задания базового уровня на 1 балл и повышенного уровня на 2 балла.

Задания базового уровня на 1 балл

Обычно такие задания решаются применением 1-2 физических законов и формул. Именно с заданий базового уровня я советую начинать. Как только вы прошли одну тему по физике, сразу же приступайте к решению задач формата ЕГЭ по этой теме!

Задания повышенного уровня на 2 балла

Первая часть ЕГЭ по физике включает в себя задания трех типов:

• Выбор 2 из 5 утверждений
• Анализ изменения величин
• Установление соответствия

Подробные разборы каждого типа заданий читайте в нашей предыдущей статье.

Стоит отметить, что в ЕГЭ можно все аргументировать, объяснить или опровергнуть. Как на дебатах. Только способ объяснения — это формулы и математические вычисления.

План успешной подготовки к ЕГЭ по физике

При подготовке к экзамену не пренебрегайте ничем. Решайте и первую часть, и вторую. 

Двигайтесь по материалу в соответствие с кодификатором:

• Механика
• Молекулярная физика
• Электродинамика
• Квантовая физика

Одновременно с изучением теории. Как только вы выучили одну тему, сразу же начинайте тренироваться на задачах. Именно так вы запоминаете формулы и законы.

ЕГЭ — это сугубо практический экзамен, поэтому важно практиковаться, практиковаться и еще раз практиковаться. Всю теорию нужно уметь применять на практике.

Задания повышенного уровня сложности на 2 балла

Задания повышенной сложности оцениваются в 2 балла. Впрочем, первая часть ЕГЭ по физике проще второй, поэтому правильнее сказать, что эти задания средние по сложности. Всего в экзамене 9 задач из этой категории – каждый прототип находится в части 1. В этих заданиях необходимо проанализировать ситуацию с точки зрения физика-экспериментатора.

Первая часть ЕГЭ по физике включает в себя задания трех типов:

• Выбор 2 из 5 утверждений
• Анализ изменения величин
• Установление соответствия

Рассмотрим пример каждого типа заданий.

1. Выбор 2 из 5 утверждений

Здесь необходимо проанализировать каждый пункт с точки зрения формул и законов физики. Важно заметить: в утверждениях никогда не встретится то, что невозможно обосновать.

Выбранные варианты можно записать в любом порядке, а один балл можно получить, если выбрать одно правильное и одно неправильное утверждение.

Пример задания на выбор двух утверждений

Заметим, что пункты 1, 2, 4 связаны с температурой. Поэтому, проанализировав температуры, мы убьем сразу трех зайцев.

Запишем формулу для плотности, где M – молярная масса газа. Выразим температуру и применим ее для описания каждой точки графика.

Проанализируем полученные отношения:

• Температура 1 максимальна
• Температура 2 минимальна
• Температура 2 меньше температуры 1. Следовательно, в процессе 1-2 температура газа уменьшается. Первое утверждение верно.
• Температура 3 не является максимальной. Второе утверждение неверно.
• Отношение максимальной температуры 1 к минимальной температуре 2 равно 8. Утверждение 4 верно.

Рассмотрим утверждение 3. Из графика видим, что плотность в процессе 2-3 уменьшается. Применим формулу для массы тела:

Заметим, что масса постоянна. Так как плотность уменьшается, то объем должен увеличиваться. Утверждение 3 неверно.

Теперь проанализируем утверждение 5.

В процессе 3-1 плотность газа остается постоянной. Следовательно, объем тоже должен быть постоянным.

Работа газа зависит от увеличения или уменьшения объема. Так как объем не меняется, то работа не будет совершаться.

2. Анализ изменения величин

В этом задании описывается ситуация, затем начальные параметры меняют. Например, шарик катится с горки под действием силы тяжести, а потом массу шарика меняют. Нужно определить, как изменятся (увеличатся, уменьшатся, не изменятся) те или иные две величины.

Один балл можно получить, если вы верно определили изменение только одной величины.

Пример задания на анализ изменения величин:

Начнем со времени. Представим, что вы кидаете мячик параллельно полу с высоты колена, а потом поднимаетесь на 25 этаж своего дома и кидаете его с крыши. Будет ли он дольше лететь? Конечно, поэтому смело пишем, что время полета увеличится.

Теперь давайте разберемся с дальностью полета. Надо понимать, что эта задача – частный случай движения под углом к горизонту. Описываться эта задача будет теми же самыми уравнениями.

Важно помнить, что движение по оси OX будет постоянным. Ведь ускорение g действует только по оси OY!

Запишем уравнение для движения вдоль Ох:

Время увеличилось, скорость не изменилась. Зависимость прямо пропорциональная, поэтому путь тоже увеличится.

3. Установление соответствия

В этих заданиях необходимо установить соответствие между графиками и физическими величинами, либо между формулами и физическими величинами. Один балл можно получить при установлении одного правильного соответствия.

Пример задания на установление соответствия:

Для выполнения этого задания нужно вспомнить формулу для изменения импульса. С одной стороны, это изменение можно записать через силу и время, а с другой – через массу и изменение скорости.

Теперь вы знаете, как решать первую часть ЕГЭ по физике! Если хотите разобраться в остальных темах по физике и не только, обратите внимание на наши онлайн-курсы. Уже более 260 тысяч выпускников подготовились с нами к ЕГЭ.

Какие темы на ЕГЭ по физике 2023 самые важные?

В физике есть темы, которые встречаются на каждом шагу. Это тот необходимый минимум знаний, который будет применяться в каждом разделе. Для всех моих учеников, отлично освоивших эти темы, изучение физики стало гораздо легче и приятнее. 

1. Силы

В самом начале подготовки к ЕГЭ по физике важно научиться правильно расставлять силы, записывать второй закон Ньютона в векторном виде, а потом проецировать силы на оси и записывать второй закон Ньютона в скалярном виде. 

2. Второй закон Ньютона

Без этого закона мы на ЕГЭ по физике будем как без рук. Он будет применяться почти в каждой второй задаче.

3. Энергия и закон сохранения энергии (ЗСЭ)

Перераспределение энергии и закон сохранения энергии встречаются в каждом разделе. Сначала мы знакомимся с ними в механике, а потом встречаем почти в каждой теме.

Приведу примеры:

1. I начало термодинамики в молекулярной физике — это вид ЗСЭ
2. ЗСЭ встречается в электродинамике в задачах на электрические цепи
3. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта в квантовой физике — это тип ЗСЭ

4. Работа

Работа — это форма энергии. Она вам понадобится:

1. В механике (механическая работа)
2. В молекулярной физике (работа газа и работа над газом)
3. В электродинамике (работа электрического поля)

Поэтому советую вам основательно разобраться с этим понятием. 

5. Движение по окружности

На эту тему стоит обратить особое внимание. Она появляется в задачах:

1. На магнетизм и силу Лоренца
2. На гравитацию
3. На астрофизику

Есть частый тип задания с развернутым ответом на фотоэффект. В такой задаче электрон попадает в магнитное поле и начинает двигаться по окружности.

Алгоритм решения задания 1

1. Первым делом определите, на какой вид движения задача (равномерное, равноускоренное и т.д).
2. Далее посмотрите, что вам необходимо найти. Обратите внимания на ключевые слова: МОДУЛЬ, ПРОЕКЦИЯ, ПУТЬ, ПЕРЕМЩЕНИЕ. Так как именно на этих словах вас хотят подловить.
3. Выбирайте наиболее подходящую для решения формулу.

Разбор сложных заданий в тг-канале

Задания базового уровня сложности на 1 балл

Здесь выпускнику предлагается решить несложные задания в одно или два действия. В этих заданиях проверяется знание теории, формул, законов, а также умение применять алгоритмы и работать с графиками.

В этих задачах часто ошибаются в размерностях. Например, просят привести ответ в килоджоулях, а ученики пишут в джоулях, теряя на этом балл. Обращайте внимание на требуемую размерность ответа и не забывайте переводить величины в СИ.

А теперь разберем конкретные примеры.

Пример 1: механика

Важно знать законы!

Это типичная задача по механике на 1 балл. Здесь мы вспоминаем про закон сохранения энергии: кинетическая энергия движения шайбы внизу будет равна потенциальной энергии шайбы на высоте h.

Заметим, что масса шайбы дана нам в граммах, а ответ нужно привести в метрах. Поэтому переведем в граммы в килограммы и получим заветный правильный ответ.

Пример 2: молекулярная физика

Важно знать алгоритмы!

В этой задаче одними формулами и законами не обойтись. Мои ученики всегда удивляются, насколько простыми становятся задания, если использовать алгоритм.

В молекулярной физике в заданиях на наименьшее и наибольшее значение всегда следует действовать по алгоритму:

1. Записать уравнение Менделеева-Клапейрона
2. Переписать уравнение в формате: величина по вертикальной оси = коэффициент * величину по горизонтальной оси.
3. Проанализировать коэффициент k, который является углом наклона прямой.

Если числитель маленький или знаменатель большой, то коэффициент должен быть маленьким.

Если числитель большой или знаменатель маленький, то коэффициент должен быть большим.

В нашей задаче спрашивают про наименьшее значение объема.  Перенесем объем в правую часть уравнения и проанализируем коэффициент. 

Маленький объем V => маленький знаменатель => большая дробь => большой коэффициент => большой угол наклона.

Пример 3: электродинамика

Работа с графиком

Для решения этой электродинамической задачи мы воспользуемся формулой для силы тока. На графике мы можем взять любую точку. Поделим значение заряда на промежуток времени, и получим правильный ответ.

Изменения в ЕГЭ по физике 2023

В 2023 году ЕГЭ по физике обновился незначительно: 

1. Изменилось расположение заданий в части с кратким ответом: теперь задания 1 и 2 перешли на позицию 20 и 21. Однако есть сами формулировки и проверяемые темы в части 1 остались прежними.  
2. В части 2 изменения коснулись только задания 30 — расчетной задачи по механике, оцениваемой в 4 первичных балла (самый высокий балл за задачу). В прошлом году на этой позиции необходимо было применять законы Ньютона, знать тонкости для решения задач со связанными телами, а также использовать законы сохранения энергии импульса. В 2023 здесь также могут встретиться задачи по статике. То есть теперь нужно знать, что такое плечо силы, момент и условие равновесия рычага, чтобы получить максимальный балл на экзамене. Но не забывайте проработать и те законы, которые встречались в прошлом году.

Коротко о структуре ЕГЭ по физике 2023

Экзамен состоит из 2 частей: I часть с кратким ответом и II часть с развернутым ответом. Всего в ЕГЭ 30 заданий, которые разделены на 4 раздела. Чтобы хорошо подготовиться к экзамену, важно ориентироваться в том, как он устроен: какие темы входят в  каждый раздел, каких заданий больше, а каких меньше.

Давайте взглянем на таблицу и сделаем выводы:

Максимальное количество первичных баллов — 54

I часть

• Приносит 34 балла, то есть  ⅔  баллов всего экзамена.
• 23 задания с кратким ответом
• В ответе нужно указать лишь число

II часть

• Приносит 20 баллов, что составляет ⅓ баллов экзамена
• 7 заданий с развернутым ответом
• Решения нужно подробно расписать по критериям ЕГЭ

Задачи для практики

Задача 1

Автомобиль массой 4 т движется со скоростью 36 км/ч. Какой путь прошёл автомобиль до полной остановки, если коэффициент трения колёс о дорогу равен 0,3? Движение считать равнозамедленным. Ответ выразите в (м). Ответ округлите до десятых

Решение

Дано:

$m=4000$кг

$μ=0.03$

$g=10м/с^2$

$υ_0=36=10$м/с

$υ_к=0$

$А-?$

Решение:

Работа силы трения равна: $A_{F_{тр}}=∆E_к$(1), где $A_{F_{тр}}=F_{тр}·S=μNS=μmgS$(2), где $S$ — путь автомобиля до полной остановки. $∆E_к={mυ_к^2}/{2}-{mυ_0^2}/{2}=-{mυ_0^2}/{2}$(3). Знак «минус» опустим так как он говорит, что сила трения направлена в сторону, противоположную движению, тогда имеем: $μmgS={mυ_0^2}/{2}⇒S={υ_0^2}/{2μg}={100}/{6}=16.66=16.7$м.

Ответ: 16.7

Задача 2

Пружину, жёсткость которой равна 1 · 10⁴ Н/м, сжали с силой 400 Н. Вычислите потенциальную энергию, запасённую пружиной. Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$k=10^4$Н/м

$F=400$Н

$E_{п}-?$

Решение:

Запишем закон Гука: $F=kx$(1), где $x$ — удлинение (в нашем случае, сжатие) пружины, $k$ — жесткость пружины. Откуда: $x={F}/{k}={400}/{10^4}=0.04$м.

Потенциальная энергия сжатой пружины определяется выражением: $E_{п}={kx^2}/{2}={10^4·16·10^{-4}}/{2}=8$Дж.

Ответ: 8

Задача 3

Точка финиша трассы горнолыжных соревнований находится на высоте 2 км над уровнем моря, а точка старта — на высоте 400 м над точкой финиша. Чему равна потенциальная энергия лыжника на старте относительно уровня моря? Масса лыжника 70 кг. Ответ выразите в (МДж).

Решение

Дано:

$m=70$кг

$g=10м/с^2$

$h_1=2000$м

$h_2=400$м

$E_{п}-?$

Решение:

Потенциальная энергия лыжника на старте относительно уровня моря по определению равна: $E_{п}=mg(h_1+h_2)=70·10·(2000+400)=700·2400=1680000=1.68$МДж.

Ответ: 1.68

Задача 4

Тело массой 2 кг начинает свободно падать с высоты 5 м. Чему равна кинетическая энергия тела на высоте 2 м от земли? Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$m=2$кг

$g=10м/с^2$

$h_1=5$м

$h_2=2$м

$E_{к_2}-?$

Решение:

Полная механическая энергия тела в точке 1 равна полной механической энергии тела в точке 2: $E_1=E_2$(1), где $E_1=E_{п_1}+E_{к_1}=mgh_1+{mυ_1^2}/{2}=mgh_1$(2), $E_2=E_{п_2}+E_{к_2}=mgh_2+E_{к_2}$(3).

Подставим (2) и (3) в (1) и найдем $E_{к_2}:mgh_1=mgh_2+E_{к_2}$, откуда $E_{к_2}=mg(h_1-h_2)$(4).

Подставим числовые значения в (4), получим: $E_{к_2}=2·10·(5-2)=60$Дж.

Ответ: 60

Задача 5

Материальная точка массой 4,6 кг равномерно движется по окружности. Чему равна её скорость, если изменение её импульса за два с половиной периода составило 18,4 кг·м/с? Ответ выразить в (м/с).

Решение

Дано:

$m=4.6$кг

$t=2.5T$

$Δp↖{→}=18.4кгм/с$

$υ-?$

Решение:

$Δp↖{→}={p_1}↖{→}-{p_2}↖{→}$

Исходя из рисунка $p_1$ и $p_2$ противонаправлены, тогда: $υ={Δp↖{→}}/{2·m}={18.4}/{2·4.6}=2м/с$

Ответ: 2

Задача 6

Падение тела массой 2 кг с некоторой высоты занимает 10 с. Найдите кинетическую энергию, которой будет обладать тело при падении на землю. Ответ выразите в (кДж).

Решение

Дано:

$m=2$кг

$t=10$с

$E_к-?$

Решение:

1) $E_к=E_n=mgh$ по закону сохранения

2) $S=H={gt^2}/{2}={10·100}/{2}=500$м

$E_n=mgh=2·10·500=10$кДж

Ответ: 10

Задача 7

Тело подбросили вертикально вверх с начальной скоростью 6 м/с. На какой высоте кинетическая энергия тела будет в два раза больше его потенциальной энергии? Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$υ_0=6$м/с

$E_к=2·E_n$

$h-?$

Решение:

$\{\table\.{mυ_0^2}/{2}=E’_к+E’_n; \.{E_к}/{2}=E_n;$

$⇒{mυ_0^2}/{2}=3E_n⇒{υ_0^2}/{2}=3gh$.

$h={υ_0^2}/{2g·3}={36}/{60}=0.6$м

Ответ: 0.6

Задача 8

На покоящуюся тележку массой 0,2 т налетает тележка массой 0,3 т со скоростью 8 км/ч . Найдите скорость, с которой эти тележки начали двигаться совместно после удара. Ответ выразите в (км/ч).

Решение

Дано:

$m_1=200$кг

$m_2=300$кг

$υ_1=8{км}/ч$

$υ_2-?$

Решение:

По закону сохранения энергии $m_1·0+m_2·υ_1=(m_1+m_2)υ_2$ выразим: $υ_2={m_2·υ_1}/{m_1+m_2}={300·8}/{200+300}=4.8{км}/ч$

Ответ: 4.8

Задача 9

Найдите, чему равно отношение масс большего тела к меньшему, если до абсолютного неупругого столкновения они двигались навстречу друг другу со скоростями 10 м/с каждое, а после — со скоростью 5 м/с.

Решение

Дано:

$υ_1=10м/с$

$υ_2=5м/с$

${M}/{m}-?$

Решение:

Запишем закон сохранения импульсов: $M·υ_1-m·υ_1=(M+m)υ_2$.

$10·M-10·m=5M+5m$

$5M=15m; {M}/{m}={15}/{5}=3$

Ответ: 3

Задача 10

Санки массой 50 кг из состояния покоя съезжают с гладкой наклонной плоскости высотой 5 м. После этого они продолжают двигаться по горизонтальной поверхности и спустя некоторое время останавливаются. Как при этом изменилась их механическая энергия? В ответе запишите: уменьшилась на _ (кДж).

Решение

Дано:

$m=50$кг

$h=5$м

$∆E_m-?$

$m_0=1·10^{-6}$кг

Решение:

По закону сохранения $∆E_m=∆E_h+∆E_к; ∆E_к=0$

$∆E_r=mgh=50·5·10=2.5$кДж. Тогда $∆E_{мех}=∆E_n=2.5$кДж.

Ответ: 2.5

Задача 11

Тела 1 и 2 взаимодействуют только друг с другом. Изменение кинетической энергии тела 1 за некоторый промежуток времени равно 15 Дж. Работа, которую совершили за этот же промежуток времени силы взаимодействия тел 1 и 2, равна 45 Дж. Чему равно изменение кинетической энергии тела 2 за это время? Ответ выразить в (Дж).

Решение

Дано:

$∆E_1=15$Дж

$∆E_в=45$Дж

$∆E_2-?$

Решение:

По закону сохранения энергии запишем уравнение взаимодействия: $∆E_1+∆E_2=∆E_в⇒∆E_2=∆E_в-∆E_1$

$∆E_2=45-15=30$Дж

Ответ: 30

Задача 12

Мальчик столкнул санки массой 2 кг с вершины горки. Сразу после толчка санки имели скорость 4 м/с, а у подножия горки она равнялась 8 м/с. Трение санок о снег пренебрежимо мало. Какова высота горки? Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$υ_0=4$м/с

$υ_к=8$м/с

$F_{тр}=0$

$H-?$

Решение:

Запишем закон сохранения энергии для данного случая $E_{к_0}+E_п=E_к^к$. $E_{к_0}$ — кинетическая энергия в начальный момент; $E_п$ — потенциальная энергия в начальный момент; $E_к^к$ — кинетическая энергия в конце пути.

$E_п=E_к^к-E_{к_0}$

$mgH={m·υ_к^2}/{2}-{m·υ_0^2}/{2}$

$2·10·H=64-16⇒H=2.4$м

Ответ: 2.4

Задача 13

Легковой автомобиль и грузовик движутся со скоростями 108 км/ч и 72 км/ч соответственно. Масса грузовика 4500 кг. Какова масса легкового автомобиля, если импульс грузовика больше импульса легкового автомобиля в 2 раза? Ответ выразите в (кг).

Решение

Дано:

$υ_л=108$км/ч$=30м/с$

$υ_г=72$км/ч$=20м/с$

$m_г=4500кг$

$p_г=2p_л$

$m_л-?$

Решение:

По определению импульс тела равен: $p=mυ$(1), тогда $p_г=m_г·υ_г$(2) — импульс грузового автомобиля; $p_л=m_л·υ_л$(2) — импульс легкового автомобиля. По условию задачи: $p_г=2p_л$(4). Подставим (2) и (3) в (4): $m_г·υ_г=2m_лυ_л⇒m_л={m_г·υ_г}/{2υ_л}$(5). Подставим числовые значения в (5): $m_л={4500·20}/{30·2}=1500кг$.

Ответ: 1500

Задача 14

Автомобиль массой 1 т двигался со скоростью 72 км/ч. Максимальное значение коэффициента трения шин о дорожное покрытие равно 0,7. Каков минимальный тормозной путь автомобиля? Ответ округлите до целых. Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$m=1000$кг

$υ=72км/ч=20м/с$

$g≈10м/c^2$

$μ_{max}=0.7$

$S_{min}-?$

Решение:

Работа силы трения равна изменению кинетической энергии автомобиля: $A_{F_{тр}}=∆E_к$(1), где $A_{F_{тр}}=F_{тр}·S_{min}·cos180°$(2). $∆E_к=0-{mυ^2}/{2}=-{mυ^2}/{2}$(3), т.к. автомобиль останавливается; $cos180°=-1$

$F_{тр}=μ_{max}·N=μ_{max}·mg$(4).

Подствим (2), (3), (4) в выражение (1): $-μ_{max}·mg·S_{min}=-{mυ^2}/{2}⇒S_{min}={υ^2}/{2μ_{max}·g}$(5)

$S_{min}={400}/{2·0.7·10}=28.57м=29м$

Ответ: 29

Задача 15

Ученик исследовал зависимость силы упругости F пружины от её растяжения x и получил следующие результаты:

По данным опыта определите, какую работу нужно совершить, чтобы растянуть пружину от 4 см до 8 см. Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$x_1=4см=4·10^{-2}м$

$x_2=8см=8·10^{-2}м$

$A-?$

Решение:

Работа силы упругости пружины равна убыли ее потенциальной энергии: $A={kx_1^2}/{2}-{kx_2^2}/{2}$(1), где $k$ — жесткость пружины.

Найдем жесткость пружины $k$. Для этого возьмем любые значения силы упругости пружины и растяжения, отличные от нуля, например, $F_{тр}=1H, x=0.04м$. Тогда, по закону Гука имеем: $F_{упр}=kx⇒k={F_{упр}}/{х}$(2). $k={1}/{0.04}=25Н/м$

Подставим числовые значения в (1) и найдем работу $A$: $A={25}/{2}((4·10^{-2})^2-(8·10^{-2})^2)=12.5·(16·10^{-4}-64·10^{-4})=-600·10^{-4}=-0.06$Дж.

Зная, что «минус» говорит о том, что при растяжении сила упругости направлена противоположно растяжению пружины.

Ответ: 0.06

Задача 16

Шарик массой 100 г налетает со скоростью 2 м/с на покоящийся шар такой же массы. Каков импульс системы шаров после абсолютно неупругого удара? Ответ выразите в (кг·м/с).

Решение

Дано:

$m_1=m_2=m=0.1кг$

$υ_1=2{м}/{с}; υ_2=0{м}/{с}$

$p-?$

Решение:

По закону сохранения импульса: импульс системы до взаимодействия равен импульсу системы после взаимодействия: $p=p_1+p_2=m_1·υ_1+m_2·υ_2=m_1υ_1=0.1·2=0.2{кг·м}/{с}$

Ответ: 0.2

Задача 17

Кинетическая энергия равномерно движущегося тела массой 200 г равна 10 Дж. С какой скоростью движется тело? Ответ выразите в (м/с).

Решение

Дано:

$m=200г=0.2кг$

$Е_к=10Дж$

$υ-?$

Решение:

Кинетическая энергия определяется выражением:$Е_к={mυ^2}/{2}$(1), откуда выразим скорость $υ: $.

Учитывая, что $mυ^2=2Е_к$, $υ^2={2E_к}/{m}$, $υ=√{{2E_к}/{m}}$(2).

Подставим числовые значения в (2): $υ^2=√{{2·10}/{0.2}}=√{100}=10{м}/{с}$

Ответ: 10

Задача 18

Тело массой 200 г, двигаясь равномерно, обладает импульсом 4 кг·м/с. Какова его кинетическая энергия? Ответ выразите в (Дж).

Решение

Дано:

$m=200г=0.2кг$

$p=4{кг·м}/{с}$

$Е_к-?$

Решение:

Импульс по определению равен: $p=mυ$(1), а кинетическая энергия определяется выражением:$Е_к={mυ^2}/{2}$(2).

Учитывая, что $mυ^2={m^2υ^2}/{m}={(mυ)^2}/{m}={p^2}/{m}$(3), подставим (3) в (2): $Е_к={p^2}/{2m}$(4).

Подставим числовые значения в (4): $Е_к={4^2}/{2·0.2}={16}/{0.4}=40$Дж

Ответ: 40

Подпишись на полезные материалы ЕГЭ по физике:
разбор реальных вариантов ЕГЭ и сложных заданий
+ авторские конспекты

Рекомендуемые курсы подготовки

Разделы ЕГЭ по физике 2023

• Механика — один из самых больших разделов на ЕГЭ. Он составляет около трети всего экзамена.
• Электродинамика — еще один большой раздел по количеству баллов. Она также составляет около трети всего экзамена.
• Молекулярная физика занимает третье место. Около 25% баллов на ЕГЭ можно получить именно за нее.
• Квантовая физика замыкает наш список. В сумме все задания по квантовой физике могут принести около 10% баллов.