Задание 5 ЕГЭ по физике

Задание проверяет закон сохранения импульса и изменение кинетической энергии при неупругом столкновении.

1 — верно: m₁ = 1 кг, m₂ = 0,2 кг, поэтому общая скорость v = m₂v₂/(m₁ + m₂) = 0,2 · 3/1,2 = 0,5 м/с.

2 — неверно: кинетическая энергия бруска после удара E₁ = m₁v²/2 = 0,125 Дж.

3 — неверно: начальная энергия системы равна 0,2 · 3²/2 = 0,9 Дж, а конечная — 1,2 · 0,5²/2 = 0,15 Дж.

4 — верно: в принятой модели выделившаяся теплота Q = 0,9 − 0,15 = 0,75 Дж; 5 — неверно: суммарный импульс сохраняется и равен 0,2 · 3 = 0,6 кг·м/с.

Ответ: 14.

Задание проверяет связь кинетической энергии со скоростью и высотой тела: Eк = mv²/2, Eк + mgh = const.

1 — неверно: при вертикальном броске вверх кинетическая энергия в верхней точке равна нулю, а на графике минимум положителен.

2 — верно: при броске под углом сохраняется горизонтальная составляющая скорости, а при падении с балкона конечная кинетическая энергия больше начальной.

3 — неверно: при возвращении на исходную высоту конечная и начальная кинетические энергии равны, что противоречит графику.

4 — неверно: минимальная кинетическая энергия положительна, поэтому скорость в верхней точке не равна нулю.

5 — верно: конечная кинетическая энергия больше начальной, следовательно, конечная скорость больше начальной.

Ответ: 25.

Задание проверяет условия плавания тел и закон Архимеда.

При плавании FА = mg = 10 Н, поэтому утверждение 1 неверно, а утверждение 3 верно: при замене жидкости сила Архимеда остаётся равной силе тяжести.

Половина объёма погружена в воду, значит плотность бруска ρ = 1000/2 = 500 кг/м³: утверждение 4 неверно.

Керосин менее плотный, чем вода, поэтому для равновесия потребуется больший погружённый объём и глубина погружения увеличится: утверждение 2 неверно.

Второй такой же брусок удваивает общий вес, поэтому глубина погружения нижнего бруска увеличится с 3 см до 6 см: утверждение 5 верно.

Ответ: 35.

Задание проверяет определение характеристик колебаний по таблице и превращение механической энергии.

1 — неверно: при t = 2,0 с шарик проходит положение равновесия x = 0, где энергия пружины Eп = kx²/2 минимальна.

2 — верно: между противоположными крайними положениями при t = 1,0 с и t = 3,0 с проходит половина периода, поэтому T = 4,0 с.

3 — верно: при t = 1,0 с шарик находится в крайнем положении, его скорость и кинетическая энергия равны нулю.

4 — неверно: амплитуда равна 15 мм, а 30 мм — расстояние между крайними положениями; 5 — неверно: при идеальных колебаниях полная механическая энергия сохраняется.

Ответ: 23.

Задание проверяет определение ускорения, энергии и импульса по графику проекции скорости.

1) Верно: за первые 5 с скорость возрастает с 5 до 10 м/с, поэтому кинетическая энергия Eк = mv²/2 увеличивается в (10/5)² = 4 раза.

2) Верно: от 10 до 15 с скорость постоянна, поэтому a = 0 и равнодействующая F = ma = 0.

3) Неверно: модули ускорения равны 1 м/с² и 1,5 м/с² соответственно на участках 0–5 с и 5–10 с, их отношение равно 1,5.

4) Неверно: от 5 до 10 с проекция скорости положительна, а ускорения отрицательна, поэтому сила направлена против скорости.

5) Неверно: от 15 до 20 с скорость возрастает с 2,5 до 12,5 м/с, поэтому импульс p = mv увеличивается в 5 раз.

Ответ: 12.

Задание проверяет связь координаты, ускорения и энергии при колебаниях пружинного маятника.

1 — верно: груз возвращается в исходное крайнее положение через период T = 1,6 с.

2 — неверно: частота ν = 1/T = 0,625 Гц.

3 — неверно: a = −ω²x, поэтому при t = 0,8 с, когда |x| = 4 см, модуль ускорения максимален.

4 — верно: при t = 0,4 с груз проходит положение равновесия, где скорость и кинетическая энергия максимальны.

5 — неверно: по закону Гука |F| = k|x|, а модули смещений 2,8 см и 4 см различаются.

Ответ: 14.

Задание проверяет связь координаты, энергии и ускорения при гармонических колебаниях.

1 — неверно: между соседними прохождениями положения равновесия проходит половина периода, поэтому T = 2 · 1,0 с = 2,0 с.

2 — неверно: амплитуда равна максимальному отклонению от положения равновесия, A = 7,5 мм.

3 — неверно: при t = 1,5 с отклонение максимально по модулю, поэтому потенциальная энергия пружины Eп = kx²/2 максимальна.

4 — верно: при t = 1,0 с грузик проходит положение равновесия, где скорость и кинетическая энергия максимальны.

5 — верно: по формуле a = −ω²x модуль ускорения максимален при максимальном модуле отклонения, то есть при t = 1,5 с.

Ответ: 45.