Вариант 2 · Октябрь 2026

Решение.

Для того чтобы правильно соотнести технические устройства с физическими закономерностями, разберем принцип действия каждого прибора.

А) Барометр-анероид.
Слово «анероид» в переводе с греческого означает «безжидкостный». Основным элементом этого прибора является герметичная металлическая коробочка с гофрированными (волнистыми) стенками, из которой частично откачан воздух. При изменении атмосферного давления сила, действующая на стенки коробочки, меняется, что заставляет их прогибаться или выпрямляться. Эта деформация через систему рычагов передается на стрелку, которая указывает значение давления на шкале. Таким образом, в основе работы лежит зависимость деформации тела от действующей на него силы (в данном случае — силы давления воздуха).
Этому устройству соответствует позиция 4.

Б) U-образный жидкостный манометр.
Этот прибор представляет собой сообщающиеся сосуды в форме латинской буквы «U», заполненные жидкостью. Принцип его действия основан на том, что давление газа, подаваемого в одно из колен манометра, уравновешивается давлением избыточного столба жидкости в другом колене. Разность уровней жидкости прямо пропорциональна измеряемому давлению. Здесь используется зависимость гидростатического давления от высоты столба жидкости, описываемая формулой $p = \rho \cdot g \cdot h$.
Этому устройству соответствует позиция 3.

Проверим остальные варианты:
1) Уменьшение температуры при испарении используется в психрометрах.
2) Зависимость объема жидкости от температуры используется в жидкостных термометрах.

Таким образом, получаем соответствие: А — 4, Б — 3.

Ответ: 43

Источник: ФИПИ

Решение.

Для того чтобы ответить на вопрос, разберём физические процессы, происходящие при прохождении солнечного света через атмосферу Земли.

1. Солнечный свет является белым светом, который представляет собой смесь электромагнитных волн разной длины (всех цветов радуги: от красного до фиолетового).
2. Атмосфера Земли состоит из молекул газов и мельчайших взвешенных частиц. Когда солнечные лучи проходят сквозь атмосферу, они взаимодействуют с этими неоднородностями. Это явление называется рассеянием света.
3. Согласно закону Рэлея, интенсивность рассеяния света обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны: $I \sim \frac{1}{\lambda^4}$. Это означает, что коротковолновое излучение (синий, голубой, фиолетовый цвета) рассеивается атмосферой гораздо сильнее, чем длинноволновое (красный, оранжевый).
4. Поскольку голубой и синий цвета имеют меньшую длину волны по сравнению с красным, они рассеиваются во все стороны наиболее интенсивно. Именно этот рассеянный свет мы видим, когда смотрим на небо в сторону от Солнца. Поэтому небо кажется нам голубым.

Рассмотрим предложенные варианты:
— Преломление (1) ответственно за изменение направления луча на границе сред, но не за окраску всего купола неба.
— Дисперсия (3) — это зависимость показателя преломления от частоты, она проявляется, например, при образовании радуги в каплях дождя.
— Рассеяние красной части (4) неверно, так как красная часть спектра проходит сквозь атмосферу почти не рассеиваясь (именно поэтому закатное Солнце кажется красным — до нас доходят только прямые нерассеянные лучи).
— Рассеяние голубой части (2) является верным физическим объяснением.

Ответ: 2

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения данной задачи проанализируем физические процессы, происходящие с воздухом внутри бутылки при её охлаждении водой.

1. На рисунке 1 мы видим надутый шарик. Когда бутылку помещают под струю воды, шарик начинает сдуваться (уменьшаться в объёме). Это происходит из-за охлаждения воздуха внутри бутылки. Следовательно, вода имеет более низкую (А) температуру по сравнению с первоначальной температурой воздуха в бутылке. (Выбираем вариант 2).

2. Согласно положениям молекулярно-кинетической теории, температура является мерой средней кинетической энергии теплового движения молекул. При понижении температуры скорость теплового движения молекул уменьшается. Это приводит к тому, что удары молекул о стенки сосуда становятся реже и слабее, вследствие чего давление (Б) воздуха внутри бутылки начинает уменьшаться (В). (Выбираем варианты 7 и 4 соответственно).

3. Оболочка шарика эластична. Она будет изменять свой объём до тех пор, пока давление внутри не уравновесится внешним давлением. Таким образом, шарик сдувается до тех пор, пока действие на резиновую оболочку изнутри не станет равным (Г) действию снаружи (атмосферному давлению и силе упругости оболочки). (Выбираем вариант 3).

Сведём выбранные цифры в итоговую последовательность:

А — 2 (низкая)
Б — 7 (давление)
В — 4 (уменьшаться)
Г — 3 (равный)

Ответ: 2743

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения этой качественной задачи проанализируем условия плавания тел и закон Архимеда.

1. Условие плавания. Когда корабль плавает на поверхности воды (неважно, в реке или в море), он находится в состоянии равновесия. Это означает, что действующая на него вертикально вниз сила тяжести $F_{тяж}$ уравновешивается действующей вертикально вверх выталкивающей силой (силой Архимеда) $F_{А}$. Таким образом, $F_{А} = F_{тяж}$. Поскольку масса корабля при переходе из реки в море не меняется, сила тяжести остаётся прежней, а значит, и выталкивающая сила должна остаться неизменной.

2. Закон Архимеда. Выталкивающая сила определяется формулой: $F_{А} = \rho_{жидк} \cdot g \cdot V_{погр}$, где $\rho_{жидк}$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, а $V_{погр}$ — объём погружённой в жидкость части судна.

3. Сравнение плотностей. Известно, что плотность солёной морской воды $\rho_{моря}$ больше плотности пресной речной воды $\rho_{реки}$ ($\rho_{моря} > \rho_{реки}$).

4. Анализ изменения объёма. Так как величина $F_{А}$ должна остаться постоянной, то при переходе в более плотную среду (из реки в море) объём погружённой части судна $V_{погр}$ должен уменьшиться, чтобы компенсировать рост плотности $\rho$. Математически: если произведение $\rho \cdot V$ постоянно, то при увеличении одного множителя второй обязательно уменьшается.

5. Вывод об осадке. Осадка корабля — это глубина, на которую судно погружается в воду. Поскольку объём погружённой части $V_{погр}$ уменьшается, корабль «всплывает» выше, и его осадка уменьшается.

Таким образом, верным является утверждение № 1.

Ответ: 1

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся вторым законом Ньютона, который является фундаментальным законом динамики.

1. Анализ движения: По условию задачи брусок начинает скользить из состояния покоя вниз по наклонной плоскости с некоторым ускорением. Это означает, что вектор ускорения тела $\vec{a}$ направлен вдоль наклонной плоскости вниз.

2. Применение второго закона Ньютона: Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил $\vec{F}_{рез}$, приложенных к телу, равна произведению массы тела $m$ на его ускорение $\vec{a}$:
$\vec{F}_{рез} = m \cdot \vec{a}$

3. Определение направления: Из этой формулы следует, что вектор равнодействующей силы $\vec{F}_{рез}$ всегда сонаправлен с вектором ускорения $\vec{a}$, так как масса $m$ — величина скалярная и всегда положительная.

4. Сопоставление с рисунком:
— Вектор 1 направлен вертикально вниз (это направление силы тяжести).
— Вектор 2 направлен вдоль наклонной плоскости вниз.
— Вектор 3 направлен перпендикулярно наклонной плоскости вверх (это направление силы нормальной реакции опоры).
— Вектор 4 направлен вдоль наклонной плоскости вверх (это направление силы трения скольжения).

Так как брусок ускоряется вниз вдоль плоскости, вектор ускорения совпадает по направлению с вектором 2. Следовательно, и равнодействующая сил сонаправлена с вектором 2.

Ответ: 2

Источник: ФИПИ

Решение.

Дано:
$m = 10 \text{ кг}$
$g = 10 \text{ Н/кг}$
Блоки и нить невесомы, трения нет.
--------------------
$F - ?$

Анализ физической ситуации и законы:
1. На рисунке представлена система из двух блоков: неподвижного (А) и подвижного (Б).
2. Блок А является неподвижным, так как его ось закреплена на опоре. Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, он лишь изменяет направление действия силы. Следовательно, сила натяжения нити $T$ по обе стороны от блока А одинакова и равна приложенной силе $F$: $T = F$.
3. Блок Б является подвижным, так как его ось перемещается вместе с грузом. Подвижный блок дает выигрыш в силе в 2 раза. Это происходит потому, что груз удерживается двумя участками одной и той же нити, перекинутой через этот блок.
4. Так как нить невесома и трение отсутствует, сила натяжения $T$ одинакова во всех точках нити.

Вывод рабочей формулы:
Рассмотрим условие равновесия подвижного блока Б. Вниз на него действует сила тяжести груза $P = mg$. Вверх его удерживают два участка нити, каждый из которых тянет с силой натяжения $T$.
Условие равновесия для блока Б:
$2 \cdot T = m \cdot g$
Так как $T = F$, подставим это в уравнение:
$2 \cdot F = m \cdot g$
Отсюда выразим искомую силу $F$:
$F = \frac{m \cdot g}{2}$

Вычисления:
$F = \frac{10 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг}}{2} = \frac{100}{2} \text{ Н} = 50 \text{ Н}$

Ответ: 50 Н

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры $T$ от времени $t$. Процесс нагревания и плавления вещества на графике характеризуется следующими участками:
1. Участок от 0 до 5 мин — нагревание льда (снега) до температуры плавления.
2. Участок от 5 до 15 мин — плавление льда. На этом этапе температура остаётся постоянной, так как вся подводимая энергия расходуется на разрушение кристаллической решётки.
3. Участок от 15 мин и далее — нагревание образовавшейся воды.

Дано:
$P = 50 \text{ кДж/мин}$ — мощность плитки (количество теплоты в минуту);
$t_1 = 5 \text{ мин}$ — время начала плавления;
$t_2 = 15 \text{ мин}$ — время окончания плавления.

Найти:
$Q_{пл} - ?$

Математическая модель и вычисления:
Количество теплоты $Q$, передаваемое плиткой за время $\Delta t$, рассчитывается по формуле:
$Q = P \cdot \Delta t$,
где $P$ — тепловая мощность плитки, а $\Delta t$ — интервал времени, в течение которого происходил процесс.

Определим продолжительность процесса плавления по графику:
$\Delta t = t_2 - t_1$
$\Delta t = 15 \text{ мин} - 5 \text{ мин} = 10 \text{ мин}$.

Теперь вычислим количество теплоты, переданное котелку за это время:
$Q_{пл} = 50 \frac{\text{кДж}}{\text{мин}} \cdot 10 \text{ мин} = 500 \text{ кДж}$.

Проверка размерности: $[\text{кДж/мин}] \cdot [\text{мин}] = [\text{кДж}]$. Результат соответствует искомой величине.

Ответ: 500 кДж

Источник: ФИПИ

Решение.

Дано:
$R_{1} = 5$ Ом
$R_{2} = 10$ Ом
$U = 30$ В
Найти:
$I_{2} - ?$

Анализ и физические законы:
1. На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из источника тока и двух резисторов $R_{1}$ и $R_{2}$.
2. Резисторы соединены последовательно (друг за другом), так как через них протекает один и тот же электрический ток.
3. Вольтметр подключён параллельно к обоим резисторам сразу (к крайним точкам участка цепи). Следовательно, он показывает общее напряжение $U$ на всём участке цепи.
4. При последовательном соединении общее сопротивление цепи $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений отдельных проводников:
$R_{общ} = R_{1} + R_{2}$
5. Согласно закону Ома для участка цепи, общая сила тока $I$ в цепи равна:
$I = \frac{U}{R_{общ}}$
6. При последовательном соединении сила тока во всех частях цепи одинакова:
$I = I_{1} = I_{2}$

Вычисления:
1. Найдём общее сопротивление участка цепи:
$R_{общ} = 5 \text{ Ом} + 10 \text{ Ом} = 15 \text{ Ом}$
2. Найдём общую силу тока в цепи:
$I = \frac{30 \text{ В}}{15 \text{ Ом}} = 2 \text{ А}$
3. Так как соединение последовательное, сила тока в проводнике $R_{2}$ равна общей силе тока:
$I_{2} = I = 2 \text{ А}$

Ответ: 2 А

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся законом преломления света (законом Снеллиуса) и проанализируем физическую ситуацию.

1. Определение углов. Угол падения $\alpha$ — это угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела сред, восставленным в точке падения. Угол преломления $\beta$ — это угол между преломлённым лучом и тем же перпендикуляром.

2. Сравнение оптических плотностей. Свет переходит из воздуха в стекло. Воздух является оптически менее плотной средой (показатель преломления $n_{1} \approx 1$), а стекло — оптически более плотной средой ($n_{2} \approx 1,5$). Таким образом, $n_{2} > n_{1}$.

3. Закон преломления. Согласно закону Снеллиуса:
$n_{1} \cdot \sin(\alpha) = n_{2} \cdot \sin(\beta)$.
Так как $n_{2} > n_{1}$, то из уравнения следует, что $\sin(\beta) < \sin(\alpha)$, а значит, и $\beta < \alpha$. Это означает, что при переходе из воздуха в стекло преломлённый луч должен прижиматься к перпендикуляру.

4. Анализ направлений на рисунке:
— Направление 1 совпадает с перпендикуляром. Свет идет вдоль перпендикуляра без преломления только в том случае, если он падает под углом $0^{\circ}$. В нашей задаче луч падает под углом, поэтому направление 1 неверно.
— Направление 3 является продолжением падающего луча (ход луча без преломления). Это невозможно при смене среды.
— Направление 4 соответствует углу преломления, который больше угла падения ($\beta > \alpha$). Это наблюдалось бы при переходе из стекла в воздух.
— Направление 2 соответствует условию $\beta < \alpha$. Луч отклоняется от своего первоначального направления в сторону перпендикуляра, что характерно для перехода в более плотную среду.

Таким образом, преломлённому лучу соответствует направление 2.

Ответ: 2

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения данной задачи необходимо вспомнить физический смысл характеристик атомного ядра, которые указываются в символической записи химического элемента.

1. В записи вида $_{Z}^{A}X$:
— $X$ — символ химического элемента;
— $A$ — массовое число (общее количество нуклонов: протонов и нейтронов в ядре);
— $Z$ — зарядовое число (количество протонов в ядре).

2. Согласно условию, мы рассматриваем атом углерода $_{6}^{15}C$. Нижний индекс $Z = 6$ означает, что в ядре данного атома находится 6 положительно заряженных протонов.

3. В условии сказано, что атом является нейтральным. Это означает, что его суммарный электрический заряд равен нулю. Поскольку каждый протон обладает элементарным положительным зарядом ($+e$), а каждый электрон — элементарным отрицательным зарядом ($-e$), в нейтральном атоме количество электронов должно быть строго равно количеству протонов.

4. Следовательно, число электронов в нейтральном атоме углерода равно зарядовому числу $Z$:
$N_{e} = Z = 6$.

Ответ: 6

Источник: ФИПИ

Решение.

Разберем изменение каждой физической величины по отдельности, опираясь на законы механики.

1. Кинетическая энергия мяча.
Кинетическая энергия тела определяется по формуле: $E_{k} = \frac{mv^{2}}{2}$, где $m$ — масса мяча, а $v$ — его скорость. По условию задачи мяч останавливается из-за действия силы трения. Это означает, что его скорость $v$ постепенно уменьшается до нуля. Так как скорость входит в формулу в квадрате и стоит в числителе, при уменьшении скорости кинетическая энергия мяча также уменьшается. Этому соответствует цифра 2.

2. Потенциальная энергия мяча.
Потенциальная энергия тела, поднятого над землей, рассчитывается по формуле: $E_{p} = mgh$, где $m$ — масса мяча, $g$ — ускорение свободного падения, а $h$ — высота над уровнем земли. В условии сказано, что мяч катится по ровному горизонтальному участку земли. Это означает, что в процессе движения высота $h$ мяча относительно поверхности земли остается постоянной и равной нулю (или радиусу мяча, если рассматривать центр масс, но в любом случае она не меняется). Следовательно, потенциальная энергия мяча не изменяется. Этому соответствует цифра 3.

Таким образом, кинетическая энергия уменьшается (2), а потенциальная энергия не изменяется (3).

Ответ: 23

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения данной задачи проанализируем процесс электризации тел при трении с точки зрения строения атома и закона сохранения электрического заряда.

1. Электризация трением. При трении двух тел (в данном случае эбонитовой палочки о шерсть) происходит перераспределение свободных носителей заряда — электронов. Электроны переходят с того тела, где они удерживаются слабее, на то тело, где силы притяжения к ядрам атомов сильнее. Атомы и ядра (протоны) при этом остаются на своих местах, так как по условию обмен атомами не происходил.

2. Изменение количества электронов на палочке. По условию задачи эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд. Отрицательный заряд тела означает избыток электронов (так как электрон — это элементарная частица с отрицательным зарядом). Следовательно, в процессе трения электроны перешли с шерсти на палочку. Значит, количество электронов на палочке увеличилось (цифра 1).

3. Изменение количества протонов на шерсти. Протоны находятся внутри атомных ядер. Ядра атомов прочно связаны в кристаллической решетке или структуре вещества и не перемещаются от одного тела к другому при трении. Поскольку обмена атомами не происходило, количество протонов в составе ядер на шерсти не изменилось (цифра 3). Шерсть при этом зарядилась положительно только из-за того, что она потеряла часть своих электронов, а не из-за приобретения протонов.

Таким образом, для первой величины (электроны на палочке) соответствует цифра 1, для второй величины (протоны на шерсти) — цифра 3.

Ответ: 13

Источник: ФИПИ

Решение.

Для решения задачи проанализируем поведение тел в жидкостях, опираясь на условия плавания тел:
1. Если плотность тела $\rho_{т}$ больше плотности жидкости $\rho_{ж}$, тело тонет.
2. Если $\rho_{т} = \rho_{ж}$, тело плавает внутри жидкости (в толще).
3. Если $\rho_{т} < \rho_{ж}$, тело всплывает и плавает на поверхности.

Разберём ситуацию в каждом стакане:
— Стакан №1: И ледяной кубик, и яйцо лежат на дне. Это означает, что плотность жидкости в первом стакане меньше плотности льда и меньше плотности яйца: $\rho_{ж1} < \rho_{льда}$ и $\rho_{ж1} < \rho_{яйца}$.
— Стакан №2: Ледяной кубик плавает (часть над водой), а яйцо лежит на дне. Значит, плотность этой жидкости больше плотности льда, но всё ещё меньше плотности яйца: $\rho_{льда} < \rho_{ж2} < \rho_{яйца}$.
— Стакан №3: И кубик, и яйцо плавают. Значит, плотность жидкости в третьем стакане больше плотности и льда, и яйца: $\rho_{ж3} > \rho_{яйца} > \rho_{льда}$.

Проверим утверждения:
1) Плотность яйца больше плотности льда.
Во втором стакане мы видим, что лёд уже всплыл ($\rho_{ж2} > \rho_{льда}$), а яйцо всё ещё тонет ($\rho_{ж2} < \rho_{яйца}$). Из этого двойного неравенства однозначно следует, что $\rho_{яйца} > \rho_{льда}$. Утверждение верно.
2) В первом стакане может быть чистая вода.
Плотность льда $\rho_{льда} \approx 900 \text{ кг/м}^3$, плотность чистой воды $\rho_{воды} = 1000 \text{ кг/м}^3$. Так как $\rho_{льда} < \rho_{воды}$, в чистой воде лёд должен плавать. В первом стакане лёд утонул, значит, там жидкость с плотностью меньше $900 \text{ кг/м}^3$ (например, спирт). Утверждение неверно.
3) Плотность жидкости в первом стакане наибольшая.
Напротив, в первом стакане утонули оба тела, значит, её плотность наименьшая из трёх. Утверждение неверно.
4) Плотность жидкости во втором и в третьем стаканах больше плотности льда.
Во втором и третьем стаканах кубик льда плавает на поверхности. Согласно условию плавания, это возможно только если плотность жидкости больше плотности тела ($\rho_{ж} > \rho_{льда}$). Утверждение верно.
5) Во всех трёх жидкостях сила тяжести, действующая на кубик изо льда, уравновешена выталкивающей силой.
Силы уравновешены только при плавании (в стаканах 2 и 3). В первом стакане кубик лежит на дне, значит, сила тяжести больше выталкивающей силы ($F_{тяж} > F_{арх}$), и равновесие достигается только с учётом силы реакции опоры дна. Утверждение неверно.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ

Решение.

Для определения характеристик измерительного прибора по его шкале воспользуемся стандартным алгоритмом.

1. Определение предела измерения:
Предел измерения — это максимальное значение физической величины, которое можно измерить данным прибором (самое большое число на шкале).
Посмотрев на шкалу динамометра, мы видим, что нижнее числовое значение соответствует $8$. В верхней части прибора указана единица измерения — $\text{Н}$ (ньютон).
Следовательно, предел измерения равен $8 \text{ Н}$.

2. Определение цены деления:
Цена деления — это значение физической величины, соответствующее самому маленькому промежутку между двумя соседними штрихами шкалы. Чтобы её найти, нужно:
а) Выбрать на шкале два ближайших оцифрованных штриха. Возьмём, например, $0$ и $2$.
б) Вычесть из большего значения меньшее: $2 \text{ Н} - 0 \text{ Н} = 2 \text{ Н}$.
в) Посчитать количество делений (промежутков) между этими штрихами. На рисунке между отметками $0$ и $2$ находится $2$ деления.
г) Разделить разность значений на количество делений:
$C = \frac{2 \text{ Н} - 0 \text{ Н}}{2} = \frac{2 \text{ Н}}{2} = 1 \text{ Н}$.
Таким образом, цена деления динамометра составляет $1 \text{ Н}$.

Вывод:
Цена деления равна $1 \text{ Н}$, предел измерения равен $8 \text{ Н}$. Это соответствует варианту № 3.

Ответ: 3

Источник: ФИПИ

Решение. Проанализируем результаты каждого опыта, опираясь на показания электроскопа и физические принципы взаимодействия зарядов.

1. Опыт 1: Палочку и ткань подносят к электроскопу до трения. Лепестки не расходятся (рис. 1). Это означает, что изначально оба тела электрически нейтральны.

2. Опыт 2: После трения палочки о ткань палочкой касаются электроскопа. Лепестки расходятся (рис. 2), что свидетельствует о передаче части заряда от палочки к электроскопу. Следовательно, в результате трения палочка приобрела электрический заряд. Утверждение № 1 верно, так как опыт подтверждает факт электризации тел при трении.

3. Опыт 3: К электроскопу, уже заряженному палочкой (пусть его заряд будет $q_{э}$), снова подносят ту же палочку, не касаясь. Мы видим, что угол расхождения лепестков увеличивается (рис. 3). Это происходит из-за явления электростатической индукции: одноименный заряд палочки отталкивает свободные заряды того же знака из шара электроскопа вниз в лепестки, увеличивая их заряд и силу отталкивания.

4. Опыт 4: К этому же заряженному электроскопу подносят ткань. Мы видим, что угол расхождения лепестков уменьшается (рис. 4). Это означает, что ткань притягивает к шару часть зарядов из лепестков. Такое возможно только в том случае, если заряд ткани противоположен по знаку заряду палочки (и, соответственно, заряду электроскопа). Таким образом, при трении тела приобрели заряды разных знаков. Утверждение № 3 верно.

Проверим остальные утверждения:
— Утверждение № 2: Хотя закон сохранения заряда гласит, что модули зарядов равны, из данных картинок мы не можем точно измерить величину заряда ткани и палочки, чтобы подтвердить их строгое равенство только на основе этого эксперимента.
— Утверждение № 4: В данных опытах не проводилось сравнение углов при разной интенсивности трения или использовании разных палочек, поэтому зависимость угла от "степени наэлектризованности" экспериментально не проверялась.
— Утверждение № 5: Это верное физическое знание, но оно описывает микроскопический механизм явления, который невозможно увидеть или доказать непосредственно с помощью школьного электроскопа в данном опыте.

Ответ: 13

Источник: ФИПИ