Задание 13 ЕГЭ по физике

Угол между падающим и отражённым лучами равен удвоенному углу падения: сначала угол падения 35°.

При повороте зеркала на 10° нормаль поворачивается на 10°, угол падения становится 35° − 10° = 25° (поворот на рисунке — к падающему лучу). Угол между лучами: 2 · 25° = 50°.

Ответ: 50.

Задание проверяет закон отражения света. Угол падения измеряют между падающим лучом и перпендикуляром к зеркалу; угол отражения равен углу падения. Падающий и отражённый лучи расположены по разные стороны от перпендикуляра, поэтому угол между ними равен 22° + 22° = 44°.

Ответ: 44.

Задание проверяет закон отражения света. Угол падения измеряют между падающим лучом и нормалью к зеркалу. Угол отражения равен углу падения, поэтому угол между падающим и отражённым лучами равен 10° + 10° = 20°.

Ответ: 20.

Задание проверяет закон отражения света. Углы падения и отражения равны, поэтому угол падения α = 44°/2 = 22°. Угол между падающим лучом и поверхностью зеркала дополняет угол падения до 90°: 90° − 22° = 68°.

Ответ: 68.

Задание проверяет свойства изображения в плоском зеркале. Изображение находится за зеркалом на таком же расстоянии, как предмет перед ним. После перемещения расстояние от предмета до зеркала равно d = 30 + 45 = 75 см. Расстояние между предметом и изображением равно 2d = 150 см.

Ответ: 150.

Задание проверяет связь оптической силы с фокусным расстоянием и расчёт увеличения линзы.

Фокусное расстояние F = 1/D = 1/5 м = 20 см.

Из формулы тонкой линзы 1/a = 1/F − 1/b = 1/20 − 1/30 = 1/60 см⁻¹, поэтому a = 60 см.

Высота изображения H = h · b/a = 6 · 30/60 = 3 см.

Ответ: 3.

Задание проверяет закон отражения света при повороте зеркала. При показанном повороте перпендикуляр к зеркалу также поворачивается на 10°, а угол падения увеличивается: α = 25° + 10° = 35°. Угол отражения равен углу падения, поэтому угол между лучами γ = 2α = 70°.

Ответ: 70.

Задание проверяет закон отражения света и отсчёт угла падения от перпендикуляра к зеркалу. Перпендикуляр делит угол между падающим и отражённым лучами пополам, поэтому угол падения α = 30°/2 = 15°. Угол между падающим лучом и поверхностью зеркала равен 90° − 15° = 75°.

Ответ: 75.

Задание проверяет формулу тонкой линзы и связь увеличения с расстояниями. Фокусное расстояние F = 1/D = 1/5 м = 0,2 м = 20 см. Обозначим расстояния от линзы до предмета и изображения через a и b; увеличение k = b/a = 2, поэтому b = 2a. По формуле тонкой линзы 1/F = 1/a + 1/b = 3/(2a), откуда a = 3F/2 = 30 см, b = 60 см. Предмет и его действительное изображение находятся по разные стороны линзы, поэтому расстояние между ними L = a + b = 90 см.

Ответ: 90.

Задание проверяет определение фокусного расстояния по положениям источника и его изображения.

По масштабу рисунка расстояние от источника S до центра O равно a = 30 см, а от изображения S′ до центра O — b = 15 см.

Источник и изображение находятся по разные стороны линзы, поэтому изображение действительное и b положительно.

По формуле тонкой линзы F = ab/(a + b) = 30 · 15/(30 + 15) = 10 см.

Ответ: 10.

Задание проверяет свойства изображения в плоском зеркале. Изображение находится за зеркалом на таком же расстоянии, как предмет перед ним, поэтому расстояние между ними равно 2d. Сначала оно составляло 2 · 2 = 4 клетки, а после перемещения — 2 · (2 + 3) = 10 клеток. Увеличение равно 10 − 4 = 6 клеток.

Ответ: 6.

Задание проверяет превращение электрической и магнитной энергии в колебательном контуре. По закону сохранения энергии W = Wэ + LI²/2, поэтому энергия конденсатора минимальна при максимальном модуле силы тока. На графике за первые 6 мкс это происходит при t = 1 мкс, 3 мкс и 5 мкс — всего три раза.

Ответ: 3.

Задание проверяет закон отражения света и изменение углов при повороте зеркала. Угол падения отсчитывают от нормали к зеркалу; он равен углу отражения. Первоначальный угол падения α = 70°/2 = 35°. При показанном повороте зеркала нормаль поворачивается на 10° к падающему лучу, поэтому α = 35° − 10° = 25°. Угол между лучами становится равным 2α = 50°.

Ответ: 50.

Задание проверяет закон отражения света и отсчёт углов от нормали. Нормаль перпендикулярна поверхности зеркала, поэтому угол отражения равен 90° − 30° = 60°. По закону отражения угол падения равен углу отражения, то есть 60°.

Ответ: 60.

Задание проверяет применение формулы Томсона: T = 2π√(LC). По схеме в положении 1 подключена катушка L, а в положении 2 — катушка Lx; ёмкость конденсатора остаётся прежней. Поэтому T₂/T₁ = √(Lx/L) = 1/√3. Возводя в квадрат, получаем Lx/L = 1/3, откуда Lx = 12/3 = 4 мГн.

Ответ: 4.

Задание проверяет сохранение энергии в идеальном колебательном контуре. Полная энергия равна начальной энергии заряженного конденсатора: W = CU²/2. В обоих случаях ёмкость C и начальное напряжение U одинаковы, поэтому изменение индуктивности не меняет полную энергию: W₂/W₁ = 1.

Ответ: 1.

Задание проверяет закон отражения света. Угол отражения равен углу падения, причём оба угла отсчитывают от перпендикуляра к поверхности зеркала. Угол между падающим и отражённым лучами равен сумме этих углов: 20° + 20° = 40°.

Ответ: 40.

Задание проверяет применение формулы тонкой линзы к мнимому изображению.

Используем 1/F = 1/a + 1/b, где F = 40 см, а расстояние до мнимого изображения берём со знаком минус: b = −60 см.

Тогда 1/a = 1/40 + 1/60 = 1/24 см⁻¹, откуда a = 24 см.

Ответ: 24.

Задание проверяет формулу тонкой линзы и связь увеличения с расстояниями.

Рассеивающая линза даёт мнимое изображение: b = −16 см, а модуль увеличения равен |b|/a = 1/3.

Следовательно, предмет находится на расстоянии a = 3 · 16 = 48 см.

По формуле линзы 1/F = 1/48 − 1/16 = −1/24 см⁻¹, поэтому модуль фокусного расстояния равен 24 см.

Ответ: 24.

Задание проверяет закон отражения света. Угол отражения измеряют между отражённым лучом и перпендикуляром к зеркалу. Поэтому угол отражения равен 90° − 25° = 65°. Угол падения равен углу отражения.

Ответ: 65.