ОГЭ · физика · номер 21 · решения с ответами

Задание 21 ОГЭ по физике: решения ФИПИ с ответами по шагам

Все задачи задания 21 из открытого банка ФИПИ с готовым ответом и началом разбора. Полное решение по шагам и официальный ключ — по ссылкам в карточке.

Задания без решений
50
решений с ответами
5
тем в номере
3
страниц списка
01ФИПИ 059573№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Неупругое столкновение шаров

Шар массой 5 кг, движущийся с некоторой скоростью, соударяется с неподвижным шаром, после чего шары движутся как одно целое. Определите массу второго шара, если при ударе потеряно 50 % кинетической…

  1. 1
    Обозначим массу второго шара через $m_2$, начальную скорость первого шара — через $v$, а общую скорость шаров после столкновения — через $V$. По закону сохранения импульса:$$m_1v=(m_1+m_2)V$$
  2. 2
    Выразим скорость шаров после удара:$$V=\frac{m_1v}{m_1+m_2}$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
02ФИПИ 063F5A№ 21ПовышеннаяДавление и плавание тел

Плотность металлического цилиндра

Сплошной металлический цилиндр, подвешенный к динамометру, поочередно полностью опускают сначала в воду, а затем в спирт. Показания динамометра в первом случае составляют 7,2 Н, а во втором — 7,4 Н…

  1. 1
    При полном погружении цилиндра показание динамометра равно разности силы тяжести и выталкивающей силы:$$T = mg - F_A$$
  2. 2
    Запишем показания динамометра для воды и спирта:$$T_{\text{в}} = mg - \rho_{\text{в}}gV,\quad T_{\text{сп}} = mg - \rho_{\text{сп}}gV$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
03ФИПИ 07E597№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Энергия после соударения шариков

Два свинцовых шарика с массами $m_1 = 100\ \text{г}$ и $m_2 = 200\ \text{г}$ движутся навстречу друг другу со скоростями $v_1 = 4\ \text{м/с}$ и $v_2 = 5\ \text{м/с}$. Какую кинетическую энергию…

  1. 1
    Переведём массы в единицы СИ: $m_1 = 0{,}1\ \text{кг}$, $m_2 = 0{,}2\ \text{кг}$. Направим ось движения первого шарика по его движению.$$v_1 = 4\ \text{м/с},\quad v_2 = -5\ \text{м/с}$$
  2. 2
    При абсолютно неупругом соударении шарики движутся вместе. По закону сохранения импульса найдём их общую скорость.$$m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1 + m_2)v$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
04ФИПИ 0CB850№ 21ПовышеннаяЭлектрический ток и цепи

Сопротивление нагревателя в цепи

Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением $9\ \Omega$ в сеть с напряжением $240\ \mathrm{В}$. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность, потребляемая резистором…

  1. 1
    Так как резистор и нагреватель соединены последовательно, сила тока в них одинакова. Найдём силу тока по мощности резистора.$$P = I^2R$$
  2. 2
    Подставим известные значения.$$I = \sqrt{\frac{P}{R}} = \sqrt{\frac{81}{9}} = 3\ \mathrm{А}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
05ФИПИ 0D1745№ 21ПовышеннаяЭлектрический ток и цепи

Мощность резистора в цепи

В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором $R_6$.

  1. 1
    Резисторы $R_1$, $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно и имеют одинаковые сопротивления.$$R_{123} = \frac{30}{3} = 10\ \text{Ом}$$
  2. 2
    Резисторы $R_4$ и $R_5$ также соединены параллельно.$$R_{45} = \frac{12}{2} = 6\ \text{Ом}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
06ФИПИ 112786№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Скорость шаров после удара

Шар массой 3 кг, движущийся со скоростью 10 м/с, соударяется с неподвижным шаром массой 2 кг. После удара шары движутся как единое целое. Определите их скорость.

  1. 1
    После удара шары движутся вместе, поэтому их общая масса равна сумме масс шаров.$$m = m_1 + m_2 = 3 + 2 = 5\ \text{кг}$$
  2. 2
    По закону сохранения импульса начальный импульс системы равен конечному.$$m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1 + m_2)v$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
07ФИПИ 1904FC№ 21ПовышеннаяДавление и плавание тел

Объём воздушной полости

Тело из алюминия, внутри которого имеется воздушная полость, плавает в воде, погрузившись в неё на 0,54 своего объёма. Объём тела (включая полость) равен $0{,}04\ \text{м}^3$. Найдите объём…

  1. 1
    При плавании тела равнодействующая сил равна нулю, поэтому сила Архимеда равна силе тяжести алюминиевой части тела:$$\rho_{\text{в}}gV_{\text{погр}}=\rho_{\text{Al}}gV_{\text{Al}}$$
  2. 2
    Объём погружённой части тела равен:$$V_{\text{погр}}=0{,}54V=0{,}54\cdot0{,}04=0{,}0216\ \text{м}^3$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
08ФИПИ 1FCE75№ 21ПовышеннаяОсновы термодинамики

Расход керосина самолёта

Какое количество керосина израсходовали двигатели самолёта, пролетевшего расстояние 500 км со средней скоростью 250 км/ч, если средняя полезная мощность его двигателей равна 2300 кВт? КПД двигателей…

  1. 1
    Переведём расстояние, скорость и мощность в единицы СИ:$$s = 500\ \text{км} = 5{,}0 \cdot 10^5\ \text{м},\quad v = 250\ \text{км/ч},\quad P = 2300\ \text{кВт} = 2{,}3 \cdot 10^6\ \text{Вт}$$
  2. 2
    Найдём время полёта:$$t = \dfrac{s}{v} = \dfrac{500}{250}\ \text{ч} = 2\ \text{ч} = 7200\ \text{с}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
09ФИПИ 292DE0№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Изменение кинетической энергии при столкновении

Шар массой 4 кг, движущийся по горизонтальной поверхности с некоторой скоростью, соударяется с неподвижным шаром такой же массы, после чего шары движутся как одно целое. Определите, во сколько раз…

  1. 1
    Пусть масса каждого шара равна $m$, начальная скорость первого шара — $v$, а скорость шаров после неупругого столкновения — $u$. Второй шар до столкновения покоится.
  2. 2
    По закону сохранения импульса до и после столкновения:$$mv = 2mu$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
10ФИПИ 3C2008№ 21ВысокаяЭлектрический ток и цепи

Мощность резистора в цепи

В электрическую сеть с напряжением $U = 120\ \text{В}$ включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: $R_1 = 2\ \text{Ом}$, $R_2 = 20\ \text{Ом}$…

  1. 1
    Резисторы $R_4$ и $R_5$ соединены параллельно. Их эквивалентное сопротивление равно:$$R_{45}=\frac{R_4R_5}{R_4+R_5}=\frac{10\cdot10}{10+10}=5\ \text{Ом}$$
  2. 2
    Резистор $R_3$ соединён последовательно с участком $R_{45}$, поэтому сопротивление верхней ветви равно:$$R_{\text{в}}=R_3+R_{45}=15+5=20\ \text{Ом}$$

Ещё 5 шагов — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому7 шагов в разборе
11ФИПИ 4138C1№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Скорость шара до соударения

Движущийся шар массой $3\ \text{кг}$ соударяется с неподвижным шаром массой $2\ \text{кг}$. После соударения шары стали двигаться как единое целое со скоростью $6\ \text{м/с}$. Определите…

  1. 1
    До соударения второй шар покоится, поэтому его импульс равен нулю. После соударения шары движутся вместе.$$m_1v_1 + m_2\cdot 0 = (m_1+m_2)V$$
  2. 2
    Выразим первоначальную скорость первого шара и подставим значения.$$v_1 = \frac{(m_1+m_2)V}{m_1} = \frac{(3+2)\cdot 6}{3}=10\ \text{м/с}$$
Решение полностьюОтветРешать самому2 шага в разборе
12ФИПИ 44444A№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Работа силы трения

Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой $1000\ \text{кг}$, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью $10\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$?

  1. 1
    При полной остановке конечная скорость тела равна нулю. Работа силы трения по теореме о кинетической энергии равна изменению кинетической энергии.$$A_{\text{тр}} = E_{\text{к, конеч}} - E_{\text{к, нач}}$$
  2. 2
    Начальная кинетическая энергия тела равна:$$E_{\text{к, нач}} = \dfrac{mv^2}{2}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
13ФИПИ 4BD1DD№ 21ПовышеннаяДавление и плавание тел

Плотность плавающего кубика

Сплошной кубик с ребром 10 см плавает на границе раздела воды и керосина, погрузившись в воду на 2 см (см. рисунок). Свободная поверхность керосина располагается выше, чем верхняя грань кубика…

  1. 1
    Кубик покоится, поэтому по второму закону Ньютона сила тяжести уравновешивается суммарной выталкивающей силой.$$F_{\text{тяж}} = F_{\text{в}} + F_{\text{к}}$$
  2. 2
    Сила Архимеда со стороны каждой жидкости равна произведению плотности жидкости на объём погружённой в неё части кубика и на ускорение свободного падения.$$\rho_{\text{куб}}Vg = \rho_{\text{в}}V_{\text{в}}g + \rho_{\text{к}}V_{\text{к}}g$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе
14ФИПИ 4E1A68№ 21ПовышеннаяЭлектрический ток и цепи

Мощность резистора в цепи

В электрическую сеть с напряжением $U = 180\ \text{В}$ включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором $R_1$.

  1. 1
    Резисторы $R_1$, $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно и имеют одинаковое сопротивление.$$R_{123} = \frac{30}{3} = 10\ \text{Ом}$$
  2. 2
    Резисторы $R_4$ и $R_5$ также соединены параллельно.$$R_{45} = \frac{12}{2} = 6\ \text{Ом}$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
15ФИПИ 4FE9D2№ 21ПовышеннаяДавление и плавание тел

Плотность металлического цилиндра

Сплошной металлический цилиндр, подвешенный к динамометру, поочередно полностью опускают сначала в воду, а затем в керосин. Показания динамометра в первом случае составляют $3{,}4\ \text{Н}$, а во…

  1. 1
    На цилиндр, полностью погружённый в жидкость, действуют сила тяжести, сила Архимеда и сила натяжения нити. При равновесии показание динамометра равно разности силы тяжести и выталкивающей силы:$$T = mg - \rho_\text{ж}gV$$
  2. 2
    Вычтем показание динамометра в воде из показания в керосине. Примем плотность воды $\rho_\text{в} = 1000\ \text{кг/м}^3$, плотность керосина $\rho_\text{кер} = 800\ \text{кг/м}^3$, $g = 10\ \text{Н/кг}$:$$3{,}8 - 3{,}4 = (1000 - 800) \cdot 10 \cdot V$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
16ФИПИ 560267№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Нагревание воды при падении

Какая часть энергии падающей воды идёт на её нагревание, если температура воды у основания водопада превышает температуру воды у его вершины на $0{,}2\ ^\circ\mathrm{C}$? Высота водопада составляет…

  1. 1
    Пусть масса падающей воды равна $m$. Потенциальная энергия воды на вершине водопада равна:$$E = mgh$$
  2. 2
    На нагревание воды пошло количество теплоты:$$Q = cm\Delta T$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому5 шагов в разборе
17ФИПИ 5738DF№ 21ПовышеннаяЭлектрический ток и цепи

Мощность резистора в цепи

В электрическую сеть с напряжением $120\ \text{В}$ включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором $R_4$.

  1. 1
    Резисторы $R_1$, $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно. Их эквивалентное сопротивление равно:$$\frac{1}{R_{123}}=\frac{1}{15}+\frac{1}{15}+\frac{1}{15}=\frac{1}{5},\quad R_{123}=5\ \text{Ом}$$
  2. 2
    Резисторы $R_4$ и $R_5$ также соединены параллельно:$$\frac{1}{R_{45}}=\frac{1}{6}+\frac{1}{6}=\frac{1}{3},\quad R_{45}=3\ \text{Ом}$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
18ФИПИ 5B6946№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Неупругое столкновение шаров

Движущийся со скоростью $3\ \text{м/с}$ шар массой $2\ \text{кг}$ соударяется с неподвижным шаром массой $1\ \text{кг}$. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скорость движения…

  1. 1
    По закону сохранения импульса сумма импульсов шаров до столкновения равна импульсу системы после столкновения.$$m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1 + m_2)v$$
  2. 2
    Второй шар неподвижен, поэтому $v_2 = 0$. Подставим значения:$$2 \cdot 3 + 1 \cdot 0 = (2 + 1)v$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому3 шага в разборе
19ФИПИ 5F1E1E№ 21ПовышеннаяЭлектрический ток и цепи

Мощность резистора в цепи

В электрическую сеть с напряжением 120 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором $R_1$.

  1. 1
    Резисторы $R_1$, $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно. Так как их сопротивления одинаковы и равны $15\ \Omega$, сопротивление первого участка цепи равно:$$R_{123}=\frac{15}{3}=5\ \Omega$$
  2. 2
    Резисторы $R_4$ и $R_5$ также соединены параллельно:$$R_{45}=\frac{6}{2}=3\ \Omega$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому6 шагов в разборе
20ФИПИ 623752№ 21ПовышеннаяЭнергия и импульс

Отдача конькобежца при броске

Конькобежец массой 80 кг, стоя на коньках на льду, бросает вперёд в горизонтальном направлении предмет со скоростью $20\ \text{м/с}$ и откатывается назад на 40 см. Найдите массу предмета, если…

  1. 1
    После броска конькобежец движется назад и останавливается под действием силы трения. Работа силы трения по модулю равна начальной кинетической энергии конькобежца.$$\mu M g s = \frac{M v^2}{2}$$
  2. 2
    Выразим скорость конькобежца сразу после броска и подставим данные задачи. Примем $g = 10\ \text{м/с}^2$.$$v = \sqrt{2\mu g s} = \sqrt{2 \cdot 0{,}02 \cdot 10 \cdot 0{,}40} = 0{,}4\ \text{м/с}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Решение полностьюОтветРешать самому4 шага в разборе