Вариант
1
Инструкция по выполнению работы
Для
выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3 часа 55 минут (235
минут). Работа состоит из двух частей, включающих в себя 30 заданий.
В заданиях 1–3, 7–9, 12–14 и 18
ответом является целое число или конечная десятичная дробь. Ответ запишите в
поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу
в бланк ответа № 1. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
КИМ Ответ:
–2,5 м/с2. Бланк
Ответом к заданиям 4–6, 10, 11,
15–17, 20, 21 и 23 является последовательность цифр. Ответ запишите в поле
ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу
без пробелов, запятых и других дополнительных символов в бланк ответов № 1.
КИМ Бланк
Ответ:
Ответом к заданию 22 являются
два числа. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по
приведённому ниже образцу, не разделяя числа пробелом, в бланк
ответов № 1.
КИМ Ответ: ( 1,4
± 0,2
) Н. Бланк
Ответ к заданиям 24–30 включает в
себя подробное описание всего хода выполнения задания. В бланке ответов № 2
укажите номер задания и запишите его полное решение.
При вычислениях разрешается
использовать непрограммируемый калькулятор.
Все бланки ЕГЭ заполняются яркими
чёрными чернилами. Допускается использование гелевой или капиллярной ручки.
При выполнении
заданий можно пользоваться черновиком. Записи в черновике, а также в тексте
контрольных измерительных материалов не учитываются при оценивании работы.
Баллы, полученные Вами за
выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше
заданий и набрать наибольшее количество баллов.
После завершения работы
проверьте, чтобы ответ на каждое задание в бланках ответов № 1 и № 2 был записан
под правильным номером.
Желаем успеха!
Ниже приведены справочные данные,
которые могут понадобиться Вам при выполнении работы.
Десятичные
приставки
Наименование
|
Обозначе- ние
|
Множитель
|
Наименование
|
Обозначение
|
Множитель
|
гига
|
Г
|
109
|
санти
|
с
|
10–2
|
мега
|
М
|
106
|
милли
|
м
|
10–3
|
кило
|
к
|
103
|
микро
|
мк
|
10–6
|
гекто
|
г
|
102
|
нано
|
н
|
10–9
|
деци
|
д
|
10–1
|
пико
|
п
|
10–12
|
Константы
число p
|
p = 3,14
|
ускорение
свободного падения на Земле
|
g = 10 м/с2
|
гравитационная
постоянная
|
G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2
|
универсальная
газовая постоянная
|
R = 8,31 Дж/(моль·К)
|
постоянная
Больцмана
|
k = 1,38·10–23 Дж/К
|
постоянная
Авогадро
|
NА = 6·1023 моль–1
|
скорость
света в вакууме
|
с = 3·108 м/с
|
коэффициент пропорциональности в законе Кулона
модуль
заряда электрона
(элементарный
электрический заряд) постоянная Планка
|
k = 1 = 9·109 Н·м2/Кл2
4πε0 e = 1,6·10–19 Кл h = 6,6·10–34
Дж·с
|
Соотношения между различными единицами
температура 0
К = –273 °С
атомная единица массы 1
а.е.м. = 1,66×10–27 кг
1 атомная единица массы эквивалентна 931,5 МэВ
1 электронвольт 1
эВ = 1,6×10–19 Дж
Масса
частиц электрона
|
9,1×10–31кг » 5,5×10–4 а.е.м.
|
|
протона
|
1,673×10–27 кг » 1,007 а.е.м.
|
|
нейтрона
|
1,675×10–27 кг » 1,008 а.е.м.
|
|
Плотность
|
|
подсолнечного масла
|
900 кг/м3
|
воды
|
1000
кг/м3
|
алюминия
|
2700 кг/м3
|
древесины
(сосна)
|
400
кг/м3
|
железа
|
7800 кг/м3
|
керосина
|
800
кг/м3
|
ртути
|
13 600
кг/м3
|
Удельная теплоёмкость
воды 4,2×103 Дж/(кг×К)
|
алюминия
|
900 Дж/(кг×К)
|
льда 2,1×103 Дж/(кг×К)
|
меди
|
380 Дж/(кг×К)
|
железа 460 Дж/(кг×К) свинца 130 Дж/(кг×К)
|
чугуна
|
500 Дж/(кг×К)
|
Удельная теплота
парообразования
воды 2,3×106 Дж/кг
|
|
|
плавления
свинца 2,5×104 Дж/кг плавления льда 3,3×105 Дж/кг
Нормальные условия:
|
давление
– 105 Па, температура – 0 °С
|
Молярная ма
азота
|
cса
28×10–3
|
кг/моль
|
гелия
|
4×10–3
|
кг/моль
|
аргона
|
40×10–3
|
кг/моль
|
кислорода
|
32×10–3
|
кг/моль
|
водорода
|
2×10–3
|
кг/моль
|
лития
|
6×10–3
|
кг/моль
|
воздуха
|
29×10–3
|
кг/моль
|
неона
|
20×10–3
|
кг/моль
|
воды
|
18×10–3
|
кг/моль
|
углекислого газа
|
44×10–3
|
кг/моль
|
Часть 1
Ответами к
заданиям 1–23 являются число или последовательность цифр. Ответ запишите в поле
ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера
соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в
отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы
измерения физических величин писать не нужно.
Автомобиль движется по прямой улице, совпадающей с осью Ох.
На графике представлена зависимость проекции его скорости от времени.
Определите проекцию ускорения
автомобиля ax в интервале времени от 20 с до 30 с.
Ответ:
___________________________м/с2
На
графике показана зависимость силы тяжести от массы тела для некоторой планеты. Определите
ускорение свободного падения на этой планете.
Ответ: _________________________
м/с2.
Смещение груза пружинного маятника меняется с
течением времени по закону x
=
Asin 2pt, где период Т = 1
с. Через какое минимальное время, начиная с T момента t = 0, потенциальная энергия
пружины маятника примет максимальное значение?
Ответ: через
___________________________ с.
В таблице представлены данные о положении шарика,
колеблющегося на пружине вдоль горизонтальной оси Ох, в различные
моменты времени.
t, с
|
0,0
|
0,2
|
0,4
|
0,6
|
0,8
|
1,0
|
1,2
|
1,4
|
1,6
|
1,8
|
2,0
|
2,2
|
2,4
|
2,6
|
2,8
|
3,0
|
3,2
|
х,
мм
|
0
|
5
|
9
|
12
|
14
|
15
|
14
|
12
|
9
|
5
|
0
|
–5
|
–9
|
–12
|
–14
|
–15
|
–14
|
Из приведённого ниже списка
выберите все верные утверждения относительно движения шарика.
1) Период
колебаний шарика равен 2,0
с.
2) Потенциальная
энергия пружины в момент времени 3,0
с максимальна.
3) Кинетическая
энергия
шарика в момент времени 1,0 с минимальна.
4) Амплитуда
колебаний шарика равна 30 мм.
5)
Полная механическая энергия маятника из шарика и пружины остаётся
неизменной.
Ответ:
___________________________.
В результате перехода межпланетного летательного
аппарата с одной круговой орбиты вокруг Марса на другую центростремительное
ускорение аппарата увеличивается. Как изменяются в результате этого перехода
скорость движения аппарата по орбите и период его обращения вокруг Марса? Для
каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1)
увеличивается
2)
уменьшается
3)
не изменяется
Запишите в таблицу выбранные
цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Скорость движения аппарата по орбите
|
Период обращения аппарата вокруг Марса
|
|
|
6 Мячик бросают с
начальной скоростью u!0
под углом α к горизонту с балкона высотой h (см. рисунок). Графики А и
Б представляют собой зависимости физических величин, характеризующих движение
мячика в процессе полёта, от времени t. Установите соответствие между
графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики
могут представлять.
Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия
мячика отсчитывается от уровня y = 0.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую
позицию из
второго
столбца и запишите соответствующими буквами.
|
в
|
таблицу выбранные цифры
|
под
|
ГРАФИКИ
|
|
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
|
|
координата
x мячика
2) проекция
импульса мячика на ось x
3) проекция
скорости мячика на ось y
4) потенциальная
энергия мячика
Ответ:
С идеальным газом происходит изохорный процесс, в котором
в результате уменьшения абсолютной температуры газа в 2 раза его давление упало
на 90 кПа. Масса газа постоянна. Каково было первоначальное давление газа?
Ответ: ___________________________ кПа.
Относительная
влажность воздуха в закрытом сосуде равна 60%. Какой будет относительная
влажность воздуха в сосуде, если при неизменной температуре уменьшить объём
сосуда в 2,5 раза?
Ответ: ___________________________ %.
Рабочее тело теплового двигателя за цикл совершает работу,
равную 15 кДж, и получает от нагревателя количество теплоты, равное 75 кДж.
Какое количество теплоты рабочее тело отдаёт холодильнику за цикл?
Ответ: ___________________________ кДж.
Один моль идеального одноатомного газа совершает
циклический процесс 1–2–3–4–1, график которого показан на рисунке в
координатах p-V. Из предложенного перечня выберите все верные
утверждения.
1)
В процессе 1–2 газ совершает отрицательную работу;
2)
В процессе 2–3 газу сообщают положительное количество теплоты;
3)
В процессе 3–4 газ отдаёт положительное количество теплоты в
окружающую среду;
4)
В процессе 4–1 внутренняя энергия газа остаётся неизменной;
5)
Работа, совершённая газом в процессе 1–2, в 1,6 раза больше
работы, совершённой над газом в процессе 3–4.
Ответ: ___________________________.
11
Температура нагревателя идеального теплового двигателя,
работающего по циклу
Карно, равна T1, а температура холодильника равна T2.
За цикл двигатель получает от нагревателя количество теплоты Q1.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их
можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую
позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими
буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ
ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ
А)Б) количество двигателем за
цикл холодильнику КПД
двигателя теплоты, отдаваемое 1)2) 1Q
T T-1 1(TT12 - 2)
T1
T T1 -
2
3)
T2
QT1 2
4)
T1
Ответ:
12
Во сколько раз уменьшится модуль сил взаимодействия двух
небольших металлических
шариков одинакового диаметра, имеющих заряды q1 = +6 нКл и q2
= –2 нКл, если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее
расстояние?
Ответ: в ___________________________ раз(а).
13
Прямолинейный проводник длиной L, по которому
протекает ток I, помещён ! в однородное магнитное поле
перпендикулярно линиям индукции B. Во
сколько раз уменьшится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину
увеличить в 2 раза, индукцию магнитного поля уменьшить в 4 раза, а силу тока в
проводнике поддерживать прежней?
Ответ: в ___________________________ раз(а).
На шахматной доске на расстоянии шести клеток от
вертикального плоского зеркала стоит ладья. На сколько уменьшится расстояние
между ладьей и ее изображением, если ее на три клетки придвинуть к зеркалу?
Ответ: на___________________________ клеток(ки).
В идеальном
колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания.
Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре с
течением времени показано в таблице.
t, 10–6 c
|
0
|
2
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
q, 10–9 Кл
|
2
|
1,42
|
0
|
–1,42
|
–2
|
–1,42
|
0
|
1,42
|
2
|
1,42
|
Выберите все верные утверждения о процессе,
происходящем в контуре.
1) Период колебаний равен 16×10–6 с. 2) Частота
колебаний равна 25 кГц.
3) В
момент t = 8×10–6
с энергия электрического поля конденсатора максимальна.
4) В
момент t = 12×10–6
с энергия магнитного поля катушки индуктивности минимальна.
5) В
момент t = 4×10–6
с сила тока в контуре равна 0.
Ответ: ___________________________.
Плоский конденсатор с воздушным зазором между обкладками
подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся электроёмкость
конденсатора и напряжение между его обкладками в результате заполнения зазора
между обкладками диэлектриком?
Для каждой величины определите соответствующий характер
изменения:
1)
увеличится
2)
уменьшится
3)
не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической
величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Электроёмкость конденсатора
|
Напряжение между обкладками конденсатора
|
|
|
17 Пучок
монохроматического света переходит из воздуха в воду. Частота
световой волны – n;
скорость света в воздухе – с; показатель преломления воды
относительно воздуха – n.
Установите соответствие между физическими величинами и
формулами, по которым их можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую
позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ
ВЕЛИЧИНЫ
А) длина волны света в воде
Б) длина
волны света в воздухе
|
ФОРМУЛЫ
c
1)
n
2)
n c×
n
3)
c
n×n
4) c×n
n
|
Ответ:
Период полураспада изотопа магния 1228Mg составляет 21 ч. Во сколько
раз уменьшится первоначальное большое число атомов этого изотопа за 42 часа от
начала наблюдения?
Ответ: ___________________________ раз(а).
19 На рисунке
изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками
отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Какие из этих
четырёх переходов связаны с излучением света с наименьшей энергией и поглощением
света с наибольшей длиной волны?
Установите соответствие между процессами поглощения и
излучения света и энергетическими переходами атома, указанными стрелками.
К
каждой позиции первого столбца подберите
соответствующую позицию из второго столбца и
запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
ПЕРЕХОДЫ
А) излучение света с
наименьшей энергией 1) 1
Б) поглощение света с
наибольшей длиной волны 2) 2
3)
3
4)
4
Ответ:
Выберите все верные утверждения о физических явлениях,
величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) При
совпадении частоты вынуждающей силы и собственной частоты колебательной системы
наблюдается явление резонанса.
2) Процесс
передачи количества теплоты от более нагретого тела к менее нагретому является
обратимым.
3) В
замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц всегда равна нулю.
4) Дифракция
волн хорошо наблюдается в тех случаях, когда размеры препятствий меньше длины
волны или сравнимы с ней.
5) В
планетарной модели атома в центре атома находится положительно заряженное ядро.
Ответ: ___________________________.
Даны следующие зависимости величин:
А) зависимость периода свободных
колебаний пружинного маятника с жёсткостью пружины k от массы груза;
Б) зависимость объёма постоянной массы
идеального газа от абсолютной температуры в изотермическом процессе;
В) зависимость сопротивления
цилиндрического медного проводника длиной l от площади его поперечного
сечения.
Установите соответствие между этими зависимостями и видами
графиков, обозначенных цифрами 1–5. Для каждой зависимости А–В подберите
соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.
(1) (2)
(3) (4) (5)
Ответ:
Определите показания миллиамперметра (см. рисунок), если
абсолютная погрешность прямого измерения силы тока равна цене деления
миллиамперметра.
Ответ: ( ± )
мА.
В бланк
ответов № 1 перенесите только числа, не разделяя их пробелом или другим знаком.
23 Ученику необходимо на опыте
обнаружить зависимость объёма газа, находящегося в сосуде под подвижным
поршнем, от температуры газа. У него имеется пять различных сосудов с
манометрами. Сосуды наполнены одним и тем же газом при различных температуре и
давлении (см. таблицу).
Какие два сосуда необходимо взять ученику,
чтобы провести данное исследование?
№ сосуда
|
Давление, кПа
|
Температура газа в сосуде, °С
|
Масса газа, г
|
1
|
300
|
35
|
5
|
2
|
350
|
20
|
9
|
3
|
350
|
20
|
8
|
4
|
280
|
35
|
8
|
5
|
300
|
25
|
5
|
В ответ запишите номера выбранных сосудов.
Ответ:
|
Не забудьте
перенести все ответы в бланк ответов № 1 в соответствии с инструкцией по
выполнению работы.
Проверьте,
чтобы каждый ответ был записан в строке с номером соответствующего задания.
|
|
Часть 2
Для записи
ответов на задания 24–30 используйте БЛАНК ОТВЕТОВ № 2. Запишите сначала номер
задания (27, 28 и т. д.), а затем решение соответствующей задачи. Ответы
записывайте чётко и разборчиво.
В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается жёлтым
светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис. 1). Зависимость показаний
амперметра I от напряжения U между анодом и катодом приведена на
рис. 2. Используя законы фотоэффекта и предполагая, что отношение числа
фотоэлектронов к числу поглощённых фотонов не зависит от частоты света,
объясните, как изменится представленная зависимость I(U), если
освещать катод зелёным светом, оставив мощность поглощённого катодом света
неизменной.
Рис.
1 Рис. 2
Полное
правильное решение каждой из задач 25–30 должно содержать законы и формулы,
применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также
математические преобразования, расчёты с численным ответом и при необходимости
рисунок, поясняющий решение.
Определите время прохождения поездом последнего километра
пути перед остановкой, если изменение его скорости на этом пути составило 10
м/с. Ускорение поезда считать постоянным.
Предмет находится на расстоянии 25 см от тонкой
собирающей линзы с оптической силой 5 дптр. На каком расстоянии от линзы
находится изображение предмета? Постройте изображение предмета в линзе.
27 Тепловой двигатель
использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы
двигателя изображён на pV-диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры,
изобары. Зная, что КПД этого цикла η 15=
%, а минимальная и максимальная
температуры газа при изохорном процессе tmin =37 °C и tmax
=302 °C, определите количество теплоты,
получаемое газом за цикл.
По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с
пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой
m=100 г и сопротивлением R=0,1 Ом каждый. Расстояние
между рельсами l =10 см, а коэффициент трения
между стержнями и рельсами µ=0,1. Рельсы со стержнями находятся в однородном
вертикальном магнитном поле с индукцией B=1
Тл (см. рисунок). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый
стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными
скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго?
Самоиндукцией контура пренебречь.
Ион ускоряется в электрическом поле с разностью
потенциалов U = 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле
перпендикулярно к вектору его
! индукции B (см. рис.). Радиус траектории движения иона в магнитном
поле R = 0,2 м, отношение массы иона к его электрическому заряду mq =5 10× -7 кг/Кл.
Определите значение модуля индукции магнитного поля.
Кинетической энергией иона при его вылете из источника
пренебрегите.
Однородный тонкий стержень массой m=1 кг одним концом шарнирно
прикреплён к потолку, а другим концом опирается на
массивную F
горизонтальную
доску, образуя
с ней угол α =30 .° !Под
действием
горизонтальной силы F доска движется поступательно влево с постоянной
скоростью (см. рисунок). Стержень при этом неподвижен. Найдите F, если
коэффициент трения стержня по доске µ=0,2. Трением доски по опоре и трением в
шарнире пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тела.
Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи
Проверьте,
чтобы каждый ответ был записан рядом с номером соответствующего задания.
Ответы к заданиям
№
задания
|
Ответ
|
1
|
0
|
2
|
4
|
3
|
0,25
|
4
|
235
|
5
|
12
|
6
|
23
|
7
|
180
|
8
|
100
|
9
|
60
|
10
|
35
|
11
|
41
|
12
|
3
|
13
|
2
|
14
|
6
|
15
|
13
|
16
|
13
|
17
|
31
|
18
|
4
|
19
|
13
|
20
|
145
|
21
|
125
|
22
|
362
|
23
|
15
|
Критерии оценивания заданий с развёрнутым
ответом
В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается жёлтым
светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис. 1). Зависимость показаний
амперметра I от напряжения U между анодом и катодом приведена на
рис. 2. Используя законы фотоэффекта и предполагая, что отношение числа
фотоэлектронов к числу поглощённых фотонов не зависит от частоты света,
объясните, как изменится представленная зависимость I(U), если
освещать катод зелёным светом, оставив мощность поглощённого катодом света
неизменной.
Рис.
1 Рис. 2
Возможное решение
|
1.
При изменении света с жёлтого на зелёный его длина волны
уменьшится, частота увеличится (nз
> nж).
2.
Работа выхода электронов из
материала не зависит от частоты падающего света, поэтому в соответствии с
уравнением Эйнштейна для фотоэффекта: h Aν= âûõ +Emax – увеличится
максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов Еmax. Так
как Emax =eUç , то увеличится и
модуль запирающего напряжения Uз.
3.
Мощность поглощённого света связана с частотой волны ν
соотношением P N E=
F F=N hF
ν, где Nф
– число фотонов, падающих на катод за 1 с,
EF=hν – энергия одного фотона (соотношение
Планка). Так как мощность света не изменилась, а энергия фотонов Еф
увеличилась, то уменьшится число фотонов, падающих на катод за 1 с.
4.
Сила тока насыщения Iнас определяется числом
выбитых светом за 1 с электронов Ne,
которое пропорционально числу падающих на катод за 1 с фотонов, поэтому сила
тока насыщения уменьшится.
Ответ:
точка отрыва графика от горизонтальной оси U сдвинется влево,
горизонтальная асимптота графика Iнас сдвинется вниз
|
Критерии оценивания выполнения задания
|
Баллы
|
Приведено полное
правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: изменение
вида графика зависимости I(U)) и исчерпывающие верные рассуждения с
прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: зависимость
|
3
|
цвета от частоты
световой волны, соотношение Планка, уравнение Эйнштейна для фотоэффекта,
связь запирающего напряжения с максимальной кинетической энергией
фотоэлектронов, связь силы тока насыщения с числом фотоэлектронов, связь
мощности поглощённого света с числом падающих за единицу времени фотонов)
|
|
Дан правильный ответ, и
приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих
недостатков.
В объяснении не
указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или
один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения.
(Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим
законом, свойством, явлением, определением и т.п.) И (ИЛИ)
Указаны все
необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них
содержится один логический недочёт. И (ИЛИ)
В решении имеются
лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не
отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).
И (ИЛИ)
В решении имеется
неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений,
законов (формул), необходимых для полного верного объяснения
|
2
|
Представлено решение, соответствующее одному
из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено
объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона,
необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ
Указаны все
необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения,
направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все
необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся
рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые
для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные
рассуждения, направленные на решение задачи
|
1
|
Все случаи решения,
которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2,
3 балла
|
0
|
Максимальный балл
|
3
|
Определите время прохождения поездом последнего километра
пути перед остановкой, если изменение его скорости на этом пути составило 10
м/с. Ускорение поезда считать постоянным.
Возможное решение
|
1.
Модуль ускорения поезда на всём пути является постоянной
величиной и равен
a=u2 , (1)
2s где u
– скорость поезда в начале последнего километра пути, а s=1 км – длина этого участка
пути.
2.
Модуль изменения скорости на этом участке пути равен Duu=
=at. (2)
3.
Решая уравнения (1) и (2), получим выражение для времени
прохождения поездом последнего километра пути:
t =
=2s 2 1000× =200с. u
10
Ответ: t =200с
|
Критерии оценивания выполнения задания
|
Баллы
|
Приведено полное решение, включающее следующие
элементы:
I)
записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение
которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном
случае: кинематические формулы для ускорения поезда при его
равноускоренном движении и изменения скорости на последнем километре пути);
II)
описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических
величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ,
обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений
величин, используемых при написании физических законов);
III)
представлены необходимые математические преобразования и
расчёты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к
правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с
промежуточными вычислениями);
IV)
представлен правильный ответ с указанием единиц измерения
искомой величины
|
2
|
Правильно записаны все
необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены
преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько
из следующих недостатков.
Записи,
соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
|
1
|
В решении имеются
лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не
отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых
математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
|
|
Все
случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления
оценок в 1 или 2 балла
|
0
|
Максимальный балл
|
2
|
Предмет находится на расстоянии 25 см от тонкой собирающей
линзы с оптической силой 5 дптр. На каком расстоянии от линзы находится
изображение предмета? Постройте изображение предмета в линзе.
Возможное решение
|
Построим изображение предмета в линзе, используя свойства луча,
проходящего через главный оптический центр линзы и луча,
параллельного главной оптической оси.
В
соответствии с формулой для собирающей линзы ! =
! + !, где d–
" # $
расстояние от предмета
до линзы, f – расстояние от линзы до изображения.
Оптическая сила линзы 𝐷
= ! f
"
Проведя преобразования, для расстояния от линзы до
предмета получим:
𝑓 м
%#&! *∙’,)*&!
|
Критерии оценивания выполнения задания
|
Баллы
|
Приведено полное решение, включающее следующие
элементы:
I)
записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение
которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном
случае: формула линзы, формула оптической силы линзы);
II)
сделан правильный рисунок, на котором построено изображение
предмета в линзе;
III)
описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения
физических величин (за исключением обозначений констант,
|
2
|
указанных в
варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных
обозначений величин, используемых при написании физических законов);
IV)
представлены необходимые математические преобразования и
расчёты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к
правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с
промежуточными вычислениями);
V)
представлен правильный ответ с указанием единиц измерения
искомой величины
|
|
Правильно записаны все
необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены
преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько
из следующих недостатков.
Записи,
соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или
отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются
лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не
отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых
математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
|
1
|
Все
случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления
оценок в 1 или 2 балла
|
0
|
Максимальный балл
|
2
|
Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества
1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображён на pV-диаграмме
и состоит из двух адиабат, изохоры, изобары. Зная, что КПД этого цикла η 15= %, а минимальная и
максимальная
температуры газа при изохорном процессе
tmin =37 °C и tmax =302 °C,
определите количество теплоты, получаемое газом за цикл.
Возможное решение
|
При изобарном
расширении на участке 1–2 газ получает от нагревателя количество теплоты Q12, а на участке 3–4 отдаёт
холодильнику в изохорном процессе количество теплоты Q34. На других участках
теплообмен отсутствует. В соответствии с первым началом термодинамики работа
газа за цикл А равна разности количества теплоты, полученной от
нагревателя и отданной холодильнику: A Q Q= 12 -
34.
По определению КПД теплового двигателя η= A =1-Q34 ,
что позволяет
Q12 Q12 Q
найти
теплоту, полученную от нагревателя: Q12 =1-34η , если известно Q34.
Количество
теплоты Q34, отданное при изохорном
охлаждении на участке 3–4, равно уменьшению внутренней энергии газа этом
участке: Q34 =DU34 .
Внутренняя энергия идеального газа пропорциональна абсолютной температуре, и
для 1 моль одноатомного газа U=RT,
а модуль её изменения на участке 3–4
DU34=32 R T(
3 -T4)=32 R t(
3 -t4).
В итоге получим:
Q
Q12 =1-34η 2=3 R t(
max1 η-- tmin ) ,
Подставляя значения физических величин, получим:
Q12 =
32 × 8,31 2650,85× »3886 Дж.
Ответ: Q12 »3886 Дж
|
Критерии оценивания выполнения задания
|
Баллы
|
Приведено полное
решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и
физические законы, закономерности, применение которых необходимо для
решения задачи выбранным способом (в данном случае: КПД теплового
двигателя, первый закон термодинамики и выражение для внутренней энергии
одноатомного идеального газа);
II)
описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических
величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и
обозначений, используемых в условии задачи);
III)
проведены необходимые математические преобразования и расчёты,
приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с
промежуточными вычислениями);
|
3
|
IV)
представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
|
|
Правильно записаны все необходимые положения теории,
физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие
пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
ИЛИ
В решении лишние
записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не
зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).
ИЛИ
В необходимых
математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или)
преобразования/ вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
|
2
|
Представлены записи, соответствующие одному
из следующих случаев.
Представлены только
положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их
использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует
ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с
имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных
формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе
решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с
имеющимися формулами, направленные на решение задачи
|
1
|
Все
случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления
оценок в 1, 2, 3 балла
|
0
|
По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с
пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой
m=100 г и сопротивлением R=0,1 Ом каждый. Расстояние
между рельсами l =10 см, а коэффициент трения
между стержнями и рельсами µ=0,1. Рельсы со стержнями находятся в однородном
вертикальном магнитном поле с индукцией B=1
Тл (см. рисунок). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый
стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными
скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго?
Самоиндукцией контура пренебречь.
Возможное решение
|
При движении стержней с разными скоростями I
изменение потока вектора магнитной индукции, пронизывающего контур,
за промежуток времени ∆t определяется по формуле
DF=
Bl(u
u1-
2)Dt =
BluотнDt, что приводит к возникновению в контуре
ЭДС индукции.
DF
Согласно закону Фарадея E=-
Dt =-Bluотн.
Здесь мы пренебрегли самоиндукцией контура.
В соответствии с законом Ома для замкнутой цепи в контуре
появился ток
E
I ==
Bluотн .
2R 2R
На проводники с током в
магнитном поле действуют силы Ампера F1 и F2,
F1 =
=F2 IBl, как показано на рисунке.
Кроме этих сил, на каждый стержень действует тормозящая сила трения, Fтр =µmg.
Так как стержни движутся
равномерно, сумма сил, приложенных к каждому стержню, равна нулю. На второй
стержень действуют только сила Ампера
F2 и сила трения, поэтому (Bl)2uотн
=µmg. Отсюда: относительная
скорость 2R
uотн =
2µmgR)2 =
2 0×
,1 0,1 10 0,(1 0××
,1×)2 × 1 = 2 м/с. (Bl
Ответ: uотн =2 м/с
|
Критерии оценивания выполнения задания
|
Баллы
|
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
|
3
|
I) записаны положения
теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: выражение для
изменения магнитного потока, закон электромагнитной индукции, закон Ома для
полной цепи, выражение для силы Ампера, условие равномерного движения
стержней, формула для силы трения); II) описаны все вновь вводимые в
решении буквенные обозначения физических величин (за исключением
обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в
условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании
физических законов);
III)
проведены необходимые математические преобразования и расчёты,
приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с
промежуточными вычислениями);
IV)
представлен правильный ответ с указанием единиц измерения
искомой величины
|
|
Правильно записаны все
необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены
необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих
недостатков.
Записи,
соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно,
неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в
скобки, рамку и т.п.). И (ИЛИ)
В необходимых
математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
|
2
|
Представлены записи, соответствующие одному
из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические
законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи,
без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение
задачи. ИЛИ
В решении отсутствует
ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или
утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные
преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
|
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных
формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные
преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи
|
|
Все
случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления
оценок в 1, 2, 3 балла
|
0
|
Максимальный балл
|
3
|
Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U
= 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его
! индукции B (см. рис.). Радиус траектории движения иона в магнитном
поле R = 0,2 м, отношение массы иона к его электрическому заряду mq =5 10× -7 кг/Кл.
Определите значение модуля индукции магнитного поля.
Кинетической энергией иона при его вылете из источника
пренебрегите.
Источник
ионов +
Возможное решение
|
mu2 =qU, (1)
Кинетическая энергия иона при входе в магнитное поле
2 где m,
u
и q — соответственно масса, скорость и заряд иона.
В магнитном поле на ион действует сила Лоренца,
перпендикулярная скорости иона и вектору магнитной индукции
FЛ = quB, придающая
ему центростремительное ускорение 𝑎=!"!.
q B mu
=
u2 . (2)
Получаем:
R
Решая систему уравнений (1) и (2), находим:
B= 1 2Um =
1 2 10× 4 ×
×5 10-7 =
0,5 Тл.
R q 0,2
|
Критерии оценивания выполнения задания
|
Баллы
|
Приведено полное решение, включающее следующие
элементы:
I)
записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение
которых необходимо для решения
|
3
|
задачи выбранным
способом (в данном случае: второй закон Ньютона, формула для силы
Лоренца, формула для центростремительного ускорения, равенство кинетической
энергии иона работе электрического поля);
II)
описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения
физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в
варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и
стандартных обозначений величин, используемых при написании физических
законов);
III)
проведены необходимые математические преобразования и расчёты,
приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с
промежуточными вычислениями);
IV)
представлен правильный ответ с указанием единиц измерения
искомой величины
|
|
Правильно записаны все
необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены
необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих
недостатков.
Записи,
соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние
записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от
решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых
математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует
пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения
величины)
|
2
|
Представлены записи, соответствующие одному
из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие
физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения
данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,
направленных на решение задачи. ИЛИ
В решении отсутствует
ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или
утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные
преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ
|
1
|
В ОДНОЙ из исходных
формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные
преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи
|
|
Все
случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления
оценок в 1, 2, 3 балла
|
0
|
Максимальный балл
|
3
|
Однородный тонкий стержень массой m=1 кг одним концом шарнирно
прикреплён к потолку, а другим концом опирается на
массивную F
горизонтальную
доску, образуя
с ней угол α =30 .° !Под
действием
горизонтальной силы F доска движется поступательно влево с постоянной
скоростью (см. рисунок). Стержень при этом неподвижен. Найдите F, если
коэффициент трения стержня по доске µ=0,2. Трением доски по опоре и трением в
шарнире пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тела.
Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи
Возможное решение
|
Обоснование y
1.
Выберем систему отсчёта, неподвижно связанную с Землёй, и будем
считать эту систему отсчёта инерциальной (ИСО).
2.
Стержень будем считать твёрдым телом с осью вращения,
проходящей
0 x перпендикулярно плоскости рисунка
через точку A. Рис. а
3.
Сумма сил, приложенных к стержню, равна нулю, так как
он не движется поступательно.
4.
Условие равновесия относительно вращательного движения – равенство
нулю суммы моментов сил, приложенных к телу, относительно оси, проходящей
через шарнир.
3. Доска движется с постоянной
скоростью,
следовательно сила, с которой Рис. б действуют на доску равна по модулю силе
трения между доской и стрежнем.
|
Решение
1. В инерциальной системе отсчёта Оху, связанной с Землёй, доска
движется поступательно с постоянной скоростью. Поэтому сумма проекций на ось Ох
всех сил, приложенных к доске, равна нулю (рис. а): Fòð1-F=0. 2. На рис. б
показаны все силы, приложенные к стержню. Силы реакции шарнира и доски представлены
горизонтальными и вертикальными ! ! !
! ! !
составляющими: T T T= +1 2
и R N F=
+ òð
соответственно. По третьему
! !
закону Ньютона Fòð2 =-Fòð1, поэтому
Fòð2 =Fòð1=F. (1)
3.
По условию задачи стержень покоится, поэтому сумма моментов сил
относительно оси шарнира А равна нулю. Обозначив длину стержня через L,
запишем это условие:
mgLcosα -F Lòð2 sinα
-NLcosα = 0. (2)
2
4.
Доска движется относительно стержня, поэтому сила трения
является силой трения скольжения
Fòð2 =μ .N (3)
5.
Подставив (3) в (2), получим уравнение mgcosα-2μ sinαN -2Ncosα =0,
позволяющее найти
нормальную составляющую силы реакции доски
N= mg .
2 1(
+μtgα)
Отсюда: F F= òð2 = μN= 2 1(
μ+mgμtgα)
= æ 0,2 1 10+ 0×
×,2× 3
ö÷ » 0,9 Н.
2 1ç 3 ø è Ответ: F ≈
0,9 Н
|
Критерии оценивания выполнения задания
|
Баллы
|
Критерий 1
|
Верно обоснована
возможность использования законов (закономерностей). В данном случае:
выбор инерциальной системы отсчёта, модель твердого тела, особенности
применимости условий равновесия
|
1
|
В обосновании отсутствует один или несколько из элементов. ИЛИ В
обосновании допущена ошибка.
ИЛИ
Обоснование отсутствует
|
0
|
Критерий 2
|
I)
записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение
которых необходимо для решения
|
3
|
задачи выбранным способом
(в данном случае: условия равновесия, формула для силы трения);
II)
сделан правильный рисунок с указанием сил, действующих на тела;
III)
описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения
физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в
варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и
стандартных обозначений величин, используемых при написании физических
законов);
IV)
проведены необходимые математические преобразования и расчёты
(подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному
числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными
вычислениями);
V)
представлен правильный ответ с указанием единиц измерения
искомой величины
|
|
Правильно записаны все
необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены
необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих
недостатков.
Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в
полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ)
В решении имеются
лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не
отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых
математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт V, или
в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)
|
2
|
Представлены записи, соответствующие одному
из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие
физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи,
без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение
задачи. ИЛИ
В решении отсутствует
ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или
утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные
преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
|
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных
формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные
преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи
|
|
Все случаи решения, которые не соответствуют
вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла
|
0
|
Максимальный балл
|
4
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.