ПРОЕКТ
Единый государственный экзамен ПО ФИЗИКЕ
Демонстрационный вариант 2007 г.
Инструкция по выполнению работы
Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3,5 часа (210 минут). Работа состоит из 3 частей, включающих 40 заданий.
Часть 1 содержит 30 заданий (А1 – А30). К каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один.
Часть 2 содержит 4 задания (В1 – В4), на которые следует дать краткий ответ в численном виде.
Часть 3 состоит из 6 заданий (С1 – С6), на которые требуется дать развернутый ответ. Необходимо записать законы физики, из которых выводятся требуемые для решения задачи соотношения.
При выполнении заданий части 2 значение искомой величины следует выразить в тех единицах физических величин, которые указаны в условии задания. Если такого указания нет, то значение величины следует записать в Международной системе единиц (СИ). При вычислении разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.
Внимательно прочитайте каждое задание и предлагаемые варианты ответа, если они имеются. Отвечайте только после того, как вы поняли вопрос и проанализировали все варианты ответа.
Выполняйте задания в том порядке, в котором они даны. Если какое-то задание вызывает у вас затруднение, пропустите его. К пропущенным заданиям можно будет вернуться, если у вас останется время.
За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.
Желаем успеха!
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.
Десятичные приставки
Наименование Обозначение Множитель Наименование Обозначение Множитель
гига Г 10 9 санти с 10– 2
мега М 10 6 милли м 10– 3
кило к 10 3 микро мк 10 – 6
гекто г 10 2 нано н 10– 9
деци д 10– 1 пико п 10– 12
Константы
число = 3,14
ускорение свободного падения на Земле g = 10 м/с2
гравитационная постоянная G = 6,7•10–11 Н•м2/кг2
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 k = = 9•109 Н•м2 /Кл2
заряд электрона e = – 1,6•10 – 19 Кл
постоянная Планка h = 6,6•10 – 34 Дж•с
Соотношение между различными единицами
температура 0 К = – 273,15С
атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,6610 – 27 кг
1 атомная единица массы эквивалентна 931,5 МэВ
1 электронвольт 1 эВ = 1,610 – 19 Дж
Масса частиц
электрона 9,110 –31кг 5,510 –4 а.е.м.
протона 1,67310–27 кг 1,007 а.е.м.
нейтрона 1,67510–27 кг 1,008 а.е.м.
Плотность
воды 1000 кг/м3 алюминия 2700 кг/м3
древесины (сосна) 400 кг/м3 железа 7870 кг/м3
парафина 900 кг/м3 ртути 13600 кг/м3
Удельная
теплоемкость воды 4,210 3 Дж/(кгК)
теплоемкость алюминия 900 Дж/(кгК)
теплоемкость железа 640 Дж/(кгК)
теплоемкость меди 380 Дж/(кгК)
теплоемкость свинца 130 Дж/(кгК)
теплота парообразования воды 2,310 6 Дж/кг
теплота плавления свинца 2,510 4 Дж/кг
теплота плавления льда 3,310 5 Дж/кг
Нормальные условия давление 105 Па, температура 0С
Молярная маcса
азота 2810 – 3 кг/моль кислорода 3210 – 3 кг/моль
аргона 4010 – 3 кг/моль лития 610 – 3 кг/моль
водорода 210 – 3 кг/моль молибдена 9610 – 3 кг/моль
воздуха 2910 – 3 кг/моль неона 2010 – 3 кг/моль
гелия 410 – 3 кг/моль углекислого газа 4410 – 3 кг/моль
Часть 1
При выполнении заданий части 1 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания (А1 – А30) поставьте знак «» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.
A1
Автомобиль движется по прямой улице. На графике представлена зависимость скорости автомобиля от времени. Модуль ускорения максимален на интервале времени
1) от 0 с до 10 с
2) от 10 с до 20 с
3) от 20 с до 30 с
4) от 30 с до 40 с
A2
Две материальные точки движутся по окружностям радиусами R1 и R2, причем R2 = 2R1. При условии равенства линейных скоростей точек их центростремительные ускорения связаны соотношением
1) a1 = 2a2 2) a1 = a2 3) a1 = a2
4) a1 = 4a2
A3
Парашютист спускается вертикально с постоянной скоростью 2 м/с. Систему отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. В этом случае
1) вес парашютиста равен нулю
2) сила тяжести, действующая на парашютиста, равна нулю
3) сумма всех сил, приложенных к парашютисту, равна нулю
4) сумма всех сил, действующих на парашютиста, постоянна и не равна нулю
A4
Для измерения жесткости пружины ученик собрал установку (см. рис.1), и подвесил к пружине груз массой 0,1 кг (см. рис.2). Какова жесткость пружины?
Рис.1 Рис. 2
1) 40 Н/м 2) 20 Н/м 3) 13 Н/м 4) 0,05 Н/м
A5
В широкую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты неизвестная жидкость плотностью 1 и вода плотностью 2 = 1,0103 кг/м3 (см. рисунок). На рисунке b = 10 см, h = 24 см, H = 30 см. Плотность жидкости 1 равна
1) 0,6103 кг/м3 2) 0,7103 кг/м3 3) 0,8103 кг/м3 4) 0,9103 кг/м3
A6
Два автомобиля одинаковой массы m движутся со скоростями v и 2v относительно Земли по одной прямой в противоположных направлениях. Чему равен модуль импульса второго автомобиля в системе отсчета, связанной с первым автомобилем?
1) 3mv 2) 2mv 3) mv 4) 0
A7
На рисунке изображена зависимость амплитуды установившихся колебаний маятника от частоты вынуждающей силы (резонансная кривая). Отношение амплитуды установившихся колебаний маятника на резонансной частоте к амплитуде колебаний на частоте 0,5 Гц равно
1) 10 2) 2 3) 5 4) 4
A8
Брусок массой 0,5 кг прижат к вертикальной стене силой 10 H, направленной горизонтально. Коэффициент трения скольжения между бруском и стеной равен 0,4. Какую минимальную силу надо приложить к бруску по вертикали, чтобы равномерно поднимать его вертикально вверх?
1) 9 H 2) 7 H 3) 5 H 4) 4 H
A9
Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом о стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. При ударе выделилось количество теплоты, равное 15 Дж. Найдите кинетическую энергию мяча перед ударом.
1) 5 Дж 2) 15 Дж 3) 20 Дж 4) 30 Дж
A10
3 моль водорода находятся в сосуде при температуре Т. Какова температура 3 моль кислорода в сосуде того же объема и при том же давлении? (Водород и кислород считать идеальными газами.)
1) 32Т 2) 16Т 3) 2Т 4) Т
A11
Внутренняя энергия газа в запаянном несжимаемом сосуде определяется главным образом
1) движением всего сосуда с газом
2) хаотическим движением молекул газа
3) взаимодействием сосуда с газом и Земли
4) действием на сосуд с газом внешних сил
A12
При одинаковой температуре 100С давление насыщенных паров воды равно 105 Па, аммиака – 59105 Па и ртути – 37 Па. В каком из вариантов ответа эти вещества расположены в порядке убывания температуры их кипения в открытом сосуде?
1) вода аммиак ртуть
2) аммиак ртуть вода
3) вода ртуть аммиак
4) ртуть вода аммиак
A13
На графике представлена зависимость температуры Т вещества от времени t. В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует окончанию процесса отвердевания?
1) 5 2) 6 3) 3 4) 7
A14
На рТ-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ отдает 50 кДж теплоты. Работа внешних сил равна
1) 0 кДж
2) 25 кДж
3) 50 кДж
4) 100 кДж
A15
В сосуде находится идеальный газ, массу которого изменяют. На диаграмме (см. рисунок) показан процесс изохорного изменения состояния газа. В какой из точек диаграммы масса газа наибольшая?
1) А 2) В 3) С 4) D
A16
Пылинка, имевшая отрицательный заряд –10 е, при освещении потеряла четыре электрона. Каким стал заряд пылинки?
1) 6 е 2) – 6 е 3) 14 е 4) – 14 е
A17
К бесконечной горизонтальной отрицательно заряженной плоскости привязана невесомая нить с шариком, имеющим положительный заряд (см. рисунок). Каково условие равновесия шарика, если mg – модуль силы тяжести, Fэ – модуль силы электростатического взаимодействия шарика с пластиной, Т – модуль силы натяжения нити?
1) – mg – T + Fэ = 0
2) mg + T + Fэ = 0
3) mg – T + Fэ = 0
4) mg – T – Fэ = 0
A18
Через участок цепи (см. рисунок) течет постоянный ток I = 10 А. Какую силу тока показывает амперметр? Сопротивлением амперметра пренебречь.
1) 2 А 2) 3 А 3) 5 А 4) 10 А
A19
В электронагревателе, через который течет постоянный ток, за время t выделяется количество теплоты Q. Если сопротивление нагревателя и время t увеличить вдвое, не изменяя силу тока, то количество выделившейся теплоты будет равно
1) 8Q 2) 4Q 3) 2Q 4) Q
A20
На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в горизонтальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен
1) вертикально вверх
2) горизонтально влево
3) горизонтально вправо
4) вертикально вниз
A21
Инфракрасное излучение испускают
1) электроны при их направленном движении в проводнике
2) атомные ядра при их превращениях
3) любые заряженные частицы
4) любые нагретые тела
A22
Угол падения света на горизонтально расположенное плоское зеркало равен 30°. Каким будет угол между падающим и отраженным лучами, если повернуть зеркало на 10° так, как показано на рисунке?
1) 80° 2) 60° 3) 40° 4) 20°
A23
На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке
1) возникает в обоих случаях
2) не возникает ни в одном из случаев
3) возникает только в первом случае
4) возникает только во втором случае
A24
На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре. На каком из графиков правильно показан процесс изменения заряда конденсатора?
1)
2)
3)
4)
A25
Энергия фотона, поглощаемого атомом при переходе из основного состояния с энергией E0 в возбужденное состояние с энергией E1, равна
(h – постоянная Планка)
1) E1 – E0 2)
3)
4) E1 + E0
A26
На рисунках А, Б, В приведены спектры излучения паров стронция, неизвестного образца и кальция. Можно утверждать, что в образце
1) не содержится ни стронция, ни кальция
2) содержится кальций, но нет стронция
3) содержатся и стронций, и кальций
4) содержится стронций, но нет кальция
A27
Какая из строчек таблицы правильно отражает структуру ядра Cа?
p – число протонов n – число нейтронов
1) 48 68
2) 28 20
3) 20 48
4) 20 28
A28
Полоний превращается в висмут в результате радиоактивных распадов:
1) одного и одного
2) одного и двух
3) двух и одного
4) двух и двух
A29
Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны кр = 600 нм. При освещении этого металла светом длиной волны максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света. Какова длина волны падающего света?
1) 133 нм 2) 300 нм 3) 400 нм 4) 1200 нм
A30
Измеряли, какое количество теплоты отдает 1 кг изучаемого вещества при остывании до той или иной температуры. Результаты измерений указаны на рисунке точками. Чему равна удельная теплоемкость данного вещества?
1) 1,5 кДж/(кгК)
2) 1,25 кДж/(кгК)
3) 1,0 кДж/(кгК)
4) 0,75 кДж/(кгК)
Часть 2
Ответом к каждому заданию этой части будет некоторое число. Это число надо записать в бланк ответов № 1 справа от номера задания
(В1 – В4), начиная с первой клеточки. Каждый символ (цифру, запятую, знак минус) пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведенными в бланке образцами. Единицы физических величин писать не нужно.
B1
Небольшой камень, брошенный с ровной горизонтальной поверхности земли под углом к горизонту, упал обратно на землю в 20 м от места броска. Чему была равна скорость камня через 1 с после броска, если в этот момент она была направлена горизонтально?
B2
1 моль инертного газа сжали, совершив работу 600 Дж. В результате сжатия температура газа повысилась на 40С. Какое количество теплоты отдал газ?
B3
В электрическом поле, вектор напряженности которого направлен горизонтально и равен по модулю 1000 В/м, нить с подвешенным на ней маленьким заряженным шариком отклонилась на угол 45 от вертикали. Масса шарика 1,4 г. Чему равен заряд шарика? Ответ выразите в микрокулонах (мкКл) и округлите до целых.
B4
На дифракционную решетку, имеющую период 2•10–5 м, падает нормально параллельный пучок белого света. Спектр наблюдается на экране на расстоянии 2 м от решетки. Каково расстояние между красным и фиолетовым участками спектра первого порядка (первой цветной полоски на экране), если длины волн красного и фиолетового света соответственно равны 8•10–7 м и 4•10–7 м? Считать sinφ = tgφ. Ответ выразите в см.
Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1
Часть 3
Задания С1 – С6 представляют собой задачи, полное решение которых необходимо записать в бланке ответов № 2. Полное правильное решение каждой задачи должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение. Рекомендуется провести предварительное решение на черновике. При оформлении решения в бланке ответов № 2 запишите сначала номер задания (С1 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи.
C1
Шар массой 1 кг, подвешенный на нити длиной 90 см, отводят от положения равновесия на угол 60о и отпускают. В момент прохождения
шаром положения равновесия в него попадает пуля массой 10 г, летящая навстречу шару. Она пробивает его и продолжает двигаться горизонтально. Определите изменение скорости пули в результате попадания в шар, если он, продолжая движение в прежнем направлении, отклоняется на угол 39о. (Массу шара считать неизменной, диаметр шара – пренебрежимо малым по сравнению с длиной нити, cos 39 = .)
C2
Воздушный шар с газонепроницаемой оболочкой массой 400 кг заполнен гелием. Он может удерживать в воздухе на высоте, где температура воздуха 17С, а давление 105 Па, груз массой 225 кг. Какова масса гелия в оболочке шара? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара.
C3
К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 10 м приложили разность потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 10 К. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,710–8 Омм.)
C4
В дно водоема глубиной 3 м вертикально вбита свая, скрытая под водой. Высота сваи 2 м. Свая отбрасывает на дне водоема тень длиной 0,75 м. Определите угол падения солнечных лучей на поверхность воды. Показатель преломления воды n = .
C5
Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,4210–19 Дж), освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,310–4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный радиус окружности, по которой движутся электроны?
C6
Квадратная рамка со стороной см изготовлена из медной проволоки сопротивлением Ом. Рамку перемещают по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью V вдоль оси Ох. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка проходит между полюсами магнита и вновь оказывается в области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. С какой скоростью движется рамка, если суммарная работа внешней силы за время движения равна Дж? Ширина полюсов магнита см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция Тл.
Инструкция по проверке и оценке работ учащихся по физике
Часть 1
№ задания Ответ № задания Ответ
А1 2 А16 2
А2 1 А17 4
А3 3 А18 3
А4 2 А19 2
А5 2 А20 4
А6 1 А21 4
А7 3 А22 3
А8 1 А23 3
А9 3 А24 2
А10 4 А25 1
А11 2 А26 4
А12 4 А27 4
А13 2 А28 1
А14 3 А29 3
А15 1 А30 1
Часть 2
№ задания Ответ
В1 10
В2 101
В3 14
В4 4
Часть 3
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ
С РАЗВЕРНУТЫМ ОТВЕТОМ
Решения заданий С1 – С6 части 3 (с развернутым ответом) оцениваются экспертной комиссией. На основе критериев, представленных в приведенных ниже таблицах, за выполнение каждого задания в зависимости от полноты и правильности данного учащимся ответа выставляется от 0 до 3 баллов
C1
Шар массой 1 кг, подвешенный на нити длиной 90 см, отводят от положения равновесия на угол 60о и отпускают. В момент прохождения шаром положения равновесия в него попадает пуля массой 10 г, летящая навстречу шару. Она пробивает его и продолжает двигаться горизонтально. Определите изменение скорости пули в результате попадания в шар, если он, продолжая движение в прежнем направлении, отклоняется на угол 39о. (Массу шара считать неизменной, диаметр шара – пренебрежимо малым по сравнению с длиной нити, cos 39 = .)
Ответ:
Образец возможного решения (рисунок не обязателен)
Из закона сохранения импульса можно определить изменение скорости пули: .
Из закона сохранения энергии находится скорость шара в нижней точке до попадания пули: .
Из закона сохранения энергии находится скорость шара в нижней точке после попадания и вылета из него пули: .
Следовательно, модуль изменения скорости пули
м/с.
Критерии оценки выполнения задания Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон сохранения импульса и закон сохранения энергии);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). 3
— Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.
ИЛИ
— Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.
ИЛИ
— В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу. 2
— В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях, и отсутствуют какие-либо числовые расчеты.
ИЛИ
— Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или в ОДНОЙ из них допущена ошибка. 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.). 0
Если экзаменуемый не приступал к выполнению задания Х
C2
Воздушный шар с газонепроницаемой оболочкой массой 400 кг заполнен гелием. Он может удерживать в воздухе на высоте, где температура воздуха 17С, а давление 105 Па, груз массой 225 кг. Какова масса гелия в оболочке шара? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара.
Ответ:
Образец возможного решения
Шар с грузом удерживается в равновесии при условии, что сумма сил, действующих на него, равна нулю: , где M и m — массы оболочки шара и груза, mг – масса гелия, а – сила Архимеда, действующая на шар. Из условия равновесия следует:
M + m = mв – mг.
Давление р гелия и его температура Т равны давлению и температуре окружающего воздуха. Следовательно, согласно уравнению Клапейрона-Менделеева, , где г — молярная масса гелия,
в — средняя молярная масса воздуха, V – объем шара.
Отсюда: ; mв – mг = mг ( – 1) = mг ( – 1) = 6,25mг;
M + m = 6,25mг.
Следовательно, mг = = (кг). Ответ: mг = 100 кг.
Критерии оценки выполнения задания Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
— верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — условия равновесия тела, закон Архимеда и уравнение Менделеева-Клапейрона);
— проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). 3
— Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.
ИЛИ
— Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.
ИЛИ
— В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу. 2
— В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях и отсутствуют какие-либо числовые расчеты.
ИЛИ
— Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или в ОДНОЙ из них допущена ошибка. 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.). 0
Если экзаменуемый не приступал к выполнению задания Х
C3
К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 10 м приложили разность потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 10 К. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,710–8 Омм.)
Ответ:
Образец возможного решения
Количество теплоты, согласно закону Джоуля-Ленца:
Q = (U2/R)t. (1)
Это количество теплоты затратится на нагревание проводника:
Q = cmT, (2)
где масса проводника m = lS (3)
(S – площадь поперечного сечения проводника).
Сопротивление проводника: R = (элl)/S. (4)
Из (1) – (4), получаем: t = (Tcl2эл)/ U2 57c.
Критерии оценки выполнения задания Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон Джоуля-Ленца, формула для определения количества теплоты, затрачиваемой на нагревание, формулы, определяющие массу и сопротивление проводника через его параметры);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). 3
— Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.
ИЛИ
— Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.
ИЛИ
— В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу. 2
— В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях, и отсутствуют какие-либо числовые расчеты.
ИЛИ
— Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или в ОДНОЙ из них допущена ошибка. 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.). 0
Если экзаменуемый не приступал к выполнению задания Х
C4
В дно водоема глубиной 3 м вертикально вбита свая, скрытая под водой. Высота сваи 2 м. Свая отбрасывает на дне водоема тень длиной 0,75 м. Определите угол падения солнечных лучей на поверхность воды. Показатель преломления воды n = .
Ответ:
Образец возможного решения (рисунок обязателен)
Согласно рисунку, высота сваи h связана с длиной тени L и углом между сваей и скользящим по ее вершине лучом света соотношением: sin = . Угол является и углом преломления солнечных лучей на поверхности воды. Согласно закону преломления , sin = nsin. Следовательно, sin = = n =
= ; = arcsin 28º.
Критерии оценки выполнения задания Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
— сделан рисунок, поясняющий ход лучей, верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон преломления света и тригонометрические формулы);
— проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). 3
— Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов, или без рисунка.
ИЛИ
— Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.
ИЛИ
— В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу. 2
— В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях, и отсутствуют какие-либо числовые расчеты.
ИЛИ
— Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или в ОДНОЙ из них допущена ошибка.
ИЛИ
–– Выполнен только рисунок, поясняющий ход лучей. 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.). 0
Если экзаменуемый не приступал к выполнению задания Х
C5
Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,4210–19 Дж), освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,310–4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный радиус окружности, по которой движутся электроны?
Ответ:
Образец возможного решения
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: .
Уравнение, связывающее на основе второго закона Ньютона силу Лоренца, действующую на электрон, с величиной центростремительного ускорения: .
Решая систему уравнений, получим ответ в общем виде: . Ответ в числовой форме: R 510–3 м.
Критерии оценки выполнения задания Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, второй закон Ньютона, формулы для силы Лоренца, центростремительного ускорения, взаимосвязи частоты и длины волны);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). 3
— Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.
ИЛИ
— Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.
ИЛИ
— В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу. 2
— В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях и отсутствуют какие-либо числовые расчеты.
ИЛИ
— Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи,
ИЛИ
— в ОДНОЙ из них допущена ошибка. 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.). 0
Если экзаменуемый не приступал к выполнению задания Х
C6
Квадратная рамка со стороной см изготовлена из медной проволоки сопротивлением Ом. Рамку перемещают по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью V вдоль оси Ох. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка проходит между полюсами магнита и вновь оказывается в области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. С какой скоростью движется рамка, если суммарная работа внешней силы за время движения равна Дж? Ширина полюсов магнита см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция Тл.
Ответ:
Образец возможного решения (рисунок не обязателен)
1. При пересечении рамкой границы области поля со скоростью V изменяющийся магнитный поток создает ЭДС индукции . Сила тока в это время равна . При этом возникает тормозящая сила Ампера , равная по модулю внешней силе .
2. Ток течет в рамке только во время изменения магнитного потока, т.е. при входе в пространство между полюсами и при выходе. За это время рамка перемещается на расстояние , а приложенная внешняя сила совершает работу .
3. Подставляя значение силы, получим .
Критерии оценки выполнения задания Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1. верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении закон индукции Фарадея, закон Ома для замкнутой цепи, сила Ампера, и работа силы);
2. проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). 3
— Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.
ИЛИ
— Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.
ИЛИ
— В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу. 2
— В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях, и отсутствуют какие-либо числовые расчеты.
ИЛИ
— Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или в ОДНОЙ из них допущена ошибка. 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.). 0
Если экзаменуемый не приступал к выполнению задания Х
