Демонстрационный вариант теста в 2010-2011 учебном году по физике, предлагаемый для прохождения аттестации учителей на вторую, первую и высшую категории. Инструкция по выполнению работы Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3,5 часа (210 минут). Работа состоит из 3 частей, включающих 36 заданий. Часть 1 содержит 25 заданий (А1–А25). К каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один. Часть 2 содержит 5 заданий (В1–В5), на которые следует дать краткий ответ. Для заданий В1 и В2 ответ необходимо записать в виде набора цифр, а для заданий В3–В5 в виде числа. Часть 3 состоит из 6 задач (С1–С6), для которых требуется дать развернутые решения. При выполнении заданий В3–В5 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. За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Задания А1─ А25 оцениваются по 1 баллу. Задания В1, В2─ оцениваются по 2балла, задания В3─В5 оцениваются по 1баллу. Задания С1─ С6 оцениваются по 3 балла. Максимальное количество баллов за работу 50 баллов. Желаем успеха! Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы. Десятичные приставки Наименование гига Обозначение Г Множитель мега М 10 кило к 10 гекто г 10 деци д 10 Наименование санти Обозначение с 6 милли м 10 3 микро мк 10 2 нано н 10 –1 пико п 10 9 10 Множитель –2 10 –3 –6 –9 –12 Часть 1 При выполнении заданий части 1 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания (А1– А25) поставьте знак «×» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа. А1. Точка движется с постоянной по модулю скоростью по окружности радиусом R. Как изменится центростремительное ускорение точки, если ее скорость увеличить вдвое, а радиус окружности вдвое уменьшить? 1) уменьшится в 2 раза 2) увеличится в 2 раза 3) увеличится в 4 раза 4) увеличится в 8 раз А2. В инерциальной системе отсчета под действием одинаковых внешних сил первое тело приобретает ускорение a1 = 3м/с2, а второе тело – ускорение a2 = 2 м/с2. Отношение масс тел равно 1) 1 2) 2 3) 4) А3. Пружина, жесткость которой k = 104 Н/м, под действием силы 100 Н растянется на 1) 1 м 2) 10 см 3)1 см 4) 1 мм А4. Мяч с импульсом p1 налетает на стенку и отлетает от нее после удара с импульсом p2 (см. рисунок). Как направлен импульс p, который получает мяч при ударе о стенку? 1) 2) 3) 4) А5. Один конец легкой пружины жесткостью k закреплен неподвижно, а к другому ее концу прикреплен груз массой m (см. рисунок). Груз перемещают с постоянной скоростью по горизонтали из положения, в котором пружина сжата на величину x1 = a, в положение, в котором пружина растянута на величину x2 = b. При этом потенциальная энергия пружины k 1) изменяется на 2) увеличивается на 3) увеличится на 4) сохраняется А6. Какова скорость распространения звука в воде, если сигнал, посланный с корабля, достигает дна водоема через 0,02 с? Глубина водоема 30 м. 1) 0,6 м/с 2) 15 м/с 3) 150 м/с 4) 1500 м/с А7. Тележка массой 50 кг движется по гладкой горизонтальной плоскости со скоростью 1,0 м/с. Навстречу тележке бежит мальчик массой 50 кг. После того, как мальчик запрыгнул в тележку, тележка движется в обратную сторону со скоростью 0,5 м/с. Чему была равна скорость мальчика относительно Земли до прыжка в тележку? 1) 0,5 м/с 2) 1,0 м/с 3) 1,5 м/с 4) 2,0 м/с А8. Как изменится давление одноатомного идеального газа, если при неизменной концентрации средняя энергия теплового движения его молекул уменьшится в 2 раза? 1) уменьшится в 2 раза 3) уменьшится в 4 раза 2) уменьшится в раз 4) увеличится в 2 раза А9. В одинаковых сосудах объемом 10 л при комнатной температуре находятся: в первом сосуде 10 г кислорода, а во втором сосуде 10 г углекислого газа. Чему равно отношение давлений в сосудах 1) 1 2) 3) 4) А10. Разреженный углекислый газ изобарно сжимается. Масса газа постоянна. Как надо изменить абсолютную температуру газа, чтобы уменьшить его объем в 4 раза? 1) повысить в 16 раз 2) повысить в 4 раза 3) понизить в 16 раз 4) понизить в 4 раза А11. При постоянном давлении 105 Па газ совершил работу 103 Дж. На сколько увеличился при этом объем газа? 1) 0,1 м3 2) 10 –2 м3 3) 2 м3 4) 102 м3 А12. В цикле, показанном на рисунке, газ на участке 1–2 совершает работу А12 = 1,8 кДж. Масса газа постоянна. За цикл газ получает от нагревателя количество теплоты Qнагр = 5,1 кДж. КПД цикла равен 1) 2) 3) 4) А13. Два одинаковых легких шарика подвешены на легких шелковых нитях. Шарики зарядили разными по величине отрицательными зарядами и дождались, когда шарики прекратят движение. На каком из рисунков изображены эти шарики? 1) 2) 3) 4) А14. Сопротивление резистора R = 150 Ом, сила тока через резистор I = 0,2 А. Какая мощность выделяется при этом на резисторе? 1) 75 Вт 2) 15 Вт 3) 30 Вт 4) 6 Вт А15. Вектор B индукции магнитного поля и вектор υ скорости протона p лежат в плоскости чертежа и образуют угол φ = 135° (см. рисунок). Сила Лоренца, действующая на протон, направлена 1) перпендикулярно плоскости чертежа, вверх 2) перпендикулярно плоскости чертежа, вниз . 3) перпендикулярно вектору υ и лежит в плоскости чертежа 4) перпендикулярно вектору B и лежит в плоскости чертежа А16. В наборе радиодеталей для изготовления простого колебательного контура имеются две катушки с индуктивностями L1 = 1 мкГн и L2 = 2 мкГн, а также два конденсатора, емкости которых C1= 3 пФ и C2 = 4 пФ. При каком выборе двух элементов из этого набора период собственных колебаний контура T будет наименьшим? 1) L1 и C1 2) L2 и C2 3) L2 и C1 4) L1 и C2 А17. От точечного источника света S, находящегося на главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии 3F от нее, распространяются два луча a и b, как показано на рисунке. После преломления линзой эти лучи пересекутся в точке 1) 1 2) 2 3)3 4) 4 А.18 В инерциальной системе отсчета свет распространяется в вакууме со скоростью c. Самолет летит над поверхностью Земли со скоростью υ и зажигает сигнальные огни. С какой скоростью относительно Земли распространяется световой сигнал? 1) c + υ 2) c – υ 3) c 4) А19. В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС источника тока равна 6 В, его внутреннее сопротивление r = 1Ом, а сопротивления резисторов R1 = 3 Ом, R2 = 2 Ом. Какое напряжение показывает идеальный вольтметр? 1) 5 В 2) 8 В 3) 3 В 4) 4 В А20. На рисунке представлены четыре самых нижних уровня энергии атома водорода. Какому переходу соответствует поглощение фотона с энергией 12,7 эВ? 1) 2) 3) 4) А21. Связанная система элементарных частиц содержит 2 электрона, 3 нейтрона и 4 протона. Эта система является 1) нейтральным атомом углерода 2) нейтральным атомом гелия 3) ионом лития 4) ионом бериллия А22. В результате реакции синтеза ядра элемента с ядром бериллия образуются ядро бора и нейтрон: + → + . Неизвестный элемент – это 1) 2) 3) 4) А23. На металлическую пластинку падает электромагнитное излучение, энергия фотонов которого равна 8эВ. Работа выхода электронов из металла равна 5 эВ. Чему равна максимальная кинетическая энергия электронов, вылетевших из пластинки в результате фотоэффекта? 1) 13 эВ 2) 5 эВ 3) 3 эВ 4) 8 эВ А24. Ученик изучал в школьной лаборатории колебания математического маятника. Результаты измерений каких величин дадут ему возможность рассчитать период колебаний кинетической энергии математического маятника? 1) амплитуды колебаний маятника A и его массы m 2) длины нити маятника l и амплитуды его колебаний A 3) массы маятника m и знание табличного значения ускорения свободного падения g 4) длины нити маятника l и знание табличного значения ускорения свободного падения g А25. Катушка индуктивности на железном сердечнике подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор R = 40 Ом (см. рисунок). В момент t = 0 ключ К замыкают. Значения силы тока в цепи, измеренные в последовательные моменты времени с точностью ±0,01 А, представлены в таблице. t, c 0 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 I, A 0 0,12 0,19 0,23 0,26 0,29 0,29 0,3 0,3 Оцените модуль ЭДС самоиндукции катушки в момент времени t = 0,5 с. 1) 0 2) 4,8 В 3) 7,2 В 4) 9,2 В Часть 2 Ответом к каждому из заданий В1–В2 будет некоторая последовательность цифр. Эту последовательность надо записать в бланк ответов № 1 справа от номера соответствующего задания без пробелов и других символов, начиная с первой клеточки. Каждую цифру пишите в отдельной клеточке В1. Медный кубик, висящий на нити, целиком погружен в воду и не касается дна сосуда. Верхняя и нижняя грани кубика горизонтальны. Как изменятся значения давления воды на верхнюю и нижнюю грани кубика, а также модуль силы Архимеда, действующей на кубик, если приподнять кубик, оставляя его целиком в воде? Воду считать несжимаемой. Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Давление воды на верхнюю грань кубика Давление воды на нижнюю грань кубика Модуль силы Архимеда В2. Расстояние между пластинами заряженного плоского конденсатора уменьшили в 2 раза. Как изменилась электроемкость, напряженность, энергия поля и плотность энергии? Рассмотреть случай: конденсатор остался присоединенным к источнику постоянного напряжения. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Физические величины Их изменение А) напряженность 1) увеличивается Б) электроемкость 2) уменьшается В) энергия поля 3) не изменяется Г) плотность энергии А Б В Г Ответом к каждому из заданий В3–В5 будет некоторое число. Это число надо записать в бланк ответов № 1 справа от номера соответствующего задания, 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. В3. Автомобиль совершает поворот на горизонтальной дороге по дуге окружности радиуса 324 м. Какова максимальная скорость автомобиля при коэффициенте трения автомобильных шин о дорогу 0,4? В4. В треугольнике АВС угол С – прямой, АС = 0,6 м (см. рисунок). В вершине А находится точечный заряд Q. Он действует с силой 2,5·10–8Н на точечный заряд q, помещенный в вершину С. Если заряд q находится в вершине В, то заряды взаимодействуют с силой 9,0·10–9Н. Найдите ВС. Ответ округлите до десятых. В5. Предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы D = 5 дптр. Изображение предмета действительное, увеличение (отношение высоты изображения предмета к высоте самого предмета) k = 2. Найдите расстояние от предмета до линзы. Ответ выразите в сантиметрах (см). Часть 3 Задания С1–С6 представляют собой задачи, полное решение которых необходимо записать в бланке ответов № 2. При оформлении решения в бланке ответов № 2 запишите сначала номер задания (С1 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи. С1. Две порции одного и того же идеального газа изотермически расширяются при одной и той же температуре. Изотермы представлены на рисунке. Почему изотерма I лежит выше изотермы II? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Полное правильное решение каждой из задач С2–С6 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. С2. Шарик массой m = 200 г, подвешенный к потолку на легкой нерастяжимой нити, привели в движение так, что он движется по окружности в горизонтальной плоскости, образуя конический маятник (см. рисунок). Модуль силы натяжения нити T = 2,7 Н. Шарик делает один оборот по окружности за период τ = 2 с. Чему равна длина L нити? С3. Некоторое количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и того же начального состояния (р1, V1) до одного и того же конечного объема V2 первый раз по изобаре, а второй — по адиабате (см. рисунок). Отношение работы газа на изобаре А12 к работе газа на адиабате А13 равно . Чему равно отношение х количества теплоты Q12, полученного газом на изобаре от нагревателя, к модулю изменения внутренней энергии газа |U3- U1| − на адиабате? С4. По гладкой горизонтальной направляющей скользит отрицательно заряженная бусинка массой m. На расстоянии l от направляющей находится шарик с положительным зарядом + Q (см. рисунок). Бусинка совершает малые гармонические колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т. Заряд бусинки увеличили в 2 раза, не меняя ее массу. Каким должен быть заряд шарика, чтобы период колебаний бусинки остался прежним? С5. В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, период электромагнитных колебаний равен 6,28 мкс. Амплитуда колебаний заряда равна 5⋅10–9Кл. В момент времени t заряд конденсатора равен 4⋅10–9Кл. Найдите силу тока в катушке в этот момент. С6. В ускорителе на встречных пучках сталкиваются и аннигилируют электрон е- и позитрон е+. Энергия каждой частицы Е± = 100 МэВ, суммарный импульс частиц равен нулю. В результате аннигиляции образуются два γ -кванта. Чему равна частота каждого кванта ν? Инструкция по проверке и оценке работы по физике . Часть 1. № задания Ответ № задания Ответ А1 2 А14 4 А2 3 А15 1 А3 3 А16 1 А4 4 А17 2 А5 1 А18 3 А6 4 А19 3 А7 4 А20 4 А8 1 А21 4 А9 3 А22 2 А10 4 А23 3 А11 2 А24 4 А12 1 А25 3 А13 2 Часть2. № задания Ответ В1 223 В2 1111 В3 36 В4 1 В5 30 Часть 3. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ СРАЗВЕРНУТЫМ ОТВЕТОМ Решения заданий С1-С6 части 3 (с развернутым ответом) оцениваются на основании критериев, представленных в приведенных ниже таблицах. За выполнение каждого задания в зависимости от полноты и правильности ответа данного учителем выставляется от 0 до 3 баллов. С1. Две порции одного и того же идеального газа изотермически расширяются при одной и той же температуре. Изотермы представлены на рисунке. Почему изотерма I лежит выше изотермы II? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Ответ: Образец возможного решения 1) Ответ: количество вещества в первой порции газа больше, чем во второй. 2) Для описания изотермического расширения идеального газа используем уравнение Менделеева-Клапейрона: pV = νRT, где ν – число молей газа. Отсюда следует, что при одинаковых температуре и объеме р1/р2 = ν1/ν2. 3) Как следует из рисунка, р1 > p2 (при одинаковых температуре и объеме). Поэтому ν1 > ν2. Критерии оценки выполнения задания Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае – п.1), и полное верное объяснение (в данном случае – п.2–3) с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае – изотермическое расширение идеального газа и уравнение Клапейрона–Менделеева). Приведено решение и дан верный ответ, но имеется один из следующих недостатков: — В объяснении содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи, хотя указаны все необходимые физические явления и законы. ИЛИ — Рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объеме или в них содержатся логические недочеты. ИЛИ — Указаны не все физические явления и законы, необходимые для полного правильного решения. Баллы 3 Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев: — Приведены рассуждения с указанием на физические явления и законы, но дан неверный или неполный ответ. ИЛИ — Приведены рассуждения с указанием на физические явления и законы, но ответ не дан. ИЛИ — Представлен только правильный ответ без обоснований. Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. 1 С2. Шарик массой m = 200 г, подвешенный к потолку на легкой нерастяжимой нити, привели в движение так, что он движется по окружности в горизонтальной плоскости, образуя конический маятник (см. рисунок). Модуль силы натяжения нити T = 2,7 Н. Шарик делает один оборот по окружности за период τ = 2 с. Чему равна длина L нити? 2 0 Ответ: Образец возможного решения 1) В системе отсчета, связанной с Землей, ось x системы координат направлена горизонтально от шарика к центру окружности, а ось y – вертикально вверх (см. рисунок). 2) Из второго закона Ньютона для шарика в проекциях на оси системы координат выражается радиус окружности R через длину нити и угол α между нитью и вертикалью: 3) Из второго и третьего уравнений системы следует, что T = mω2L. 4) Отсюда с учетом соотношения получаем 5) Ответ: L ≈ 1,4 м. Критерии оценки выполнения задания Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — формулы кинематики равномерного движения по окружности, второй закон Ньютона); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение "по частям" (с промежуточными вычислениями). Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из следующих недостатков: — В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. ИЛИ — Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены. ИЛИ — Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде. ИЛИ — Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. Баллы 3 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 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. 1 2 0 С3. Некоторое количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и того же начального состояния (р1, V1) до одного и того же конечного объема V2 первый раз по изобаре, а второй — по адиабате (см. рисунок). Отношение работы газа на изобаре А12 к работе газа на адиабате А13 равно Чему равно отношение х количества теплоты Q12, полученного газом на изобаре от нагревателя, к модулю изменения внутренней энергии газа |U3−U1| на адиабате? Ответ: Образец возможного решения 1. Количество теплоты Q12, полученное газом на изобаре от нагревателя, согласно первому началу термодинамики, 2. Модуль измерения внутренней энергии газа на адиабате |U3−U1| = А13. 3. В результате Ответ: х = 5. Критерии оценки выполнения задания Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — первое начало термодинамики, выражение для внутренней энергии одноатомного идеального газа, выражение для работы газа на изобаре); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение "по частям" (с промежуточными вычислениями). Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из следующих недостатков: — В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. ИЛИ — Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены. ИЛИ — Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде. ИЛИ — Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. Баллы 3 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 1 2 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 С4. По гладкой горизонтальной направляющей скользит отрицательно заряженная бусинка массой m. На расстоянии l от направляющей находится шарик с положительным зарядом +Q (см. рисунок). Бусинка совершает малые гармонические колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т. Заряд бусинки увеличили в 2 раза, не меняя ее массу. Каким должен быть заряд шарика, чтобы период колебаний бусинки остался прежним? Ответ: Образец возможного решения При небольшом смещении х бусинки от положения равновесия на нее действует возвращающая сила действующая вдоль оси Ох и пропорциональная смещению х. Ускорение бусинки, в соответствии со вторым законом Ньютона, пропорционально смещению. При такой зависимости ускорения от смещения бусинка совершает гармонические колебания, период которых При увеличении заряда бусинки q1 = 2q заряд шара Q1 должен удовлетворять соотношению qQ = q1Q1. Отсюда Критерии оценки выполнения задания Ответ: 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 Кулона и формула для периода гармонических колебаний под действием упругих сил); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). Баллы 3 Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из следующих недостатков: — В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. ИЛИ — Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены. ИЛИ — Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде. ИЛИ — Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. 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 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 С5. В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, период электромагнитных колебаний равен 6,28 мкс. Амплитуда колебаний заряда равна 5⋅10–9 Кл. В момент времени t заряд конденсатора равен 4⋅10–9 Кл. Найдите силу тока в катушке в этот момент. Ответ: Образец возможного решения В идеальном контуре сохраняется энергия колебаний: Период колебаний определяется формулой: Из закона сохранения энергии определяем: откуда получаем: . Критерии оценки выполнения задания Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: 1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон сохранения энергии, формулы для расчёта периода колебаний в контуре, энергии электрического поля заряженного конденсатора и энергии магнитного поля катушки с током); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями). Баллы 3 Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из следующих недостатков: — В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. ИЛИ — Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены. ИЛИ — Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде. ИЛИ — Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. 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 утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. 2 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. 0 1 С6. В ускорителе на встречных пучках сталкиваются и аннигилируют электрон е– и позитрон е+. Энергия каждой частицы Е± = 100 МэВ, суммарный импульс частиц равен нулю. В результате аннигиляции образуются два γ -кванта. Чему равна частота каждого кванта ν? Ответ: Образец возможного решения При аннигиляции электрона и позитрона в два γ-кванта в ускорителе на встречных пучках сохраняются энергия и импульс: Е+ + Е- =Е1+Е2 р+ + р- =р1+р2 При соударении импульс электрона равен по модулю импульсу позитрона и эти импульсы направлены в противоположные стороны. Это означает, что сумма начальных импульсов электрона и позитрона (а следовательно, и сумма конечных импульсов фотонов) равна нулю. Отсюда вытекает, что модули импульсов фотонов одинаковы: p1 = p2 = р. Так как энергия фотона связана с величиной его импульса соотношением E = cp, то одинаковы и энергии фотонов Е1 = Е2 = Е. Наконец, в силу закона сохранения энергии в реакции Е± = Е. Отсюда Следовательно, Ответ: ν ≈2,4⋅1022 с–1. Критерии оценки выполнения задания 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 — законы сохранения энергии и импульса, энергия и импульс фотона); 2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение "по частям" (с промежуточными вычислениями). Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из следующих недостатков: — В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. ИЛИ — Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены. ИЛИ — Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде. ИЛИ — Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. 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 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. Баллы 3 2 1 0