Демонстрационный вариант теста по физике, предлагаемый

Демонстрационный вариант
теста по физике, предлагаемый для прохождения аттестации учителей на
первую и высшую категори
Инструкция по выполнению работы
Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3 часа 55 минут. Работа состоит
из 3 частей, включающих 35 заданий.
Часть 1 содержит 21 задание с выбором ответа ( А1А21). К каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только 1.
Часть 2 содержит 4 задания ( В1-В4), в которых ответ необходимо записать в виде набора
цифр.
Часть 3 содержит 10 задач: А22-А25 с выбором одного ответа и С1-С6, для которых
требуется дать развернутые решения.
Задание с выбором ответа считаются выполненными, если выбранный экзаменуемым
номер ответа совпадает с верным ответом. Каждое из заданий А1-А25 оценивается 1 баллом.
Задание кратким ответом считается выполненным, если записанный в бланке №1 ответ совпадает
с верным ответом. Каждое из заданий В1-В4 оценивается 2 баллами, если верно указаны все
элементы ответа, 1 баллом, если допущена ошибка в указании одного из элементов ответа, и
0баллов, если допущено более одной ошибки.
Задания С1─ С6 оцениваются по 3 балла.
Баллы, полученные Вами за выполнение задания, суммируются. Максимальное количество
баллов 51. 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
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
Константы
число π
ускорение свободного падения на Земле
гравитационная постоянная
газовая постоянная
масса Земли
скорость света в вакууме
–6
–9
–12
2
–11
2
2
G = 6,7·10 Н·м /кг
R = 8,31 Дж/(моль·К)
6·1024
8
с = 3·10 м/с
коэффициент пропорциональности в законе Кулона k = 1/4πε 0 Н·м2/Кл2
–2
10
–3
π = 3,14
g = 10 м/с
Множитель
модуль заряда электрона (элементарный
электрический заряд)
постоянная Планка
e = 1,6·10
h = 6,6·10
Соотношение между различными единицами
температура
атомная единица массы
9,1⋅10
протона
–31
0 К = – 273°С
–4
–27
–27
1,675⋅10
Плотность
воды
–19
1 эВ = 1,6⋅10
кг ≈ 5,5⋅10 а.е.м.
1,673⋅10
нейтрона
кг ≈ 1,007 а.е.м.
кг ≈ 1,008 а.е.м.
3
1000 кг/м
Удельная теплоемкость
железа
3
4,2⋅10 Дж/(кг⋅К)
3
2,1⋅10 Дж/(кг⋅К)
640 Дж/(кг⋅К)
5
Нормальные условия давление 10 Па, температура 0°С
Молярная маcса
азота
гелия
Дж·с
–27
Масса частиц
электрона
льда
–34
Кл
1 а.е.м. = 1,66⋅10
931,5 МэВ
1 атомная единица массы эквивалентна
1 электронвольт
воды
–19
–3
28⋅10 кг/моль
–3
4⋅10 кг/моль
Дж
кг
Часть1
При выполнении заданий части1 в бланке ответов №1 под номером выполняемого
задания (А1-А21) поставьте знак "x" в клеточке, номер которой соответствует номеру
выбранного Вами ответа.
A1. На графике приведена зависимость проекции скорости тела от
времени при прямолинейном движении. Определите ускорение тела.
1) 2,5 м/с2
2) 15 м/с2
3) 10 м/с2
4) 8 м/с2
А2. Шарик движется по окружности радиусом r
со скоростью v. Как изменится
центростремительное ускорение шарика, если радиус окружности уменьшить в 3 раза, оставив
скорость шарика прежней?
1) уменьшится в 3 раза
2) уменьшится в 9 раз
3) увеличится в 3 раза
4) увеличится в 3 раз
А3. Камень массой 200г брошен под углом 600 к горизонту с начальной скоростью v = 20 м/с.
Модуль силы тяжести , действующий на камень в верхней точке траектории, равен
1) 0
2) 2,0 Н
3) 1,7 Н
4) 1,0 Н
А4. Импульс частицы до столкновения равен p1 , а после столкновения равен p2 , причем p1= p,
3
p2= p, p1 p2. Изменение импульса частицы при столкновении ∆ p равняется по модулю
4
5
4
p
2) p,
3)
4
7
А5. Автомобиль, двигаясь по горизонтальной
Каков минимальный радиус этой окружности
дорогу 0.4 и скорости автомобиля 10 м/с?
7
1
p
4)
p
4
4
дороге, сове6ршает поворот по дуге окружности.
при коэффициенте трения автомобильных шин о
1) 25 м
4)
1)
2) 50 м
3) 100 м
250 м
A6. Математический маятник с периодом колебаний Т отклонили на
небольшой угол от положения равновесия и отпустили без начальной
скорости (см. рисунок). Через какое время после этого кинетическая
энергия маятника в первый раз достигнет максимума? Сопротивлением
воздуха пренебречь.
1)
1
Т
4
2)
1
Т
8
3)
1
Т
16
4)
1
Т
2
А7. Начальная скорость автомобиля с выключенным двигателем равна 20 м/с. Какой будет его
скорость, когда он проедет 50 м вниз по дороге, проложенной под углом 30 0 к горизонту?
Трением пренебречь.
1) 10 м/с
2) 20 м/с
3) 30 м/с
4) 40 м/с
А8. Какое из приведенных ниже утверждений справедливо для кристаллических тел?
1) в расположении атомов отсутствует порядок
2) атомы свободно перемещаются в пределах тела
3) при изобарном плавлении температура тела остается постоянной
4) при одинаковой температуре диффузия в кристаллах протекает быстрее, чем в газах
А9. Газ в цилиндре переводится из состояния А в состояние В, причем его масса не изменяется.
Параметры, определяющие состояние идеального газа, приведены в таблице:
Р,105Па
1,0
состояние А
состояние В
V,10-3 м3
4
2
Т,К
300
600
Выберите число, которое следует внести в свободную клетку таблицы.
1) 1
2)
2
3) 3
4) 4
А10. В сосуде с подвижным поршнем находится вода и ее насыщенный пар. Объем пара
изотермически уменьшили в 2 раза. Число молекул пара при этом
1) уменьшилось в 2 раза
2) не изменилось
3) увеличилось в 2 раза
4) увеличилось в 4 раза
А11. На рисунке приведён график циклического процесса,
проведённого с идеальным газом. На каком из участков внутренняя
энергия газа увеличивалась?
1) АВ
2) DA
3) ВС
4) CD
А12. В одном из опытов стали охлаждать воздух в сосуде постоянного объема. При этом
температура воздуха в сосуде снизилась в 2 раза, а его давление уменьшилось в 3 раза. Оказалось,
что кран у сосуда был закрыт плохо, и через него просачивался воздух. Как изменилась масса
воздуха в сосуде?
1) уменьшилось в 3 раза
2) уменьшилось в 1,5 раза
3) увеличилось в 3 раза
4) увеличилось в 1,5 раза
А13. Пылинка, имевшая отрицательный заряд -2е, потеряла два электрона, Каким стал заряд
пылинки? Здесь е- элементарный электрический заряд.
1) +е
2) -е
3) - 4е
4) 0
А14. На рисунке изображён график зависимости силы тока в проводнике
от напряжения между его концами. Чему равно сопротивление
проводника?
1) 8 Ом
2) 4 Ом
3) 0,25 Ом
4) 2 Ом
А15. Один раз металлическое кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что
надевается на него, второй раз так, что пролетает мимо него. (см. рис.) Плоскость кольца в обоих
случаях горизонтальна. Ток в кольце
1)
2)
3)
4)
возникает в обоих случаях
не возникает ни в одном из случаев
возникает только в первом случае
возникает только во втором
А16. На поверхность тонкой прозрачной пленки падает по нормали пучок белого света. В
отраженном свете пленка окрашена в зеленый цвет. При использовании пленки такой же
толщины, но с несколько меньшим показателем преломления, ее окраска будет
1) только полностью черной
2) находиться ближе к синей области спектра
3) только зеленой
4) находиться ближе к красной области спектра
А17. Как изменится период свободных
колебаний в контуре (см. рис.5), если ключ К перевести
из положения 1 в положение 2?
1)
2)
3)
4)
уменьшится в 4 раза
уменьшится в 2 раза
увеличится в 2 раза
увеличится в 4 раза
А18. На зеркало, движущееся в вакууме относительно инерциальной
системы отсчёта (ИСО) со скоростью υ, направленной по его нормали (см.
рисунок), падает луч синего света. Какова скорость света в этой ИСО
после отражения от зеркала, если угол падения равен 60°? Скорость света
от неподвижного источника в вакууме равна с.
1) c
2) с + 2υ
3) c – 2υ
4) ( с  2 ) υ
А19. Две частицы, имеющие отношения зарядов q2/q1=2 и масс m2 /m1 = 4, движутся в
однородном электрическом поле. Начальная скорость у обеих частиц равна нулю. Определите
отношение кинетических энергий этих частиц W2 / W1
в один и тот же момент времени после
начала движения.
1) 1
2)
2
3) 3
4) 4
А20. На графике показана зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов,
выбитых из металла, от длины волны падающего света.
Фотоэффект не наблюдается при освещении металла
светом с длиной волны
1) 50 нм
2) 25 нм
3) 150 нм
4) 75 нм
А21. Бусинка скользит по неподвижной горизонтальной спице. На графике
изображена зависимость проекции скорости бусинки от времени. На
основании графика можно утверждать, что
1) участок 1 соответствует равнозамедленному движению бусинки, а
участок 2 – равномерному
2) участок 1 соответствует равноускоренному движению бусинки, а на
участке 2 бусинка неподвижна
3) проекция ускорения бусинки всюду положительна
4) участок 2 соответствует равнозамедленному движению бусинки
Часть 2
Ответом к заданиям этой части ( В1-В4) является последовательность цифр. Впишите
ответы в бланк ответов №1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой
клеточки, без пробелов и каких либо символов. Каждую цифру пишите в отдельной
клеточке.
В1. В школьном опыте брусок, лежащий на горизонтальном диске, вращается вместе с ним с
некоторой угловой скоростью. В ходе опыта период вращения диска увеличили. При этом
положение бруска нам диске осталось прежним. Как изменились при этом следующие три
величины: угловая скорость диска, центростремительное ускорение, сила нормального давления
бруска на опору?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в бланк №1выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры могут
повторяться.
Угловая скорость
диска
Центростремительное
Ускорение бруска
Сила нормального
давления на опору
В2. Отрезок провода с большим удельным сопротивлением подключен к источнику тока,
поддерживающему на клеммах постоянное напряжение. Отрезок провода укоротили в 2 раза. Как
изменились в результате этого сила тока в проводе, мощность токаи сопротивление провода?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в бланк №1выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры могут
повторяться.
Сила тока
Мощность тока
Сопротивление
В3. Монохроматический свет с энергией фотонов Еф падает на поверхность металла вызывая
фотоэффект. При этом напряжение, при котором фототок прекращается , равно Uзап. Как
изменяется длина волны ƛ падающего света, модуль запирающего напряжения Uзап. и длина
волны ƛкр, соответствующая "красной границе "фотоэффекта, если энергия падающих фотонов Еф
уменьшится, но фотоэффект не прекратится?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в бланк №1выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры могут
повторяться.
Длина волны ƛ
Модуль запирающего
"Красная граница"
падающего света
напряжения Uзап.
фотоэффекта ƛкр
В4. Чем объясняется разложение света в спектр призмой и цвет мыльной пленки? Установите
соответствие между этими наблюдаемыми явлениями и их причинами. К каждой позиции первого
столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в бланк ответов №1выбранные
цифры.
НАБЛЮДАЕМЫЕ ЯВЛЕНИЯ
ПРИЧИНА
А) разложение света в спектр
Б) цвет мыльной пленки
1) интерференция света
2) рассеяние света
3) дисперсия света
4) дифракция света
ответ:
А
Б
Часть 3
Задания третьей части представляют собой задачи. Рекомендуется провести их
предварительное решение на черновике. При выполнении заданий ( А22-А25) в бланке ответов
№1 под номером выполняемого Вами задания поставьте знак "х" в клеточке, номер которой
соответствует номеру выбранного Вами ответа.
А22. При выстреле из пружинного пистолета вертикально вверх шарик массой 100г поднимается
на некоторую высоту h. Жесткость пружины пистолета 1,6 •103 Н/м, и до выстрела она была
сжата на 5 см. Если сопротивление воздуха движению не учитывать, то высота h должна быть
равна
1) 1 м
2)
2м
3) 3м
4) 4м
Подвешенный на нити грузик совершает гармонические колебания. В таблице представлены
координаты грузика через одинаковые промежутки времени. Какова примерно максимальная
скорость грузика?
А23.
t (с)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
х (см)
4
2
0
2
4
2
0
2
1) 1,24 м/с
2)
0,31 м/с
3) 0,62 м/с
4) 0,4 м/с
А24.Идеальный одноатомный газ находится в закрытом сосуде объемом 0,6м3 . При охлаждении
его внутренняя энергия уменьшилась на1,8 кДж. В результате давление газа снизилось на
1) 2 кПа
2) 3кПа
3) 1кПа
4) 4кПа
А25. Детектор полностью поглощает падающий на него свет. Поглощаемая им мощность равна
Р=3,3 •10-13 Вт, и за 3 с он поглощает 2,5•106 фотонов. Какова длина волны падающего на
детектор света?
1) 500 нм
2)
200 нм
3) 300 нм
4) 400 нм
Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов №1
Полное решение задач С1-С6 необходимо записать в бланке ответов №2. При оформлении
решения в бланке ответов№2 запишите сначала номер задания(С1,С2 и т.д.), а затем
решение соответствующей задачи. Ответы записывайте четко и разборчиво.
С1. Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле
полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения
источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет
двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать?
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы
использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает
небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.
С2. Шайба массой m = 100 г начинает движение по желобу
AB из точки А из состояния покоя. Точка А расположена
выше точки В на высоте H. В процессе движения по желобу
механическая энергия шайбы из-за трения уменьшается на
величину ΔE = 2 Дж. В точке В шайба вылетает из желоба
под углом α = 15° к горизонту и падает на землю в точке D,
находящейся на одной горизонтали с точкой В (см.
рисунок). BD = 4 м. Найдите высоту H. Сопротивлением воздуха пренебречь.
С3. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный
идеальный газ. Первоначальное давление газа p1 = 4·105 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня L
= 30 см. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см2. В результате медленного нагревания
газа поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок
сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3·103 Н. Какое количество теплоты получил газ в
этом процессе? Считать, что сосуд находится в вакууме.
С4. По гладкой горизонтальной направляющей длины 2l скользит бусинка с положительным
зарядом Q > 0 и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды q > 0 (см.
рисунок). Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период
которых равен Т.
Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?
С5. Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения
поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной
плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По
стержню протекает ток I = 4 А. Угол наклона плоскости α = 30°. Модуль
индукции магнитного поля В = 0,2 Тл. Ускорение стержня a = 1,9 м/с2.
Чему равно отношение массы стержня к
его длине m/L?
С6. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из
металлической пластинки (катода) в сосуде, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется
постоянным электрическим полем с напряженностью Е = 1,8·103 В/м. За какое время t электрон
может разогнаться в электрическом поле до скорости, составляющей 10% от скорости света?
Релятивистский эффект не учитывать.
Инструкция по проверке и оцениванию работы по физике .
Часть 1.
№ задания
Ответ
№ задания
Ответ
А1
4
А13
3
А2
3
А14
2
А3
2
А15
1
А4
1
А16
2
А5
1
А17
3
А6
1
А18
1
А7
3
А19
1
А8
3
А20
3
А9
4
А21
1
А10
1
А22
2
А11
1
А23
2
А12
2
А24
1
А25
1
Часть2.
№ задания
Ответ
В1
222
В2
112
В3
123
В4
31
Часть 3.
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. Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле
полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения
источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет
двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать?
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы
использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает
небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.
Ответ:
Образец возможного решения
1) Ответ: Рамка повернется по часовой стрелке и встанет
перпендикулярно оси магнита так, что контакт «–»
окажется внизу.
2) Рассмотрим сечение рамки плоскостью рисунка в
условии задачи.
В исходном положении в левом звене рамки ток
направлен от нас, а в правом – к нам.
На левое звено рамки действует сила Ампера FA1,
направленная вверх, а на правое звено – сила Ампера
FA2, направленная вниз. Эти силы разворачивают рамку
на неподвижной оси MO по часовой стрелке (см.
рисунок).
3) Рамка устанавливается перпендикулярно оси магнита
так, что контакт «–» оказывается внизу. При этом силы Ампера FA1 и FA2 обеспечивают
равновесие рамки на оси MO (см. рисунок).
Критерии оценки выполнения задания
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в
3
данном случае – п.1), и полное верное объяснение (в данном случае – п.2–3) с
указанием наблюдаемых явлений (магнитное поле полосового магнита,
действие магнитного поля на проводник с током) и законов (в данном случае –
определение направления силы Ампера).
Приведено решение и дан верный ответ, но имеется один из следующих
2
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.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
1
— 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
0
выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
С2. Шайба массой m = 100 г начинает движение по желобу
AB из точки А из состояния покоя. Точка А расположена
выше точки В на высоте H. В процессе движения по желобу
механическая энергия шайбы из-за трения уменьшается на
величину ΔE = 2 Дж. В точке В шайба вылетает из желоба
под углом α = 15° к горизонту и падает на землю в точке D,
находящейся на одной горизонтали с точкой В (см.
рисунок). BD = 4 м. Найдите высоту H. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Ответ:
Образец возможного решения
1) Скорость шайбы в точке В найдем из баланса ее энергии в точках А и В с учетом потерь на
трение:
Отсюда
Определим время полета шайбы из точки В в точку D требованием
где y – вертикальная координата шайбы в системе отсчета с началом координат в точке В. Отсюда
3) Дальность полета BD определим, подставляя это значение t в выражение для горизонтальной
координаты шайбы в той же системе отсчета:
Эта формула может быть приведена без вывода.
4) Подставляя в выражение для BD значение υ2, получаем:
Отсюда
Ответ: Н = 6 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 — закон сохранения энергии и формулы кинематики свободного
падения);
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
Баллы
3
2
1
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.
0
С3. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный
идеальный газ. Первоначальное давление газа p1 = 4·105 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня L
= 30 см. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см2. В результате медленного нагревания
газа поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок
сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3·103 Н. Какое количество теплоты получил газ в
этом процессе? Считать, что сосуд находится в вакууме.
Ответ:
Образец возможного решения
1) Поршень будет медленно двигаться, если сила давления газа на поршень
и сила трения со стороны
стенок сосуда уравновесят друг друга: p2S=Fтр , откуда р2 = Fтр
S = 12⋅105 Па > р1.
2) Поэтому при нагревании газа поршень будет неподвижен, пока давление
газа не достигнет значения р2. В этом процессе газ получает количество
теплоты Q12.
Затем поршень будет сдвигаться, увеличивая объем газа, при постоянном давлении. В этом
процессе газ получает количество теплоты Q23.
3) В процессе нагревания, в соответствии с первым началом термодинамики, газ получит
количество теплоты: Q=Q13 +Q23 =(U3 –U1)+p2 Sx=(U3−U1)+Fтрx.
4) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа:
в начальном состоянии,
в конечном состоянии.
5) Из пп. 3, 4 получаем
Ответ: Q = 1,65 кДж
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 — выражение для внутренней энергии одноатомного идеального газа,
уравнение Клапейрона–Менделеева, выражение для работы газа и первое
начало термодинамики);
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.
Баллы
3
2
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.
1
0
С4. По гладкой горизонтальной направляющей длины 2l скользит бусинка с положительным
зарядом Q > 0 и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды q > 0 (см.
рисунок). Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период
которых равен Т.
Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?
Ответ:
Образец возможного решения
При небольшом смещении х ( |x| << l ) бусинки от положения равновесия на нее действует
возвращающая сила:
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 период колебаний уменьшится:
Ответ:
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
Баллы
3
решении – закон Кулона, второй закон Ньютона, взаимосвязь циклической
частоты и периода
колебаний, связь ускорения со смещением в гармонических колебаниях);
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 допущена ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования логически верны, не содержат
ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан
правильный ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и
не доведено до 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.
С5. Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения
поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной
плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По
стержню протекает ток I = 4 А. Угол наклона плоскости α = 30°. Модуль
индукции магнитного поля В = 0,2 Тл. Ускорение стержня a = 1,9 м/с2.
Чему равно отношение массы стержня к
его длине m/L?
Ответ:
Образец возможного решения
1) На рисунке показаны силы, действующие на стержень с током:
– сила тяжести mg, направленная вертикально вниз;
– сила реакции опоры N, направленная перпендикулярно к наклонной
плоскости;
– сила Ампера FA, направленная горизонтально вправо, что вытекает из условия
задачи.
2) Модуль силы Ампера FA = IBL, (1)
где L – длина стержня.
3) Систему отсчета, связанную с наклонной плоскостью, считаем инерциальной.
2
1
0
Для решения задачи достаточно записать второй закон Ньютона в проекциях на ось x (см.
рисунок): max = – mgsinα + IBLcosα, (2)
где m – масса стержня
Отсюда находим
Ответ: m/L≈ 0,1 кг/м.
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее
1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение
которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном
решении — выражение для силы Ампера и 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.
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
С6. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из
металлической пластинки (катода) в сосуде, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется
постоянным электрическим полем с напряженностью Е = 1,8·103 В/м. За какое время t электрон
может разогнаться в электрическом поле до скорости, составляющей 10% от скорости света?
Релятивистский эффект не учитывать.
Ответ:
Образец возможного решения
Начальная скорость вылетевшего электрона υ 0 = 0.
Выражение для силы, действующей на электрон в электростатическом
поле: F = еЕ;
Второй закон Ньютона: F = ma.
Формула расчета скорости равноускоренного движения (при υ 0 = 0):
υ = at. Следовательно,
Ответ в общем виде:
Ответ: t ≈ 0,1 мкс.
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 — уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, формулы для изменения
кинетической энергии частицы и для работы силы электрического поля);
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