(b) (I)

Физика
Длительность независимого экзамена: 2 часа.
Количество вопросов: 33.
Максимальный балл за независимый экзамен: 100.
Независимый экзамен состоит из трех секций: «А», «В» и «С».
Секция «А» содержит 20 вопросов множественного выбора, за которые можно
получить максимально 20 баллов.
Секция «B» включает в себя 9 вопросов открытого типа, в этой секции можно
заработать максимум 39 баллов.
В секции «С» представлено 4 вопроса открытого типа, за который можно
набрать максимум 41 балл.
Таблица данных будет представлена на первой странице экзаменационного
листа. Во время экзамена разрешается пользоваться калькулятором.
Примерные вопросы независимого экзамена по физике:
Секция A
На каждый вопрос представлены 4 варианта ответа A, B, C или D. Выберите
один вариант ответа, который Вы считаете правильным.
Примерный вопрос 1
Низковольтная настольная лампа питается трансформатором.
Производительность электродвижущей силы (э.д.с.) трансформатора представлена
на графике на Рис. 1.1
э.д.с/V
.
[Рис. 1.1]
Сопротивление нити лампы равно 1.5 Ом.
Какова рассеиваемая мощность в нити?
A
B
C
D
54 Вт
27 Вт
24 Вт
12 Вт
A
B
C
D
[1]
Примерный вопрос 2
Электромагнитное излучение, полученное на Земле с удаленной галактики,
имеет красное смещение.
Что это означает?
A Удаленная галактика не излучала свет в красном диапазоне .
B Излучение, зафиксированное на Земле на одной частоте, было испущено
галактикой на более высокой частоте.
C Излучение, найденное на Земле на одной длине волны, было испущено
галактикой на большей длине волны.
D Если смотреть в телескоп на галактику, она кажется красной.
A
B
C
[1]
D
[Итого: 2]
Вопрос
Ответ
Баллы
1
2
D
B
1
1
[Итого: 2]
Секция B
Примерный вопрос 3
На Рис. 3.1 показан шарик массой m подвешенный на пружине с
коэффициентом жесткости k.
пружина
шар
[Рис 3.1.]
(a) Укажите выражение для расстояния е, на которое увеличится длина пружины,
когда к ней подвешивают шарик.
e=
1]
(b) Шарик тянут вниз на расстояние A (A˂e) и отпускают. Шарик совершает
вертикальные колебания.
(I)
Укажите направление и величину результирующей силы, действующей
на шарик, когда он находится на расстоянии у ниже положения равновесия.
Направление силы =
Величина силы =
[1]
(II)
Покажите, что колебания шарика описываются уравнением
2
d y
  2 y
dt 2
[3]
(III)
шарика.
Напишите выражение для максимальной скорости колеблющегося
максимальная скорость =
1]
(c) Смещение шарика отсчитывается от положения равновесия. На Рис. 3.2
постройте график зависимости смещения шарика от времени, начиная с момента,
когда его отпустили.
смещение
[Рис. 3.2]
(d) Опишите изменение энергии, которое происходит с того момента, когда шарик
отпустили до того момента, когда шарик вернулся в положение равновесия в первый
раз
2]
(e) Шарик массой 0,24 кг подвешен на пружине с коэффициентом 1,5 Н·м -1 и
смещается в вертикальном положении. Вычислите период колебаний шарика.
период =
2]
[Итого: 10]
Вопрос 3
Ответ
(e = )mg/k
(a)
(b) (I) Сила направлена вверх, величина силы равна ky
 ускорение направлено противоположно силе и
имеет отрицательное значение
(II)
 ускорение = (–)ky/m
 ω2 = k/m
Баллы
1
1
макс. 3
(III) (максимальная скорость = )Aω или A√(k/m)
- синусоида с правильным периодом
- Синусоида с правильным периодом и правильно
(c)
отмеченными точками на оси времени, в которых
скорость принимает максимальное значение
- из потенциальной энергии пружины
- в кинетическую энергию и потенциальную
(d)
(гравитационную) энергию шарика
 (период = )2π/ω или 2π/√(k/m) или 2π√(m/k) или
2π/√(1.5/0.24) или
2π√(0.24/1.5) или 2π/√6.25 или 2π√ 0.16 или 2π/2.5 или
(e)
2π0.4 или 3.142 для π
 2.51 с
1
макс. 2
макс. 2
макс. 2
[Итого: 12]
Секция C
Практические и Научно-исследовательские вопросы
Примерный вопрос 4
Учащийся создает схему, которая включает в себя фотоэлемент и источник тока
с изменяемым напряжением. Схема показана на Рис. 4.1.
фотоэлемент
переменное
электроснабжение
[Рис. 4.1]
Когда электромагнитное излучение с частотой 5,20 × 1014 Гц попадает на
фотоэлемент, на миллиамперметре появляются показания.
Студент меняет напряжение на источнике тока до тех пор, пока
миллиамперметр
не покажет ноль, и записывает показания вольтметра
(задерживающее напряжение).
(a) скорость света в вакууме 3,00 × 108 мс-1.
Вычислите длину волны излучения, падающего на фотоэлемент.
длина волны =
1]
(b) Учащийся изменяет частоту f излучения, падающего на фотоэлемент, и для
каждой частоты измеряет и записывает значение задерживающего напряжения Vs.
На Рис. 4.2 представлена таблица результатов учащегося.
f / 1014 Hz
Vs / V
5.2
0.50
5.5
0.62
6.9
1.18
7.4
1.37
8.2
1.75
[Рис. 4.2]
Опираясь на эти результаты, постройте график Vs от f, на Рис. 4.3.
(I)
[Рис. 4.3]
[2]
(II)
Используйте свой график для получения значения h постоянной Планка.
h=
3]
[Итого: 6]
Вопрос 4
(a)
(b)
(I)
Ответ
λ = c/f = 3.00 × 108/5.20 × 1014 = )5.77 × 10-7 m s–1
Все пять точек построены с точностью до ± 1 мм.
График зависимости должен представлять собой
Баллы
1
максимум 2
прямую. Обе оси должны быть правильно подписаны с
указанием единиц измерения
Угловой коэффициент = h/e.
Чтобы найти угловой коэффициент, можно
(II)
использовать треугольник (= 2.04/5.1 × 1014) = 3.8 - 4.2
× 10–15 (U) 6.08 – 6.72 × 10–34 Дж*с
максимум 3
[Итого: 6]
Примерный вопрос 5
Ученица рисует прямую, горизонтальную линию посередине листа бумаги и
обозначает линию как AB.
Она ставит полукруг стеклянного блока прямой стороной на линию и
очерчивает стеклянный блок вокруг его внешней стороны.
С помощью луча, выходящего из коробки, ученица пропускает луч белого света
через изогнутую сторону стеклянного блока так, чтобы он пересекал середину
прямой стороны. Прибор изображен на Рис. 5.1.
[Рис. 5.1]
(a) Ученица отмечает на листе бумаги две точки на луче, выходящим из коробки,
между коробкой и изогнутой стороной стеклянного блока. Она обозначает эти
точки P1 и P2.
Ученица также отмечает на листе бумаги две точки на луче, который выходит
из стеклянного блока. Она обозначает эти точки P3 и P4. На Рис. 5.2. представлен
лист бумаги ученицы.
(I)
На Рис. 5.2 нарисуйте путь, по которому проходит свет между P1 и P4.
[1]
(II)
Проведите необходимые измерения и определите показатель
преломления n стекла, из которого сделан блок.
n=
2]
(III) Предложите два способа точного экспериментального определения
показателя преломления.
1
2
1]
[Рис. 5.2]
(b) Ученица начинает двигать луч по часовой стрелке. Вскоре она обнаруживает,
что луч не появляется на плоской стороне блока. Объясните, почему это
происходит.
2]
[Итого: 6]
Вопрос 5
(a)
(I)
Ответ
две прямые: одна через P1 и P2; другой через P3 и P4; они
пересекаются либо на прямой AB либо рядом с ней
Баллы
1
(b)
(II) - первый угол: 36.5 – 41.5°; второй угол: 69 - 74°;
- (n = sin(α)/sin(β) = sin(72.5°)/sin(39°) = ) 1.52
Должно быть представлено значение показателя
преломления с допустимой погрешностью
(III) два любых ответа:
- отметить точку в центре луча
- использовать узкий луч
- использовать заточенный карандаш
- учитывать толщину карандаша при прикладывании
линейки к точкам
- аккуратно поставить транспортир на АВ (центр
разместить на пересечение лучей)
- на линии смотреть вертикально сверху, при этом
прикрыть один глаз
- другой правильный способ
- угол падения луча на стекло превышает критический угол
- луч испытывает полное внутреннее отражение
макс. 2
1
макс. 2
[Всего:6]