Nya alternativ för tentamen i fysik fipi. Material för att förbereda för Unified State Exam in Physics

Specifikation
kontrollera mätmaterial
för att hålla Unified State-examen 2017
i FYSIK

1. Syftet med KIM Unified State Exam

Unified State Exam (nedan kallat Unified State Exam) är en form av objektiv bedömning av kvaliteten på utbildningen för personer som har behärskat utbildningsprogram för sekundär allmän utbildning, med hjälp av uppgifter i standardiserad form (kontrollmätmaterial).

Unified State Examen genomförs i enlighet med federal lag nr 273-FZ daterad 29 december 2012 "Om utbildning i Ryska federationen."

Kontrollmätmaterial gör det möjligt att fastställa nivån av behärskning av utexaminerade från den federala delen av den statliga utbildningsstandarden för sekundär (fullständig) allmän utbildning i fysik, grundläggande och specialiserade nivåer.

Resultaten av det enhetliga statliga provet i fysik erkänns av utbildningsorganisationer för gymnasieutbildning och utbildningsorganisationer för högre yrkesutbildning som resultatet av inträdesprov i fysik.

2. Dokument som definierar innehållet i Unified State Exam KIM

3. Metoder för att välja innehåll och utveckla strukturen för Unified State Exam KIM

Varje version av tentamensuppsatsen innehåller kontrollerade innehållselement från alla delar av skolans fysikkurs, medan uppgifter på alla taxonomiska nivåer erbjuds för varje avsnitt. De viktigaste innehållsdelarna ur fortbildningssynpunkt vid lärosäten styrs i samma version med uppgifter av olika komplexitetsnivå. Antalet uppgifter för en viss sektion bestäms av dess innehåll och i proportion till den undervisningstid som avsatts för dess studier i enlighet med det ungefärliga fysikprogrammet. De olika planerna med vilka undersökningsalternativen konstrueras bygger på principen om innehållstillägg så att i allmänhet alla serier av alternativ tillhandahåller diagnostik för utvecklingen av alla innehållselement som ingår i kodifieraren.

Prioriteten vid utformning av en CMM är behovet av att testa de typer av aktiviteter som föreskrivs i standarden (med hänsyn till begränsningarna i villkoren för skriftligt masstestning av elevernas kunskaper och färdigheter): behärska den konceptuella apparaten i en fysikkurs, behärska metodkunskap, tillämpa kunskap i att förklara fysiska fenomen och lösa problem. Behärskning av färdigheter i att arbeta med information av fysiskt innehåll prövas indirekt genom att använda olika metoder för att presentera information i texter (grafer, tabeller, diagram och schematiska ritningar).

Den viktigaste typen av verksamhet med tanke på framgångsrik fortbildning vid ett universitet är problemlösning. Varje alternativ innehåller uppgifter för alla sektioner av olika komplexitetsnivåer, vilket gör att du kan testa förmågan att tillämpa fysiska lagar och formler både i vanliga utbildningssituationer och i icke-traditionella situationer som kräver manifestationen av en ganska hög grad av oberoende när du kombinerar kända åtgärdsalgoritmer eller skapa din egen plan för att slutföra en uppgift.

Objektiviteten i att kontrollera uppgifter med ett detaljerat svar säkerställs av enhetliga utvärderingskriterier, deltagande av två oberoende experter som utvärderar ett arbete, möjligheten att utse en tredje expert och närvaron av ett överklagandeförfarande.

Unified State Examination in Physics är ett val för akademiker och är avsedd för differentiering när de kommer in på högre utbildningsinstitutioner. För dessa ändamål omfattar arbetet uppgifter i tre svårighetsgrader. Genom att slutföra uppgifter på en grundläggande komplexitetsnivå kan du bedöma nivån av behärskning av de viktigaste innehållsdelarna i en fysikkurs på gymnasiet och behärskning av de viktigaste typerna av aktiviteter.

Bland grundnivåns uppgifter urskiljs uppgifter vars innehåll motsvarar standarden på grundnivån. Det minsta antalet Unified State Examination-poäng i fysik, som bekräftar att en akademiker har bemästrat ett sekundärt (helt) allmänt utbildningsprogram i fysik, fastställs baserat på kraven för att bemästra grundnivån. Användningen av uppgifter med ökad och hög komplexitetsnivå i tentamensarbetet gör att vi kan bedöma graden av beredskap hos en student för att fortsätta sin utbildning vid ett universitet.

4. Struktur för KIM Unified State Exam

Varje version av tentamensuppsatsen består av 2 delar och innehåller 32 uppgifter, som skiljer sig åt i form och svårighetsgrad (tabell 1).

Del 1 innehåller 24 uppgifter, varav 9 uppgifter med att välja och registrera numret på rätt svar och 15 uppgifter med ett kort svar, inklusive uppgifter med att självständigt registrera svaret i form av ett nummer, samt matchnings- och flervalsuppgifter där svar krävs skriv som en talföljd.

Del 2 innehåller 8 uppgifter förenade av en gemensam aktivitet - problemlösning. Av dessa 3 uppgifter med kort svar (25-27) och 5 uppgifter (28-32), som du behöver ge ett utförligt svar på.

Serien "Unified State Exam. FIPI - skola" utarbetades av utvecklarna av kontrollmätmaterial (CMM) för det enhetliga provet.
Samlingen innehåller:
30 standardexamensalternativ, sammanställda i enlighet med utkastet till demoversion av KIM Unified State Exam in Physics 2017;
instruktioner för att slutföra tentamensarbetet;
svar på alla uppgifter;
evalutionskriterie.
Att slutföra uppgifterna för standardprovalternativen ger studenterna möjlighet att självständigt förbereda sig för den statliga slutliga certifieringen i form av Unified State Exam, samt att objektivt bedöma nivån på deras förberedelser inför provet. Lärare kan använda standardprovalternativ för att organisera övervakning av resultaten av elevernas behärskning av utbildningsprogram för sekundär allmän utbildning och intensiva förberedelser av eleverna för Unified State Exam.

Exempel.
En kub med massan 1 kg vilar på ett slätt horisontellt bord, hoptryckt från sidorna av fjädrar (se figur). Den första fjädern komprimeras med 4 cm och den andra komprimeras med 3 cm. Den andra fjäderns styvhet är k 2 = 600 N/m. Vad är styvheten hos den första fjädern k 1 ?

Frekvensen för fria vertikala harmoniska svängningar hos en fjäderpendel är 4 Hz. Vad blir frekvensen av sådana svängningar av pendeln om fjäderns styvhet ökas med 4 gånger?

I tröghetsreferenssystemet längs O-axeln X En kropp med en vikt på 20 kg rör sig. Figuren visar en graf över hastighetsprojektionen V x av denna kropp från tiden t. Välj två korrekta påståenden från listan nedan och ange deras nummer.
1) Kroppsaccelerationsmodulen i tidsintervallet 0 till 20 s är dubbelt så stor som kroppsaccelerationsmodulen i tidsintervallet 60 till 80 s.
2) I tidsintervallet från 0 till 10 s rörde sig kroppen 20 m.
3) Vid tidpunkten 40 s är resultanten av de krafter som verkar på kroppen lika med 0.
4) Under tidsintervallet från 80 till 100 s minskade kroppens momentum med 60 kg m/s.
5) Kroppens kinetiska energi under tidsperioden från 10 till 20 s ökade med 2 gånger.

Som ett resultat av övergången av en konstgjord jordsatellit från en cirkulär bana till en annan minskar dess centripetalacceleration. Hur förändras radien för satellitens omloppsbana och dess hastighet i omloppsbana runt jorden som ett resultat av denna övergång?
För varje kvantitet, bestäm ändringens motsvarande karaktär:
1) ökar
2) minskar
3) ändras inte
Skriv ner de valda siffrorna för varje fysisk storhet i tabellen. Siffrorna i svaret kan upprepas.

Ladda ner e-boken gratis i ett bekvämt format, titta och läs:
Ladda ner Unified State Exam-boken, Physics, 30 options, Demidova M.Yu., 2017 - fileskachat.com, snabb och gratis nedladdning.

Ladda ner pdf
Nedan kan du köpa den här boken till bästa pris med rabatt med leverans i hela Ryssland.

Förberedelser för OGE och Unified State Exam

Gymnasial allmän utbildning

Linje UMK A.V. Grachev. Fysik (10-11) (grundläggande, avancerad)

Linje UMK A.V. Grachev. Fysik (7-9)

Linje UMK A.V. Peryshkin. Fysik (7-9)

Förberedelser för Unified State Exam in Physics: exempel, lösningar, förklaringar

Vi analyserar uppgifterna för Unified State Exam i fysik (alternativ C) med läraren.

Lebedeva Alevtina Sergeevna, fysiklärare, 27 års arbetslivserfarenhet. Hederscertifikat från undervisningsministeriet i Moskva-regionen (2013), tacksamhet från chefen för Voskresensky Municipal District (2015), certifikat från ordföranden för Association of Teachers of Mathematics and Physics of the Moscow Region (2015).

Arbetet presenterar uppgifter av olika svårighetsnivåer: grundläggande, avancerad och hög. Uppgifter på grundnivå är enkla uppgifter som testar behärskning av de viktigaste fysiska begreppen, modellerna, fenomenen och lagarna. Uppgifter på avancerad nivå syftar till att testa förmågan att använda fysikens begrepp och lagar för att analysera olika processer och fenomen, samt förmågan att lösa problem med hjälp av en eller två lagar (formler) om något av ämnena i skolfysikkursen. I arbete 4 är uppgifterna i del 2 uppgifter av hög komplexitet och prövar förmågan att använda fysikens lagar och teorier i en förändrad eller ny situation. Att slutföra sådana uppgifter kräver tillämpning av kunskap från två eller tre sektioner av fysiken på en gång, d.v.s. hög utbildningsnivå. Det här alternativet motsvarar helt demoversionen av Unified State Exam 2017; uppgifterna är hämtade från den öppna banken av Unified State Exam-uppgifter.

Figuren visar en graf över hastighetsmodulen mot tiden t. Bestäm från grafen avståndet som bilen tillryggalagt i tidsintervallet från 0 till 30 s.

Lösning. Den väg som en bil färdas i tidsintervallet från 0 till 30 s kan enklast definieras som arean av en trapets, vars bas är tidsintervallen (30 – 0) = 30 s och (30 – 10) ) = 20 s, och höjden är hastigheten v= 10 m/s, dvs.

S =	(30 + 20) Med	10 m/s = 250 m.
	2

Svar. 250 m.

En last som väger 100 kg lyfts vertikalt uppåt med hjälp av en kabel. Figuren visar beroendet av hastighetsprojektionen V belastning på axeln riktad uppåt, som en funktion av tiden t. Bestäm modulen för kabelspänningskraften under lyftet.

Lösning. Enligt hasv belastning på en axel riktad vertikalt uppåt, som en funktion av tiden t, kan vi bestämma projektionen av lastens acceleration

a =	∆v	=	(8 – 2) m/s	= 2 m/s 2.
	∆t		3 s

Belastningen påverkas av: tyngdkraften riktad vertikalt nedåt och dragkraften hos kabeln riktad vertikalt uppåt längs kabeln (se fig. 2. Låt oss skriva ner dynamikens grundläggande ekvation. Låt oss använda Newtons andra lag. Den geometriska summan av krafterna som verkar på en kropp är lika med produkten av kroppens massa och den acceleration som tilldelas den.

+ = (1)

Låt oss skriva ekvationen för projektionen av vektorer i referenssystemet som är associerat med jorden och riktar OY-axeln uppåt. Projektionen av spänningskraften är positiv, eftersom kraftens riktning sammanfaller med riktningen för OY-axeln, projektionen av gravitationskraften är negativ, eftersom kraftvektorn är motsatt OY-axeln, projektionen av accelerationsvektorn är också positivt, så kroppen rör sig med acceleration uppåt. Vi har

T – mg = ma (2);

från formel (2) dragkraftsmodul

T = m(g + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.

Svar. 1200 N.

Kroppen släpas längs en grov horisontell yta med en konstant hastighet vars modul är 1,5 m/s, och applicerar en kraft på den som visas i figur (1). I detta fall är modulen för den glidande friktionskraften som verkar på kroppen 16 N. Vilken är kraften som utvecklas av kraften? F?

Lösning. Låt oss föreställa oss den fysiska processen som anges i problemformuleringen och göra en schematisk ritning som visar alla krafter som verkar på kroppen (Fig. 2). Låt oss skriva ner den grundläggande ekvationen för dynamik.

Tr + + = (1)

Efter att ha valt ett referenssystem associerat med en fast yta, skriver vi ekvationerna för projektionen av vektorer på de valda koordinataxlarna. Enligt villkoren för problemet rör sig kroppen jämnt, eftersom dess hastighet är konstant och lika med 1,5 m/s. Detta betyder att kroppens acceleration är noll. Två krafter verkar horisontellt på kroppen: glidfriktionskraften tr. och den kraft med vilken kroppen dras. Projektionen av friktionskraften är negativ, eftersom kraftvektorn inte sammanfaller med axelns riktning X. Projektion av kraft F positiv. Vi påminner dig om att för att hitta projektionen sänker vi vinkelrät från början och slutet av vektorn till den valda axeln. Med hänsyn till detta har vi: F cosα – F tr = 0; (1) låt oss uttrycka kraftprojektionen F, Detta F cosα = F tr = 16 N; (2) då kommer kraften som utvecklas av kraften att vara lika med N = F cosα V(3) Låt oss byta ut, med hänsyn till ekvation (2), och ersätta motsvarande data med ekvation (3):

N= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.

Svar. 24 W.

En last fäst på en lätt fjäder med en styvhet på 200 N/m genomgår vertikala svängningar. Figuren visar en graf över förskjutningsberoendet x ladda då och då t. Bestäm vad lastens massa är. Avrunda ditt svar till ett heltal.

Lösning. En massa på en fjäder genomgår vertikala svängningar. Enligt lastförskjutningsdiagrammet X från tid t, bestämmer vi lastens oscillationsperiod. Svängningsperioden är lika med T= 4 s; från formeln T= 2π låt oss uttrycka massan m frakt

=	T	;	m	=	T 2	; m = k	T 2	; m= 200 N/m	(4 s) 2	= 81,14 kg ≈ 81 kg.
	2π		k		4π 2		4π 2		39,438

Svar: 81 kg.

Bilden visar ett system med två lätta block och en viktlös kabel, med vilken du kan hålla balans eller lyfta en last som väger 10 kg. Friktionen är försumbar. Baserat på analysen av ovanstående figur, välj två sanna påståenden och ange deras nummer i ditt svar.

1. För att hålla lasten i balans måste du agera på änden av repet med en kraft på 100 N.
2. Blocksystemet som visas i figuren ger ingen styrka.
3. h, måste du dra ut en sektion med replängd 3 h.
4. Att långsamt lyfta en last till en höjd hh.

Lösning. I detta problem är det nödvändigt att komma ihåg enkla mekanismer, nämligen block: ett rörligt och ett fast block. Det rörliga blocket ger dubbel styrka, medan repets sektion måste dras dubbelt så lång, och det fasta blocket används för att styra om kraften. I arbetet ger enkla mekanismer för att vinna inte. Efter att ha analyserat problemet väljer vi omedelbart de nödvändiga uttalandena:

1. Att långsamt lyfta en last till en höjd h, måste du dra ut en sektion med replängd 2 h.
2. För att hålla lasten i balans måste du agera på änden av repet med en kraft på 50 N.

Svar. 45.

En aluminiumvikt fäst på en viktlös och outtöjbar tråd är helt nedsänkt i ett kärl med vatten. Lasten vidrör inte kärlets väggar och botten. Sedan sänks en järnvikt, vars massa är lika med aluminiumviktens massa, i samma kärl med vatten. Hur kommer modulen för trådens spänningskraft och modulen för tyngdkraften som verkar på lasten att förändras som ett resultat av detta?

1. Ökar;
2. Minskar;
3. Ändras inte.

Lösning. Vi analyserar problemets tillstånd och lyfter fram de parametrar som inte förändras under studien: dessa är kroppens massa och vätskan i vilken kroppen är nedsänkt på en tråd. Efter detta är det bättre att göra en schematisk ritning och indikera krafterna som verkar på lasten: trådspänning F kontroll, riktad uppåt längs tråden; gravitationen riktad vertikalt nedåt; Arkimedisk styrka a, verkande från sidan av vätskan på den nedsänkta kroppen och riktad uppåt. Enligt villkoren för problemet är belastningarnas massa densamma, därför ändras inte modulen för tyngdkraften som verkar på belastningen. Eftersom lastens densitet är annorlunda kommer volymen också att vara annorlunda.

V =	m	.
	sid

Järnets densitet är 7800 kg/m3, och densiteten för aluminiumlast är 2700 kg/m3. Därav, V och< V a. Kroppen är i jämvikt, resultatet av alla krafter som verkar på kroppen är noll. Låt oss rikta OY-koordinataxeln uppåt. Vi skriver den grundläggande ekvationen för dynamik, med hänsyn till projektionen av krafter, i formen F kontroll + F a – mg= 0; (1) Låt oss uttrycka spänningskraften F kontroll = mg – F a(2); Arkimedisk kraft beror på vätskans densitet och volymen av den nedsänkta delen av kroppen F a = ρ gV p.h.t. (3); Vätskans densitet förändras inte, och järnkroppens volym är mindre V och< V a, därför kommer den arkimedeiska kraften som verkar på järnlasten att vara mindre. Vi drar slutsatser om modulen för trådens spänningskraft, när vi arbetar med ekvation (2), kommer den att öka.

Svar. 13.

Ett massablock m glider av ett fast grovt lutande plan med en vinkel α vid basen. Blockets accelerationsmodul är lika med a, ökar modulen för blockets hastighet. Luftmotståndet kan försummas.

Upprätta en överensstämmelse mellan fysiska storheter och formler med vilka de kan beräknas. För varje position i den första kolumnen, välj motsvarande position från den andra kolumnen och skriv ner de valda siffrorna i tabellen under motsvarande bokstäver.

B) Friktionskoefficient mellan ett block och ett lutande plan

3) mg cosα

4) sinα –	a
	g cosα

Lösning. Denna uppgift kräver tillämpning av Newtons lagar. Vi rekommenderar att du gör en schematisk ritning; indikera alla kinematiska egenskaper för rörelse. Om möjligt, avbilda accelerationsvektorn och vektorerna för alla krafter som appliceras på den rörliga kroppen; kom ihåg att de krafter som verkar på en kropp är resultatet av interaktion med andra kroppar. Skriv sedan ner den grundläggande ekvationen för dynamik. Välj ett referenssystem och skriv ner den resulterande ekvationen för projektionen av kraft- och accelerationsvektorer;

Efter den föreslagna algoritmen kommer vi att göra en schematisk ritning (Fig. 1). Figuren visar krafterna som appliceras på blockets tyngdpunkt och referenssystemets koordinataxlar förknippade med ytan på det lutande planet. Eftersom alla krafter är konstanta kommer blockets rörelse att vara likformigt variabel med ökande hastighet, d.v.s. accelerationsvektorn är riktad i rörelseriktningen. Låt oss välja riktningen för axlarna som visas i figuren. Låt oss skriva ner projektionerna av krafter på de valda axlarna.

Låt oss skriva ner dynamikens grundläggande ekvation:

Tr + = (1)

Låt oss skriva denna ekvation (1) för projektion av krafter och acceleration.

På OY-axeln: projektionen av markreaktionskraften är positiv, eftersom vektorn sammanfaller med OY-axelns riktning Ny = N; projektionen av friktionskraften är noll eftersom vektorn är vinkelrät mot axeln; tyngdkraftens projektion kommer att vara negativ och lika mg y= – mg cosα; acceleration vektor projektion ett y= 0, eftersom accelerationsvektorn är vinkelrät mot axeln. Vi har N – mg cosα = 0 (2) från ekvationen uttrycker vi reaktionskraften som verkar på blocket från sidan av det lutande planet. N = mg cosa (3). Låt oss skriva ner projektionerna på OX-axeln.

På OX-axeln: kraftprojektion När lika med noll, eftersom vektorn är vinkelrät mot OX-axeln; Projektionen av friktionskraften är negativ (vektorn är riktad i motsatt riktning i förhållande till den valda axeln); tyngdkraftens projektion är positiv och lika med mg x = mg sinα (4) från en rätvinklig triangel. Accelerationsprognosen är positiv yxa = a; Sedan skriver vi ekvation (1) med hänsyn till projektionen mg sinα – F tr = ma (5); F tr = m(g sinα – a(6); Kom ihåg att friktionskraften är proportionell mot kraften av normalt tryck N.

A-priory F tr = μ N(7), uttrycker vi friktionskoefficienten för blocket på det lutande planet.

μ =	F tr	=	m(g sinα – a)	= tgα –	a	(8).
	N		mg cosα		g cosα

Vi väljer lämpliga positioner för varje bokstav.

Svar. A – 3; B – 2.

Uppgift 8. Gasformigt syre finns i ett kärl med en volym på 33,2 liter. Gastrycket är 150 kPa, dess temperatur är 127° C. Bestäm massan av gasen i detta kärl. Uttryck ditt svar i gram och avrunda till närmaste heltal.

Lösning. Det är viktigt att uppmärksamma omvandlingen av enheter till SI-systemet. Konvertera temperaturen till Kelvin T = t°C + 273, volym V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3 ; Vi omvandlar trycket P= 150 kPa = 150 000 Pa. Använder den ideala gasekvationen för tillstånd

Låt oss uttrycka gasens massa.

Var noga med att vara uppmärksam på vilka enheter som uppmanas att skriva ner svaret. Det är väldigt viktigt.

Svar.'48

Uppgift 9. En idealisk monoatomisk gas i en mängd av 0,025 mol expanderade adiabatiskt. Samtidigt sjönk temperaturen från +103°C till +23°C. Hur mycket arbete har gasen gjort? Uttryck ditt svar i joule och avrunda till närmaste heltal.

Lösning. För det första är gasen monoatomiskt antal frihetsgrader i= 3, för det andra expanderar gasen adiabatiskt - detta betyder utan värmeväxling F= 0. Gasen fungerar genom att minska intern energi. Med hänsyn till detta skriver vi termodynamikens första lag på formen 0 = ∆ U + A G; (1) låt oss uttrycka gasarbetet A g = –∆ U(2); Vi skriver förändringen i inre energi för en monoatomisk gas som

Svar. 25 J.

Den relativa luftfuktigheten för en del luft vid en viss temperatur är 10 %. Hur många gånger bör trycket på denna del av luft ändras så att dess relativa luftfuktighet vid en konstant temperatur ökar med 25 %?

Lösning. Frågor relaterade till mättad ånga och luftfuktighet orsakar oftast svårigheter för skolbarn. Låt oss använda formeln för att beräkna relativ luftfuktighet

Beroende på förhållandena för problemet ändras inte temperaturen, vilket innebär att det mättade ångtrycket förblir detsamma. Låt oss skriva ner formel (1) för två lufttillstånd.

φ 1 = 10 %; φ 2 = 35 %

Låt oss uttrycka lufttrycket från formlerna (2), (3) och hitta tryckförhållandet.

P 2	=	φ 2	=	35	= 3,5
P 1		φ 1		10

Svar. Trycket bör ökas med 3,5 gånger.

Den varma flytande substansen kyldes långsamt i en smältugn vid konstant effekt. Tabellen visar resultaten av mätningar av ett ämnes temperatur över tid.

Välj från listan som tillhandahålls två påståenden som motsvarar resultaten av de utförda mätningarna och anger deras antal.

1. Ämnets smältpunkt under dessa förhållanden är 232°C.
2. På 20 minuter. efter starten av mätningarna var ämnet endast i fast tillstånd.
3. Värmekapaciteten hos ett ämne i flytande och fast tillstånd är densamma.
4. Efter 30 min. efter starten av mätningarna var ämnet endast i fast tillstånd.
5. Kristallisationsprocessen av ämnet tog mer än 25 minuter.

Lösning. När ämnet svalnade minskade dess inre energi. Resultaten av temperaturmätningar gör att vi kan bestämma temperaturen vid vilken ett ämne börjar kristallisera. Medan ett ämne ändras från flytande till fast, ändras inte temperaturen. När vi vet att smälttemperaturen och kristallisationstemperaturen är desamma väljer vi påståendet:

1. Smältpunkten för ämnet under dessa förhållanden är 232°C.

Det andra korrekta påståendet är:

4. Efter 30 min. efter starten av mätningarna var ämnet endast i fast tillstånd. Eftersom temperaturen vid denna tidpunkt redan är under kristallisationstemperaturen.

Svar. 14.

I ett isolerat system har kropp A en temperatur på +40°C och kropp B har en temperatur på +65°C. Dessa kroppar fördes i termisk kontakt med varandra. Efter en tid inträffade termisk jämvikt. Hur förändrades temperaturen i kropp B och den totala inre energin i kropparna A och B som ett resultat?

För varje kvantitet, bestäm ändringens motsvarande karaktär:

1. Ökad;
2. Minskad;
3. Har inte förändrats.

Skriv ner de valda siffrorna för varje fysisk storhet i tabellen. Siffrorna i svaret kan upprepas.

Lösning. Om i ett isolerat system av kroppar inga energiomvandlingar sker förutom värmeväxling, så är mängden värme som avges av kroppar vars inre energi minskar lika med mängden värme som tas emot av kroppar vars inre energi ökar. (Enligt lagen om energibevarande.) I detta fall förändras inte systemets totala inre energi. Problem av denna typ löses utifrån värmebalansekvationen.

∆U = ∑	n	∆U i = 0 (1);
	i = 1

där ∆ U– förändring av inre energi.

I vårt fall, som ett resultat av värmeväxling, minskar den inre energin i kropp B, vilket innebär att temperaturen i denna kropp minskar. Den inre energin i kropp A ökar, eftersom kroppen fick en mängd värme från kropp B, kommer dess temperatur att öka. Den totala inre energin i kropparna A och B förändras inte.

Svar. 23.

Proton sid, som flyger in i gapet mellan elektromagnetens poler, har en hastighet vinkelrät mot magnetfältsinduktionsvektorn, som visas i figuren. Var är Lorentz-kraften som verkar på protonen riktad i förhållande till ritningen (upp, mot betraktaren, bort från betraktaren, ner, vänster, höger)

Lösning. Ett magnetfält verkar på en laddad partikel med Lorentz-kraften. För att bestämma riktningen för denna kraft är det viktigt att komma ihåg den mnemoniska regeln för vänster hand, glöm inte att ta hänsyn till partikelns laddning. Vi riktar vänsterhands fyra fingrar längs hastighetsvektorn, för en positivt laddad partikel ska vektorn komma in vinkelrätt in i handflatan, tummen inställd på 90° visar riktningen för Lorentz-kraften som verkar på partikeln. Som ett resultat har vi att Lorentz kraftvektor är riktad bort från observatören i förhållande till figuren.

Svar. från observatören.

Modulen för den elektriska fältstyrkan i en platt luftkondensator med en kapacitet på 50 μF är lika med 200 V/m. Avståndet mellan kondensatorplattorna är 2 mm. Vad är laddningen på kondensatorn? Skriv ditt svar i µC.

Lösning. Låt oss konvertera alla måttenheter till SI-systemet. Kapacitans C = 50 µF = 50 10 –6 F, avstånd mellan plattorna d= 2 · 10 –3 m. Problemet talar om en platt luftkondensator - en anordning för att lagra elektrisk laddning och elektrisk fältenergi. Från formeln för elektrisk kapacitans

Var d– avstånd mellan plattorna.

Låt oss uttrycka spänningen U=E d(4); Låt oss ersätta (4) med (2) och beräkna laddningen av kondensatorn.

q = C · Ed= 50 10 –6 200 0,002 = 20 µC

Var uppmärksam på de enheter där du behöver skriva svaret. Vi fick det i coulombs, men presenterar det i µC.

Svar. 20 µC.

Eleven genomförde ett experiment på ljusets brytning, som visas på fotografiet. Hur förändras brytningsvinkeln för ljus som fortplantar sig i glas och glasets brytningsindex med ökande infallsvinkel?

1. Ökar
2. Minskar
3. Ändras inte
4. Anteckna de valda siffrorna för varje svar i tabellen. Siffrorna i svaret kan upprepas.

Lösning. I problem av det här slaget minns vi vad refraktion är. Detta är en förändring i utbredningsriktningen för en våg när den passerar från ett medium till ett annat. Det orsakas av det faktum att hastigheterna för vågutbredning i dessa medier är olika. Efter att ha listat ut vilket medium ljuset fortplantar sig till vilket, låt oss skriva brytningslagen i formen

sinα	=	n 2	,
sinp		n 1

Var n 2 – absolut brytningsindex för glas, mediet dit ljuset går; n 1 är det absoluta brytningsindexet för det första mediet från vilket ljuset kommer. För luft n 1 = 1. α är strålens infallsvinkel på glashalvcylinderns yta, β är strålens brytningsvinkel i glaset. Dessutom kommer brytningsvinkeln att vara mindre än infallsvinkeln, eftersom glas är ett optiskt tätare medium - ett medium med ett högt brytningsindex. Ljusets utbredningshastighet i glas är långsammare. Observera att vi mäter vinklar från den vinkelräta återställda vid strålens infallspunkt. Om du ökar infallsvinkeln kommer brytningsvinkeln att öka. Detta kommer inte att ändra glasets brytningsindex.

Svar.

Kopparbygel vid en tidpunkt t 0 = 0 börjar röra sig med en hastighet av 2 m/s längs parallella horisontella ledande skenor, till vars ändar ett 10 Ohm motstånd är anslutet. Hela systemet är i ett vertikalt enhetligt magnetfält. Motståndet hos bygeln och skenorna är försumbart, bygeln är alltid placerad vinkelrätt mot skenorna. Fluxet Ф för den magnetiska induktionsvektorn genom kretsen som bildas av bygeln, skenorna och motståndet ändras över tiden t som visas i grafen.

Använd grafen, välj två korrekta påståenden och ange deras nummer i ditt svar.

1. När t= 0,1 s förändring i magnetiskt flöde genom kretsen är 1 mWb.
2. Induktionsström i bygeln i intervallet från t= 0,1 s t= 0,3 s max.
3. Modulen för den induktiva emk som uppstår i kretsen är 10 mV.
4. Styrkan på induktionsströmmen som flyter i bygeln är 64 mA.
5. För att upprätthålla bygelns rörelse appliceras en kraft på den, vars projektion i skenornas riktning är 0,2 N.

Lösning. Med hjälp av en graf över beroendet av flödet av den magnetiska induktionsvektorn genom kretsen i tid, kommer vi att bestämma de områden där flödet F ändras och där förändringen i flödet är noll. Detta gör det möjligt för oss att bestämma de tidsintervall under vilka en inducerad ström kommer att uppträda i kretsen. Sant påstående:

1) Vid tiden t= 0,1 s förändring i magnetiskt flöde genom kretsen är lika med 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; Modulen för den induktiva emk som uppstår i kretsen bestäms med hjälp av EMR-lagen

Svar. 13.

Med hjälp av grafen för ström mot tid i en elektrisk krets vars induktans är 1 mH, bestäm den självinduktiva emk-modulen i tidsintervallet från 5 till 10 s. Skriv ditt svar i µV.

Lösning. Låt oss omvandla alla kvantiteter till SI-systemet, d.v.s. vi omvandlar induktansen på 1 mH till H, vi får 10 –3 H. Den ström som visas i figuren i mA kommer också att omvandlas till A genom att multiplicera med 10 –3.

Formeln för självinduktion emk har formen

i detta fall ges tidsintervallet i enlighet med förhållandena för problemet

∆t= 10 s – 5 s = 5 s

sekunder och med hjälp av grafen bestämmer vi intervallet för aktuell förändring under denna tid:

∆jag= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.

Vi ersätter numeriska värden i formel (2), vi får

| Ɛ | = 2 ·10 –6 V, eller 2 µV.

Svar. 2.

Två transparenta planparallella plattor pressas tätt mot varandra. En ljusstråle faller från luften på ytan av den första plattan (se figur). Det är känt att brytningsindexet för den övre plattan är lika med n 2 = 1,77. Upprätta en överensstämmelse mellan fysiska storheter och deras betydelser. För varje position i den första kolumnen, välj motsvarande position från den andra kolumnen och skriv ner de valda siffrorna i tabellen under motsvarande bokstäver.

Lösning. För att lösa problem med brytning av ljus i gränssnittet mellan två medier, särskilt problem med ljusets passage genom planparallella plattor, kan följande lösningsprocedur rekommenderas: gör en ritning som indikerar strålens väg från ett medium till annan; Vid infallspunkten för strålen vid gränssnittet mellan de två medierna, rita en normal till ytan, markera infalls- och brytningsvinklarna. Var särskilt uppmärksam på den optiska densiteten hos det aktuella mediet och kom ihåg att när en ljusstråle passerar från ett optiskt mindre tätt medium till ett optiskt tätare medium kommer brytningsvinkeln att vara mindre än infallsvinkeln. Figuren visar vinkeln mellan den infallande strålen och ytan, men vi behöver infallsvinkeln. Kom ihåg att vinklarna bestäms från den vinkelräta återställda vid islagspunkten. Vi bestämmer att strålens infallsvinkel på ytan är 90° – 40° = 50°, brytningsindex n 2 = 1,77; n 1 = 1 (luft).

Låt oss skriva ner brytningslagen

sinβ =	synd 50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Låt oss rita den ungefärliga banan för strålen genom plattorna. Vi använder formel (1) för gränserna 2–3 och 3–1. Som svar får vi

A) Sinus för strålens infallsvinkel på gränsen 2–3 mellan plattorna är 2) ≈ 0,433;

B) Strålens brytningsvinkel när den passerar gränsen 3–1 (i radianer) är 4) ≈ 0,873.

Svar. 24.

Bestäm hur många α - partiklar och hur många protoner som produceras som ett resultat av termonukleär fusionsreaktion

+ → x+ y;

Lösning. I alla kärnreaktioner observeras lagarna för bevarande av elektrisk laddning och antalet nukleoner. Låt oss beteckna med x antalet alfapartiklar, y antalet protoner. Låt oss skapa ekvationer

+ → x + y;

lösa systemet vi har det x = 1; y = 2

Svar. 1 – a-partikel; 2 – protoner.

Den första fotonens rörelsemängdsmodul är 1,32 · 10 –28 kg m/s, vilket är 9,48 · 10 –28 kg m/s mindre än den andra fotonens rörelsemängdsmodul. Hitta energiförhållandet E 2 /E 1 för den andra och första fotonen. Avrunda ditt svar till närmaste tiondel.

Lösning. Den andra fotons rörelsemängd är större än rörelsemängden för den första fotonen enligt tillståndet, vilket betyder att den kan representeras sid 2 = sid 1 + A sid(1). Energin hos en foton kan uttryckas i termer av fotonens rörelsemängd med hjälp av följande ekvationer. Detta E = mc 2 (1) och sid = mc(2), då

E = st (3),

Var E- fotonenergi, sid– fotonmomentum, m – fotonmassa, c= 3 · 10 8 m/s – ljusets hastighet. Med hänsyn till formel (3) har vi:

E 2	=	sid 2	= 8,18;
E 1		sid 1

Vi avrundar svaret till tiondelar och får 8,2.

Svar. 8,2.

Atomens kärna har genomgått radioaktiv positron β - sönderfall. Hur förändrades kärnans elektriska laddning och antalet neutroner i den till följd av detta?

För varje kvantitet, bestäm ändringens motsvarande karaktär:

1. Ökad;
2. Minskad;
3. Har inte förändrats.

Skriv ner de valda siffrorna för varje fysisk storhet i tabellen. Siffrorna i svaret kan upprepas.

Lösning. Positron β - sönderfall i atomkärnan uppstår när en proton omvandlas till en neutron med emission av en positron. Som ett resultat av detta ökar antalet neutroner i kärnan med en, den elektriska laddningen minskar med en och kärnans massnummer förblir oförändrat. Sålunda är omvandlingsreaktionen för elementet som följer:

Svar. 21.

Fem experiment utfördes i laboratoriet för att observera diffraktion med olika diffraktionsgitter. Vart och ett av gittren belystes av parallella strålar av monokromatiskt ljus med en specifik våglängd. I samtliga fall föll ljuset vinkelrätt mot gallret. I två av dessa experiment observerades samma antal huvuddiffraktionsmaxima. Ange först numret på experimentet där ett diffraktionsgitter med kortare period användes och sedan numret på experimentet där ett diffraktionsgitter med en längre period användes.

Lösning. Diffraktion av ljus är fenomenet med en ljusstråle till ett område med geometrisk skugga. Diffraktion kan observeras när det på en ljusvågs väg finns ogenomskinliga områden eller hål i stora hinder som är ogenomskinliga för ljus, och storlekarna på dessa områden eller hål står i proportion till våglängden. En av de viktigaste diffraktionsanordningarna är diffraktionsgittret. Vinkelriktningarna till maxima för diffraktionsmönstret bestäms av ekvationen

d sinφ = kλ (1),

Var d– period för diffraktionsgittret, φ – vinkel mellan normalen till gittret och riktningen till ett av diffraktionsmönstrets maxima, λ – ljusvåglängd, k– ett heltal som kallas ordningen för diffraktionsmaximum. Låt oss uttrycka från ekvation (1)

Genom att välja par enligt de experimentella förhållandena väljer vi först 4 där ett diffraktionsgitter med kortare period användes, och sedan numret på experimentet där ett diffraktionsgitter med en större period användes - detta är 2.

Svar. 42.

Ström flyter genom ett trådlindat motstånd. Motståndet ersattes med ett annat, med en tråd av samma metall och samma längd, men med halva tvärsnittsarean, och halva strömmen leddes genom den. Hur kommer spänningen över motståndet och dess resistans att förändras?

För varje kvantitet, bestäm ändringens motsvarande karaktär:

1. Kommer att öka;
2. Kommer att minska;
3. Kommer inte att förändras.

Skriv ner de valda siffrorna för varje fysisk storhet i tabellen. Siffrorna i svaret kan upprepas.

Lösning. Det är viktigt att komma ihåg vilka värden ledarmotståndet beror på. Formeln för att beräkna motstånd är

Ohms lag för en sektion av kretsen, från formel (2), uttrycker vi spänningen

U = Jag R (3).

Enligt villkoren för problemet är det andra motståndet gjord av tråd av samma material, samma längd, men olika tvärsnittsarea. Ytan är dubbelt så liten. Genom att ersätta (1) finner vi att motståndet ökar med 2 gånger, och strömmen minskar med 2 gånger, därför ändras inte spänningen.

Svar. 13.

Svängningsperioden för en matematisk pendel på jordens yta är 1,2 gånger större än perioden för dess oscillation på en viss planet. Hur stor är accelerationen på grund av gravitationen på denna planet? Atmosfärens inverkan är i båda fallen försumbar.

Lösning. En matematisk pendel är ett system som består av en tråd vars dimensioner är mycket större än måtten på bollen och själva bollen. Svårigheter kan uppstå om Thomsons formel för svängningsperioden för en matematisk pendel glöms bort.

T= 2n(1);

l– längden på den matematiska pendeln; g- tyngdacceleration.

Efter tillstånd

Låt oss uttrycka från (3) g n = 14,4 m/s 2. Det bör noteras att tyngdaccelerationen beror på planetens massa och radien

Svar. 14,4 m/s 2.

En rak ledare 1 m lång som bär en ström på 3 A är placerad i ett enhetligt magnetfält med induktion I= 0,4 Tesla i en vinkel på 30° mot vektorn. Hur stor är kraften som verkar på ledaren från magnetfältet?

Lösning. Om du placerar en strömförande ledare i ett magnetfält kommer fältet på den strömförande ledaren att verka med en Amperekraft. Låt oss skriva ner formeln för Ampere kraftmodulen

F A = Jag LB sinα;

F A = 0,6 N

Svar. F A = 0,6 N.

Magnetfältsenergin som lagras i spolen när en likström passerar genom den är lika med 120 J. Hur många gånger måste styrkan på strömmen som flyter genom spollindningen ökas för att magnetfältsenergin som lagras i den ska öka av 5760 J.

Lösning. Energin för spolens magnetfält beräknas med formeln

W m =	LI 2	(1);
	2

Efter tillstånd W 1 = 120 J, alltså W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

jag 1 2 =	2W 1	; jag 2 2 =	2W 2	;
	L		L

Sedan strömförhållandet

jag 2 2	= 49;	jag 2	= 7
jag 1 2		jag 1

Svar. Strömstyrkan måste ökas 7 gånger. Du anger endast siffran 7 på svarsformuläret.

En elektrisk krets består av två glödlampor, två dioder och ett varv anslutna enligt figuren. (En diod tillåter bara ström att flyta i en riktning, som visas överst på bilden.) Vilken av glödlamporna tänds om magnetens nordpol förs närmare spolen? Förklara ditt svar genom att ange vilka fenomen och mönster du använde i din förklaring.

Lösning. Magnetiska induktionslinjer kommer ut från magnetens nordpol och divergerar. När magneten närmar sig ökar det magnetiska flödet genom trådspolen. I enlighet med Lenz regel måste magnetfältet som skapas av spolens induktiva ström riktas åt höger. Enligt gimletregeln ska strömmen flyta medurs (sett från vänster). Dioden i den andra lampkretsen passerar i denna riktning. Det betyder att den andra lampan tänds.

Svar. Den andra lampan tänds.

Ekerlängd i aluminium L= 25 cm och tvärsnittsarea S= 0,1 cm 2 upphängd på en tråd vid den övre änden. Den nedre änden vilar på den horisontella botten av kärlet i vilket vatten hälls. Längden på ekerns nedsänkta del l= 10 cm Hitta kraften F, med vilken stickan trycker på botten av kärlet, om det är känt att tråden är placerad vertikalt. Densitet av aluminium ρ a = 2,7 g/cm 3, densitet av vatten ρ b = 1,0 g/cm 3. Gravitationsacceleration g= 10 m/s 2

Lösning. Låt oss göra en förklarande ritning.

– Trådspänningskraft;

– Reaktionskraft från kärlets botten;

a är den arkimedeiska kraften som endast verkar på den nedsänkta delen av kroppen och applicerad på mitten av den nedsänkta delen av ekern;

– tyngdkraften som verkar på ekern från jorden och appliceras på mitten av hela ekern.

Per definition ekerns massa m och den arkimedeiska kraftmodulen uttrycks enligt följande: m = SL p a (1);

F a = Slρ in g (2)

Låt oss överväga kraftmomenten i förhållande till ekerns upphängningspunkt.

M(T) = 0 – spänningsmoment; (3)

M(N)= NL cosα är momentet för stödreaktionskraften; (4)

Med hänsyn till ögonblickens tecken skriver vi ekvationen

NL cosα + Slρ in g (L –	l	)cosα = SLρ a g	L	cosα (7)
	2		2

med tanke på att enligt Newtons tredje lag är reaktionskraften från kärlets botten lika med kraften F d med vilken stickan trycker på botten av kärlet vi skriver N = F d och från ekvation (7) uttrycker vi denna kraft:

F d = [	1	Lρ a– (1 –	l	)lρ in ] Sg (8).
	2		2L

Låt oss ersätta de numeriska data och få det

F d = 0,025 N.

Svar. F d = 0,025 N.

Cylinder innehållande m 1 = 1 kg kväve, exploderade vid hållfasthetsprovning vid temperatur t 1 = 327°C. Vilken massa väte m 2 skulle kunna lagras i en sådan cylinder vid en temperatur t 2 = 27°C, med en femfaldig säkerhetsmarginal? Molar massa av kväve M 1 = 28 g/mol, väte M 2 = 2 g/mol.

Lösning. Låt oss skriva Mendeleev–Clapeyrons idealgasekvation för kväve

Var V– cylindervolymen, T 1 = t 1 + 273°C. Enligt villkoret kan väte lagras under tryck sid 2 = p1/5; (3) Med tanke på det

vi kan uttrycka massan av väte genom att arbeta direkt med ekvationerna (2), (3), (4). Den slutliga formeln ser ut så här:

m 2 =	m 1		M 2		T 1	(5).
	5		M 1		T 2

Efter att ha ersatt numerisk data m 2 = 28 g.

Svar. m 2 = 28 g.

I en ideal oscillerande krets är amplituden av strömfluktuationer i induktorn jag är= 5 mA, och spänningsamplituden på kondensatorn Um= 2,0 V. Vid tidpunkten t spänningen över kondensatorn är 1,2 V. Hitta strömmen i spolen i detta ögonblick.

Lösning. I en idealisk oscillerande krets bevaras den oscillerande energin. Under ett ögonblick t har lagen om energibevarande form

C	U 2	+ L	jag 2	= L	jag är 2	(1)
	2		2		2

För amplitud (maximala) värden skriver vi

och från ekvation (2) uttrycker vi

C	=	jag är 2	(4).
L		Um 2

Låt oss ersätta (4) med (3). Som ett resultat får vi:

jag = jag är (5)

Alltså strömmen i spolen vid tidpunkten t lika med

jag= 4,0 mA.

Svar. jag= 4,0 mA.

Det finns en spegel i botten av en reservoar som är 2 m djup. En ljusstråle, som passerar genom vattnet, reflekteras från spegeln och kommer ut ur vattnet. Vattens brytningsindex är 1,33. Hitta avståndet mellan strålens inträdespunkt i vattnet och strålens utgångspunkt från vattnet om strålens infallsvinkel är 30°

Lösning. Låt oss göra en förklarande ritning

a är strålens infallsvinkel;

β är strålens brytningsvinkel i vatten;

AC är avståndet mellan strålens inträde i vattnet och strålens utgångspunkt från vattnet.

Enligt lagen om ljusets brytning

sinβ =	sinα	(3)
	n 2

Betrakta den rektangulära ΔADB. I det AD = h, sedan DB = AD

tgβ = h tgβ = h	sinα	= h	sinp	= h	sinα	(4)
	cosp

Vi får följande uttryck:

AC = 2 DB = 2 h	sinα	(5)

Låt oss ersätta de numeriska värdena i den resulterande formeln (5)

Svar. 1,63 m.

Som förberedelse för Unified State Exam inbjuder vi dig att bekanta dig med arbetsprogram i fysik för årskurs 7–9 till UMK-linjen i Peryshkina A.V. Och arbetsprogram på avancerad nivå för årskurs 10-11 för läromedel Myakisheva G.Ya. Programmen är tillgängliga för visning och gratis nedladdning för alla registrerade användare.