Второй пробник по физике от онлайн школы Вадима Габитова "ЕГЭ на 5".

Система оценивания экзаменационной работы по физике

Задания 1-26

За правильный ответ на каждое из заданий 1-4, 8-10, 13-15, 19, 20, 22- 26 ставится по 1 баллу. Эти задания считаются выполненными верно, если правильно указаны требуемое число, два числа или слово.

Каждое из заданий 5-7, 11, 12, 16-18 и 21 оценивается в 2 балла, если

верно указаны оба элемента ответа; в 1 балл, если допущена одна ошибка;

в 0 баллов, если оба элемента указаны неверно. Если указано более двух

элементов (в том числе, возможно, и правильные) или ответ

отсутствует, - 0 баллов.

№ задания		№ задания

Просмотр содержимого документа
««ЕГЭ на 5». Тренировочный вариант по физике №2 (с ответами)»

Единый государственный экзамен
по ФИЗИКЕ

Инструкция по выполнению работы

Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3 часа

55 минут (235 минут). Работа состоит из двух частей, включающих в себя

31 задание.

В заданиях 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 24–26 ответом является целое число или конечная десятичная дробь. Число запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу в бланк ответа № 1. Единицы измерения физических величин писать не нужно.

Ответом к заданиям 5–7, 11, 12, 16–18, 21 и 23 является

последовательность двух цифр. Ответ запишите в поле ответа в тексте

работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу без пробелов,

запятых и других дополнительных символов в бланк ответов № 1.

Ответом к заданию 13 является слово. Ответ запишите в поле ответа в

тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу в бланк

ответов № 1.

Ответом к заданиям 19 и 22 являются два числа. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу, не разделяя числа пробелом, в бланк ответов № 1.

Ответ к заданиям 27–31 включает в себя подробное описание всего хода выполнения задания. В бланке ответов № 2 укажите номер задания и

запишите его полное решение.

При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый

калькулятор.

Все бланки ЕГЭ заполняются яркими чёрными чернилами. Допускается использование гелевой, или капиллярной, или перьевой ручки.

При выполнении заданий можно пользоваться черновиком. Записи

в черновике не учитываются при оценивании работы.

Баллы, полученные Вами за выполненные задания, суммируются.

Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее

количество баллов.

Желаем успеха!

Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться Вам при выполнении работы.

Десятичные приставки

Наимено-вание	Обозначение	Множитель	Наимено-вание	Обозначение	Множитель

Константы ускорение свободного падения на Земле гравитационная постоянная универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К) постоянная Больцмана постоянная Авогадро скорость света в вакууме коэффициент пропорциональности в законе Кулона модуль заряда электрона (элементарный электрический заряд) постоянная Планка

Соотношение между различными единицами температура 0 К = -273 °С атомная единица массы 1 атомная единица массы эквивалента 931 МэВ 1 электронвольт

Масса частиц электрона нейтрона

Удельная теплоёмкость воды 4,2∙10³ Дж/(кг∙К) алюминия 900 Дж/(кг∙К) льда 2,1∙10³ Дж/(кг∙К) меди 380 Дж/(кг∙К) железа 460 Дж/(кг∙К) чугуна 800 Дж/(кг∙К) свинца 130 Дж/(кг∙К) Удельная теплота парообразования воды Дж/К плавления свинца Дж/К плавления льда Дж/К

Нормальные условия: давление - Па, температура – 0 °С

Молярная масса азота 28∙ кг/моль гелия 4∙ кг/моль аргона 40∙ кг/моль кислорода 32∙ кг/моль водорода 2∙ кг/моль лития 6∙ кг/моль воздуха 29∙ кг/моль неона 20∙ кг/моль воды 2,1∙10³ Дж/(кг∙К) углекислого газа 44∙ кг/моль

Часть 1

			Ответами к заданиям 1–23 являются слово, число или последовательность цифр или чисел. Запишите ответ в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
			Брусок лежит на шероховатой наклонной опоре (см. рисунок). На него действуют три силы: сила тяжести mg =30 Н , сила реакции опоры N =15 Н и сила трения F Tp =15 Н. Угол альфа равен 60 0 . Чему равен модуль равнодействующей сил N и F тр , если брусок покоится? Ответ: _________________________Н.
			Какое значение получил для ускорения свободного падения ученик при выполнении лабораторной работы, если маятник длиной 80 см совершил за 3 мин 100 колебаний? Ответ округлить до десятых. Ответ: ___________________________м/с 2
			Брусок движется равномерно вверх по наклонной плоскости. Выберите два верных утверждения: 1) Сила тяги по модулю равна силе трения скольжения 2) Модуль вектора силы трения пропорционален силе нормального давления 3) Равнодействующая всех сил зависит от угла наклонной плоскости 4) Модуль вектора силы трения не зависит от площади поверхности бруска 5) Модуль вектора силы трения обратно пропорционален площади поверхности бруска
			Шарик массой m, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью V0, за время полета пролетел в горизонтальном направлении расстояние S. В другом опыте уже бросают горизонтально с высоты H мячик массой 2m с начальной скоростью V0/2. Что произойдет с дальностью полета и ускорением шарика? увеличится уменьшится не изменится Ответ: ____________
			Тело бросили под углом 30 0 к горизонту с начальной скоростью V 0 . ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ А) скорость V тела в проекции на ось У 1) (V 0у) 2 /2g при движении вверх 2) (V 0 *cos30 0) 2 /2g Б) максимальная высота подъема 3) V 0у - gt
			Чтобы нагреть 96 г молибдена на 1 К, нужно передать ему количество теплоты, равное 24 Дж. Чему равна удельная теплоемкость этого вещества? Ответ: ________ Дж/(кг*К)
			Идеальный газ изобарно сжимается при давлении 300 кПа от объема 3 л до объема 1 л. Какую работу совершил газ в этом процессе? Ответ: _________кДж
			Давление идеального газа при постоянной концентрации его молекул уменьшилось в 2 раза. Выберите два верных утверждения. 1) Температура газа увеличилась в 2 раза. 2) Объем газа остается неизменным 3) Температура газа уменьшилась в 2 раза. 4) Объем газа увеличился в 2 раза. 5) Количество молекул газа увеличилось в 2 раза
	1 2		Температуру нагревателя тепловой машины понизили, оставив температуру холодильника прежней. Количество теплоты, отданное газом холодильнику за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и количество теплоты, полученное газом за цикл от нагревателя? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
			Чему равно напряжение, которое покажет идеаль­ный вольтметр, подсоединенный к резистору R 2 , если известно, что между точками А и В напряже­ние составляет 8 В? Ответ: ______________ В
			Поверхность металла освещают светом частотой ν. При этом наблюдается фотоэффект. При увеличении частоты падающего света в 2 раза: фотоэффект не будет происходить количество фотоэлектронов увеличится в 2 раза длина световой волны уменьшится в 2 раза максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона увеличится более чем в 2 раза максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона увеличится в 2 раза Выберите два верных утверждения.
			По проволочному резистору течет ток. Как изменятся при уменьшении длины проволоки в 4 раза и увеличении силы тока вдвое тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе, и его электрическое сопротивление? увеличивается уменьшается не изменяется Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой фи­зической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
1 8		Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ А) радиус окружности при движении заряженной 1) mV/qB частицы в перпендикулярном магнитном поле 2) 2πm/qB Б) период обращения по окружности заряженной 3) qB/mV частицы в перпендикулярном магнитном поле 4) 2πR/qB Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Для некоторых атомов характерной особенностью является возможность захвата атомным ядром одного из ближайших к нему электронов. Как ведут себя перечисленные ниже характеристики атомного ядра при захвате ядром электрона: число нейтронов в ядре, заряд ядра?

увеличивается

уменьшается

не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой фи­зической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Шарик катится по же­лобу. Изменение координаты шарика с течением времени в инерциальной системе отсчета показано на графике. На осно­вании этого графика можно уве­ренно утверждать, что

скорость шарика постоян­но увеличивалась

первые 2 с скорость шари­ка возрастала, а затем оставалась постоянной

первые 2 с шарик двигался с уменьшающейся скоростью, а затем покоился

на шарик действовала все увеличивающаяся сила

Ответ: ___________

Массы воды и времени испарения воды

Объема воды и времени испарения воды

Массы воды, времени испарения воды и влажности в комнате

Массы воды, времени испарения воды и объема комнаты

Объем кислорода массой 160 г, температура которого 27 0 С, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найдите количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода?

Ответ: ______________ кДж

Брусок массой т кладут на плос­кость, наклоненную под углом α к гори­зонту, и отпускают с начальной скоро­стью, равной нулю. Коэффициент трения между бруском и плоскостью равен μ. При каких α брусок будет съезжать по плоскости? Чему равна при этом сила трения бруска о плоскость?

В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно про­сачиваться сквозь трещину. Во время опыта объем сосуда уменьшили в 8 раз, дав­ление воздуха в сосуде увеличилось в 2 раза, а его абсолютная температура увели­чилась в 1,5 раза. Каково изменение внутренней энергии воздуха в сосуде? (Воз­дух считать идеальным газом.)

Плоская рамка из провода сопротивлением 5 Ом находится в од­нородном магнитном поле. Проекция магнитной индукции поля на ось Ох, перпендикулярную плоскости рамки, меняется от В 1х = 3 Тл до В 2х = -1 Тл. За время изменения поля по рамке про­текает заряд 1,6 Кл. Определите площадь рамки?

http://vk.com/physic_100/

Во втором задании ЕГЭ по физике необходимо решить задачу на законы ньютона или связанную с действием сил. Ниже мы приводим теорию с формулами, которые необходимы для успешного решения задач по этой тематике.

Теория к заданию №2 ЕГЭ по физике

Второй закон Ньютона

Формула второго закона Ньютона F =m a . Здесь F и a – величины векторные. Величина a – это ускорение движения тела под действием указанной силы. Оно прямо пропорционально силе, действующей на данное тело и направлено в сторону действия силы.

Равнодействующая

Равнодействующая сила – это сила, действие которой заменяет действие всех сил, приложенных к телу. Или, другими словами, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна векторной сумме этих сил.

Сила трения

F тр =μN , где μ μ, которое является величиной постоянной для данного случая. Зная силу трения и силу нормального давления (эту силу называют еще силой реакции опоры), можно вычислить коэффициент трения.

Сила тяжести

Вертикальная составляющая движения зависит от сил, действующих на тело. Необходимо знание формулы силы тяжести F=mg , поскольку, как правило, действует на тело, брошенное под углом к горизонту, только она.

Сила упругости

Сила упругости - сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть его в исходное (начальное) состояние. Для силы упругости используется закон Гука: F = k δl , где k —коэффициент упругости (жесткость тела), δl — величина деформации.

Закон всемирного тяготения

Сила F гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Разбор типовых вариантов заданий №2 ЕГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018

На графике приведена зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Каков коэффициент трения?

Алгоритм решения:

1. Записываем формулу, связывающую эти силы. Выражаем коэффициент трения.
2. Рассматриваем график, устанавливаем пару соответствующих значений сил нормального давления N и трения.
3. Вычисляем коэффициент, исходя из значений сил, взятых из графика.
4. Записываем ответ.

Решение:

1. Сила трения связана с силой нормального давления формулой F тр =μ N , где μ – коэффициент трения. Отсюда, зная величину силы трения и нормального к поверхности давления можно определить μ, которое является величиной постоянной для данного случая. Зная силу трения и силу нормального давления (эту силу называют еще силой реакции опоры), можно вычислить коэффициент трения. Из приведенной формулы следует, что: μ = F тр : N
2. Рассматриваем график зависимости. Возьмем любую точку графика, например, когда N = 12 (Н), а F тр = 1,5 (Н).
3. Возьмём выбранные значения сил и вычислим значение коэффициента μ : μ= 1,5/12 = 0,125

Ответ: 0,125

Первый вариант задания (Демидова, №3)

Сила F сообщает телу массой m ускорение a в инерциальной системе отсчёта. Определите ускорение тела массой 2m под действием силы 0,5F в этой системе отсчета.

1) ; 2) ; 3) ; 4)

Алгоритм решения:

1. Записываем второй закон Ньютона. Выражаем ускорение из формулы.
2. Подставляем в полученное выражение измененные значения массы и силы и находим новое значение ускорения, выраженное через первоначальное его значение.
3. Выбираем правильный ответ.

Решение:

1. Согласно второму закону Ньютона F=m a , сила F , которая действует на тело массой m, сообщает телу ускорение а . Имеем:

2. По условию m 2 = 2m, F 2 =0 ,5 F .

Тогда измененное ускорение будет равно:

В векторной форме запись аналогична.

Второй вариант задания (Демидова, №9)

Камень массой 200 г брошен под углом 60° к горизонту с начальной скоростью v = 20 м/с. Определите модуль силы тяжести, действующей на камень в верхней точке траектории.

Если тело брошено под углом к горизонту и силой сопротивления можно пренебречь, равнодействующая всех сил постоянна. Вертикальная составляющая движения зависит от сил, действующих на тело. Необходимо знание формулы силы тяжести F=mg,поскольку, как правило, действует на тело, брошенное под углом к горизонту, только она.

Алгоритм решения:

1. Переводим в СИ значение массы.
2. Определяем, какие силы действуют на камень.
3. Записываем формулу силы тяжести. Вычисляем величину силы.
4. Записываем ответ.

Решение:

1. Масса камня m=200 г=0,2 кг.
2. На брошенный камень действует сила тяжести F т = mg . Поскольку в условии не оговорено обратное, то сопротивлением воздуха можно пренебречь.
3. Сила тяжести одинакова в любой точке траектории камня. Это значит, данные в условии (нач. скорость v и угол к горизонту, под которым брошено тело) избыточны. Отсюда получаем: F т = 0,2∙10 =2 Н.

Ответ: 2

Третий вариант задания (Демидова, №27)

К системе из кубика массой 1 кг и двух пружин приложена постоянная горизонтальная сила величиной F = 9 Н (см. рисунок). Система покоится. Между кубиком и опорой трения нет. Левый край первой пружины прикреплён к стенке. Жёсткость первой пружины k1 = 300 Н/м. Жёсткость второй пружины k2 = 600 Н/м. Чему равно удлинение второй пружины?

Алгоритм решения:

1. Записываем закон Гука для 2-й пружины. Находим ее связь с данной в условии силой F.
2. Из полученного уравнения выражаем удлинение, вычисляем его.
3. Записываем ответ.

Решение:

1. По закону Гука удлинение пружины связано с жесткостью k пружины и приложенной к ней силе F выражением F = k ∆ l . На вторую пружину действует растягивающая ее сила F 2 = k 2∆ l . 1-я пружина растягивается силой F . По условию F =9 H. Поскольку пружины составляют единую систему, сила F растягивает и 2-ю пружину, т.е. F 2 =F .
2. Удлинение Δl определяется так:

Изменений в заданиях ЕГЭ по физике на 2019 год нет.

Структура заданий ЕГЭ по физике-2019

Экзаменационная работа состоит из двух частей, включающих в себя 32 задания .

Часть 1 содержит 27 заданий.

• В заданиях 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–27 ответом является целое число или конечная десятичная дробь.
• Ответом к заданиям 5–7, 11, 12, 16–18, 21, 23 и 24 является последовательность двух цифр.
• Ответом к заданиям 19 и 22 являются два числа.

Часть 2 содержит 5 заданий. Ответ к заданиям 28–32 включает в себя подробное описание всего хода выполнения задания. Вторая часть заданий (с развёрнутым ответом) оцениваются экспертной комиссией на основе .

Темы ЕГЭ по физике, которые будут в экзаменационной работе

1. Механика (кинематика, динамика, статика, законы сохранения в механике, механические колебания и волны).
2. Молекулярная физика (молекулярно-кинетическая теория, термодинамика).
3. Электродинамика и основы СТО (электрическое поле, постоянный ток, магнитное поле, электромагнитная индукция, электромагнитные колебания и волны, оптика, основы СТО).
4. Квантовая физика и элементы астрофизики (корпускулярноволновой дуализм, физика атома, физика атомного ядра, элементы астрофизики).

Продолжительность ЕГЭ по физике

На выполнение всей экзаменационной работы отводится 235 минут .

Примерное время на выполнение заданий различных частей работы составляет:

1. для каждого задания с кратким ответом – 3–5 минут;
2. для каждого задания с развернутым ответом – 15–20 минут.

Что можно брать на экзамен:

• Используется непрограммируемый калькулятор (на каждого ученика) с возможностью вычисления тригонометрических функций (cos, sin, tg) и линейка.
• Перечень дополнительных устройств и , использование которых разрешено на ЕГЭ, утверждается Рособрнадзором.

Важно!!! не стоит рассчитывать на шпаргалки, подсказки и использование технических средств (телефонов, планшетов) на экзамене. Видеонаблюдение на ЕГЭ-2019 усилят дополнительными камерами.

Баллы ЕГЭ по физике

• 1 балл - за 1-4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 22, 23, 25, 26, 27 задания.
• 2 балла - 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 21, 24.
• З балла - 28, 29, 30, 31, 32.

Всего: 52 баллов (максимальный первичный балл).

Что необходимо знать при подготовки заданий в ЕГЭ:

• Знать/понимать смысл физических понятий, величин, законов, принципов, постулатов.
• Уметь описывать и объяснять физические явления и свойства тел (включая космические объекты), результаты экспериментов… приводить примеры практического использования физических знаний
• Отличать гипотезы от научной теории, делать выводы на основе эксперимента и т.д.
• Уметь применять полученные знания при решении физических задач.
• Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

С чего начать подготовку к ЕГЭ по физике:

1. Изучать теорию, необходимую для каждого заданий.
2. Тренироваться в тестовых заданиях по физике, разработанные на основе ЕГЭ. На нашем сайте задания и варианты по физике будут пополняться.
3. Правильно распределяй время.

Желаем успеха!

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Задания для аудиторных практических занятий и самостоятельной работы студентов

Электричество и магнетизм Учебное пособие

Ростов-на-Дону 2012

С.И. Егорова, В.С. Ковалева, В.С. Кунаков, Г.Ф. Лемешко, Ю.М. Наследников

Физика: Задания для аудиторных практических

Ф 48 занятий и самостоятельной работы студентов. Часть 2. Электричество и магнетизм: учеб. пособие / С.И. Егорова и др. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2012. – 52 с.

Цель пособия – обеспечение личностно-ориентированного подхода к практическим занятиям по общему курсу физики с учетом степени подготовки студентов и количества аудиторных часов, выделяемых на лекционные и практические занятия.

Пособие предназначено для обучения и контроля работы студентов на практических занятиях по разделу «электричество и магнетизм» в течение первого и второго семестров обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Донского государственного технического университета

Научный редактор

д-р техн. наук, проф. В.С. Кунаков

© Издательский центр ДГТУ, 2012

Общие методические указания

При решении и оформлении задач необходимо соблюдать следующие требования:

1. Записать краткое условие задачи, выразить все известные величины в одной и той же системе единиц (как правило, в СИ). При необходимости ввести дополнительные постоянные физические величины.

2. Решение задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими объяснениями. При необходимости дать чертеж или график.

3. Решать задачу надо в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных

в условии задачи. Произвести вычисления по расчетной формуле с соблюдением правил приближенных вычислений.

Результаты контроля аудиторной и самостоятельной работы студентов на практических занятиях учитываются лектором при приеме экзаменов и дифференцированных зачетов.

1. ЭЛЕКТРОСТАТИКА Основные формулы и законы

Закон Кулона

где F – модуль силы взаимодействия двух точечных зарядовq 1

и q

; r – расстояние между зарядами;

8,85 10 12 Ф /м -

электрическая

постоянная,

Диэлектрическая проницаемость

среды, в которой находятся заряды (для вакуума 1 )

Напряженность и потенциал электростатического поля

W п,

E F ;

F – сила,

действующая на точечный положительный заряд

q 0,

помещенный в данную

точку поля;

W п–

потенциальная

энергия заряда q 0 ;A – работа по перемещению зарядаq 0 из данной точки поля в бесконечность.

Напряженность и потенциал электростатического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянииr от него

		4 r 2

Поток вектора напряженности через площадку dS

E EdS En dS,

							dS ,
где dS dS	n – вектор, модуль			которого
направление	совпадает		нормалью		к площадке;
составляющая			по направлению
площадке.
		напряженности				произвольную

поверхность S

E EdS En dS.

Напряженность и потенциал поля, создаваемого системой точечных зарядов (принцип суперпозиции (наложения) электростатических полей)

E i;

I – соответственно напряженность и потенциал поля,

где E i

создаваемого зарядом q i

n – число зарядов, создающих поле.

Связь между

напряженностью

потенциалом

электростатического поля

E grad , или

где i ,j ,k – единичные векторы координатных осей.

В случае поля, обладающего центральной или осевой симметрией,

E d dr.

Для однородного поля (поля плоского конденсатора)

E 1 2 , d

где (1 2 ) - разность потенциалов между пластинами конденсатора,d - расстояние между ними.

Электрический момент диполя (дипольный момент)

p q l ,

где l – плечо диполя (векторная величина, направленная от

отрицательного заряда к положительному).

Линейная, поверхностная и объемная плотность зарядов, т.е. заряд, приходящийся соответственно на единицу длины, площади и объема:

Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме

E E ndS

dV ,

где q i – алгебраическая сумма зарядов, заключенных внутри

замкнутой поверхности

N – число зарядов;

– объемная

плотность зарядов.

Напряженность

создаваемая

равномерно

заряженной бесконечной плоскостью,

Напряженность

потенциал

создаваемого

проводящей заряженной сферой радиусом								R с зарядомq на
расстоянии r	от центра сферы,
								(внутри сферы);

								при r R (вне сферы).

Напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной бесконечной цилиндрической поверхностью радиусом

R на расстоянииr от оси цилиндра,
							(внутри цилиндра);
								(вне цилиндра).
	Работа, совершаемая силами электростатического поля
при перемещении заряда q						из точки 1(потенциал 1 ) в точку 2
(потенциал 2 ),
	A 12q (1 2) , или A 12								q El dl,
где E l
	– проекция вектора					E на направление элементарного

перемещения dl .

Вектор поляризации диэлектрика

где V –	объем диэлектрика;	p i–		дипольный момент i - й
молекулы,	N – число молекул.
Связь между вектором поляризации и напряженностью
электростатического поля в той же точке внутри диэлектрика
		æ 0 E ,

где æ – диэлектрическая восприимчивость вещества.

Связь диэлектрической проницаемости с диэлектрической восприимчивостью æ

1 + æ.

Связь между напряженностью E поля в диэлектрике и

напряженностью E 0 внешнего поля

E E 0.

Связь между векторами электрического смещения и

напряженности электростатического поля

Связь между векторами

E иP

0 E P.

Теорема Гаусса для электростатического поля в

диэлектрике

Dn dS qi

где q i

алгебраическая

заключенных внутри

замкнутой поверхности S свободных электрических зарядов;

составляющая

направлению

нормали n

площадке

dS ; dS

dS n – вектор, модуль которого равенdS ,

направление

совпадает

нормалью

к площадке.

Интегрирование ведется по всей поверхности.

Электроемкость уединенного проводника и конденсатора

где q – заряд,	сообщенный				проводнику;					потенциал
проводника; U	– разность			потенциалов						пластинами
конденсатора.
Электроемкость плоского конденсатора

где S – площадь пластины конденсатора;d – расстояние между

пластинами.

Электроемкость батареи конденсаторов: при последовательном (а) и параллельном (б) соединениях

б) C C i ,

где C i

– электроемкость i -го

конденсатора; n – число

конденсаторов.

Энергия уединенного заряженного проводника

Потенциальная энергия системы точечных зарядов

q i i,

2 i 1

где i

– потенциал, создаваемый в той точке, где находится заряд

q i , всеми зарядами, кромеi -го, n - число зарядов.Энергия заряженного конденсатора

CU 2

q – заряд

конденсатора;

C –

электроёмкость; U –

разность потенциалов между обкладками.

притяжения

разноименно

заряженными обкладками плоского конденсатора

Энергия электростатического поля плоского конденсатора

SU 2

S – площадь одной пластины;

U – разность потенциалов

между пластинами;

V Sd –

области между

пластинами конденсатора.

Объемная плотность энергии электростатического поля

где E – напряжённость поля,

D – электрическое смещение.

1.1. Сила гравитационного притяжения двух водяных одинаково заряженных капель радиусами 0,1 мм уравновешивается кулоновской силой отталкивания. Определите заряд капель. Плотность воды равна 1 г/см 3 . .

1.2. Во сколько раз сила гравитационного взаимодействия между двумя протонами меньше силы их кулоновского отталкивания? Заряд протона численно равен заряду электрона.

[в 1,25∙1038 раза].

1.3. Три одинаковых точечных заряда q 1 =q 2 =q 3 = 2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со сторонами 10 см. Определите модуль и направление силы, действующей на один из зарядов со стороны двух других.

1.4. В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые положительные заряды q = 2 нКл. Какой отрицательный зарядq 1 необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения со стороны зарядаq 1 уравновесила силы отталкивания положительных зарядов?

1.5. Четыре одинаковых точечных заряда q 1 =q 2 =q 3 =q 4 = 2 нКл находятся в вершинах квадрата со стороной 10 см. Определите силу, действующую на один из зарядов со стороны трех других. .

1.6. Два шарика одинакового радиуса и массы подвешены на двух нитях так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения шарикам заряда 4. 10-7 Кл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 60˚. Найдите массу каждого шарика, если длина нити 20 см. .

1.7. Два шарика массой 1 кг каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити 10 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол 60˚? .

1.8. К бесконечно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 8,85 нКл/см 2 прикреплен на нити одноименно заряженный шарик с массой 1г и зарядом 2нКл. Какой угол с плоскостью образует нить, на которой висит шарик?.

1.9. С какой силой, приходящейся на единицу площади, отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости? Поверхностная плотность заряда на каждой плоскости 2 мкКл/м 2 ? .

1.10. С какой силой, приходящейся на единицу длины, отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно длинные нити с одинаковой линейной плотностью заряда 2 мкКл/м, находящихся на расстоянии 2 см друг от друга? .

1.11. С какой силой электрическое поле заряженной бесконечной плоскости действует на каждый метр заряженной бесконечно длинной нити, помещенной в это поле? Поверхностная плотность заряда на плоскости равна 2 мкКл/м 2 и линейная плотность заряда на плоскости 2 мкКл/м. .

1.12. Тонкий прямой стержень длиной 15 см равномерно заряжен с линейной плотностью 0,10 мКл/м. На продолжении оси стержня на расстоянии 10 см от ближайшего конца находится точечный заряд 10 нКл. Определите силу взаимодействия стержня и заряда. .

1.13. На тонком стержне длиной 20 см находится равномерно распределенный электрический заряд. На продолжении оси стержня, на расстоянии 10 см от ближнего конца, находится точечный заряд 40 нКл, который взаимодействует со стержнем с силой 6 мкН. Определите линейную плотность заряда на стержне. .

1.14. Два точечных заряда q 1 =4 нКл иq 2 =-2 нКл находятся друг от друга на расстоянии 60 см. Определите напряженность поля

в точке, расположенной посередине между зарядами. .

1.15. Чему равна напряженность поля в точке, расположенной посередине между точечными зарядами q 1 = 4нКл иq 2 = 2 нКл? Расстояние между зарядами равно 60 см. .

1.16. q 1 =10 нКл иq 2 =-8 нКл, на расстоянии 8 см справа от отрицательного заряда. Расстояние между зарядами равно 20 см. .

1.17. Определите напряженность поля в точке, находящейся на прямой, соединяющей заряды q 1 =10 нКл иq 2 =-8 нКл, на расстоянии 8 см слева от отрицательного заряда. Расстояние между зарядами равно 20 см. .

Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ

Среднее общее образование

Линия УМК А. В. Грачева. Физика (10-11) (баз., углубл.)

Линия УМК А. В. Грачева. Физика (7-9)

Линия УМК А. В. Перышкина. Физика (7-9)

Подготовка к ЕГЭ по физике: примеры, решения, объяснения

Разбираем задания ЕГЭ по физике (Вариант С) с учителем.

Лебедева Алевтина Сергеевна, учитель физики, стаж работы 27 лет. Почетная грамота Министерства образования Московской области (2013 год), Благодарность Главы Воскресенского муниципального района (2015 год), Грамота Президента Ассоциации учителей математики и физики Московской области (2015 год).

В работе представлены задания разных уровней сложности: базового, повышенного и высокого. Задания базового уровня, это простые задания, проверяющие усвоение наиболее важных физических понятий, моделей, явлений и законов. Задания повышенного уровня направлены на проверку умения использовать понятия и законы физики для анализа различных процессов и явлений, а также умения решать задачи на применение одного-двух законов (формул) по какой-либо из тем школьного курса физики. В работе 4 задания части 2 являются заданиями высокого уровня сложности и проверяют умение использовать законы и теории физики в измененной или новой ситуации. Выполнение таких заданий требует применения знаний сразу из двух трех разделов физики, т.е. высокого уровня подготовки. Данный вариант полностью соответствует демонстрационному варианту ЕГЭ 2017 года, задания взяты из открытого банка заданий ЕГЭ.

На рисунке представлен график зависимости модуля скорости от времени t . Определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 0 до 30 с.

Решение. Путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 0 до 30 с проще всего определить как площадь трапеции, основаниями которой являются интервалы времени (30 – 0) = 30 c и (30 – 10) = 20 с, а высотой является скорость v = 10 м/с, т.е.

S =	(30 + 20) с	10 м/с = 250 м.
	2

Ответ. 250 м.

Груз массой 100 кг поднимают вертикально вверх с помощью троса. На рисунке приведена зависимость проекции скорости V груза на ось, направленную вверх, от времени t . Определите модуль силы натяжения троса в течение подъема.

Решение. По графику зависимости проекции скорости v груза на ось, направленную вертикально вверх, от времени t , можно определить проекцию ускорения груза

a =	∆v	=	(8 – 2) м/с	= 2 м/с 2 .
	∆t		3 с

На груз действуют: сила тяжести , направленная вертикально вниз и сила натяжения троса , направленная вдоль троса вертикально вверх смотри рис. 2. Запишем основное уравнение динамики. Воспользуемся вторым законом Ньютона. Геометрическая сумма сил действующих на тело равна произведению массы тела на сообщаемое ему ускорение.

+ = (1)

Запишем уравнение для проекции векторов в системе отсчета, связанной с землей, ось OY направим вверх. Проекция силы натяжения положительная, так как направление силы совпадает с направлением оси OY, проекция силы тяжести отрицательная, так как вектор силы противоположно направлен оси OY, проекция вектора ускорения тоже положительная, так тело движется с ускорением вверх. Имеем

T – mg = ma (2);

из формулы (2) модуль силы натяжения

Т = m (g + a ) = 100 кг (10 + 2) м/с 2 = 1200 Н.

Ответ . 1200 Н.

Тело тащат по шероховатой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью модуль которой равен 1, 5 м/с, прикладывая к нему силу так, как показано на рисунке (1). При этом модуль действующей на тело силы трения скольжения равен 16 Н. Чему равна мощность, развиваемая силой F ?

Решение. Представим себе физический процесс, заданный в условии задачи и сделаем схематический чертеж с указанием всех сил, действующих на тело (рис.2). Запишем основное уравнение динамики.

Тр + + = (1)

Выбрав систему отсчета, связанную с неподвижной поверхностью, запишем уравнения для проекции векторов на выбранные координатные оси. По условию задачи тело движется равномерно, так как его скорость постоянна и равна 1,5 м/с. Это значит, ускорение тела равно нулю. По горизонтали на тело действуют две силы: сила трения скольжения тр. и сила , с которой тело тащат. Проекция силы трения отрицательная, так как вектор силы не совпадает с направлением оси Х . Проекция силы F положительная. Напоминаем, для нахождения проекции опускаем перпендикуляр из начала и конца вектора на выбранную ось. С учетом этого имеем: F cosα – F тр = 0; (1) выразим проекцию силы F , это F cosα = F тр = 16 Н; (2) тогда мощность, развиваемая силой , будет равна N = F cosα V (3) Сделаем замену, учитывая уравнение (2), и подставим соответствующие данные в уравнение (3):

N = 16 Н · 1,5 м/с = 24 Вт.

Ответ. 24 Вт.

Груз, закрепленный на легкой пружине жесткостью 200 Н/м, совершает вертикальные колебания. На рисунке представлен график зависимости смещения x груза от времени t . Определите, чему равна масса груза. Ответ округлите до целого числа.

Решение. Груз на пружине совершает вертикальные колебания. По графику зависимости смещения груза х от времени t , определим период колебаний груза. Период колебаний равен Т = 4 с; из формулы Т = 2π выразим массу m груза.

=	T	;	m	=	T 2	; m = k	T 2	; m = 200 H/м	(4 с) 2	= 81,14 кг ≈ 81 кг.
	2π		k		4π 2		4π 2		39,438

Ответ: 81 кг.

На рисунке показана система из двух легких блоков и невесомого троса, с помощью которого можно удерживать в равновесии или поднимать груз массой 10 кг. Трение пренебрежимо мало. На основании анализа приведенного рисунка выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера.

1. Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец веревки с силой 100 Н.
2. Изображенная на рисунке система блоков не дает выигрыша в силе.
3. h , нужно вытянуть участок веревки длиной 3h .
4. Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h h .

Решение. В данной задаче необходимо вспомнить простые механизмы, а именно блоки: подвижный и неподвижный блок. Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза, при этом участок веревки нужно вытянуть в два раза длиннее, а неподвижный блок используют для перенаправления силы. В работе простые механизмы выигрыша не дают. После анализа задачи сразу выбираем нужные утверждения:

1. Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h , нужно вытянуть участок веревки длиной 2h .
2. Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец веревки с силой 50 Н.

Ответ. 45.

В сосуд с водой полностью погружен алюминиевый груз, закрепленный на невесомой и нерастяжимой нити. Груз не касается стенок и дна сосуда. Затем в такой же сосуд с водой погружают железный груз, масса которого равна массе алюминиевого груза. Как в результате этого изменятся модуль силы натяжения нити и модуль действующей на груз силы тяжести?

1. Увеличивается;
2. Уменьшается;
3. Не изменяется.

Решение. Анализируем условие задачи и выделяем те параметры, которые не меняются в ходе исследования: это масса тела и жидкость, в которую погружают тело на нити. После этого лучше выполнить схематический рисунок и указать действующие на груз силы: сила натяжения нити F упр, направленная вдоль нити вверх; сила тяжести , направленная вертикально вниз; архимедова сила a , действующая со стороны жидкости на погруженное тело и направленная вверх. По условию задачи масса грузов одинакова, следовательно, модуль действующей на груз силы тяжести не меняется. Так как плотность грузов разная, то объем тоже будет разный

V =	m	.
	p

Плотность железа 7800 кг/м 3 , а алюминиевого груза 2700 кг/м 3 . Следовательно, V ж < V a . Тело в равновесии, равнодействующая всех сил, действующих на тело равна нулю. Направим координатную ось OY вверх. Основное уравнение динамики с учетом проекции сил запишем в виде F упр + F a – mg = 0; (1) Выразим силу натяжения F упр = mg – F a (2); архимедова сила зависит от плотности жидкости и объема погруженной части тела F a = ρgV п.ч.т. (3); Плотность жидкости не меняется, а объем тела из железа меньше V ж < V a , поэтому архимедова сила, действующая на железный груз будет меньше. Делаем вывод о модуле силы натяжения нити, работая с уравнение (2), он возрастет.

Ответ. 13.

Брусок массой m соскальзывает с закрепленной шероховатой наклонной плоскости с углом α при основании. Модуль ускорения бруска равен a , модуль скорости бруска возрастает. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, при помощи которых их можно вычислить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Б) Коэффициент трения бруска о наклонную плоскость

3) mg cosα

4) sinα –	a
	g cosα

Решение. Данная задача требует применение законов Ньютона. Рекомендуем сделать схематический чертеж; указать все кинематические характеристики движения. Если возможно, изобразить вектор ускорения и векторы всех сил, приложенных к движущемуся телу; помнить, что силы, действующие на тело, – результат взаимодействия с другими телами. Затем записать основное уравнение динамики. Выбрать систему отсчета и записать полученное уравнение для проекции векторов сил и ускорений;

Следуя предложенному алгоритму, сделаем схематический чертеж (рис. 1). На рисунке изображены силы, приложенные к центру тяжести бруска, и координатные оси системы отсчета, связанной с поверхностью наклонной плоскости. Так как все силы постоянны, то движение бруска будет равнопеременным с увеличивающейся скоростью, т.е. вектор ускорения направлен в сторону движения. Выберем направление осей как указано на рисунке. Запишем проекции сил, на выбранные оси.

Запишем основное уравнение динамики:

Тр + = (1)

Запишем данное уравнение (1) для проекции сил и ускорения.

На ось OY: проекция силы реакции опоры положительная, так как вектор совпадает с направлением оси OY N y = N ; проекция силы трения равна нулю так как вектор перпендикулярен оси; проекция силы тяжести будет отрицательная и равная mg y = – mg cosα ; проекция вектора ускорения a y = 0, так как вектор ускорения перпендикулярен оси. Имеем N – mg cosα = 0 (2) из уравнения выразим силу реакции действующей на брусок, со стороны наклонной плоскости. N = mg cosα (3). Запишем проекции на ось OX.

На ось OX: проекция силы N равна нулю, так как вектор перпендикулярен оси ОХ; Проекция силы трения отрицательная (вектор направлен в противоположную сторону относительно выбранной оси); проекция силы тяжести положительная и равна mg x = mg sinα (4) из прямоугольного треугольника. Проекция ускорения положительная a x = a ; Тогда уравнение (1) запишем с учетом проекции mg sinα – F тр = ma (5); F тр = m (g sinα – a ) (6); Помним, что сила трения пропорциональна силе нормального давления N .

По определению F тр = μN (7), выразим коэффициент трения бруска о наклонную плоскость.

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

Выбираем соответствующие позиции для каждой буквы.

Ответ. A – 3; Б – 2.

Задание 8. Газообразный кислород находится в сосуде объемом 33,2 литра. Давление газа 150 кПа, его температура 127° С. Определите массу газа в этом сосуде. Ответ выразите в граммах и округлите до целого числа.

Решение. Важно обратить внимание на перевод единиц в систему СИ. Температуру переводим в Кельвины T = t °С + 273, объем V = 33,2 л = 33,2 · 10 –3 м 3 ; Давление переводим P = 150 кПа = 150 000 Па. Используя уравнение состояния идеального газа

выразим массу газа.

Обязательно обращаем внимание, в каких единица просят записать ответ. Это очень важно.

Ответ. 48 г.

Задание 9. Идеальный одноатомный газ в количестве 0,025 моль адиабатически расширился. При этом его температура понизилась с +103°С до +23°С. Какую работу совершил газ? Ответ выразите в Джоулях и округлите до целого числа.

Решение. Во-первых, газ одноатомный число степеней свободы i = 3, во-вторых, газ расширяется адиабатически – это значит без теплообмена Q = 0. Газ совершает работу за счет уменьшения внутренней энергии. С учетом этого, первый закон термодинамики запишем в виде 0 = ∆U + A г; (1) выразим работу газа A г = –∆U (2); Изменение внутренней энергии для одноатомного газа запишем как

Ответ. 25 Дж.

Относительная влажность порции воздуха при некоторой температуре равна 10 %. Во сколько раз следует изменить давление этой порции воздуха для того, чтобы при неизменной температуре его относительная влажность увеличилась на 25 %?

Решение. Вопросы, связанные с насыщенным паром и влажностью воздуха, чаще всего вызывают затруднения у школьников. Воспользуемся формулой для расчета относительной влажности воздуха

По условию задачи температура не изменяется, значит, давление насыщенного пара остается тем же. Запишем формулу (1) для двух состояний воздуха.

φ 1 = 10 % ; φ 2 = 35 %

Выразим давления воздуха из формул (2), (3) и найдем отношение давлений.

P 2	=	φ 2	=	35	= 3,5
P 1		φ 1		10

Ответ. Давление следует увеличить в 3,5 раза.

Горячее вещество в жидком состоянии медленно охлаждалось в плавильной печи с постоянной мощностью. В таблице приведены результаты измерений температуры вещества с течением времени.

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведенных измерений и укажите их номера.

1. Температура плавления вещества в данных условиях равна 232°С.
2. Через 20 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии.
3. Теплоемкость вещества в жидком и твердом состоянии одинакова.
4. Через 30 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии.
5. Процесс кристаллизации вещества занял более 25 минут.

Решение. Так как вещество охлаждалось, то его внутренняя энергия уменьшалась. Результаты измерения температуры, позволяют определить температуру, при которой вещество начинает кристаллизоваться. Пока вещество переходит из жидкого состояния в твердое, температура не меняется. Зная, что температура плавления и температура кристаллизации одинаковы, выбираем утверждение:

1. Tемпература плавления вещества в данных условиях равна 232°С.

Второе верное утверждение это:

4. Через 30 мин. после начала измерений вещество находилось только в твердом состоянии. Так как температура в этот момент времени, уже ниже температуры кристаллизации.

Ответ. 14.

В изолированной системе тело А имеет температуру +40°С, а тело Б температуру +65°С. Эти тела привели в тепловой контакт друг с другом. Через некоторое время наступило тепловое равновесие. Как в результате изменилась температура тела Б и суммарная внутренняя энергия тела А и Б?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. Увеличилась;
2. Уменьшилась;
3. Не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение. Если в изолированной системе тел не происходит никаких превращений энергии кроме теплообмена, то количество теплоты, отданное телами, внутренняя энергия которых уменьшается, равно количеству теплоты, полученному телами, внутренняя энергия которых увеличивается. (По закону сохранения энергии.) При этом суммарная внутренняя энергия системы не меняется. Задачи такого типа решаются на основании уравнения теплового баланса.

∆U = ∑	n	∆U i = 0 (1);
	i = 1

где ∆U – изменение внутренней энергии.

В нашем случае в результате теплообмена внутренняя энергия тела Б уменьшается, а значит уменьшается температура этого тела. Внутренняя энергия тела А увеличивается, так как тело получило количество теплоты от тела Б, то температура его увеличится. Суммарная внутренняя энергия тел А и Б не изменяется.

Ответ. 23.

Протон p , влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет скорость , перпендикулярную вектору индукции магнитного поля, как показано на рисунке. Куда направлена действующая на протон сила Лоренца относительно рисунка (вверх, к наблюдателю, от наблюдателя, вниз, влево, вправо)

Решение. На заряженную частицу магнитное поле действует с силой Лоренца. Для того чтобы определить направление этой силы, важно помнить мнемоническое правило левой руки, не забывать учитывать заряд частицы. Четыре пальца левой руки направляем по вектору скорости, для положительно заряженной частицы, вектор должен перпендикулярно входить в ладонь, большой палец отставленный на 90° показывает направление действующей на частицу силы Лоренца. В результате имеем, что вектор силы Лоренца направлен от наблюдателя относительно рисунка.

Ответ. от наблюдателя.

Модуль напряженности электрического поля в плоском воздушном конденсаторе емкостью 50 мкФ равен 200 В/м. Расстояние между пластинами конденсатора 2 мм. Чему равен заряд конденсатора? Ответ запишите в мкКл.

Решение. Переведем все единицы измерения в систему СИ. Емкость С = 50 мкФ = 50 · 10 –6 Ф, расстояние между пластинами d = 2 · 10 –3 м. В задаче говорится о плоском воздушном конденсаторе – устройстве для накопления электрического заряда и энергии электрического поля. Из формулы электрической емкости

где d – расстояние между пластинами.

Выразим напряжение U = E · d (4); Подставим (4) в (2) и рассчитаем заряд конденсатора.

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

Обращаем внимание, в каких единицах нужно записать ответ. Получили в кулонах, а представляем в мкКл.

Ответ. 20 мкКл.

Ученик провел опыт по преломлению света, представленный на фотографии. Как изменяется при увеличении угла падения угол преломления света, распространяющегося в стекле, и показатель преломления стекла?

1. Увеличивается
2. Уменьшается
3. Не изменяется
4. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение. В задачах такого плана вспоминаем, что такое преломление. Это изменение направления распространения волны при прохождении из одной среды в другую. Вызвано оно тем, что скорости распространения волн в этих средах различны. Разобравшись из какой среды в какую свет распространяется, запишем закона преломления в виде

sinα	=	n 2	,
sinβ		n 1

где n 2 – абсолютный показатель преломления стекла, среда куда идет свет; n 1 – абсолютный показатель преломления первой среды, откуда свет идет. Для воздуха n 1 = 1. α – угол падения луча на поверхность стеклянного полуцилиндра, β – угол преломления луча в стекле. Причем, угол преломления будет меньше угла падения, так как стекло оптически более плотная среда – среда с большим показателем преломления. Скорость распространения света в стекле меньше. Обращаем внимание, что углы измеряем от перпендикуляра, восстановленного в точке падения луча. Если увеличивать угол падения, то и угол преломления будет расти. Показатель преломления стекла от этого меняться не будет.

Ответ.

Медная перемычка в момент времени t 0 = 0 начинает двигаться со скоростью 2 м/с по параллельным горизонтальным проводящим рельсам, к концам которых подсоединен резистор сопротивлением 10 Ом. Вся система находится в вертикальном однородном магнитном поле. Сопротивление перемычки и рельсов пренебрежимо мало, перемычка все время расположена перпендикулярно рельсам. Поток Ф вектора магнитной индукции через контур, образованный перемычкой, рельсами и резистором, изменяется с течением времени t так, как показано на графике.

Используя график, выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера.

1. К моменту времени t = 0,1 с изменение магнитного потока через контур равно 1 мВб.
2. Индукционный ток в перемычке в интервале от t = 0,1 с t = 0,3 с максимален.
3. Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, равен 10 мВ.
4. Сила индукционного тока, текущего в перемычке, равна 64 мА.
5. Для поддержания движения перемычки к ней прикладывают силу, проекция которой на направление рельсов равна 0,2 Н.

Решение. По графику зависимости потока вектора магнитной индукции через контур от времени определим участки, где поток Ф меняется, и где изменение потока равно нулю. Это позволит нам определить интервалы времени, в которые в контуре будет возникать индукционный ток. Верное утверждение:

1) К моменту времени t = 0,1 с изменение магнитного потока через контур равно 1 мВб ∆Ф = (1 – 0) · 10 –3 Вб; Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре определим используя закон ЭМИ

Ответ. 13.

По графику зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой равна 1 мГн, определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 5 до 10 с. Ответ запишите в мкВ.

Решение. Переведем все величины в систему СИ, т.е. индуктивность 1 мГн переведем в Гн, получим 10 –3 Гн. Силу тока, показанной на рисунке в мА также будем переводить в А путем умножения на величину 10 –3 .

Формула ЭДС самоиндукции имеет вид

при этом интервал времени дан по условию задачи

∆t = 10 c – 5 c = 5 c

секунд и по графику определяем интервал изменения тока за это время:

∆I = 30 · 10 –3 – 20 · 10 –3 = 10 · 10 –3 = 10 –2 A.

Подставляем числовые значения в формулу (2), получаем

| Ɛ | = 2 ·10 –6 В, или 2 мкВ.

Ответ. 2.

Две прозрачные плоскопараллельные пластинки плотно прижаты друг к другу. Из воздуха на поверхность первой пластинки падает луч света (см. рисунок). Известно, что показатель преломления верхней пластинки равен n 2 = 1,77. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение. Для решения задач о преломлении света на границе раздела двух сред, в частности задач на прохождение света через плоскопараллельные пластинки можно рекомендовать следующий порядок решения: сделать чертеж с указанием хода лучей, идущих из одной среды в другую; в точке падения луча на границе раздела двух сред провести нормаль к поверхности, отметить углы падения и преломления. Особо обратить внимание на оптическую плотность рассматриваемых сред и помнить, что при переходе луча света из оптически менее плотной среды в оптически более плотную среду угол преломления будет меньше угла падения. На рисунке дан угол между падающим лучом и поверхностью, а нам нужен угол падения. Помним, что углы определяются от перпендикуляра, восстановленного в точке падения. Определяем, что угол падения луча на поверхность 90° – 40° = 50°, показатель преломления n 2 = 1,77; n 1 = 1 (воздух).

Запишем закон преломления

sinβ =	sin50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Построим примерный ход луча через пластинки. Используем формулу (1) для границы 2–3 и 3–1. В ответе получаем

А) Синус угла падения луча на границу 2–3 между пластинками – это 2) ≈ 0,433;

Б) Угол преломления луча при переходе границы 3–1 (в радианах) – это 4) ≈ 0,873.

Ответ . 24.

Определите, сколько α – частиц и сколько протонов получается в результате реакции термоядерного синтеза

+ → x + y ;

Решение. При всех ядерных реакциях соблюдаются законы сохранения электрического заряда и числа нуклонов. Обозначим через x – количество альфа частиц, y– количество протонов. Составим уравнения

+ → x + y;

решая систему имеем, что x = 1; y = 2

Ответ. 1 – α -частица; 2 – протона.

Модуль импульса первого фотона равен 1,32 · 10 –28 кг·м/с, что на 9,48 · 10 –28 кг·м/с меньше, чем модуль импульса второго фотона. Найдите отношение энергии E 2 /E 1 второго и первого фотонов. Ответ округлите до десятых долей.

Решение. Импульс второго фотона больше импульса первого фотона по условию значит можно представить p 2 = p 1 + Δp (1). Энергию фотона можно выразить через импульс фотона, используя следующие уравнения. Это E = mc 2 (1) и p = mc (2), тогда

E = pc (3),

где E – энергия фотона, p – импульс фотона, m – масса фотона, c = 3 · 10 8 м/с – скорость света. С учетом формулы (3) имеем:

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

Ответ округляем до десятых и получаем 8,2.

Ответ. 8,2.

Ядро атома претерпело радиоактивный позитронный β – распад. Как в результате этого изменялись электрический заряд ядра и количество нейтронов в нем?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. Увеличилась;
2. Уменьшилась;
3. Не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение. Позитронный β – распад в атомном ядре происходит при превращений протона в нейтрон с испусканием позитрона. В результате этого число нейтронов в ядре увеличивается на единицу, электрический заряд уменьшается на единицу, а массовое число ядра остается неизменным. Таким образом, реакция превращения элемента следующая:

Ответ. 21.

В лаборатории было проведено пять экспериментов по наблюдению дифракции с помощью различных дифракционных решеток. Каждая из решеток освещалась параллельными пучками монохроматического света с определенной длиной волны. Свет во всех случаях падал перпендикулярно решетке. В двух из этих экспериментов наблюдалось одинаковое количество главных дифракционных максимумов. Укажите сначала номер эксперимента, в котором использовалась дифракционная решетка с меньшим периодом, а затем – номер эксперимента, в котором использовалась дифракционная решетка с большим периодом.

Решение. Дифракцией света называется явление светового пучка в область геометрической тени. Дифракцию можно наблюдать в том случае, когда на пути световой волны встречаются непрозрачные участки или отверстия в больших по размерам и непрозрачных для света преградах, причем размеры этих участков или отверстий соизмеримы с длиной волны. Одним из важнейших дифракционных устройств является дифракционная решетка. Угловые направления на максимумы дифракционной картины определяются уравнением

d sinφ = k λ (1),

где d – период дифракционной решетки, φ – угол между нормалью к решетке и направлением на один из максимумов дифракционной картины, λ – длина световой волны, k – целое число, называемое порядком дифракционного максимума. Выразим из уравнения (1)

Подбирая пары согласно условию эксперимента, выбираем сначала 4 где использовалась дифракционная решетка с меньшим периодом, а затем – номер эксперимента, в котором использовалась дифракционная решетка с большим периодом – это 2.

Ответ. 42.

По проволочному резистору течет ток. Резистор заменили на другой, с проволокой из того же металла и той же длины, но имеющей вдвое меньшую площадь поперечного сечения, и пропустили через него вдвое меньший ток. Как изменятся при этом напряжение на резисторе и его сопротивление?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. Увеличится;
2. Уменьшится;
3. Не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решение. Важно помнить от каких величин зависит сопротивление проводника. Формула для расчета сопротивления имеет вид

закона Ома для участка цепи, из формулы (2), выразим напряжение

U = I R (3).

По условию задачи второй резистор изготовлен из проволоки того же материала, той же длины, но разной площади поперечного сечения. Площадь в два раза меньшая. Подставляя в (1) получим, что сопротивление увеличивается в 2 раза, а сила тока уменьшается в 2 раза, следовательно, напряжение не изменяется.

Ответ. 13.

Период колебаний математического маятника на поверхности Земли в 1, 2 раза больше периода его колебаний на некоторой планете. Чему равен модуль ускорения свободного падения на этой планете? Влияние атмосферы в обоих случаях пренебрежимо мало.

Решение. Математический маятник – это система, состоящая из нити, размеры которой много больше размеров шарика и самого шарика. Трудность может возникнуть если забыта формула Томсона для периода колебаний математического маятника.

T = 2π (1);

l – длина математического маятника; g – ускорение свободного падения.

По условию

Выразим из (3) g п = 14,4 м/с 2 . Надо отметить, что ускорение свободного падения зависит от массы планеты и радиуса

Ответ. 14,4 м/с 2 .

Прямолинейный проводник длиной 1 м, по которому течет ток 3 А, расположен в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,4 Тл под углом 30° к вектору . Каков модуль силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля?

Решение. Если в магнитное поле, поместить проводник с током, то поле на проводник с током будет действовать с силой Ампера. Запишем формулу модуля силы Ампера

F А = I LB sinα ;

F А = 0,6 Н

Ответ. F А = 0,6 Н.

Энергия магнитного поля, запасенная в катушке при пропускании через нее постоянного тока, равна 120 Дж. Во сколько раз нужно увеличить силу тока, протекающего через обмотку катушки, для того, чтобы запасенная в ней энергия магнитного поля увеличилась на 5760 Дж.

Решение. Энергия магнитного поля катушки рассчитывается по формуле

W м =	LI 2	(1);
	2

По условию W 1 = 120 Дж, тогда W 2 = 120 + 5760 = 5880 Дж.

I 1 2 =	2W 1	; I 2 2 =	2W 2	;
	L		L

Тогда отношение токов

I 2 2	= 49;	I 2	= 7
I 1 2		I 1

Ответ. Силу тока нужно увеличить в 7 раз. В бланк ответов Вы вносите только цифру 7.

Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединенных, как показано на рисунке. (Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано на верхней части рисунка). Какая из лампочек загорится, если к витку приближать северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали при объяснении.

Решение. Линии магнитной индукции выходят из северного полюса магнита и расходятся. При приближении магнита магнитный поток через виток провода увеличивается. В соответствии с правило Ленца магнитное поле, создаваемое индукционным током витка, должно быть направлено вправо. По правилу буравчика ток должен идти по часовой стрелке (если смотреть слева). В этом направлении пропускает диод, стоящий в цепи второй лампы. Значит, загорится вторая лампа.

Ответ. Загорится вторая лампа.

Алюминиевая спица длиной L = 25 см и площадью поперечного сечения S = 0,1 см 2 подвешена на нити за верхний конец. Нижний конец опирается на горизонтальное дно сосуда, в который налита вода. Длина погруженной в воду части спицы l = 10 см. Найти силу F , с которой спица давит на дно сосуда, если известно, что нить расположена вертикально. Плотность алюминия ρ а = 2,7 г/см 3 , плотность воды ρ в = 1,0 г/см 3 . Ускорение свободного падения g = 10 м/с 2

Решение. Выполним поясняющий рисунок.

– Сила натяжения нити;

– Сила реакции дна сосуда;

a – архимедова сила, действующая только на погруженную часть тела, и приложенная к центру погруженной части спицы;

– сила тяжести, действующая на спицу со стороны Земли и приложена к центу всей спицы.

По определению масса спицы m и модуль архимедовой силы выражаются следующим образом: m = SL ρ a (1);

F a = Sl ρ в g (2)

Рассмотрим моменты сил относительно точки подвеса спицы.

М (Т ) = 0 – момент силы натяжения; (3)

М (N) = NL cosα – момент силы реакции опоры; (4)

С учетом знаков моментов запишем уравнение

NL cosα + Sl ρ в g (L –	l	) cosα = SL ρ a g	L	cosα (7)
	2		2

учитывая, что по третьему закону Ньютона сила реакции дна сосуда равна силе F д с которой спица давит на дно сосуда запишем N = F д и из уравнения (7) выразим эту силу:

F д = [	1	L ρ a – (1 –	l	)l ρ в ]Sg (8).
	2		2L

Подставим числовые данные и получим, что

F д = 0,025 Н.

Ответ. F д = 0,025 Н.

Баллон, содержащий m 1 = 1 кг азота, при испытании на прочность взорвался при температуре t 1 = 327°С. Какую массу водорода m 2 можно было бы хранить в таком баллоне при температуре t 2 = 27°С, имея пятикратный запас прочности? Молярная масса азота M 1 = 28 г/моль, водорода M 2 = 2 г/моль.

Решение. Запишем уравнение состояния идеального газа Менделеева – Клапейрона для азота

где V – объем баллона, T 1 = t 1 + 273°C. По условию водород можно хранить при давлении p 2 = p 1 /5; (3) Учитывая, что

можем выразить массу водорода работая сразу с уравнениями (2), (3), (4). Конечная формула имеет вид:

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

После подстановки числовых данных m 2 = 28 г.

Ответ. m 2 = 28 г.

В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности I m = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе U m = 2,0 В. В момент времени t напряжение на конденсаторе равно 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент.

Решение. В идеальном колебательном контуре сохраняется энергия колебаний. Для момента времени t закон сохранения энергий имеет вид

C	U 2	+ L	I 2	= L	I m 2	(1)
	2		2		2

Для амплитудных (максимальных) значений запишем

а из уравнения (2) выразим

C	=	I m 2	(4).
L		U m 2

Подставим (4) в (3). В результате получим:

I = I m (5)

Таким образом, сила тока в катушке в момент времени t равна

I = 4,0 мА.

Ответ. I = 4,0 мА.

На дне водоема глубиной 2 м лежит зеркало. Луч света, пройдя через воду, отражается от зеркала и выходит из воды. Показатель преломления воды равен 1,33. Найдите расстояние между точкой входа луча в воду и точкой выхода луча из воды, если угол падения луча равен 30°

Решение. Сделаем поясняющий рисунок

α – угол падения луча;

β – угол преломления луча в воде;

АС – расстояние между точкой входа луча в воду и точкой выхода луча из воды.

По закону преломления света

sinβ =	sinα	(3)
	n 2

Рассмотрим прямоугольный ΔАDВ. В нем АD = h , тогда DВ = АD

tgβ = h tgβ = h	sinα	= h	sinβ	= h	sinα	(4)
	cosβ

Получаем следующее выражение:

АС = 2 DВ = 2h	sinα	(5)

Подставим числовые значения в полученную формулу (5)

Ответ. 1,63 м.

В рамках подготовки к ЕГЭ предлагаем вам ознакомиться с рабочей программой по физике для 7–9 класса к линии УМК Перышкина А. В. и рабочей программой углубленного уровня для 10-11 классов к УМК Мякишева Г.Я. Программы доступны для просмотра и бесплатного скачивания всем зарегистрированным пользователям.