L'articolo presenta un'analisi dei compiti della seconda parte dell'esame di fisica ai numeri 25-27. C'è anche un video tutorial di un tutor di fisica con spiegazioni dettagliate e comprensibili per ciascuna delle attività. Se hai appena iniziato la tua preparazione per l'esame di fisica, questo articolo potrebbe esserti molto, molto utile.

Iniziamo definendo l'accelerazione alla quale si muove l'ascensore. Si muove da uno stato di quiete, quindi vale la formula:, dove S- passato lasciare, un- accelerazione dell'ascensore, T- tempo di movimento. Da qui otteniamo: m/s 2.

Descriviamo le forze che agiscono su questo carico. La forza di gravità è diretta verticalmente verso il basso e la forza di elasticità della molla (forza di Hooke) è diretta verticalmente verso l'alto, dove K- rigidità della molla, X- estensione molla:

Dopo lo smorzamento delle oscillazioni del carico sulla molla, causato dall'inizio del movimento dell'ascensore, il carico si abbasserà rispetto al suolo in sincronia con l'ascensore con accelerazione. Per questa situazione, in proiezione sull'asse verticale OY codirezionale con l'accelerazione, dalla seconda legge di Newton si ottiene:

I calcoli danno kg.

Troviamo prima cosa è uguale a P 2. Per questo usiamo il fatto che la dipendenza P a partire dal V nel processo specificato è direttamente proporzionale a:, da dove otteniamo kPa.

È noto dal corso scolastico di termodinamica che il lavoro di un gas è numericamente uguale all'area sotto il grafico del processo del gas in coordinate ( P;V). Questo lavoro è positivo se il gas si è espanso e negativo altrimenti. Di conseguenza, in questo processo, il lavoro del gas è positivo ed è numericamente uguale all'area del trapezio 12 V 2 V 1 (in figura è evidenziato in giallo):

L'area del trapezio è uguale al prodotto della semisomma delle basi e dell'altezza. Cioè, otteniamo in questo caso:

I calcoli danno significato:

Nei nostri calcoli, abbiamo usato che 1 litro è uguale a 10 -3 m 3.

L'energia del fotone è correlata alla lunghezza d'onda dalla nota relazione:, dove h- Costante di Planck, C- la velocità della luce nel vuoto, λ - la lunghezza dell'onda luminosa nel vuoto. Ciò significa che se l'energia del fotone cercata nel primo caso fosse uguale a E, quindi quando la lunghezza d'onda della radiazione incidente è dimezzata, l'energia del fotone diventa pari a 2 E... Scriviamo le equazioni di Einstein per l'effetto fotoelettrico in entrambi i casi:

Qui E K1 e E K2 sono le energie cinetiche massime dei fotoelettroni rispettivamente nel primo e nel secondo caso, UN- funzione lavoro degli elettroni dal metallo. Quindi, sottraendo la prima equazione dalla seconda per termine, otteniamo eV.

L'analisi dei problemi è presentata da Sergey Valerievich

Preparazione per l'esame e l'esame

Istruzione secondaria generale

Linea UMK A. V. Grachev. Fisica (10-11) (base, approfondimento)

Linea UMK A.V. Grachev. Fisica (7-9)

Linea UMK A.V. Peryshkin. Fisica (7-9)

Preparazione all'esame di fisica: esempi, soluzioni, spiegazioni

Lebedeva Alevtina Sergeevna, insegnante di fisica, esperienza lavorativa 27 anni. Certificato d'onore del Ministero della Pubblica Istruzione della regione di Mosca (2013), Lettera di gratitudine del capo del distretto municipale della Resurrezione (2015), Certificato d'onore del presidente dell'Associazione degli insegnanti di matematica e fisica della regione di Mosca (2015).

Il lavoro presenta compiti di diversi livelli di difficoltà: base, avanzato e alto. I compiti di livello base sono compiti semplici che mettono alla prova la padronanza dei concetti fisici, modelli, fenomeni e leggi più importanti. I compiti di livello avanzato mirano a testare la capacità di utilizzare i concetti e le leggi della fisica per analizzare vari processi e fenomeni, nonché la capacità di risolvere problemi sull'applicazione di una o due leggi (formule) per uno qualsiasi degli argomenti del corso di fisica della scuola. Nel lavoro 4, i compiti della parte 2 sono compiti di alto livello di complessità e testano la capacità di usare le leggi e le teorie della fisica in una situazione cambiata o nuova. L'adempimento di tali compiti richiede l'applicazione delle conoscenze di due tre sezioni della fisica contemporaneamente, ad es. alto livello di formazione. Questa opzione è pienamente coerente con la versione demo di USE nel 2017, le attività sono prese dalla banca aperta di attività USE.

La figura mostra un grafico della dipendenza del modulo velocità dal tempo T... Determinare il percorso percorso dall'auto nell'intervallo di tempo da 0 a 30 s.

Soluzione. Il percorso percorso da un'auto nell'intervallo di tempo da 0 a 30 s è più facile da definire come l'area di un trapezio, le cui basi sono gli intervalli di tempo (30 - 0) = 30 s e (30 - 10) = 20 s, e l'altezza è la velocità v= 10 m/s, cioè

Risposta. 250 mt.

Un carico del peso di 100 kg viene sollevato verticalmente verso l'alto mediante una fune. La figura mostra la dipendenza della proiezione della velocità V carico sull'asse ascendente di volta in volta T... Determinare il modulo della tensione del cavo durante la salita.

Soluzione. Secondo il grafico della dipendenza della proiezione della velocità v carico su un asse diretto verticalmente verso l'alto, dal tempo T, è possibile determinare la proiezione dell'accelerazione del carico

Il carico è influenzato da: la forza di gravità diretta verticalmente verso il basso e la forza di trazione della fune diretta verticalmente verso l'alto lungo la fune, vedi fig. 2. Scriviamo l'equazione di base della dinamica. Usiamo la seconda legge di Newton. La somma geometrica delle forze agenti su un corpo è uguale al prodotto della massa del corpo per l'accelerazione ad esso impartita.

+ = (1)

Scriviamo l'equazione per la proiezione dei vettori nel sistema di riferimento connesso con la terra, l'asse OY è diretto verso l'alto. La proiezione della forza di trazione è positiva, poiché la direzione della forza coincide con la direzione dell'asse OY, la proiezione della gravità è negativa, poiché il vettore della forza è opposto all'asse OY, la proiezione del vettore di accelerazione è anche positivo, quindi il corpo si muove con accelerazione verso l'alto. Abbiamo

T – mg = ma (2);

dalla formula (2) modulo della forza di trazione

T = m(G + un) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.

Risposta... 1200 n.

Il corpo viene trascinato lungo una superficie orizzontale ruvida a velocità costante, il cui modulo è 1,5 m / s, applicando una forza su di esso, come mostrato in figura (1). In questo caso il modulo della forza di attrito radente agente sul corpo è 16 N. Qual è la potenza sviluppata dalla forza F?

Soluzione. Immagina un processo fisico specificato nella dichiarazione del problema e fai un disegno schematico che indichi tutte le forze che agiscono sul corpo (Fig. 2). Scriviamo l'equazione di base della dinamica.

Tr + + = (1)

Avendo scelto un sistema di riferimento associato ad una superficie fissa, scriviamo le equazioni per la proiezione dei vettori sugli assi coordinati selezionati. A seconda della condizione del problema, il corpo si muove in modo uniforme, poiché la sua velocità è costante e pari a 1,5 m / s. Ciò significa che l'accelerazione del corpo è zero. Sul corpo agiscono orizzontalmente due forze: la forza di attrito radente tr. e la forza con cui il corpo viene trascinato. La proiezione della forza di attrito è negativa, poiché il vettore della forza non coincide con la direzione dell'asse NS... Proiezione della forza F positivo. Ti ricordiamo che per trovare la proiezione, lasciamo cadere la perpendicolare dall'inizio e dalla fine del vettore all'asse selezionato. Con questo in mente, abbiamo: F così - F tr = 0; (1) esprimere la proiezione della forza F, questo è F cosα = F tr = 16 N; (2) allora la potenza sviluppata dalla forza sarà uguale a n = F così V(3) Facciamo una sostituzione, tenendo conto dell'equazione (2), e sostituiamo i dati corrispondenti nell'equazione (3):

n= 16 N 1,5 m/s = 24 W.

Risposta. 24 watt

Il carico, fissato su una molla leggera con una rigidità di 200 N/m, produce vibrazioni verticali. La figura mostra un grafico della dipendenza dello spostamento X carico di tanto in tanto T... Determina qual è il peso del carico. Arrotonda la tua risposta al numero intero più vicino.

Soluzione. Un peso caricato a molla vibra verticalmente. Secondo il grafico della dipendenza dello spostamento del carico NS dal momento T, definiamo il periodo di fluttuazione del carico. Il periodo di oscillazione è T= 4 secondi; dalla formula T= 2π esprimere la massa m carico.

Risposta: 81 chilogrammi.

La figura mostra un sistema di due blocchi leggeri e un cavo senza peso, con cui è possibile bilanciare o sollevare un carico del peso di 10 kg. L'attrito è trascurabile. Sulla base dell'analisi della figura sopra, selezionare Due affermazioni corrette e indicare i loro numeri nella risposta.

1. Per mantenere il carico in equilibrio è necessario agire sull'estremità della fune con una forza di 100 N.
2. Il sistema a blocchi mostrato in figura non fornisce un guadagno di potenza.
3. h, è necessario allungare un tratto di corda con una lunghezza di 3 h.
4. Per sollevare lentamente il carico ad un'altezza hh.

Soluzione. In questo compito è necessario richiamare meccanismi semplici, ovvero i blocchi: un blocco mobile e fisso. Il blocco mobile raddoppia in forza, con la fune che si allunga il doppio e il blocco fisso utilizzato per reindirizzare la forza. In funzione, semplici meccanismi di vincita non danno. Dopo aver analizzato il problema, selezioniamo immediatamente le dichiarazioni necessarie:

1. Per sollevare lentamente il carico ad un'altezza h, è necessario estrarre un tratto di corda con una lunghezza di 2 h.
2. Per mantenere il carico in equilibrio è necessario agire sull'estremità della fune con una forza di 50 N.

Risposta. 45.

Un peso di alluminio, fissato su un filo senza peso e inestensibile, è completamente immerso in un recipiente con acqua. Il peso non tocca le pareti e il fondo della nave. Quindi un peso di ferro viene immerso nello stesso recipiente con acqua, la cui massa è uguale alla massa del peso di alluminio. Come cambieranno di conseguenza il modulo della forza di trazione del filo e il modulo della forza di gravità che agisce sul carico?

1. aumenta;
2. Diminuisce;
3. Non cambia.

Soluzione. Analizziamo la condizione del problema e selezioniamo quei parametri che non cambiano durante lo studio: questi sono la massa corporea e il liquido in cui il corpo è immerso sui fili. Successivamente, è meglio eseguire un disegno schematico e indicare le forze che agiscono sul carico: la forza di tensione del filo F controllo diretto verso l'alto lungo il filo; la forza di gravità diretta verticalmente verso il basso; forza di Archimede un agendo sul corpo sommerso dal lato del liquido e diretto verso l'alto. A seconda della condizione del problema, la massa dei carichi è la stessa, quindi il modulo della forza di gravità che agisce sul carico non cambia. Poiché la densità del carico è diversa, anche il volume sarà diverso.

La densità del ferro è 7800 kg / m 3 e la densità dell'alluminio è 2700 kg / m 3. Quindi, V F< V a... Il corpo è in equilibrio, la risultante di tutte le forze che agiscono sul corpo è zero. Dirigiamo verso l'alto l'asse delle coordinate OY. L'equazione di base della dinamica, tenendo conto della proiezione delle forze, è scritta nella forma F controllo + Fa – mg= 0; (1) Esprimere la forza di trazione F controllo = mg – Fa(2); La forza di Archimede dipende dalla densità del liquido e dal volume della parte sommersa del corpo Fa = ρ gV p.h.t. (3); La densità del liquido non cambia e il volume del corpo di ferro è inferiore V F< V a, quindi, la forza di Archimede che agisce sul carico di ferro sarà minore. Traiamo una conclusione sul modulo della forza di tensione del filo, lavorando con l'equazione (2), aumenterà.

Risposta. 13.

Peso del blocco m scivola da un piano inclinato grezzo fisso con un angolo α alla base. Il modulo di accelerazione del blocco è un, il modulo di velocità della barra aumenta. La resistenza dell'aria è trascurabile.

Stabilire una corrispondenza tra grandezze fisiche e formule con cui calcolarle. Per ogni posizione della prima colonna, selezionare la posizione corrispondente dalla seconda colonna e annotare i numeri selezionati nella tabella sotto le lettere corrispondenti.

B) Coefficiente di attrito della barra su un piano inclinato

3) mg così

Soluzione. Questo compito richiede l'applicazione delle leggi di Newton. Si consiglia di fare un disegno schematico; indicare tutte le caratteristiche cinematiche del movimento. Se possibile, rappresenta il vettore di accelerazione ei vettori di tutte le forze applicate al corpo in movimento; ricorda che le forze che agiscono sul corpo sono il risultato dell'interazione con altri corpi. Quindi scrivi l'equazione di base della dinamica. Selezionare un sistema di riferimento e annotare l'equazione risultante per la proiezione dei vettori delle forze e delle accelerazioni;

Seguendo l'algoritmo proposto, faremo un disegno schematico (Fig. 1). La figura mostra le forze applicate al baricentro della barra e gli assi coordinati del sistema di riferimento associato alla superficie del piano inclinato. Poiché tutte le forze sono costanti, il movimento della barra sarà ugualmente variabile all'aumentare della velocità, ad es. il vettore di accelerazione è diretto verso il movimento. Scegliamo la direzione degli assi come mostrato in figura. Annotiamo le proiezioni delle forze sugli assi selezionati.

Scriviamo l'equazione di base della dinamica:

Tr + = (1)

Scriviamo questa equazione (1) per la proiezione delle forze e dell'accelerazione.

Sull'asse OY: la proiezione della forza di reazione del supporto è positiva, poiché il vettore coincide con la direzione dell'asse OY N y = n; la proiezione della forza di attrito è nulla poiché il vettore è perpendicolare all'asse; la proiezione della gravità sarà negativa e uguale mg y= – mg cosα; proiezione del vettore di accelerazione Ay= 0, poiché il vettore di accelerazione è perpendicolare all'asse. Abbiamo n – mg cosα = 0 (2) dall'equazione esprimiamo la forza di reazione agente sulla barra, dal lato del piano inclinato. n = mg cosa (3). Scriviamo le proiezioni sull'asse OX.

Sull'asse OX: proiezione della forza n uguale a zero, poiché il vettore è perpendicolare all'asse OX; La proiezione della forza di attrito è negativa (il vettore è diretto nella direzione opposta rispetto all'asse selezionato); la proiezione della gravità è positiva e uguale a mg x = mg sinα (4) da un triangolo rettangolo. Proiezione di accelerazione positiva ascia = un; Quindi scriviamo l'equazione (1) tenendo conto della proiezione mg sinα - F tr = ma (5); F tr = m(G sinα - un) (6); Ricorda che la forza di attrito è proporzionale alla normale forza di pressione n.

A-priorità F tr = μ n(7), esprimiamo il coefficiente di attrito della barra sul piano inclinato.

Selezioniamo le posizioni appropriate per ogni lettera.

Risposta. A - 3; B-2.

Compito 8. L'ossigeno si trova in un recipiente con un volume di 33,2 litri. Pressione del gas 150 kPa, la sua temperatura 127 ° C. Determinare la massa di gas in questa nave. Esprimi la tua risposta in grammi e arrotondala al numero intero più vicino.

Soluzione.È importante prestare attenzione alla conversione delle unità nel sistema SI. Convertiamo la temperatura in Kelvin T = T° + 273, volume V= 33,2 l = 33,2 · 10 -3 m 3; Traduciamo la pressione P= 150 kPa = 150.000 Pa. Utilizzando l'equazione di stato dei gas ideali

esprimere la massa del gas.

Assicurati di prestare attenzione all'unità in cui ti viene chiesto di scrivere la risposta. È molto importante.

Risposta. 48 g

Compito 9. Un gas monoatomico ideale nella quantità di 0,025 mol espanso adiabaticamente. Allo stesso tempo, la sua temperatura è scesa da + 103 ° С a + 23 ° С. Che tipo di lavoro ha fatto il gas? Esprimi la tua risposta in Joule e arrotonda al numero intero più vicino.

Soluzione. Primo, il gas è un numero monoatomico di gradi di libertà io= 3, in secondo luogo, il gas si espande adiabaticamente - questo significa senza scambio di calore Q= 0. Il gas funziona diminuendo l'energia interna. Tenendo conto di ciò, scriviamo la prima legge della termodinamica nella forma 0 = ∆ tu + UN G; (1) esprimere il lavoro del gas UN r = –∆ tu(2); La variazione dell'energia interna per un gas monoatomico può essere scritta come

Risposta. 25 J.

L'umidità relativa di una porzione di aria a una certa temperatura è del 10%. Quante volte si deve cambiare la pressione di questa porzione d'aria affinché la sua umidità relativa aumenti del 25% a temperatura costante?

Soluzione. Le domande relative al vapore saturo e all'umidità dell'aria sono spesso difficili per gli scolari. Usiamo la formula per calcolare l'umidità relativa dell'aria

A seconda delle condizioni del problema, la temperatura non cambia, il che significa che la pressione del vapore saturo rimane la stessa. Scriviamo la formula (1) per due stati d'aria.

1 = 10%; 2 = 35%

Esprimiamo la pressione dell'aria dalle formule (2), (3) e troviamo il rapporto di pressione.

Risposta. La pressione dovrebbe essere aumentata di 3,5 volte.

La sostanza calda allo stato liquido è stata raffreddata lentamente in un forno fusorio a potenza costante. La tabella mostra i risultati delle misurazioni della temperatura di una sostanza nel tempo.

Scegli dall'elenco fornito Due dichiarazioni che corrispondono ai risultati delle misurazioni effettuate e ne indicano i numeri.

1. Il punto di fusione della sostanza in queste condizioni è di 232°C.
2. In 20 minuti. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido.
3. La capacità termica di una sostanza allo stato liquido e solido è la stessa.
4. Dopo 30 minuti. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido.
5. Il processo di cristallizzazione della sostanza ha richiesto più di 25 minuti.

Soluzione. Quando la sostanza si è raffreddata, la sua energia interna è diminuita. I risultati della misurazione della temperatura consentono di determinare la temperatura alla quale la sostanza inizia a cristallizzare. Finché una sostanza passa dallo stato liquido allo stato solido, la temperatura non cambia. Sapendo che il punto di fusione e la temperatura di cristallizzazione sono gli stessi, scegliamo l'affermazione:

1. Il punto di fusione della sostanza in queste condizioni è 232 ° .

La seconda affermazione vera è:

4. Dopo 30 minuti. dopo l'inizio delle misurazioni, la sostanza era solo allo stato solido. Poiché la temperatura in questo momento è già al di sotto della temperatura di cristallizzazione.

Risposta. 14.

In un sistema isolato, il corpo A ha una temperatura di + 40 ° C e il corpo B ha una temperatura di + 65 ° C. Questi corpi vengono portati in contatto termico tra loro. Dopo un po' è arrivato l'equilibrio termico. Come sono cambiate di conseguenza la temperatura corporea B e l'energia interna totale del corpo A e B?

Per ogni valore, determinare il modello di modifica corrispondente:

1. È aumentato;
2. Diminuito;
3. Non è cambiato.

Annota i numeri selezionati per ogni grandezza fisica nella tabella. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Se in un sistema isolato di corpi non ci sono trasformazioni energetiche ad eccezione dello scambio di calore, allora la quantità di calore ceduta dai corpi, la cui energia interna diminuisce, è uguale alla quantità di calore ricevuta dai corpi, la cui energia interna aumenta. (Secondo la legge di conservazione dell'energia.) In questo caso, l'energia interna totale del sistema non cambia. Problemi di questo tipo vengono risolti in base all'equazione del bilancio termico.

dove tu- variazione di energia interna.

Nel nostro caso, a causa dello scambio termico, l'energia interna del corpo B diminuisce, il che significa che la temperatura di questo corpo diminuisce. L'energia interna del corpo A aumenta, poiché il corpo ha ricevuto la quantità di calore dal corpo B, la sua temperatura aumenterà. L'energia interna totale dei corpi A e B non cambia.

Risposta. 23.

Protone P, volato nello spazio tra i poli dell'elettromagnete, ha una velocità perpendicolare al vettore di induzione magnetica, come mostrato in figura. Dov'è la forza di Lorentz che agisce sul protone diretta rispetto alla figura (in alto, verso l'osservatore, dall'osservatore, in basso, a sinistra, a destra)

Soluzione. Il campo magnetico agisce su una particella carica con la forza di Lorentz. Per determinare la direzione di questa forza, è importante ricordare la regola mnemonica della mano sinistra, per non dimenticare di prendere in considerazione la carica della particella. Dirigiamo quattro dita della mano sinistra lungo il vettore velocità, per una particella carica positivamente, il vettore dovrebbe entrare nel palmo perpendicolarmente, il pollice impostato a 90 ° mostra la direzione della forza di Lorentz che agisce sulla particella. Di conseguenza, abbiamo che il vettore della forza di Lorentz è diretto lontano dall'osservatore rispetto alla figura.

Risposta. dall'osservatore.

Il modulo dell'intensità del campo elettrico in un condensatore ad aria piatta da 50 μF è di 200 V / m. La distanza tra le armature del condensatore è di 2 mm. Qual è la carica di un condensatore? Scrivi la risposta in μC.

Soluzione. Convertiamo tutte le unità di misura nel sistema SI. Capacità C = 50 μF = 50 · 10 -6 F, distanza tra le piastre D= 2 · 10 –3 M. Il problema parla di un condensatore ad aria piatta - un dispositivo per accumulare carica elettrica ed energia del campo elettrico. Dalla formula per la capacità elettrica

dove DÈ la distanza tra le piastre.

Esprimi la tensione tu= E D(4); Sostituisci (4) in (2) e calcola la carica del condensatore.

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

Attiriamo la tua attenzione sulle unità in cui devi scrivere la risposta. L'abbiamo ottenuto in ciondoli, ma lo rappresentiamo in μC.

Risposta. 20 μC.

Lo studente ha condotto un esperimento sulla rifrazione della luce, presentato nella fotografia. Come cambia l'angolo di rifrazione della luce che si propaga nel vetro e l'indice di rifrazione del vetro con l'aumentare dell'angolo di incidenza?

1. Sta aumentando
2. Diminuisce
3. Non cambia
4. Annota i numeri selezionati per ogni risposta nella tabella. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. In compiti di questo tipo, ricordiamo cos'è la rifrazione. Questo è un cambiamento nella direzione di propagazione di un'onda quando passa da un mezzo all'altro. È causato dal fatto che le velocità di propagazione delle onde in questi mezzi sono diverse. Avendo capito da quale mezzo a cui si propaga la luce, scriviamo la legge della rifrazione nella forma

dove n 2 - l'indice di rifrazione assoluto del vetro, il mezzo dove va la luce; n 1 è l'indice di rifrazione assoluto del primo mezzo da cui proviene la luce. Per l'aria n 1 = 1. α è l'angolo di incidenza del fascio sulla superficie del semicilindro di vetro, è l'angolo di rifrazione del fascio nel vetro. Inoltre, l'angolo di rifrazione sarà inferiore all'angolo di incidenza, poiché il vetro è un mezzo otticamente più denso, un mezzo con un alto indice di rifrazione. La velocità di propagazione della luce nel vetro è più lenta. Si prega di notare che misuriamo gli angoli dalla perpendicolare ripristinata nel punto di incidenza del raggio. Se aumenti l'angolo di incidenza, aumenterà anche l'angolo di rifrazione. L'indice di rifrazione del vetro non cambierà da questo.

Risposta.

Ponticello di rame in un punto nel tempo T 0 = 0 inizia a muoversi alla velocità di 2 m/s lungo binari conduttivi orizzontali paralleli, alle cui estremità è collegata una resistenza da 10 Ohm. L'intero sistema si trova in un campo magnetico uniforme verticale. La resistenza dell'architrave e delle rotaie è trascurabile, l'architrave è sempre perpendicolare alle rotaie. Il flusso del vettore di induzione magnetica attraverso il circuito formato da un ponticello, binari e un resistore cambia nel tempo T come mostrato nel grafico.

Usando il grafico, seleziona due affermazioni corrette e includi i loro numeri nella risposta.

1. Quando T= 0,1 s, la variazione del flusso magnetico attraverso il circuito è pari a 1 mVb.
2. Corrente di induzione nel ponticello nell'intervallo da T= 0,1 s T= 0,3 s max.
3. Il modulo EMF dell'induzione che si verifica nel circuito è di 10 mV.
4. La forza della corrente di induzione che scorre nel ponticello è 64 mA.
5. Per mantenere il movimento della paratia, viene applicata una forza, la cui proiezione sulla direzione delle rotaie è di 0,2 N.

Soluzione. Secondo il grafico della dipendenza del flusso del vettore di induzione magnetica attraverso il circuito in tempo, determiniamo le sezioni in cui cambia il flusso e dove la variazione di flusso è zero. Questo ci consentirà di determinare gli intervalli di tempo in cui si verificherà la corrente di induzione nel circuito. Dichiarazione corretta:

1) Per il tempo T= 0,1 s la variazione del flusso magnetico attraverso il circuito è pari a 1 mWb ∆F = (1 - 0) · 10 –3 Wb; Il modulo di induzione EMF che si verifica nel circuito è determinato utilizzando la legge EMR

Risposta. 13.

Secondo il grafico della dipendenza dell'intensità della corrente dal tempo in un circuito elettrico, la cui induttanza è 1 mH, determinare il modulo EMF di autoinduzione nell'intervallo di tempo da 5 a 10 s. Scrivi la risposta in μV.

Soluzione. Traduciamo tutte le quantità nel sistema SI, cioè l'induttanza di 1 mH viene convertita in H, otteniamo 10 –3 H. Anche la corrente mostrata in figura in mA verrà convertita in A moltiplicando per 10 –3.

La formula EMF di autoinduzione ha la forma

in questo caso, l'intervallo di tempo è dato in base alla condizione del problema

∆T= 10 s - 5 s = 5 s

secondi e in base al grafico determiniamo l'intervallo di variazione corrente durante questo tempo:

∆io= 30 · 10 –3 - 20 · 10 –3 = 10 · 10 –3 = 10 –2 A.

Sostituendo i valori numerici nella formula (2), otteniamo

| Ɛ | = 2 · 10 –6 V, o 2 µV.

Risposta. 2.

Due piastre piane parallele trasparenti sono premute l'una contro l'altra. Un raggio di luce cade dall'aria sulla superficie della prima lastra (vedi figura). È noto che l'indice di rifrazione della lamina superiore è n 2 = 1,77. Stabilire una corrispondenza tra grandezze fisiche e loro valori. Per ogni posizione della prima colonna, selezionare la posizione corrispondente dalla seconda colonna e annotare i numeri selezionati nella tabella sotto le lettere corrispondenti.

Soluzione. Per risolvere problemi sulla rifrazione della luce all'interfaccia tra due mezzi, in particolare problemi sulla trasmissione della luce attraverso piastre piano parallele, si consiglia il seguente ordine di soluzione: fare un disegno indicando il percorso dei raggi che passano da uno mezzo a un altro; nel punto di incidenza del raggio all'interfaccia tra i due mezzi, tracciare una normale alla superficie, segnare gli angoli di incidenza e di rifrazione. Prestare particolare attenzione alla densità ottica del mezzo in esame e ricordare che quando un raggio di luce passa da un mezzo otticamente meno denso a un mezzo otticamente più denso, l'angolo di rifrazione sarà inferiore all'angolo di incidenza. La figura mostra l'angolo tra il raggio incidente e la superficie, ma abbiamo bisogno dell'angolo di incidenza. Ricorda che gli angoli sono determinati dalla perpendicolare ripristinata nel punto di incidenza. Si determina che l'angolo di incidenza del raggio sulla superficie è di 90° - 40° = 50°, l'indice di rifrazione n 2 = 1,77; n 1 = 1 (aria).

Scriviamo la legge della rifrazione

Costruiamo un percorso approssimativo del raggio attraverso le piastre. Usiamo la formula (1) per i confini 2-3 e 3-1. Nella risposta otteniamo

A) Il seno dell'angolo di incidenza del raggio sul confine 2-3 tra le piastre è 2) ≈ 0,433;

B) L'angolo di rifrazione del raggio quando attraversa il confine 3–1 (in radianti) è 4) ≈ 0,873.

Risposta. 24.

Determina quante particelle α e quanti protoni si ottengono a seguito di una reazione di fusione termonucleare

+ → X+ sì;

Soluzione. In tutte le reazioni nucleari si osservano le leggi di conservazione della carica elettrica e il numero di nucleoni. Indichiamo con x - il numero di particelle alfa, y - il numero di protoni. Facciamo le equazioni

+ → x + y;

risolvendo il sistema si ha che X = 1; sì = 2

Risposta. 1 - α -particella; 2 - protone.

Il modulo della quantità di moto del primo fotone è 1,32 · 10 –28 kg · m/s, ovvero 9,48 · 10 –28 kg · m/s inferiore al modulo della quantità di moto del secondo fotone. Trova il rapporto energetico E 2 / E 1 del secondo e del primo fotone. Arrotonda la tua risposta ai decimi.

Soluzione. La quantità di moto del secondo fotone è maggiore della quantità di moto del primo fotone dalla condizione, significa che possiamo rappresentare P 2 = P 1 + P(1). L'energia di un fotone può essere espressa in termini di quantità di moto di un fotone usando le seguenti equazioni. esso E = mc 2 (1) e P = mc(2) allora

E = pc (3),

dove E- energia dei fotoni, P- momento del fotone, m - massa del fotone, C= 3 · 10 8 m / s - la velocità della luce. Tenendo conto della formula (3), abbiamo:

Arrotonda la risposta ai decimi e ottieni 8.2.

Risposta. 8,2.

Il nucleo atomico ha subito un decadimento radioattivo del positrone. Come sono cambiati di conseguenza la carica elettrica del nucleo e il numero di neutroni in esso contenuti?

Per ogni valore, determinare il modello di modifica corrispondente:

1. È aumentato;
2. Diminuito;
3. Non è cambiato.

Annota i numeri selezionati per ogni grandezza fisica nella tabella. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione. Positrone - il decadimento in un nucleo atomico avviene durante la trasformazione di un protone in un neutrone con l'emissione di un positrone. Di conseguenza, il numero di neutroni nel nucleo aumenta di uno, la carica elettrica diminuisce di uno e il numero di massa del nucleo rimane invariato. Pertanto, la reazione di trasformazione dell'elemento è la seguente:

Risposta. 21.

In laboratorio sono stati eseguiti cinque esperimenti per osservare la diffrazione utilizzando vari reticoli di diffrazione. Ciascuno dei reticoli è stato illuminato con fasci paralleli di luce monocromatica con una specifica lunghezza d'onda. In tutti i casi, la luce era incidente perpendicolarmente alla grata. In due di questi esperimenti è stato osservato lo stesso numero di massimi di diffrazione principali. Indicare prima il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con periodo più breve, quindi il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con periodo più lungo.

Soluzione. La diffrazione della luce è il fenomeno di un raggio di luce nell'area di un'ombra geometrica. La diffrazione può essere osservata quando sul percorso dell'onda luminosa ci sono aree opache o fori in ostacoli grandi e opachi e le dimensioni di queste aree o fori sono commisurate alla lunghezza d'onda. Uno dei dispositivi di diffrazione più importanti è un reticolo di diffrazione. Le direzioni angolari ai massimi del modello di diffrazione sono determinate dall'equazione

D sinφ = K(1),

dove Dè il periodo del reticolo di diffrazione, è l'angolo tra la normale al reticolo e la direzione a uno dei massimi del reticolo di diffrazione, è la lunghezza d'onda della luce, K- un numero intero chiamato ordine del massimo di diffrazione. Esprimiamo dall'equazione (1)

Quando scegliamo le coppie in base alle condizioni sperimentali, selezioniamo prima 4 in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con un periodo più breve, quindi il numero dell'esperimento in cui è stato utilizzato un reticolo di diffrazione con un periodo lungo è 2.

Risposta. 42.

La corrente scorre attraverso il resistore a filo. Il resistore è stato sostituito con un altro, con un filo dello stesso metallo e della stessa lunghezza, ma con metà dell'area della sezione trasversale e metà della corrente è stata fatta passare attraverso di esso. Come cambierà la tensione attraverso il resistore e la sua resistenza?

Per ogni valore, determinare il modello di modifica corrispondente:

1. Crescerà;
2. Diminuirà;
3. Non cambierà.

Annota i numeri selezionati per ogni grandezza fisica nella tabella. I numeri nella risposta possono essere ripetuti.

Soluzione.È importante ricordare da quali valori dipende la resistenza del conduttore. La formula per calcolare la resistenza è

Legge di Ohm per una sezione del circuito, dalla formula (2), esprimiamo la tensione

tu = io R (3).

A seconda della condizione del problema, il secondo resistore è costituito da un filo dello stesso materiale, della stessa lunghezza, ma con una sezione trasversale diversa. L'area è grande la metà. Sostituendo in (1) otteniamo che la resistenza aumenta di 2 volte e la corrente diminuisce di 2 volte, quindi la tensione non cambia.

Risposta. 13.

Il periodo di oscillazione di un pendolo matematico sulla superficie della Terra è 1, 2 volte più lungo del periodo della sua oscillazione su un certo pianeta. Qual è il modulo di accelerazione di gravità su questo pianeta? L'influenza dell'atmosfera in entrambi i casi è trascurabile.

Soluzione. Un pendolo matematico è un sistema costituito da un filo, le cui dimensioni sono molto più grandi delle dimensioni della palla e della palla stessa. Possono sorgere difficoltà se si dimentica la formula di Thomson per il periodo di oscillazione di un pendolo matematico.

T= 2π (1);

io- la lunghezza del pendolo matematico; G- accelerazione di gravità.

per condizione

Esprimiamo da (3) G n = 14,4 m/s 2. Va notato che l'accelerazione di gravità dipende dalla massa del pianeta e dal raggio

Risposta. 14,4 m/s 2.

Un conduttore rettilineo lungo 1 m, attraverso il quale scorre una corrente di 3 A, si trova in un campo magnetico uniforme con induzione V= 0,4 T con un angolo di 30 ° rispetto al vettore. Qual è il modulo della forza che agisce sul conduttore dal lato del campo magnetico?

Soluzione. Se metti un conduttore con corrente in un campo magnetico, il campo sul conduttore con corrente agirà con la forza dell'Ampere. Scriviamo la formula per il modulo della forza Ampere

F A = io LB sinα;

F A = 0,6 N

Risposta. F A = 0,6 N.

L'energia del campo magnetico immagazzinata nella bobina quando viene attraversata da una corrente continua è pari a 120 J. Quante volte deve essere aumentata la corrente che scorre attraverso l'avvolgimento della bobina affinché l'energia del campo magnetico immagazzinata aumenti di 5760 J .

Soluzione. L'energia del campo magnetico della bobina è calcolata dalla formula

per condizione W 1 = 120 J, quindi W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

Allora il rapporto delle correnti

Risposta. La forza attuale deve essere aumentata di 7 volte. Nel modulo di risposta, inserisci solo il numero 7.

Il circuito elettrico è costituito da due lampadine, due diodi e una bobina di filo, collegati come mostrato. (Il diodo fa passare corrente solo in una direzione, come mostrato nella parte superiore della figura). Quale delle lampadine si accenderà se il polo nord del magnete viene avvicinato all'anello? Spiega la risposta indicando quali fenomeni e schemi hai usato nella spiegazione.

Soluzione. Le linee di induzione magnetica lasciano il polo nord del magnete e divergono. Quando il magnete si avvicina, il flusso magnetico attraverso la bobina di filo aumenta. Secondo la regola di Lenz, il campo magnetico creato dalla corrente di induzione della spira deve essere diretto verso destra. Secondo la regola del gimbal, la corrente dovrebbe fluire in senso orario (se vista da sinistra). Un diodo nel circuito della seconda lampada passa in questa direzione. Ciò significa che la seconda lampada si accenderà.

Risposta. La seconda spia si accende.

Lunghezza raggi in alluminio l= 25 cm e area della sezione trasversale S= 0,1 cm 2 sospeso su un filo all'estremità superiore. L'estremità inferiore poggia sul fondo orizzontale di un recipiente in cui viene versata l'acqua. Lunghezza del raggio sommerso io= 10 cm Trova la forza F, con cui l'ago preme sul fondo del recipiente, se è noto che il filo è verticale. La densità dell'alluminio a = 2,7 g / cm 3, la densità dell'acqua ρ b = 1,0 g / cm 3. Accelerazione di gravità G= 10 m/s 2

Soluzione. Facciamo un disegno esplicativo.

- Tensione del filo;

- Forza di reazione del fondo della nave;

a - Forza di Archimede agente solo sulla parte immersa del corpo, ed applicata al centro della parte immersa del raggio;

- la forza di gravità che agisce sul raggio dalla Terra e si applica al centro dell'intero raggio.

Per definizione, il peso del raggio m e il modulo della forza di Archimede sono espressi come segue: m = SL a (1);

F a = Sl in G (2)

Considerare i momenti delle forze relativi al punto di sospensione del raggio.

m(T) = 0 - il momento della forza di trazione; (3)

m(N) = NL cosα è il momento della forza di reazione del supporto; (4)

Tenendo conto dei segni dei momenti, scriviamo l'equazione

considerando che per la terza legge di Newton la forza di reazione del fondo della nave è uguale alla forza F d con cui il raggio preme sul fondo del vaso, scriviamo n = F e e dall'equazione (7) esprimiamo questa forza:

Sostituisci i dati numerici e ottieni che

F d = 0,025 N.

Risposta. F d = 0,025 N.

Un contenitore contenente m 1 = 1 kg di azoto, esploso in prova di resistenza alla temperatura T 1 = 327°C. Qual è la massa dell'idrogeno? m 2 potrebbe essere conservato in un tale contenitore a una temperatura T 2 = 27 ° C, con un fattore di sicurezza quintuplicato? Massa molare di azoto m 1 = 28 g/mol, idrogeno m 2 = 2 g/mol.

Soluzione. Scriviamo l'equazione di stato del gas ideale di Mendeleev - Clapeyron per l'azoto

dove V- il volume del cilindro, T 1 = T 1+273°C. Per condizione, l'idrogeno può essere immagazzinato sotto pressione P 2 = p 1/5; (3) Tenendo conto che

possiamo esprimere la massa dell'idrogeno lavorando direttamente con le equazioni (2), (3), (4). La formula finale è:

Dopo la sostituzione dei dati numerici m 2 = 28 gr.

Risposta. m 2 = 28 gr.

In un circuito oscillatorio ideale, l'ampiezza delle fluttuazioni di corrente nell'induttore Io sono= 5 mA, e l'ampiezza della tensione ai capi del condensatore U m= 2.0 V. Al momento T la tensione ai capi del condensatore è di 1,2 V. Trova la corrente nella bobina in questo momento.

Soluzione. In un circuito oscillatorio ideale, l'energia della vibrazione viene immagazzinata. Per il momento t, la legge di conservazione dell'energia ha la forma

Per i valori di ampiezza (massimo), scriviamo

e dall'equazione (2) esprimiamo

Sostituisci (4) in (3). Di conseguenza, otteniamo:

io = Io sono (5)

Quindi, la corrente nella bobina al momento del tempo Tè uguale a

io= 4,0 mA.

Risposta. io= 4,0 mA.

C'è uno specchio sul fondo del serbatoio profondo 2 m. Un raggio di luce, passando attraverso l'acqua, viene riflesso dallo specchio ed esce dall'acqua. L'indice di rifrazione dell'acqua è 1,33. Trovare la distanza tra il punto di ingresso del raggio in acqua e il punto di uscita del raggio dall'acqua, se l'angolo di incidenza del raggio è di 30°

Soluzione. Facciamo un disegno esplicativo

α è l'angolo di incidenza del raggio;

è l'angolo di rifrazione del raggio nell'acqua;

AC è la distanza tra il punto di ingresso del raggio in acqua e il punto di uscita del raggio dall'acqua.

Secondo la legge della rifrazione della luce

Consideriamo un ΔADB rettangolare. In esso AD = h, allora DВ = АD

Otteniamo la seguente espressione:

Sostituisci i valori numerici nella formula risultante (5)

Risposta. 1,63 mt.

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USO 2017. Fisica. Tipiche attività di prova. 25 opzioni per le attività. Lukasheva E.V., Chistyakova N.I.

Mosca: 2017 - 280 p.

Le tipiche attività di test in fisica contengono 25 opzioni per insiemi di attività, compilate tenendo conto di tutte le caratteristiche e i requisiti dell'Esame di stato unificato nel 2017. Lo scopo del manuale è fornire ai lettori informazioni sulla struttura e sul contenuto dei materiali di misurazione del controllo 2017 in fisica, nonché sul grado di difficoltà dei compiti. La raccolta fornisce risposte a tutte le varianti di prova, nonché soluzioni ai problemi più difficili in tutte le 25 varianti. Inoltre, ci sono esempi di moduli utilizzati durante l'esame. Il team di autori è membro della Federal Subject Commission of the Unified State Examination in Physics. Il manuale è rivolto agli insegnanti per preparare gli studenti all'esame di fisica e agli studenti senior per l'autoapprendimento e l'autocontrollo.

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CONTENUTO
Istruzioni di lavoro 5
OPZIONE 1 10
Parte 1 10
Parte 2 16
OPZIONE 2 18
Parte 1 18
Parte 2 24
OPZIONE 3 26
Parte 1 26
Parte 2 32
OPZIONE 4 34
Parte 1 34
Parte 2 40
OPZIONE 5 42
Parte 1 42
Parte 2 48
OPZIONE 6 51
Parte 1 51
parte 2 58
OPZIONE 7 60
parte 1 60
parte 2 66
OPZIONE 8 68
Parte 1 68
Parte 2 74
OPZIONE 9 76
Parte 1 76
Parte 2 82
OPZIONE 10 85
parte 1 85
Parte 2 91
OPZIONE 11 93
Parte 1 93
Parte 2 99
OPZIONE 12 102
Parte 1 102
Parte 2 108
OPZIONE 13 111
Parte 1 111
Parte 2 118
OPZIONE 14 120
Parte 1 120
Parte 2 126
OPZIONE 15 128
Parte 1 128
Parte 2 134
OPZIONE 16 137
Parte 1 137
Parte 2 143
OPZIONE 17 .146
Parte 1 146
Parte 2 151
OPZIONE 18 154
Parte 1 154
Parte 2 159
OPZIONE 19162
Parte 1 162
Parte 2 168
OPZIONE 20 170
Parte 1 170
Parte 2 176
OPZIONE 21 178
Parte 1 178
Parte 2 185
OPZIONE 22 187
Parte 1 187
Parte 2 193
OPZIONE 23 196
Parte 1 196
Parte 2 203
OPZIONE 24 205
Parte 1 205
Parte 2 212
OPZIONE 25 214
Parte 1 214
parte 2 220
RISPOSTE. SISTEMA DI PUNTEGGIO PER L'ESAME DI FISICA 223

• Il problema 25, che in precedenza era presentato nella parte 2 come un compito con una risposta breve, viene ora proposto per una soluzione dettagliata ed è stimato in un massimo di 2 punti. Pertanto, il numero di attività con una risposta dettagliata è aumentato da 5 a 6.
• Per l'attività 24, che verifica la padronanza degli elementi di astrofisica, invece di scegliere due risposte corrette obbligatorie, si propone di scegliere tutte le risposte corrette, il cui numero può essere 2 o 3.

La struttura degli incarichi USE in fisica-2020

La prova d'esame si compone di due parti, che includono 32 compiti.

Parte 1 contiene 26 compiti.

• Nelle attività 1-4, 8-10, 14, 15, 20, 25-26, la risposta è un numero intero o una frazione decimale finale.
• La risposta ai compiti 5-7, 11, 12, 16-18, 21, 23 e 24 è una sequenza di due numeri.
• La risposta al problema 13 è una parola.
• La risposta ai compiti 19 e 22 è due numeri.

Parte 2 contiene 6 compiti. La risposta alle attività 27-32 include una descrizione dettagliata dell'intero avanzamento dell'attività. La seconda parte dei compiti (con una risposta dettagliata) viene valutata da una commissione di esperti sulla base di.

Temi dell'esame di fisica, che saranno nella prova d'esame

1. Meccanica(cinematica, dinamica, statica, leggi di conservazione in meccanica, vibrazioni e onde meccaniche).
2. Fisica molecolare(teoria cinetica molecolare, termodinamica).
3. Elettrodinamica e basi di SRT(campo elettrico, corrente continua, campo magnetico, induzione elettromagnetica, oscillazioni e onde elettromagnetiche, ottica, cenni di SRT).
4. La fisica quantistica e gli elementi di astrofisica(dualismo particella-onda, fisica dell'atomo, fisica del nucleo atomico, elementi di astrofisica).

Durata dell'esame di fisica

Tutto il lavoro d'esame è assegnato 235 minuti.

Il tempo approssimativo per il completamento delle attività per le varie parti del lavoro è:

1. per ogni attività con una risposta breve - 3-5 minuti;
2. per ogni attività con una risposta dettagliata - 15-20 minuti.

Cosa si può sostenere per l'esame:

• Viene utilizzata una calcolatrice non programmabile (per ogni studente) con la capacità di calcolare funzioni trigonometriche (cos, sin, tg) e un righello.
• L'elenco dei dispositivi aggiuntivi e, il cui uso è consentito durante l'esame, è approvato da Rosobrnadzor.

Importante!!! non fare affidamento su cheat sheet, consigli e l'uso di mezzi tecnici (telefoni, tablet) durante l'esame. La videosorveglianza all'esame 2020 sarà potenziata con telecamere aggiuntive.

UTILIZZARE i punteggi in fisica

• 1 punto - per le attività 1-4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 22, 23, 25, 26.
• 2 punti: 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 21, 24, 28.
• 3 punti: 27, 29, 30, 31, 32.

Totale: 53 punti(punteggio primario massimo).

Cosa devi sapere quando prepari i compiti per l'esame:

• Conoscere/capire il significato di concetti fisici, quantità, leggi, principi, postulati.
• Essere in grado di descrivere e spiegare i fenomeni fisici e le proprietà dei corpi (compresi gli oggetti spaziali), i risultati degli esperimenti ... fornire esempi dell'uso pratico della conoscenza fisica
• Distinguere le ipotesi dalla teoria scientifica, trarre conclusioni basate sull'esperimento, ecc.
• Essere in grado di applicare le conoscenze acquisite nella risoluzione di problemi fisici.
• Utilizzare le conoscenze e le abilità acquisite nella pratica e nella vita di tutti i giorni.

Da dove iniziare a prepararsi per l'esame di fisica:

1. Impara la teoria richiesta per ogni compito.
2. Allenati in oggetti di test di fisica progettati sulla base di