Priprava na OGE in enotni državni izpit

Srednja splošna izobrazba

linija UMK A. V. Gračeva. Fizika (10-11) (osnovno, nadaljevalno)

Linija UMK A.V. Grachev. Fizika (7-9)

Linija UMK A.V. Peryshkin. Fizika (7-9)

Priprava na enotni državni izpit iz fizike: primeri, rešitve, razlage

Uredimo to Naloge enotnega državnega izpita pri fiziki (možnost C) z uč.

Lebedeva Alevtina Sergejevna, učiteljica fizike, 27 let delovnih izkušenj. Častna listina Ministrstva za šolstvo Moskovske regije (2013), Zahvala vodje Voskresenskega občinski okraj(2015), potrdilo predsednika Združenja učiteljev matematike in fizike moskovske regije (2015).

Delo predstavlja naloge različnih težavnostnih stopenj: osnovne, višje in višje. Naloge osnovne ravni so preproste naloge, ki preverjajo obvladovanje najpomembnejšega fizikalni pojmi, modeli, pojavi in ​​zakoni. Naloge višjega nivoja so namenjene preverjanju sposobnosti uporabe konceptov in zakonov fizike za analizo različnih procesov in pojavov ter sposobnosti reševanja problemov z uporabo enega ali dveh zakonov (formul) na poljubno temo. šolski tečaj fizika. V delu so 4 naloge 2. dela naloge visoki ravni kompleksnost in preizkusiti sposobnost uporabe zakonov in teorij fizike v spremenjeni ali novi situaciji. Izpolnjevanje takšnih nalog zahteva uporabo znanja iz dveh ali treh oddelkov fizike hkrati, tj. visoka raven usposobljenosti. Ta možnost v celoti ustreza demo različica enotnega državnega izpita 2017, naloge vzete iz odprte banke nalog enotnega državnega izpita.

Slika prikazuje graf odvisnosti modula hitrosti od časa t. Iz grafa določite razdaljo, ki jo je avtomobil prevozil v časovnem intervalu od 0 do 30 s.

rešitev. Pot, ki jo prevozi avtomobil v časovnem intervalu od 0 do 30 s, najlažje definiramo kot ploščino trapeza, katerega osnova sta časovna intervala (30 – 0) = 30 s in (30 – 10 ) = 20 s, višina pa je hitrost v= 10 m/s, tj.

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

Odgovori. 250 m.

Breme, ki tehta 100 kg, se dvigne navpično navzgor s pomočjo vrvi. Slika prikazuje odvisnost projekcije hitrosti V obremenitev na osi, usmerjeno navzgor, v odvisnosti od časa t. Določite modul sile napetosti kabla med dvigom.

rešitev. Glede na graf odvisnosti projekcije hitrosti v obremenitev na osi, ki je usmerjena navpično navzgor, kot funkcija časa t, lahko določimo projekcijo pospeška bremena

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

Na obremenitev delujejo: sila težnosti, usmerjena navpično navzdol, in natezna sila kabla, usmerjena navpično navzgor vzdolž kabla (glej sl. 2. Zapišimo osnovno enačbo dinamike. Uporabimo drugi Newtonov zakon. Geometrična vsota sil, ki delujejo na telo, je enaka produktu mase telesa in njegovega pospeška.

+ = (1)

Zapišimo enačbo za projekcijo vektorjev v referenčnem sistemu, povezanem z Zemljo, in usmerimo os OY navzgor. Projekcija natezne sile je pozitivna, saj smer sile sovpada s smerjo osi OY, projekcija sile teže je negativna, ker je vektor sile nasproten osi OY, projekcija vektorja pospeška je tudi pozitiven, zato se telo giblje s pospeškom navzgor. Imamo

T – mg = ma (2);

iz formule (2) modul natezne sile

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

Odgovori. 1200 N.

Telo se vleče po grobi vodoravni površini z konstantna hitrost katerega modul je 1,5 m/s, pri čemer nanj deluje sila, kot je prikazano na sliki (1). V tem primeru je modul sile drsnega trenja, ki deluje na telo, 16 N. Kolikšna je moč, ki jo razvije sila? F?

rešitev. Predstavljajmo si fizikalni proces, ki je naveden v nalogi naloge, in naredimo shematsko risbo, ki prikazuje vse sile, ki delujejo na telo (slika 2). Zapišimo osnovno enačbo dinamike.

Tr + + = (1)

Po izbiri referenčnega sistema, povezanega s fiksno površino, zapišemo enačbe za projekcijo vektorjev na izbrano koordinatne osi. Glede na pogoje naloge se telo giblje enakomerno, saj je njegova hitrost konstantna in enaka 1,5 m/s. To pomeni, da je pospešek telesa enak nič. Na telo vodoravno delujeta dve sili: sila drsnega trenja tr. in sila, s katero telo vleče. Projekcija sile trenja je negativna, saj vektor sile ne sovpada s smerjo osi X. Projekcija sile F pozitivno. Spomnimo vas, da za iskanje projekcije spustimo pravokotnico od začetka in konca vektorja na izbrano os. Ob upoštevanju tega imamo: F cosα – F tr = 0; (1) izrazimo projekcijo sile F, To F cosα = F tr = 16 N; (2) potem bo moč, ki jo razvije sila, enaka n = F cosα V(3) Naredimo zamenjavo ob upoštevanju enačbe (2) in nadomestimo ustrezne podatke v enačbo (3):

n= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.

Odgovori. 24 W.

Breme, pritrjeno na lahko vzmet s togostjo 200 N/m, je podvrženo navpičnim nihanjem. Slika prikazuje graf odvisnosti odmika x obremenitev od časa do časa t. Ugotovi, kolikšna je masa tovora. Odgovor zaokrožite na celo število.

rešitev. Masa na vzmeti je podvržena navpičnim nihanjem. Po grafu pomika obremenitve X od časa do časa t, določimo obdobje nihanja bremena. Obdobje nihanja je enako T= 4 s; iz formule T= 2π izrazimo maso m tovor

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

odgovor: 81 kg.

Na sliki je prikazan sistem dveh svetlobnih blokov in breztežnega kabla, s katerim lahko obdržite ravnotežje ali dvignete breme, težko 10 kg. Trenje je zanemarljivo. Na podlagi analize zgornje slike izberite dvaresnične izjave in v odgovoru navedite njihovo število.

1. Da bi tovor ohranili v ravnovesju, morate na konec vrvi delovati s silo 100 N.
2. Bločni sistem, prikazan na sliki, ne daje nobenega povečanja moči.
3. h, morate izvleči del vrvi dolžine 3 h.
4. Počasi dvigniti breme v višino hh.

rešitev. Pri tej težavi se morate spomniti preprosti mehanizmi, in sicer bloki: premični in fiksni blok. Premični blok daje dvojno povečanje moči, medtem ko je treba del vrvi potegniti dvakrat dlje, fiksni blok pa služi za preusmeritev sile. Pri delu preprosti mehanizmi zmagovanja ne dajo. Po analizi problema takoj izberemo potrebne izjave:

1. Počasi dvigniti breme v višino h, morate izvleči del vrvi dolžine 2 h.
2. Da bi obdržali tovor v ravnotežju, morate na konec vrvi delovati s silo 50 N.

Odgovori. 45.

Aluminijasto utež, pritrjeno na breztežno in neraztegljivo nit, popolnoma potopimo v posodo z vodo. Tovor se ne dotika sten in dna posode. Nato v isto posodo z vodo potopimo železno utež, katere masa je enaka masi aluminijaste uteži. Kako se bosta zaradi tega spremenila modul natezne sile niti in modul sile teže, ki deluje na breme?

1. Poveča;
2. Zmanjša;
3. Ne spremeni se.

rešitev. Analiziramo stanje problema in izpostavimo tiste parametre, ki se med študijem ne spremenijo: to sta masa telesa in tekočina, v katero je telo potopljeno na nitki. Po tem je bolje narediti shematično risbo in navesti sile, ki delujejo na obremenitev: napetost niti F nadzor, usmerjen navzgor vzdolž niti; gravitacija usmerjena navpično navzdol; Arhimedova sila a, ki deluje s strani tekočine na potopljeno telo in je usmerjen navzgor. Glede na pogoje problema je masa bremen enaka, zato se modul sile teže, ki deluje na breme, ne spremeni. Ker je gostota tovora drugačna, bo tudi prostornina drugačna.

V =	m	.
	str

Gostota železa je 7800 kg/m3, gostota tovora aluminija pa 2700 kg/m3. torej V in< V a. Telo je v ravnotežju, rezultanta vseh sil, ki delujejo na telo, je enaka nič. Usmerimo koordinatno os OY navzgor. Osnovno enačbo dinamike z upoštevanjem projekcije sil zapišemo v obliki F nadzor + F a – mg= 0; (1) Izrazimo natezno silo F nadzor = mg – F a(2); Arhimedova sila je odvisna od gostote tekočine in prostornine potopljenega dela telesa F a = ρ gV p.h.t. (3); Gostota tekočine se ne spremeni, prostornina železnega telesa pa je manjša V in< V a, zato bo Arhimedova sila, ki deluje na železno breme, manjša. Sklepamo o modulu natezne sile niti, ki dela z enačbo (2), se bo povečala.

Odgovori. 13.

Blok mase m zdrsne s fiksne grobe nagnjena ravnina s kotom α na dnu. Modul pospeška bloka je enak a, se poveča modul hitrosti bloka. Zračni upor lahko zanemarimo.

Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in formulami, s katerimi jih je mogoče izračunati. Za vsako mesto v prvem stolpcu izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.

B) Koeficient trenja med blokom in nagnjeno ravnino

3) mg cosα

4) sinα –	a
	g cosα

rešitev. Ta naloga zahteva uporabo Newtonovih zakonov. Priporočamo izdelavo shematske risbe; kažejo vse kinematične značilnosti gibanja. Če je možno, narišite vektor pospeška in vektorje vseh sil, ki delujejo na premikajoče se telo; ne pozabite, da so sile, ki delujejo na telo, posledica interakcije z drugimi telesi. Nato zapišite osnovno enačbo dinamike. Izberite referenčni sistem in zapišite dobljeno enačbo za projekcijo vektorjev sile in pospeška;

Po predlaganem algoritmu bomo izdelali shematsko risbo (slika 1). Slika prikazuje sile, ki delujejo na težišče bloka in koordinatne osi referenčnega sistema, povezanega s površino nagnjene ravnine. Ker so vse sile konstantne, bo gibanje bloka enakomerno spremenljivo z naraščajočo hitrostjo, tj. vektor pospeška je usmerjen v smeri gibanja. Izberimo smer osi, kot je prikazano na sliki. Zapišimo projekcije sil na izbrane osi.

Zapišimo osnovno enačbo dinamike:

Tr + = (1)

Zapišimo podana enačba(1) za projekcijo sil in pospeška.

Na os OY: projekcija sile reakcije tal je pozitivna, saj vektor sovpada s smerjo osi OY Ny = n; projekcija sile trenja je enaka nič, ker je vektor pravokoten na os; projekcija gravitacije bo negativna in enaka mg y= – mg cosα ; vektorska projekcija pospeška a y= 0, ker je vektor pospeška pravokoten na os. Imamo n – mg cosα = 0 (2) iz enačbe izrazimo reakcijsko silo, ki deluje na klado s strani nagnjene ravnine. n = mg cosα (3). Zapišimo projekcije na os OX.

Na os OX: projekcija sile n je enak nič, ker je vektor pravokoten na os OX; Projekcija sile trenja je negativna (vektor je usmerjen v nasprotno smer glede na izbrano os); projekcija gravitacije je pozitivna in enaka mg x = mg sinα (4) iz pravokotni trikotnik. Projekcija pospeška je pozitivna a x = a; Nato zapišemo enačbo (1) z upoštevanjem projekcije mg sinα – F tr = ma (5); F tr = m(g sinα – a) (6); Ne pozabite, da je sila trenja sorazmerna sili normalnega tlaka n.

Po definiciji F tr = μ n(7) izrazimo koeficient trenja bloka na nagnjeni ravnini.

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

Za vsako črko izberemo ustrezne položaje.

Odgovori. A – 3; B – 2.

Naloga 8. Plinasti kisik je v posodi s prostornino 33,2 litra. Tlak plina je 150 kPa, njegova temperatura je 127° C. Določite maso plina v tej posodi. Odgovor izrazite v gramih in zaokrožite na najbližje celo število.

rešitev. Pomembno je biti pozoren na pretvorbo enot v sistem SI. Pretvori temperaturo v Kelvine T = t°C + 273, prostornina V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3 ; Pretvorimo tlak p= 150 kPa = 150.000 Pa. Uporaba enačbe stanja idealnega plina

Izrazimo maso plina.

Bodite pozorni na to, katere enote morajo zapisati odgovor. To je zelo pomembno.

Odgovori.'48

Naloga 9. Idealen enoatomni plin v količini 0,025 mola se je adiabatno razširil. Hkrati je njegova temperatura padla s +103°C na +23°C. Koliko dela je opravil plin? Odgovor izrazite v joulih in zaokrožite na najbližje celo število.

rešitev. Prvič, plin ima monatomsko število prostostnih stopinj i= 3, drugič, plin se širi adiabatsko - to pomeni brez izmenjave toplote Q= 0. Plin deluje tako, da zmanjšuje notranjo energijo. Ob upoštevanju tega zapišemo prvi zakon termodinamike v obliki 0 = ∆ U + A G; (1) izrazimo plinsko delo A g = –∆ U(2); Spremembo notranje energije za enoatomski plin zapišemo kot

Odgovori. 25 J.

Relativna vlažnost dela zraka pri določeni temperaturi je 10 %. Kolikokrat je treba spremeniti tlak tega dela zraka, da se pri stalni temperaturi njegova relativna vlažnost poveča za 25 %?

rešitev.Šolarjem najpogosteje povzročajo težave vprašanja, povezana z nasičeno paro in zračno vlago. Za izračun relativne zračne vlage uporabimo formulo

Glede na pogoje problema se temperatura ne spremeni, kar pomeni, da nasičeni parni tlak ostane enak. Zapišimo formulo (1) za dve stanji zraka.

φ 1 = 10 %; φ 2 = 35 %

Izrazimo zračni tlak s formulami (2), (3) in poiščimo razmerje tlakov.

p 2	=	φ 2	=	35	= 3,5
p 1		φ 1		10

Odgovori. Tlak je treba povečati za 3,5-krat.

Vročo tekočo snov smo počasi ohlajali v talilni peči pri konstantni moči. Tabela prikazuje rezultate meritev temperature snovi skozi čas.

Izberite s ponujenega seznama dva izjave, ki ustrezajo rezultatom opravljenih meritev in navajajo njihovo številko.

1. Tališče snovi pri teh pogojih je 232 °C.
2. Po 20 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
3. Toplotna kapaciteta snovi v tekočem in trdnem stanju je enaka.
4. Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
5. Proces kristalizacije snovi je trajal več kot 25 minut.

rešitev. Ko se je snov ohlajala, se je njena notranja energija zmanjšala. Rezultati temperaturnih meritev nam omogočajo določitev temperature, pri kateri snov začne kristalizirati. Medtem ko snov prehaja iz tekoče stanje v trdno snov, se temperatura ne spremeni. Ker vemo, da sta temperatura taljenja in temperatura kristalizacije enaki, izberemo trditev:

1. Tališče snovi pri teh pogojih je 232°C.

Druga pravilna izjava je:

4. Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju. Ker je temperatura v tem trenutku že pod temperaturo kristalizacije.

Odgovori. 14.

V izoliranem sistemu ima telo A temperaturo +40 °C, telo B pa +65 °C. Ta telesa so bila med seboj privedena v toplotni stik. Čez nekaj časa je prišlo do toplotnega ravnovesja. Kako sta se zaradi tega spremenili temperatura telesa B in skupna notranja energija teles A in B?

Za vsako količino določite ustrezno naravo spremembe:

1. Povečana;
2. Zmanjšano;
3. Ni se spremenilo.

Za vsako fizikalno količino v tabelo zapiši izbrana števila. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev.Če v izoliranem sistemu teles ne pride do nobenih energijskih transformacij razen izmenjave toplote, potem je količina toplote, ki jo oddajo telesa, katerih notranja energija se zmanjša, enaka količini toplote, ki jo prejmejo telesa, katerih notranja energija se poveča. (V skladu z zakonom o ohranitvi energije.) V tem primeru se celotna notranja energija sistema ne spremeni. Težave te vrste se rešujejo na podlagi enačbe toplotne bilance.

∆U = ∑	n	∆U i = 0 (1);
	i = 1

kjer je ∆ U– sprememba notranje energije.

V našem primeru se zaradi izmenjave toplote notranja energija telesa B zmanjša, kar pomeni, da se temperatura tega telesa zmanjša. Notranja energija telesa A se poveča, ker je telo prejelo določeno količino toplote od telesa B, se bo njegova temperatura povečala. Skupna notranja energija teles A in B se ne spremeni.

Odgovori. 23.

Proton str letenje v režo med poloma elektromagneta ima hitrost pravokotno na vektor indukcija magnetno polje kot je prikazano na sliki. Kam je usmerjena Lorentzova sila, ki deluje na proton glede na risbo (gor, proti opazovalcu, stran od opazovalca, dol, levo, desno)

rešitev. Magnetno polje deluje na nabit delec z Lorentzovo silo. Da bi določili smer te sile, je pomembno, da se spomnimo mnemoničnih pravil leve roke, ne pozabite upoštevati naboja delca. Štiri prste leve roke usmerimo vzdolž vektorja hitrosti, za pozitivno nabit delec naj vektor vstopi pravokotno v dlan, palec, postavljen pod kotom 90°, kaže smer Lorentzove sile, ki deluje na delec. Kot rezultat imamo, da je vektor Lorentzove sile usmerjen stran od opazovalca glede na sliko.

Odgovori. od opazovalca.

Modul napetosti električno polje v ploščatem zračnem kondenzatorju s kapaciteto 50 μF je enak 200 V/m. Razdalja med ploščama kondenzatorja je 2 mm. Kolikšen je naboj na kondenzatorju? Odgovor zapišite v µC.

rešitev. Pretvorimo vse merske enote v sistem SI. Kapacitivnost C = 50 µF = 50 10 –6 F, razdalja med ploščama d= 2 · 10 –3 m Problem govori o ploščatem zračnem kondenzatorju - napravi za shranjevanje električnega naboja in energije električnega polja. Iz formule električne kapacitivnosti

kje d– razdalja med ploščami.

Izrazimo napetost U=E d(4); Zamenjajmo (4) v (2) in izračunajmo naboj kondenzatorja.

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

Prosimo, bodite pozorni na enote, v katerih morate zapisati odgovor. Prejeli smo ga v kulonih, predstavili pa smo ga v µC.

Odgovori. 20 µC.

Učenec je izvedel poskus loma svetlobe, prikazan na fotografiji. Kako se spreminjata lomni kot svetlobe, ki se širi v steklu, in lomni količnik stekla z naraščanjem vpadnega kota?

1. Poveča
2. Zmanjšuje
3. Ne spremeni se
4. Izbrane številke za vsak odgovor zapišite v tabelo. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev. Pri tovrstnih problemih se spomnimo, kaj je lom. To je sprememba smeri širjenja valov pri prehodu iz enega medija v drugega. To je posledica dejstva, da so hitrosti širjenja valov v teh medijih različne. Ko smo ugotovili, v kateri medij se svetloba širi, zapišimo lomni zakon v obliki

sinα	=	n 2	,
sinβ		n 1

kje n 2 – absolutni lomni količnik stekla, medija, v katerega gre svetloba; n 1 je absolutni lomni količnik prvega medija, iz katerega prihaja svetloba. Za zrak n 1 = 1. α je vpadni kot žarka na površino steklenega polcilindra, β je lomni kot žarka v steklu. Poleg tega bo lomni kot manjši od vpadnega kota, saj je steklo optično gostejši medij – medij z visokim lomnim količnikom. Hitrost širjenja svetlobe v steklu je počasnejša. Upoštevajte, da merimo kote od navpičnice, obnovljene na vpadni točki žarka. Če povečate vpadni kot, se bo povečal lomni kot. To ne bo spremenilo lomnega količnika stekla.

Odgovori.

Bakreni skakalec v trenutku t 0 = 0 se začne premikati s hitrostjo 2 m/s po vzporednih vodoravnih prevodnih tirnicah, na katerih koncih je priključen upor 10 Ohm. Celoten sistem je v navpičnem enakomernem magnetnem polju. Odpornost mostička in tirnic je zanemarljiva; mostiček je vedno nameščen pravokotno na tirnice. Pretok F vektorja magnetne indukcije skozi vezje, ki ga tvorijo mostiček, tirnice in upor, se s časom spreminja t kot je prikazano na grafu.

S pomočjo grafa izberite dve pravilni trditvi in ​​v odgovoru označite njuni številki.

1. Do takrat t= 0,1 s sprememba magnetnega pretoka skozi vezje je 1 mWb.
2. Indukcijski tok v mostičku v območju od t= 0,1 s t= 0,3 s maks.
3. Modul induktivne emf, ki nastane v vezju, je 10 mV.
4. Moč indukcijskega toka, ki teče v mostičku, je 64 mA.
5. Da bi ohranili gibanje skakalca, nanj deluje sila, katere projekcija na smer tirnic je 0,2 N.

rešitev. Z grafom odvisnosti pretoka vektorja magnetne indukcije skozi tokokrog od časa bomo določili območji, kjer se spreminja pretok F in kjer je sprememba pretoka enaka nič. To nam bo omogočilo določitev časovnih intervalov, v katerih se bo v vezju pojavil inducirani tok. Resnična izjava:

1) Do časa t= 0,1 s sprememba magnetnega pretoka skozi tokokrog je enaka 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; Modul induktivne emf, ki nastane v tokokrogu, je določen z zakonom EMR

Odgovori. 13.

Glede na graf trenutne odvisnosti od časa v električni tokokrog, katerega induktivnost je 1 mH, določite modul EMF samoindukcije v časovnem intervalu od 5 do 10 s. Odgovor zapišite v µV.

rešitev. Preračunajmo vse količine v sistem SI, tj. induktivnost 1 mH pretvorimo v H, dobimo 10 –3 H. Prav tako bomo tok, prikazan na sliki v mA, pretvorili v A z množenjem z 10 –3.

Formula za samoindukcijsko emf ima obliko

v tem primeru je časovni interval podan glede na pogoje problema

∆t= 10 s – 5 s = 5 s

sekundah in z uporabo grafa določimo interval trenutne spremembe v tem času:

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

V formulo (2) nadomestimo številske vrednosti, dobimo

| Ɛ | = 2 ·10 –6 V ali 2 µV.

Odgovori. 2.

Dve prozorni ravni vzporedni plošči sta tesno stisnjeni druga proti drugi. Iz zraka pade žarek svetlobe na površino prve plošče (glej sliko). Znano je, da je lomni količnik zgornje plošče enak n 2 = 1,77. Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in njihovimi pomeni. Za vsako mesto v prvem stolpcu izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.

rešitev. Za reševanje problemov o lomu svetlobe na meji med dvema medijema, zlasti problemov o prehodu svetlobe skozi ravni vzporedne plošče, lahko priporočamo naslednji postopek reševanja: naredite risbo, ki prikazuje pot žarkov, ki prihajajo iz enega medija do drugo; Na vpadnem mestu žarka na meji medija narišimo normalo na površino, označimo vpadni in lomni kot. Bodite posebno pozorni na optično gostoto obravnavanega medija in ne pozabite, da bo pri prehodu svetlobnega žarka iz optično manj gostega medija v optično gostejši medij lomni kot manjši od vpadnega kota. Slika prikazuje kot med vpadnim žarkom in ploskvijo, potrebujemo pa vpadni kot. Ne pozabite, da so koti določeni iz pravokotnice, obnovljene na točki udarca. Ugotovimo, da je vpadni kot žarka na površino 90° – 40° = 50°, lomni količnik n 2 = 1,77; n 1 = 1 (zrak).

Zapišimo lomni zakon

sinβ =	greh50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Narišimo približno pot žarka skozi plošče. Za meje 2–3 in 3–1 uporabimo formulo (1). V odgovor dobimo

A) Sinus vpadnega kota žarka na meji 2–3 med ploščama je 2) ≈ 0,433;

B) Lomni kot žarka pri prehodu meje 3–1 (v radianih) je 4) ≈ 0,873.

Odgovori. 24.

Ugotovite, koliko α-delcev in koliko protonov nastane kot posledica reakcije termonuklearna fuzija

+ → x+ l;

rešitev. Pred vsemi jedrske reakcije upoštevajo se zakoni ohranitve električnega naboja in števila nukleonov. Označimo z x število alfa delcev, y število protonov. Sestavimo enačbe

+ → x + y;

reševanje sistema, ki ga imamo x = 1; l = 2

Odgovori. 1 – α-delec; 2 – protoni.

Impulzni modul prvega fotona je 1,32 · 10 –28 kg m/s, kar je za 9,48 · 10 –28 kg m/s manj od impulznega modula drugega fotona. Poiščite energijsko razmerje E 2 /E 1 drugega in prvega fotona. Odgovor zaokrožite na najbližjo desetino.

rešitev. Zagon drugega fotona je večji od zagona prvega fotona glede na pogoje, kar pomeni, da ga je mogoče predstaviti str 2 = str 1 + Δ str(1). Energijo fotona lahko izrazimo z impulzom fotona z uporabo naslednjih enačb. to E = mc 2 (1) in str = mc(2), potem

E = pc (3),

kje E– fotonska energija, str– zagon fotona, m – masa fotona, c= 3 · 10 8 m/s – svetlobna hitrost. Ob upoštevanju formule (3) imamo:

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

Odgovor zaokrožimo na desetinke in dobimo 8,2.

Odgovori. 8,2.

Jedro atoma je bilo izpostavljeno radioaktivnemu pozitronskemu β - razpadu. Kako sta se zaradi tega spremenila električni naboj jedra in število nevtronov v njem?

Za vsako količino določite ustrezno naravo spremembe:

1. Povečana;
2. Zmanjšano;
3. Ni se spremenilo.

Za vsako fizikalno količino v tabelo zapiši izbrana števila. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev. Pozitron β - razpad v atomskem jedru nastane, ko se proton spremeni v nevtron z emisijo pozitrona. Zaradi tega se število nevtronov v jedru poveča za eno, električni naboj se zmanjša za eno, masno število jedra pa ostane nespremenjeno. Tako je transformacijska reakcija elementa naslednja:

Odgovori. 21.

V laboratoriju je bilo izvedenih pet poskusov opazovanja uklona z uporabo različnih uklonskih rešetk. Vsaka od rešetk je bila osvetljena z vzporednimi snopi monokromatske svetlobe z določeno valovno dolžino. V vseh primerih je svetloba padala pravokotno na rešetko. V dveh od teh poskusov so opazili enako število glavnih difrakcijskih maksimumov. Najprej navedite številko poskusa, v katerem ste uporabili uklonska rešetka z manjšo periodo, nato pa številko poskusa, pri katerem je bila uporabljena uklonska mreža z večjo periodo.

rešitev. Difrakcija svetlobe je pojav svetlobnega žarka v območju geometrijske sence. Difrakcijo lahko opazimo, ko so na poti svetlobnega vala neprozorna območja ali luknje v velikih ovirah, ki so neprozorne za svetlobo, in so velikosti teh območij ali lukenj sorazmerne z valovno dolžino. Ena najpomembnejših uklonskih naprav je uklonska rešetka. Kotne smeri na maksimume uklonskega vzorca so določene z enačbo

d sinφ = kλ (1),

kje d– perioda uklonske mreže, φ – kot med normalo na mrežico in smerjo na enega od maksimumov uklonskega vzorca, λ – valovna dolžina svetlobe, k– celo število, imenovano vrstni red uklonskega maksimuma. Izrazimo iz enačbe (1)

Pri izbiri parov glede na eksperimentalne pogoje najprej izberemo 4, kjer je bila uporabljena uklonska mreža s krajšo periodo, nato pa številko poskusa, v katerem je bila uporabljena uklonska mreža z večjo periodo - to je 2.

Odgovori. 42.

Tok teče skozi žični upor. Upor smo zamenjali z drugim, z žico iz enake kovine in enake dolžine, vendar s polovično površino preseka, in skozenj spustili polovico toka. Kako se bosta spremenila napetost na uporu in njegov upor?

Za vsako količino določite ustrezno naravo spremembe:

1. Povečalo se bo;
2. Zmanjšalo se bo;
3. Ne bo se spremenilo.

Za vsako fizikalno količino v tabelo zapiši izbrana števila. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev. Pomembno je vedeti, od katerih vrednosti je odvisen upor prevodnika. Formula za izračun upora je

Ohmov zakon za odsek vezja, iz formule (2), izrazimo napetost

U = jaz R (3).

V skladu s pogoji problema je drugi upor izdelan iz žice istega materiala, enake dolžine, vendar različne površine preseka. Površina je dvakrat manjša. Če nadomestimo v (1), ugotovimo, da se upor poveča za 2-krat, tok pa se zmanjša za 2-krat, zato se napetost ne spremeni.

Odgovori. 13.

Obdobje nihanja matematičnega nihala na površju Zemlje je 1,2-krat večje od obdobja njegovega nihanja na določenem planetu. Kakšna je velikost gravitacijskega pospeška na tem planetu? Vpliv atmosfere je v obeh primerih zanemarljiv.

rešitev. Matematično nihalo je sistem, sestavljen iz niti, katere dimenzije so veliko večje od dimenzij krogle in same krogle. Težave lahko nastanejo, če se pozabi na Thomsonovo formulo za nihajno dobo matematičnega nihala.

T= 2π (1);

l– dolžina matematičnega nihala; g– pospešek prostega pada.

Po stanju

Izrazimo iz (3) g n = 14,4 m/s 2. Upoštevati je treba, da je gravitacijski pospešek odvisen od mase planeta in polmera

Odgovori. 14,4 m/s 2.

Ravni vodnik dolžine 1 m, po katerem teče tok 3 A, se nahaja v enakomernem magnetnem polju z indukcijo IN= 0,4 tesla pod kotom 30° na vektor. Kolikšna je sila, ki deluje na vodnik iz magnetnega polja?

rešitev.Če vodnik, po katerem teče tok, postavite v magnetno polje, bo polje na vodnik, po katerem teče tok, delovalo z ampersko silo. Zapišimo formulo za modul Amperove sile

F A = jaz LB sinα ;

F A = 0,6 N

Odgovori. F A = 0,6 N.

Energija magnetnega polja, shranjena v tuljavi, ko skozi njo teče enosmerni tok, je enaka 120 J. Kolikokrat je treba povečati jakost toka, ki teče skozi navitje tuljave, da se poveča energija magnetnega polja, shranjena v njem od 5760 J.

rešitev. Energija magnetnega polja tuljave se izračuna po formuli

W m =	LI 2	(1);
	2

Po stanju W 1 = 120 J, torej W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

jaz 1 2 =	2W 1	; jaz 2 2 =	2W 2	;
	L		L

Nato trenutno razmerje

jaz 2 2	= 49;	jaz 2	= 7
jaz 1 2		jaz 1

Odgovori. Moč toka je treba povečati 7-krat. V obrazec za odgovore vnesete samo številko 7.

Električni tokokrog je sestavljen iz dveh žarnic, dveh diod in zavoja žice, povezanih, kot je prikazano na sliki. (Dioda omogoča tok samo v eno smer, kot je prikazano na vrhu slike.) Katera od žarnic bo zasvetila, če severni pol magneta približamo tuljavi? Pojasnite svoj odgovor tako, da navedete, katere pojave in vzorce ste uporabili pri razlagi.

rešitev. Izhajajo črte magnetne indukcije severni pol magnet in se razhajajo. Ko se magnet približa magnetni tok poveča z obratom žice. Po Lenzovem pravilu je nastalo magnetno polje inducirani tok tuljava mora biti usmerjena v desno. Po pravilu gimleta bi moral tok teči v smeri urinega kazalca (gledano z leve). Dioda v drugem krogu svetilke poteka v tej smeri. To pomeni, da bo zasvetila druga lučka.

Odgovori. Druga lučka bo zasvetila.

Dolžina naper iz aluminija L= 25 cm in površino prečnega prereza S= 0,1 cm 2 obešena na nitki na zgornjem koncu. Spodnji del se naslanja na vodoravno dno posode, v katero je natočena voda. Dolžina potopljenega dela napere l= 10 cm F, s katerim pletilna igla pritisne na dno posode, če je znano, da se nit nahaja navpično. Gostota aluminija ρ a = 2,7 g/cm 3, gostota vode ρ b = 1,0 g/cm 3. Gravitacijski pospešek g= 10 m/s 2

rešitev. Naredimo razlagalno risbo.

– sila napetosti niti;

– Reakcijska sila dna posode;

a je Arhimedova sila, ki deluje samo na potopljeni del telesa in deluje na sredino potopljenega dela napere;

– gravitacijska sila, ki deluje na napero z Zemlje in deluje na središče celotne napere.

Po definiciji je masa napere m in Arhimedov modul sile sta izražena kot sledi: m = SLρ a (1);

F a = Slρ in g (2)

Razmislimo o momentih sil glede na točko obešanja napere.

M(T) = 0 – moment natezne sile; (3)

M(N)= NL cosα je moment reakcijske sile opore; (4)

Ob upoštevanju predznakov trenutkov zapišemo enačbo

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

ob upoštevanju, da je po tretjem Newtonovem zakonu sila reakcije dna posode enaka sili F d s katerim pletilka pritiska na dno posode zapišemo n = F d in iz enačbe (7) izrazimo to silo:

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

Zamenjajmo numerične podatke in dobimo to

F d = 0,025 N.

Odgovori. F d = 0,025 N.

Cilinder, ki vsebuje m 1 = 1 kg dušika, med preskusom trdnosti eksplodira pri temperaturi t 1 = 327 °C. Kakšna je masa vodika m 2 bi lahko shranili v tak valj pri temperaturi t 2 = 27 °C, s petkratno varnostno rezervo? Molska masa dušik M 1 = 28 g/mol, vodik M 2 = 2 g/mol.

rešitev. Napišimo Mendelejev–Clapeyronovo enačbo stanja idealnega plina za dušik

kje V– prostornina valja, T 1 = t 1 + 273 °C. Glede na pogoje lahko vodik hranimo pri tlaku str 2 = p 1 /5; (3) Glede na to

maso vodika lahko izrazimo tako, da delamo neposredno z enačbami (2), (3), (4). Končna formula izgleda takole:

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

Po zamenjavi številskih podatkov m 2 = 28 g.

Odgovori. m 2 = 28 g.

V idealnem primeru nihajni krog amplituda tokovnih nihanj v induktorju jaz sem= 5 mA in amplituda napetosti na kondenzatorju um= 2,0 V. V času t napetost na kondenzatorju je 1,2 V. Poiščite tok v tuljavi v tem trenutku.

rešitev. V idealnem nihajnem krogu se nihajna energija ohranja. Za trenutek t ima zakon ohranitve energije obliko

C	U 2	+ L	jaz 2	= L	jaz sem 2	(1)
	2		2		2

Za amplitudne (največje) vrednosti pišemo

in iz enačbe (2) izrazimo

C	=	jaz sem 2	(4).
L		um 2

Zamenjajmo (4) v (3). Kot rezultat dobimo:

jaz = jaz sem (5)

Tako je tok v tuljavi v trenutku t enako

jaz= 4,0 mA.

Odgovori. jaz= 4,0 mA.

Na dnu rezervoarja, globokega 2 m, je ogledalo. Svetlobni žarek, ki gre skozi vodo, se odbije od ogledala in pride ven iz vode. Lomni količnik vode je 1,33. Poiščite razdaljo med točko vstopa žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode, če je vpadni kot žarka 30°

rešitev. Naredimo razlagalno risbo

α je vpadni kot žarka;

β je lomni kot žarka v vodi;

AC je razdalja med točko vstopa žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode.

Po zakonu o lomu svetlobe

sinβ =	sinα	(3)
	n 2

Razmislite o pravokotniku ΔADB. V njem AD = h, potem je DB = AD

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

Dobimo naslednji izraz:

AC = 2 DB = 2 h	sinα	(5)

Zamenjajmo številske vrednosti v nastalo formulo (5)

Odgovori. 1,63 m.

V pripravah na enotni državni izpit vas vabimo, da se seznanite z delovni program iz fizike za razrede 7–9 do linije UMK Peryshkina A.V. in delovni program za napredno raven za 10.-11. razred za učna gradiva Myakisheva G.Ya. Programi so na voljo za ogled in brezplačen prenos vsem registriranim uporabnikom.

Priprava na OGE in enotni državni izpit

Srednja splošna izobrazba

Linija UMK A.V. Grachev. Fizika (10-11) (osnovno, nadaljevalno)

Linija UMK A.V. Grachev. Fizika (7-9)

Linija UMK A.V. Peryshkin. Fizika (7-9)

Priprava na enotni državni izpit iz fizike: primeri, rešitve, razlage

Z učiteljem analiziramo naloge enotnega državnega izpita iz fizike (možnost C).

Lebedeva Alevtina Sergejevna, učiteljica fizike, 27 let delovnih izkušenj. Častna listina Ministrstva za šolstvo Moskovske regije (2013), Zahvala vodje občinskega okrožja Voskresensky (2015), Potrdilo predsednika Združenja učiteljev matematike in fizike Moskovske regije (2015).

Delo predstavlja naloge različnih težavnostnih stopenj: osnovne, višje in višje. Naloge osnovne ravni so enostavne naloge, s katerimi preverjamo obvladovanje najpomembnejših fizikalnih pojmov, modelov, pojavov in zakonitosti. Naloge za višji nivo so namenjene preverjanju sposobnosti uporabe konceptov in zakonov fizike za analizo različnih procesov in pojavov ter sposobnosti reševanja problemov z uporabo enega ali dveh zakonov (formul) pri kateri koli temi šolskega tečaja fizike. . Pri delu 4 so naloge 2. dela naloge visoke stopnje zahtevnosti in preverjajo sposobnost uporabe zakonov in teorij fizike v spremenjeni ali novi situaciji. Izpolnjevanje takšnih nalog zahteva uporabo znanja iz dveh ali treh oddelkov fizike hkrati, tj. visoka raven usposobljenosti. Ta možnost je popolnoma skladna demo različica Enotni državni izpit 2017, naloge vzete iz odprte banke nalog za enotni državni izpit.

Slika prikazuje graf odvisnosti modula hitrosti od časa t. Iz grafa določite razdaljo, ki jo je avtomobil prevozil v časovnem intervalu od 0 do 30 s.

rešitev. Pot, ki jo prevozi avtomobil v časovnem intervalu od 0 do 30 s, najlažje definiramo kot ploščino trapeza, katerega osnova sta časovna intervala (30 – 0) = 30 s in (30 – 10 ) = 20 s, višina pa je hitrost v= 10 m/s, tj.

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

Odgovori. 250 m.

Breme, ki tehta 100 kg, se dvigne navpično navzgor s pomočjo vrvi. Slika prikazuje odvisnost projekcije hitrosti V obremenitev na osi, usmerjeno navzgor, v odvisnosti od časa t. Določite modul sile napetosti kabla med dvigom.

rešitev. Glede na graf odvisnosti projekcije hitrosti v obremenitev na osi, ki je usmerjena navpično navzgor, kot funkcija časa t, lahko določimo projekcijo pospeška bremena

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

Na obremenitev delujejo: sila težnosti, usmerjena navpično navzdol, in natezna sila kabla, usmerjena navpično navzgor vzdolž kabla (glej sl. 2. Zapišimo osnovno enačbo dinamike. Uporabimo drugi Newtonov zakon. Geometrična vsota sil, ki delujejo na telo, je enaka produktu mase telesa in njegovega pospeška.

+ = (1)

Zapišimo enačbo za projekcijo vektorjev v referenčnem sistemu, povezanem z Zemljo, in usmerimo os OY navzgor. Projekcija natezne sile je pozitivna, saj smer sile sovpada s smerjo osi OY, projekcija sile teže je negativna, ker je vektor sile nasproten osi OY, projekcija vektorja pospeška je tudi pozitiven, zato se telo giblje s pospeškom navzgor. Imamo

T – mg = ma (2);

iz formule (2) modul natezne sile

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

Odgovori. 1200 N.

Telo vlečemo po hrapavi vodoravni površini s konstantno hitrostjo, katere modul je 1,5 m/s, in nanj deluje sila, kot je prikazano na sliki (1). V tem primeru je modul sile drsnega trenja, ki deluje na telo, 16 N. Kolikšna je moč, ki jo razvije sila? F?

rešitev. Predstavljajmo si fizikalni proces, ki je naveden v nalogi naloge, in naredimo shematsko risbo, ki prikazuje vse sile, ki delujejo na telo (slika 2). Zapišimo osnovno enačbo dinamike.

Tr + + = (1)

Po izbiri referenčnega sistema, povezanega s fiksno površino, zapišemo enačbe za projekcijo vektorjev na izbrane koordinatne osi. Glede na pogoje naloge se telo giblje enakomerno, saj je njegova hitrost konstantna in enaka 1,5 m/s. To pomeni, da je pospešek telesa enak nič. Na telo vodoravno delujeta dve sili: sila drsnega trenja tr. in sila, s katero telo vleče. Projekcija sile trenja je negativna, saj vektor sile ne sovpada s smerjo osi X. Projekcija sile F pozitivno. Spomnimo vas, da za iskanje projekcije spustimo pravokotnico od začetka in konca vektorja na izbrano os. Ob upoštevanju tega imamo: F cosα – F tr = 0; (1) izrazimo projekcijo sile F, To F cosα = F tr = 16 N; (2) potem bo moč, ki jo razvije sila, enaka n = F cosα V(3) Naredimo zamenjavo ob upoštevanju enačbe (2) in nadomestimo ustrezne podatke v enačbo (3):

n= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.

Odgovori. 24 W.

Breme, pritrjeno na lahko vzmet s togostjo 200 N/m, je podvrženo navpičnim nihanjem. Slika prikazuje graf odvisnosti odmika x obremenitev od časa do časa t. Ugotovi, kolikšna je masa tovora. Odgovor zaokrožite na celo število.

rešitev. Masa na vzmeti je podvržena navpičnim nihanjem. Po grafu pomika obremenitve X od časa do časa t, določimo obdobje nihanja bremena. Obdobje nihanja je enako T= 4 s; iz formule T= 2π izrazimo maso m tovor

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

odgovor: 81 kg.

Na sliki je prikazan sistem dveh svetlobnih blokov in breztežnega kabla, s katerim lahko obdržite ravnotežje ali dvignete breme, težko 10 kg. Trenje je zanemarljivo. Na podlagi analize zgornje slike izberite dva resnične trditve in v odgovoru navedite njihovo število.

1. Da bi tovor ohranili v ravnovesju, morate na konec vrvi delovati s silo 100 N.
2. Bločni sistem, prikazan na sliki, ne daje nobenega povečanja moči.
3. h, morate izvleči del vrvi dolžine 3 h.
4. Počasi dvigniti breme v višino hh.

rešitev. Pri tem problemu se je treba spomniti preprostih mehanizmov, in sicer blokov: premičnega in fiksnega bloka. Premični blok daje dvojno povečanje moči, medtem ko je treba del vrvi potegniti dvakrat dlje, fiksni blok pa služi za preusmeritev sile. Pri delu preprosti mehanizmi zmagovanja ne dajo. Po analizi problema takoj izberemo potrebne izjave:

1. Počasi dvigniti breme v višino h, morate izvleči del vrvi dolžine 2 h.
2. Da bi obdržali tovor v ravnotežju, morate na konec vrvi delovati s silo 50 N.

Odgovori. 45.

Aluminijasto utež, pritrjeno na breztežno in neraztegljivo nit, popolnoma potopimo v posodo z vodo. Tovor se ne dotika sten in dna posode. Nato v isto posodo z vodo potopimo železno utež, katere masa je enaka masi aluminijaste uteži. Kako se bosta zaradi tega spremenila modul natezne sile niti in modul sile teže, ki deluje na breme?

1. Poveča;
2. Zmanjša;
3. Ne spremeni se.

rešitev. Analiziramo stanje problema in izpostavimo tiste parametre, ki se med študijem ne spremenijo: to sta masa telesa in tekočina, v katero je telo potopljeno na nitki. Po tem je bolje narediti shematično risbo in navesti sile, ki delujejo na obremenitev: napetost niti F nadzor, usmerjen navzgor vzdolž niti; gravitacija usmerjena navpično navzdol; Arhimedova sila a, ki deluje s strani tekočine na potopljeno telo in je usmerjen navzgor. Glede na pogoje problema je masa bremen enaka, zato se modul sile teže, ki deluje na breme, ne spremeni. Ker je gostota tovora drugačna, bo tudi prostornina drugačna.

V =	m	.
	str

Gostota železa je 7800 kg/m3, gostota tovora aluminija pa 2700 kg/m3. torej V in< V a. Telo je v ravnotežju, rezultanta vseh sil, ki delujejo na telo, je enaka nič. Usmerimo koordinatno os OY navzgor. Osnovno enačbo dinamike z upoštevanjem projekcije sil zapišemo v obliki F nadzor + F a – mg= 0; (1) Izrazimo natezno silo F nadzor = mg – F a(2); Arhimedova sila je odvisna od gostote tekočine in prostornine potopljenega dela telesa F a = ρ gV p.h.t. (3); Gostota tekočine se ne spremeni, prostornina železnega telesa pa je manjša V in< V a, zato bo Arhimedova sila, ki deluje na železno breme, manjša. Sklepamo o modulu natezne sile niti, ki dela z enačbo (2), se bo povečala.

Odgovori. 13.

Blok mase m zdrsne s fiksne hrapave nagnjene ravnine s kotom α na dnu. Modul pospeška bloka je enak a, se poveča modul hitrosti bloka. Zračni upor lahko zanemarimo.

Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in formulami, s katerimi jih je mogoče izračunati. Za vsako mesto v prvem stolpcu izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.

B) Koeficient trenja med blokom in nagnjeno ravnino

3) mg cosα

4) sinα –	a
	g cosα

rešitev. Ta naloga zahteva uporabo Newtonovih zakonov. Priporočamo izdelavo shematske risbe; kažejo vse kinematične značilnosti gibanja. Če je možno, narišite vektor pospeška in vektorje vseh sil, ki delujejo na premikajoče se telo; ne pozabite, da so sile, ki delujejo na telo, posledica interakcije z drugimi telesi. Nato zapišite osnovno enačbo dinamike. Izberite referenčni sistem in zapišite dobljeno enačbo za projekcijo vektorjev sile in pospeška;

Po predlaganem algoritmu bomo izdelali shematsko risbo (slika 1). Slika prikazuje sile, ki delujejo na težišče bloka in koordinatne osi referenčnega sistema, povezanega s površino nagnjene ravnine. Ker so vse sile konstantne, bo gibanje bloka enakomerno spremenljivo z naraščajočo hitrostjo, tj. vektor pospeška je usmerjen v smeri gibanja. Izberimo smer osi, kot je prikazano na sliki. Zapišimo projekcije sil na izbrane osi.

Zapišimo osnovno enačbo dinamike:

Tr + = (1)

Zapišimo to enačbo (1) za projekcijo sil in pospeška.

Na os OY: projekcija sile reakcije tal je pozitivna, saj vektor sovpada s smerjo osi OY Ny = n; projekcija sile trenja je enaka nič, ker je vektor pravokoten na os; projekcija gravitacije bo negativna in enaka mg y= – mg cosα ; vektorska projekcija pospeška a y= 0, ker je vektor pospeška pravokoten na os. Imamo n – mg cosα = 0 (2) iz enačbe izrazimo reakcijsko silo, ki deluje na klado s strani nagnjene ravnine. n = mg cosα (3). Zapišimo projekcije na os OX.

Na os OX: projekcija sile n je enak nič, ker je vektor pravokoten na os OX; Projekcija sile trenja je negativna (vektor je usmerjen v nasprotno smer glede na izbrano os); projekcija gravitacije je pozitivna in enaka mg x = mg sinα (4) iz pravokotnega trikotnika. Projekcija pospeška je pozitivna a x = a; Nato zapišemo enačbo (1) z upoštevanjem projekcije mg sinα – F tr = ma (5); F tr = m(g sinα – a) (6); Ne pozabite, da je sila trenja sorazmerna sili normalnega tlaka n.

Po definiciji F tr = μ n(7) izrazimo koeficient trenja bloka na nagnjeni ravnini.

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

Za vsako črko izberemo ustrezne položaje.

Odgovori. A – 3; B – 2.

Naloga 8. Plinasti kisik je v posodi s prostornino 33,2 litra. Tlak plina je 150 kPa, njegova temperatura je 127° C. Določite maso plina v tej posodi. Odgovor izrazite v gramih in zaokrožite na najbližje celo število.

rešitev. Pomembno je biti pozoren na pretvorbo enot v sistem SI. Pretvori temperaturo v Kelvine T = t°C + 273, prostornina V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3 ; Pretvorimo tlak p= 150 kPa = 150.000 Pa. Uporaba enačbe stanja idealnega plina

Izrazimo maso plina.

Bodite pozorni na to, katere enote morajo zapisati odgovor. To je zelo pomembno.

Odgovori.'48

Naloga 9. Idealen enoatomni plin v količini 0,025 mola se je adiabatno razširil. Hkrati je njegova temperatura padla s +103°C na +23°C. Koliko dela je opravil plin? Odgovor izrazite v joulih in zaokrožite na najbližje celo število.

rešitev. Prvič, plin ima monatomsko število prostostnih stopinj i= 3, drugič, plin se širi adiabatsko - to pomeni brez izmenjave toplote Q= 0. Plin deluje tako, da zmanjšuje notranjo energijo. Ob upoštevanju tega zapišemo prvi zakon termodinamike v obliki 0 = ∆ U + A G; (1) izrazimo plinsko delo A g = –∆ U(2); Spremembo notranje energije za enoatomski plin zapišemo kot

Odgovori. 25 J.

Relativna vlažnost dela zraka pri določeni temperaturi je 10 %. Kolikokrat je treba spremeniti tlak tega dela zraka, da se pri stalni temperaturi njegova relativna vlažnost poveča za 25 %?

rešitev.Šolarjem najpogosteje povzročajo težave vprašanja, povezana z nasičeno paro in zračno vlago. Za izračun relativne zračne vlage uporabimo formulo

Glede na pogoje problema se temperatura ne spremeni, kar pomeni, da nasičeni parni tlak ostane enak. Zapišimo formulo (1) za dve stanji zraka.

φ 1 = 10 %; φ 2 = 35 %

Izrazimo zračni tlak s formulami (2), (3) in poiščimo razmerje tlakov.

p 2	=	φ 2	=	35	= 3,5
p 1		φ 1		10

Odgovori. Tlak je treba povečati za 3,5-krat.

Vročo tekočo snov smo počasi ohlajali v talilni peči pri konstantni moči. Tabela prikazuje rezultate meritev temperature snovi skozi čas.

Izberite s ponujenega seznama dva izjave, ki ustrezajo rezultatom opravljenih meritev in navajajo njihovo številko.

1. Tališče snovi pri teh pogojih je 232 °C.
2. Po 20 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
3. Toplotna kapaciteta snovi v tekočem in trdnem stanju je enaka.
4. Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju.
5. Proces kristalizacije snovi je trajal več kot 25 minut.

rešitev. Ko se je snov ohlajala, se je njena notranja energija zmanjšala. Rezultati temperaturnih meritev nam omogočajo določitev temperature, pri kateri snov začne kristalizirati. Medtem ko se snov spremeni iz tekoče v trdno, se temperatura ne spremeni. Ker vemo, da sta temperatura taljenja in temperatura kristalizacije enaki, izberemo trditev:

1. Tališče snovi pri teh pogojih je 232°C.

Druga pravilna izjava je:

4. Po 30 min. po začetku meritev je bila snov le v trdnem stanju. Ker je temperatura v tem trenutku že pod temperaturo kristalizacije.

Odgovori. 14.

V izoliranem sistemu ima telo A temperaturo +40 °C, telo B pa +65 °C. Ta telesa so bila med seboj privedena v toplotni stik. Čez nekaj časa je prišlo do toplotnega ravnovesja. Kako sta se zaradi tega spremenili temperatura telesa B in skupna notranja energija teles A in B?

Za vsako količino določite ustrezno naravo spremembe:

1. Povečana;
2. Zmanjšano;
3. Ni se spremenilo.

Za vsako fizikalno količino v tabelo zapiši izbrana števila. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev.Če v izoliranem sistemu teles ne pride do nobenih energijskih transformacij razen izmenjave toplote, potem je količina toplote, ki jo oddajo telesa, katerih notranja energija se zmanjša, enaka količini toplote, ki jo prejmejo telesa, katerih notranja energija se poveča. (V skladu z zakonom o ohranitvi energije.) V tem primeru se celotna notranja energija sistema ne spremeni. Težave te vrste se rešujejo na podlagi enačbe toplotne bilance.

∆U = ∑	n	∆U i = 0 (1);
	i = 1

kjer je ∆ U– sprememba notranje energije.

V našem primeru se zaradi izmenjave toplote notranja energija telesa B zmanjša, kar pomeni, da se temperatura tega telesa zmanjša. Notranja energija telesa A se poveča, ker je telo prejelo določeno količino toplote od telesa B, se bo njegova temperatura povečala. Skupna notranja energija teles A in B se ne spremeni.

Odgovori. 23.

Proton str, ki leti v režo med poloma elektromagneta, ima hitrost, pravokotno na vektor indukcije magnetnega polja, kot je prikazano na sliki. Kam je usmerjena Lorentzova sila, ki deluje na proton glede na risbo (gor, proti opazovalcu, stran od opazovalca, dol, levo, desno)

rešitev. Magnetno polje deluje na nabit delec z Lorentzovo silo. Da bi določili smer te sile, je pomembno, da se spomnimo mnemoničnih pravil leve roke, ne pozabite upoštevati naboja delca. Štiri prste leve roke usmerimo vzdolž vektorja hitrosti, za pozitivno nabit delec naj vektor vstopi pravokotno v dlan, palec, postavljen pod kotom 90°, kaže smer Lorentzove sile, ki deluje na delec. Kot rezultat imamo, da je vektor Lorentzove sile usmerjen stran od opazovalca glede na sliko.

Odgovori. od opazovalca.

Modul električne poljske jakosti v ploščatem zračnem kondenzatorju s kapaciteto 50 μF je enak 200 V/m. Razdalja med ploščama kondenzatorja je 2 mm. Kolikšen je naboj na kondenzatorju? Odgovor zapišite v µC.

rešitev. Pretvorimo vse merske enote v sistem SI. Kapacitivnost C = 50 µF = 50 10 –6 F, razdalja med ploščama d= 2 · 10 –3 m Problem govori o ploščatem zračnem kondenzatorju - napravi za shranjevanje električnega naboja in energije električnega polja. Iz formule električne kapacitivnosti

kje d– razdalja med ploščami.

Izrazimo napetost U=E d(4); Zamenjajmo (4) v (2) in izračunajmo naboj kondenzatorja.

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

Prosimo, bodite pozorni na enote, v katerih morate zapisati odgovor. Prejeli smo ga v kulonih, predstavili pa smo ga v µC.

Odgovori. 20 µC.

Učenec je izvedel poskus loma svetlobe, prikazan na fotografiji. Kako se spreminjata lomni kot svetlobe, ki se širi v steklu, in lomni količnik stekla z naraščanjem vpadnega kota?

1. Poveča
2. Zmanjšuje
3. Ne spremeni se
4. Izbrane številke za vsak odgovor zapišite v tabelo. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev. Pri tovrstnih problemih se spomnimo, kaj je lom. To je sprememba smeri širjenja valov pri prehodu iz enega medija v drugega. To je posledica dejstva, da so hitrosti širjenja valov v teh medijih različne. Ko smo ugotovili, v kateri medij se svetloba širi, zapišimo lomni zakon v obliki

sinα	=	n 2	,
sinβ		n 1

kje n 2 – absolutni lomni količnik stekla, medija, v katerega gre svetloba; n 1 je absolutni lomni količnik prvega medija, iz katerega prihaja svetloba. Za zrak n 1 = 1. α je vpadni kot žarka na površino steklenega polcilindra, β je lomni kot žarka v steklu. Poleg tega bo lomni kot manjši od vpadnega kota, saj je steklo optično gostejši medij – medij z visokim lomnim količnikom. Hitrost širjenja svetlobe v steklu je počasnejša. Upoštevajte, da merimo kote od navpičnice, obnovljene na vpadni točki žarka. Če povečate vpadni kot, se bo povečal lomni kot. To ne bo spremenilo lomnega količnika stekla.

Odgovori.

Bakreni skakalec v trenutku t 0 = 0 se začne premikati s hitrostjo 2 m/s po vzporednih vodoravnih prevodnih tirnicah, na katerih koncih je priključen upor 10 Ohm. Celoten sistem je v navpičnem enakomernem magnetnem polju. Odpornost mostička in tirnic je zanemarljiva; mostiček je vedno nameščen pravokotno na tirnice. Pretok F vektorja magnetne indukcije skozi vezje, ki ga tvorijo mostiček, tirnice in upor, se s časom spreminja t kot je prikazano na grafu.

S pomočjo grafa izberite dve pravilni trditvi in ​​v odgovoru označite njuni številki.

1. Do takrat t= 0,1 s sprememba magnetnega pretoka skozi vezje je 1 mWb.
2. Indukcijski tok v mostičku v območju od t= 0,1 s t= 0,3 s maks.
3. Modul induktivne emf, ki nastane v vezju, je 10 mV.
4. Moč indukcijskega toka, ki teče v mostičku, je 64 mA.
5. Da bi ohranili gibanje skakalca, nanj deluje sila, katere projekcija na smer tirnic je 0,2 N.

rešitev. Z grafom odvisnosti pretoka vektorja magnetne indukcije skozi tokokrog od časa bomo določili območji, kjer se spreminja pretok F in kjer je sprememba pretoka enaka nič. To nam bo omogočilo določitev časovnih intervalov, v katerih se bo v vezju pojavil inducirani tok. Resnična izjava:

1) Do časa t= 0,1 s sprememba magnetnega pretoka skozi tokokrog je enaka 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; Modul induktivne emf, ki nastane v tokokrogu, je določen z zakonom EMR

Odgovori. 13.

Z grafom odvisnosti toka od časa v električnem tokokrogu z induktivnostjo 1 mH določite modul samoinduktivne emf v časovnem intervalu od 5 do 10 s. Odgovor zapišite v µV.

rešitev. Preračunajmo vse količine v sistem SI, tj. induktivnost 1 mH pretvorimo v H, dobimo 10 –3 H. Prav tako bomo tok, prikazan na sliki v mA, pretvorili v A z množenjem z 10 –3.

Formula za samoindukcijsko emf ima obliko

v tem primeru je časovni interval podan glede na pogoje problema

∆t= 10 s – 5 s = 5 s

sekundah in z uporabo grafa določimo interval trenutne spremembe v tem času:

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

V formulo (2) nadomestimo številske vrednosti, dobimo

| Ɛ | = 2 ·10 –6 V ali 2 µV.

Odgovori. 2.

Dve prozorni ravni vzporedni plošči sta tesno stisnjeni druga proti drugi. Iz zraka pade žarek svetlobe na površino prve plošče (glej sliko). Znano je, da je lomni količnik zgornje plošče enak n 2 = 1,77. Vzpostavite ujemanje med fizikalnimi količinami in njihovimi pomeni. Za vsako mesto v prvem stolpcu izberite ustrezno mesto iz drugega stolpca in izbrane številke zapišite v tabelo pod pripadajoče črke.

rešitev. Za reševanje problemov o lomu svetlobe na meji med dvema medijema, zlasti problemov o prehodu svetlobe skozi ravni vzporedne plošče, lahko priporočamo naslednji postopek reševanja: naredite risbo, ki prikazuje pot žarkov, ki prihajajo iz enega medija do drugo; Na vpadnem mestu žarka na meji medija narišimo normalo na površino, označimo vpadni in lomni kot. Bodite posebno pozorni na optično gostoto obravnavanega medija in ne pozabite, da bo pri prehodu svetlobnega žarka iz optično manj gostega medija v optično gostejši medij lomni kot manjši od vpadnega kota. Slika prikazuje kot med vpadnim žarkom in ploskvijo, potrebujemo pa vpadni kot. Ne pozabite, da so koti določeni iz pravokotnice, obnovljene na točki udarca. Ugotovimo, da je vpadni kot žarka na površino 90° – 40° = 50°, lomni količnik n 2 = 1,77; n 1 = 1 (zrak).

Zapišimo lomni zakon

sinβ =	greh50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Narišimo približno pot žarka skozi plošče. Za meje 2–3 in 3–1 uporabimo formulo (1). V odgovor dobimo

A) Sinus vpadnega kota žarka na meji 2–3 med ploščama je 2) ≈ 0,433;

B) Lomni kot žarka pri prehodu meje 3–1 (v radianih) je 4) ≈ 0,873.

Odgovori. 24.

Ugotovite, koliko α - delcev in koliko protonov nastane kot posledica reakcije termonuklearne fuzije

+ → x+ l;

rešitev. Pri vseh jedrskih reakcijah se upoštevajo zakoni ohranitve električnega naboja in števila nukleonov. Označimo z x število alfa delcev, y število protonov. Sestavimo enačbe

+ → x + y;

reševanje sistema, ki ga imamo x = 1; l = 2

Odgovori. 1 – α-delec; 2 – protoni.

Impulzni modul prvega fotona je 1,32 · 10 –28 kg m/s, kar je za 9,48 · 10 –28 kg m/s manj od impulznega modula drugega fotona. Poiščite energijsko razmerje E 2 /E 1 drugega in prvega fotona. Odgovor zaokrožite na najbližjo desetino.

rešitev. Zagon drugega fotona je večji od zagona prvega fotona glede na pogoje, kar pomeni, da ga je mogoče predstaviti str 2 = str 1 + Δ str(1). Energijo fotona lahko izrazimo z impulzom fotona z uporabo naslednjih enačb. to E = mc 2 (1) in str = mc(2), potem

E = pc (3),

kje E– fotonska energija, str– zagon fotona, m – masa fotona, c= 3 · 10 8 m/s – svetlobna hitrost. Ob upoštevanju formule (3) imamo:

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

Odgovor zaokrožimo na desetinke in dobimo 8,2.

Odgovori. 8,2.

Jedro atoma je bilo izpostavljeno radioaktivnemu pozitronskemu β - razpadu. Kako sta se zaradi tega spremenila električni naboj jedra in število nevtronov v njem?

Za vsako količino določite ustrezno naravo spremembe:

1. Povečana;
2. Zmanjšano;
3. Ni se spremenilo.

Za vsako fizikalno količino v tabelo zapiši izbrana števila. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev. Pozitron β - razpad v atomskem jedru nastane, ko se proton spremeni v nevtron z emisijo pozitrona. Zaradi tega se število nevtronov v jedru poveča za eno, električni naboj se zmanjša za eno, masno število jedra pa ostane nespremenjeno. Tako je transformacijska reakcija elementa naslednja:

Odgovori. 21.

V laboratoriju je bilo izvedenih pet poskusov opazovanja uklona z uporabo različnih uklonskih rešetk. Vsaka od rešetk je bila osvetljena z vzporednimi snopi monokromatske svetlobe z določeno valovno dolžino. V vseh primerih je svetloba padala pravokotno na rešetko. V dveh od teh poskusov so opazili enako število glavnih difrakcijskih maksimumov. Najprej navedite številko poskusa, pri katerem je bila uporabljena uklonska mreža s krajšo periodo, nato pa številko poskusa, pri katerem je bila uporabljena uklonska mreža z večjo periodo.

rešitev. Difrakcija svetlobe je pojav svetlobnega žarka v območju geometrijske sence. Difrakcijo lahko opazimo, ko so na poti svetlobnega vala neprozorna območja ali luknje v velikih ovirah, ki so neprozorne za svetlobo, in so velikosti teh območij ali lukenj sorazmerne z valovno dolžino. Ena najpomembnejših uklonskih naprav je uklonska rešetka. Kotne smeri na maksimume uklonskega vzorca so določene z enačbo

d sinφ = kλ (1),

kje d– perioda uklonske mreže, φ – kot med normalo na mrežico in smerjo na enega od maksimumov uklonskega vzorca, λ – valovna dolžina svetlobe, k– celo število, imenovano vrstni red uklonskega maksimuma. Izrazimo iz enačbe (1)

Pri izbiri parov glede na eksperimentalne pogoje najprej izberemo 4, kjer je bila uporabljena uklonska mreža s krajšo periodo, nato pa številko poskusa, v katerem je bila uporabljena uklonska mreža z večjo periodo - to je 2.

Odgovori. 42.

Tok teče skozi žični upor. Upor smo zamenjali z drugim, z žico iz enake kovine in enake dolžine, vendar s polovično površino preseka, in skozenj spustili polovico toka. Kako se bosta spremenila napetost na uporu in njegov upor?

Za vsako količino določite ustrezno naravo spremembe:

1. Povečalo se bo;
2. Zmanjšalo se bo;
3. Ne bo se spremenilo.

Za vsako fizikalno količino v tabelo zapiši izbrana števila. Številke v odgovoru se lahko ponavljajo.

rešitev. Pomembno je vedeti, od katerih vrednosti je odvisen upor prevodnika. Formula za izračun upora je

Ohmov zakon za odsek vezja, iz formule (2), izrazimo napetost

U = jaz R (3).

V skladu s pogoji problema je drugi upor izdelan iz žice istega materiala, enake dolžine, vendar različne površine preseka. Površina je dvakrat manjša. Če nadomestimo v (1), ugotovimo, da se upor poveča za 2-krat, tok pa se zmanjša za 2-krat, zato se napetost ne spremeni.

Odgovori. 13.

Obdobje nihanja matematičnega nihala na površju Zemlje je 1,2-krat večje od obdobja njegovega nihanja na določenem planetu. Kakšna je velikost gravitacijskega pospeška na tem planetu? Vpliv atmosfere je v obeh primerih zanemarljiv.

rešitev. Matematično nihalo je sistem, sestavljen iz niti, katere dimenzije so veliko večje od dimenzij krogle in same krogle. Težave lahko nastanejo, če se pozabi na Thomsonovo formulo za nihajno dobo matematičnega nihala.

T= 2π (1);

l– dolžina matematičnega nihala; g– pospešek prostega pada.

Po stanju

Izrazimo iz (3) g n = 14,4 m/s 2. Upoštevati je treba, da je gravitacijski pospešek odvisen od mase planeta in polmera

Odgovori. 14,4 m/s 2.

Ravni vodnik dolžine 1 m, po katerem teče tok 3 A, se nahaja v enakomernem magnetnem polju z indukcijo IN= 0,4 tesla pod kotom 30° na vektor. Kolikšna je sila, ki deluje na vodnik iz magnetnega polja?

rešitev.Če vodnik, po katerem teče tok, postavite v magnetno polje, bo polje na vodnik, po katerem teče tok, delovalo z ampersko silo. Zapišimo formulo za modul Amperove sile

F A = jaz LB sinα ;

F A = 0,6 N

Odgovori. F A = 0,6 N.

Energija magnetnega polja, shranjena v tuljavi, ko skozi njo teče enosmerni tok, je enaka 120 J. Kolikokrat je treba povečati jakost toka, ki teče skozi navitje tuljave, da se poveča energija magnetnega polja, shranjena v njem od 5760 J.

rešitev. Energija magnetnega polja tuljave se izračuna po formuli

W m =	LI 2	(1);
	2

Po stanju W 1 = 120 J, torej W 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

jaz 1 2 =	2W 1	; jaz 2 2 =	2W 2	;
	L		L

Nato trenutno razmerje

jaz 2 2	= 49;	jaz 2	= 7
jaz 1 2		jaz 1

Odgovori. Moč toka je treba povečati 7-krat. V obrazec za odgovore vnesete samo številko 7.

Električni tokokrog je sestavljen iz dveh žarnic, dveh diod in zavoja žice, povezanih, kot je prikazano na sliki. (Dioda omogoča tok samo v eno smer, kot je prikazano na vrhu slike.) Katera od žarnic bo zasvetila, če severni pol magneta približamo tuljavi? Pojasnite svoj odgovor tako, da navedete, katere pojave in vzorce ste uporabili pri razlagi.

rešitev. Magnetne indukcijske črte izhajajo iz severnega pola magneta in se razhajajo. Ko se magnet približa, se poveča magnetni pretok skozi tuljavo žice. V skladu z Lenzovim pravilom mora biti magnetno polje, ki ga ustvari induktivni tok tuljave, usmerjeno v desno. Po pravilu gimleta bi moral tok teči v smeri urinega kazalca (gledano z leve). Dioda v drugem krogu svetilke poteka v tej smeri. To pomeni, da bo zasvetila druga lučka.

Odgovori. Druga lučka bo zasvetila.

Dolžina naper iz aluminija L= 25 cm in površino prečnega prereza S= 0,1 cm 2 obešena na nitki na zgornjem koncu. Spodnji del se naslanja na vodoravno dno posode, v katero je natočena voda. Dolžina potopljenega dela napere l= 10 cm F, s katerim pletilna igla pritisne na dno posode, če je znano, da se nit nahaja navpično. Gostota aluminija ρ a = 2,7 g/cm 3, gostota vode ρ b = 1,0 g/cm 3. Gravitacijski pospešek g= 10 m/s 2

rešitev. Naredimo razlagalno risbo.

– sila napetosti niti;

– Reakcijska sila dna posode;

a je Arhimedova sila, ki deluje samo na potopljeni del telesa in deluje na sredino potopljenega dela napere;

– gravitacijska sila, ki deluje na napero z Zemlje in deluje na središče celotne napere.

Po definiciji je masa napere m in Arhimedov modul sile sta izražena kot sledi: m = SLρ a (1);

F a = Slρ in g (2)

Razmislimo o momentih sil glede na točko obešanja napere.

M(T) = 0 – moment natezne sile; (3)

M(N)= NL cosα je moment reakcijske sile opore; (4)

Ob upoštevanju predznakov trenutkov zapišemo enačbo

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

ob upoštevanju, da je po tretjem Newtonovem zakonu sila reakcije dna posode enaka sili F d s katerim pletilka pritiska na dno posode zapišemo n = F d in iz enačbe (7) izrazimo to silo:

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

Zamenjajmo numerične podatke in dobimo to

F d = 0,025 N.

Odgovori. F d = 0,025 N.

Cilinder, ki vsebuje m 1 = 1 kg dušika, med preskusom trdnosti eksplodira pri temperaturi t 1 = 327 °C. Kakšna je masa vodika m 2 bi lahko shranili v tak valj pri temperaturi t 2 = 27 °C, s petkratno varnostno rezervo? Molska masa dušika M 1 = 28 g/mol, vodik M 2 = 2 g/mol.

rešitev. Napišimo Mendelejev–Clapeyronovo enačbo stanja idealnega plina za dušik

kje V– prostornina valja, T 1 = t 1 + 273 °C. Glede na pogoje lahko vodik hranimo pri tlaku str 2 = p 1 /5; (3) Glede na to

maso vodika lahko izrazimo tako, da delamo neposredno z enačbami (2), (3), (4). Končna formula izgleda takole:

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

Po zamenjavi številskih podatkov m 2 = 28 g.

Odgovori. m 2 = 28 g.

V idealnem oscilacijskem krogu je amplituda tokovnih nihanj v induktorju jaz sem= 5 mA in amplituda napetosti na kondenzatorju um= 2,0 V. V času t napetost na kondenzatorju je 1,2 V. Poiščite tok v tuljavi v tem trenutku.

rešitev. V idealnem nihajnem krogu se nihajna energija ohranja. Za trenutek t ima zakon ohranitve energije obliko

C	U 2	+ L	jaz 2	= L	jaz sem 2	(1)
	2		2		2

Za amplitudne (največje) vrednosti pišemo

in iz enačbe (2) izrazimo

C	=	jaz sem 2	(4).
L		um 2

Zamenjajmo (4) v (3). Kot rezultat dobimo:

jaz = jaz sem (5)

Tako je tok v tuljavi v trenutku t enako

jaz= 4,0 mA.

Odgovori. jaz= 4,0 mA.

Na dnu rezervoarja, globokega 2 m, je ogledalo. Svetlobni žarek, ki gre skozi vodo, se odbije od ogledala in pride ven iz vode. Lomni količnik vode je 1,33. Poiščite razdaljo med točko vstopa žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode, če je vpadni kot žarka 30°

rešitev. Naredimo razlagalno risbo

α je vpadni kot žarka;

β je lomni kot žarka v vodi;

AC je razdalja med točko vstopa žarka v vodo in točko izstopa žarka iz vode.

Po zakonu o lomu svetlobe

sinβ =	sinα	(3)
	n 2

Razmislite o pravokotniku ΔADB. V njem AD = h, potem je DB = AD

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

Dobimo naslednji izraz:

AC = 2 DB = 2 h	sinα	(5)

Zamenjajmo številske vrednosti v nastalo formulo (5)

Odgovori. 1,63 m.

V pripravah na enotni državni izpit vas vabimo, da se seznanite z delovni program iz fizike za razrede 7–9 do linije UMK Peryshkina A.V. in delovni program za napredno raven za 10.-11. razred za učna gradiva Myakisheva G.Ya. Programi so na voljo za ogled in brezplačen prenos vsem registriranim uporabnikom.

V letu 2017 bodo kontrolno merilna gradiva v fiziki doživela pomembne spremembe.

Iz možnosti smo izločili naloge z izbiro enega pravilnega odgovora in dodali naloge s kratkim odgovorom. V zvezi s tem se predlaga novo strukturo 1. del izpitne pole, 2. del pa je ostal nespremenjen.

Pri spremembah strukture izpitnega dela so bili ohranjeni splošni konceptualni pristopi k ocenjevanju učnih dosežkov. Vključno s skupnim številom točk za opravljene vse naloge izpitnega dela je ostalo nespremenjeno, porazdelitev je ohranjena največ točk za izpolnjevanje nalog različnih stopenj zahtevnosti in približno porazdelitev števila nalog po oddelkih šolskega tečaja fizike in načinov dejavnosti. Vsaka različica izpitne naloge preverja vsebinske prvine iz vseh sklopov šolskega tečaja fizike, za vsak sklop pa so na voljo naloge različnih zahtevnostnih stopenj. Prednostna naloga pri oblikovanju CMM je potreba po preverjanju vrst dejavnosti, ki jih določa standard: obvladovanje konceptualni aparat predmet fizike, obvladovanje metodoloških veščin, uporaba znanja pri razlagi fizikalnih procesov in reševanju problemov.

Izpitna različica bo sestavljena iz dveh delov in bo obsegala 31 nalog. 1. del bo vseboval 23 postavk s kratkimi odgovori, vključno z nalogami za samoprijavo, ki zahtevajo številko, dve številki ali besedo, pa tudi naloge z ujemanjem in več možnimi izbirami, pri katerih morajo biti odgovori zapisani kot zaporedje številk. 2. del bo vseboval 8 združenih nalog splošni pogled dejavnosti – reševanje problemov. Od tega 3 naloge s kratkim odgovorom (24–26) in 5 nalog (29–31), pri katerih morate podati podroben odgovor.

Delo bo obsegalo naloge treh težavnostnih stopenj. Naloge osnovne ravni so vključene v 1. del naloge (18 nalog, od tega 13 nalog z odgovorom, zapisanim v obliki števila, dveh številk ali besede ter 5 nalog z ujemanje in izbiro). Med nalogami osnovne ravni ločimo naloge, ki vsebinsko ustrezajo standardu osnovne ravni. Minimalna količina Točke enotnega državnega izpita iz fizike, ki potrjujejo, da je diplomant obvladal srednji (polni) program splošno izobraževanje pri fiziki se vzpostavi na podlagi zahtev za obvladovanje standarda osnovne ravni.

Uporaba nalog povečane in visoke stopnje zahtevnosti pri izpitnem delu nam omogoča, da ocenimo stopnjo pripravljenosti študenta za nadaljevanje izobraževanja na univerzi. Naloge za višji nivo so razporejene med 1. in 2. del izpitne pole: 5 nalog s kratkimi odgovori v 1. delu, 3 naloge s kratkimi odgovori in 1 naloga z dolgim ​​odgovorom v 2. delu. Zadnje štiri naloge 2. dela so naloge iz visoka stopnja kompleksnosti.

1. del Izpitno delo bo vključevalo dva bloka nalog: prvi preverja obvladovanje pojmovnega aparata šolskega predmeta fizike, drugi pa obvladovanje metodoloških veščin. Prvi sklop obsega 21 nalog, ki so razvrščene glede na tematsko pripadnost: 7 nalog iz mehanike, 5 nalog iz MCT in termodinamike, 6 nalog iz elektrodinamike in 3 naloge iz kvantne fizike.

Skupina nalog za posamezno poglavje se začne z nalogami s samostojno formulacijo odgovora v obliki števila, dveh števil ali besede, nato sledi naloga izbirnega tipa (dva pravilna odgovora od petih predlaganih) in na koncu - naloge za spremembo fizikalne količine v različnih procesih in za ugotavljanje ujemanja med fizikalnimi količinami in grafi ali formulami, v katerih je odgovor zapisan kot niz dveh števil.

Naloge z več izbirami in ujemanje so dvotočkovne in lahko temeljijo na katerem koli elementu vsebine v tem razdelku. Jasno je, da bodo v isti različici vse naloge, povezane z enim razdelkom, testirale različne vsebinske elemente in se nanašale nanje različne teme ta del.

V tematskih sklopih mehanike in elektrodinamike so predstavljene vse tri vrste teh nalog; v razdelku o molekularna fizika– 2 nalogi (ena je izbirna, druga pa bodisi za spreminjanje fizikalnih veličin v procesih ali za korespondenco); v razdelku o kvantni fiziki je le 1 naloga o spreminjanju fizikalnih količin ali ujemanju. Posebno pozornost je treba posvetiti izbirnim nalogam 5, 11 in 16, ki ocenjujejo zmožnost pojasnjevanja preučevanih pojavov in procesov ter interpretacije rezultatov različnih raziskav, predstavljenih v obliki tabel ali grafov. Spodaj je primer takšne naloge mehanike.

Pozorni bodite na spremembo oblik posameznih nalog. Naloga 13 za določitev smeri vektorskih fizikalnih veličin (Coulombova sila, električna poljska jakost, magnetna indukcija, Amperova sila, Lorentzova sila itd.) je ponujena s kratkim odgovorom v obliki besede. V tem primeru so možne možnosti odgovora navedene v besedilu naloge. Spodaj je podan primer takšne naloge.

V poglavju o kvantni fiziki bi vas rad opozoril na nalogo 19, ki preverja poznavanje zgradbe atoma, atomskega jedra ali jedrskih reakcij. Ta naloga je spremenila obliko predstavitve. Odgovor, ki je sestavljen iz dveh številk, je treba najprej zapisati v predlagano tabelo in nato brez presledkov ali dodatnih znakov prenesti v obrazec za odgovore št. Spodaj je primer takšnega obrazca naloge.

Na koncu 1. dela bosta ponujeni 2 nalogi osnovne stopnje zahtevnosti, ki preverjata različne metodološke sposobnosti in se nanašata na različna področja fizike. Naloga 22 z uporabo fotografij ali risb merilnih instrumentov je namenjena preverjanju sposobnosti zapisovanja odčitkov instrumentov pri merjenju fizikalnih količin ob upoštevanju absolutne napake merjenja. Absolutna napaka meritev je določena v besedilu naloge: bodisi v obliki polovične vrednosti deljenja ali v obliki vrednosti deljenja (odvisno od natančnosti naprave). Spodaj je podan primer takšne naloge.

Naloga 23 preverja sposobnost izbire opreme za izvedbo eksperimenta glede na postavljeno hipotezo. V tem modelu se je spremenila oblika predstavitve naloge, ki je zdaj izbirna naloga (dva elementa od petih predlaganih), vendar se ocenjuje z 1 točko, če sta oba elementa odgovora pravilno navedena. Na voljo so trije različni modeli nalog: na izbiro dve risbi, ki grafično predstavljata ustrezne nastavitve za poskuse; izbrati dve vrstici v tabeli, ki opisuje značilnosti eksperimentalne postavitve, in izbrati imena dveh delov opreme ali instrumentov, ki sta potrebna za izvedbo določenega eksperimenta. Spodaj je primer ene take naloge.

2. del delo je namenjeno reševanju problemov. To je tradicionalno najpomembnejši rezultat obvladovanja tečaja fizike srednja šola in najbolj priljubljena dejavnost pri nadaljnjem študiju predmeta na univerzi.

V tem delu na KIM 2017 bo 8 razne naloge: 3 računske težave s samostojnim zapisom številčnega odgovora povečane stopnje zahtevnosti in 5 nalog s podrobnejšim odgovorom, od tega je ena kvalitativna in štiri računske.

Hkrati je po eni strani v različne naloge v eni različici niso uporabljeni isti ne zelo pomembni vsebinski elementi, na drugi strani pa je uporaba temeljnih ohranitvenih zakonov mogoče najti v dveh ali treh problemih. Če upoštevamo "povezavo" tem nalog z njihovim položajem v možnosti, bo na mestu 28 vedno naloga o mehaniki, na mestu 29 - o MCT in termodinamiki, na mestu 30 - o elektrodinamiki in na mestu. pozicija 31 - predvsem o kvantni fiziki (če je le materialna kvantna fizika ne bo vključen v kvalitativno nalogo na mestu 27).

Kompleksnost nalog določata tako narava dejavnosti kot kontekst. Pri računskih problemih povečane stopnje zahtevnosti (24–26) se predpostavlja, da bo uporabljen proučeni algoritem za reševanje problema in predlagani standardni modeli učne situacije, s katerimi so se učenci srečevali v procesu učenja in pri katerih se uporabljajo eksplicitno definirani fizikalni modeli. Pri teh nalogah imajo prednost standardne formulacije, njihova izbira pa bo izvedena predvsem s poudarkom na odprta banka naloge.

Prva izmed nalog s podrobnim odgovorom je kakovostna naloga, katerega rešitev je logično strukturirana razlaga, ki temelji na fizikalnih zakonitostih in zakonitostih. Za računske naloge visoke stopnje zahtevnosti je potrebna analiza vseh stopenj rešitve, zato so ponujene v obliki nalog 28–31 s podrobnim odgovorom. Pri tem se uporabljajo spremenjene situacije, v katerih je treba operirati z večjim številom zakonov in formul kot pri standardnih problemih, v proces reševanja vnesti dodatne utemeljitve, ali popolnoma nove situacije, ki jih v reševanju še nismo srečali. poučna literatura in vključujejo resno aktivnost pri analizi fizikalnih procesov in samostojno izbiro fizikalnega modela za rešitev problema.