ГВЭ-11 ФИЗИКА трен · 2018-10-05 · ГВЭ‐ 11 Сборник...

ГВЭ‐11 Сборник тренировочных материалов по ФИЗИКЕ

2018 г. 1

Сборник тренировочных материалов для подготовки к государственному выпускному экзамену

по ФИЗИКЕ для обучающихся по образовательным программам

СРЕДНЕГО общего образования

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тренировочные материалы предназначены для подготовки к государственному выпускному экзамену в устной и письменной формах.

В части I представлены тренировочные материалы для подготовки к устному экзамену.

Устный экзамен проводится по билетам, каждый из которых содержит два теоретических вопроса и одно практическое задание. Первый и второй вопросы в билетах проверяют освоение учащимися знаний о фундаментальных физических законах и принципах, наиболее важных открытиях в области физики и методах научного познания природы. Практические задания представляют собой задачи.

При проведении устного экзамена по физике обучающимся предоставляется право использовать при необходимости: справочные таблицы физических величин, плакаты и таблицы для ответов на теоретические вопросы, непрограммируемый калькулятор для вычислений при решении задач.

Раздел 1.1 содержит перечень теоретических вопросов, на базе которых формируются экзаменационные билеты.

Раздел 1.2 включает в себя перечень практических заданий с примерами к каждому виду заданий.

В части II сборника представлены тренировочные материалы для

подготовки к ГВЭ-11 в письменной форме. Материалы сгруппированы по тематическому признаку следующим образом:

o раздел 2.1 – механика (кинематика, динамика, законы сохранения в механике, механические колебания и волны, элементы статики);

o раздел 2.2 – МКТ и термодинамика; o раздел 2.3 – электродинамика (электростатика, постоянный

электрический ток, магнитное поле, электромагнитная индукция, электромагнитные колебания и волны и оптика);

o раздел 2.4 – элементы СТО и квантовая физика; o раздел 2.5 – методы научного познания.

В каждом разделе представлены задания разных форм и разных уровней сложности. В конце разделов приведены ответы и критерии оценивания заданий.


2018 г. 2

ЧАСТЬ I

Раздел 1.1

Перечень теоретических вопросов билетов по физике для проведения ГВЭ-11 в устной форме

1. Механическое движение и его виды. Система отсчёта. Скорость. Ускорение. Прямолинейное равноускоренное движение.

2. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчёта. Сила. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.

3. Импульс тела. Закон сохранения импульса. 4. Силы трения скольжения. Сила упругости. Закон Гука. 5. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. 6. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон

сохранения механической энергии. 7. Свободные механические колебания. Превращение энергии при

механических колебаниях. 8. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Идеальный газ.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа (без вывода).

9. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона). Изопроцессы.

10. Температура и ее измерение. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества.

11. Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.

12. Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

13. Испарение и конденсация. Влажность воздуха. 14. Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации

твёрдых тел. 15. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения

электрического заряда. 16. Конденсаторы. Электроёмкость конденсатора. Энергия заряженного

конденсатора. 17. Электрический ток. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление.

Последовательное и параллельное соединение проводников. 18. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца. 19. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. 20. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд

и опыты, подтверждающие это действие. Магнитная индукция. 21. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции.

Магнитная индукция. 22. Свободные электромагнитные колебания. Колебательный контур.

Превращение энергии при электромагнитных колебаниях.


2018 г. 3

23. Электромагнитные волны. Волновые свойства света. 24. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое

применение. 25. Квантовые постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомами.

Спектры. 26. Квантовые свойства света. Явление фотоэффекта. 27. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. 28. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их

регистрации. 29. Состав ядра атома. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция.

Термоядерные реакции. 30. Солнечная система. Звёзды и источники их энергии. Галактика.


2018 г. 4

Раздел 1.2

Перечень практических вопросов экзаменационных билетов с примерами заданий

1. Задача на определение пройденного пути по графику зависимости

скорости тела от времени движения. Пример На графике приведена зависимость проекции скорости тела от времени при прямолинейном движении по оси x. Определите путь, пройденный телом за 5 с. (Ответ: 100 м)

2. Задача на определение проекции ускорения по графику зависимости скорости тела от времени движения.

Пример

На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела

x от времени. Определите проекцию ускорения этого тела ax в интервале времени от 6 до 10 с.

(Ответ: –2,5 м/с2)

3. Задача на расчёт силы трения скольжения с использованием

графика зависимости силы трения от массы тела. Пример При исследовании зависимости силы трения скольжения Fтр бруска по горизонтальной поверхности стола от массы m бруска получен график, представленный на рисунке. Определите величину коэффициента трения.

(Ответ: 0,32) 0,1 0,20

0,4

0,8

Fтр, Н

m, кг0,3

0

–15

–30

1 2t, с

, м/с3 4 5

x

05

1015

–5–10

5 10 15 20 t, с

x, м/с


2018 г. 5

4. Задача на расчёт жёсткости пружины с использованием закона Гука.

Пример 1.

Кубик массой 1 кг покоится на гладком горизонтальном столе, сжатый с боков пружинами (см. рисунок). Левая пружина жёсткостью 1 400k Н/м сжата на 4 см, правая пружина – на 2 см. Определите жёсткость правой пружины. (Ответ: 800 Н/м)

5. Задача на применение закона сохранения импульса при абсолютно

неупругом столкновении тел. Пример Папа, обучая девочку кататься на коньках, скользит с ней по льду со скоростью 4 м/с. В некоторый момент он аккуратно толкает девочку в направлении движения. Скорость папы при этом уменьшается до 3,5 м/с. Масса девочки 20 кг, а папы 80 кг. Какова скорость девочки после толчка? Трение коньков о лёд не учитывать. (Ответ: 6 м/с)

6. Задача на применение закона сохранения энергии для свободно падающего тела.

Пример Снаряд вылетает из ствола пушки, закреплённой на железнодорожной платформе, вдоль рельсов под углом 60 к горизонту. Каким будет отношение скоростей снаряда и пушки, с которыми они станут двигаться после выстрела, если отношение масс платформы с пушкой и снаряда равно 1000? (Ответ: 2000)

7. Задача на расчёт плотности газа с использованием уравнения Менделеева – Клапейрона.

Пример При температуре 385 К и давлении 105 Па плотность газа равна 1 кг/м3. Какова молярная масса газа? Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К). (Ответ: 3210–3 кг/моль)

M

k1 k2


2018 г. 6

8. Задача на расчёт параметров газа в изобарном или изохорном

процессах. Пример

На рисунке изображено изменение состояния постоянной массы разреженного аргона. Температура газа в состоянии 1 равна 27 С. Какая температура соответствует состоянию 2? (Ответ: 900 К)

9. Задача на применение уравнения теплового баланса (количество

теплоты, выделяемое при охлаждении тела, и количество теплоты, необходимое для плавления).

Пример 1.

Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда 0 С, начальная температура воды 15 С. Теплоёмкостью термоса можно пренебречь. Когда установилось тепловое равновесие, оказалось, что часть льда массой 210 г растаяла. Чему равна исходная масса воды в термосе? Удельная теплота плавления льда 3,3105 Дж/кг. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·К). (Ответ: 1,1 кг)

10. Задача на применение закона Ома для участка цепи и формулы для

последовательного соединения проводников. Пример На фотографии представлена электрическая цепь. Показания вольтметра даны в вольтах, амперметра – в амперах.

Чему равно сопротивление неизвестного резистора? Вольтметр и амперметр считать идеальными.

(Ответ: 1 Ом)

1

2p, 104 Па

V, м3

3

1

0 41


2018 г. 7

11. Задача на применение закона Ома для полной цепи. Пример К источнику постоянного тока с ЭДС, равным 8 В, подсоединён резистор сопротивлением 14 Ом. Определите внутреннее сопротивление источника тока, если сила тока в цепи равна 0,5 А. (Ответ: 2 Ом)

12. Задача на определение оптической силы линзы по рисунку с

описанием хода лучей через линзу.

Пример На рисунке показан ход лучей от точечного источника света А через тонкую линзу.

А

5 см

Какова приблизительно оптическая сила этой линзы? (Ответ: 33 Дптр)

13. Задача на применение формулы для дифракционной решётки. Пример На дифракционную решётку с периодом 0,002 мм падает по нормали плоская монохроматическая волна. Максимальный порядок дифракционного максимума, наблюдаемого с помощью этой решётки, равен 4. Какова максимальная длина волны света, при которой это возможно? (Ответ: 500 нм)

14. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта. Пример Работа выхода для материала катода вакуумного фотоэлемента равна 1,5 эВ. Катод освещается монохроматическим светом, у которого энергия фотонов равна 3,7 эВ. Каково запирающее напряжение, при котором фототок прекратится? (Ответ: 2,2 В)

15. Задача на определение продуктов ядерной реакции. Пример Укажите частицу Х в ядерной реакции 5625Mn + Х

56 126 0Fe n .

(Ответ: 11H )


2018 г. 8

ЧАСТЬ II Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться Вам

при выполнении тренировочных заданий

Десятичные приставки

Наимено-вание

Обозначение Множитель Наимено-вание

Обозначение Множитель

гига Г 109 санти с 10–2 мега М 106 милли м 10–3 кило к 103 микро мк 10–6 гекто г 102 нано н 10–9 деци д 10–1 пико п 10–12

Константы число = 3,14 ускорение свободного падения на Земле g = 10 м/с2 гравитационная постоянная G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2 универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К) постоянная Больцмана k = 1,38·10–23 Дж/К постоянная Авогадро NА = 6·1023 моль–1 скорость света в вакууме с = 3·108 м/с

коэффициент пропорциональности в законе Кулона k = 0πε4

1= 9·109 Н·м2/Кл2

модуль заряда электрона (элементарный электрический заряд) e = 1,6·10

–19 Кл постоянная Планка h = 6,6·10–34 Дж·с

Соотношение между различными единицами температура 0 К = – 273 С атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,6610–27 кг 1 атомная единица массы эквивалентна 931,5 МэВ 1 электронвольт 1 эВ = 1,610–19 Дж

Масса частиц электрона 9,110–31 кг 5,510–4 а.е.м. протона 1,67310–27 кг 1,007 а.е.м. нейтрона 1,67510–27 кг 1,008 а.е.м.

Плотность подсолнечного масла 900 кг/м3 воды 1000 кг/м3 алюминия 2700 кг/м3 древесины (сосна) 400 кг/м3 железа 7800 кг/м3 керосина 800 кг/м3 ртути 13 600 кг/м3

Удельная теплоёмкость воды 4,2103 Дж/(кгК) алюминия 900 Дж/(кгК) льда 2,1103 Дж/(кгК) меди 380 Дж/(кгК) железа 460 Дж/(кгК) чугуна 500 Дж/(кгК) свинца 130 Дж/(кгК)


2018 г. 9

Удельная теплота парообразования воды 2,3106 Дж/кг плавления свинца 2,5104 Дж/кг плавления льда 3,3105 Дж/кг

Нормальные условия: давление 105 Па, температура 0 С

Молярная маcса азота 2810–3 кг/моль гелия 410–3 кг/моль аргона 4010–3 кг/моль кислорода 3210–3 кг/моль водорода 210–3 кг/моль лития 610–3 кг/моль воздуха 2910–3 кг/моль неона 2010–3 кг/моль воды 1810–3 кг/моль углекислого газа 4410–3 кг/моль


2018 г. 10

Раздел 2.1

Механика

Ответом к заданиям 1–17 является одна цифра, а к заданиям 41–50 – последовательность двух цифр. Запишите одну или две цифры в поле ответа в тексте работы. Ответ к заданиям 18–40 и 51–52 в виде числа запишите в отведённом месте работы с учётом предложенной единицы измерения величины. При выполнении задания 53 с развёрнутым ответом используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания, а затем ответ на него.

Лодка плывёт против течения реки. Чему равна скорость лодки относительно берега реки, если её скорость относительно воды 1,5 м/с, а скорость течения реки относительно берега 0,5 м/с?

1) 0,5 м/с

2) 1 м/с

3) 1,5 м/с

4) 2 м/с

Ответ:

Электричка едет со скоростью 70 км/ч. По встречному пути движется скорый поезд со скоростью 100 км/ч. Чему равен модуль скорости скорого поезда в системе отсчёта, связанной с электричкой?

1) 170 км/ч

2) 100 км/ч

3) 70 км/ч

4) 30 км/ч

Ответ:

1

2


2018 г. 11

Плот поступательно и прямолинейно плывёт по реке со скоростью 8 км/ч. Человек движется поперёк плота со скоростью 6 км/ч относительно плота. Чему равна скорость человека в системе отсчёта, связанной с берегом?

1) 2 км/ч

2) 7 км/ч

3) 14 км/ч

4) 10 км/ч

Ответ:

На рисунке представлен график зависимости пути S велосипедиста от времени t. Определите интервал времени после начала движения, когда велосипедист двигался со скоростью 2,5 м/с.

0

100

200

10 20 30 40 t, с

S, м

50

150

50 60 70

250

1)

от 30 до 50 с

2)

от 50 до 70 с

3)

от 10 до 30 с

4)

от 0 до 10 с

Ответ:

3

4


2018 г. 12

На рисунке приведён график зависимости координаты тела от времени при его прямолинейном движении по оси x.

0

10

20

–10

–20

5 10 15 20 t, с

x, м

25 30 35

Какой из указанных ниже графиков совпадает с графиком зависимости от времени для проекции скорости этого тела x в промежутке времени от 30 до 35 с?

1)

0

3

t, с

x, м/с

–3

3)

0

3

t, с

x, м/с

–3

2)

0

3

t, с

x, м/с

–3

4)

0

3

t, с

x, м/с

–3

Ответ:

5


2018 г. 13

Автомобиль движется по прямой улице. На графике представлена зависимость проекции его скорости от времени.

0

10

20

10 20 30 40 t, с

x, м/с

Модуль ускорения автомобиля максимален в интервале времени

1)

от 10 до 20 с

2)

от 30 до 40 с

3)

от 0 до 10 с

4)

от 20 до 30 с

Ответ:

6


2018 г. 14

На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела от времени.

05

1015

–5–10

5 10 15 20 t, с

x, м/с

Какой из графиков совпадает с графиком проекции ускорения тела в интервале времени от 12 до 16 с? 1)

0

5

–5

t, с

ax, м/с2

3)

0

5

–5

t, с

ax, м/с2

2)

0

5

–5

t, с

ax, м/с2

4)

0

5

–5

t, с

ax, м/с2

Ответ:

7


2018 г. 15

На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела x от времени.

05

15

–10–15

5 10 15 20 t, с

x, м/с

25 30

10

–5

–20 Какой из указанных ниже графиков совпадёт с графиком зависимости от времени проекции ускорения этого тела ax в интервале времени от 0 до 10 с? 1)

0

3

–3

t, с

ax, м/с2

3)

0

3

–3

t, с

ax, м/с2

2)

0

3

–3

t, с

ax, м/с2

4)

0

3

–3

t, с

ax, м/с2

Ответ:

8


2018 г. 16

На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела x от времени.

0

10

20

–10

–20

5 10 15 20 t, с

x, м/с

25 30

Какой из указанных ниже графиков совпадает с графиком зависимости от времени проекции ускорения этого тела ax в интервале времени от 20 до 30 с? 1)

0

4

–4

t, с

ax, м/с2

2

–2

3)

0

4

–4

t, с

ax, м/с2

2

–2

2)

0

4

–4

t, с

ax, м/с2

2

–2

4)

0

4

–4

t, с

ax, м/с2

2

–2

Ответ:

9


2018 г. 17

В таблице представлена зависимость координат от времени для четырёх материальных точек, двигавшихся вдоль оси Ох из состояния покоя.

t, c 0 1 2 3 4 5 x1, м 0 2 4 6 8 10 x2, м 0 2 0 –2 0 2 x3, м 0 – 1 – 4 – 9 – 16 – 25 x4, м 0 – 1 – 2 – 3 – 4 – 5

Какая из них могла двигаться с постоянным ускорением, проекция которого отлична от нуля, в интервале времени от 0 до 5 с?

1)

1

2)

2

3)

3

4)

4

Ответ:

На рисунке представлены направления векторов скорости и ускорения a мяча в инерциальной системе отсчёта. Куда направлен в этой системе отсчёта вектор F

равнодействующей всех сил, приложенных к мячу?

1) 2) 3) 4)

Ответ:

На рисунке представлены вектор скорости тела

в инерциальной системе отсчёта и вектор F

равнодействующей всех сил, действующих на тело. Определите направление вектора ускорения a этого тела в этой системе отсчёта. 1) 2) 3) 4)

Ответ:

10

11

→

F→

12


2018 г. 18

На левом рисунке представлены векторы скорости и ускорения тела в инерциальной системе отсчёта. Какой из четырёх векторов на правом рисунке указывает направление вектора равнодействующей всех сил, действующих на это тело в этой системе отсчёта?

1)

1

2)

2

3)

3

4)

4

Ответ:

На рисунке представлен график зависимости модуля равнодействующей всех сил, действующих на тело, от времени. Тело движется равномерно в интервале времени

1) 0–1 с

2) 1–3 с

3) 3–4 с

4) 4–5 с

Ответ:

13

4

3

1

2

a

14

t, с

F, Н

0 1 2 4 3 5

5


2018 г. 19

Тело может двигаться относительно Земли по прямой. Зависимость координаты тела x от времени представлена на рисунке. В какие промежутки времени равнодействующая приложенных к телу сил равна нулю?

1) [0 t1]

2) [t1 t2]

3) [t2 t3]

4) таких промежутков нет

Ответ:

На рисунке показаны три силы, действующие на материальную точку. Каков модуль равнодействующей этих сил, если F3 = 2 H?

1)

4 Н

2)

8 Н

3)

8 Н

4)

5 Н

Ответ:

На рисунке показаны силы (в заданном масштабе), действующие на материальную точку. Модуль равнодействующей этих сил равен

1)

2 3 Н

2)

5 Н

3)

4 3 Н

4)

11 Н

Ответ:

15

F1→

F2→

→F3

16

17

F1→

F2→

→F3 1Н

x

t1 t2 t3 t

0


2018 г. 20

Брусок лежит на шероховатой наклонной опоре (см. рисунок). На него действуют три силы: сила тяжести ,mg сила упругости опоры N

и сила трения

трF

. Если брусок покоится, то модуль

равнодействующей сил N

и mg равен

1)

N mg

2)

sinαN

3)

( )cosαN mg

4)

трF

Ответ:

В инерциальной системе отсчёта сила F

сообщает телу массой m ускорение .a Какова должна быть масса тела, чтобы вдвое бóльшая сила сообщала ему в этой системе отсчёта в 2 раза меньшее ускорение?

1)

8m

2)

12

m

3)

2m

4)

4m

Ответ:

Автомобиль массой 103 кг движется с постоянной по модулю скоростью по выпуклому мосту. Автомобиль действует на мост в верхней его точке с силой F = 9000 Н. Сила, с которой мост действует на автомобиль, равна

1)

9000 Н и направлена вертикально вверх

2)

9000 Н и направлена вертикально вниз

3)

19 000 Н и направлена вертикально вниз

4)

1000 Н и направлена вертикально вверх

Ответ:

18 N Fтр

mgα

→ →

→

19

20


2018 г. 21

Координата x движущегося тела меняется в соответствии с графиком, приведённым на рисунке. Сравните равнодействующие силы F1 и F2, действующие на тело в промежутки времени 0 – t1] и [t1 – t2.

1) F1 = F2 = 0

2) F1 = F2

3)

1

2

32

FF

4)

1

2

23

FF

Ответ:

Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Для первой из них сила притяжения к звезде в 9 раз меньше,

чем для второй. Каково отношение 12

RR радиусов орбит первой и второй

планет?

Ответ: ___________________________.

По горизонтальному полу равномерно тянут ящик, приложив к нему в горизонтальном направлении силу 35 Н. Коэффициент трения скольжения между полом и ящиком равен 0,25. Чему равна масса ящика?

Ответ: ___________________________ кг.

Тело весом P = 50 Н тянут равномерно по горизонтальному полу, преодолевая силу трения F = 10 Н. Определите коэффициент трения скольжения.

Ответ: ___________________________.

21

x

t t2 t1

22

23

24


2018 г. 22

При исследовании зависимости модуля силы трения скольжения Fтр от модуля силы нормального давления Fд были получены следующие данные.

Fтр, Н 1,0 2,0 3,0 4,0 Fд, Н 4,0 8,0 12,0 16,0

Чему равен коэффициент трения скольжения?

Ответ ___________________________.

Деревянный брусок массой 0,2 кг покоится на деревянной наклонной плоскости, образующей угол 30 с горизонтом. Какова сила трения, действующая на брусок?

Ответ: ___________________________ Н.

Автомобиль на скользкой горизонтальной дороге (коэффициент трения 0,25) совершает поворот радиусом 40 м. Какова максимальная допустимая скорость автомобиля?

Ответ: ___________________________ м/с.

Кубик массой 1 кг покоится на гладком горизонтальном столе, сжатый с боков пружинами (см. рисунок). Левая пружина жёсткостью

1 400k Н/м сжата на 4 см. С какой силой правая пружина действует на кубик?

Ответ: ___________________________ Н.

Пружина жёсткостью 400 Н/м закреплена одним концом в штативе. Под действием какой силы пружина растянется на 2 см?

Ответ: ___________________________ Н.

По горизонтальной поверхности льда скользит льдинка со скоростью 6 м/с. В неё попадает пластилиновый шарик такой же массы, скорость которого перед ударом равна 8 м/с и направлена по горизонтали перпендикулярно направлению движения льдинки. Найдите модуль скорости льдинки с прилипшим пластилином после удара.

Ответ: ___________________________ м/с.

25

26

30º

27

M

k1 k2

28

29

30


2018 г. 23

Под действием постоянной силы за 10 с импульс тела, движущегося по прямой в одном направлении, изменился на 50 кг · м/с. Чему равен модуль силы?

Ответ: ________________ Н.

Тело движется по прямой в одном направлении. Под действием постоянной силы, равной по модулю 20 Н, импульс тела уменьшился от 80 кг · м/с до 20 кг · м/с. Сколько времени потребовалось для этого?

Ответ: ___________________________ с.

Тело массой 3 кг движется прямолинейно в одном направлении под действием постоянной силы, равной 2 Н. За какое время изменение импульса тела составит 4 кг м/с?

Ответ: ___________________________ с. Отношение модуля скорости автокрана к модулю скорости легкового

автомобиля 12

= 0,3, а отношение их масс 12

mm

= 6. Каково отношение модуля

импульса автокрана к модулю импульса легкового автомобиля?

Ответ: ___________________________.

Легковой автомобиль и грузовик движутся со скоростями 1 = 108 км/ч и 2 = 54 км/ч соответственно. Их массы соответственно m1 = 1000 кг и m2 = 3000 кг. На сколько импульс грузовика больше импульса легкового автомобиля? Ответ: на ___________________________ кгм/с.

31

32

33

34

35


2018 г. 24

Два тела движутся по взаимно перпендикулярным пересекающимся прямым, как показано на рисунке. Модуль импульса первого тела р1 = 3 кг м/с, а второго тела р2 = 4 кг м/с. Каков модуль импульса системы этих тел после их абсолютно неупругого удара?

Ответ: ___________________________ кгм/с.

Тележку массой 100 г, расположенную на горизонтальных рельсах, прикрепили к пружине жёсткостью 40 H/м. Растянув пружину на 10 см, тележку отпустили с начальной скоростью, равной нулю. Определите скорость тележки в тот момент, когда растяжение пружины составит 6 см. Трением пренебречь.

Ответ: ___________________________ м/с.

Легковой автомобиль и грузовик движутся по мосту. Каково отношение массы грузовика к массе легкового автомобиля, если отношение значений их потенциальных энергий относительно уровня воды равно 1,5?

Ответ: ___________________________. Координата тела массой 10 кг, движущегося вдоль оси x, изменяется по закону 0 ,xx x t где 0 10x м, 6x м/с. Какова кинетическая энергия тела в момент времени 4t с?

Ответ: ___________________________ Дж.

С балкона случайно выпустили из рук мячик массой 0,3 кг. Какова высота балкона, если перед моментом удара об асфальт кинетическая энергия мяча была равна 60 Дж? Потерями энергии за счёт сопротивления воздуха пренебречь.

Ответ: ___________________________ м.

Лыжник массой 70 кг спускается с горы высотой 20 м. Какова кинетическая энергия лыжника в конце спуска? (Считать, что по склону горы он скользил без трения.)

Ответ: ___________________________ кДж.

36

y

xp1

→p2

→

37

38

39

40

41


2018 г. 25

Массу груза пружинного маятника уменьшили в 4 раза. Во сколько раз уменьшится период собственных малых вертикальных колебаний маятника?

Ответ: в ___________________________ раз(а).

Какое значение получил ученик для ускорения свободного падения g при выполнении лабораторной работы по определению g, если маятник длиной 1 м совершил за 1 мин. 30 колебаний с малой амплитудой? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ округлите до десятых.

Ответ: ___________________________ м/с2. Математический маятник с периодом колебаний T = 1 с отклонили на небольшой угол от положения равновесия и отпустили с начальной скоростью, равной нулю (см. рисунок). Через какое время после этого потенциальная энергия маятника в первый раз вновь достигнет максимума? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ: ___________________________ с.

Изменение координаты колеблющегося тела с течением времени показано в таблице.

t, c 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 x, см 20 14,2 0 –14,2 –20 –14,2 0 14,2 20 14,2

Вычислите значение кинетической энергии тела в момент времени 0,6 с, если коэффициент жёсткости пружины 200 Н/м. Ответ округлите до целых.

Ответ: ___________________________ Дж.

Груз, закреплённый на пружине жёсткостью 200 Н/м, совершает гармонические колебания с амплитудой 10 см. Максимальная скорость груза в процессе колебаний равна 1 м/с. Чему равна масса груза?

Ответ: ___________________________ кг.

42

43

44

45

46


2018 г. 26

Изменение координаты колеблющегося на пружине груза массой 100 г с течением времени показано в таблице.

t, c 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 х, см 0 7,1 10 7,1 0 –7,1 –10 –7,1 0 7,1

Определите частоту колебаний груза.

Ответ: ___________________________ Гц.

Зрители наблюдают праздничный салют. Время между видимой ими вспышкой салюта и звуком составляет 2 с. На каком расстоянии от места вспышки салюта находятся зрители? Скорость звука в воздухе 340 м/с.

Ответ: ___________________________ м. Скорость звука в среде = 1500 м/с. Какова длина волны в этой среде для звука частотой 300 Гц? Ответ: ___________________________ м. Саксофон издаёт звуки в диапазоне от 1 = 80 Гц до 2 = 8000 Гц. Каково

отношение граничных длин звуковых волн 12

этого диапазона?

Ответ: ________________.

Камень брошен вверх под углом к горизонту. Сопротивление воздуха пренебрежимо малó. Как меняются модуль ускорения камня и модуль его скорости при движении камня вверх? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется

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

Модуль ускорения камня

Модуль скорости камня

47

48

49

50

51


2018 г. 27

С вершины наклонной плоскости из состояния покоя скользит с ускорением лёгкая коробочка, в которой находится груз массой m (см. рисунок). Как изменятся время движения по наклонной плоскости и модуль работы силы тяжести, если с той же наклонной плоскости будет скользить та же коробочка с грузом массой

2m ? Для каждой величины

определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится


Время движения Модуль работы силы тяжести

На шероховатой наклонной плоскости покоится деревянный брусок. Угол наклона плоскости увеличили, но брусок относительно плоскости остался в покое. Как изменились при этом сила нормального давления бруска на плоскость и коэффициент трения бруска о плоскость? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась


Сила нормального давления бруска на плоскость

Коэффициент трения бруска о плоскость

52

53

m


2018 г. 28

В результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение уменьшается. Как изменяются в результате этого перехода радиус его орбиты вокруг Земли и скорость его движения по орбите? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:



Радиус орбиты

Скорость движения по орбите

Груз пружинного маятника совершает вертикальные гармонические колебания. Как изменяются кинетическая энергия груза маятника и жёсткость пружины при движении груза маятника вверх от положения равновесия? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:



Кинетическая энергия груза маятника

Жёсткость пружины

54

55


2018 г. 29

Груз изображённого на рисунке пружинного маятника совершает гармонические колебания между точками 1 и 3. Как изменяются кинетическая энергия груза маятника и жёсткость пружины при движении груза маятника от точки 2 к точке 3? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:



Кинетическая энергия груза маятника

Жёсткость пружины

После удара шайба массой m начала скользить с начальной скоростью 0

вверх

по плоскости, установленной под углом α к горизонту (см. рисунок). Переместившись вдоль оси Ox на расстояние s, шайба соскользнула в исходное положение. Коэффициент трения шайбы о плоскость равен . Формулы А и Б позволяют рассчитать значения физических величин, характеризующих движение шайбы. Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим формулам. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФОРМУЛЫ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А)

cosαmg

Б)

sinαmg

1)

модуль ускорения шайбы при её движении вверх

2)

модуль проекции силы тяжести на ось Ox

3)

модуль силы трения

4)

модуль ускорения шайбы при её движении вниз

А Б

Ответ:

56

57

1 2 3

?>

0xy

0


2018 г. 30

После удара шайба массой m начала скользить с начальной скоростью 0

вверх по плоскости,

установленной под углом α к горизонту (см. рисунок). Переместившись вдоль оси Ox на расстояние s, шайба соскользнула в исходное положение. Коэффициент трения шайбы о плоскость равен . Формулы А и Б позволяют рассчитать значения физических величин, характеризующих движение шайбы. Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим формулам. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФОРМУЛЫ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А)

sinαmg

Б) cosαs mg

1)

модуль проекции силы тяжести на ось Ox

2)

модуль работы силы тяжести при движении шайбы вверх

3)

модуль работы силы трения при движении шайбы вверх

4)

модуль силы трения

А Б

Ответ:

58

α→

0

xy

0


2018 г. 31

Автомобиль, у которого все колеса являются ведущими, движется по склону горы. Этапы его движения приведены в левом столбце таблицы. Каковы значения или изменения физических величин, характеризующих это движение, указанных в правом столбце? Установите соответствие между характеристиками объекта и физическими величинами. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ИЗМЕНЕНИЯ

А)

равномерное движение автомобиля вверх

Б)

равноускоренное движение автомобиля вниз

1)

равнодействующая всех внешних сил, действующих на автомобиль, равна нулю

2)

кинетическая энергия автомобиля уменьшается

3)

потенциальная энергия автомобиля уменьшается

4)

работа сил трения, действующих на колеса автомобиля, равна нулю

А Б

Ответ:

Тело массой 0,2 кг движется вдоль оси Ох, при этом его координата изменяется во времени в соответствии с уравнением х(t) = 10 + 5t – 3t2 (все величины выражены в СИ). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их изменения во времени. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ

А)

скорость тела t

Б)

равнодействующая сила, действующая на тело F t

1)

5 – 6t

2)

–1,2

3)

–3

4)

10 + 5t

А Б

Ответ:

59

60


2018 г. 32

Тело, брошенное со скоростью под углом α к горизонту, поднимается на некоторую максимальную высоту, а затем падает на некотором расстоянии от точки броска. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в данной задаче. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА ФОРМУЛА

А)

время всего полёта

Б)

максимальная высота подъёма

1)

2 2sin α2g

2)

2 sinαg

3)

2 sinα2g

4)

sinαg

А Б Ответ:

61


2018 г. 33

Груз, привязанный к нити, отклонили от положения равновесия и в момент времени t = 0 отпустили из состояния покоя (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза после этого. T – период колебаний маятника. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГРАФИКИ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А)

t 0 T

Б)

t 0 T

1)

кинетическая энергия Eк

2)

координата х

3)

проекция импульса рх

4)

проекция ускорения ах

А Б

Ответ:

Тело массой 2 кг, брошенное с некоторой высоты вертикально вверх, упало на землю со скоростью 6 м/с. Потенциальная энергия тела относительно поверхности земли в момент броска была равна 20 Дж. С какой начальной скоростью бросили тело? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Ответ: ________________________ м/с.

Груз, прикреплённый к пружине жёсткости 200 Н/м, совершает гармонические колебания (см. рисунок). Максимальная кинетическая энергия груза при этом равна 1 Дж. Какова амплитуда колебаний груза?

Ответ: _________________________ м.

62

63

64

0 x


2018 г. 34

На полу неподвижного лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень находится в равновесии. Лифт начинает равноускоренно опускаться вниз. Опираясь на законы механики и молекулярной физики, объясните, куда сдвинется поршень относительно сосуда после начала движения лифта и как при этом изменится температура газа в сосуде. Трением и теплообменом между поршнем и стенками сосуда, а также утечкой газа из сосуда пренебречь.

Система оценивания заданий раздела 2.1

За правильный ответ на задания 1–50 и 63, 64 ставится по 1 баллу. Задания 51–62 оцениваются в 2 балла, если верно указаны оба элемента

ответа, в 1 балл, если допущена одна ошибка, в 0 баллов, если оба элемента указаны неверно. Если указано более двух элементов (в том числе, возможно, и правильные) или ответ отсутствует, – 0 баллов.

№ задания Ответ 1 2 2 1 3 4 4 1 5 4 6 3 7 4 8 1 9 3

10 3 11 2 12 1 13 1 14 4 15 2 16 3 17 2 18 4 19 4 20 1 21 1 22 3 23 14 24 0,2

65

a→


2018 г. 35

25 0,25 26 1 27 10 28 16 29 8 30 5 31 5 32 3 33 2 34 1,8 35 15000 36 5 37 1,6 38 1,5 39 180 40 20 41 14 42 2 43 9,9 44 0,5 45 2 46 2 47 1,25 48 680 49 5 50 100 51 32 52 32 53 23 54 12 55 23 56 23 57 32 58 13 59 13 60 12 61 21 62 34 63 4 64 0,1


2018 г. 36

Критерии оценивания заданий с развёрнутым ответом

На полу неподвижного лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень находится в равновесии. Лифт начинает равноускоренно опускаться вниз. Опираясь на законы механики и молекулярной физики, объясните, куда сдвинется поршень относительно сосуда после начала движения лифта и как при этом изменится температура газа в сосуде. Трением и теплообменом между поршнем и стенками сосуда, а также утечкой газа из сосуда пренебречь.

Возможное решение 1. Поршень сдвинется вверх. Температура газа в сосуде понизится. 2. Пусть масса поршня M, а площадь его основания S. Атмосферное давление над поршнем равно атм ,p первоначальное давление газа в сосуде равно 1p . Поскольку поршень первоначально находится

в равновесии, 1 атм .Mgp pS

3. При движении лифта с ускорением a, направленным вниз, поршень сдвинется и займёт относительно сосуда новое положение равновесия, для которого в ИСО по второму закону Ньютона можем записать в проекции на направление движения лифта: pатмS + Mg – p2S = Ma, где p2 – давление газа в новом положении равновесия. Следовательно, давление газа в сосуде

2 атм 1( ) .M g ap p p

S

Поскольку теплообмена с окружающей средой и

изменения числа частиц нет, уменьшение давления возможно только за счёт расширения газа. При этом газ совершает положительную работу. 4. Поскольку сосуд теплоизолированный, газ, находящийся под поршнем, участвует в адиабатическом процессе. В этом случае, по первому закону термодинамики, газ совершает работу за счёт уменьшения внутренней энергии. 5. Уменьшение внутренней энергии газа повлечёт понижение его температуры ( 3 ν2U R T )

Критерии оценки выполнения задания Баллы Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: направление движения поршня, уменьшение температуры газа) и исчерпывающие верные рассуждения с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: второй закон Ньютона для движения поршня, совершение работы при расширении газа, первый закон термодинамики для адиабатического процесса, зависимость внутренней энергии газа от температуры)

3

65

a→


2018 г. 37

Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт.

И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения

2

Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.

ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.

ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи

1

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

0


2018 г. 38

Раздел 2.2

МКТ и термодинамика

Ответом к заданиям 1–16 является одна цифра, а к заданиям 23–33 – последовательность двух цифр. Запишите одну или две цифры в поле ответа в тексте работы. Ответ к заданиям 17–22, 34 и 35 в виде числа запишите в отведённом месте работы с учётом предложенной единицы измерения величины. При выполнении заданий 36–39 с развёрнутым ответом используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания, а затем ответ на него.

Три металлических бруска привели в соприкосновение, как показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи. Сравните температуры брусков перед их соприкосновением. 1) Т1 = Т2 Т3 2) Т1 Т2 Т3 3) Т1 Т2 Т3 4) Т1 Т2 = Т3 Ответ:

Частицы газа находятся в среднем на таких расстояниях друг от друга, при которых силы притяжения между ними незначительны. Это объясняет

1)

большую скорость частиц газа

2)

значение скорости звука в газе

3)

распространение в газе звуковых волн

4)

способность газов к неограниченному расширению

Ответ:

T2T1

T3

1

2


2018 г. 39

Как взаимодействуют между собой молекулы вещества в твёрдом состоянии?

1) и притягиваются, и отталкиваются независимо от температуры вещества

2) только притягиваются независимо от температуры вещества

3) только отталкиваются независимо от температуры вещества

4) притягиваются или отталкиваются в зависимости от температуры вещества

Ответ:

При повышении температуры газа в запаянном сосуде его давление увеличивается. Это объясняется тем, что с ростом температуры

1)

увеличивается потенциальная энергия взаимодействия молекул газа

2)

увеличивается кинетическая энергия теплового движения молекул газа

3)

увеличиваются размеры молекул газа

4)

расширяется сосуд (увеличивается его объём)

Ответ:

В одном сосуде в термодинамическом равновесии друг с другом находятся гелий и неон. Можно утверждать, что у них равны

1)

скорости движения частиц

2)

парциальные давления

3)

концентрации

4)

температуры

Ответ:

Броуновским движением можно считать

1)

процесс растворения поваренной соли в воде

2)

беспорядочное движение мошек, роящихся вечером под фонарём

3)

проникновение кислорода в глубинные слои водоёма

4)

беспорядочное движение микроскопических капелек жира в молоке

Ответ:

3

4

5

6


2018 г. 40

Скорость частицы при броуновском движении не зависит от

1) плотности окружающей среды

2)

массы частицы

3)

размеров частицы

4) освещённости при постоянной температуре

Ответ:

Известно, что средняя квадратичная скорость теплового движения молекул кислорода при температуре около 50 °С равна 500 м/с. Это говорит о том, что при данной температуре

1)

все молекулы кислорода движутся с одинаковой скоростью, равной500 м/с

2) модули скоростей молекул не превышают 500 м/с

3)

молекулы имеют разные скорости, но бóльшая часть молекул движется со скоростями 250–750 м/с

4) модули скоростей молекул не меньше 500 м/с

Ответ:

Паук-серебрянка медленно спускается на дно равномерно прогретого озера, неся между волосками брюшка пузырьки воздуха для своего подводного жилища. Какой процесс происходит с воздухом в пузырьках по мере погружения паука? Температура воздуха у поверхности воздуха равна температуре воды.

1)

изохорное нагревание

2)

изобарное сжатие

3)

изотермическое сжатие

4)

адиабатное сжатие

Ответ:

7

8

9


2018 г. 41

В сосуде с небольшой трещиной под поршнем находится идеальный газ. В опыте при уменьшении объёма в 2 раза давление и температура понизились в 2 раза. Какая часть газа осталась в сосуде в конце опыта?

1)

14

2)

12

3)

23

4)

34

Ответ:

На рисунках показаны графики четырёх процессов изменения состояния постоянной массы идеального газа. Изохорным нагреванием является процесс

1)

V

0 T

3) V

0 T

2)

p

0 T

4) p

0 T

Ответ:

1 моль разреженного газа сначала изотермически расширяли, а затем изобарно нагревали. На каком из рисунков изображена эта последовательность процессов? 1) p

V 0

2)

p

T 0

3) V

Т 0

4) V

T 0 Ответ:

10

11

12


2018 г. 42

На VT-диаграмме представлена зависимость объёма постоянной массы идеального газа от абсолютной температуры. Как изменяется давление газа при переходе из состояния 1 в состояние 2?

1)

не изменяется

2)

увеличивается

3)

сначала увеличивается, потом уменьшается

4)

уменьшается

Ответ:

На рисунке приведён график зависимости давления неизменной массы газа от объёма. Изменения происходят в направлении, указанном стрелкой. Какой процесс происходит с газом на участке AB? 1) изобарное нагревание 2) изохорное нагревание 3) изохорное охлаждение 4) изотермическое расширение Ответ:

На рисунке приведён график зависимости давления неизменной массы газа от объёма. Изменения происходят в направлении, указанном стрелкой. Какой процесс происходит с газом на участке ВС?

1)

изохорное нагревание

2)

изобарное охлаждение

3)

изобарное нагревание

4)

изотермическое расширение

Ответ:

V

T0

1

2

13

p

V

A

B C

D

E

0

14

15 p

V

A

B C

D

E

0


2018 г. 43

Как изменился объём одноатомного идеального газа в процессе 1–2, изображённом на р–Т диаграмме?

1) уменьшился в 3 раза

2) уменьшился в 4 раза

3) увеличился в 3 раза

4) увеличился в 4 раза

Ответ:

На рисунке показан график процесса, проведённого над 1 моль идеального газа.

Найдите отношение температур 31

TT

.

1) 6

2) 5

3) 3

4) 15

Ответ:

На рисунке приведён график изменения объёма V постоянной массы газа от температуры T, проходящий в направлении, указанном стрелкой. Какой из отрезков соответствует изобарному сжатию?

1)

АВ

2)

ВС

3)

СD

4)

DE

Ответ:

16

17

0

p

V

p0

2p0

V0 2V0

12

33p0

3V0 4V0 5V0

18

A B

C

D

E

0

V

T

0 Т

р

1

2


2018 г. 44

На pV-диаграмме показаны два процесса, проведённых с одним и тем же количеством газообразного неона. Сравните работу, совершённую газом в этих процессах.

1)

А2 > A1

2)

1 2 0A A

3)

А1 > A2

4)

1 2 0A A

Ответ:

Кусок металла удельной теплоёмкостью 500 Дж / (кг · К) нагрели от 20 С до 80 С, затратив количество теплоты, равное 75 кДж. Чему равна масса этого куска металла?

Ответ: ___________________________ кг.

При охлаждении куска металла массой 3 кг от 120 С до 20 С выделилось количество теплоты, равное 192 кДж. Чему рав�

ГВЭ-11 ФИЗИКА трен · 2018-10-05 · ГВЭ‐ 11 Сборник...

Documents