Демонстрационный вариант теста в 2010-2011 учебном году по

Демонстрационный вариант теста в 2010-2011 учебном году по
физике, предлагаемый для прохождения аттестации учителей на
вторую, первую и высшую категории.
Инструкция по выполнению работы
Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3,5 часа (210 минут). Работа
состоит из 3 частей, включающих 36 заданий.
Часть 1 содержит 25 заданий (А1–А25). К каждому заданию дается 4 варианта ответа, из
которых правильный только один.
Часть 2 содержит 5 заданий (В1–В5), на которые следует дать краткий ответ. Для заданий
В1 и В2 ответ необходимо записать в виде набора цифр, а для заданий В3–В5 в виде числа.
Часть 3 состоит из 6 задач (С1–С6), для которых требуется дать развернутые решения.
При выполнении заданий В3–В5 части 2 значение искомой величины следует выразить в
тех единицах физических величин, которые указаны в условии задания. Если такого указания нет,
то значение величины следует записать в Международной системе единиц (СИ). При вычислении
разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.
За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов. Баллы,
полученные вами за выполненные задания, суммируются.
Задания А1─ А25 оцениваются по 1 баллу.
Задания В1, В2─ оцениваются по 2балла, задания В3─В5 оцениваются по 1баллу.
Задания С1─ С6 оцениваются по 3 балла.
Максимальное количество баллов за работу 50 баллов.
Желаем успеха!
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении
работы.
Десятичные приставки
Наименование
гига
Обозначение
Г
Множитель
мега
М
10
кило
к
10
гекто
г
10
деци
д
10
Наименование
санти
Обозначение
с
6
милли
м
10
3
микро
мк
10
2
нано
н
10
–1
пико
п
10
9
10
Множитель
–2
10
–3
–6
–9
–12
Часть 1
При выполнении заданий части 1 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания (А1–
А25) поставьте знак «×» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.
А1. Точка движется с постоянной по модулю скоростью по окружности радиусом R. Как
изменится центростремительное ускорение точки, если ее скорость увеличить вдвое, а радиус
окружности вдвое уменьшить?
1) уменьшится в 2 раза
2) увеличится в 2 раза
3) увеличится в 4 раза
4) увеличится в 8 раз
А2. В инерциальной системе отсчета под действием одинаковых внешних сил первое тело
приобретает ускорение a1 = 3м/с2, а второе тело – ускорение a2 = 2 м/с2. Отношение масс тел
равно
1) 1
2) 2
3)
4)
А3. Пружина, жесткость которой k = 104 Н/м, под действием силы 100 Н растянется на
1) 1 м
2) 10 см
3)1 см
4) 1 мм
А4. Мяч с импульсом p1 налетает на стенку и отлетает от нее после удара с импульсом p2
(см. рисунок). Как направлен импульс p, который получает мяч при ударе о стенку?
1)
2)
3)
4)
А5. Один конец легкой пружины жесткостью k закреплен неподвижно, а к другому
ее концу прикреплен груз массой m (см. рисунок). Груз перемещают с постоянной
скоростью по горизонтали из положения, в котором пружина сжата на величину x1 =
a, в положение, в котором пружина растянута на величину x2 = b. При этом
потенциальная энергия пружины k
1) изменяется на
2) увеличивается на
3) увеличится на
4) сохраняется
А6. Какова скорость распространения звука в воде, если сигнал, посланный с корабля, достигает
дна водоема через 0,02 с? Глубина водоема 30 м.
1) 0,6 м/с
2) 15 м/с
3) 150 м/с
4) 1500 м/с
А7. Тележка массой 50 кг движется по гладкой горизонтальной плоскости со скоростью 1,0 м/с.
Навстречу тележке бежит мальчик массой 50 кг. После того, как мальчик запрыгнул в тележку,
тележка движется в обратную сторону со скоростью 0,5 м/с. Чему была равна скорость мальчика
относительно Земли до прыжка в тележку?
1) 0,5 м/с
2) 1,0 м/с
3) 1,5 м/с
4) 2,0 м/с
А8. Как изменится давление одноатомного идеального газа, если при неизменной концентрации
средняя энергия теплового движения его молекул уменьшится в 2 раза?
1) уменьшится в 2 раза
3) уменьшится в 4 раза
2) уменьшится в
раз
4) увеличится в 2 раза
А9. В одинаковых сосудах объемом 10 л при комнатной температуре находятся: в первом сосуде
10 г кислорода, а во втором сосуде 10 г углекислого газа. Чему равно отношение давлений в
сосудах
1) 1
2)
3)
4)
А10. Разреженный углекислый газ изобарно сжимается. Масса газа постоянна. Как надо изменить
абсолютную температуру газа, чтобы уменьшить его объем в 4 раза?
1) повысить в 16 раз
2) повысить в 4 раза
3) понизить в 16 раз
4) понизить в 4 раза
А11. При постоянном давлении 105 Па газ совершил работу 103 Дж. На сколько увеличился при
этом объем газа?
1) 0,1 м3
2) 10 –2 м3
3) 2 м3
4) 102 м3
А12. В цикле, показанном на рисунке, газ на участке 1–2 совершает работу
А12 = 1,8 кДж. Масса газа постоянна. За цикл газ получает от нагревателя
количество теплоты Qнагр = 5,1 кДж. КПД цикла равен
1)
2)
3)
4)
А13. Два одинаковых легких шарика подвешены на легких шелковых нитях. Шарики зарядили
разными по величине отрицательными зарядами и дождались, когда шарики прекратят движение.
На каком из рисунков изображены эти шарики?
1)
2)
3)
4)
А14. Сопротивление резистора R = 150 Ом, сила тока через резистор I = 0,2 А. Какая мощность
выделяется при этом на резисторе?
1) 75 Вт
2) 15 Вт
3) 30 Вт
4) 6 Вт
А15. Вектор B индукции магнитного поля и вектор υ скорости протона p лежат в
плоскости чертежа и образуют угол φ = 135° (см. рисунок). Сила Лоренца,
действующая на протон, направлена
1) перпендикулярно плоскости чертежа, вверх
2) перпендикулярно плоскости чертежа, вниз .
3) перпендикулярно вектору υ и лежит в плоскости чертежа
4) перпендикулярно вектору B и лежит в плоскости чертежа
А16. В наборе радиодеталей для изготовления простого колебательного контура имеются две
катушки с индуктивностями L1 = 1 мкГн и L2 = 2 мкГн, а также два конденсатора, емкости
которых C1= 3 пФ и C2 = 4 пФ. При каком выборе двух элементов из этого набора период
собственных колебаний контура T будет наименьшим?
1) L1 и C1
2) L2 и C2
3) L2 и C1
4) L1 и C2
А17. От точечного источника света S, находящегося
на главной оптической оси тонкой собирающей
линзы на расстоянии 3F от нее, распространяются два
луча a и b, как показано на рисунке.
После преломления линзой эти лучи пересекутся в
точке
1) 1
2) 2
3)3
4) 4
А.18 В инерциальной системе отсчета свет распространяется в вакууме со скоростью c. Самолет
летит над поверхностью Земли со скоростью υ и зажигает сигнальные огни. С какой скоростью
относительно Земли распространяется световой сигнал?
1) c + υ
2) c – υ
3) c
4)
А19. В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС источника тока равна 6 В, его
внутреннее сопротивление r = 1Ом, а сопротивления резисторов R1 = 3 Ом, R2 =
2 Ом. Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?
1) 5 В
2) 8 В
3) 3 В
4) 4 В
А20. На рисунке представлены четыре самых нижних уровня энергии атома
водорода. Какому переходу соответствует поглощение фотона с энергией 12,7
эВ?
1)
2)
3)
4)
А21. Связанная система элементарных частиц содержит 2 электрона, 3 нейтрона и 4 протона. Эта
система является
1) нейтральным атомом углерода
2) нейтральным атомом гелия
3) ионом лития
4) ионом бериллия
А22. В результате реакции синтеза ядра элемента
с ядром бериллия образуются ядро бора и
нейтрон:
+
→
+ . Неизвестный элемент – это
1)
2)
3)
4)
А23. На металлическую пластинку падает электромагнитное излучение, энергия фотонов которого
равна 8эВ. Работа выхода электронов из металла равна 5 эВ. Чему равна максимальная
кинетическая энергия электронов, вылетевших из пластинки в результате фотоэффекта?
1) 13 эВ
2) 5 эВ
3) 3 эВ
4) 8 эВ
А24. Ученик изучал в школьной лаборатории колебания математического маятника. Результаты
измерений каких величин дадут ему возможность рассчитать период колебаний кинетической
энергии математического маятника?
1) амплитуды колебаний маятника A и его массы m
2) длины нити маятника l и амплитуды его колебаний A
3) массы маятника m и знание табличного значения ускорения свободного падения g
4) длины нити маятника l и знание табличного значения ускорения свободного падения g
А25. Катушка индуктивности на железном сердечнике подключена к источнику
тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор R = 40
Ом (см. рисунок). В момент t = 0 ключ К замыкают. Значения силы тока в цепи,
измеренные в последовательные моменты времени с точностью ±0,01 А,
представлены в таблице.
t, c
0
0,5
1,0
1,5
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
I, A
0
0,12
0,19
0,23
0,26
0,29
0,29
0,3
0,3
Оцените модуль ЭДС самоиндукции катушки в момент времени t = 0,5 с.
1) 0
2) 4,8 В
3) 7,2 В
4) 9,2 В
Часть 2
Ответом к каждому из заданий В1–В2 будет некоторая последовательность цифр. Эту
последовательность надо записать в бланк ответов № 1 справа от номера соответствующего
задания без пробелов и других символов, начиная с первой клеточки. Каждую цифру пишите в
отдельной клеточке
В1. Медный кубик, висящий на нити, целиком погружен в воду и не касается дна сосуда. Верхняя
и нижняя грани кубика горизонтальны. Как изменятся значения давления воды на верхнюю и
нижнюю грани кубика, а также модуль силы Архимеда, действующей на кубик, если приподнять
кубик, оставляя его целиком в воде? Воду считать несжимаемой.
Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут
повторяться.
Давление воды на верхнюю
грань кубика
Давление воды на нижнюю
грань кубика
Модуль силы Архимеда
В2. Расстояние между пластинами заряженного плоского конденсатора уменьшили в 2 раза. Как
изменилась электроемкость, напряженность, энергия поля и плотность энергии? Рассмотреть
случай: конденсатор остался присоединенным к источнику постоянного напряжения.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в
таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Физические величины
Их изменение
А) напряженность
1) увеличивается
Б) электроемкость
2) уменьшается
В) энергия поля
3) не изменяется
Г) плотность энергии
А
Б
В
Г
Ответом к каждому из заданий В3–В5 будет некоторое число. Это число надо записать в бланк
ответов № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый
символ (цифру, запятую, знак минус) пишите в отдельной клеточке в соответствии с
приведенными в бланке образцами. Единицы физических величин писать не нужно.
В3. Автомобиль совершает поворот на горизонтальной дороге по дуге окружности радиуса 324 м.
Какова максимальная скорость автомобиля при коэффициенте трения автомобильных шин о
дорогу 0,4?
В4. В треугольнике АВС угол С – прямой, АС = 0,6 м (см. рисунок). В вершине А
находится точечный заряд Q. Он действует с силой 2,5·10–8Н на точечный заряд q,
помещенный в вершину С. Если заряд q находится в вершине В, то заряды
взаимодействуют с силой 9,0·10–9Н. Найдите ВС. Ответ округлите до десятых.
В5. Предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила
линзы D = 5 дптр. Изображение предмета действительное, увеличение (отношение высоты
изображения предмета к высоте самого предмета) k = 2. Найдите расстояние от предмета до
линзы. Ответ выразите в сантиметрах (см).
Часть 3
Задания С1–С6 представляют собой задачи, полное решение которых необходимо записать в
бланке ответов № 2. При оформлении решения в бланке ответов № 2 запишите сначала номер
задания (С1 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи.
С1. Две порции одного и того же идеального газа изотермически
расширяются при одной и той же температуре. Изотермы представлены на
рисунке. Почему изотерма I лежит выше изотермы II? Ответ поясните,
указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
Полное правильное решение каждой из задач С2–С6 должно включать законы и формулы,
применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические
преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий
решение.
С2. Шарик массой m = 200 г, подвешенный к потолку на легкой нерастяжимой
нити, привели в движение так, что он движется по окружности в горизонтальной
плоскости, образуя конический маятник (см. рисунок). Модуль силы натяжения
нити T = 2,7 Н. Шарик делает один оборот по окружности за период τ = 2 с. Чему
равна длина L нити?
С3. Некоторое количество одноатомного идеального газа расширяется из
одного и того же начального состояния (р1, V1) до одного и того же конечного
объема V2 первый раз по изобаре, а второй — по адиабате (см. рисунок).
Отношение работы газа на изобаре А12 к работе газа на адиабате А13 равно
. Чему равно отношение х количества теплоты Q12, полученного
газом на изобаре от нагревателя, к модулю изменения внутренней энергии газа
|U3- U1| − на адиабате?
С4. По гладкой горизонтальной направляющей скользит отрицательно
заряженная бусинка массой m. На расстоянии l от направляющей находится
шарик с положительным зарядом + Q (см. рисунок). Бусинка совершает малые
гармонические колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т. Заряд
бусинки увеличили в 2 раза, не меняя ее массу. Каким должен быть заряд шарика, чтобы период
колебаний бусинки остался прежним?
С5. В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности,
период электромагнитных колебаний равен 6,28 мкс. Амплитуда колебаний заряда равна 5⋅10–9Кл.
В момент времени t заряд конденсатора равен 4⋅10–9Кл. Найдите силу тока в катушке в этот
момент.
С6. В ускорителе на встречных пучках сталкиваются и аннигилируют электрон е- и позитрон е+.
Энергия каждой частицы Е± = 100 МэВ, суммарный импульс частиц равен нулю. В результате
аннигиляции образуются два γ -кванта. Чему равна частота каждого кванта ν?
Инструкция по проверке и оценке работы по физике .
Часть 1.
№ задания
Ответ
№ задания
Ответ
А1
2
А14
4
А2
3
А15
1
А3
3
А16
1
А4
4
А17
2
А5
1
А18
3
А6
4
А19
3
А7
4
А20
4
А8
1
А21
4
А9
3
А22
2
А10
4
А23
3
А11
2
А24
4
А12
1
А25
3
А13
2
Часть2.
№ задания
Ответ
В1
223
В2
1111
В3
36
В4
1
В5
30
Часть 3.
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ СРАЗВЕРНУТЫМ ОТВЕТОМ
Решения заданий С1-С6 части 3 (с развернутым ответом) оцениваются на основании критериев,
представленных в приведенных ниже таблицах. За выполнение каждого задания в зависимости от
полноты и правильности ответа данного учителем выставляется от 0 до 3
баллов.
С1. Две порции одного и того же идеального газа изотермически
расширяются при одной и той же температуре. Изотермы представлены на
рисунке. Почему изотерма I лежит выше изотермы II? Ответ поясните,
указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
Ответ:
Образец возможного решения
1) Ответ: количество вещества в первой порции газа больше, чем во второй.
2) Для описания изотермического расширения идеального газа используем уравнение
Менделеева-Клапейрона: pV = νRT, где ν – число молей газа. Отсюда следует, что при
одинаковых температуре и объеме р1/р2 = ν1/ν2.
3) Как следует из рисунка, р1 > p2 (при одинаковых температуре и объеме). Поэтому ν1 > ν2.
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном
случае – п.1), и полное верное объяснение (в данном случае – п.2–3) с указанием
наблюдаемых явлений и законов (в данном случае – изотермическое расширение
идеального газа и уравнение Клапейрона–Менделеева).
Приведено решение и дан верный ответ, но имеется один из следующих
недостатков:
— В объяснении содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной
ситуации задачи, хотя указаны все необходимые физические явления и законы.
ИЛИ
— Рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объеме или в
них содержатся логические недочеты.
ИЛИ
— Указаны не все физические явления и законы, необходимые для полного
правильного решения.
Баллы
3
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Приведены рассуждения с указанием на физические явления и законы, но дан
неверный или неполный ответ.
ИЛИ
— Приведены рассуждения с указанием на физические явления и законы, но
ответ не дан.
ИЛИ
— Представлен только правильный ответ без обоснований.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям
выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
1
С2. Шарик массой m = 200 г, подвешенный к потолку на легкой нерастяжимой нити,
привели в движение так, что он движется по окружности в горизонтальной
плоскости, образуя конический маятник (см. рисунок). Модуль силы натяжения
нити T = 2,7 Н. Шарик делает один оборот по окружности за период τ = 2 с. Чему
равна длина L нити?
2
0
Ответ:
Образец возможного решения
1) В системе отсчета, связанной с Землей, ось x системы координат направлена
горизонтально от шарика к центру окружности, а ось y – вертикально вверх
(см. рисунок).
2) Из второго закона Ньютона для шарика в проекциях на оси системы
координат выражается радиус окружности R через длину нити и угол α между
нитью и вертикалью:
3) Из второго и третьего уравнений системы следует, что T = mω2L.
4) Отсюда с учетом соотношения
получаем
5) Ответ: L ≈ 1,4 м.
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение
которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении
— формулы кинематики равномерного движения по окружности, второй закон
Ньютона);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие
к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается
решение "по частям" (с промежуточными вычислениями).
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из
следующих недостатков:
— В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны,
не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный
числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и
не доведено до числового ответа.
Баллы
3
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы,
применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо
преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
— В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения
задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически
верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение
задачи.
ИЛИ
— В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или
утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют
логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на
решение задачи.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям
выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
1
2
0
С3. Некоторое количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и того же
начального состояния (р1, V1) до одного и того же конечного объема V2 первый раз по изобаре, а
второй — по адиабате (см. рисунок). Отношение работы газа на изобаре А12 к работе газа на
адиабате А13 равно
Чему равно отношение х количества теплоты Q12, полученного газом на изобаре от нагревателя, к
модулю изменения внутренней энергии газа |U3−U1| на адиабате?
Ответ:
Образец возможного решения
1. Количество теплоты Q12, полученное газом на изобаре от нагревателя, согласно первому
началу термодинамики,
2. Модуль измерения внутренней энергии газа на адиабате |U3−U1| = А13.
3. В результате
Ответ: х = 5.
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение
которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении
— первое начало термодинамики, выражение для внутренней энергии
одноатомного идеального газа, выражение для работы газа на изобаре);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие
к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается
решение "по частям" (с промежуточными вычислениями).
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из
следующих недостатков:
— В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны,
не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный
числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и
не доведено до числового ответа.
Баллы
3
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы,
применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо
преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
— В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения
задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически
верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение
задачи.
ИЛИ
— В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или
1
2
утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют
логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на
решение задачи.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям
выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
0
С4. По гладкой горизонтальной направляющей скользит отрицательно заряженная
бусинка массой m. На расстоянии l от направляющей находится шарик с
положительным зарядом +Q (см. рисунок). Бусинка совершает малые
гармонические колебания относительно положения равновесия, период которых
равен Т. Заряд бусинки увеличили в 2 раза, не меняя ее массу. Каким должен быть
заряд шарика, чтобы период колебаний бусинки остался прежним?
Ответ:
Образец возможного решения
При небольшом смещении х бусинки от положения равновесия на нее действует возвращающая
сила
действующая вдоль оси Ох и пропорциональная смещению х.
Ускорение бусинки, в соответствии со вторым законом Ньютона,
пропорционально смещению. При такой зависимости ускорения от смещения бусинка совершает
гармонические колебания, период которых
При увеличении заряда бусинки q1 = 2q заряд шара Q1 должен удовлетворять соотношению
qQ = q1Q1. Отсюда
Критерии оценки выполнения задания
Ответ:
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон
Кулона и формула для периода гармонических колебаний под действием упругих сил);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие
к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается
решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
Баллы
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из
следующих недостатков:
— В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны,
не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный
числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и
не доведено до числового ответа.
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы,
применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо
преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
— В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения
задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически
верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение
задачи.
ИЛИ
— В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или
утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют
логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на
решение задачи.
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям
выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
0
С5. В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности,
период электромагнитных колебаний равен 6,28 мкс. Амплитуда колебаний заряда равна 5⋅10–9
Кл. В момент времени t заряд конденсатора равен 4⋅10–9 Кл. Найдите силу тока в катушке в этот
момент.
Ответ:
Образец возможного решения
В идеальном контуре сохраняется энергия колебаний:
Период колебаний определяется формулой:
Из закона сохранения энергии определяем:
откуда получаем:
.
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение
которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении —
закон сохранения энергии, формулы для расчёта периода колебаний в контуре,
энергии электрического поля заряженного конденсатора и энергии магнитного поля
катушки с током);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к
правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение
«по частям» (с промежуточными вычислениями).
Баллы
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из
следующих недостатков:
— В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны,
не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный
числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и
не доведено до числового ответа.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы,
применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо
преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
— В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения
задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически
верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение
задачи.
ИЛИ
— В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или
утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют
логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на
решение задачи.
2
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям
выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
0
1
С6. В ускорителе на встречных пучках сталкиваются и аннигилируют электрон е– и позитрон е+.
Энергия каждой частицы Е± = 100 МэВ, суммарный импульс частиц равен нулю. В результате
аннигиляции образуются два γ -кванта. Чему равна частота каждого кванта ν?
Ответ:
Образец возможного решения
При аннигиляции электрона и позитрона в два γ-кванта в ускорителе на встречных пучках
сохраняются энергия и импульс:
Е+ + Е- =Е1+Е2
р+ + р- =р1+р2
При соударении импульс электрона равен по модулю импульсу позитрона и эти импульсы
направлены в противоположные стороны. Это означает, что сумма начальных импульсов
электрона и позитрона (а следовательно, и сумма конечных импульсов фотонов) равна нулю.
Отсюда вытекает, что модули импульсов фотонов одинаковы: p1 = p2 = р. Так как энергия
фотона связана с величиной его импульса соотношением E = cp, то одинаковы и энергии
фотонов Е1 = Е2 = Е.
Наконец, в силу закона сохранения энергии в реакции Е± = Е.
Отсюда
Следовательно,
Ответ: ν ≈2,4⋅1022 с–1.
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — законы
сохранения энергии и импульса, энергия и импульс фотона);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие
к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается
решение "по частям" (с промежуточными вычислениями).
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но имеет один из
следующих недостатков:
— В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны,
не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный
числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и
не доведено до числового ответа.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы,
применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо
преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
— В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения
задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически
верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение
задачи.
ИЛИ
— В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или
утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют
логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на
решение задачи.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям
выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
Баллы
3
2
1
0