Preparación para la OGE y el Examen Estatal Unificado.

educación secundaria general

Línea UMK AV Grachev. Física (10-11) (básica, avanzada)

Línea UMK AV Grachev. Física (7-9)

Línea UMK A. V. Peryshkin. Física (7-9)

Preparación para el Examen Estatal Unificado de Física: ejemplos, soluciones, explicaciones

vamos a solucionarlo Asignaciones del examen estatal unificado en física (Opción C) con un profesor.

Lebedeva Alevtina Sergeevna, profesora de física, 27 años de experiencia laboral. Certificado de honor Ministerio de Educación de la Región de Moscú (2013), Gratitud del Jefe del Distrito Municipal de Voskresensky (2015), Certificado del Presidente de la Asociación de Profesores de Matemáticas y Física de la Región de Moscú (2015).

El trabajo presenta tareas de diferentes niveles de dificultad: básico, avanzado y alto. Las tareas de nivel básico son tareas simples que ponen a prueba el dominio de los conceptos, modelos, fenómenos y leyes físicas más importantes. Tareas nivel más alto destinado a evaluar la capacidad de utilizar conceptos y leyes de la física para analizar diversos procesos y fenómenos, así como la capacidad de resolver problemas utilizando una o dos leyes (fórmulas) sobre cualquier tema. curso escolar física. En el trabajo 4, las tareas de la parte 2 son tareas de un alto nivel de complejidad y prueban la capacidad de utilizar las leyes y teorías de la física en forma modificada o nueva situación. Para completar tales tareas se requiere la aplicación de conocimientos de dos o tres secciones de la física a la vez, es decir, alto nivel de formación. Esta opción corresponde completamente a la demostración. versión del examen estatal unificado 2017, tareas tomadas de banco abierto Asignaciones del examen estatal unificado.

La figura muestra una gráfica del módulo de velocidad versus el tiempo. t. Determine a partir de la gráfica la distancia recorrida por el automóvil en el intervalo de tiempo de 0 a 30 s.

Solución. La trayectoria recorrida por un automóvil en el intervalo de tiempo de 0 a 30 s se puede definir más fácilmente como el área de un trapezoide, cuyas bases son los intervalos de tiempo (30 – 0) = 30 s y (30 – 10 ) = 20 s, y la altura es la velocidad v= 10 m/s, es decir

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

Respuesta. 250 metros.

Una carga que pesa 100 kg se levanta verticalmente hacia arriba mediante un cable. La figura muestra la dependencia de la proyección de velocidad. V carga sobre el eje dirigido hacia arriba, en función del tiempo t. Determine el módulo de la fuerza de tensión del cable durante el levantamiento.

Solución. Según el gráfico de dependencia de la proyección de la velocidad. v carga sobre un eje dirigido verticalmente hacia arriba, en función del tiempo t, podemos determinar la proyección de la aceleración de la carga.

a =	∆v	=	(8 – 2) m/s	= 2m/s2.
	∆t		3 segundos

Sobre la carga actúan: la fuerza de gravedad dirigida verticalmente hacia abajo y la fuerza de tensión del cable dirigida verticalmente hacia arriba a lo largo del cable (ver Fig. 2. Anotemos la ecuación básica de la dinámica. Usemos la segunda ley de Newton. La suma geométrica de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual al producto de la masa del cuerpo por la aceleración que se le imparte.

+ = (1)

Escribamos la ecuación para la proyección de vectores en el sistema de referencia asociado a la Tierra, dirigiendo el eje OY hacia arriba. La proyección de la fuerza de tensión es positiva, ya que la dirección de la fuerza coincide con la dirección del eje OY, la proyección de la fuerza de gravedad es negativa, ya que el vector de fuerza es opuesto al eje OY, la proyección del vector de aceleración también es positivo, por lo que el cuerpo se mueve con aceleración hacia arriba. Tenemos

t – mg = mamá (2);

de la fórmula (2) módulo de fuerza de tracción

t = metro(gramo + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.

Respuesta. 1200 N.

El cuerpo es arrastrado a lo largo de una superficie horizontal rugosa con velocidad constante cuyo módulo es 1,5 m/s, aplicándole una fuerza como se muestra en la Figura (1). En este caso, el módulo de la fuerza de fricción por deslizamiento que actúa sobre el cuerpo es 16 N. ¿Cuál es la potencia desarrollada por la fuerza? F?

Solución. imaginemos proceso fisico, especificado en el planteamiento del problema y haga un dibujo esquemático que indique todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo (Fig. 2). Anotemos la ecuación básica de la dinámica.

Tr + + = (1)

Habiendo elegido un sistema de referencia asociado con una superficie fija, escribimos las ecuaciones para la proyección de vectores sobre los ejes de coordenadas seleccionados. Según las condiciones del problema, el cuerpo se mueve uniformemente, ya que su velocidad es constante e igual a 1,5 m/s. Esto significa que la aceleración del cuerpo es cero. Dos fuerzas actúan horizontalmente sobre el cuerpo: la fuerza de fricción por deslizamiento tr. y la fuerza con la que se arrastra el cuerpo. La proyección de la fuerza de fricción es negativa, ya que el vector de fuerza no coincide con la dirección del eje. X. Proyección de fuerza F positivo. Te recordamos que para encontrar la proyección bajamos la perpendicular desde el principio y el final del vector hasta el eje seleccionado. Teniendo esto en cuenta tenemos: F cosα – F tr = 0; (1) expresemos la proyección de la fuerza F, Este F cosα = F tr = 16 N; (2) entonces la potencia desarrollada por la fuerza será igual a norte = F cosα V(3) Hagamos un reemplazo, teniendo en cuenta la ecuación (2), y sustituyamos los datos correspondientes en la ecuación (3):

norte= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.

Respuesta. 24W.

Una carga unida a un resorte ligero con una rigidez de 200 N/m sufre oscilaciones verticales. La figura muestra una gráfica de la dependencia del desplazamiento. X cargar de vez en cuando t. Determine cuál es la masa de la carga. Redondea tu respuesta a un número entero.

Solución. Una masa sobre un resorte sufre oscilaciones verticales. Según el gráfico de desplazamiento de carga. X de vez t, determinamos el período de oscilación de la carga. El período de oscilación es igual a t= 4 s; de la fórmula t= 2π expresemos la masa metro carga

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

Respuesta: 81 kilogramos.

La figura muestra un sistema de dos bloques ligeros y un cable ingrávido, con el que se puede mantener el equilibrio o levantar una carga de 10 kg. La fricción es insignificante. Según el análisis de la figura anterior, seleccione dosdeclaraciones verdaderas e indica sus números en tu respuesta.

1. Para mantener la carga en equilibrio, es necesario actuar sobre el extremo de la cuerda con una fuerza de 100 N.
2. El sistema de bloques que se muestra en la figura no proporciona ninguna ganancia de resistencia.
3. h, necesitas sacar una sección de cuerda de longitud 3 h.
4. Levantar lentamente una carga a una altura. hh.

Solución. En este problema, es necesario recordar mecanismos simples, a saber, bloques: un bloque móvil y otro fijo. El bloque móvil proporciona el doble de fuerza, mientras que la sección de la cuerda debe tirarse el doble de longitud y el bloque fijo se utiliza para redirigir la fuerza. En el trabajo, los mecanismos simples de ganar no funcionan. Después de analizar el problema, seleccionamos inmediatamente las declaraciones necesarias:

1. Levantar lentamente una carga a una altura. h, necesitas sacar una sección de cuerda de longitud 2 h.
2. Para mantener la carga en equilibrio, es necesario actuar sobre el extremo de la cuerda con una fuerza de 50 N.

Respuesta. 45.

Un peso de aluminio sujeto a un hilo ingrávido e inextensible se sumerge completamente en un recipiente con agua. La carga no toca las paredes ni el fondo del recipiente. Luego se sumerge en el mismo recipiente con agua una pesa de hierro, cuya masa es igual a la masa de la pesa de aluminio. ¿Cómo cambiarán como resultado de esto el módulo de la fuerza de tensión del hilo y el módulo de la fuerza de gravedad que actúa sobre la carga?

1. Aumenta;
2. Disminuciones;
3. No cambia.

Solución. Analizamos el estado del problema y destacamos aquellos parámetros que no cambian durante el estudio: estos son la masa del cuerpo y el líquido en el que se sumerge el cuerpo a lo largo del hilo. Después de esto, es mejor hacer un dibujo esquemático e indicar las fuerzas que actúan sobre la carga: tensión del hilo F control, dirigido hacia arriba a lo largo del hilo; gravedad dirigida verticalmente hacia abajo; fuerza de Arquímedes a, actuando desde el lado del líquido sobre el cuerpo sumergido y dirigido hacia arriba. Según las condiciones del problema, la masa de las cargas es la misma, por lo tanto, el módulo de la fuerza de gravedad que actúa sobre la carga no cambia. Dado que la densidad de la carga es diferente, el volumen también será diferente.

V =	metro	.
	pag

La densidad del hierro es 7800 kg/m3 y la densidad de la carga de aluminio es 2700 kg/m3. Por eso, V y< va. El cuerpo está en equilibrio, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es cero. Dirijamos el eje de coordenadas OY hacia arriba. Escribimos la ecuación básica de la dinámica, teniendo en cuenta la proyección de fuerzas, en la forma F controlar + F un – mg= 0; (1) Expresemos la fuerza de tensión. F controlar = mg – F un(2); La fuerza de Arquímedes depende de la densidad del líquido y del volumen de la parte sumergida del cuerpo. F un = ρ gV p.t.t. (3); La densidad del líquido no cambia y el volumen del cuerpo de hierro es menor. V y< va, por tanto la fuerza de Arquímedes que actúa sobre la carga de hierro será menor. Concluimos que el módulo de fuerza de tensión del hilo, trabajando con la ecuación (2), aumentará.

Respuesta. 13.

Un bloque de masa metro se desliza del fijo áspero plano inclinado con ángulo α en la base. El módulo de aceleración del bloque es igual a a, el módulo de velocidad del bloque aumenta. La resistencia del aire puede despreciarse.

Establecer una correspondencia entre cantidades físicas y fórmulas con las que se pueden calcular. Para cada posición en la primera columna, seleccione la posición correspondiente de la segunda columna y escriba los números seleccionados en la tabla debajo de las letras correspondientes.

B) Coeficiente de fricción entre un bloque y un plano inclinado

3) mg cosα

4) senoα –	a
	gramo cosα

Solución. Esta tarea Requiere la aplicación de las leyes de Newton. Recomendamos realizar un dibujo esquemático; indicar todas las características cinemáticas del movimiento. Si es posible, represente el vector de aceleración y los vectores de todas las fuerzas aplicadas al cuerpo en movimiento; Recuerda que las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son el resultado de la interacción con otros cuerpos. Luego escribe la ecuación básica de la dinámica. Seleccione un sistema de referencia y escriba la ecuación resultante para la proyección de los vectores fuerza y ​​aceleración;

Siguiendo el algoritmo propuesto, realizaremos un dibujo esquemático (Fig. 1). La figura muestra las fuerzas aplicadas al centro de gravedad del bloque y los ejes de coordenadas del sistema de referencia asociados con la superficie del plano inclinado. Dado que todas las fuerzas son constantes, el movimiento del bloque será uniformemente variable al aumentar la velocidad, es decir el vector de aceleración está dirigido en la dirección del movimiento. Elijamos la dirección de los ejes como se muestra en la figura. Anotemos las proyecciones de fuerzas en los ejes seleccionados.

Anotemos la ecuación básica de la dinámica:

Tr+ = (1)

Escribamos esta ecuación (1) para la proyección de fuerzas y aceleraciones.

En el eje OY: la proyección de la fuerza de reacción del suelo es positiva, ya que el vector coincide con la dirección del eje OY Nueva York = norte; la proyección de la fuerza de fricción es cero ya que el vector es perpendicular al eje; la proyección de la gravedad será negativa e igual mg y= – mg cosα; proyección del vector de aceleración sí= 0, ya que el vector aceleración es perpendicular al eje. Tenemos norte – mg cosα = 0 (2) de la ecuación expresamos la fuerza de reacción que actúa sobre el bloque desde el lado del plano inclinado. norte = mg cosα (3). Anotemos las proyecciones en el eje OX.

En el eje OX: proyección de fuerza norte es igual a cero, ya que el vector es perpendicular al eje OX; La proyección de la fuerza de fricción es negativa (el vector se dirige en la dirección opuesta al eje seleccionado); la proyección de la gravedad es positiva e igual a mgx = mg sinα (4) de un triángulo rectángulo. La proyección de aceleración es positiva. una x = a; Luego escribimos la ecuación (1) teniendo en cuenta la proyección mg senoα – F tr= mamá (5); F tr= metro(gramo senoα – a) (6); Recuerde que la fuerza de fricción es proporcional a la fuerza de presión normal. norte.

priorato F tr = µ norte(7), expresamos el coeficiente de fricción del bloque sobre el plano inclinado.

μ =	F tr	=	metro(gramo senoα – a)	= tgα –	a	(8).
	norte		mg cosα		gramo cosα

Seleccionamos las posiciones adecuadas para cada letra.

Respuesta. A – 3; B – 2.

Tarea 8. Hay oxígeno gaseoso en un recipiente con un volumen de 33,2 litros. La presión del gas es de 150 kPa y su temperatura es de 127° C. Determine la masa del gas en este recipiente. Expresa tu respuesta en gramos y redondea al número entero más cercano.

Solución. Es importante prestar atención a la conversión de unidades al sistema SI. Convertir temperatura a Kelvin t = t°C + 273, volumen V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3 ; Convertimos la presión PAG= 150 kPa = 150.000 Pa. Usando la ecuación de estado del gas ideal

Expresemos la masa del gas.

Asegúrese de prestar atención a qué unidades se les pide que escriban la respuesta. Es muy importante.

Respuesta.'48

Tarea 9. Un gas monoatómico ideal en una cantidad de 0,025 moles se expandió adiabáticamente. Al mismo tiempo, su temperatura bajó de +103°C a +23°C. ¿Cuánto trabajo ha realizado el gas? Expresa tu respuesta en julios y redondea al número entero más cercano.

Solución. En primer lugar, el gas es un número monoatómico de grados de libertad. i= 3, en segundo lugar, el gas se expande adiabáticamente, es decir, sin intercambio de calor. q= 0. El gas funciona disminuyendo la energía interna. Teniendo esto en cuenta, escribimos la primera ley de la termodinámica en la forma 0 = ∆ Ud. + A GRAMO; (1) expresemos el trabajo del gas A gramo = –∆ Ud.(2); Escribimos el cambio de energía interna de un gas monoatómico como

Respuesta. 25J.

La humedad relativa de una porción de aire a una determinada temperatura es del 10%. ¿Cuántas veces se debe cambiar la presión de esta porción de aire para que, a temperatura constante, su humedad relativa aumente en un 25%?

Solución. Las preguntas relacionadas con el vapor saturado y la humedad del aire suelen causar dificultades a los escolares. Usemos la fórmula para calcular la humedad relativa del aire.

Según las condiciones del problema, la temperatura no cambia, lo que significa que la presión del vapor saturado sigue siendo la misma. Anotemos la fórmula (1) para dos estados del aire.

φ1 = 10%; φ2 = 35%

Expresemos la presión del aire a partir de las fórmulas (2), (3) y encontremos la relación de presión.

PAG 2	=	ϕ2	=	35	= 3,5
PAG 1		φ1		10

Respuesta. La presión debe aumentarse 3,5 veces.

La sustancia líquida caliente se enfrió lentamente en un horno de fusión a potencia constante. La tabla muestra los resultados de las mediciones de la temperatura de una sustancia a lo largo del tiempo.

Seleccione de la lista proporcionada dos declaraciones que corresponden a los resultados de las mediciones tomadas e indican sus números.

1. El punto de fusión de la sustancia en estas condiciones es 232°C.
2. En 20 minutos. Después del inicio de las mediciones, la sustancia estaba solo en estado sólido.
3. La capacidad calorífica de una sustancia en estado líquido y sólido es la misma.
4. Después de 30 minutos. Después del inicio de las mediciones, la sustancia estaba solo en estado sólido.
5. El proceso de cristalización de la sustancia duró más de 25 minutos.

Solución. Como la sustancia se enfrió, energía interna disminuido. Los resultados de las mediciones de temperatura nos permiten determinar la temperatura a la que una sustancia comienza a cristalizar. Mientras la sustancia pasa de estado liquido en un sólido, la temperatura no cambia. Sabiendo que la temperatura de fusión y la temperatura de cristalización son iguales, elegimos la afirmación:

1. El punto de fusión de la sustancia en estas condiciones es 232°C.

La segunda afirmación correcta es:

4. Después de 30 min. Después del inicio de las mediciones, la sustancia estaba solo en estado sólido. Dado que la temperatura en este momento ya está por debajo de la temperatura de cristalización.

Respuesta. 14.

En un sistema aislado, el cuerpo A tiene una temperatura de +40°C y el cuerpo B tiene una temperatura de +65°C. Estos cuerpos se pusieron en contacto térmico entre sí. Después de un tiempo llegó equilibrio termal. ¿Cómo cambiaron como resultado la temperatura del cuerpo B y la energía interna total de los cuerpos A y B?

Para cada cantidad, determine la naturaleza correspondiente del cambio:

1. Aumentó;
2. Disminuido;
3. No ha cambiado.

Escriba los números seleccionados para cada uno en la tabla. cantidad física. Los números de la respuesta pueden repetirse.

Solución. Si en un sistema aislado de cuerpos no se producen más transformaciones de energía que el intercambio de calor, entonces la cantidad de calor emitida por los cuerpos cuya energía interna disminuye es igual a la cantidad de calor recibida por los cuerpos cuya energía interna aumenta. (Según la ley de conservación de la energía). En este caso, la energía interna total del sistema no cambia. Los problemas de este tipo se resuelven basándose en la ecuación del balance térmico.

∆U = ∑	norte	∆U i = 0 (1);
	i = 1

donde ∆ Ud.– cambio en la energía interna.

En nuestro caso, como resultado del intercambio de calor, la energía interna del cuerpo B disminuye, lo que significa que la temperatura de este cuerpo disminuye. La energía interna del cuerpo A aumenta, dado que el cuerpo recibió una cantidad de calor del cuerpo B, su temperatura aumentará. La energía interna total de los cuerpos A y B no cambia.

Respuesta. 23.

Protón pag, volando hacia el espacio entre los polos de un electroimán, tiene una velocidad perpendicular al vector de inducción campo magnético, como se muestra en la imagen. ¿Dónde está dirigida la fuerza de Lorentz que actúa sobre el protón en relación con el dibujo (arriba, hacia el observador, lejos del observador, abajo, izquierda, derecha)?

Solución. Un campo magnético actúa sobre una partícula cargada con la fuerza de Lorentz. Para determinar la dirección de esta fuerza, es importante recordar la regla mnemotécnica de la mano izquierda, no olvides tener en cuenta la carga de la partícula. Dirigimos los cuatro dedos de la mano izquierda a lo largo del vector de velocidad; para una partícula cargada positivamente, el vector debe entrar perpendicularmente a la palma, pulgar apartado 90° muestra la dirección de la fuerza de Lorentz que actúa sobre la partícula. Como resultado, tenemos que el vector de fuerza de Lorentz se aleja del observador con respecto a la figura.

Respuesta. del observador.

Módulo de intensidad de campo eléctrico en un avión. condensador de aire con una capacidad de 50 μF es igual a 200 V/m. La distancia entre las placas del condensador es de 2 mm. ¿Cuál es la carga en el condensador? Escribe tu respuesta en µC.

Solución. Convirtamos todas las unidades de medida al sistema SI. Capacitancia C = 50 µF = 50 10 –6 F, distancia entre placas d= 2 · 10 –3 m El problema se refiere a un condensador de aire plano, un dispositivo para almacenar carga eléctrica y energía de campo eléctrico. De la fórmula de la capacitancia eléctrica.

Dónde d– distancia entre las placas.

Expresemos el voltaje. Ud.=E d(4); Sustituyamos (4) en (2) y calculemos la carga del condensador.

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

Preste atención a las unidades en las que necesita escribir la respuesta. Lo recibimos en culombios, pero lo presentamos en µC.

Respuesta. 20 µC.

El estudiante realizó un experimento sobre la refracción de la luz, como se muestra en la fotografía. ¿Cómo cambian el ángulo de refracción de la luz que se propaga en el vidrio y el índice de refracción del vidrio al aumentar el ángulo de incidencia?

1. Aumenta
2. Disminuciones
3. no cambia
4. Registre los números seleccionados para cada respuesta en la tabla. Los números de la respuesta pueden repetirse.

Solución. En problemas de este tipo recordamos qué es la refracción. Se trata de un cambio en la dirección de propagación de una onda al pasar de un medio a otro. Se debe al hecho de que las velocidades de propagación de las ondas en estos medios son diferentes. Habiendo descubierto a qué medio se propaga la luz, escribamos la ley de refracción en la forma

pecadoα	=	norte 2	,
pecadoβ		norte 1

Dónde norte 2 – indicador absoluto refracción del vidrio, el medio por donde pasa la luz; norte 1 es el índice de refracción absoluto del primer medio del que proviene la luz. Para aire norte 1 = 1. α es el ángulo de incidencia del haz sobre la superficie del semicilindro de vidrio, β es el ángulo de refracción del haz en el vidrio. Además, el ángulo de refracción será menor que el ángulo de incidencia, ya que el vidrio es un medio ópticamente más denso, un medio con un gran indicador refracción. La velocidad de propagación de la luz en el vidrio es más lenta. Tenga en cuenta que medimos los ángulos desde la perpendicular restaurada en el punto de incidencia del haz. Si aumenta el ángulo de incidencia, entonces aumentará el ángulo de refracción. Esto no cambiará el índice de refracción del vidrio.

Respuesta.

Puente de cobre en un momento dado t 0 = 0 comienza a moverse con una velocidad de 2 m/s a lo largo de rieles conductores horizontales paralelos, a cuyos extremos está conectada una resistencia de 10 ohmios. Todo el sistema está en un campo magnético vertical uniforme. La resistencia del puente y de los carriles es despreciable; el puente siempre está situado perpendicular a los carriles. El flujo Ф del vector de inducción magnética a través del circuito formado por el puente, los rieles y la resistencia cambia con el tiempo. t como se muestra en el gráfico.

Usando el gráfico, selecciona dos afirmaciones correctas e indica sus números en tu respuesta.

1. Para el momento t= 0,1 s el cambio en el flujo magnético a través del circuito es 1 mWb.
2. Corriente de inducción en el puente en el rango de t= 0,1 s t= 0,3 s máx.
3. El módulo de la fem inductiva que surge en el circuito es de 10 mV.
4. La intensidad de la corriente de inducción que fluye por el puente es de 64 mA.
5. Para mantener el movimiento del puente, se le aplica una fuerza cuya proyección en la dirección de los rieles es de 0,2 N.

Solución. Usando una gráfica de la dependencia del flujo del vector de inducción magnética a través del circuito con el tiempo, determinaremos las áreas donde cambia el flujo F y donde el cambio de flujo es cero. Esto nos permitirá determinar los intervalos de tiempo durante los cuales aparecerá una corriente inducida en el circuito. Declaración verdadera:

1) Por el momento t= 0,1 s el cambio en el flujo magnético a través del circuito es igual a 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; El módulo de la fem inductiva que surge en el circuito se determina mediante la ley EMR.

Respuesta. 13.

Según la gráfica de corriente versus tiempo en circuito eléctrico, cuya inductancia es de 1 mH, determine el módulo de la fem de autoinducción en el intervalo de tiempo de 5 a 10 s. Escribe tu respuesta en µV.

Solución. Convirtamos todas las cantidades al sistema SI, es decir convertimos la inductancia de 1 mH en H, obtenemos 10 –3 H. También convertiremos la corriente que se muestra en la figura en mA a A multiplicando por 10 –3.

La fórmula para la fem de autoinducción tiene la forma

en este caso, el intervalo de tiempo se da según las condiciones del problema

∆t= 10 s – 5 s = 5 s

segundos y usando el gráfico determinamos el intervalo de cambio actual durante este tiempo:

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

sustituyamos valores numéricos en la fórmula (2), obtenemos

| Ɛ | = 2 ·10 –6 V, o 2 µV.

Respuesta. 2.

Dos placas transparentes planas paralelas se presionan firmemente entre sí. Un rayo de luz cae desde el aire sobre la superficie de la primera placa (ver figura). Se sabe que el índice de refracción de la placa superior es igual a norte 2 = 1,77. Establecer una correspondencia entre cantidades físicas y sus significados. Para cada posición en la primera columna, seleccione la posición correspondiente de la segunda columna y escriba los números seleccionados en la tabla debajo de las letras correspondientes.

Solución. Para resolver problemas sobre la refracción de la luz en la interfaz entre dos medios, en particular problemas sobre el paso de la luz a través de placas planas paralelas, se puede recomendar el siguiente procedimiento de solución: hacer un dibujo que indique la trayectoria de los rayos que vienen de un medio a otro; En el punto de incidencia del haz en la interfaz entre los dos medios, dibuje una normal a la superficie, marque los ángulos de incidencia y refracción. Preste especial atención a la densidad óptica del medio considerado y recuerde que cuando un haz de luz pasa de un medio ópticamente menos denso a un medio ópticamente más denso, el ángulo de refracción será menor que el ángulo de incidencia. La figura muestra el ángulo entre el rayo incidente y la superficie, pero necesitamos el ángulo de incidencia. Recuerde que los ángulos se determinan a partir de la perpendicular restablecida en el punto de impacto. Determinamos que el ángulo de incidencia del haz sobre la superficie es 90° – 40° = 50°, índice de refracción norte 2 = 1,77; norte 1 = 1 (aire).

Anotemos la ley de refracción.

pecadoβ =	pecado50	= 0,4327 ≈ 0,433
	1,77

Tracemos la trayectoria aproximada del haz a través de las placas. Usamos la fórmula (1) para los límites 2–3 y 3–1. En respuesta obtenemos

A) El seno del ángulo de incidencia del haz en el límite 2-3 entre las placas es 2) ≈ 0,433;

B) El ángulo de refracción del haz al cruzar el límite 3–1 (en radianes) es 4) ≈ 0,873.

Respuesta. 24.

Determine cuántas partículas α y cuántos protones se producen como resultado de la reacción de fusión termonuclear.

+ → X+ y;

Solución. En frente de todos reacciones nucleares Se observan las leyes de conservación de la carga eléctrica y del número de nucleones. Denotemos por x el número de partículas alfa, y el número de protones. Hagamos ecuaciones

+ → x + y;

resolviendo el sistema tenemos que X = 1; y = 2

Respuesta. 1 – partícula α; 2 – protones.

El módulo de momento del primer fotón es 1,32 · 10 –28 kg m/s, que es 9,48 · 10 –28 kg m/s menos que el módulo de momento del segundo fotón. Encuentre la relación de energía E 2 /E 1 del segundo y primer fotón. Redondea tu respuesta a la décima más cercana.

Solución. El impulso del segundo fotón es mayor que el impulso del primer fotón según la condición, lo que significa que se puede representar. pag 2 = pag 1 + Δ pag(1). La energía de un fotón se puede expresar en términos del momento del fotón mediante las siguientes ecuaciones. Este mi = mc 2 (1) y pag = mc(2), entonces

mi = ordenador personal (3),

Dónde mi– energía fotónica, pag– momento del fotón, m – masa del fotón, C= 3 · 10 8 m/s – velocidad de la luz. Teniendo en cuenta la fórmula (3) tenemos:

mi 2	=	pag 2	= 8,18;
mi 1		pag 1

Redondeamos la respuesta a décimas y obtenemos 8,2.

Respuesta. 8,2.

El núcleo del átomo ha sufrido una desintegración radiactiva del positrón β. ¿Cómo cambió esto? carga eléctrica¿Núcleo y el número de neutrones que contiene?

Para cada cantidad, determine la naturaleza correspondiente del cambio:

1. Aumentó;
2. Disminuido;
3. No ha cambiado.

Escribe los números seleccionados para cada cantidad física en la tabla. Los números de la respuesta pueden repetirse.

Solución. Positrón β – desintegración en núcleo atómico Ocurre cuando un protón se transforma en neutrón con la emisión de un positrón. Como resultado de esto, el número de neutrones en el núcleo aumenta en uno, la carga eléctrica disminuye en uno y el número másico del núcleo permanece sin cambios. Así, la reacción de transformación del elemento es la siguiente:

Respuesta. 21.

Se llevaron a cabo cinco experimentos en el laboratorio para observar la difracción utilizando varias rejillas de difracción. Cada una de las rejillas estaba iluminada por haces paralelos de luz monocromática con una longitud de onda específica. En todos los casos la luz incidía perpendicularmente a la rejilla. En dos de estos experimentos se observó el mismo numero máximos de difracción principales. Indique primero el número del experimento en el que se utilizó una rejilla de difracción con un período más corto, y luego el número del experimento en el que se utilizó una rejilla de difracción con un período mayor.

Solución. La difracción de la luz es el fenómeno de un haz de luz en una región de sombra geométrica. La difracción se puede observar cuando, en la trayectoria de una onda luminosa, hay áreas opacas u agujeros en grandes obstáculos que son opacos a la luz, y los tamaños de estas áreas o agujeros son proporcionales a la longitud de onda. Uno de los dispositivos de difracción más importantes es la rejilla de difracción. Las direcciones angulares a los máximos del patrón de difracción están determinadas por la ecuación

d pecadoφ = kλ (1),

Dónde d– período de la red de difracción, φ – ángulo entre la normal a la red y la dirección a uno de los máximos del patrón de difracción, λ – longitud de onda de la luz, k– un número entero llamado orden del máximo de difracción. Expresemos a partir de la ecuación (1)

Seleccionando pares de acuerdo con las condiciones experimentales, primero seleccionamos 4 donde se usó una rejilla de difracción con un período más corto, y luego el número del experimento en el que se usó una rejilla de difracción con un período más grande: esto es 2.

Respuesta. 42.

La corriente fluye a través de una resistencia bobinada. La resistencia se reemplazó por otra, con un cable del mismo metal y de la misma longitud, pero que tenía la mitad del área de la sección transversal y por él pasaba la mitad de la corriente. ¿Cómo cambiará el voltaje a través de la resistencia y su resistencia?

Para cada cantidad, determine la naturaleza correspondiente del cambio:

1. Incrementará;
2. Va a disminuir;
3. No cambiará.

Escribe los números seleccionados para cada cantidad física en la tabla. Los números de la respuesta pueden repetirse.

Solución. Es importante recordar de qué valores depende la resistencia del conductor. La fórmula para calcular la resistencia es

Ley de Ohm para una sección del circuito, a partir de la fórmula (2), expresamos el voltaje

Ud. = yo r (3).

Según las condiciones del problema, la segunda resistencia está hecha de alambre del mismo material, de la misma longitud, pero de diferente sección transversal. El área es dos veces más pequeña. Sustituyendo en (1) encontramos que la resistencia aumenta 2 veces y la corriente disminuye 2 veces, por lo tanto, el voltaje no cambia.

Respuesta. 13.

El período de oscilación de un péndulo matemático en la superficie de la Tierra es 1,2 veces mas periodo sus vibraciones en algún planeta. ¿Qué es el módulo de aceleración? caida libre¿en este planeta? La influencia de la atmósfera en ambos casos es insignificante.

Solución. Un péndulo matemático es un sistema formado por un hilo cuyas dimensiones son muchas más tamaños la pelota y la pelota misma. Pueden surgir dificultades si se olvida la fórmula de Thomson para el período de oscilación de un péndulo matemático.

t= 2π (1);

yo– longitud del péndulo matemático; gramo- aceleración de la gravedad.

Por condición

Expresemos de (3) gramo norte = 14,4 m/s2. Cabe señalar que la aceleración de la gravedad depende de la masa del planeta y del radio.

Respuesta. 14,4m/s2.

Un conductor recto de 1 m de largo por el que circula una corriente de 3 A se encuentra en un campo magnético uniforme con inducción. EN= 0,4 Tesla en un ángulo de 30° con respecto al vector. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza que actúa sobre el conductor debido al campo magnético?

Solución. Si coloca un conductor que transporta corriente en un campo magnético, el campo sobre el conductor que transporta corriente actuará con una fuerza en amperios. Escribamos la fórmula del módulo de fuerza en amperios.

F Una = yo libra sinα;

F A = 0,6 N

Respuesta. F A = 0,6 N.

Energía del campo magnético almacenada en una bobina cuando pasa a través de ella. corriente continua, es igual a 120 J. ¿Cuántas veces se debe aumentar la corriente que fluye a través del devanado de la bobina para que la energía del campo magnético almacenada en ella aumente en 5760 J?

Solución. La energía del campo magnético de la bobina se calcula mediante la fórmula.

W. metro =	LI 2	(1);
	2

Por condición W. 1 = 120 J, entonces W. 2 = 120 + 5760 = 5880 J.

I 1 2 =	2W. 1	; I 2 2 =	2W. 2	;
	l		l

Entonces la relación actual

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

Respuesta. La fuerza actual debe aumentarse 7 veces. Ingresa solo el número 7 en el formulario de respuesta.

Un circuito eléctrico consta de dos bombillas, dos diodos y una vuelta de cable conectados como se muestra en la figura. (Un diodo solo permite que la corriente fluya en una dirección, como se muestra en la parte superior de la imagen). ¿Cuál de las bombillas se encenderá si se acerca el polo norte del imán a la bobina? Explica tu respuesta indicando qué fenómenos y patrones utilizaste en tu explicación.

Solución. Las líneas de inducción magnética salen de Polo Norte imán y divergen. Cuando el imán se acerca flujo magnético aumenta a través de una vuelta de alambre. De acuerdo con la regla de Lenz, el campo magnético creado por la corriente inductiva de la bobina debe dirigirse hacia la derecha. Según la regla de Gimlet, la corriente debe fluir en el sentido de las agujas del reloj (visto desde la izquierda). En esta dirección pasa el diodo del segundo circuito de lámpara. Esto significa que se encenderá la segunda lámpara.

Respuesta. La segunda lámpara se encenderá.

Longitud de los radios de aluminio l= 25 cm y área de sección transversal S= 0,1 cm 2 suspendido de un hilo por el extremo superior. El extremo inferior descansa sobre el fondo horizontal del recipiente en el que se vierte el agua. Longitud de la parte sumergida del radio. yo= 10 cm Encuentra la fuerza F, con el que la aguja de tejer presiona el fondo del recipiente, si se sabe que el hilo está ubicado verticalmente. Densidad del aluminio ρ a = 2,7 g/cm 3, densidad del agua ρ b = 1,0 g/cm 3. Aceleración de la gravedad gramo= 10m/s2

Solución. Hagamos un dibujo explicativo.

– Fuerza de tensión del hilo;

– Fuerza de reacción del fondo del recipiente;

a es la fuerza de Arquímedes que actúa únicamente sobre la parte sumergida del cuerpo y se aplica al centro de la parte sumergida del radio;

– la fuerza de gravedad que actúa sobre el radio desde la Tierra y se aplica al centro de todo el radio.

Por definición, la masa del radio. metro y el módulo de fuerza de Arquímedes se expresan de la siguiente manera: metro = SLρa (1);

F un = SLρ en gramo (2)

Consideremos los momentos de fuerzas con respecto al punto de suspensión del radio.

METRO(t) = 0 – momento de fuerza de tensión; (3)

METRO(N)= Países Bajos cosα es el momento de la fuerza de reacción del apoyo; (4)

Teniendo en cuenta los signos de los momentos, escribimos la ecuación.

Países Bajos cosα + SLρ en gramo (l –	yo	)cosα = SLρ a gramo	l	cosα (7)
	2		2

considerando que según la tercera ley de Newton, la fuerza de reacción del fondo del recipiente es igual a la fuerza F d con el que la aguja de tejer presiona el fondo del recipiente escribimos norte = F d y de la ecuación (7) expresamos esta fuerza:

F d = [	1	lρ a– (1 –	yo	)yoρ en ] sg (8).
	2		2l

Sustituyamos los datos numéricos y conseguimos eso.

F d = 0,025 N.

Respuesta. F d = 0,025 N.

Cilindro que contiene metro 1 = 1 kg de nitrógeno, durante la prueba de resistencia explotó a temperatura t 1 = 327°C. ¿Qué masa de hidrógeno metro 2 podrían almacenarse en dicho cilindro a una temperatura t 2 = 27°C, teniendo un margen de seguridad cinco veces mayor? Masa molar nitrógeno METRO 1 = 28 g/mol, hidrógeno METRO 2 = 2 g/mol.

Solución. Escribamos la ecuación de estado del gas ideal de Mendeleev-Clapeyron para el nitrógeno.

Dónde V– volumen del cilindro, t 1 = t 1+273°C. Según la condición, el hidrógeno se puede almacenar a presión. pag 2 = p1/5; (3) Considerando que

Podemos expresar la masa de hidrógeno trabajando directamente con las ecuaciones (2), (3), (4). La fórmula final parece:

metro 2 =	metro 1		METRO 2		t 1	(5).
	5		METRO 1		t 2

Después de sustituir datos numéricos metro 2 = 28 gramos.

Respuesta. metro 2 = 28 gramos.

En un circuito oscilatorio ideal, la amplitud de las fluctuaciones de corriente en el inductor es Soy= 5 mA, y la amplitud de voltaje en el capacitor Eh= 2,0 V. En el momento t el voltaje a través del capacitor es de 1.2 V. Encuentre la corriente en la bobina en este momento.

Solución. En un circuito oscilatorio ideal, la energía oscilatoria se conserva. Durante un momento de tiempo t, la ley de conservación de la energía tiene la forma

C	Ud. 2	+ l	I 2	= l	Soy 2	(1)
	2		2		2

Para los valores de amplitud (máximos) escribimos

y de la ecuación (2) expresamos

C	=	Soy 2	(4).
l		Eh 2

Sustituyamos (4) en (3). Como resultado obtenemos:

I = Soy (5)

Por tanto, la corriente en la bobina en el momento del tiempo. t igual a

I= 4,0 mA.

Respuesta. I= 4,0 mA.

Hay un espejo en el fondo de un depósito de 2 m de profundidad. Un rayo de luz, al atravesar el agua, se refleja en el espejo y sale del agua. El índice de refracción del agua es 1,33. Encuentre la distancia entre el punto de entrada del haz al agua y el punto de salida del haz del agua si el ángulo de incidencia del haz es de 30°

Solución. Hagamos un dibujo explicativo.

α es el ángulo de incidencia del haz;

β es el ángulo de refracción del haz en agua;

AC es la distancia entre el punto de entrada del haz al agua y el punto de salida del haz del agua.

Según la ley de refracción de la luz.

pecadoβ =	pecadoα	(3)
	norte 2

Considere el ΔADB rectangular. En él AD = h, entonces DB = AD

tgβ = h tgβ = h	pecadoα	= h	pecadoβ	= h	pecadoα	(4)
	cosβ

Obtenemos la siguiente expresión:

CA = 2 DB = 2 h	pecadoα	(5)

Sustituyamos los valores numéricos en la fórmula resultante (5)

Respuesta. 1,63 metros.

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La nueva tarea de nivel de dificultad básico es última tarea primera parte (posición 24), programada para coincidir con el regreso del curso de astronomía a currículum escolar. La tarea tiene una característica del tipo “elegir 2 juicios de 5”. La tarea 24, al igual que otras tareas similares de la prueba de examen, se puntúa con un máximo de 2 puntos si ambos elementos de la respuesta son correctos y 1 punto si se comete un error en uno de los elementos. No importa el orden en que se escriben los números en la respuesta. Como regla general, las tareas serán de naturaleza contextual, es decir. Algunos de los datos necesarios para completar la tarea se presentarán en forma de tabla, diagrama o gráfico.

De acuerdo con esta tarea, la subsección “Elementos de Astrofísica” de la sección “ la física cuántica y elementos de la astrofísica”, incluyendo los siguientes puntos:

· sistema solar: planetas terrestres y planetas gigantes, pequeños cuerpos del Sistema Solar.

· Estrellas: variedad de características estelares y sus patrones. Fuentes de energía estelar.

· Ideas modernas sobre el origen y evolución del Sol y las estrellas. Nuestra galaxia. Otras galaxias. Escalas espaciales del Universo observable.

· Puntos de vista modernos sobre la estructura y evolución del Universo.

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Ejemplos.
Un cubo de 1 kg de masa descansa sobre una mesa horizontal lisa, comprimida desde los lados por resortes (ver figura). El primer resorte se comprime 4 cm y el segundo 3 cm. La rigidez del segundo resorte es k 2 = 600 N/m. ¿Cuál es la rigidez del primer resorte k? 1 ?

Frecuencia vertical libre vibraciones armónicas El péndulo de resorte es de 4 Hz. ¿Cuál será la frecuencia de tales oscilaciones del péndulo si la rigidez de su resorte aumenta 4 veces?

EN sistema inercial referencia a lo largo del eje O X Un cuerpo de 20 kg de masa se mueve. La figura muestra una gráfica de la proyección de velocidad V. X de este cuerpo desde el momento t. De la lista a continuación, seleccione dos declaraciones correctas e indicar sus números.
1) El módulo de aceleración del cuerpo en el intervalo de tiempo de 0 a 20 s es el doble que el módulo de aceleración del cuerpo en el intervalo de tiempo de 60 a 80 s.
2) En el intervalo de tiempo de 0 a 10 s, el cuerpo se movió 20 m.
3) En el momento de 40 s, la resultante de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es igual a 0.
4) En el intervalo de tiempo de 80 a 100 s, el impulso del cuerpo disminuyó en 60 kg m/s.
5) La energía cinética del cuerpo en el período de tiempo de 10 a 20 s aumentó 2 veces.

Como resultado de la transición Satélite artificial La Tierra de una órbita circular a otra. aceleración centrípeta disminuye. ¿Cómo cambian el radio de la órbita del satélite y su velocidad en órbita alrededor de la Tierra como resultado de esta transición?
Para cada cantidad, determine la naturaleza correspondiente del cambio:
1) aumenta
2) disminuye
3) no cambia
Escribe los números seleccionados para cada cantidad física en la tabla. Los números de la respuesta pueden repetirse.

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Especificación
controlar los materiales de medición
por realizar el examen estatal unificado en 2017
en física

1. Propósito del examen estatal unificado KIM

Soltero Examen de Estado(en adelante, el Examen Estatal Unificado) es una forma de evaluación objetiva de la calidad de la formación de las personas que han dominado programas educativos educación secundaria general, utilizando tareas de forma estandarizada (materiales de medición de control).

El Examen Estatal Unificado se lleva a cabo de acuerdo con Ley Federal de 29 de diciembre de 2012 No. 273-FZ “Sobre la educación en la Federación de Rusia”.

Los materiales de medición de control permiten establecer el nivel de dominio de los graduados del componente federal del estándar educativo estatal de educación general secundaria (completa) en física, niveles básico y especializado.

Se reconocen los resultados del examen estatal unificado de física organizaciones educativas promedio educación vocacional y organizaciones educativas de educación profesional superior como resultados. Examen de admisión en física.

2. Documentos que definen el contenido del Examen Estatal Unificado KIM

3. Enfoques para seleccionar contenidos y desarrollar la estructura del Examen Estatal Unificado KIM

Cada versión del examen incluye elementos de contenido controlados de todas las secciones del curso de física escolar, mientras que para cada sección se ofrecen tareas de todos los niveles taxonómicos. Los elementos de contenido más importantes desde el punto de vista de la educación continua en las instituciones de educación superior se controlan en la misma versión con tareas de diferentes niveles de complejidad. El número de tareas para una sección en particular está determinada por su contenido y en proporción al tiempo de enseñanza asignado para su estudio de acuerdo con programa aproximado en física. Los diversos planes mediante los cuales se construyen las opciones de examen se basan en el principio de adición de contenido de modo que, en general, todas las series de opciones brindan diagnósticos para el desarrollo de todos los elementos de contenido incluidos en el codificador.

La prioridad al diseñar una CMM es la necesidad de probar los tipos de actividades previstas por la norma (teniendo en cuenta las limitaciones en las condiciones de las pruebas escritas masivas de los conocimientos y habilidades de los estudiantes): dominar el aparato conceptual de un curso de física, Dominar los conocimientos metodológicos, aplicar los conocimientos para explicar fenómenos físicos y resolver problemas. El dominio de las habilidades para trabajar con información de contenido físico se prueba indirectamente cuando se utiliza de varias maneras presentación de información en textos (gráficos, tablas, diagramas y dibujos esquemáticos).

El tipo de actividad más importante desde el punto de vista de una continuación exitosa de la educación en una universidad es la resolución de problemas. Cada opción incluye tareas para todas las secciones. niveles diferentes Dificultades que permiten probar la capacidad de aplicar leyes y fórmulas físicas tanto en situaciones educativas estándar como en situaciones no tradicionales que requieren suficiente manifestación. alto grado independencia al combinar algoritmos de acción conocidos o crear propio plan completando la tarea.

La objetividad de las tareas de verificación con una respuesta detallada está garantizada por criterios de evaluación uniformes, la participación de dos expertos independientes que evalúan un trabajo, la posibilidad de nombrar un tercer experto y la presencia de un procedimiento de apelación.

El Examen Estatal Unificado de Física es un examen de elección para los graduados y tiene como objetivo la diferenciación al ingresar a la educación superior. establecimientos educativos. A estos efectos, el trabajo incluye tareas de tres niveles de dificultad. Completar tareas en un nivel básico de complejidad le permite evaluar el nivel de dominio de los elementos de contenido más importantes de un curso de física. escuela secundaria y dominio de las actividades más importantes.

Entre las tareas del nivel básico se distinguen aquellas cuyo contenido corresponde al estándar del nivel básico. Cantidad mínima Los puntos del Examen Estatal Unificado en física, que confirma que un graduado ha completado un programa de educación general secundaria (completa) en física, se establecen en base a los requisitos para dominar el estándar de nivel básico. El uso de tareas avanzadas y avanzadas en el trabajo de examen. niveles altos La complejidad permite evaluar el grado de preparación de un estudiante para continuar su educación en una universidad.

4. Estructura del examen estatal unificado KIM

Cada versión del examen consta de 2 partes e incluye 32 tareas, que difieren en forma y nivel de dificultad (Tabla 1).

La parte 1 contiene 24 tareas, de las cuales 9 consisten en elegir y registrar el número de la respuesta correcta y 15 tareas con una respuesta corta, incluidas tareas para registrar de forma independiente la respuesta en forma de un número, así como tareas de emparejamiento y de opción múltiple. en el que se requieren respuestas, escriba como una secuencia de números.

La parte 2 contiene 8 tareas unidas por una actividad común: la resolución de problemas. De estas, 3 tareas con una respuesta breve (25-27) y 5 tareas (28-32), para las que es necesario dar una respuesta detallada.