Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №21/2007
Модель ЕГЭ по физике-2009

Продолжение. См. № 19, 20/07

М.Ю.ДЕМИДОВА,
В.А.ГРИБОВ, Г.Г.НИКИФОРОВ, ФПК ФИПИ, г. Москва

demidovaktv1@yandex.ru

Модель ЕГЭ по физике-2009

Проект. Демонстрационный вариант экзаменационных заданий

Часть 2

В заданиях В1–В5 на установление соответ­ствия: к каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите В ТАБЛИЦУ выбранные цифры под соответствующими буквами. Затем получившуюся последовательность цифр перенесите в бланк ответов № 1 без пробелов и других символов. (Цифры в ответе могут повторяться.)

B1. Материальная точка движется с постоянной скоростью по окружности радиусом R. Как изменятся перечисленные в первом столбце физические величины, если скорость точки увеличится?

Физические величины Их изменение
А. Угловая скорость 1: увеличится
Б. Центростремительное ускорение 2: уменьшится
В. Период обращения по окружности 3: не изменится

 

А Б В
     

B2. Установите соответствие между названием физической величины и формулой, по которой её можно определить.

А Б В
     

B3. Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторой разности потенциалов и отключили от источника тока. Как изменятся перечисленные в первом столбце физические величины, если пластины конденсатора раздвинуть на некоторое расстояние?

Физические величины

Их изменение

А. Заряд на обкладках конденсатора 1: увеличится
Б. Электроёмкость конденсатора 2: уменьшится
В. Энергия электрического поля конденсатора 3: не изменится

 

А Б В
     

B4. Установите соответствие между типом ядерной реакции и уравнением ядерной реакции.


А Б В
     

В5. Установите соответствие между телами Солнечной системы и их характеристиками.

А Б В
     

Ответы: В1. 112; В2. 415; В3. 321; В4. 253; В5. 432.

Часть 3

Задания С1–С5 представляют собой задачи, полные решения которых необходимо записать в бланке ответов № 2. Рекомендуется провести предварительное решение на черновике. При оформлении решения в бланке ответов № 2 запишите сначала номер задания (С1 и т.д.), а затем решение соответствующей задачи.

C1. Следует записать развёрнутые ответы на оба задания (вопроса).

Проволочное кольцо окунули в мыльный раствор и расположили вертикально. При освещении мыльной плёнки красным монохроматическим светом в проходящем свете наблюдаются чередующиеся красные (светлые и тёмные) горизонтальные полосы. При освещении плёнки солнечным светом в проходящем свете наблюдаются горизонтальные цветные полосы.

1) Назовите наблюдаемое явление и объясните, при каком условии образуются в первом случае светлые красные полосы.

2) Объясните, почему во втором случае в красный цвет окрашены нижние части цветных полос.

Полное правильное решение каждой из задач С2–С4 должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

C2. Нить маятника длиной l = 1 м, к которой подвешен груз массой m = 0,1 кг, отклонена на угол a от вертикального положения и отпущена. Сила натяжения нити Т в момент прохождения маятником положения равновесия равна 2 Н. Чему равен угол ?

C3. В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный газ, который может просачиваться сквозь зазор вокруг поршня. В опыте по изотермическому сжатию газа его объём уменьшился вдвое, а давление газа упало в 3 раза. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия газа в цилиндре? (Газ считать идеальным.)

C4. К однородному медному цилиндрическому проводнику на 15 с приложили разность потенциалов 1 В. Какова длина проводника, если его температура при этом повысилась на 10 К? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,7 • 10–8 Ом • м.)

Полное правильное решение задачи С5 должно включать комментарии, поясняющие выбор законов или формул, запись законов и формул, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

C5. Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле индукцией 0,50 Тл, испытывает aраспад. При этом рождаются alfa.jpg (4979 bytes) частица и тяжёлый ион нового элемента. Трек тяжёлого иона находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиусом 78 см. Выделившаяся при распаде энергия 7,44 МэВ целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Найдите модуль отношения заряда к массе   для тяжёлого иона.

ИНСТРУКЦИИ ПО ПРОВЕРКЕ И ОЦЕНКЕ РАБОТ

Критерии оценки выполнения заданий с развёрнутым ответом

Решения заданий С1–С5 части 3 (с развёрнутым ответом) оцениваются экспертной комиссией. На основе критериев, представленных в приведённых ниже таблицах, за выполнение каждого задания в зависимости от полноты и правильности данного учащимся ответа выставляется от 0 до 4 баллов.

C1. Образец возможного решения

Элементы ответа:

1. Указано, что в опыте наблюдается явление интерференции света. Приведено объяснение образования интерференционного максимума: максимум образуется в тех местах плёнки, где разность хода волны, отражённой от двух поверхностей плёнки, и волны, прошедшей плёнку без отражений, достигает чётного числа полуволн. (Либо это объяснение приведено в виде рисунка и соответствующей формулы.)

2. Указано, что толщина плёнки увеличивается книзу. Поэтому условие интерференционного максимума в нижней части цветных полос будет выполняться для видимого света с максимальной длиной волны, т.е. красного.

Критерии оценки выполнения задания

Баллы

Приведены оба элемента правильного ответа

2

Приведены оба элемента правильного ответа, но допущено не более одной ошибки,

ИЛИ

приведён только один элемент правильного ответа

1

Приведён только один элемент правильного ответа, но в нём допущена ошибка

0

Максимальный балл

2

C2. Образец возможного решения

На основании второго закона Ньютона ускорение, вызванное суммой действующих на груз сил тяжести и натяжения нити, при прохождении положения равновесия равно центростремительному ускорению:

По закону сохранения механической энергии, для груза маятника (за начало отсчёта потенциальной энергии выбрано нижнее положение груза):

Ответ в общем виде и в численной форме:

Критерии оценки выполнения задания

Баллы

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 – второй закон Ньютона, формула для центростремительного ускорения, закон сохранения механической энергии);

2) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).

3

– Представлено правильное решение только в общем виде, без каких­либо числовых расчётов.

ИЛИ

– Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены преобразования, приводящие к ответу.

ИЛИ

– В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу.

2

– В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях и отсутствуют какие­либо числовые расчёты.

ИЛИ

– Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или  в ОДНОЙ из них допущена ошибка.

1

Все случаи решения, которые не соответствуют указанным выше критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.).

0

C3. Образец возможного решения

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна его температуре и числу молей газа: U = (3/2)RT. Запишем уравнение Клапейрона–Менделеева: pV = RT (p – давление газа, V – объём сосуда, R – газовая постоянная, T – температура газа, – число молей газа). Из него видно, что произведение T пропорционально произведению pV. Значит, согласно условию задачи, внутренняя энергия газа (как и произведение pV) уменьшилась в 6 раз.

Ответ. U уменьшилась в 6 раз.

C4. Образец возможного решения

Количество теплоты, согласно закону Джоуля–Ленца:

Q = (U2/R) • t .      (1)

Это количество теплоты затратится на нагревание проводника:

Q = cmT,          (2)

где масса проводника

m = lS,              (3)

S – площадь поперечного сечения проводника.

Сопротивление проводника:

R = (элl)/S. (4)

Из (1)–(4), получаем:

C5. Образец возможного решения

Ядро атома первоначально покоится, поэтому суммарный импульс продуктов реакции будет равен нулю. По условию задачи, суммарная кинетическая энергия продуктов реакции равна Е. Поэтому законы сохранения энергии и импульса для -распада ядра покоящегося нейтрального атома:

В магнитном поле под действием силы Лоренца ион начинает двигаться по дуге окружности. Уравнение движения тяжёлого иона с зарядом q = –2e в магнитном поле:

 

Решая систему трёх уравнений, получаем:

Критерии оценки выполнения задания

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:

1) приведены комментарии к использованию законов сохранения энергии и импульса, движения частицы в магнитном поле, верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении – законы сохранения энергии и импульса, второй закон Ньютона и формулы расчёта центростремительного ускорения и силы Лоренца);

2) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному ответу, и представлен ответ.

4

– Представлено правильное решение, но не приведены комментарии к использованию законов.

ИЛИ

– Представлено правильное решение только в общем виде, без каких­либо числовых расчётов.

3

– Правильно записаны необходимые формулы, записан правильный ответ, но не представлены комментарии к использованию законов и преобразования, приводящие к ответу.

ИЛИ

– В математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка, которая привела к неверному ответу, и не представлены комментарии к использованию законов.

2

– В решении содержится ошибка в необходимых математических преобразованиях, отсутствуют комментарии к использованию законов и какие­либо числовые расчёты.

ИЛИ

– Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи, или  в ОДНОЙ из них допущена ошибка.

1

Все случаи решения, которые не соответствуют указанным выше критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла (использование неприменимого закона, отсутствие более одного исходного уравнения, разрозненные записи и т.п.).

0

Продолжение см. в № 22/07