Задание 28. Механика - квантовая физика (качественная задача): все задания

Ответом к заданию по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь (записывайте её через запятую, вот так: 2,5)

Версия для печати

Остальные задачи

1. Задание#T1814

На железном стержне намотаны две катушки изолированного медного провода и . Катушка подключена к источнику с ЭДС и внутренним сопротивлением

, как показано на рисунке.

На железном стержне намотаны две катушки изолированного медного провода ... и .... Катушка ... подключена к источнику с ЭДС ... и внутренним сопротивлением ..., как показано на рисунке.

Катушка замкнута на амперметр малого сопротивления. Ползунок реостата передвигают влево. В каком направлении протекает при этом ток через амперметр, подключённый к катушке ?

Ответ обоснуйте, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Показать разбор

Возможное решение

При протекании электрического тока по катушке в пространстве возникает магнитное поле, которое пронизывает сердечник из железа, создавая в нём магнитный поток . Сердечник с намотанной на него катушкой образует электромагнит. При этом, исходя из обозначений полюсов источника и правила буравчика, у левого торца катушки находится северный полюс этого магнита (см. рисунок).

При движении ползунка влево количество витков реостата, включённых в цепь, уменьшается, следовательно, сопротивление внешнего участка цепи источника уменьшается

, а сила тока по закону Ома

возрастает.

Возрастание силы тока в катушке приводит к возрастанию создаваемого им магнитного потока, который также пронизывает и катушку .

Возрастание магнитного потока сквозь катушку , замкнутую на амперметр, приводит по закону электромагнитной индукции

к возбуждению в ней индукционного тока, который, по правилу Ленца, возникает такого направления (через амперметр – слева направо), чтобы своим магнитным потоком компенсировать увеличение магнитного потока сквозь катушку .

Ответ: при перемещении ползунка реостата влево через амперметр протекает ток, направленный вправо.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: возникновение индукционного тока в катушке и его направление) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: возникновение магнитного поля вокруг проводника с током; зависимость сопротивления проводника от его длины; закон Ома для цепи, содержащей ЭДС; закон электромагнитной индукции; правило Ленца; правильно применяется правило буравчика для определения направления линий магнитной индукции магнитного поля в стержне).
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.
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.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в , , балла.
Максимальный балл

Это задание взято из демовариантов ФИПИ 2018-2020

2. Задание#T3585

Бабочки летают, быстро хлопая крыльями. Объясните с точки зрения физических законов и закономерностей, за счёт чего им удаётся удерживаться в воздухе.

Оцените, с какой частотой бабочке-мотыльку надо махать крыльями в воздухе плотностью

кг/м, чтобы не упасть, если масса бабочки

г, площадь крыльев

см, максимальная вертикальная скорость концов крыльев в полёте

м/c. Считайте, что бабочка опускает крылья вниз плашмя, а поднимает их вверх ребром.

Показать разбор

Возможное решение

После каждого взмаха при опускании крыльев бабочка отбрасывает вниз порцию воздуха. Поскольку отбрасываемый воздух имеет массу, то он уносит импульс. В соответствии с законом сохранения импульса точно такой же импульс передаётся от отбрасываемого воздуха бабочке. В результате возникает подъёмная сила – она численно равна импульсу, который получает бабочка в единицу времени. Если эта сила уравновешивает силу тяжести, действующую на бабочку, то она удерживается в воздухе.
Пусть при одном опускании крыльев за время бабочка отбрасывает вниз некоторую массу воздуха плотностью в пределах своей площади крыльев со средней скоростью . При этом воздуху сообщается импульс . В единицу времени при частоте взмахов весь переданный воздуху импульс будет равен . Бабочка при этом получает в единицу времени такой же по модулю импульс, но уже направленный вверх.
Согласно второму закону Ньютона, , откуда .
Для оценки скорости , входящей в эту формулу, будем считать, что она составляет половину максимальной скорости концов крыльев: .

Таким образом,

Гц.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: бабочка отбрасывает крыльями воздух вниз, создавая подъёмную силу, равную её весу) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: указание на закон изменения и сохранения импульса и на второй закон Ньютона в импульсной формулировке) и правильная количественная оценка (от до Гц)
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
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
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в , , балла
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

3. Задание#T3796

Оцените, с какой частотой бабочке-монарху надо махать крыльями в воздухе плотностью

кг/м, чтобы не упасть, если масса бабочки

г, площадь крыльев

см, максимальная вертикальная скорость концов крыльев в полёте

м/c. Считайте, что бабочка опускает крылья вниз плашмя, а поднимает их вверх ребром.

Показать разбор

Возможное решение

После каждого взмаха при опускании крыльев бабочка отбрасывает вниз порцию воздуха. Поскольку отбрасываемый воздух имеет массу, то он уносит импульс. В соответствии с законом сохранения импульса точно такой же импульс передаётся от отбрасываемого воздуха бабочке. В результате возникает подъёмная сила – она численно равна импульсу, который получает бабочка в единицу времени. Если эта сила уравновешивает силу тяжести, действующую на бабочку, то она удерживается в воздухе.
Пусть при одном опускании крыльев за время бабочка отбрасывает вниз некоторую массу воздуха плотностью в пределах своей площади крыльев со средней скоростью . При этом воздуху сообщается импульс . В единицу времени при частоте взмахов весь переданный воздуху импульс будет равен . Бабочка при этом получает в единицу времени такой же по модулю импульс, но уже направленный вверх.
Согласно второму закону Ньютона, , откуда .
Для оценки скорости , входящей в эту формулу, будем считать, что она составляет половину максимальной скорости концов крыльев: .

Таким образом,

Гц.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: бабочка отбрасывает крыльями воздух вниз, создавая подъёмную силу, равную её весу) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: указание на закон изменения и сохранения импульса и на второй закон Ньютона в импульсной формулировке) и правильная количественная оценка (от до Гц)
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
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
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в , , балла
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

4. Задание#T3829

Известно, что вечерняя роса на траве – это к хорошей, ясной погоде, а сухая трава – к пасмурной. Объясните с точки зрения физических законов и закономерностей, почему это так.

Юный физик в летний вечер решил отправиться на прогулку и оценить, какая масса воды содержится в 1 м влажного атмосферного воздуха. Какие приборы ему необходимо взять с собой для того, чтобы провести необходимые измерения? Какие справочные (табличные) значения понадобятся ему для проведения вычислений?

Показать разбор

Возможное решение

В ясную погоду вечером и ночью поверхность земли быстро остывает за счёт теплового излучения, слабо задерживаемого атмосферой, чего не происходит, если погода пасмурная и небо закрыто «одеялом» из облаков.
Приземный слой воздуха в ясную погоду вечером и ночью сильно остывает, и ненасыщенные пары воды во влажном воздухе превращаются в пересыщенные, откуда «лишняя» вода выпадает, образуя туманы и росу на траве.
Согласно уравнению Клапейрона–Менделеева и определению относительной влажности воздуха, плотность паров воды при заданной температуре равна , где – молярная масса воды, – относительная влажность, – абсолютная температура воздуха, – давление насыщенных паров при данной температуре. Искомая масса воды, содержащейся в м влажного воздуха, равна м.
Следовательно, юному физику понадобятся приборы для измерения относительной влажности (гигрометр), температуры (термометр), а также табличные значения – давление насыщенных паров воды при измеренной температуре и молярная масса воды.

Ответ: В ясную погоду вечером и ночью приземный слой воздуха быстро остывает, содержащиеся в нём ненасыщенные пары воды превращаются в пересыщенные, и в результате выпадает роса. Для того чтобы оценить, какая масса воды содержится в м влажного атмосферного воздуха, понадобятся гигрометр, термометр, а также табличные значения давления насыщенных паров воды при измеренной температуре и молярной массы воды.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: указана роль теплового излучения земли при охлаждении приповерхностного слоя воздуха ночью в ясную погоду, перечислены необходимые измерительные приборы и табличные данные) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей (в данном случае: конденсация воды при достижении паром насыщения; использование уравнения Клапейрона–Менделеева и определения влажности воздуха; указание физических величин, которые подлежат измерению, и физических величин, значения которых содержатся в справочных таблицах).
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.
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.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в , , балла.
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

5. Задание#T3859

Юный физик в летний вечер решил отправиться на прогулку и оценить, какая масса воды содержится в 1 дм влажного атмосферного воздуха. Какие приборы ему необходимо взять с собой для того, чтобы провести необходимые измерения? Какие справочные (табличные) значения понадобятся ему для проведения вычислений?

Показать разбор

Возможное решение

В ясную погоду вечером и ночью поверхность земли быстро остывает за счёт теплового излучения, слабо задерживаемого атмосферой, чего не происходит, если погода пасмурная и небо закрыто «одеялом» из облаков.
Приземный слой воздуха в ясную погоду вечером и ночью сильно остывает, и ненасыщенные пары воды во влажном воздухе превращаются в пересыщенные, откуда «лишняя» вода выпадает, образуя туманы и росу на траве.
Согласно уравнению Клапейрона–Менделеева и определению относительной влажности воздуха, плотность паров воды при заданной температуре равна , где – молярная масса воды, – относительная влажность, – абсолютная температура воздуха, – давление насыщенных паров при данной температуре. Искомая масса воды, содержащейся в дм влажного воздуха, равна дм.
Следовательно, юному физику понадобятся приборы для измерения относительной влажности (гигрометр), температуры (термометр), а также табличные значения – давление насыщенных паров воды при измеренной температуре и молярная масса воды.

Ответ:

В ясную погоду вечером и ночью приземный слой воздуха быстро остывает, содержащиеся в нём ненасыщенные пары воды превращаются в пересыщенные, и в результате выпадает роса. Для того чтобы оценить, какая масса воды содержится в дм влажного атмосферного воздуха, понадобятся гигрометр, термометр, а также табличные значения давления насыщенных паров воды при измеренной температуре и молярной массы воды.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: указана роль теплового излучения земли при охлаждении приповерхностного слоя воздуха ночью в ясную погоду, перечислены необходимые измерительные приборы и табличные данные) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей (в данном случае: конденсация воды при достижении паром насыщения; использование уравнения Клапейрона–Менделеева и определения влажности воздуха; указание физических величин, которые подлежат измерению, и физических величин, значения которых содержатся в справочных таблицах)
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
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
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в , , балла
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

6. Задание#T9777

Брусок массой кг движется по горизонтальному столу. На тело действует сила

под углом

к горизонту. Коэффициент трения между бруском и столом равен

Брусок массой ... кг движется по горизонтальному столу. На тело действует сила ... под углом ... к горизонту. Коэффициент трения между бруском и столом равен ...

Каков модуль силы

если модуль силы трения, действующей на тело, равен

Показать разбор

Возможное решение

На брусок, кроме сил и

действуют ещё сила тяжести и сила реакции опоры Проекция второго закона Ньютона на вертикальную ось имеет вид:

Сила трения скольжения

Для искомой силы получаем:

Порядок назначения третьего эксперта

В соответствии с Порядком проведения государственной итоговой аттестации по образовательным программам среднего общего образования (приказ Минпросвещения России и Рособрнадзора от

зарегистрирован Минюстом России

« <…> По результатам первой и второй проверок эксперты независимо друг от друга выставляют баллы за каждый ответ на задания экзаменационной работы ЕГЭ с развернутым ответом. <…>

В случае существенного расхождения в баллах, выставленных двумя экспертами, назначается третья проверка. Существенное расхождение в баллах определено в критериях оценивания по соответствующему учебному предмету.

Эксперту, осуществляющему третью проверку, предоставляется информация о баллах, выставленных экспертами, ранее проверявшими экзаменационную работу».

Если расхождение составляет или более балла за выполнение задания, то третий эксперт проверяет только те ответы, которые вызвали столь существенное расхождение.

Это задание взято из демовариантов ФИПИ 2018-2020

Это задание решали 3 тыс. раз. С ним справились 11% пользователей.

0 баллов сегодня

дней без пропуска

вс

пн

вт

ср

чт

пт

сб