Задание 32. Электродинамика - квантовая физика (расчетная 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

1. Задание#T9781

Квадратная проволочная рамка со стороной

см находится в однородном магнитном поле с индукцией

На рисунке изображена зависимость проекции вектора

на перпендикуляр к плоскости рамки от времени.

Квадратная проволочная рамка со стороной ... см находится в однородном магнитном поле с индукцией ... На рисунке изображена зависимость проекции вектора
... на перпендикуляр к плоскости рамки от времени.

Какое количество теплоты выделится в рамке за время

с, если сопротивление рамки

Ом?

Показать разбор

Возможное решение

При изменении магнитного поля поток вектора магнитной индукции

через рамку площадью

изменяется, что создаёт в ней ЭДС индукции В соответствии с законом индукции Фарадея

Эта ЭДС вызывает в рамке ток, сила которого определяется законом Ома для замкнутой цепи:

Согласно закону Джоуля – Ленца за время в рамке выделится количество теплоты

За время

с на первом участке графика

Тл, а на втором участке

с и

Тл, поэтому суммарное количество выделившейся теплоты

Подставляя сюда значения физических величин, получим:

Дж.

Ответ:

мДж

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 8 тыс. раз. С ним справились 14% пользователей.

2. Задание#T3863

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, сила тока через источник сразу после замыкания ключа в

раза больше силы тока, установившейся спустя большое время после этого замыкания. Установившийся заряд на конденсаторе ёмкостью

мкФ равен

мкКл.

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, сила тока через источник сразу после замыкания ключа в ... раза больше силы тока, установившейся спустя большое время после этого замыкания. Установившийся заряд на конденсаторе ёмкостью ... мкФ равен ... мкКл.

Найдите ЭДС источника.

Показать разбор

Возможное решение

Сразу после замыкания ключа ток пойдёт только через конденсатор , поскольку он ещё не заряжен и напряжение на нём и на резисторе равно нулю, откуда по закону Ома для участка цепи следует, что и ток через резистор в первый момент равен нулю. Поэтому по закону Ома для замкнутой цепи , где – внутреннее сопротивление источника.
В установившемся режиме ток через конденсатор не идёт, и по закону Ома для замкнутой цепи , причём по условию .
Установившееся падение напряжения на резисторе равно напряжению на конденсаторе , согласно формуле для связи заряда и напряжения на конденсаторе.
Из написанных уравнений получаем, что , , .
Таким образом, В.

Ответ:

В.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I. Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: законы Ома для участка цепи и для полной (замкнутой) цепи, формула для связи заряда и напряжения на конденсаторе); . Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); . Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV. Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту , представлены не в полном объёме или отсутствуют. 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 необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. 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 в 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 , , балла
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

3. Задание#T3848

мкФ равен

мкКл. Найдите ЭДС источника.

Показать разбор

Возможное решение

Сразу после замыкания ключа ток пойдёт только через конденсатор , поскольку он ещё не заряжен и напряжение на нём и на резисторе равно нулю, откуда по закону Ома для участка цепи следует, что и ток через резистор в первый момент равен нулю. Поэтому по закону Ома для замкнутой цепи , где – внутреннее сопротивление источника.
В установившемся режиме ток через конденсатор не идёт, и по закону Ома для замкнутой цепи , причём по условию .
Установившееся падение напряжения на резисторе равно напряжению на конденсаторе , согласно формуле для связи заряда и напряжения на конденсаторе.
Из написанных уравнений получаем, что , , .
Таким образом, В.

Ответ:

В.

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: законы Ома для участка цепи и для полной (замкнутой) цепи, формула для связи заряда и напряжения на конденсаторе); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. 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 необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной 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 данной задачи (или в 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 , , балла.
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

4. Задание#T3800

Телескопические устройства состоят обычно из двух линз – длиннофокусного объектива и короткофокусного окуляра. В трубе системы Кеплера окуляр – лупа, т.е. собирающая линза, а в трубе системы Галилея окуляр – это рассеивающая линза. В обеих трубах фокальные плоскости объектива и окуляра совпадают, так что параллельный пучок света на входе в систему преобразуется в параллельный же пучок на её выходе.

Рассмотрим две такие трубы с одинаковым угловым увеличением

, с одинаковыми фокусными расстояниями объективов

см и одинаковыми по модулю фокусными расстояниями окуляров. Какая труба короче и на сколько?

Показать разбор

Возможное решение

1. Нарисуем оптические схемы трубы Кеплера и трубы Галилея и ход световых лучей в них (см. рисунок).

Будем считать, что на очень большом расстоянии находится предмет в виде стрелки, перпендикулярной оптическим осям труб.

2. От разных концов бесконечно удалённого предмета приходят два параллельных световых пучка под малым углом друг к другу, и после объектива они собираются в обеих трубах в точки на фокальной плоскости, формируя изображение.

3. При рассматривании через окуляр-лупу действительного изображения в трубе Кеплера крайние лучи идут, как видно из рисунка, под малым углом

, так что угловое увеличение

. Оба угла можно считать малыми, так как мы разглядываем мелкие детали удалённого предмета, и из построения видно, что

, а длина трубы

см.

4. В трубе Галилея для рассеивающего окуляра изображение, даваемое объективом, является мнимым, а наблюдаемое глазом в окуляр изображение – также мнимое, и так же, как и в трубе Кеплера, оно удалено на бесконечное расстояние. Угловое увеличение, как видно из построения, также равно

, а длина трубы

см

5. Таким образом, разность длин труб Кеплера и Галилея

см – труба Галилея при том же увеличении и объективе короче трубы Кеплера на см!

Ответ:

Труба Галилея короче трубы Кеплера на

см

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I. Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: правила построения изображений в тонких линзах и геометрические соотношения); . Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); . Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV. Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту , представлены не в полном объёме или отсутствуют. 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 необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. 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 в 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 , , балла
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

5. Задание#T3589

Рассмотрим две такие трубы с одинаковым угловым увеличением

, с одинаковыми фокусными расстояниями объективов

см и одинаковыми по модулю фокусными расстояниями окуляров. Какая труба короче и на сколько?

Показать разбор

Возможное решение

1. Нарисуем оптические схемы трубы Кеплера и трубы Галилея и ход световых лучей в них (см. рисунок).

, так что угловое увеличение

, а длина трубы

см.

, а длина трубы

см

5. Таким образом, разность длин труб Кеплера и Галилея

см – труба Галилея при том же увеличении и объективе короче трубы Кеплера на см!

Ответ:

Труба Галилея короче трубы Кеплера на

см

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I. Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: правила построения изображений в тонких линзах и геометрические соотношения); . Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); . Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV. Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту , представлены не в полном объёме или отсутствуют. 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 необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. 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 в 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 , , балла
Максимальный балл

Это задание составили эксперты «СтатГрада» для Яндекса

6. Задание#T1818

В плоскости, параллельной плоскости тонкой собирающей линзы, по окружности со скоростью

м/с движется точечный источник света. Расстояние между плоскостями

см. Центр окружности находится на главной оптической оси линзы. Фокусное расстояние линзы

см.

Найдите скорость движения изображения точечного источника света. Сделайте пояснительный чертёж, указав ход лучей в линзе.

Показать разбор

Возможное решение

. Построим изображение источника света в линзе. Изображением светящейся точки в некоторый момент времени будет точка . Введём обозначения: радиус, по которому движется источник света,

; радиус, по которому движется изображение источника света,

; расстояние

, фокусное расстояние линзы

. Из формулы тонкой линзы

при

получим:

. Из подобия треугольников

следует, что:

. Угловая скорость источника света равна угловой скорости его изображения:

так как в любой момент времени источник света и его изображение лежат в одной плоскости с главной оптической осью линзы.

. Тогда скорость движения изображения точечного источника света:

м/с.

Ответ:

м/с

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I. Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула тонкой линзы, условие равенства угловых скоростей источника и его изображения, формула линейной скорости); . Сделан правильный рисунок, с указанием хода лучей в линзе; . Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); IV. Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); V. Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту и , представлены не в полном объёме или отсутствуют. 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 необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. 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 в 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 , , балла
Максимальный балл

Это задание взято из демовариантов ФИПИ 2018-2020

0 баллов сегодня

дней без пропуска

сб

вс

пн

вт

ср

чт

пт