РЕШУ ЕГЭ — физика

Вариант № 4726730

ЕГЭ по физике 01.04.2019. Досрочная волна. Вариант 2 (часть 2)

Если потереть стеклянную палочку шелком, то она электризуется, приобретая положительный заряд, и стрелка электрометра при поднесении палки к его шару отклоняется, а при удалении палки  — возвращается к неотклоненному состоянию. Если же в момент поднесения наэлектризованной палки к электрометру коснуться рукой его металлического корпуса и сразу же убрать руку, то после удаления палки отклонение стрелки сохраняется, хотя и меньшее по величине. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.

Электрометр (см. рис.) представляет собой металлический цилиндрический корпус, передняя и задняя стенки которого стеклянные. Корпус закреплен на изолирующей подставке. Через изолирующую втулку внутрь корпуса сверху входит металлическая трубка, заканчивающаяся внизу стержнем с установленной на нем легкоподвижной стрелкой, отклонение которой определяется величиной заряда. Стрелка может вращаться вокруг горизонтальной оси. Внутри корпуса установлена шкала электрометра, по которой определяется отклонение стрелки. Снаружи корпуса, наверху трубки прикрепляется металлический шар или тарелка, к которой подносят заряженные тела.

Решение. 1.  При поднесении наэлектризованной положительным зарядом стеклянной палки к шару электрометра в силу явления электростатической индукции и закона сохранения заряда в изолированной системе тел шар и стрелка электрометра заряжаются разноименными и равными по величине зарядами (шар  — «–», стрелка  — «+»). При этом часть металлического корпуса электрометра вблизи шкалы заряжается отрицательным зарядом в силу того же явления электростатической индукции, а остальная часть  — равным ему по величине в силу закона сохранения заряда в изолированной системе тел положительным зарядом.

2.  Стрелка электрометра отклоняется, так как одноименные заряды на стрелке и на стержне отталкиваются, согласно закону взаимодействия зарядов.

3.  При удалении наэлектризованной палки от электрометра одинаковые индуцированные заряды разных знаков на его шаре и на стрелке, а также меньшие по величине заряды на корпусе электрометра вблизи его шкалы и вдали от стрелки компенсируются, и отклонение стрелки прекращается.

4.  Если коснуться корпуса электрометра рукой после поднесения к нему наэлектризованной палки и сразу убрать руку, то часть индуцированных на корпусе зарядов (положительных) стечет на прикоснувшегося к нему человека, и на корпусе электрометра останется нескомпенсированный отрицательный заряд.

5.  В силу явления электростатической индукции после удаления палки этот отрицательный нескомпенсированный заряд на корпусе электрометра вызовет появление положительного заряда на стрелке электрометра, расположенной вблизи шкалы, и отрицательного  — на шаре электрометра, что и приведет к отклонению стрелки, хотя и меньшему, чем при поднесении заряженной стеклянной палки к электрометру.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае п. п. 1–5) и исчерпывающие верные рассуждения с указанием наблюдаемых явлений (в данном случае — упоминание явления электростатической индукции, закона сохранения заряда в изолированной системе тел и закона взаимодействия зарядов).	3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются следующие недостатки. 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 тому подобное.) ИЛИ Объяснения представлены не в полном объеме, или в них содержится один логический недочет.	2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физи ческих закона, необходимые 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.	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.	0
Максимальный балл	3

В сосуд с привязанным нитью ко дну деревянным шариком наливают воду так, что шарик частично погружается под воду, а нить натягивается и действует на шарик с силой T  =  7 H. На сколько изменится уровень воды в сосуде после перерезания нити? Площадь дна сосуда S  =  100 см².

Критерии проверки:

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: второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, формулы кинематики для свободного падения, уравнение гармонических колебаний и формула для их периода); 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 расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины	3
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 объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; 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 нем допущена ошибка	2
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	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

С идеальным одноатомным газом проводят циклический процесс 1-⁠2-3-⁠1. Найдите КПД цикла, если участок 12  — изохора, 23  — адиабата, 31  — изобара. T₁  =  400 K, T₂  =  600 K, T₃  =  510 K.

Решение. Цикл не является циклом идеальной тепловой машины. Поэтому воспользуемся общей формулой через теплоту нагревателя и теплоту холодильника.

$\eta= дробь: числитель: Q_н минус Q_х, знаменатель: Q_н конец дроби =1 минус дробь: числитель: Q_х, знаменатель: Q_н конец дроби .$

Необходимо выяснить, какой из участков цикла относится к нагревателю, а какой  — к холодильнику. Для этого проведем подсчет теплоты каждого участка по 1-⁠му началу термодинамики: $Q = A плюс \Delta U.$

1.  Для участка 1−2:

$Q_12=A_12 плюс \Delta U_12=\Delta U_12= дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_2 минус T_1 правая круглая скобка больше 0 равносильно Q_н=Q_12.$

Работа равна нулю, так как это изохорный процесс. На нем нет изменения объема. Теплота получилась на этом участке положительной. А значит, участок 1−2 вносит вклад в теплоту нагревателя.

2.  На участке 2−3 представлена адиабата  — по определению количество теплоты на этом участке равно нулю. Этот участок не учитывается при расчете КПД по указанной формуле: $Q_23=0.$

3.  На участке 3−1 представлен изобарный процесс. Тут нужно подсчитать и работу газа и внутреннюю энергию.

$Q_31=A_31 плюс \Delta U_31=p_3 левая круглая скобка V_1 минус V_3 правая круглая скобка плюс дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_1 минус T_3 правая круглая скобка =$

$= левая круглая скобка p_3V_1 минус p_3V_3 правая круглая скобка плюс дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_1 минус T_3 правая круглая скобка = левая круглая скобка \nu RT_1 минус \nu RT_3 правая круглая скобка плюс дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_1 минус T_3 правая круглая скобка =$

$= дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_1 минус T_3 правая круглая скобка меньше 0.$

Количество теплоты тут получилось отрицательное  — значит, этот участок соответствует теплоте холодильника.

$|Q_31|=Q_х равносильно Q_х= дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_3 минус T_1 правая круглая скобка .$

4.  Найдем значение КПД:

$\eta=1 минус дробь: числитель: Q_х, знаменатель: Q_н конец дроби =1 минус дробь: числитель: |Q_31|, знаменатель: Q_12 конец дроби =1 минус дробь: числитель: дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_3 минус T_1 правая круглая скобка , знаменатель: дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби \nu R левая круглая скобка T_2 минус T_1 правая круглая скобка конец дроби =1 минус дробь: числитель: 5, знаменатель: 3 конец дроби умножить на дробь: числитель: T_3 минус T_1, знаменатель: T_2 минус T_1 конец дроби .$

$\eta=1 минус дробь: числитель: 5, знаменатель: 3 конец дроби умножить на дробь: числитель: 510 минус 400, знаменатель: 600 минус 400 конец дроби =1 минус дробь: числитель: 5, знаменатель: 3 конец дроби умножить на дробь: числитель: 110, знаменатель: 200 конец дроби =1 минус дробь: числитель: 5, знаменатель: 3 конец дроби умножить на дробь: числитель: 11, знаменатель: 20 конец дроби =1 минус дробь: числитель: 11, знаменатель: 12 конец дроби = дробь: числитель: 1, знаменатель: 12 конец дроби =0,0833...$ или примерно 8,3%.

Ответ: $\eta \approx 8,3\%.$

Критерии проверки:

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; 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 расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины	3
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 объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; 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 нем допущена ошибка	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо 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	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

До замыкания ключа вольтметр показывал 14 В. После замыкания амперметр показывает ток 1 А. Найдите внутреннее сопротивление источника.

Критерии проверки:

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; 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 расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины	3
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 объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; 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 нем допущена ошибка	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо 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	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

В атоме водорода уровни энергии описываются формулой $E_n= минус дробь: числитель: E_0, знаменатель: n в квадрате конец дроби .$ Наибольшая длина волны излучаемого фотона при переходе на второй уровень энергии равна 650 нм. Чему будет равна наибольшая длина волны излучаемого фотона при переходе на уровень энергии 4.

Критерии проверки:

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; 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 расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины	3
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 объеме или отсутствуют. И ( ИЛИ ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; 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 нем допущена ошибка	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо 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	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

№ п/п	№ задания	Ответ
1	11520	$\eta \approx 8,3\%.$
2	11521	1,55 Ом.
3	11522	4,012 мкм.

ЕГЭ по физике 01.04.2019. Досрочная волна. Вариант 2 (часть 2)

Ключ

ЕГЭ по физике 01.04.2019. Досрочная волна. Вариант 2 (часть 2)