РЕШУ ЕГЭ — физика

Вариант № 8876601

ЕГЭ по физике 30.03.2023. Досрочная волна.

Координата тела меняется с течением времени согласно закону $x = 4 минус 2 t,$ где все величины выражены в СИ. Определите проекцию скорости υ_x этого тела. Ответ запишите в метрах в секунду.

Четыре одинаковых кирпича массой m  =  3 кг каждый сложены в стопку (см. рис.). Сверху положили еще один такой же кирпич. На сколько при этом увеличится модуль силы $\vecN,$ действующей со стороны первого кирпича на второй? Ответ запишите в ньютонах.

Два одинаковых бруска толщиной 10 см каждый, связанные друг с другом, плавают в воде так, что уровень воды приходится на границу между ними (см. рис.). На сколько увеличится глубина погружения стопки брусков, если в нее добавить еще один такой же брусок? Ответ запишите в сантиметрах.

Два одинаковых вертикальных сообщающихся цилиндрических сосуда заполнены водой и закрыты поршнями массами M₁  =  1 кг и M₂  =  2 кг. Когда система находится в равновесии, правый поршень с площадью основания 100 см² расположен ниже левого на величину h  =  10 см.

Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.

1.  Взаимное расположение поршней при заданных массах зависит от плотности материала, из которого они изготовлены.

2.  Если на левый поршень поместить груз массой m  =  1 кг, поршни будут находиться на одном уровне.

3.  Если на правый поршень поместить груз массой m  =  1 кг, разность уровней между левым и правым поршнями составит 15 см.

4.  Если на левый поршень поместить груз массой m  =  0,5 кг, разность уровней между левым и правым поршнями составит 6 см.

5.  Если вместо воды в сосуды налить керосин, то в состоянии равновесия левый поршень будет выше правого на 12,5 см.

С вершины наклонной плоскости из состояния покоя скользит с ускорением брусок массой m (см. рис.). Как изменится ускорение бруска и сила трения, действующая на брусок, если с той же наклонной плоскости будет скользить брусок из того же материала массой 3m?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

1.  Увеличится.

2.  Уменьшится.

3.  Не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Ускорение	Сила трения

C высоты h по наклонной плоскости из состояния покоя соскальзывает брусок массой m. Длина наклонной плоскости равна s, а коэффициент трения между бруском и плоскостью равен μ. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца. В ответ укажите последовательность цифр.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А)  сила трения, действующая на брусок

Б)  время движения бруска

ФОРМУЛЫ

1)   $корень из: начало аргумента: 2 g левая круглая скобка h минус \mu корень из: начало аргумента: s в квадрате минус h в квадрате конец аргумента правая круглая скобка конец аргумента$

2)   $дробь: числитель: m g, знаменатель: s конец дроби левая круглая скобка h минус \mu корень из: начало аргумента: s в квадрате минус h в квадрате конец аргумента правая круглая скобка$

3)   $корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2 s в квадрате , знаменатель: g левая круглая скобка h минус \mu корень из: начало аргумента: s в квадрате минус h в квадрате конец аргумента правая круглая скобка конец дроби конец аргумента$

4)   $дробь: числитель: \mu m g, знаменатель: s конец дроби корень из: начало аргумента: s в квадрате минус h в квадрате конец аргумента$

A	Б

1 моль идеального газа изохорно нагревают на 100 K, при этом его давление увеличивается в 3 раза. Какова первоначальная абсолютная температура газа? Ответ запишите в кельвинах.

Парциальное давление водяного пара в воздухе при 20 °С равно 0,466 кПа, давление насыщенных водяных паров при этой температуре 2,33 кПа. Определите относительную влажность воздуха. Ответ запишите в процентах.

Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 4 (см. рис.)? Ответ запишите в килоджоулях.

10.  

В понедельник и вторник температура воздуха была одинаковой. Парциальное давление водяного пара в атмосфере в понедельник было меньше, чем во вторник. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения и укажите их номера.

1.  Плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, в понедельник была меньше, чем во вторник.

2.  Относительная влажность воздуха в понедельник была меньше, чем во вторник.

3.  Концентрация молекул водяного пара в воздухе в понедельник и вторник была одинаковой.

4.  Давление насыщенных водяных паров в понедельник было больше, чем во вторник.

5.  Масса водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха, в понедельник была больше, чем во вторник.

Решение. Относительная влажность воздуха связана с парциальным давлением пара при некоторой температуре и давлением насыщенных паров при той же температуре соотношением $\varphi = дробь: числитель: p, знаменатель: p_н. п. конец дроби умножить на 100 \%.$

Проверим правильность утверждений.

1)  Верно. Так как парциальное давление водяного пара в понедельник было меньше, чем во вторник, то, исходя из уравнения $p= дробь: числитель: \rho, знаменатель: M конец дроби RT,$ делаем вывод, что плотность водяных паров, содержащихся в воздухе, в понедельник была меньше, чем во вторник.

2)  Верно. Относительная влажность воздуха $\varphi = дробь: числитель: p, знаменатель: p_0 конец дроби .$ Давление насыщенных паров одинаково, парциальное давление в понедельник меньше, следовательно, относительная влажность воздуха в понедельник была меньше, чем во вторник.

3)  Неверно. Так как парциальное давление водяного пара в понедельник было меньше, чем во вторник, то, исходя из уравнения $p= nkT,$ делаем вывод, что концентрация молекул водяных паров, содержащихся в воздухе, в понедельник была меньше, чем во вторник.

4)  Неверно. При неизменности температуры, давление насыщенного пара остается постоянным.

5)  Неверно. Масса водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха  — плотность. Из пункта 1 следует, что плотность водяных паров в понедельник была меньше.

Ответ: 12.

11.  

На рисунке изображена диаграмма четырех последовательных изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие процессы связаны с наименьшими положительными значениями работ газа и работы внешних сил? Установите соответствие между такими процессами и номерами процессов на диаграмме.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А)  Работа газа положительна и минимальна;

Б)  Работа внешних сил положительна и минимальна

ФОРМУЛЫ

1)  1

2)  2

3)  3

4)  4

A	Б

12.  

Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен F. Во сколько раз увеличится модуль этих сил, если один заряд увеличить в 3 раза, другой заряд уменьшить в 2 раза, а расстояние между ними оставить прежним?

13.  

При скорости υ₁ поступательного движения прямолинейного проводника в постоянном однородном магнитном поле на концах проводника возникает разность потенциалов U. При движении этого проводника в том же направлении в той же плоскости со скоростью υ₂ разность потенциалов на концах проводника уменьшилась в 2 раза. Чему равно отношение $дробь: числитель: v _2 , знаменатель: v _1 конец дроби ?$

14.  

Точечный источник света находится перед плоским зеркалом на расстоянии 1,6 м от него. На сколько увеличится расстояние между источником и его изображением, если, не поворачивая зеркала, отодвинуть его от источника на 0,2 м? Ответ запишите в метрах.

15.  

На рисунке изображены графики зависимости мощности лампы накаливания $P=P левая круглая скобка Т правая круглая скобка$ и сопротивления ее спирали $R=R левая круглая скобка T правая круглая скобка$ от температуры. Выберите все верные утверждения, которые можно сделать, анализируя эти графики.

1.  Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности P  =  200 Вт меньше 150 В.

2.  Сопротивление спирали при подводимой мощности P  =  100 Вт равно 80 Ом.

3.  С уменьшением мощности, подводимой к лампе, напряжение на ней падает.

4.  Напряжение на лампе возрастает пропорционально подводимой к ней мощности.

5.  Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности P  =  100 Вт равно 100 B.

16.  

В прозрачном сосуде, заполненном водой, находится дифракционная решетка. Решетка освещается лучом света лазерной указки, падающим перпендикулярно ее поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменятся частота световой волны, падающей на решетку, и угол между нормалью к решетке и направлением на первый дифракционный максимум при удалении воды из сосуда.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

1.  Увеличится.

2.  Уменьшится.

3.  Не изменится.

Частота световой волны,

падающей на решетку

Угол между падающим

лучом и первым

дифракционным максимумом

17.  

Зависимость силы тока от времени в идеальном колебательном контуре описывается выражением:

$i левая круглая скобка t правая круглая скобка =I_\max синус дробь: числитель: 2 Пи , знаменатель: T конец дроби t,$

где T  — период колебаний.

В момент τ₁ энергия катушки с током равна энергии конденсатора: $W_L=W_C,$ а напряжение на конденсаторе равно U. Каковы напряжение на конденсаторе в момент $\tau_2= дробь: числитель: 3, знаменатель: 8 конец дроби T$ и амплитуда напряжения на конденсаторе?

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

A)  Напряжение на конденсаторе в момент $\tau_2= дробь: числитель: 3, знаменатель: 8 конец дроби T$

Б)  Амплитуда напряжения на конденсаторе

ФОРМУЛЫ

1)  2U

2)   $U корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$

3)  U

4)   $дробь: числитель: U, знаменатель: корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента конец дроби$

A	Б

18.  

Укажите число протонов и число нейтронов в ядре изотопа ксенона $\ChemForm_54 в степени левая круглая скобка 112 правая круглая скобка Xe.$

Число протонов	Число нейтронов

Ответ запишите в виде ряда чисел без пробелов.

19.  

У одного изотопа меди массовое число равно A₁, а у другого равно A₂, причем $A_2 больше A_1.$ Как меняется число протонов и число нейтронов в ядре при переходе от первого изотопа ко второму?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

1.  Увеличится.

2.  Уменьшится.

3.  Не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Число протонов в ядре	Число нейтронов в ядре

20.  

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1.  Сила трения, действующая на покоящуюся шайбу, лежащую на наклонной плоскости, по мере уменьшения угла наклона уменьшается.

2.  При изотермическом расширении постоянной массы идеального газа его внутренняя энергия уменьшается.

3.  В металлических проводниках электрический ток представляет собой упорядоченное движение свободных электронов, происходящее на фоне их теплового движения.

4.  Разноименные полюса постоянных магнитов отталкиваются друг от друга.

5.  Под энергией связи ядра понимают ту энергию, которая необходима для отрыва от ядра всех электронов нейтрального атома.

21.  

Даны следующие зависимости величин:

А)  зависимость пути, пройденного телом при равномерном движении, от времени;

Б)  зависимость скорости электромагнитной волны в среде от абсолютного показателя преломления среды;

В)  зависимость импульса фотона от длины волны.

Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1−5. Для каждой зависимости A−B подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Ответ:

A	Б	В

22.  

Ученик измерял температуру воздуха в классе. Показания термометра приведены на фотографии. Погрешность измерения температуры равна цене деления термометра. Чему равна температура воздуха в классе по результатам этих измерений?

Запишите в ответ показания термометра с учетом погрешности измерений.

Ответ: (_____ ± _____) °C.

23.  

Необходимо экспериментально изучить зависимость периода свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре от величины электроемкости конденсатора. Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?

В ответ запишите номера выбранных установок.

24.  

На рисунке показаны главная оптическая ось линзы $O O в степени левая круглая скобка \prime правая круглая скобка ,$ положение источника света S и его изображение $S в степени левая круглая скобка \prime правая круглая скобка .$ Построением определите положение линзы, ее фокусов и ее тип.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов	3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы 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 и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения	2
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	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

25.  

Дом стоит на краю поля. С балкона с высоты 5 м мальчик бросил камешек в горизонтальном направлении. Начальная скорость камешка 7 м/⁠с. На какой высоте будет находиться камешек через 2 с после броска?

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)  проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III)  представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ 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.	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла.	0
Максимальный балл	2

26.  

Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения 2 · 10⁻² мм², если напряжение на нем 2 В, а модуль вектора магнитной индукции 1 Тл? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное сопротивление стали 0,12 Ом · мм²/⁠м.

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) представлены 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	3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется 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 и не зачёркнуты. 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 (в том числе в записи единиц измерения величины)	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

27.  

В горизонтально лежащей пробирке находится воздух, заблокированный ртутью. Уровень воздуха в горизонтальном состоянии 24 см, длина столбика ртути 21 см. Пробирку переворачивают в вертикальное положение так, что отпаянная часть пробирки находится сверху. Каков будет уровень воздуха в вертикальном положении, если длина ртути не меняется, а атмосферное давление составляет 739 мм рт. ст.? Температуру воздуха в трубке считать постоянной.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
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

28.  

Протон, разогнавшись в ускорителе частиц $левая круглая скобка v \ll c правая круглая скобка ,$ влетает в область однородного магнитного поля с индукцией B  =  0,03 Тл и вылетает из него, изменив направление своего движения на угол $альфа =30 в степени левая круглая скобка \circ правая круглая скобка$ (см. рис.). Начальная скорость протона перпендикулярна границе поля и силовым линиям поля. Определите сколько времени протон находился в магнитном поле. Действием силы тяжести пренебречь.

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) представлены 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	3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется 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 и не зачёркнуты. 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 (в том числе в записи единиц измерения величины)	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

29.  

Излучение аргонового лазера с длиной волны λ  =  500 нм сфокусировано на фотокатоде в пятно диаметром d  =  0,1 мм. Работа выхода фотокатода A  =  2 эВ. На анод, расположенный на расстоянии l  =  30 мм от катода, подано ускоряющее напряжение U  =  4 кВ. Найти диаметр пятна на аноде, на которое попадают фотоэлектроны.

Решение. 1.  Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта

$дробь: числитель: hc, знаменатель: \lambda конец дроби =A плюс дробь: числитель: m_e v _0 в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби$

найдем скорость вылетающих с фотокатода электронов:

$v _0= корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2 левая круглая скобка hc минус A\lambda правая круглая скобка , знаменатель: \lambda m_e конец дроби конец аргумента .$

2.  Фотоэлектроны попадают в электрическое поле, напряженность которого равна $E= дробь: числитель: U, знаменатель: l конец дроби .$ Это электрическое поле действует на фотоэлектроны с силой, направленной противоположно направлению вектору напряженности, и равной $F=eE.$

Рассмотрим движение электронов в электрическом поле по горизонтальной и вертикальной осям.

По горизонтальной оси движение равноускоренное с ускорением $a_x= дробь: числитель: F, знаменатель: m_e конец дроби ,$ по вертикальной оси проекция силы равна нулю, поэтому движение электронов равномерное.

В таком случае уравнения движения электронов по выбранным осям имеют вид:

$x левая круглая скобка t правая круглая скобка =x_0 плюс v _0xt плюс дробь: числитель: a_xt в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби = дробь: числитель: a_xt в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби ;$

$y левая круглая скобка t правая круглая скобка =y_0 плюс v _0yt= дробь: числитель: d, знаменатель: 2 конец дроби плюс v _0t.$

Начальная координата $y_0= дробь: числитель: d, знаменатель: 2 конец дроби ,$ так как электроны вылетают из крайних точек фотокатода. Диаметр пятна на аноде будет иметь максимальное значение в том случае, если начальная скорость электронов будет направлена вертикально. Поэтому в уравнении $v _0x=0, v _0y= v _0.$

3.  При попадании фотоэлектронов на анод координаты крайней точки будут равны $x= l,y= дробь: числитель: D, знаменатель: 2 конец дроби .$

Тогда уравнения будут иметь вид:

$l= дробь: числитель: a_xt в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби ;$

$дробь: числитель: D, знаменатель: 2 конец дроби = дробь: числитель: d, знаменатель: 2 конец дроби плюс v _0t.$

4.  Объединяем все полученные формулы и выражаем диаметр пятна на аноде:

$D=d плюс 2l корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2 левая круглая скобка hc минус A\lambda правая круглая скобка , знаменатель: \lambda m_e конец дроби конец аргумента корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2m_e, знаменатель: eU конец дроби конец аргумента =d плюс 4l корень из: начало аргумента: дробь: числитель: hc минус A\lambda, знаменатель: \lambda eU конец дроби конец аргумента .$

Работа выхода равна $A=2эВ=3,2 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка Дж.$ Подставляем значения величин и получаем:

$D=10 в степени левая круглая скобка минус 4 правая круглая скобка плюс 4 умножить на 0,03 корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 6,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 34 конец аргумента умножить на 3 умножить на 10 в степени 8 минус 3,2 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка умножить на 5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 7 правая круглая скобка , знаменатель: 5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 7 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка умножить на 4 умножить на 10 в кубе конец дроби правая круглая скобка \approx1,4мм.$ $D=10 в степени левая круглая скобка минус 4 правая круглая скобка плюс$
$плюс 4 умножить на 0,03 корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 6,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 34 конец аргумента умножить на 3 умножить на 10 в степени 8 минус 3,2 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка умножить на 5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 7 правая круглая скобка , знаменатель: 5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 7 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка умножить на 4 умножить на 10 в кубе конец дроби правая круглая скобка \approx1,4мм.$

Ответ: 1,4 мм.

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) представлены 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	2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется 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 и не зачёркнуты. 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 (в том числе в записи единиц измерения величины)	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла	0
Максимальный балл	2

30.  

На гладкой горизонтальной поверхности удерживают груз массой m₂. Он соединен невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой m₁  =  2 кг через систему идеальных блоков (блоки невесомые, трение в осях отсутствует). Участки нитей, не лежащие на блоках, вертикальны или горизонтальны. Груз m₂  =  4 кг отпускают и система приходит в движение. Найдите ускорение груза m₁ в ходе движения. Какие законы Вы использовали для описания движения тел? Обоснуйте их применимость к данному случаю.

Решение. Обоснование.

1.  Рассмотрим задачу в системе отсчета, связанной с Землей. Будем считать эту систему отсчета инерциальной (ИСО).

2.  Бруски движутся поступательно, поэтому описываем их моделью материальной точки. В ИСО движение материальной точки описываем вторым законом Ньютона.

3.  Нить невесома, блоки идеальны (масса блока ничтожна, трения нет), поэтому модуль силы натяжения нити в любой ее точке одинаковый.

4.  Нить нерастяжима, при прямолинейном поступательном движении сумма перемещений брусков будет оставаться неизменной, что позволяет составить кинематическую связь между модулями ускорений тел.

5.  Так как бруски движутся поступательно по гладкой поверхности, то сила трения скольжения не действует.

Перейдем к решению.

1.  Запишем второй закон Ньютона для каждого из грузов:

$m_1\veca_1=m_1\vecg плюс \vecT_1;$

$m_2\veca_2=m_2\vecg плюс \vecN плюс \vecT_2.$

Выберем оси 0x, направленную горизонтально влево, и 0yб направленную вертикально вниз. Найдем проекции на выбранные оси:

$Oy:m_1a_1=m_1g минус T_1;$

$Ox:m_2a_2=T_2.$

Для подвижного блока выполняется соотношение $T_2=2T_1.$

2.  Установим соотношение между ускорениями грузов. Перемещение первого груза в 2 раза больше перемещения второго груза $s_1=2s_2.$ Тогда ускорения грузов связаны соотношением $a_1=2a_2.$

3.  Решая систему уравнений и используя полученные соотношения, находим:

$a_2= дробь: числитель: 2m_1g, знаменатель: 4m_1 плюс m_2 конец дроби .$

Тогда ускорение, которое приобретет первый груз, равно:

$a_1= дробь: числитель: 4m_1g, знаменатель: 4m_1 плюс m_2 конец дроби = дробь: числитель: 4 умножить на 2 умножить на 10, знаменатель: 4 умножить на 2 плюс 4 конец дроби \approx6,7 м/с в квадрате .$

Ответ: 6,7 м/с².

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Критерий 1
Верно обоснована возможность использования законов (закономерностей)	1
В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка. ИЛИ Обоснование отсутствует	0
Критерий 2
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 и третий законы Ньютона, выражение для силы трения скольжения, условие равновесия твёрдого тела); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, 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	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 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 (в том числе в записи единиц измерения величины)	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	4

№ п/п	№ задания	Ответ
1	32279	-2
2	32280	30
3	32281	5
4	32282	25
5	32283	31
6	32284	43
7	32285	50
8	32286	20
9	32287	2
10	32288	12
11	32289	31
12	32290	1,5
13	32291	0,5
14	32292	0,4
15	32293	35
16	32294	31
17	32295	32
18	32296	5458
19	32297	31
20	32298	13
21	32299	355
22	32300	221
23	32301	24\|42
24	32303	0
25	32304	0,33 Н.
26	32306	18 · 10⁻⁸ с.
27	32307	1,4 мм.
28	32308	6,7 м/с².

ЕГЭ по физике 30.03.2023. Досрочная волна.

Ключ