РЕШУ ЕГЭ — физика

Вариант № 9079087

ЕГЭ по физике 05.06.2023. Основная волна. Дальний Восток, Центр

Небольшое тело равномерно движется по окружности радиусом R с линейной скоростью υ. Во сколько раз увеличится центростремительное ускорение a_ц тела, если радиус уменьшить в 2 раза, а угловую скорость тела увеличить в 2 раза?

На рисунке дан график зависимости модуля силы трения скольжения $F_тр$ от модуля силы реакции опоры N, действующей на тело. Чему равен коэффициент трения?

Смещение груза пружинного маятника от положения равновесия меняется с течением времени по закону $x=A косинус левая круглая скобка дробь: числитель: 2 Пи t, знаменатель: T конец дроби правая круглая скобка ,$ где период T  =  1 c. Через какое минимальное время, начиная с начального момента t  =  0, потенциальная энергия пружины маятника достигнет минимального значения? Ответ запишите в секундах.

На рисунке приведены графики зависимости координаты x от времени t для двух тел A и B, движущихся по прямой, вдоль которой направлена ось Ox. Выберите все верные утверждения о характере движения тел.

1.  Проекция скорости тела A на ось Ox равна 2,5 м/⁠с.

2.  Проекция ускорения тела B на ось Ox равна 2,5 м/⁠с².

3.  Кинетическая энергия тела A уменьшается.

4.  Путь, пройденный телом B в промежутке от 3 до 9 с, равен 15 м.

5.  Тела A и B за все время встретились друг с другом 1 раз.

Искусственный спутник вращается вокруг Земли, при этом высота полета уменьшилась с 400 км до 300 км. Как изменились в результате этого перехода период обращения спутника вокруг Земли и его линейная скорость на орбите?

Для каждой величины определить соответствующий характер изменения.

1.  Увеличилась.

2.  Уменьшилась.

3.  Не изменилась.

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

Период обращения	Линейная скорость

Шарик брошен вертикально вверх с начальной скоростью $v _0.$ Установите соответствие между графиками и величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. Сопротивлением воздуха пренебречь.

ГРАФИКИ

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1)  проекция скорости шарика $v _y$

2)  проекция ускорения шарика a_y

3)  кинетическая энергия шарика

4)  потенциальная энергия шарика

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А	Б

При температуре $2T_0$ и давлении $2p_0$ идеальный газ в количестве 2 моль занимает объем $V_0.$ Сколько моль газа при температуре $T_0$ и давлении $p_0$ занимают объем $V_0?$

На рисунке приведена зависимость температуры твердого тела от полученного им количества теплоты. Масса тела 2 кг. Какова удельная теплоемкость вещества этого тела? Ответ запишите в джоулях на килограмм на кельвин.

Рабочее тело тепловой машины за один цикл совершает работу 50 Дж, при этом отдавая холодильнику 150 Дж энергии. Определите КПД тепловой машины. Ответ запишите в процентах.

10.  

В цилиндре под поршнем находится твердое вещество. Цилиндр поместили в печь. На рисунке дан график изменения температуры t вещества по мере поглощения им количества теплоты Q от печи. Выберите все верные утверждения, соответствующие проведенному опыту.

1.  Температура плавления вещества равна 40 °C.

2.  В состоянии 2 у вещества максимальная внутренняя энергия.

3.  Для того чтобы полностью расплавить вещество, уже находящееся при температуре плавления, ему надо передать 40 Дж теплоты.

4.  На участке 2−3 переход вещества в газообразное состояние.

5.  Удельная теплоемкость жидкого вещества меньше, чем твердого.

11.  

На рисунках А и Б приведены графики двух процессов: 1–2 и 3–4, в каждом из которых участвует 1 моль гелия. Графики построены в координатах p–V и V–T, где V  — объем, T  — абсолютная температура газа, p  — давление газа. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображенные на графиках процессы.

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

ГРАФИКИ

А)  

Б)  

УТВЕРЖДЕНИЯ

1.  Внутренняя энергия газа уменьшается, газ отдает тепло.

2.  Газ совершает положительную работу, при этом газ отдает теплоту.

3.  Газ получает теплоту, но не совершает работы.

4.  Газ получает теплоту и совершает положительную работу.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А	Б

12.  

Сила тока, текущего по проводнику равна 6 А. Какой заряд пройдет по проводнику за 24 с. Ответ запишите в кулонах.

13.  

Два прямолинейных проводника помещены в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции B. Длина первого проводника равна L, второго 0,5L, по ним протекают токи I и 2I соответственно. Чему равно отношение $дробь: числитель: F_2, знаменатель: F_1 конец дроби$ модулей сил Ампера, действующих на данные проводники?

14.  

Точечный источник света находится перед плоским зеркалом на расстоянии 0,8 м от него. На сколько изменится расстояние между источниками и его изображением, если отодвинуть его от источника на 0,2 м? Ответ запишите в метрах.

15.  

В катушке индуктивностью 4 мГн сила тока I зависит от t, как показано на графике. Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения.

1.  В момент 10 мс энергия магнитного поля катушки равна 18 мДж.

2.  Модуль ЭДС самоиндукции минимален в интервале 40–60 мс.

3.  Модуль ЭДС самоиндукции в интервале 60–80 мс равен 0,8 В.

4.  Магнитный поток через катушку в момент 30 мс равен 20 мВб.

5.  В интервале 20–40 мс магнитный поток через катушку растет.

16.  

Частица с массой m и зарядом q движется в однородном магнитном поле с магнитной индукцией B по окружности радиусом R со скоростью $v .$ Как изменятся период T и кинетическая энергия частицы W_к при увеличении ее скорости $v$ ?

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.

Период обращения	Кинетическая энергия частицы

17.  

Установите соответствие между формулами для вычисления величин на участке цепи постоянного тока, содержащего резистор, названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: I  — сила тока на участке цепи, U  — напряжение на участке цепи, R  — сопротивление резистора.

ФОРМУЛЫ

A)   $дробь: числитель: U в квадрате , знаменатель: R конец дроби$

Б)  IR

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1.  Заряд, протекший через резистор.

2.  Напряжение на резисторе.

3.  Мощность тока, выделяющаяся на резисторе.

4.  Сила тока через резистор.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

A	Б

18.  

Период полураспада радиоактивного вещества равен 1 году. Через сколько лет оставшихся радиоактивных ядер будет в 8 раз меньше, чем было изначально? Ответ запишите в годах.

19.  

На пластину направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения увеличивают, не меняя его частоты. Как меняются в результате число вылетающих в единицу времени фотоэлектронов и их максимальная кинетическая энергия?

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 вылетающих в единицу времени фотоэлектронов	Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

20.  

Выберите все верные утверждения о явлениях, величинах и закономерностях. В ответ дать их номера.

1.  При резонансе в механических колебаниях амплитуда установившихся вынужденных колебаний резко увеличивается.

2.  Конденсацией называют процесс перехода твердого вещества в газообразное, минуя жидкую фазу.

3.  При электрическом разряде в газе перенос заряда может осуществляться с помощью положительно заряженных ионов.

4.  Разноименные полюса постоянных магнитов отталкиваются друг от друга.

5.  В ядерных реакторах для получения энергии используются экзотермические реакции распада тяжелых элементов.

21.  

Даны следующие зависимости величин:

А)  зависимость периода свободных колебаний пружинного маятника на пружине с жесткостью k от массы груза;

Б)  зависимость сопротивления резистора длиной L от площади его поперечного сечения;

В)  зависимость модуля импульса фотона от длины волны.

Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1−5.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

22.  

Определите напряжение на лампочке, если абсолютная погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра. Ответ запишите в виде последовательности чисел без пробелов и запятых между ними.

23.  

Ученику нужно выяснить, как давление идеального газа зависит от его массы. У него есть пять сосудов разного объема, в которых есть разные массы аргона при разных температурах. Какие два сосуда надо выбрать, чтобы установить зависимость? В ответ вписать номера выбранных сосудов слитно.

1.  V  =  6 л, T  =  350 К, m  =  10 г.

2.  V  =  5 л, T  =  320 К, m  =  10 г.

3.  V  =  4 л, T  =  340 К, m  =  10 г.

4.  V  =  4 л, T  =  320 К, m  =  7 г.

5.  V  =  4 л, T  =  340 К, m  =  5 г.

24.  

В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается желтым светом, в результате чего в цепи возникает ток (см. рис. 1). Зависимость показаний амперметра I от напряжения U между анодом и катодом приведена на втором рисунке. Используя законы фотоэффекта и предполагая, что отношение числа фотоэлектронов к числу поглощенных фотонов не зависит от частоты света, объясните, как изменится представленная зависимость I(U), если освещать катод зеленым светом, оставив мощность поглощенного катодом света неизменной.

Рис. 1

Рис. 2

Решение. 1.  При изменении света с желтого на зеленый его длина волны уменьшится, частота увеличится (ν_з > ν_ж).

2.  Работа выхода электронов из материала не зависит от частоты падающего света, поэтому в соответствии с уравнением Эйнштейна для фотоэффекта: hυ = A_вых + E_max  — увеличится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов E_max. Так как $E_\max=e|U_з|,$ то увеличится и модуль запирающего напряжения U_з.

3.  Мощность поглощенного света связана с частотой волны ν соотношением P  =  N_φE_φ  =  N_φhν, где N_φ  — число фотонов, падающих на катод за 1 с, E_φ= hν — энергия одного фотона (соотношение Планка). Так как мощность света не изменилась, а энергия фотонов E_φ увеличилась, то уменьшится число фотонов, падающих на катод за 1 с.

4.  Сила тока насыщения I_нас определяется числом выбитых светом за 1 с электронов N_e, которое пропорционально числу падающих на катод за 1 с фотонов, поэтому сила тока насыщения уменьшится.

Ответ: точка отрыва графика от горизонтальной оси U сдвинется влево, горизонтальная асимптота графика I_нас сдвинется вниз.

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 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 недочет. 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 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 нем 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.  

Бегун бежит прямолинейно с постоянной скоростью 4 м/⁠с. В момент, когда бегун поравнялся с неподвижным велосипедистом, велосипедист начинает двигаться в ту же сторону равноускорено с ускорением 1 м/⁠с². Найти скорость велосипедиста в момент, когда он догонит бегуна.

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

26.  

Предмет находится на расстоянии 36 см от тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием 20 см перпендикулярно ее главной оптической оси. Найдите высоту предмета, если высота его изображения составляет 5 см.

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

27.  

В цилиндр объемом 0,5 м³ насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/⁠c. В верхнем торце цилиндра есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии стержнем, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см. рис.). К свободному концу стержня подвешен груз массой 2 кг. Клапан открывается через 580 с работы насоса, если в начальный момент времени давление воздуха в цилиндре было равно атмосферному. Площадь закрытого клапаном отверстия $5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 4 правая круглая скобка м в квадрате ,$ расстояние АB равно 0,1 м. Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 K. Определите длину стержня, если его считать невесомым.

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	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	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

28.  

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут.

ЭДС батарейки $\mathcalE =8В,$ внутреннее сопротивление $r=5Ом,$ сопротивление резистора $R= 25Ом.$ После размыкания ключа K из-⁠за разряда конденсатора на резисторе выделяется теплота $Q=20мкДж.$ Найти емкость конденсатора C.

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.  

Изначально покоящаяся частица проходит в электрическом поле от одной точки до другой, напряжение между ними составляет $U=5кВ.$ После она попадает в магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции, его модуль $B=2Тл.$ Радиус траектории частицы в поле равен $R=0,25м.$ Найти отношение массы частицы к ее электрическому заряду $дробь: числитель: m, знаменатель: q конец дроби .$

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

30.  

Шар массой 2 кг, подвешенный на нити длиной 40 см, отводят от положения равновесия на угол 60° и отпускают. В момент прохождения шаром положения равновесия в него попадает пуля массой 20 г, летящая навстречу шару со скоростью 200 м/⁠с. Она пробивает его и продолжает двигаться горизонтально со скоростью 100 м/⁠с, после чего шар продолжает движение в прежнем направлении. Найти косинус максимального угла отклонения шара от вертикали после попадания пули. Масса шара после пробоя почти не изменилась. Обоснуйте применимость используемых законов.

Решение. Обоснование

1.  Введем инерциальную систему отсчета (ИСО), связанную с Землей.

2.  Тела движутся поступательно, размеры шарика малы по сравнению с размером нити, поэтому шарик и пулю можно описывать моделью материальной точки.

3.  Будем считать время взаимодействия пули и шарика малым, чтобы нить за время соударения не успела заметно отклониться. Тогда все силы в момент соударения направлены вертикально. Следовательно, в ИСО при попадании пули в шарик сохраняется горизонтальная составляющая импульса системы «шарик + пуля».

4.  После попадания пули в шарик при движении тел по вертикальной окружности механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий тел $E=E_п плюс E_к.$ Изменение механической энергии тел в ИСО равно работе всех непотенциальных сил, приложенных к телу. Работа непотенциальной силы натяжения нити равна нулю, так как сила натяжения направлена перпендикулярно скорости в любой точке траектории.

5.  За нулевой уровень потенциальной энергии примем уровень положения равновесия шарика.

Перейдем к решению.

Потенциальная энергия равна:

$E_п=Mgh=Mgl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка .$

Кинетическая энергия шарика в нижней точке $E_к= дробь: числитель: M v _0 в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби .$

По закону сохранения энергии:

$Mgl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка = дробь: числитель: M v _0 в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби .$

Тогда скорость шарика в нижней точке равна:

$v _0= корень из: начало аргумента: 2gl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка конец аргумента .$

Запишем законы сохранения импульса в момент удара и закон сохранения энергии после удара и до подъема шарика на максимальную высоту:

$система выражений M v _0 минус m v _1=Mu минус m v _2, дробь: числитель: Mu в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби =Mgl левая круглая скобка 1 минус косинус бета правая круглая скобка . конец системы .$

Из первого уравнения находим скорость шарика сразу после удара:

$u= корень из: начало аргумента: 2gl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка конец аргумента минус дробь: числитель: m, знаменатель: M конец дроби левая круглая скобка v _1 минус v _2 правая круглая скобка =$
$= корень из: начало аргумента: 2 умножить на 10 умножить на 0,4 умножить на левая круглая скобка 1 минус 0,5 правая круглая скобка конец аргумента минус дробь: числитель: 0,02, знаменатель: 2 конец дроби умножить на левая круглая скобка 200 минус 100 правая круглая скобка =1 м/с .$ $u= корень из: начало аргумента: 2gl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка конец аргумента минус дробь: числитель: m, знаменатель: M конец дроби левая круглая скобка v _1 минус v _2 правая круглая скобка =$
$= корень из: начало аргумента: 2 умножить на 10 умножить на 0,4 умножить на левая круглая скобка 1 минус 0,5 правая круглая скобка конец аргумента минус дробь: числитель: 0,02, знаменатель: 2 конец дроби умножить на левая круглая скобка 200 минус 100 правая круглая скобка =$
$=1 м/с .$ $u=$
$= корень из: начало аргумента: 2gl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка конец аргумента минус дробь: числитель: m, знаменатель: M конец дроби левая круглая скобка v _1 минус v _2 правая круглая скобка =$
$= корень из: начало аргумента: 2 умножить на 10 умножить на 0,4 умножить на левая круглая скобка 1 минус 0,5 правая круглая скобка конец аргумента минус дробь: числитель: 0,02, знаменатель: 2 конец дроби умножить на левая круглая скобка 200 минус 100 правая круглая скобка =$
$=1 м/с .$

Из второго уравнения находим косинус угла максимального отклонения шарика:

$косинус бета =1 минус дробь: числитель: u в квадрате , знаменатель: 2gl конец дроби =1 минус дробь: числитель: 1, знаменатель: 2 умножить на 10 умножить на 0,4 конец дроби =0,875.$ $косинус бета =1 минус дробь: числитель: u в квадрате , знаменатель: 2gl конец дроби =$
$=1 минус дробь: числитель: 1, знаменатель: 2 умножить на 10 умножить на 0,4 конец дроби =0,875.$

Ответ: 0,875.

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	35187	2
2	35188	0,25
3	35189	0,25
4	35190	12
5	35191	21
6	35192	14
7	35193	2
8	35194	1000
9	35169	25
10	35196	13
11	35197	14
12	33026	144
13	35198	1
14	35199	0,4
15	35200	134
16	35201	31
17	35202	32
18	35203	3
19	35204	13
20	35205	135
21	35206	322
22	35207	2,20,1
23	35208	35
24	7933	точка отрыва графика от горизонтальной оси U сдвинется влево, горизонтальная асимптота графика I_нас сдвинется вниз.
25	35210	8 м/⁠с.
26	32267	4 см.
27	33071	0,5 м.
28	35212	0,9 мкФ.
29	35213	$25 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 6 правая круглая скобка кг/Кл.$
30	35214	0,875.

ЕГЭ по физике 05.06.2023. Основная волна. Дальний Восток, Центр

Ключ