Spezifikation
Kontrollmessmaterialien
für die Abhaltung des einheitlichen Staatsexamens im Jahr 2018
in PHYSIK

1. Ernennung von KIM USE

Das Einheitliche Staatsexamen (im Folgenden USE genannt) ist eine Form der objektiven Beurteilung der Qualität der Ausbildung von Personen, die es beherrschen Bildungsprogramme Sekundarstufe Allgemeinbildung, Verwendung von Aufgaben standardisierter Form (Kontrollmessmaterialien).

Die USE wird in Übereinstimmung mit dem Bundesgesetz Nr. 273-FZ vom 29. Dezember 2012 „Über Bildung in der Russischen Föderation“ durchgeführt.

Mithilfe von Kontrollmessmaterialien können Sie den Entwicklungsstand von Absolventen der föderalen Landeskomponente ermitteln Bildungsstandard Sekundarstufe (vollständige) Allgemeinbildung in Physik, Grund- und Spezialniveau.

Die Ergebnisse des Einheitlichen Staatsexamens in Physik werden anerkannt Bildungsorganisationen Sekundarschulbildung und Bildungseinrichtungen höherer Berufsbildung als Ergebnisse der Aufnahmeprüfungen in Physik.

2. Dokumente, die den Inhalt von KIM USE definieren

3. Ansätze zur Auswahl von Inhalten, zur Entwicklung der Struktur des KIM USE

Jede Version der Prüfungsarbeit enthält kontrollierte Inhaltselemente aus allen Abschnitten Schulkurs Physik, wobei für jeden Abschnitt Aufgaben aller taxonomischen Ebenen angeboten werden. Die aus Sicht der Weiterbildung an Hochschulen wichtigsten Inhaltselemente werden in derselben Variante durch Aufgaben unterschiedlicher Komplexität gesteuert. Die Anzahl der Aufgaben für einen bestimmten Abschnitt richtet sich nach seinem Inhalt und im Verhältnis zur Studienzeit, die für sein Studium gemäß einem beispielhaften Physikprogramm vorgesehen ist. Verschiedene Pläne, nach denen die Prüfungsoptionen aufgebaut sind, basieren auf dem Prinzip einer inhaltlichen Ergänzung, sodass im Allgemeinen alle Optionsreihen eine Diagnose für die Entwicklung aller im Kodifikator enthaltenen Inhaltselemente liefern.

Die Priorität bei der Gestaltung von CMM ist die Notwendigkeit, die in der Norm vorgesehenen Arten von Aktivitäten zu überprüfen (unter Berücksichtigung der Einschränkungen in den Bedingungen der massenhaften schriftlichen Prüfung von Kenntnissen und Fähigkeiten der Studierenden): Beherrschung des konzeptionellen Apparats eines Physikkurses , Beherrschung methodischer Kenntnisse, Anwendung von Wissen zur Erklärung physikalischer Phänomene und zur Lösung von Problemen. Die Beherrschung der Fähigkeiten zum Umgang mit Informationen physischen Inhalts wird bei der Nutzung indirekt überprüft verschiedene Wege Darstellung von Informationen in Texten (Grafiken, Tabellen, Diagramme und schematische Zeichnungen).

Die wichtigste Aktivität für eine erfolgreiche Fortsetzung der Ausbildung an der Universität ist das Lösen von Problemen. Jede Option umfasst Aufgaben für alle Abschnitte verschiedene Level Schwierigkeiten, mit denen Sie die Fähigkeit zur Anwendung physikalischer Gesetze und Formeln sowohl in typischen Bildungssituationen als auch in nicht-traditionellen Situationen testen können, die ein ausreichend hohes Maß an Unabhängigkeit bei der Kombination bekannter Aktionsalgorithmen oder der Erstellung eines eigenen Aufgabenausführungsplans erfordern.

Die Objektivität der Aufgabenprüfung mit detaillierter Beantwortung wird durch einheitliche Bewertungskriterien, die Beteiligung zweier unabhängiger Gutachter an der Begutachtung einer Arbeit, die Möglichkeit der Bestellung eines dritten Gutachters und das Bestehen eines Berufungsverfahrens gewährleistet.

Das Einheitliche Staatsexamen in Physik ist eine Wahlprüfung der Absolventen und dient der Differenzierung beim Hochschulzugang Bildungseinrichtungen. Zu diesem Zweck werden Aufgaben in drei Komplexitätsstufen in die Arbeit einbezogen. Durch die Bearbeitung von Aufgaben mit einem grundlegenden Komplexitätsgrad können Sie den Grad der Beherrschung der wichtigsten Inhaltselemente eines Physikkurses beurteilen weiterführende Schule und Beherrschung des Meisten wichtige Arten Aktivitäten.

Unter den Aufgaben der Grundstufe werden Aufgaben unterschieden, deren Inhalt dem Standard der Grundstufe entspricht. Die Mindestanzahl an USE-Punkten in Physik, die die Beherrschung des Programms der sekundären (vollständigen) Allgemeinbildung in Physik bestätigt, richtet sich nach den Anforderungen für die Beherrschung des Grundniveaus. Der Einsatz von Aufgaben mit erhöhtem und hohem Komplexitätsgrad in der Prüfungsarbeit ermöglicht es uns, den Grad der Bereitschaft des Studierenden zur Fortsetzung seines Studiums an der Universität einzuschätzen.

4. Die Struktur von KIM USE

Jede Version der Prüfungsarbeit besteht aus zwei Teilen und umfasst 32 Aufgaben, die sich in Form und Komplexitätsgrad unterscheiden (Tabelle 1).

Teil 1 enthält 24 kurze Antwortaufgaben. Davon 13 Aufgaben mit einer Aufzeichnung der Antwort in Form einer Zahl, eines Wortes oder zweier Zahlen. 11 Zuordnungs- und Multiple-Choice-Aufgaben, bei denen die Antworten als Zahlenfolge geschrieben werden müssen.

Teil 2 enthält 8 Aufgaben, vereint durch eine gemeinsame Aktivität – Problemlösung. Davon 3 Aufgaben mit einer kurzen Antwort (25-27) und 5 Aufgaben (28-32), bei denen eine ausführliche Antwort erforderlich ist.

In Vorfreude Schuljahr Demoversionen von KIM USE 2018 in allen Fächern (einschließlich Physik) wurden auf der offiziellen Website von FIPI veröffentlicht.

In diesem Abschnitt werden Dokumente vorgestellt, die die Struktur und den Inhalt von KIM USE 2018 bestimmen:

Demonstrationsmöglichkeiten für Kontrollmessmaterialien des Einheitlichen Staatsexamens.
- Kodifizierer von Inhaltselementen und Anforderungen an den Ausbildungsstand von Absolventen von Bildungseinrichtungen für das Einheitliche Staatsexamen;
- Spezifikationen von Kontrollmessmitteln für das einheitliche Staatsexamen;

Demoversion der Prüfung 2018 in Physikaufgaben mit Antworten

Physik Demoversion der Prüfung 2018	Option+Antwort
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Änderungen bei KIM USE im Jahr 2018 in der Physik im Vergleich zu 2017

Der Unterabschnitt 5.4 „Elemente der Astrophysik“ ist im Kodifizierer der im Einheitlichen Staatsexamen in Physik geprüften Inhaltselemente enthalten.

Zu Teil 1 der Prüfungsarbeit wurde eine Multiple-Choice-Aufgabe hinzugefügt, bei der Elemente der Astrophysik geprüft werden. Der Inhalt der Aufgabenzeilen 4, 10, 13, 14 und 18 wurde erweitert. Teil 2 wurde unverändert gelassen. Höchste Punktzahl für die Erledigung aller Aufgaben der Prüfungsarbeit von 50 auf 52 Punkte erhöht.

Dauer des Einheitlichen Staatsexamens 2018 in Physik

Für die Bearbeitung der gesamten Prüfungsarbeit sind 235 Minuten vorgesehen. Die geschätzte Zeit zur Erledigung der Aufgaben verschiedener Teile der Arbeit beträgt:

1) für jede Aufgabe mit einer kurzen Antwort – 3-5 Minuten;

2) für jede Aufgabe mit ausführlicher Antwort – 15–20 Minuten.

Struktur von KIM USE

Jede Version der Prüfungsarbeit besteht aus zwei Teilen und umfasst 32 Aufgaben, die sich in Form und Komplexitätsgrad unterscheiden.

Teil 1 enthält 24 kurze Antwortaufgaben. Davon 13 Aufgaben mit der Antwort als Zahl, Wort oder zwei Zahlen, 11 Aufgaben zur Korrespondenz- und Multiple-Choice-Aufgabe, bei denen die Antworten als Zahlenfolge geschrieben werden müssen.

Teil 2 enthält 8 Aufgaben, die durch eine gemeinsame Aktivität vereint sind – Problemlösung. Davon 3 Aufgaben mit einer kurzen Antwort (25–27) und 5 Aufgaben (28–32), bei denen eine ausführliche Antwort erforderlich ist.

FIPI 2018 Frühprüfung in Physik mit Antworten und Lösungen. Antworten auf eine vorgezogene Prüfung in Physik 2018. Optionen für eine vorgezogene Prüfung in Physik 2018 mit Antworten

Antworten

1. Antwort: 12

Für eine Zeit von 0,5 Sekunden änderte sich die Geschwindigkeit von 0 auf 6 m/s

Beschleunigungsprojektion =

2. Antwort: 0,25

Nach der Reibungskraftformel Ftr = kN, wobei k der Reibungskoeffizient ist. k=1/4=0,25. Die Grafik zeigt, dass Ftr=0,25N. Daher ist k = 0,25.

3. Antwort: 1.8

4. Antwort: 0,5

Nach der potentiellen Energieformel

Ep=kx 2/2, da die maximale Energie benötigt wird Ep.max=kA 2/2

nach. mal bei x=-A bis t=T/2=0,5(s)

5. Antwort: 13

1) Körperimpuls P=mv, 0 Sekunden Impuls ist 20*0=0, 20 Sekunden Impuls ist 20*4=80 (richtig)
2) Im Zeitintervall von 60 bis 100 Sekunden beträgt das Modul der Durchschnittsgeschwindigkeit (0-4)/2=2 m/s, daher hat der Körper 2*40=80 Meter zurückgelegt (falsch)
3) Die Resultierende aller auf den Körper wirkenden Kräfte ist F=ma und da m=20 kg und a=1/5, erhalten wir F=4 N (richtig)
4) Das Beschleunigungsmodul im Zeitintervall von 60 bis 80 s ist gleich a=dV/dt=1/20, das Beschleunigungsmodul im Zeitintervall von 80 bis 100 s hfdty 3/20. Weniger als dreimal (falsch)
5) um das 90-fache verringert (falsch)

6. Antwort: 33

Ein horizontal aus der Höhe H geschleuderter Körper bewegt sich in horizontaler Richtung gleichmäßig (ohne Beschleunigung) mit einer Geschwindigkeit. Zeit T hängt von der Höhe H as ab (die anfängliche Fallgeschwindigkeit ist 0). Die Höhe ändert sich nicht, daher bleibt die Zeit gleich.

Es gibt keine Bewegungsbeschleunigung, d.h. ist 0 und wird sich daher nicht ändern.

7. Antwort: 14

8 Antwort: 40

Nach der idealen Gasformel PV=vRT

Erstes T \u003d T 0, P 1 \u003d 40 * 10 3, v 1 \u003d 2 mol, V \u003d V 0

P 2 V 0 =R2T 0 , d. h. der Druck bleibt gleich P 2 =40kPa

9. Antwort: 6

Aus der Grafik ist ersichtlich, dass der untersuchte Prozess isochor ist. Da sich das Volumen des Gases nicht änderte, funktionierte das Gas nicht. Daher ist nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik die innere Energie eines Gases gleich der vom Gas aufgenommenen Wärmemenge.

10 Antwort: 2

Die Grafik zeigt T 1 \u003d 200 K, T 2 \u003d 400 K

U=3/2vRT, da v und R unverändert bleiben, dann ist U 2 /U 1 =400/200 = 2.

Es stellt sich 2 Mal heraus.

11 Antwort: 15

1) Relative Luftfeuchtigkeit ist definiert als

wobei p der Partialdruck von Wasserdampf ist; p H ist der Sättigungsdampfdruck (Tabellenwert nur abhängig von der Temperatur). Da der Druck p am Dienstag geringer war als am Mittwoch und der Sättigungsdampfdruck unverändert blieb (die Temperatur änderte sich nicht), war die relative Luftfeuchtigkeit am Dienstag geringer als am Mittwoch. (Rechts)
2) (falsch)
3) Der Partialdruck von Wasserdampf ist der Druck dieses einzelnen Dampfes in der Atmosphäre. Da dieser Druck am Dienstag geringer war als am Mittwoch und die Temperatur konstant blieb, war die Dichte des Wasserdampfes am Dienstag geringer als am Mittwoch. (falsch)
4) Der Sättigungsdampfdruck war an beiden Tagen gleich, da sich die Temperatur nicht änderte. (Falsch)

5) Die Konzentration der Wasserdampfmoleküle in der Luft war am Dienstag geringer als am Mittwoch. (Rechts)

12 Antwort: 32

13. Antwort: von einem Beobachter

14 Antwort: 9

15 Antwort: 80

16 Antwort: 24

17 Antwort: 31

Lorentzkraftmodul: 3) ändert sich nicht

Die Umlaufdauer eines α-Teilchens: 1) wird zunehmen

18 Antwort: 23

19 Antwort: 37

20 Antwort: 2

21 Antwort: 31

22. Antwort: (3,0 ± 0,2) V

23 Antwort: 24

24 Antwort: 12

Analyse der Aufgaben 1 - 7 (Mechanik)

Analyse der Aufgaben 8 - 12 (MKT und Thermodynamik)

Analyse der Aufgaben 13 - 18 (Elektrodynamik)

Analyse der Aufgaben 19 - 24

Analyse der Aufgaben 25 - 27 (Teil 2)

Nachbesprechung 28 (Teil 2, Qualitatives Problem)

Nachbesprechung 29 (Teil 2)

Im Jahr 2018 werden Absolventen der 11. Klasse und der weiterführenden Berufsbildungseinrichtungen am USE 2018 in Physik teilnehmen. Letzte Neuigkeiten Die Regelungen zum Einheitlichen Staatsexamen in Physik im Jahr 2018 basieren auf der Tatsache, dass darin einige größere und kleinere Änderungen vorgenommen werden.

Was bedeuten Veränderungen und wie viele davon?

Die wesentliche Änderung im Zusammenhang mit dem Einheitlichen Staatsexamen in Physik im Vergleich zu den Vorjahren ist das Fehlen eines Prüfungsteils mit Antwortmöglichkeiten. Das bedeutet, dass die Prüfungsvorbereitung mit der Fähigkeit des Studierenden einhergehen sollte, kurze oder ausführliche Antworten zu geben. Daher ist es nicht mehr möglich, die Option zu erraten und eine bestimmte Punktzahl zu erreichen, und Sie müssen hart arbeiten.

Im Basisteil der Prüfung in Physik wurde eine neue Aufgabe 24 hinzugefügt, die die Fähigkeit erfordert, Probleme der Astrophysik zu lösen. Durch die Hinzufügung von Nr. 24 erhöht sich die maximale Primärpunktzahl auf 52. Die Prüfung ist je nach Schwierigkeitsgrad in zwei Teile unterteilt: einen grundlegenden Teil mit 27 Aufgaben, der eine kurze oder vollständige Antwort beinhaltet. Der zweite Teil hat 5 Aufgaben fortgeschrittenes Level Hier müssen Sie eine detaillierte Antwort geben und den Verlauf Ihrer Entscheidung erläutern. Eins wichtige Nuance: Viele Schüler überspringen diesen Teil, aber selbst der Versuch, diese Aufgaben zu lösen, kann ein bis zwei Punkte bringen.

Alle Änderungen in der Prüfung in Physik werden vorgenommen, um die Vorbereitung zu vertiefen und die Wissensaufnahme im Fach zu verbessern. Darüber hinaus motiviert der Wegfall des Prüfungsteils zukünftige Bewerber dazu, sich intensiver Wissen anzueignen und logisch zu argumentieren.

Prüfungsstruktur

Im Vergleich zum Vorjahr hat sich die Struktur der USE nicht wesentlich verändert. Für die gesamte Arbeit sind 235 Minuten vorgesehen. Jede Aufgabe des Basisteils sollte 1 bis 5 Minuten lang gelöst werden. Aufgaben mit erhöhter Komplexität werden in ca. 5-10 Minuten gelöst.

Alle CIMs werden am Prüfungsort gespeichert und während der Prüfung geöffnet. Der Aufbau ist wie folgt: 27 Grundaufgaben prüfen die Kenntnisse des Prüflings in allen Bereichen der Physik, von der Mechanik bis zur Quanten- und Kernphysik. In 5 Aufgaben mit hoher Komplexität zeigt der Studierende Fähigkeiten zur logischen Begründung seiner Entscheidung und zur Richtigkeit des Gedankengangs. Menge Hauptpunkte kann maximal 52 erreichen. Dann werden sie auf einer 100-Punkte-Skala neu berechnet. Aufgrund der Änderung der Primärpunktzahl kann sich auch die Mindestpunktzahl für das Bestehen ändern.

Demoversion

Die Demoversion der Prüfung in Physik ist bereits auf dem offiziellen FIPI-Portal verfügbar, das ein einheitliches Staatsexamen entwickelt. Der Aufbau und die Komplexität der Demoversion ähneln denen, die in der Prüfung erscheinen. Jede Aufgabe wird ausführlich beschrieben, am Ende gibt es eine Liste mit Antworten auf Fragen, anhand derer der Schüler seine Entscheidungen überprüft. Am Ende finden Sie außerdem eine detaillierte Übersicht zu jeder der fünf Aufgaben mit Angabe der Punktezahl für richtig oder teilweise erledigte Aktionen. Für jede Aufgabe mit hoher Komplexität können Sie je nach Anforderung und Einsatz der Lösung 2 bis 4 Punkte erhalten. Aufgaben können eine Folge von Zahlen enthalten, die Sie richtig aufschreiben müssen, um eine Entsprechung zwischen Elementen herzustellen, sowie kleine Aufgaben in einer oder zwei Aktionen.

• Demo herunterladen: ege-2018-fiz-demo.pdf
• Archiv mit Spezifikation und Codierung herunterladen: ege-2018-fiz-demo.zip

Wir wünschen Ihnen ein erfolgreiches Physikstudium und den Eintritt in die gewünschte Hochschule, alles liegt in Ihren Händen!

Durchschnitt Allgemeinbildung

Vorbereitung auf das Unified State Exam-2018: Analyse der Demoversion in Physik

Wir machen Sie auf eine Analyse der Prüfungsaufgaben in Physik aus der Demoversion von 2018 aufmerksam. Der Artikel enthält Erläuterungen und detaillierte Algorithmen zur Lösung von Aufgaben sowie Empfehlungen und Links zu nützlichen Materialien, die für die Prüfungsvorbereitung relevant sind.

USE-2018. Physik. Thematische Trainingsaufgaben

Die Ausgabe enthält:
Aufgaben verschiedene Typen zu allen Prüfungsthemen;
Antworten auf alle Fragen.
Das Buch wird sowohl für Lehrer nützlich sein: Es ermöglicht eine effektive Organisation der Vorbereitung der Schüler auf die Prüfung direkt im Klassenzimmer, während sie alle Themen studieren, als auch für Schüler: Trainingsaufgaben ermöglichen es Ihnen, beim Bestehen systematisch Aufgaben zu lösen jedes Thema, bereiten Sie sich auf die Prüfung vor.

Ein ruhender Punktkörper beginnt sich entlang der Achse zu bewegen ÖX. Die Abbildung zeigt ein Projektionsabhängigkeitsdiagramm AX Beschleunigung dieses Körpers mit der Zeit T.

Bestimmen Sie die Strecke, die der Körper in der dritten Bewegungssekunde zurücklegt.

Antwort: _________ m.

Lösung

Die Fähigkeit, Grafiken lesen zu können, ist für jeden Schüler sehr wichtig. Die Frage in der Aufgabe besteht darin, dass aus dem Diagramm die Abhängigkeit der Beschleunigungsprojektion von der Zeit bestimmt werden muss, der Weg, den der Körper in der dritten Sekunde der Bewegung zurückgelegt hat. Die Grafik zeigt das im Zeitintervall von T 1 = 2 s bis T 2 = 4 s, Beschleunigungsprojektion ist Null. Folglich ist auch die Projektion der resultierenden Kraft in diesem Bereich nach dem zweiten Newtonschen Gesetz gleich Null. Wir bestimmen die Art der Bewegung in diesem Bereich: Der Körper bewegt sich gleichmäßig. Der Weg ist leicht zu bestimmen, wenn man die Geschwindigkeit und Zeit der Bewegung kennt. Im Intervall von 0 bis 2 s bewegte sich der Körper jedoch gleichmäßig beschleunigt. Unter Verwendung der Beschleunigungsdefinition schreiben wir die GescV x = V 0X + a x t; Da sich der Körper zunächst in Ruhe befand, ergab sich am Ende der zweiten Sekunde eine Geschwindigkeitsprojektion

Dann der Weg, den der Körper in der dritten Sekunde zurückgelegt hat

Antworten: 8 m

Reis. 1

Auf einer glatten horizontalen Fläche liegen zwei Stäbe, die durch eine leichte Feder verbunden sind. Zu einem Balken Masse M= 2 kg wenden eine konstante Kraft mit gleichem Modul an F= 10 N und horizontal entlang der Federachse gerichtet (siehe Abbildung). Bestimmen Sie den Modul der elastischen Kraft der Feder in dem Moment, in dem sich dieser Stab mit einer Beschleunigung von 1 m / s 2 bewegt.

Antwort: _________ N.

Lösung

Horizontal auf einem Massekörper M= 2 kg, es wirken zwei Kräfte, das ist die Kraft F= 10 N und elastische Kraft, von der Seite der Feder. Die Resultierende dieser Kräfte verleiht dem Körper eine Beschleunigung. Wir wählen eine Koordinatenlinie und richten sie entlang der Kraftwirkung F. Schreiben wir Newtons zweites Gesetz für diesen Körper auf.

Projiziert auf Achse 0 X: F – F extr = ma (2)

Wir drücken aus Formel (2) den Modul der elastischen Kraft aus F extr = F – ma (3)

Ersatz Zahlenwerte in Formel (3) und erhalten, F Kontrolle \u003d 10 N - 2 kg 1 m / s 2 \u003d 8 N.

Antworten: 8 N.

Aufgabe 3

Ein Körper mit einer Masse von 4 kg, der sich auf einer groben horizontalen Ebene befand, wurde mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s daran entlanggeschleudert. Bestimmen Sie den Arbeitsmodul, der von der Reibungskraft vom Moment an, in dem sich der Körper zu bewegen beginnt, bis zu dem Moment, in dem die Geschwindigkeit des Körpers um das Zweifache abnimmt, verrichtet wird.

Antworten: _________ J.

Lösung

Auf den Körper wirkt die Schwerkraft, die Reaktionskraft des Trägers ist die Reibungskraft, die eine Bremsbeschleunigung erzeugt. Der Körper wurde zunächst mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s gemeldet. Schreiben wir Newtons zweites Gesetz für unseren Fall auf.

Gleichung (1) unter Berücksichtigung der Projektion auf die ausgewählte Achse Y wird aussehen wie:

N – mg = 0; N = mg (2)

In der Projektion auf die Achse X: –F tr = - ma; F tr = ma; (3) Wir müssen den Arbeitsmodul der Reibungskraft zu dem Zeitpunkt bestimmen, zu dem die Geschwindigkeit halbiert wird, d. h. 5 m/s. Schreiben wir eine Formel zur Berechnung der Arbeit.

A · ( F tr) = – F tr S (4)

Um die zurückgelegte Strecke zu bestimmen, verwenden wir die zeitlose Formel:

S =	V. 2 - v 0 2	(5)
	2A

Ersetzen Sie (3) und (5) in (4)

Dann ist der Arbeitsmodul der Reibungskraft gleich:

Ersetzen wir numerische Werte

A(F tr) =		4 kg	((	5 m	) 2 – (10	M	) 2)	= 150 J
		2		Mit		Mit

Antworten: 150 J

USE-2018. Physik. 30 Übungsprüfungsbögen

Die Ausgabe enthält:
30 Trainingsmöglichkeiten für die Prüfung
Anleitungen zur Umsetzung und Bewertungskriterien
Antworten auf alle Fragen
Schulungsmöglichkeiten helfen dem Lehrer, die Vorbereitung auf die Prüfung zu organisieren, und den Schülern, ihr Wissen und ihre Bereitschaft für die Abschlussprüfung selbstständig zu testen.

Der Stufenblock hat eine Außenrolle mit einem Radius von 24 cm. An den auf der Außen- und Innenrolle aufgewickelten Fäden sind Gewichte aufgehängt, wie in der Abbildung dargestellt. Es gibt keine Reibung in der Achse des Blocks. Wie groß ist der Radius der inneren Riemenscheibe des Blocks, wenn sich das System im Gleichgewicht befindet?

Reis. 1

Antwort: _________ siehe

Lösung

Je nach Zustand des Problems befindet sich das System im Gleichgewicht. Auf dem Bild L 1, Schulterkraft L 2 Kraftschulter Gleichgewichtsbedingung: Die Momente der Kräfte, die die Körper im Uhrzeigersinn drehen, müssen gleich den Momenten der Kräfte sein, die den Körper gegen den Uhrzeigersinn drehen. Denken Sie daran, dass das Kraftmoment das Produkt aus dem Kraftmodul und dem Arm ist. Die von der Belastungsseite auf die Gewinde einwirkenden Kräfte unterscheiden sich um den Faktor 3. Dies bedeutet, dass sich der Radius der inneren Riemenscheibe des Blocks ebenfalls um das Dreifache vom äußeren unterscheidet. Daher die Schulter L 2 entspricht 8 cm.

Antworten: 8 cm

Aufgabe 5

Oh, zu anderen Zeiten.

Wählen Sie aus der Liste unten aus zwei richtige Aussagen und geben Sie deren Zahlen an.

1. Die potentielle Energie der Feder ist zum Zeitpunkt 1,0 s maximal.
2. Die Schwingungsdauer der Kugel beträgt 4,0 s.
3. Die kinetische Energie des Balls ist zum Zeitpunkt 2,0 s minimal.
4. Die Amplitude der Kugelschwingungen beträgt 30 mm.
5. Vollständig mechanische Energie Pendel, bestehend aus einer Kugel und einer Feder, mit einer Zeit von 3,0 s ist minimal.

Lösung

Die Tabelle zeigt Daten zur Position einer Kugel, die an einer Feder befestigt ist und entlang einer horizontalen Achse schwingt. Oh, zu anderen Zeiten. Wir müssen diese Daten analysieren und die beiden richtigen Aussagen auswählen. Das System ist ein Federpendel. Zum Zeitpunkt T\u003d 1 s, die Verschiebung des Körpers aus der Gleichgewichtslage ist maximal, was bedeutet, dass dies der Amplitudenwert ist. Per Definition kann die potentielle Energie eines elastisch verformten Körpers mit der Formel berechnet werden

Ep = k	X 2	,
	2

Wo k- Federsteifigkeitskoeffizient, X- Verschiebung des Körpers aus der Gleichgewichtslage. Wenn die Verschiebung maximal ist, ist die Geschwindigkeit an diesem Punkt Null, was bedeutet, dass die kinetische Energie Null ist. Nach dem Gesetz der Energieerhaltung und -umwandlung sollte die potentielle Energie maximal sein. Aus der Tabelle sehen wir, dass der Körper die Hälfte der Schwingung durchläuft T= 2 s, Gesamtschwingung in doppelter Zeit T= 4 s. Daher werden die Aussagen 1 wahr sein; 2.

Aufgabe 6

Ein kleines Stück Eis wurde zum Schwimmen in ein zylindrisches Glas mit Wasser gesenkt. Nach einiger Zeit schmolz das Eis vollständig. Bestimmen Sie, wie sich der Druck auf den Glasboden und der Wasserstand im Glas durch das Schmelzen des Eises verändert haben.

1. erhöht;
2. verringert;
3. hat sich nicht geändert.

Schreiben Sie an Tisch

Lösung

Reis. 1

Probleme dieser Art kommen recht häufig vor verschiedene Möglichkeiten VERWENDEN. Und wie die Praxis zeigt, machen Studierende oft Fehler. Versuchen wir, diese Aufgabe im Detail zu analysieren. Bezeichnen M ist die Masse eines Eisstücks, ρ l ist die Dichte von Eis, ρ w ist die Dichte von Wasser, V pt ist das Volumen des eingetauchten Teils des Eises, gleich dem Volumen der verdrängten Flüssigkeit (Volumen des Lochs). Entfernen Sie im Geiste das Eis aus dem Wasser. Dann bleibt im Wasser ein Loch, dessen Volumen gleich ist V Uhr, d.h. Von einem Stück Eis verdrängtes Wasservolumen 1( B).

Lassen Sie uns den Zustand des schwimmenden Eises aufschreiben Abb. 1( A).

Fa = mg (1)

ρ in V Uhr G = mg (2)

Wenn wir die Formeln (3) und (4) vergleichen, sehen wir, dass das Volumen des Lochs genau dem Wasservolumen entspricht, das durch das Schmelzen unseres Eisstücks entsteht. Wenn wir also nun (im Geiste) das aus Eis gewonnene Wasser in das Loch gießen, dann wird das Loch vollständig mit Wasser gefüllt und der Wasserstand im Gefäß ändert sich nicht. Ändert sich der Wasserstand nicht, so ändert sich auch der hydrostatische Druck (5), der in diesem Fall nur von der Höhe der Flüssigkeit abhängt, nicht. Daher wird die Antwort sein

USE-2018. Physik. Trainingsaufgaben

Die Veröffentlichung richtet sich an Oberstufenschüler zur Vorbereitung auf die Prüfung in Physik.
Der Zuschuss beinhaltet:
20 Trainingsmöglichkeiten
Antworten auf alle Fragen
VERWENDEN Sie Antwortformulare für jede Option.
Die Veröffentlichung soll Lehrern dabei helfen, ihre Schüler auf die Prüfung in Physik vorzubereiten.

Eine schwerelose Feder befindet sich auf einer glatten horizontalen Fläche und ist mit einem Ende an der Wand befestigt (siehe Abbildung). Irgendwann beginnt sich die Feder zu verformen, wodurch eine äußere Kraft auf ihr freies Ende A ausgeübt wird und der Punkt A gleichmäßig bewegt wird.

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Diagrammen der Abhängigkeiten physikalischer Größen von der Verformung her X Federn und diese Werte. Wählen Sie für jede Position in der ersten Spalte die entsprechende Position aus der zweiten Spalte aus und tragen Sie sie ein Tisch

Lösung

Aus der Abbildung zum Problem ist ersichtlich, dass bei unverformter Feder ihr freies Ende und damit Punkt A in einer Position mit der Koordinate liegen X 0 . Irgendwann beginnt sich die Feder zu verformen, wodurch eine äußere Kraft auf ihr freies Ende A ausgeübt wird. Punkt A bewegt sich gleichmäßig. Je nachdem, ob die Feder gedehnt oder gestaucht wird, ändern sich Richtung und Größe der in der Feder entstehenden elastischen Kraft. Dementsprechend ist unter dem Buchstaben A) die Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls von der Verformung der Feder grafisch dargestellt.

Die Grafik unter dem Buchstaben B) zeigt die Abhängigkeit der Projektion der äußeren Kraft von der Größe der Verformung. Weil Mit zunehmender äußerer Kraft nehmen das Ausmaß der Verformung und die elastische Kraft zu.

Antworten: 24.

Aufgabe 8

Bei der Konstruktion der Réaumur-Temperaturskala wird davon ausgegangen, dass bei normalem Atmosphärendruck Eis bei einer Temperatur von 0 Grad Réaumur (°R) schmilzt und Wasser bei einer Temperatur von 80°R kocht. Ermitteln Sie die durchschnittliche kinetische Energie der translatorischen thermischen Bewegung eines idealen Gasteilchens bei einer Temperatur von 29 °R. Geben Sie Ihre Antwort in eV an und runden Sie auf das nächste Hundertstel.

Antwort: _______ e.V.

Lösung

Das Problem ist insofern interessant, als es notwendig ist, zwei Temperaturmessskalen zu vergleichen. Dies sind die Réaumur-Temperaturskala und die Celsius-Temperaturskala. Die Schmelzpunkte von Eis sind auf der Waage gleich, aber die Siedepunkte sind unterschiedlich. Wir können eine Formel zur Umrechnung von Grad Réaumur in Grad Celsius erhalten. Das

Lassen Sie uns die Temperatur von 29 (°R) in Grad Celsius umrechnen

Das Ergebnis übersetzen wir mit der Formel in Kelvin

T = T°C + 273 (2);

T= 36,25 + 273 = 309,25 (K)

Um die durchschnittliche kinetische Energie der translatorischen thermischen Bewegung von Teilchen eines idealen Gases zu berechnen, verwenden wir die Formel

Wo k– Boltzmann-Konstante gleich 1,38 · 10 –23 J/K, T ist die absolute Temperatur auf der Kelvin-Skala. Aus der Formel ist ersichtlich, dass die Abhängigkeit der durchschnittlichen kinetischen Energie von der Temperatur direkt ist, d. h. wie oft sich die Temperatur ändert, so oft ändert sich die durchschnittliche kinetische Energie der thermischen Bewegung von Molekülen. Ersetzen Sie die Zahlenwerte:

Das Ergebnis wird in Elektronenvolt umgerechnet und auf das nächste Hundertstel gerundet. Erinnern wir uns daran

1 eV \u003d 1,6 · 10 -19 J.

Dafür

Antworten: 0,04 eV.

Ein Mol eines einatomigen idealen Gases ist an Prozess 1–2 beteiligt, dessen Diagramm in dargestellt ist VT-Diagramm. Bestimmen Sie für diesen Prozess das Verhältnis der Änderung der inneren Energie des Gases zur dem Gas zugeführten Wärmemenge.

Antworten: ___________ .

Lösung

Entsprechend dem Zustand des Problems in Prozess 1–2, dessen Diagramm in dargestellt ist VT-Diagramm handelt es sich um ein Mol eines einatomigen idealen Gases. Um die Frage des Problems zu beantworten, ist es notwendig, Ausdrücke für die Änderung der inneren Energie und der dem Gas zugeführten Wärmemenge zu erhalten. Isobarer Prozess (Gay-Lussac-Gesetz). Die Änderung der inneren Energie kann in zwei Formen geschrieben werden:

Für die dem Gas zugeführte Wärmemenge schreiben wir den ersten Hauptsatz der Thermodynamik:

Q 12 = A 12+∆ U 12 (5),

Wo A 12 - Gasarbeiten während der Erweiterung. Per Definition ist Arbeit

A 12 = P 0 2 V 0 (6).

Dann ist die Wärmemenge unter Berücksichtigung von (4) und (6) gleich.

Q 12 = P 0 2 V 0 + 3P 0 · V 0 = 5P 0 · V 0 (7)

Schreiben wir die Beziehung:

Antworten: 0,6.

Das Handbuch enthält vollständig theoretisches Material im Studium der Physik, notwendig für Bestehen der Prüfung. Der Aufbau des Buches entspricht dem modernen Kodifizierer der Inhaltselemente im Fach, auf dessen Grundlage die Prüfungsaufgaben zusammengestellt werden – Kontroll- und Messmaterialien (CMM) des Einheitlichen Staatsexamens. Das theoretische Material wird in prägnanter, leicht verständlicher Form präsentiert. Zu jedem Thema sind Beispiele für Prüfungsaufgaben entsprechend dem USE-Format beigefügt. Dies hilft dem Lehrer, die Vorbereitung auf das einheitliche Staatsexamen zu organisieren, und den Schülern, ihr Wissen und ihre Bereitschaft für die Abschlussprüfung selbstständig zu testen.

Ein Schmied schmiedet bei einer Temperatur von 1000 °C ein 500 g schweres Eisenhufeisen. Nachdem er mit dem Schmieden fertig ist, wirft er das Hufeisen in ein Gefäß mit Wasser. Es ertönt ein Zischen und Dampf steigt aus dem Gefäß auf. Finden Sie die Wassermasse, die verdunstet, wenn ein heißes Hufeisen darin eingetaucht wird. Bedenken Sie, dass das Wasser bereits bis zum Siedepunkt erhitzt ist.

Antworten: _________

Lösung

Um das Problem zu lösen, ist es wichtig, sich die Wärmebilanzgleichung zu merken. Wenn keine Verluste auftreten, findet im Körpersystem eine Wärmeübertragung von Energie statt. Dadurch verdunstet das Wasser. Anfangs hatte das Wasser eine Temperatur von 100 °C, was bedeutet, dass nach dem Eintauchen des heißen Hufeisens die vom Wasser aufgenommene Energie sofort in die Verdampfung übergeht. Wir schreiben die Wärmebilanzgleichung

Mit Und · M P · ( T n - 100) = lm in 1),

Wo L ist die spezifische Verdampfungswärme, M c ist die Wassermasse, die sich in Dampf verwandelt hat, M p ist die Masse des Eisenhufeisens, Mit g ist die spezifische Wärmekapazität von Eisen. Aus Formel (1) drücken wir die Wassermasse aus

Achten Sie beim Aufzeichnen der Antwort darauf, welche Einheiten Sie der Wassermasse entziehen möchten.

Antworten: 90

Ein Mol eines einatomigen idealen Gases ist an einem zyklischen Prozess beteiligt, dessen Diagramm in dargestellt ist Fernseher- Diagramm.

Wählen zwei richtige Aussagen basierend auf der Analyse der dargestellten Grafik.

1. Der Gasdruck im Zustand 2 ist größer als der Gasdruck im Zustand 4
2. Positiv ist die Gasarbeit im Abschnitt 2–3.
3. Im Abschnitt 1–2 steigt der Gasdruck.
4. Im Abschnitt 4–1 wird dem Gas eine bestimmte Wärmemenge entzogen.
5. Die Änderung der inneren Energie des Gases in Abschnitt 1–2 ist geringer als die Änderung der inneren Energie des Gases in Abschnitt 2–3.

Lösung

Diese Art von Aufgabe testet die Fähigkeit, Diagramme zu lesen und die dargestellte Abhängigkeit physikalischer Größen zu erklären. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, wie Abhängigkeitsgraphen insbesondere nach Isoprozessen in verschiedenen Achsen suchen R= konst. In unserem Beispiel am Fernseher Das Diagramm zeigt zwei Isobaren. Sehen wir uns an, wie sich Druck und Volumen bei einer festen Temperatur ändern. Zum Beispiel für die Punkte 1 und 4, die auf zwei Isobaren liegen. P 1 . V 1 = P 4 . V 4, das sehen wir V 4 > V 1 bedeutet P 1 > P 4 . Zustand 2 entspricht Druck P 1 . Folglich ist der Gasdruck im Zustand 2 größer als der Gasdruck im Zustand 4. Im Abschnitt 2–3 ist der Prozess isochor, das Gas verrichtet keine Arbeit, er ist gleich Null. Die Behauptung ist falsch. In Abschnitt 1-2 steigt der Druck, ebenfalls falsch. Oben haben wir gezeigt, dass es sich um einen isobaren Übergang handelt. Im Abschnitt 4–1 wird dem Gas eine gewisse Wärmemenge entzogen, um die Temperatur beim Komprimieren des Gases konstant zu halten.

Antworten: 14.

Die Wärmekraftmaschine arbeitet nach dem Carnot-Zyklus. Die Temperatur des Kühlschranks der Wärmekraftmaschine wurde erhöht, während die Temperatur der Heizung gleich blieb. Die vom Heizgerät pro Zyklus aufgenommene Wärmemenge hat sich nicht verändert. Wie haben sich der Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine und die Arbeit des Gases pro Zyklus verändert?

Bestimmen Sie für jeden Wert die geeignete Art der Änderung:

1. erhöht
2. verringert
3. hat sich nicht geändert

Schreiben Sie an Tisch ausgewählte Zahlen für jede physikalische Größe. Zahlen in der Antwort dürfen wiederholt werden.

Lösung

Wärmekraftmaschinen, die nach dem Carnot-Zyklus arbeiten, werden häufig in Prüfungsaufgaben verwendet. Zunächst müssen Sie sich die Formel zur Berechnung des Effizienzfaktors merken. Sie können es über die Temperatur der Heizung und die Temperatur des Kühlschranks erfassen

Darüber hinaus ist es möglich, die Effizienz in Bezug auf zu schreiben nützliche Arbeit Gas A g und die vom Heizgerät aufgenommene Wärmemenge Q N.

Wir haben den Zustand sorgfältig gelesen und festgestellt, welche Parameter geändert wurden: In unserem Fall haben wir die Temperatur des Kühlschranks erhöht und die Temperatur der Heizung gleich gelassen. Bei der Analyse der Formel (1) kommen wir zu dem Schluss, dass der Zähler des Bruchs abnimmt, der Nenner sich nicht ändert und daher der Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine abnimmt. Wenn wir mit Formel (2) arbeiten, beantworten wir sofort die zweite Frage des Problems. Bei allen aktuellen Änderungen der Parameter der Wärmekraftmaschine nimmt auch die Arbeit des Gases pro Zyklus ab.

Antworten: 22.

negative Ladung - QQ und negativ- Q(siehe Bild). Wohin ist es relativ zum Bild gerichtet ( rechts, links, oben, unten, zum Betrachter hin, vom Betrachter weg) Ladungsbeschleunigung - q in dieser Moment, wenn nur Ladungen auf ihn einwirken + Q Und –Q? Schreiben Sie Ihre Antwort in Wörtern.

Lösung

Reis. 1

negative Ladung - Q liegt im Bereich zweier fester Ladungen: positiv + Q und negativ- Q, wie in der Abbildung gezeigt. um die Frage zu beantworten, wohin die Beschleunigung der Ladung gerichtet ist - Q, in dem Moment, in dem nur +Q- und --Ladungen darauf einwirken Q Es ist notwendig, die Richtung der resultierenden Kraft als geometrische Summe der Kräfte zu ermitteln Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz ist bekannt, dass die Richtung des Beschleunigungsvektors mit der Richtung der resultierenden Kraft übereinstimmt. Die Abbildung zeigt eine geometrische Konstruktion zur Bestimmung der Summe zweier Vektoren. Es stellt sich die Frage, warum die Kräfte auf diese Weise gerichtet sind? Erinnern Sie sich daran, wie ähnlich geladene Körper interagieren, sie stoßen sich gegenseitig ab, die Coulomb-Kraft der Ladungswechselwirkung ist die zentrale Kraft. die Kraft, mit der sich entgegengesetzt geladene Körper anziehen. Aus der Abbildung sehen wir, dass die Ladung ist Q gleich weit von festen Ladungen entfernt, deren Moduli gleich sind. Daher ist auch Modulo gleich. Die resultierende Kraft wird relativ zur Figur gerichtet sein runter. Die Ladungsbeschleunigung wird ebenfalls gesteuert - Q, d.h. runter.

Antworten: Runter.

Das Buch enthält Materialien für das erfolgreiche Bestehen der Prüfung in Physik: kurze theoretische Informationen zu allen Themen, Aufgaben unterschiedlicher Art und Komplexität, Lösung von Problemen erhöhter Komplexität, Antworten und Bewertungskriterien. Studierende müssen nicht im Internet nach zusätzlichen Informationen suchen und andere Handbücher kaufen. In diesem Buch finden sie alles, was sie brauchen, um sich selbstständig und effektiv auf die Prüfung vorzubereiten. Die Publikation enthält Aufgaben unterschiedlicher Art zu allen in der Physikprüfung geprüften Themen sowie zur Lösung von Problemen mit erhöhtem Komplexitätsgrad. Die Publikation wird den Studierenden eine unschätzbare Hilfe bei der Vorbereitung auf die Prüfung in Physik sein und kann auch von Lehrkräften bei der Organisation des Bildungsprozesses genutzt werden.

Zwei in Reihe geschaltete Widerstände mit einem Widerstand von 4 Ohm und 8 Ohm sind an eine Batterie angeschlossen, deren Spannung an den Klemmen 24 V beträgt. Welche Wärmeleistung wird bei einem Widerstand kleinerer Leistung freigesetzt?

Antwort: _________ Di.

Lösung

Um das Problem zu lösen, ist es wünschenswert, ein Reihenschaltungsdiagramm von Widerständen zu zeichnen. Dann erinnern Sie sich an die Gesetze der Reihenschaltung von Leitern.

Das Schema wird wie folgt aussehen:

Wo R 1 = 4 Ohm, R 2 = 8 Ohm. Die Spannung an den Batterieklemmen beträgt 24 V. Wenn die Leiter in Reihe geschaltet sind, ist die Stromstärke in jedem Abschnitt des Stromkreises gleich. Der Gesamtwiderstand ist definiert als die Summe der Widerstände aller Widerstände. Nach dem Ohmschen Gesetz für den Schaltungsabschnitt gilt:

Um die an einem Widerstand kleinerer Nennleistung abgegebene Wärmeleistung zu bestimmen, schreiben wir:

P = ICH 2 R= (2 A) 2 4 Ohm = 16 W.

Antworten: P= 16 W.

Ein Drahtrahmen mit einer Fläche von 2 · 10–3 m 2 rotiert in einem gleichmäßigen Magnetfeld um eine Achse senkrecht zum magnetischen Induktionsvektor. Der magnetische Fluss, der den Rahmenbereich durchdringt, ändert sich gesetzesgemäß

Ф = 4 · 10 –6 cos10π T,

wobei alle Größen in SI ausgedrückt werden. Wie groß ist der Modul der magnetischen Induktion?

Antworten: ________________ mT.

Lösung

Der magnetische Fluss ändert sich gesetzesgemäß

Ф = 4 · 10 –6 cos10π T,

wobei alle Größen in SI ausgedrückt werden. Sie müssen verstehen, was magnetischer Fluss im Allgemeinen ist und wie dieser Wert mit dem magnetischen Induktionsmodul zusammenhängt B und Rahmenbereich S. Schreiben wir die Gleichung hinein Gesamtansicht um zu verstehen, welche Mengen darin enthalten sind.

Φ = Φ m cosω T(1)

Denken Sie daran, dass vor dem Kosinus- oder Sinuszeichen ein Amplitudenwert mit sich änderndem Wert steht, was bedeutet, dass Φ max \u003d 4 10 -6 Wb ist, andererseits ist der magnetische Fluss gleich dem Produkt aus dem magnetischen Induktionsmodul und dem Kreisfläche und der Kosinus des Winkels zwischen der Normalen des Kreises und dem magnetischen Induktionsvektor Φ m = IN · S cosα, der Fluss ist maximal bei cosα = 1; Drücken Sie den Induktionsmodul aus

Die Antwort muss in mT geschrieben werden. Unser Ergebnis liegt bei 2 mT.

Antworten: 2.

Der Abschnitt des Stromkreises besteht aus in Reihe geschalteten Silber- und Aluminiumdrähten. Durch sie fließt eine Konstante elektrischer Strom mit einer Kraft von 2 A. Die Grafik zeigt, wie sich das Potential φ in diesem Abschnitt des Stromkreises ändert, wenn es entlang der Drähte um eine Strecke verschoben wird X

Wählen Sie anhand der Grafik aus zwei Geben Sie die richtigen Aussagen an und geben Sie deren Zahlen in der Antwort an.

1. Die Querschnittsflächen der Drähte sind gleich.
2. Querschnittsfläche des Silberdrahtes 6,4 · 10 -2 mm 2
3. Querschnittsfläche des Silberdrahtes 4,27 · 10 -2 mm 2
4. Im Aluminiumdraht wird eine Wärmeleistung von 2 W freigesetzt.
5. Silberdraht erzeugt weniger Wärmeleistung als Aluminiumdraht.

Lösung

Die Antwort auf die Frage im Problem sind zwei richtige Aussagen. Versuchen wir dazu, ein paar einfache Probleme mithilfe eines Diagramms und einiger Daten zu lösen. Der Abschnitt des Stromkreises besteht aus in Reihe geschalteten Silber- und Aluminiumdrähten. Durch sie fließt ein konstanter elektrischer Strom von 2 A. Die Grafik zeigt, wie sich das Potential φ in diesem Abschnitt des Stromkreises ändert, wenn es entlang der Drähte um eine Strecke verschoben wird X. Die spezifischen Widerstände von Silber und Aluminium betragen 0,016 μΩ m bzw. 0,028 μΩ m.

Die Drähte sind in Reihe geschaltet, daher ist die Stromstärke in jedem Abschnitt des Stromkreises gleich. Der elektrische Widerstand des Leiters hängt vom Material ab, aus dem der Leiter besteht, der Länge des Leiters und der Querschnittsfläche des Drahtes

R =	ρ l	(1),
	S

wobei ρ der spezifische Widerstand des Leiters ist; l- Leiterlänge; S- Querschnittsfläche. Aus der Grafik ist die Länge des Silberdrahtes ersichtlich L c = 8 m; Aluminiumdrahtlänge L a = 14 m. Spannung am Abschnitt des Silberdrahtes U c \u003d Δφ \u003d 6 V - 2 V \u003d 4 V. Spannung im Abschnitt des Aluminiumdrahtes U a \u003d Δφ \u003d 2 V - 1 V \u003d 1 V. Gemäß der Bedingung ist bekannt, dass ein konstanter elektrischer Strom von 2 A durch die Drähte fließt. Wenn wir die Spannung und Stromstärke kennen, bestimmen wir den elektrischen Widerstand entsprechend für den Schaltungsabschnitt nach dem Ohmschen Gesetz.

Dabei ist zu beachten, dass für Berechnungen die Zahlenwerte im SI-System vorliegen müssen.

Richtige Aussage 2.

Lassen Sie uns die Ausdrücke auf Potenz überprüfen.

P a = ICH 2 · R a(4);

P a = (2 A) 2 0,5 Ohm = 2 W.

Antworten:

Das Nachschlagewerk enthält vollständig den theoretischen Stoff zum Studiengang Physik, der für das Bestehen der Prüfung erforderlich ist. Der Aufbau des Buches entspricht dem modernen Kodifizierer der Inhaltselemente im Fach, auf dessen Grundlage die Prüfungsaufgaben zusammengestellt werden – Kontroll- und Messmaterialien (CMM) des Einheitlichen Staatsexamens. Das theoretische Material wird in prägnanter, leicht verständlicher Form präsentiert. Zu jedem Thema sind Beispiele für Prüfungsaufgaben entsprechend dem USE-Format beigefügt. Dies hilft dem Lehrer, die Vorbereitung auf das einheitliche Staatsexamen zu organisieren, und den Schülern, ihr Wissen und ihre Bereitschaft für die Abschlussprüfung selbstständig zu testen. Am Ende des Handbuchs werden Antworten auf Aufgaben zur Selbstprüfung gegeben, die Schülern und Bewerbern helfen sollen, ihren Wissensstand und den Grad ihrer Vorbereitung auf die Zertifizierungsprüfung objektiv einzuschätzen. Das Handbuch richtet sich an ältere Studierende, Bewerber und Lehrkräfte.

Ein kleines Objekt befindet sich auf der optischen Hauptachse einer dünnen Sammellinse zwischen der Brennweite und der doppelten Brennweite davon. Das Objekt wird näher an den Fokus des Objektivs herangeführt. Wie verändert sich dadurch die Bildgröße und optische Leistung des Objektivs?

Bestimmen Sie für jede Größe die geeignete Art ihrer Änderung:

1. erhöht sich
2. nimmt ab
3. ändert sich nicht

Schreiben Sie an Tisch ausgewählte Zahlen für jede physikalische Größe. Zahlen in der Antwort dürfen wiederholt werden.

Lösung

Das Objekt befindet sich auf der optischen Hauptachse einer dünnen Sammellinse zwischen der Brennweite und der doppelten Brennweite davon. Das Objekt wird näher an den Fokus des Objektivs herangeführt, während sich die optische Leistung des Objektivs nicht ändert, da wir das Objektiv nicht wechseln.

D =	1	(1),
	F

Wo F ist die Brennweite des Objektivs; D ist die optische Leistung des Objektivs. Um die Frage zu beantworten, wie sich die Bildgröße ändert, ist es notwendig, für jede Position ein Bild zu erstellen.

Reis. 1

Reis. 2

Wir haben zwei Bilder für zwei Positionen des Motivs erstellt. Es ist offensichtlich, dass die Größe des zweiten Bildes zugenommen hat.

Antworten: 13.

Die Abbildung zeigt einen Gleichstromkreis. Der Innenwiderstand der Stromquelle kann vernachlässigt werden. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen physikalischen Größen und Formeln her, mit denen sie berechnet werden können ( - EMF der Stromquelle; R ist der Widerstandswert des Widerstands).

Wählen Sie für jede Position der ersten Spalte die entsprechende Position der zweiten aus und schreiben Sie ein Tisch ausgewählte Zahlen unter den entsprechenden Buchstaben.

Lösung

Reis.1

Aufgrund der Problemlage vernachlässigen wir den Innenwiderstand der Quelle. Die Schaltung enthält eine Konstantstromquelle, zwei Widerstände und einen Widerstand R, jeder und Schlüssel. Die erste Bedingung des Problems erfordert die Bestimmung der Stromstärke durch die Quelle bei geschlossenem Schlüssel. Bei geschlossenem Schlüssel werden die beiden Widerstände parallel geschaltet. Das Ohmsche Gesetz für einen vollständigen Stromkreis sieht in diesem Fall wie folgt aus:

Wo ICH- Stromstärke durch die Quelle bei geschlossenem Schlüssel;

Wo N- die Anzahl der parallel geschalteten Leiter mit gleichem Widerstand.

– EMF der Stromquelle.

Ersetzen wir (2) in (1) erhalten wir: Dies ist die Formel unter der Zahl 2).

Gemäß der zweiten Bedingung des Problems muss der Schlüssel geöffnet werden, dann fließt der Strom nur durch einen Widerstand. Das Ohmsche Gesetz für einen vollständigen Stromkreis hat in diesem Fall die Form:

Lösung

Schreiben wir die Kernreaktion für unseren Fall auf:

Als Ergebnis dieser Reaktion wird das Gesetz der Ladungs- und Massenzahlerhaltung erfüllt.

Z = 92 – 56 = 36;

M = 236 – 3 – 139 = 94.

Daher beträgt die Ladung des Kerns 36, und Massenzahl Kern 94.

Das neue Handbuch enthält alle theoretischen Materialien zum Studiengang Physik, die zum Bestehen des Einheitlichen Staatsexamens erforderlich sind. Es umfasst alle inhaltlichen Elemente, überprüft durch Kontroll- und Messmaterialien und hilft, die Kenntnisse und Fähigkeiten des Schulphysikstudiums zu verallgemeinern und zu systematisieren. Das theoretische Material wird in prägnanter und zugänglicher Form präsentiert. Zu jedem Thema sind Beispiele für Testaufgaben beigefügt. Praktische Aufgaben entsprechen dem USE-Format. Antworten auf die Tests finden Sie am Ende des Handbuchs. Das Handbuch richtet sich an Schüler, Bewerber und Lehrkräfte.

Zeitraum T Die Halbwertszeit des Kaliumisotops beträgt 7,6 Minuten. Ursprünglich enthielt die Probe 2,4 mg dieses Isotops. Wie viel von diesem Isotop bleibt nach 22,8 Minuten in der Probe?

Antwort: _________ mg.

Lösung

Die Aufgabe besteht darin, das Gesetz des radioaktiven Zerfalls anzuwenden. Es kann im Formular geschrieben werden

Wo M 0 ist die Anfangsmasse der Substanz, T ist die Zeit, die ein Stoff benötigt, um zu zerfallen T- Halbwertszeit. Ersetzen wir numerische Werte

Antworten: 0,3 mg.

Ein monochromatischer Lichtstrahl fällt auf eine Metallplatte. In diesem Fall wird das Phänomen des photoelektrischen Effekts beobachtet. Die Diagramme in der ersten Spalte zeigen die Abhängigkeiten der Energie von der Wellenlänge λ und der Lichtfrequenz ν. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Graphen und der Energie her, für die er die dargestellte Abhängigkeit bestimmen kann.

Wählen Sie für jede Position in der ersten Spalte die entsprechende Position aus der zweiten Spalte aus und tragen Sie sie ein Tisch ausgewählte Zahlen unter den entsprechenden Buchstaben.

Lösung

Es ist nützlich, sich an die Definition des photoelektrischen Effekts zu erinnern. Dabei handelt es sich um das Phänomen der Wechselwirkung von Licht mit Materie, bei der die Energie von Photonen auf die Elektronen der Materie übertragen wird. Unterscheiden Sie zwischen externem und internem photoelektrischen Effekt. In unserem Fall sprechen wir vom externen photoelektrischen Effekt. Unter Einwirkung von Licht werden Elektronen aus einer Substanz herausgeschleudert. Die Austrittsarbeit hängt vom Material ab, aus dem die Fotokathode der Fotozelle besteht, und ist nicht von der Lichtfrequenz abhängig. Die Energie der einfallenden Photonen ist proportional zur Frequenz des Lichts.

E= H v(1)

wobei λ die Wellenlänge des Lichts ist; Mit ist die Lichtgeschwindigkeit,

Ersetzen Sie (3) durch (1) Wir erhalten

Lassen Sie uns die resultierende Formel analysieren. Offensichtlich nimmt mit zunehmender Wellenlänge die Energie der einfallenden Photonen ab. Diese Art der Abhängigkeit entspricht dem Diagramm unter dem Buchstaben A)

Schreiben wir die Einstein-Gleichung für den photoelektrischen Effekt:

Hν = A aus + E zu (5),

Wo Hν ist die Energie des auf die Photokathode einfallenden Photons, A vy – Arbeitsfunktion, E k ist die maximale kinetische Energie der Photoelektronen, die von der Photokathode unter Einwirkung von Licht emittiert werden.

Aus Formel (5) drücken wir aus E k = Hν – A aus (6), also mit einer Erhöhung der Frequenz des einfallenden Lichts die maximale kinetische Energie der Photoelektronen steigt.

roter Rand

ν cr =	A Ausfahrt	(7),
	H

Dies ist die minimale Frequenz, bei der der photoelektrische Effekt noch möglich ist. Die Abhängigkeit der maximalen kinetischen Energie von Photoelektronen von der Frequenz des einfallenden Lichts spiegelt sich in der Grafik unter dem Buchstaben B) wider.

Antworten:

Bestimmen Sie die Messwerte des Amperemeters (siehe Abbildung), wenn der Fehler bei der direkten Messung der Stromstärke gleich dem Teilwert des Amperemeters ist.

Antwort: (____________________±___________) A.

Lösung

Die Aufgabe testet die Fähigkeit, die Messwerte des Messgeräts unter Berücksichtigung des vorgegebenen Messfehlers aufzuzeichnen. Bestimmen wir den Skalenteilungswert Mit\u003d (0,4 A - 0,2 A) / 10 \u003d 0,02 A. Der Messfehler gemäß der Bedingung ist gleich der Skalenteilung, d.h. Δ ICH = C= 0,02 A. Das Endergebnis schreiben wir als:

ICH= (0,20 ± 0,02) A

Es ist notwendig, einen Versuchsaufbau aufzubauen, mit dem Sie den Gleitreibungskoeffizienten von Stahl auf Holz bestimmen können. Dazu nahm der Student eine Stahlstange mit Haken. Welche beiden Geräte aus der unten aufgeführten Ausrüstungsliste sollten zusätzlich zur Durchführung dieses Experiments verwendet werden?

1. Holzlatte
2. Dynamometer
3. Becherglas
4. Kunststoffschiene
5. Stoppuhr

Notieren Sie als Antwort die Nummern der ausgewählten Elemente.

Lösung

In der Aufgabe ist es erforderlich, den Gleitreibungskoeffizienten von Stahl auf Holz zu bestimmen. Um das Experiment durchzuführen, müssen daher ein Holzlineal und ein Dynamometer aus der vorgeschlagenen Geräteliste zur Kraftmessung entnommen werden. Es ist nützlich, sich an die Formel zur Berechnung des Moduls der Gleitreibungskraft zu erinnern

scheiße = μ · N (1),

wobei μ der Gleitreibungskoeffizient ist, N ist die Reaktionskraft der Stütze, deren Modul dem Gewicht des Körpers entspricht.

Antworten:

Das Handbuch enthält detailliertes theoretisches Material zu allen im USE in Physik geprüften Themen. Nach jedem Abschnitt werden mehrstufige Aufgaben in Form der Prüfung gestellt. Zur abschließenden Wissenskontrolle werden am Ende des Handbuchs der Prüfung entsprechende Schulungsmöglichkeiten angegeben. Studierende müssen nicht im Internet nach zusätzlichen Informationen suchen und andere Handbücher kaufen. In diesem Ratgeber finden sie alles, was sie brauchen, um sich selbstständig und effektiv auf die Prüfung vorzubereiten. Das Nachschlagewerk richtet sich an Oberstufenschüler zur Vorbereitung auf die Prüfung in Physik. Das Handbuch enthält detailliertes theoretisches Material zu allen in der Prüfung geprüften Themen. Nach jedem Abschnitt werden Beispiele für USE-Aufgaben und ein Übungstest gegeben. Alle Fragen werden beantwortet. Die Veröffentlichung wird für Physiklehrer und Eltern nützlich sein, um die Schüler effektiv auf die Prüfung vorzubereiten.

Betrachten Sie eine Tabelle mit Informationen über helle Sterne.

Sternname	Temperatur, ZU	Gewicht (in Sonnenmassen)	Radius (in Sonnenradien)	Entfernung zum Stern (heiliges Jahr)
Aldebaran		5
Beteigeuze

Wählen zwei Aussagen, die den Eigenschaften der Sterne entsprechen.

1. Die Oberflächentemperatur und der Radius von Beteigeuze weisen darauf hin, dass dieser Stern zu den Roten Überriesen gehört.
2. Die Temperatur auf der Oberfläche von Procyon ist zweimal niedriger als auf der Sonnenoberfläche.
3. Die Sterne Castor und Capella haben die gleiche Entfernung von der Erde und gehören daher zur gleichen Konstellation.
4. Der Stern Wega ist ein weißer Stern. Spektraltyp A.
5. Da die Massen der Vega- und Capella-Sterne gleich sind, gehören sie zur gleichen Spektralklasse.

Lösung

Sternname	Temperatur, ZU	Gewicht (in Sonnenmassen)	Radius (in Sonnenradien)	Entfernung zum Stern (heiliges Jahr)
Aldebaran
Beteigeuze
			2,5

In der Aufgabe müssen Sie zwei wahre Aussagen auswählen, die den Eigenschaften der Sterne entsprechen. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass die meisten niedrige Temperatur und Beteigeuze hat einen großen Radius, was bedeutet, dass dieser Stern zu den Roten Riesen gehört. Daher ist die richtige Antwort (1). Um die zweite Aussage richtig zu wählen, ist es notwendig, die Verteilung der Sterne nach Spektraltypen zu kennen. Wir müssen das Temperaturintervall und die dieser Temperatur entsprechende Farbe des Sterns kennen. Bei der Analyse der Tabellendaten kommen wir zu dem Schluss, dass (4) die richtige Aussage ist. Der Stern Vega gehört zu den weißen Sternen der Spektralklasse A.

Ein 2 kg schweres Projektil, das mit einer Geschwindigkeit von 200 m/s fliegt, zerbricht in zwei Fragmente. Das erste Fragment mit der Masse 1 kg fliegt in einem Winkel von 90° zur ursprünglichen Richtung mit einer Geschwindigkeit von 300 m/s. Finden Sie die Geschwindigkeit des zweiten Fragments.

Antwort: _______ m/s.

Lösung

Im Moment des Geschossplatzens (Δ T→ 0) kann der Einfluss der Schwerkraft vernachlässigt werden und das Projektil als geschlossenes System betrachtet werden. Nach dem Impulserhaltungssatz bleibt die Vektorsumme der Impulse der in einem geschlossenen System enthaltenen Körper bei allen Wechselwirkungen der Körper dieses Systems untereinander konstant. Für unseren Fall schreiben wir:

- Projektilgeschwindigkeit; M- die Masse des Projektils vor dem Bruch; ist die Geschwindigkeit des ersten Fragments; M 1 ist die Masse des ersten Fragments; M 2 – Masse des zweiten Fragments; ist die Geschwindigkeit des zweiten Fragments.

Wählen wir die positive Richtung der Achse X, zusammenfallend mit der Richtung der Projektilgeschwindigkeit, dann schreiben wir in der Projektion auf diese Achse Gleichung (1):

mv x = M 1 v 1X + M 2 v 2X (2)

Je nach Bedingung fliegt das erste Fragment in einem Winkel von 90° zur ursprünglichen Richtung. Die Länge des gewünschten Impulsvektors wird durch den Satz des Pythagoras für ein rechtwinkliges Dreieck bestimmt.

P 2 = √P 2 + P 1 2 (3)

P 2 = √400 2 + 300 2 = 500 (kg m/s)

Antworten: 500 m/s.

Beim Komprimieren eines idealen einatomigen Gases bei konstantem Druck leisteten äußere Kräfte eine Arbeit von 2000 J. Wie viel Wärme wurde vom Gas an die umgebenden Körper übertragen?

Antwort: _____ J.

Lösung

Eine Herausforderung für den ersten Hauptsatz der Thermodynamik.

Δ U = Q + A Sonne, (1)

Wobei Δ U – Änderung der inneren Energie des Gases, Q- die vom Gas an die umgebenden Körper übertragene Wärmemenge, A Sonne ist das Werk äußerer Kräfte. Je nach Bedingung ist das Gas einatomig und wird bei konstantem Druck komprimiert.

A Sonne = - A g(2),

Q = Δ U– A Sonne = Δ U+ A r =	3	PΔ V + PΔ V =	5	PΔ V,
	2		2

Wo PΔ V = A G

Antworten: 5000 J

Eine ebene monochromatische Lichtwelle mit einer Frequenz von 8,0 · 10 14 Hz fällt entlang der Normalen auf ein Beugungsgitter. Parallel zum dahinter liegenden Gitter wird eine Sammellinse mit einer Brennweite von 21 cm platziert. Das Beugungsmuster wird auf dem Bildschirm in der hinteren Brennebene der Linse beobachtet. Der Abstand zwischen seinen Hauptmaxima 1. und 2. Ordnung beträgt 18 mm. Finden Sie die Gitterperiode. Geben Sie Ihre Antwort in Mikrometern (µm) an, gerundet auf das nächste Zehntel. Berechnen Sie für kleine Winkel (φ ≈ 1 im Bogenmaß) tgα ≈ sinφ ≈ φ.

Lösung

Die Winkelrichtungen zu den Maxima des Beugungsmusters werden durch die Gleichung bestimmt

D sinφ = kλ (1),

Wo D ist die Periode des Beugungsgitters, φ ist der Winkel zwischen der Gitternormalen und der Richtung zu einem der Maxima des Beugungsmusters, λ ist die Lichtwellenlänge, k ist eine ganze Zahl, die als Ordnung des Beugungsmaximums bezeichnet wird. Drücken wir aus Gleichung (1) die Periode des Beugungsgitters aus

Reis. 1

Je nach Problemstellung kennen wir den Abstand zwischen seinen Hauptmaxima 1. und 2. Ordnung, wir bezeichnen ihn als Δ X\u003d 18 mm \u003d 1,8 · 10 -2 m, Lichtwellenfrequenz ν \u003d 8,0 · 10 · 14 Hz, Brennweite der Linse F\u003d 21 cm \u003d 2,1 · 10 -1 m. Wir müssen die Periode des Beugungsgitters bestimmen. Auf Abb. 1 zeigt schematisch den Strahlengang durch das Gitter und die dahinter liegende Linse. Auf dem Bildschirm in der Brennebene der Sammellinse ist ein Beugungsmuster zu beobachten, das auf die Interferenz der von allen Schlitzen kommenden Wellen zurückzuführen ist. Wir verwenden Formel eins für zwei Maxima 1. und 2. Ordnung.

D sinφ 1 = kλ(2),

Wenn k = 1 also D sinφ 1 = λ (3),

schreibe ähnlich für k = 2,

Da der Winkel φ klein ist, gilt tgφ ≈ sinφ. Dann aus Abb. 1 Das sehen wir

Wo X 1 ist der Abstand vom Nullmaximum zum Maximum erster Ordnung. Ebenso für die Entfernung X 2 .

Dann haben wir

Gitterperiode,

weil per Definition

Wo Mit\u003d 3 10 8 m / s - die Lichtgeschwindigkeit, dann ersetzen wir die numerischen Werte, die wir erhalten

Die Antwort wurde in Mikrometern angegeben und auf Zehntel gerundet, wie in der Problemstellung gefordert.

Antworten: 4,4 µm.

Finden Sie auf der Grundlage der Gesetze der Physik den Messwert eines idealen Voltmeters in der in der Abbildung gezeigten Schaltung, bevor Sie den Schlüssel K schließen, und beschreiben Sie die Änderungen seiner Messwerte nach dem Schließen des Schlüssels K. Anfangs ist der Kondensator nicht geladen.

Lösung

Reis. 1

Die Aufgaben in Teil C erfordern eine vollständige und detaillierte Antwort des Studierenden. Basierend auf den Gesetzen der Physik ist es notwendig, die Messwerte des Voltmeters vor dem Schließen der Taste K und nach dem Schließen der Taste K zu ermitteln. Berücksichtigen wir, dass der Kondensator im Stromkreis zunächst nicht geladen ist. Betrachten wir zwei Staaten. Bei geöffnetem Schlüssel liegt nur der Widerstand an der Spannungsversorgung. Der Messwert des Voltmeters ist Null, da es parallel zum Kondensator geschaltet ist und der Kondensator dann zunächst nicht aufgeladen ist Q 1 = 0. Der zweite Zustand ist, wenn der Schlüssel geschlossen ist. Dann erhöhen sich die Messwerte des Voltmeters, bis sie den Maximalwert erreichen, der sich mit der Zeit nicht ändert.

Wo R ist der Innenwiderstand der Quelle. Spannung zwischen Kondensator und Widerstand gemäß dem Ohmschen Gesetz für den Schaltungsabschnitt U = ICH · Rändert sich im Laufe der Zeit nicht und die Voltmeterwerte ändern sich nicht mehr.

Eine Holzkugel wird mit einem Faden am Boden eines zylindrischen Gefäßes mit Bodenfläche festgebunden S\u003d 100 cm 2. Wasser wird in das Gefäß gegossen, sodass die Kugel vollständig in die Flüssigkeit eintaucht, während der Faden gedehnt wird und mit einer Kraft auf die Kugel einwirkt T. Wenn der Faden abgeschnitten wird, schwimmt die Kugel und der Wasserstand ändert sich H \u003d 5 cm. Ermitteln Sie die Spannung im Faden T.

Lösung

Reis. 1		Reis. 2

Zunächst wird eine Holzkugel mit einem Faden am Boden eines zylindrischen Gefäßes mit Bodenfläche festgebunden S\u003d 100 cm 2 \u003d 0,01 m 2 und vollständig in Wasser eingetaucht. Auf die Kugel wirken drei Kräfte: die Schwerkraft von der Seite der Erde, - die Archimedes-Kraft von der Seite der Flüssigkeit, - die Kraft der Fadenspannung, das Ergebnis der Wechselwirkung von Kugel und Faden . Entsprechend dem Gleichgewichtszustand der Kugel muss im ersten Fall die geometrische Summe aller auf die Kugel wirkenden Kräfte gleich Null sein:

Wählen wir die Koordinatenachse OY und zeige es. Unter Berücksichtigung der Projektion kann dann Gleichung (1) geschrieben werden:

Fa 1 = T + mg (2).

Schreiben wir die Kraft von Archimedes:

Fa 1 = ρ V 1 G (3),

Wo V 1 - das Volumen des in Wasser eingetauchten Teils der Kugel, im ersten Fall ist es das Volumen der gesamten Kugel, M ist die Masse der Kugel, ρ ist die Dichte von Wasser. Die Gleichgewichtsbedingung im zweiten Fall

Fa 2 = mg(4)

Schreiben wir in diesem Fall die Kraft von Archimedes auf:

Fa 2 = ρ V 2 G (5),

Wo V 2 ist das Volumen des im zweiten Fall in die Flüssigkeit eingetauchten Teils der Kugel.

Lassen Sie uns mit den Gleichungen (2) und (4) arbeiten. Sie können dann die Substitutionsmethode verwenden oder von (2) - (4) subtrahieren Fa 1 – Fa 2 = T Mit den Formeln (3) und (5) erhalten wir ρ · V 1 G– ρ · V 2 G= T;

ρg( V 1 – V 2) = T (6)

Angesichts dessen

V 1 – V 2 = S · H (7),

Wo H= H 1 - H 2; wir bekommen

T= ρ g S · H (8)

Ersetzen wir numerische Werte

Antworten: 5 N.

Alle für das Bestehen der Prüfung in Physik notwendigen Informationen werden in übersichtlichen und übersichtlichen Tabellen dargestellt, nach jedem Thema gibt es Übungsaufgaben zur Wissenskontrolle. Mit Hilfe dieses Buches können Studierende ihr Wissen in kürzester Zeit verbessern, sich wenige Tage vor der Prüfung an alle wichtigen Themen erinnern, das Erledigen von Aufgaben im USE-Format üben und mehr Vertrauen in ihre Fähigkeiten gewinnen . Nach der Wiederholung aller im Handbuch vorgestellten Themen rücken Sie den lang ersehnten 100 Punkten viel näher! Das Handbuch enthält theoretische Informationen zu allen in der Physikprüfung geprüften Themen. Nach jedem Abschnitt werden Trainingsaufgaben unterschiedlicher Art mit Antworten gegeben. Eine visuelle und zugängliche Präsentation des Materials ermöglicht es Ihnen, die benötigten Informationen schnell zu finden, Wissenslücken zu schließen und so schnell wie möglich eine große Menge an Informationen wiederholen. Die Publikation soll Gymnasiasten bei der Vorbereitung auf den Unterricht, bei verschiedenen Formen der aktuellen und mittleren Kontrolle sowie bei der Prüfungsvorbereitung helfen.

Aufgabe 30

In einem Raum mit den Abmessungen 4 × 5 × 3 m, in dem die Luft eine Temperatur von 10 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 30 % aufweist, wurde ein Luftbefeuchter mit einer Leistung von 0,2 l/h eingeschaltet. Wie hoch wird die relative Luftfeuchtigkeit im Raum nach 1,5 Stunden sein? Der gesättigte Wasserdampfdruck beträgt bei 10 °C 1,23 kPa. Betrachten Sie den Raum als ein hermetisches Gefäß.

Lösung

Wenn man mit der Lösung von Problemen für Dämpfe und Feuchtigkeit beginnt, ist es immer nützlich, Folgendes im Hinterkopf zu behalten: Wenn die Temperatur und der Druck (Dichte) des Sättigungsdampfes gegeben sind, dann wird seine Dichte (Druck) anhand der Mendeleev-Clapeyron-Gleichung bestimmt . Schreiben Sie die Mendeleev-Clapeyron-Gleichung und die Formel für die relative Luftfeuchtigkeit für jeden Staat auf.

Für den ersten Fall bei φ 1 = 30 %. Der Partialdruck von Wasserdampf wird durch die Formel ausgedrückt:

Wo T = T+ 273 (K), R ist die universelle Gaskonstante. Wir drücken die Anfangsmasse des im Raum enthaltenen Dampfes mit den Gleichungen (2) und (3) aus:

Während der Zeit τ des Befeuchterbetriebs nimmt die Wassermasse um zu

Δ M = τ · ρ · ICH, (6)

Wo ICH– Die Leistung des Luftbefeuchters beträgt je nach Bedingung 0,2 l / h = 0,2 · 10 -3 m 3 / h, ρ = 1000 kg / m 3 - die Dichte von Wasser. Ersetzen Sie die Formeln (4) und (5) in (6)

Wir transformieren den Ausdruck und bringen ihn zum Ausdruck

Dies ist die gewünschte Formel für die relative Luftfeuchtigkeit, die nach dem Betrieb des Luftbefeuchters im Raum herrscht.

Ersetzen Sie die Zahlenwerte und erhalten Sie das folgende Ergebnis

Antworten: 83 %.

Auf horizontal angeordneten Rohschienen mit vernachlässigbarem Widerstand zwei identische Massestäbe M= 100 g und Widerstand R= jeweils 0,1 Ohm. Der Abstand zwischen den Schienen beträgt l = 10 cm und der Reibungskoeffizient zwischen den Stangen und den Schienen beträgt μ = 0,1. Schienen mit Stäben befinden sich in einem gleichmäßigen vertikalen Magnetfeld mit der Induktion B = 1 T (siehe Abbildung). Unter Einwirkung einer horizontalen Kraft, die auf die erste Stange entlang der Schiene wirkt, bewegen sich beide Stangen translatorisch gleichmäßig mit unterschiedliche Geschwindigkeiten. Wie groß ist die Geschwindigkeit des ersten Stabes relativ zum zweiten? Ignorieren Sie die Selbstinduktivität der Schaltung.

Lösung

Reis. 1

Die Aufgabe wird dadurch erschwert, dass sich zwei Stäbe bewegen und die Geschwindigkeit des ersten im Verhältnis zum zweiten bestimmt werden muss. Ansonsten bleibt der Ansatz zur Lösung derartiger Probleme derselbe. Eine Änderung des magnetischen Flusses, der den Stromkreis durchdringt, führt zur Entstehung einer EMF-Induktion. Wenn sich in unserem Fall die Stäbe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, ändert sich der Fluss des magnetischen Induktionsvektors, der den Stromkreis durchdringt, über das Zeitintervall Δ T wird durch die Formel bestimmt

ΔΦ = B · l · ( v 1 – v 2) Δ T (1)

Dies führt zum Auftreten eines EMF der Induktion. Nach dem Gesetz von Faraday

Aufgrund der Problemlage vernachlässigen wir die Selbstinduktion des Stromkreises. Nach dem Ohmschen Gesetz für einen geschlossenen Stromkreis schreiben wir für den im Stromkreis auftretenden Strom den Ausdruck:

Die Amperekraft wirkt auf stromdurchflossene Leiter in einem Magnetfeld, deren Module untereinander gleich sind und gleich dem Produkt aus Stromstärke, Modul des magnetischen Induktionsvektors und der Länge des Leiters sind. Da der Kraftvektor senkrecht zur Stromrichtung steht, ist dann sinα = 1

F 1 = F 2 = ICH · B · l (4)

Auf die Stäbe wirkt weiterhin die Bremskraft der Reibung,

F tr = μ M · G (5)

Unter der Bedingung wird gesagt, dass sich die Stäbe gleichmäßig bewegen, was bedeutet, dass die geometrische Summe der auf jeden Stab ausgeübten Kräfte gleich Null ist. Auf den zweiten Stab wirken nur die Ampere-Kraft und die Reibungskraft. Daher gilt: F tr = F 2 , unter Berücksichtigung (3), (4), (5)

Lassen Sie uns von hier aus die relative Geschwindigkeit ausdrücken

Ersetzen Sie die Zahlenwerte:

Antworten: 2 m/s.

In einem Experiment zur Untersuchung des photoelektrischen Effekts fällt Licht mit einer Frequenz von ν = 6,1 · 10 14 Hz auf die Kathodenoberfläche, wodurch im Stromkreis ein Strom entsteht. Aktuelles Abhängigkeitsdiagramm ICH aus Stromspannung U zwischen Anode und Kathode ist in der Abbildung dargestellt. Welche Leistung hat das einfallende Licht? R, wenn im Durchschnitt eines von 20 auf die Kathode einfallenden Photonen ein Elektron ausschaltet?

Lösung

Per Definition ist die Stromstärke eine physikalische Größe, die numerisch der Ladung entspricht Q Durchgang durch den Querschnitt des Leiters pro Zeiteinheit T:

ICH =	Q	(1).
	T

Wenn alle aus der Kathode herausgeschlagenen Photoelektronen die Anode erreichen, erreicht der Strom im Stromkreis die Sättigung. Die Gesamtladung, die durch den Querschnitt des Leiters fließt, kann berechnet werden

Q = N e · e · T (2),

Wo e ist der Elektronenladungsmodul, N e– die Anzahl der Photoelektronen, die in 1 s aus der Kathode geschlagen werden. Gemäß der Bedingung schlägt eines von 20 auf die Kathode einfallenden Photonen ein Elektron aus. Dann

Wo N f ist die Anzahl der Photonen, die in 1 s auf die Kathode einfallen. Der maximale Strom beträgt in diesem Fall

Unsere Aufgabe besteht darin, die Anzahl der auf die Kathode einfallenden Photonen zu ermitteln. Es ist bekannt, dass die Energie eines Photons gleich ist E f = H · v, dann die Leistung des einfallenden Lichts

Nach Einsetzen der entsprechenden Mengen erhalten wir die endgültige Formel

P = N F · H · v =

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