На выполнение экзаменационной работы по физике отводится 3 часа (180 минут). Экзаменационная работа включает в себя 22 задания.
Ответы к заданиям 1, 2, 4, 12–14 и 16 записываются в виде последовательности цифр. Ответом к заданиям 3, 5 и 15 является одна цифра, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответы к заданиям 6–11 записываются в виде целого числа или конечной десятичной дроби с учётом указанных в ответе единиц. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в бланк ответов № 1. Единицы измерения в ответе указывать не надо.
К заданиям 17–22 следует дать развёрнутый ответ. Задания выполняются на бланке ответов № 2. Запишите сначала номер задания, а затем ответ на него. Ответы записывайте чётко и разборчиво. Задание 17 экспериментальное, и для его выполнения необходимо воспользоваться лабораторным оборудованием.
При вычислениях разрешается использовать линейку и непрограммируемый калькулятор.
Все бланки заполняются яркими чёрными чернилами. Допускается использование гелевой или капиллярной ручки.
При выполнении заданий можно пользоваться черновиком. Записи в черновике, а также в тексте контрольных измерительных материалов не учитываются при оценивании работы.
Баллы, полученные Вами за выполненные задания, суммируются.Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.
После завершения работы проверьте, чтобы ответ на каждое задание в бланках ответов № 1 и № 2 был записан под правильным номером.
Желаем успеха!
Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться Вам при выполнении работы.
Ответом к заданиям 1, 2, 4, 12, 13, 14 и 16 является последовательность цифр. Последовательность цифр записывайте без пробелов, запятых и других дополнительных символов. Ответом к заданиям 3, 5 и 15 является одна цифра, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответом к заданиям 6–11 является число. Единицы измерения в ответе указывать не надо. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Ответы на задания 17–22 запишите на БЛАНКЕ ОТВЕТОВ № 2.
1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами физических величин в Международной системе единиц (СИ). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) удельная теплота сгорания топлива
Б) внутренняя энергия
В) удельная теплоёмкость вещества
ЕДИНИЦЫ
1) джоуль (1 Дж)
2) джоуль на килограмм (1 Дж/кг)
3) джоуль на килограмм – градус Цельсия (1 Дж/кг⋅°С)
4) джоуль на градус Цельсия (1 Дж°С)
5) джоуль – килограмм (1 Дж · кг)
А Б В
Ответ:
213
Номер: 266A17
2. Установите соответствие между техническими устройствами и физическими закономерностями, лежащими в основе принципа их действия.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию
из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
А) U-образный манометр
Б) пружинный динамометр
ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
1) зависимость гидростатического давления от высоты столба жидкости
2) условие равновесия рычага
3) зависимость силы упругости от степени деформации тела
4) изменение атмосферного давления при подъёме в горы
А Б
Ответ:
13
Номер: 220AE8
3. Балалайку настроили в тёплом помещении, а затем вынесли на улицу в морозный день. Звучание балалайки изменилось. Благодаря какому явлению наблюдалось изменение звучания?
1) малая сжимаемость твёрдых тел
2) тепловое расширение/сжатие твёрдых тел
3) тепловое равновесие твёрдых тел
4) передача давления твёрдыми телами
Ответ:
2
Номер: 0D9588
4. Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова из приведённого списка.
Свинцовый шар подняли на некоторую высоту над свинцовой плитой и отпустили (рис. а). При падении (А)__________ энергия шара возрастает, а (Б)__________ энергия уменьшается. После того как шар ударился о свинцовую плиту, он остановился (рис. б). Механическая энергия, которой обладал шар в начале опыта, переходит в (В)__________ энергию. При этом изменяется кинетическая энергия частиц свинца. Если измерить температуру шара и плиты сразу после удара, то обнаружится, что они нагрелись. При нагревании тела увеличивается средняя скорость движения частиц. Значит, (Г)__________ их средняя кинетическая энергия.
Список слов:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
4) распространяется
5) внутренняя
6) кинетическая
7) потенциальная
8) механическая
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
6751
Номер: 345987
5. Спасательный круг обычно делают из материала, плотность которого меньше плотности воды. Возможно ли сделать спасательный круг из стали?
1) Нельзя, так как плотность стали больше плотности воды, и спасательный круг утонет.
2) Нельзя, так как в воде будет происходить коррозия стали.
3) Можно, если использовать металл, плотность которого равна плотности воды.
4) Можно, при условии, что стальной круг полый внутри, не пропускает воду и средняя плотность круга меньше плотности воды.
КЭС: 1.23 Закон Архимеда. Формула для определения выталкивающей силы, действующей на тело, погружённое в жидкость или газ. Условие плавания тела. Плавание судов и воздухоплавание
Ответ:
4
Номер: 7FC786
6. На рисунке представлен график зависимости смещения груза х от времени t при колебаниях маятника.
Чему равна частота колебаний маятника?
Гц
Ответ:
0,25
Номер: C8D96A
7. На рисунке изображён подвижный блок, с помощью которого, прикладывая к свободному концу нити силу величиной 30 Н, равномерно поднимают груз.
Чему равна масса поднимаемого груза, если трением пренебречь и блок считать невесомым?
кг
Ответ:
6
Номер: B4A73B
8. КПД тепловой машины равен 25%. Какую работу совершила машина, если при сгорании топлива выделилось количество теплоты, равное 1 МДж?
кДж
Ответ:
250
* 1000 000 *0,25= 250 000 Дж = 250 кДж
Номер: CBD544
9.
В электрической цепи (см. рисунок) вольтметр V1 показывает напряжение 4 В, вольтметр V2 – напряжение 2,5 В. Каково напряжение на лампе?
В
Ответ:
4
Номер: 19303B
10. На рисунке представлен график зависимости силы электрического тока I, текущего по проводнику, от времени t.
Чему равен модуль заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника в интервале времени от 80 до 100 с?
Кл
Ответ:
40
*I=q/t
q=I*t=2*20=40 Кл
Номер: 786286
11. Каково зарядовое число частицы Х, которая испускается в результате реакции:
199F + 11p = 168O + X?
Ответ:
2
Номер: 5BA43D
12. На равномерно вращающемся диске жук переместился из точки А в точку В (см. рисунок). Как при этом изменились линейная скорость жука и частота его обращения вокруг оси O?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Скорость / Частота
Ответ:
13
Номер: 11DF89
13. Предмет придвинули к плоскому зеркалу. Как изменились при этом размер изображения и расстояние от зеркала до изображения?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Размер изображения предмета (относительно размера предмета) / Расстояние от зеркала до изображения
Ответ:
32
Номер: 20565D
14. На рисунке представлен схематичный график зависимости температуры t от времени τ при непрерывном нагревании и последующем непрерывном охлаждении вещества, первоначально находившегося в твёрдом состоянии.
Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Участок БВ графика соответствует процессу плавления вещества.
2) Участок ГД графика соответствует охлаждению вещества в твёрдом состоянии.
3) В процессе перехода вещества из состояния А в состояние Б внутренняя энергия вещества не изменяется.
4) В состоянии, соответствующем точке Е на графике, вещество находится целиком в жидком состоянии.
5) В процессе перехода вещества из состояния Д в состояние Ж внутренняя энергия вещества уменьшается.
Ответ:
15
Номер: 3BC98D
15. На границе воздух-стекло световой луч частично отражается, частично преломляется (см. рисунок).
Угол преломления равен примерно
1) 10о
2) 15о
3) 85о
4) 80о
Ответ:
1
Номер: B6FB83
16. 
Учитель на уроке, используя два параллельных провода, ключ, источник тока и соединительные провода, собрал электрическую схему для исследования взаимодействия двух проводников с электрическим током
(см. рисунок). Условия проведения опытов и наблюдаемое взаимодействие проводников представлены на рисунках.
Опыт 1. Взаимодействие проводников при пропускании через них электрического тока I1 в одном направлении
Опыт 2. Взаимодействие проводников при пропускании через них электрического тока I2 > I1 в одном направлении
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.
1) Параллельные проводники с электрическим током притягиваются, если токи протекают в одном направлении.
2) Параллельные проводники с электрическим током отталкиваются, если токи протекают в противоположных направлениях.
3) При увеличении расстояния между проводниками взаимодействие проводников ослабевает.
4) При увеличении силы тока взаимодействие проводников усиливается.
5) Вокруг каждого из проводников с током возникает магнитное поле.
Ответ:
14
Номер: 6D6680
Для ответов на задания 17–22 используйте БЛАНК ОТВЕТОВ № 2. Запишите сначала номер задания (17, 18 и т.д.), а затем ответ на него.
Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр № 1 с пределом измерения, равным 1 Н, для измерения силы трения и динамометр № 2
с пределом измерения, равным 5 Н, для измерения силы нормального давления, набор из трёх грузов, направляющую рейку А, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы трения скольжения между кареткой и поверхностью горизонтальной рейки от силы нормального давления. Определите силу трения скольжения, помещая на каретку поочерёдно один, два и три груза. Для определения веса каретки
с грузом(-ами) воспользуйтесь динамометром. Абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра № 1 принять равной ±0,02 Н,
а динамометра № 2 принять равной ±0,1 Н.
В бланке ответов:
1) сделайте рисунок или описание экспериментальной установки;
2) укажите результаты измерений веса каретки с грузом(-ами) и силы трения скольжения с учётом погрешности измерения для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
3) сформулируйте вывод о зависимости силы трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки от силы нормального давления.
Ответ:
Номер: 324191
Полный ответ на задания 18 и 19 должен содержать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование.
Прочитайте текст и выполните задание 18.
Закон эквивалентности работы и тепла
В 1807 г. физик Ж. Гей-Люссак, изучавший свойства газов, поставил простой опыт. Давно было известно, что сжатый газ, расширяясь, охлаждается. Гей-Люссак заставил газ расширяться в пустоту – в сосуд, воздух из которого был предварительно откачан (рисунок 1). К его удивлению, никакого понижения температуры не произошло, температура газа не изменилась. Исследователь не мог объяснить результат: почему один и тот же газ, одинаково сжатый, расширяясь, охлаждается, если его выпускать прямо в атмосферу, и не охлаждается, если его выпускать в пустой сосуд, где давление равно нулю.
Рисунок 1. Опыт Гей-Люссака
В опыте Гей-Люссака в стеклянном двенадцатилитровом баллоне А находится воздух, из такого же баллона В воздух откачан. С и D – чувствительные термометры. После открытия крана Е воздух перетекает в баллон В, пока в обоих баллонах не устанавливается одинаковое давление.
Объяснить опыт удалось немецкому врачу Роберту Майеру. У Майера возникла мысль, что работа и количество теплоты могут превращаться друг в друга. Эта замечательная идея сразу дала возможность Майеру сделать ясным загадочный результат в опыте Гей-Люссака: если количество теплоты и работа взаимно превращаются, то при расширении газа в пустоту, когда он не совершает никакой работы, так как нет никакой силы (давления), противодействующей увеличению его объёма, газ и не должен охлаждаться. Если же при расширении газа ему приходится совершать работу против внешнего давления, его температура должна понижаться.
Замечательный результат Майера был много раз подтверждён прямыми измерениями. Особое значение имели опыты Джоуля, который измерял количество теплоты, необходимое для нагревания жидкости вращающейся в ней мешалкой (рисунок 2). Одновременно измерялись
и работа, затраченная на вращение мешалки, и количество теплоты, полученное жидкостью. Как ни менялись условия опыта (брались разные жидкости, разные сосуды и мешалки), результат был один и тот же: всегда работа, совершённая при падении груза, в пределах точности эксперимента равнялась количеству теплоты, выделившемуся в жидкости.
Рисунок 2. Упрощённая схема опыта Джоуля по определению механического эквивалента теплоты
18. В одном из опытов Джоуля перемешивалось 7 кг воды. Мешалка приводилась в движение двумя грузами по 14 кг каждый, которые опускались на 2 м по вертикали. Затем Джоуль поднимал грузы вверх и повторял опыт. Изменится ли, и если изменится, то на сколько, температура воды при 20-кратном повторении опыта? Ответ поясните.
Ответ:
1. Изменится.
2. По факту потенциальную энергию груза превращали в механическую энергию вращающихся лопастей. Она уходила на нагрев воды и были само собой потери. Каждый раз при проведении опыта температура повышалась на сколько то градусов исходя из удельной теплоемкости воды и ее массы. При проведении опыта в течение 20 раз должны были зафиксировать 20 кратное увеличение повышения температуры относительно показаний в первом опыте.
Номер: 9FDB4A
19. Камень лежит на дне сосуда, полностью погружённый в воду (см. рисунок). Изменится ли (и если изменится, то как) сила давления камня на дно, если в воду добавить поваренную соль? Ответ поясните.
Ответ:
Давление камня на дно уменьшится.
Пояснение. Сила давления камня на дно равна разности силы тяжести и силы Архимеда:
P = mg - FA = mg - pgV,
где m — масса тела,
V — его объем,
g = 10 м/с2, а
p — плотность жидкости. Если в воду добавить поваренную соль, то плотность солевого раствора будет больше, чем плотность пресной воды. Увеличение плотности жидкости приведет к увеличению силы Архимеда, при этом сила тяжести, действующая на камень, не изменится. В результате увеличения силы Архимеда, сила давления камня на дно уменьшится.
Номер: 8B14B3
Для заданий 20–22 необходимо записать полное решение, включающее запись краткого условия задачи (Дано), запись формул, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования и расчёты, приводящие к числовому ответу.
20. Три одинаковых резистора включаются в сеть постоянного напряжения сначала при параллельном соединении, а затем при последовательном. При параллельном подключении за 1 мин. резисторы потребляют некоторое количество электрической энергии. За какое время проводники потребляют такую же энергию при последовательном подключении?
Ответ:
Дано: R1=R2=R3 t пар = 1 мин
Найти: t посл. - ?
Решение:
Найдем вначале соотношение сопротивлений при последовательном и параллельном соединении, за эквивалент возьмем сопротивление R1
R пос. =R1+R2+R3 = 3R1 последовательное подключение
`1/R=1/R1+1/R2+1/R3`
`R пар. =1/3 * R1` параллельное подключение. Найдем соотношение мощностей, зная что на участке цепи падает одно и тоже напряжение.
U = Rпар. * Iпар.
U = Rпос. * Iпос.
`1/3 * R1* Iпар. = 3R1 * Iпос.`
I пар. = 9*I пос., то есть ток в 9 раз выше при параллельном подключении
тоже самое можно сказать и про мощность, так как падение напряжения одинаковое, а ток выше.
P= UI. В итоге не важно сколько времени мы будем сравнивать выделение тепла для параллельного и последовательного подключения, но его будет также в 9 раз больше выделяться при параллельном подключении. то есть 1*9= 9 мин
Ответ: 9 мин
Номер: 1878E5
21. Электровоз движется с постоянной скоростью 46,8 км/ч, развивая при этой скорости силу тяги 216 кН. КПД двигателя электровоза 78%. Чему равна сила тока в обмотке электродвигателя, если напряжение сети 3000 В?
Ответ:
Дано: V = 46,8 км/ч; F = 216 кН, КПД = 78% / 100% = 0,78;
Найти:N -?
Решение:
Для решения задачи переведём км/ч в м/с, а кН в Н, так как Вт это Вт=Дж/с, то мы должны узнать сколько энергии тратим за 1 секунду, чтобы получить мощность электровоза, а потом узнать ток N=UI. (P=UI)
V = 46,8 км/ч = 46800м/ 3600 с = 13 м/с;
F = 216 кН = 216000 Н.
Вычислим мощность, которая необходима для поддержания движения
N = V * F = 13 * 216000 = 2808000 Вт.
Найдём мощность электровоза при выполнении этой работы
КПД = 78%/100% = 0,78;
Nэ = `N/(КПД)=2808000/0.78` = 3600000 Вт.
Найдём ток в двигателе
I = `(Nэ)/U=3600000/300`= 12000А.
ток в обмотке двигателя 12000 А.
Ответ: 12000 А
Номер: 6A0B99
22. Стальной молот падает с некоторой высоты, забивает сваю и нагревается при ударе на 0,1 °С. При этом на нагревание молота идёт 50% энергии. С какой высоты падает молот? Удар считать абсолютно неупругим.
Ответ:
Дано: удельная теплоемкость стали (табличное значение, взятое из справочных сведений) — $c=500$ Дж/кг⋅ºС; часть энергии, расходуемой на нагревание молота — $\eta =0,5$; изменение температуры детали — $\Delta t=0,1$ ºС.
Найти: с какой высоты падает молот — $h-?$.
Решение. При работе молота происходит цепочка превращений энергии: потенциальная энергия молота → кинетическая энергия молота → внутренняя энергия молота и детали. На нагревание детали уходит $\eta =0,5$ энергии, выделяющейся при ударе, значит это количество теплоты можно найти как часть от той потенциальной энергии, которой обладал молот в момент начала движения
$cm\Delta t=\eta mgh$.
Сокращаем общий множитель — массу молота $m$ и находим высоту с которой падает молот
$c\Delta t=\eta gh$,
$h=\frac{c\Delta t}{\eta g}$,
$h=\frac{500 \cdot 0,1}{0,5 \cdot 10}=10$ м.
Ответ: молот падает с высоты 10 м.
Номер: E8F737
Не забудьте перенести все ответы в бланки ответов № 1 и № 2 в соответствии с инструкцией по выполнению работы.
Проверьте, чтобы каждый ответ был записан рядом с номером соответствующего задания.
