Préparation à l'OGE et à l'examen d'État unifié
Enseignement secondaire général
Ligne UMK A. V. Grachev. Physique (10-11) (basique, avancé)
Ligne UMK A. V. Grachev. Physique (7-9)
Ligne UMK A. V. Perychkine. Physique (7-9)
Préparation à l'examen de physique : exemples, solutions, explications
Nous analysons les tâches de l'examen de physique (Option C) avec le professeur.Lebedeva Alevtina Sergeevna, professeur de physique, expérience professionnelle 27 ans. Certificat d'honneur Ministère de l'éducation de la région de Moscou (2013), Gratitude du chef du district municipal de Voskresensky (2015), Diplôme du président de l'Association des professeurs de mathématiques et de physique de la région de Moscou (2015).
Le travail présente des tâches différents niveaux difficulté : basique, avancé et élevé. Les tâches de niveau de base sont des tâches simples qui testent l'assimilation des concepts, modèles, phénomènes et lois physiques les plus importants. Les tâches de niveau avancé visent à tester la capacité d'utiliser les concepts et les lois de la physique pour l'analyse divers processus et phénomènes, ainsi que la capacité de résoudre des problèmes pour l'application d'une ou deux lois (formules) sur l'un des sujets cours d'école la physique. Au travail 4 tâches de la partie 2 sont des tâches haut niveau complexité et tester la capacité d'utiliser les lois et les théories de la physique dans une situation modifiée ou nouvelle. L'accomplissement de telles tâches nécessite l'application des connaissances de deux trois sections de la physique à la fois, c'est-à-dire haut niveau de formation. Cette option coïncide totalement version de démonstration Examen d'État unifié 2017, devoirs tirés de la banque ouverte de devoirs de l'examen d'État unifié.
La figure montre un graphique de la dépendance du module de vitesse au temps t. Déterminez à partir du graphique le chemin parcouru par la voiture dans l'intervalle de temps de 0 à 30 s.
Solution. Le chemin parcouru par la voiture dans l'intervalle de temps de 0 à 30 s est défini le plus simplement comme l'aire d'un trapèze dont les bases sont les intervalles de temps (30 - 0) = 30 s et (30 - 10) = 20 s, et la hauteur est la vitesse v= 10 m/s, soit
| S = | (30 + 20) Avec | 10 m/s = 250 m. |
| 2 |
Répondre. 250 mètres
Une masse de 100 kg est soulevée verticalement vers le haut avec une corde. La figure montre la dépendance de la projection de vitesse V charge sur l'axe dirigé vers le haut, à partir du moment t. Déterminer le module de tension du câble pendant le levage.
Solution. Selon la courbe de projection de vitesse v charge sur un axe dirigé verticalement vers le haut, à partir du temps t, vous pouvez déterminer la projection de l'accélération de la charge
| un = | ∆v | = | (8 – 2) m/s | \u003d 2 m / s 2. |
| ∆t | 3 s |
La charge est exercée par : la gravité dirigée verticalement vers le bas et la force de tension du câble dirigée le long du câble verticalement vers le haut, voir fig. 2. Écrivons l'équation de base de la dynamique. Utilisons la deuxième loi de Newton. La somme géométrique des forces agissant sur un corps est égale au produit de la masse du corps et de l'accélération qui lui est transmise.
+ = (1)
Ecrivons l'équation de la projection des vecteurs dans le référentiel associé à la terre, l'axe OY sera dirigé vers le haut. La projection de la force de tension est positive, puisque la direction de la force coïncide avec la direction de l'axe OY, la projection de la force de gravité est négative, puisque le vecteur force est opposé à l'axe OY, la projection du vecteur accélération est également positif, de sorte que le corps se déplace avec une accélération vers le haut. Nous avons
J – mg = maman (2);
d'après la formule (2) le module de la force de traction
J = m(g + un) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.
Répondre. 1200N
Le corps est traîné le long d'une surface horizontale rugueuse à une vitesse constante, dont le module est de 1,5 m/s, en lui appliquant une force comme indiqué sur la figure (1). Dans ce cas, le module de la force de frottement glissant agissant sur le corps est de 16 N. Quelle est la puissance développée par la force F?
Solution. Imaginons le processus physique spécifié dans l'état du problème et faisons un dessin schématique indiquant toutes les forces agissant sur le corps (Fig. 2). Écrivons l'équation de base de la dynamique.
Tr + + = (1)
Après avoir choisi un référentiel associé à une surface fixe, on écrit les équations de projection des vecteurs sur les axes de coordonnées choisis. Selon l'état du problème, le corps se déplace uniformément, puisque sa vitesse est constante et égale à 1,5 m/s. Cela signifie que l'accélération du corps est nulle. Deux forces agissent horizontalement sur le corps : force de frottement de glissement tr. et la force avec laquelle le corps est traîné. La projection de la force de frottement est négative, car le vecteur de force ne coïncide pas avec la direction de l'axe X. Projection de force F positif. Nous vous rappelons que pour trouver la projection, nous abaissons la perpendiculaire du début et de la fin du vecteur à l'axe sélectionné. Dans cette optique, nous avons : F cos- F tr = 0 ; (1) exprimer la projection de force F, Ce F cosα = F tr = 16 N; (2) alors la puissance développée par la force sera égale à N = F cosα V(3) Faisons un remplacement, en tenant compte de l'équation (2), et substituons les données correspondantes dans l'équation (3) :
N\u003d 16 N 1,5 m / s \u003d 24 W.
Répondre. 24W.
Une charge fixée sur un ressort léger d'une raideur de 200 N/m oscille verticalement. La figure montre un tracé du décalage X cargaison de temps t. Déterminez le poids de la charge. Arrondissez votre réponse au nombre entier le plus proche.
Solution. Le poids sur le ressort oscille verticalement. Selon la courbe de déplacement de charge X de temps t, déterminer la période d'oscillation de la charge. La période d'oscillation est J= 4 s ; de la formule J= 2π on exprime la masse m cargaison.
| = | J | ; | m | = | J 2 | ; m = k | J 2 | ; m= 200 H/m | (4 s) 2 | = 81,14 kg ≈ 81 kg. |
| 2π | k | 4π 2 | 4π 2 | 39,438 |
Répondre: 81 kg.
La figure montre un système de deux blocs légers et un câble en apesanteur, avec lequel vous pouvez équilibrer ou soulever une charge de 10 kg. Le frottement est négligeable. Sur la base de l'analyse de la figure ci-dessus, sélectionnez deuxdéclarations vraies et indiquez leurs numéros dans la réponse.
- Afin de maintenir la charge en équilibre, vous devez agir sur l'extrémité de la corde avec une force de 100 N.
- Le système de blocs représenté sur la figure ne permet pas de gagner en résistance.
- h, vous devez tirer une section de corde d'une longueur de 3 h.
- Soulever lentement une charge à une hauteur hh.
Solution. Dans cette tâche, il est nécessaire de rappeler des mécanismes simples, à savoir des blocs : un mobile et un fixe. Le bloc mobile donne un gain de force deux fois, tandis que la section de la corde doit être tirée deux fois plus longtemps, et le bloc fixe sert à rediriger la force. Au travail, les mécanismes simples de gagner ne donnent pas. Après avoir analysé le problème, nous sélectionnons immédiatement les déclarations nécessaires :
- Soulever lentement une charge à une hauteur h, vous devez tirer une section de corde d'une longueur de 2 h.
- Afin de maintenir la charge en équilibre, vous devez agir sur l'extrémité de la corde avec une force de 50 N.
Répondre. 45.
Un poids en aluminium, fixé sur un fil en apesanteur et inextensible, est complètement immergé dans un récipient rempli d'eau. La charge ne touche pas les parois et le fond de la cuve. Ensuite, une charge de fer est immergée dans le même récipient avec de l'eau dont la masse est égale à la masse de la charge d'aluminium. Comment le module de la force de tension du fil et le module de la force de gravité agissant sur la charge vont-ils changer en conséquence ?
- augmente;
- Diminue ;
- Ne change pas.
Solution. Nous analysons l'état du problème et sélectionnons les paramètres qui ne changent pas au cours de l'étude: il s'agit de la masse du corps et du liquide dans lequel le corps est immergé sur les fils. Après cela, il est préférable de faire un dessin schématique et d'indiquer les forces agissant sur la charge : la force de la tension du fil F contrôle, dirigé le long du fil vers le haut; gravité dirigée verticalement vers le bas ; Force d'Archimède un, agissant du côté du liquide sur le corps immergé et dirigé vers le haut. Selon l'état du problème, la masse des charges est la même, par conséquent, le module de la force de gravité agissant sur la charge ne change pas. Étant donné que la densité des marchandises est différente, le volume sera également différent.
| V = | m | . |
| p |
La densité du fer est de 7800 kg / m 3 et la charge en aluminium est de 2700 kg / m 3. Ainsi, V et< Virginie. Le corps est en équilibre, la résultante de toutes les forces agissant sur le corps est nulle. Orientons l'axe de coordonnées OY vers le haut. Nous écrivons l'équation de base de la dynamique, en tenant compte de la projection des forces, sous la forme F ex + FA – mg= 0 ; (1) On exprime la force de traction F extr = mg – FA(2); La force d'Archimède dépend de la densité du liquide et du volume de la partie immergée du corps FA = ρ gV p.h.t. (3); La densité du liquide ne change pas et le volume du corps en fer est inférieur V et< Virginie, donc la force d'Archimède agissant sur la charge de fer sera moindre. Nous tirons une conclusion sur le module de la force de tension du fil, en travaillant avec l'équation (2), il augmentera.
Répondre. 13.
Masse de la barre m glisse sur un plan incliné rugueux fixe avec un angle α à la base. Le module d'accélération de la barre est égal à un, le module de vitesse de la barre augmente. La résistance de l'air peut être négligée.
Établir une correspondance entre les grandeurs physiques et les formules avec lesquelles elles peuvent être calculées. Pour chaque position de la première colonne, sélectionnez la position correspondante dans la deuxième colonne et notez les numéros sélectionnés dans le tableau sous les lettres correspondantes.
B) Le coefficient de frottement de la barre sur le plan incliné
3) mg cosα
| 4) sinα - | un |
| g cosα |
Solution. Cette tâche nécessite l'application des lois de Newton. Nous vous recommandons de faire un dessin schématique; indiquent toutes les caractéristiques cinématiques du mouvement. Si possible, décrivez le vecteur d'accélération et les vecteurs de toutes les forces appliquées au corps en mouvement ; rappelez-vous que les forces agissant sur le corps sont le résultat de l'interaction avec d'autres corps. Ensuite, écrivez l'équation de base de la dynamique. Choisissez un système de référence et notez l'équation résultante pour la projection des vecteurs de force et d'accélération;
Suite à l'algorithme proposé, nous allons faire un dessin schématique (Fig. 1). La figure montre les forces appliquées au centre de gravité de la barre, et les axes de coordonnées du système de référence associé à la surface du plan incliné. Puisque toutes les forces sont constantes, le mouvement de la barre sera également variable avec l'augmentation de la vitesse, c'est-à-dire le vecteur d'accélération est dirigé dans la direction du mouvement. Choisissons la direction des axes comme indiqué sur la figure. Inscrivons les projections des forces sur les axes sélectionnés.
Écrivons l'équation de base de la dynamique :
Tr + = (1)
Écrivons cette équation (1) pour la projection des forces et de l'accélération.
Sur l'axe OY : la projection de la force de réaction de l'appui est positive, puisque le vecteur coïncide avec la direction de l'axe OY N y = N; la projection de la force de frottement est nulle puisque le vecteur est perpendiculaire à l'axe ; la projection de la gravité sera négative et égale à mgy= – mg cosα ; projection du vecteur d'accélération un y= 0, puisque le vecteur accélération est perpendiculaire à l'axe. Nous avons N – mg cosα = 0 (2) à partir de l'équation, nous exprimons la force de réaction agissant sur la barre du côté du plan incliné. N = mg cosα (3). Inscrivons les projections sur l'axe OX.
Sur l'axe OX : projection de force N est égal à zéro puisque le vecteur est perpendiculaire à l'axe OX ; La projection de la force de frottement est négative (le vecteur est dirigé dans le sens opposé par rapport à l'axe sélectionné) ; la projection de la pesanteur est positive et égale à mgx = mg sinα(4) de triangle rectangle. Projection d'accélération positive un x = un; Puis on écrit l'équation (1) en tenant compte de la projection mg sinα- F tr = maman (5); F tr = m(g sinα- un) (6); Rappelez-vous que la force de frottement est proportionnelle à la force de pression normale N.
A-prieuré F tr = µ N(7), on exprime le coefficient de frottement de la barre sur le plan incliné.
| μ = | F tr | = | m(g sinα- un) | = tanα – | un | (8). |
| N | mg cosα | g cosα |
Nous sélectionnons les positions appropriées pour chaque lettre.
Répondre. A-3 ; B-2.
Tâche 8. L'oxygène gazeux se trouve dans un récipient d'un volume de 33,2 litres. La pression du gaz est de 150 kPa, sa température est de 127°C. Déterminer la masse de gaz dans ce récipient. Exprime ta réponse en grammes et arrondis au nombre entier le plus proche.
Solution. Il est important de prêter attention à la conversion des unités au système SI. Convertir la température en Kelvin J = t°С + 273, volume V\u003d 33,2 l \u003d 33,2 10 -3 m 3; Nous traduisons la pression P= 150 kPa = 150 000 Pa. Utilisation de l'équation d'état des gaz parfaits
exprimer la masse du gaz.
Assurez-vous de prêter attention à l'unité dans laquelle on vous demande d'écrire la réponse. Il est très important.
Répondre. 48
Tâche 9. Un gaz monoatomique idéal en une quantité de 0,025 mol expansé de manière adiabatique. Dans le même temps, sa température est passée de +103°С à +23°С. Quel est le travail effectué par le gaz ? Exprime ta réponse en Joules et arrondis au nombre entier le plus proche.
Solution. Premièrement, le gaz est un nombre monoatomique de degrés de liberté je= 3, deuxièmement, le gaz se dilate de manière adiabatique - cela signifie qu'il n'y a pas de transfert de chaleur Q= 0. Le gaz fonctionne en réduisant l'énergie interne. Dans cet esprit, nous écrivons la première loi de la thermodynamique sous la forme 0 = ∆ tu + UN G; (1) on exprime le travail du gaz UN g = –∆ tu(2); Nous écrivons le changement d'énergie interne pour un gaz monoatomique comme
Répondre. 25 J.
L'humidité relative d'une portion d'air à une certaine température est de 10 %. Combien de fois faut-il changer la pression de cette portion d'air pour que son humidité relative augmente de 25 % à température constante ?
Solution. Les questions liées à la vapeur saturée et à l'humidité de l'air posent le plus souvent des difficultés aux écoliers. Utilisons la formule pour calculer l'humidité relative de l'air
Selon l'état du problème, la température ne change pas, ce qui signifie que la pression de vapeur saturante reste la même. Écrivons la formule (1) pour deux états de l'air.
φ 1 \u003d 10%; φ 2 = 35 %
Nous exprimons la pression atmosphérique à partir des formules (2), (3) et trouvons le rapport des pressions.
| P 2 | = | φ 2 | = | 35 | = 3,5 |
| P 1 | φ 1 | 10 |
Répondre. La pression doit être augmentée de 3,5 fois.
La substance chaude à l'état liquide était lentement refroidie dans un four de fusion à puissance constante. Le tableau montre les résultats des mesures de la température d'une substance au fil du temps.
Choisissez parmi la liste proposée deux déclarations qui correspondent aux résultats des mesures et indiquent leurs numéros.
- Le point de fusion de la substance dans ces conditions est de 232°C.
- Dans 20 Minutes. après le début des mesures, la substance n'était plus qu'à l'état solide.
- La capacité calorifique d'une substance à l'état liquide et solide est la même.
- Après 30 min. après le début des mesures, la substance n'était plus qu'à l'état solide.
- Le processus de cristallisation de la substance a duré plus de 25 minutes.
Solution. Comme la substance est refroidie, elle énergie interne diminué. Les résultats des mesures de température permettent de déterminer la température à laquelle la substance commence à cristalliser. Tant qu'une substance passe d'un état liquide à un état solide, la température ne change pas. Sachant que la température de fusion et la température de cristallisation sont les mêmes, on choisit l'énoncé :
1. Le point de fusion d'une substance dans ces conditions est de 232°C.
La deuxième affirmation correcte est :
4. Après 30 min. après le début des mesures, la substance n'était plus qu'à l'état solide. Étant donné que la température à ce moment est déjà inférieure à la température de cristallisation.
Répondre. 14.
Dans un système isolé, le corps A a une température de +40°C et le corps B a une température de +65°C. Ces corps sont mis en contact thermique les uns avec les autres. Après un certain temps, l'équilibre thermique est atteint. Comment la température du corps B et l'énergie interne totale des corps A et B ont-elles changé en conséquence ?
Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :
- Augmenté;
- Diminué;
- N'a pas changé.
Écrivez dans le tableau les nombres sélectionnés pour chaque quantité physique. Les nombres dans la réponse peuvent être répétés.
Solution. Si, dans un système isolé de corps, aucune transformation d'énergie ne se produit à l'exception de l'échange de chaleur, alors la quantité de chaleur dégagée par les corps dont l'énergie interne diminue est égale à la quantité de chaleur reçue par les corps dont l'énergie interne augmente. (Selon la loi de conservation de l'énergie.) Dans ce cas, l'énergie interne totale du système ne change pas. Les problèmes de ce type sont résolus sur la base de l'équation du bilan thermique.
| ∆U = ∑ | n | ∆U je = 0 (1); |
| je = 1 |
où ∆ tu- modification de l'énergie interne.
Dans notre cas, du fait du transfert de chaleur, l'énergie interne du corps B diminue, ce qui signifie que la température de ce corps diminue. L'énergie interne du corps A augmente, puisque le corps a reçu la quantité de chaleur du corps B, alors sa température va augmenter. L'énergie interne totale des corps A et B ne change pas.
Répondre. 23.
Proton p, volant dans l'espace entre les pôles de l'électroaimant, a une vitesse perpendiculaire au vecteur d'induction champ magnétique, comme indiqué sur la photo. Où est la force de Lorentz agissant sur le proton dirigée par rapport à la figure (haut, vers l'observateur, loin de l'observateur, bas, gauche, droite)
Solution. Un champ magnétique agit sur une particule chargée avec la force de Lorentz. Afin de déterminer la direction de cette force, il est important de se rappeler règle mnémotechnique main gauche, n'oubliez pas de prendre en compte la charge de la particule. On dirige les quatre doigts de la main gauche le long du vecteur vitesse, pour une particule chargée positivement, le vecteur doit entrer dans la paume perpendiculairement, pouce mis de côté par 90° montre la direction de la force de Lorentz agissant sur la particule. En conséquence, nous avons que le vecteur de force de Lorentz est dirigé loin de l'observateur par rapport à la figure.
Répondre. de l'observateur.
Le module de l'intensité du champ électrique dans un condensateur à air plat d'une capacité de 50 μF est de 200 V/m. La distance entre les plaques du condensateur est de 2 mm. Quelle est la charge du condensateur ? Écrivez votre réponse en µC.
Solution. Convertissons toutes les unités de mesure dans le système SI. Capacité C \u003d 50 μF \u003d 50 10 -6 F, distance entre les plaques d= 2 10 -3 M. Le problème concerne un condensateur à air plat - un dispositif d'accumulation de charge électrique et d'énergie de champ électrique. De la formule de capacité électrique
Où d est la distance entre les plaques.
Exprimons la tension tu=E d(4); Remplacez (4) dans (2) et calculez la charge du condensateur.
q = C · Éd\u003d 50 10 -6 200 0,002 \u003d 20 μC
Faites attention aux unités dans lesquelles vous devez écrire la réponse. Nous l'avons reçu en pendentifs, mais nous le présentons en μC.
Répondre. 20 µC.
L'étudiant a mené l'expérience sur la réfraction de la lumière, présentée sur la photographie. Comment l'angle de réfraction de la lumière se propageant dans le verre et l'indice de réfraction du verre changent-ils avec l'augmentation de l'angle d'incidence ?
- augmente
- Diminue
- Ne change pas
- Notez les nombres sélectionnés pour chaque réponse dans le tableau. Les nombres dans la réponse peuvent être répétés.
Solution. Dans les tâches d'un tel plan, nous rappelons ce qu'est la réfraction. Il s'agit d'un changement de sens de propagation des ondes lors du passage d'un milieu à un autre. Elle est causée par le fait que les vitesses de propagation des ondes dans ces milieux sont différentes. Après avoir déterminé à partir de quel milieu dans quelle lumière se propage, nous écrivons la loi de réfraction sous la forme
| sinα | = | n 2 | , |
| sinβ | n 1 |
Où n 2 - l'indice de réfraction absolu du verre, milieu où va la lumière ; n 1 est l'indice de réfraction absolu du premier milieu, à partir duquel la lumière arrive. Pour l'air n 1 = 1. α est l'angle d'incidence du faisceau sur la surface du demi-cylindre de verre, β est l'angle de réfraction du faisceau dans le verre. De plus, l'angle de réfraction sera inférieur à l'angle d'incidence, car le verre est un milieu optiquement plus dense - un milieu à indice de réfraction élevé. La vitesse de propagation de la lumière dans le verre est plus lente. A noter que les angles sont mesurés à partir de la perpendiculaire restituée au point d'incidence du faisceau. Si vous augmentez l'angle d'incidence, l'angle de réfraction augmentera également. L'indice de réfraction du verre ne changera pas à partir de cela.
Répondre.
Cavalier en cuivre à la fois t 0 = 0 commence à se déplacer à une vitesse de 2 m/s le long de rails conducteurs horizontaux parallèles, aux extrémités desquels une résistance de 10 ohms est connectée. L'ensemble du système est dans un champ magnétique vertical uniforme. La résistance du cavalier et des rails est négligeable, le cavalier est toujours perpendiculaire aux rails. Le flux Ф du vecteur d'induction magnétique à travers le circuit formé par le cavalier, les rails et la résistance change avec le temps t comme indiqué dans le tableau.
À l'aide du graphique, sélectionnez deux affirmations vraies et indiquez leurs numéros dans votre réponse.
- Par le temps t\u003d 0,1 s, la variation du flux magnétique à travers le circuit est de 1 mWb.
- Courant d'induction dans le cavalier dans la plage de t= 0,1 s t= 0,3 s max.
- Le module de l'EMF d'induction qui se produit dans le circuit est de 10 mV.
- L'intensité du courant inductif circulant dans le cavalier est de 64 mA.
- Pour maintenir le mouvement du cavalier, on lui applique une force dont la projection sur la direction des rails est de 0,2 N.
Solution. Selon le graphique de la dépendance du flux du vecteur d'induction magnétique à travers le circuit au temps, nous déterminons les sections où le flux Ф change et où le changement de flux est nul. Cela nous permettra de déterminer les intervalles de temps dans lesquels le courant inductif se produira dans le circuit. Déclaration correcte :
1) A l'heure t= 0,1 s la variation du flux magnétique à travers le circuit est de 1 mWb ∆F = (1 - 0) 10 -3 Wb ; Le module EMF d'induction qui se produit dans le circuit est déterminé à l'aide de la loi EMP
Répondre. 13.
Selon le graphique de la dépendance de l'intensité du courant au temps dans un circuit électrique dont l'inductance est de 1 mH, déterminez le module EMF à auto-induction dans l'intervalle de temps de 5 à 10 s. Écrivez votre réponse en microvolts.
Solution. Convertissons toutes les quantités dans le système SI, c'est-à-dire on traduit l'inductance de 1 mH en H, on obtient 10 -3 H. L'intensité du courant indiquée sur la figure en mA sera également convertie en A en multipliant par 10 -3.
La formule EMF d'auto-induction a la forme
dans ce cas, l'intervalle de temps est donné en fonction de l'état du problème
∆t= 10 s – 5 s = 5 s
secondes et selon le calendrier nous déterminons l'intervalle de changement de courant pendant ce temps :
∆je= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.
Nous substituons des valeurs numériques dans la formule (2), nous obtenons
| Ɛ | \u003d 2 10 -6 V, ou 2 μV.
Répondre. 2.
Deux plaques planes parallèles transparentes sont étroitement pressées l'une contre l'autre. Un faisceau de lumière tombe de l'air sur la surface de la première plaque (voir figure). On sait que l'indice de réfraction de la plaque supérieure est égal à n 2 = 1,77. Établir une correspondance entre les grandeurs physiques et leurs valeurs. Pour chaque position de la première colonne, sélectionnez la position correspondante dans la deuxième colonne et notez les numéros sélectionnés dans le tableau sous les lettres correspondantes.
Solution. Pour résoudre les problèmes de réfraction de la lumière à l'interface entre deux milieux, en particulier les problèmes de passage de la lumière à travers des plaques plan-parallèles, l'ordre de résolution suivant peut être préconisé : faire un dessin indiquant le trajet des rayons provenant d'un moyen à l'autre; au point d'incidence du faisceau à l'interface entre deux milieux, tracer une normale à la surface, marquer les angles d'incidence et de réfraction. Portez une attention particulière à la densité optique du milieu considéré et rappelez-vous que lorsqu'un faisceau lumineux passe d'un milieu optiquement moins dense à un milieu optiquement plus dense, l'angle de réfraction sera inférieur à l'angle d'incidence. La figure montre l'angle entre le faisceau incident et la surface, et nous avons besoin de l'angle d'incidence. Rappelons que les angles sont déterminés à partir de la perpendiculaire restituée au point d'incidence. Nous déterminons que l'angle d'incidence du faisceau sur la surface est de 90° - 40° = 50°, l'indice de réfraction n 2 = 1,77; n 1 = 1 (air).
Écrivons la loi de la réfraction
| sinβ = | sin50 | = 0,4327 ≈ 0,433 |
| 1,77 |
Construisons un chemin approximatif du faisceau à travers les plaques. Nous utilisons la formule (1) pour les bornes 2–3 et 3–1. En réponse on obtient
A) Le sinus de l'angle d'incidence du faisceau sur la frontière 2–3 entre les plaques est 2) ≈ 0,433 ;
B) L'angle de réfraction du faisceau lors du franchissement de la frontière 3–1 (en radians) est 4) ≈ 0,873.
Répondre. 24.
Déterminer combien de particules α et combien de protons sont obtenus à la suite d'une réaction de fusion thermonucléaire
+ → X+ y;
Solution. Pour tous réactions nucléaires les lois de conservation de la charge électrique et du nombre de nucléons sont observées. Notons x le nombre de particules alpha, y le nombre de protons. Faisons des équations
+ → x + y ;
résoudre le système que nous avons X = 1; y = 2
Répondre. 1 – particule α ; 2 - protons.
Le module d'impulsion du premier photon est de 1,32 · 10 -28 kg m/s, soit 9,48 · 10 -28 kg m/s de moins que le module d'impulsion du second photon. Trouver le rapport d'énergie E 2 /E 1 des deuxième et premier photons. Arrondissez votre réponse aux dixièmes.
Solution. L'impulsion du deuxième photon est supérieure à l'impulsion du premier photon par condition, nous pouvons donc imaginer p 2 = p 1 + ∆ p(1). L'énergie du photon peut être exprimée en termes de quantité de mouvement du photon à l'aide des équations suivantes. Ce E = Mc 2(1) et p = Mc(2), puis
E = pc (3),
Où E est l'énergie du photon, p est la quantité de mouvement du photon, m est la masse du photon, c= 3 10 8 m/s est la vitesse de la lumière. Compte tenu de la formule (3), nous avons :
| E 2 | = | p 2 | = 8,18; |
| E 1 | p 1 |
Nous arrondissons la réponse aux dixièmes et obtenons 8,2.
Répondre. 8,2.
Le noyau d'un atome a subi une désintégration β radioactive des positrons. Comment cela a-t-il changé la charge électrique du noyau et le nombre de neutrons qu'il contient ?
Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :
- Augmenté;
- Diminué;
- N'a pas changé.
Écrivez dans le tableau les nombres sélectionnés pour chaque grandeur physique. Les nombres dans la réponse peuvent être répétés.
Solution. La désintégration β du positon dans le noyau atomique se produit lors de la transformation d'un proton en neutron avec l'émission d'un positron. En conséquence, le nombre de neutrons dans le noyau augmente de un, la charge électrique diminue de un et le nombre de masse du noyau reste inchangé. Ainsi, la réaction de transformation d'un élément est la suivante :
Répondre. 21.
Cinq expériences ont été réalisées en laboratoire pour observer la diffraction à l'aide de différents réseaux de diffraction. Chacun des réseaux était éclairé par des faisceaux parallèles de lumière monochromatique d'une certaine longueur d'onde. La lumière dans tous les cas était incidente perpendiculairement au réseau. Dans deux de ces expériences, le même nombre de maxima principaux de diffraction a été observé. Indiquez d'abord le numéro de l'expérience dans laquelle un réseau de diffraction avec une période plus courte a été utilisé, puis le numéro de l'expérience dans laquelle un réseau de diffraction avec une période plus longue a été utilisé.
Solution. La diffraction de la lumière est le phénomène d'un faisceau lumineux dans la région d'une ombre géométrique. La diffraction peut être observée lorsque des zones opaques ou des trous sont rencontrés sur le trajet d'une onde lumineuse dans de grandes barrières opaques à la lumière, et les dimensions de ces zones ou trous sont proportionnelles à la longueur d'onde. L'un des dispositifs de diffraction les plus importants est un réseau de diffraction. Les directions angulaires vers les maxima du diagramme de diffraction sont déterminées par l'équation
d sinφ = kλ(1),
Où d est la période du réseau de diffraction, φ est l'angle entre la normale au réseau et la direction à l'un des maxima du diagramme de diffraction, λ est la longueur d'onde de la lumière, k est un entier appelé l'ordre du maximum de diffraction. Exprimer à partir de l'équation (1)
En sélectionnant les paires en fonction des conditions expérimentales, nous sélectionnons d'abord 4 où un réseau de diffraction avec une période plus petite a été utilisé, puis le numéro de l'expérience dans laquelle un réseau de diffraction avec une grande période a été utilisé est 2.
Répondre. 42.
Le courant circule dans la résistance filaire. La résistance a été remplacée par une autre, avec un fil du même métal et de la même longueur, mais ayant la moitié de la section transversale, et la moitié du courant y a été passée. Comment la tension aux bornes de la résistance et sa résistance vont-elles changer ?
Pour chaque valeur, déterminez la nature appropriée du changement :
- augmentera;
- diminuera;
- Ne changera pas.
Écrivez dans le tableau les nombres sélectionnés pour chaque grandeur physique. Les nombres dans la réponse peuvent être répétés.
Solution. Il est important de se rappeler de quelles quantités dépend la résistance du conducteur. La formule pour calculer la résistance est
Loi d'Ohm pour la section de circuit, à partir de la formule (2), nous exprimons la tension
tu = Je R (3).
Selon l'état du problème, la deuxième résistance est constituée d'un fil du même matériau, de la même longueur, mais de section différente. La zone est deux fois plus petite. En remplaçant dans (1), nous obtenons que la résistance augmente de 2 fois et que le courant diminue de 2 fois, par conséquent, la tension ne change pas.
Répondre. 13.
La période d'oscillation d'un pendule mathématique à la surface de la Terre est 1,2 fois supérieure à la période de son oscillation sur une planète. Quoi module égal accélération de la chute libre sur cette planète ? L'effet de l'atmosphère dans les deux cas est négligeable.
Solution. Un pendule mathématique est un système constitué d'un fil dont les dimensions sont beaucoup plus grandes que les dimensions de la balle et de la balle elle-même. Des difficultés peuvent survenir si la formule de Thomson pour la période d'oscillation d'un pendule mathématique est oubliée.
J= 2π (1);
je est la longueur du pendule mathématique ; g- Accélération de la gravité.
Par état
Express à partir de (3) g n \u003d 14,4 m / s 2. Il est à noter que l'accélération de la chute libre dépend de la masse de la planète et du rayon
Répondre. 14,4 m/s 2.
Un conducteur droit d'une longueur de 1 m, traversé par un courant de 3 A, est situé dans un champ magnétique uniforme avec induction DANS= 0,4 T sous un angle de 30° par rapport au vecteur . Quel est le module de la force agissant sur le conducteur à partir du champ magnétique ?
Solution. Si un conducteur porteur de courant est placé dans un champ magnétique, le champ sur le conducteur porteur de courant agira avec la force Ampère. Nous écrivons la formule du module de force Ampère
F Un = Je LB sinα;
F A = 0,6N
Répondre. F A = 0,6N.
L'énergie du champ magnétique stocké dans la bobine lorsqu'un courant continu la traverse est de 120 J. Combien de fois la force du courant traversant l'enroulement de la bobine doit-elle être augmentée pour que l'énergie du champ magnétique stockée dans celle-ci augmenter de 5760 J.
Solution. L'énergie du champ magnétique de la bobine est calculée par la formule
| O m = | LI 2 | (1); |
| 2 |
Par état O 1 = 120 J, alors O 2 \u003d 120 + 5760 \u003d 5880 J.
| je 1 2 = | 2O 1 | ; je 2 2 = | 2O 2 | ; |
| L | L |
Alors le rapport actuel
| je 2 2 | = 49; | je 2 | = 7 |
| je 1 2 | je 1 |
Répondre. La force actuelle doit être augmentée de 7 fois. Dans la feuille de réponses, vous n'inscrivez que le chiffre 7.
Un circuit électrique se compose de deux ampoules, de deux diodes et d'une bobine de fil connectée comme indiqué sur la figure. (Une diode ne permet au courant de circuler que dans une seule direction, comme indiqué en haut de la figure.) Laquelle des ampoules s'allumera si le pôle nord de l'aimant est rapproché de la bobine ? Expliquez votre réponse en indiquant quels phénomènes et schémas vous avez utilisés dans l'explication.
Solution. Des lignes d'induction magnétique sortent de pôle Nord aimant et divergent. À mesure que l'aimant s'approche, le flux magnétique à travers la bobine de fil augmente. Conformément à la règle de Lenz, le champ magnétique créé par le courant inductif de la boucle doit être dirigé vers la droite. Selon la règle de la vrille, le courant doit circuler dans le sens des aiguilles d'une montre (vu de gauche). Dans ce sens, la diode dans le circuit de la deuxième lampe passe. Ainsi, la deuxième lampe s'allumera.
Répondre. La deuxième lampe s'allumera.
Longueur des rayons en aluminium L= 25 cm et section transversale S\u003d 0,1 cm 2 est suspendu à un fil par l'extrémité supérieure. L'extrémité inférieure repose sur le fond horizontal du récipient dans lequel l'eau est versée. La longueur de la partie immergée du rayon je= 10 cm Trouver la force F, avec lequel l'aiguille appuie sur le fond du vaisseau, si l'on sait que le fil est situé verticalement. La densité de l'aluminium ρ a = 2,7 g / cm 3, la densité de l'eau ρ in = 1,0 g / cm 3. Accélération de la gravité g= 10 m/s 2
Solution. Faisons un dessin explicatif.
– Force de tension du fil ;
– Force de réaction du fond de la cuve ;
a est la force d'Archimède agissant uniquement sur la partie immergée du corps et appliquée au centre de la partie immergée du rayon ;
- la force de gravité agissant sur le rayon depuis le côté de la Terre et s'appliquant au centre de l'ensemble du rayon.
Par définition, la masse du rayon m et le module de la force d'Archimède s'expriment comme suit : m = SLρ a (1);
F un = Slρ dans g (2)
Considérons les moments de forces relatifs au point de suspension du rayon.
M(J) = 0 est le moment de la force de traction ; (3)
M(N) = T.-N.-L. cosα est le moment de la force de réaction du support ; (4)
En tenant compte des signes des moments, on écrit l'équation
| T.-N.-L. parce que + Slρ dans g (L – | je | ) cosα = SLρ un g | L | car(7) |
| 2 | 2 |
étant donné que, selon la troisième loi de Newton, la force de réaction du fond de la cuve est égale à la force F d avec lequel l'aiguille appuie sur le fond du vaisseau nous écrivons N = F e et à partir de l'équation (7) nous exprimons cette force :
| F ré = [ | 1 | Lρ un– (1 – | je | )jeρ dans] Sg (8). |
| 2 | 2L |
En branchant les chiffres, nous obtenons que
F d = 0,025 N.
Répondre. F d = 0,025 N.
Une bouteille contenant m 1 = 1 kg d'azote, lorsqu'il est testé pour la résistance a explosé à une température t 1 = 327°C. Quelle masse d'hydrogène m 2 pourrait être stocké dans un tel cylindre à une température t 2 \u003d 27 ° C, avec une marge de sécurité quintuplée? Masse molaire d'azote M 1 \u003d 28 g / mol, hydrogène M 2 = 2 g/mol.
Solution. On écrit l'équation d'état d'un gaz parfait Mendeleev - Clapeyron pour l'azote
Où V- le volume du ballon, J 1 = t 1 + 273°C. Selon la condition, l'hydrogène peut être stocké à une pression p 2 = p 1 /5 ; (3) Étant donné que
on peut exprimer la masse d'hydrogène en travaillant immédiatement avec les équations (2), (3), (4). La formule finale ressemble à :
| m 2 = | m 1 | M 2 | J 1 | (5). | ||
| 5 | M 1 | J 2 |
Après avoir remplacé les données numériques m 2 = 28
Répondre. m 2 = 28
Dans un circuit oscillant idéal, l'amplitude des oscillations de courant dans l'inductance Je suis= 5 mA, et l'amplitude de la tension aux bornes du condensateur U m= 2,0 V. Au moment t la tension aux bornes du condensateur est de 1,2 V. Trouvez le courant dans la bobine à ce moment.
Solution. Dans un circuit oscillant idéal, l'énergie des vibrations est conservée. Pour l'instant t, la loi de conservation de l'énergie a la forme
| C | tu 2 | + L | je 2 | = L | Je suis 2 | (1) |
| 2 | 2 | 2 |
Pour les valeurs d'amplitude (maximales), nous écrivons
et à partir de l'équation (2) nous exprimons
| C | = | Je suis 2 | (4). |
| L | U m 2 |
Remplaçons (4) par (3). En conséquence, nous obtenons :
je = Je suis (5)
Ainsi, le courant dans la bobine au moment t est égal à
je= 4,0 mA.
Répondre. je= 4,0 mA.
Il y a un miroir au fond d'un réservoir de 2 m de profondeur. Un faisceau de lumière, traversant l'eau, est réfléchi par le miroir et sort de l'eau. L'indice de réfraction de l'eau est de 1,33. Trouver la distance entre le point d'entrée du faisceau dans l'eau et le point de sortie du faisceau hors de l'eau, si l'angle d'incidence du faisceau est de 30°
Solution. Faisons un dessin explicatif
α est l'angle d'incidence du faisceau ;
β est l'angle de réfraction du faisceau dans l'eau ;
AC est la distance entre le point d'entrée du faisceau dans l'eau et le point de sortie du faisceau hors de l'eau.
Selon la loi de la réfraction de la lumière
| sinβ = | sinα | (3) |
| n 2 |
Considérons un ΔADB rectangulaire. Dans ce AD = h, alors DÂ = AD
| tgβ = h tgβ = h | sinα | = h | sinβ | = h | sinα | (4) |
| cosβ |
On obtient l'expression suivante :
| AC = 2 DB = 2 h | sinα | (5) |
Remplacez les valeurs numériques dans la formule résultante (5)
Répondre. 1,63 m
En préparation de l'examen, nous vous invitons à vous familiariser avec programme de travail en physique pour les années 7 à 9 à la ligne de matériel pédagogique Peryshkina A.V. Et le programme de travail du niveau approfondi pour les classes 10-11 au TMC Myakisheva G.Ya. Les programmes sont disponibles pour visionnement et Téléchargement Gratuità tous les utilisateurs enregistrés.
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Diverses options pour se préparer à l'examen
Chacun décide comment se préparer à l'examen. Quelqu'un s'appuie entièrement sur les connaissances scolaires. Et certains parviennent à montrer d'excellents résultats grâce exclusivement à préparation scolaire. Mais ici, le rôle décisif n'est pas joué par une école spécifique, mais par un écolier qui a traité ses études de manière responsable et s'est engagé dans son développement personnel. D'autres recourent à l'aide de tuteurs qui, en court instant peut former un étudiant à résoudre des problèmes typiques de l'examen. Mais le choix d'un tuteur doit être pris de manière responsable, car beaucoup considèrent le tutorat comme une source de revenus et ne se soucient pas de l'avenir de leur pupille. Quelqu'un entre dans des cours spécialisés pour se préparer à l'examen. Ici, des spécialistes expérimentés apprennent aux enfants à faire face à diverses tâches et à se préparer non seulement à l'examen, mais également à l'entrée à l'institut. Il est préférable que ces cours fonctionnent à. Ensuite, des professeurs de l'université enseigneront à l'enfant. Mais il existe également des moyens indépendants de se préparer à l'examen - les tests en ligne.
Tests d'examen en ligne d'essai en physique
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Changements dans UTILISER les devoirs en physique pour 2019 année non.
La structure des tâches de l'examen en physique-2019
L'épreuve d'examen comprend deux parties, dont 32 tâches.
Partie 1 contient 27 tâches.
- Dans les tâches 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–27, la réponse est un nombre entier ou un nombre fini décimal.
- La réponse aux tâches 5-7, 11, 12, 16-18, 21, 23 et 24 est une séquence de deux nombres.
- La réponse aux tâches 19 et 22 est deux nombres.
Partie 2 contient 5 tâches. La réponse aux tâches 28 à 32 comprend Description détaillée tout au long de la tâche. La deuxième partie des tâches (avec une réponse détaillée) est évaluée par la commission d'experts sur la base de .
UTILISER des sujets en physique, qui figureront dans la copie d'examen
- Mécanique(cinématique, dynamique, statique, lois de conservation en mécanique, oscillations mécaniques et ondes).
- Physique moléculaire(théorie moléculaire-cinétique, thermodynamique).
- Électrodynamique et fondamentaux du SRT(champ électrique, courant continu, champ magnétique, induction électromagnétique, oscillations et ondes électromagnétiques, optique, fondamentaux du SRT).
- La physique quantique et éléments d'astrophysique(dualisme des ondes corpusculaires, physique de l'atome, physique noyau atomique, éléments d'astrophysique).
La durée de l'examen en physique
Pour terminer l'ensemble du travail d'examen est donné 235 minutes.
Le temps estimé pour accomplir les tâches des différentes parties du travail est :
- pour chaque tâche avec une réponse courte - 3-5 minutes;
- pour chaque tâche avec une réponse détaillée - 15 à 20 minutes.
Que puis-je prendre pour l'examen :
- Une calculatrice non programmable est utilisée (par élève) avec la capacité de calculer fonctions trigonométriques(cos, sin, tg) et règle.
- La liste des appareils supplémentaires et dont l'utilisation est autorisée pour l'examen est approuvée par Rosobrnadzor.
Important!!! ne vous fiez pas aux feuilles de triche, aux astuces et à l'utilisation moyens techniques(téléphones, tablettes) à l'examen. La vidéosurveillance à l'examen d'État unifié-2019 sera renforcée avec des caméras supplémentaires.
USE scores en physique
- 1 point - pour 1-4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 22, 23, 25, 26, 27 tâches.
- 2 points - 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 21, 24.
- 3 points - 28, 29, 30, 31, 32.
Total : 52 points(note primaire maximale).
Ce que vous devez savoir lors de la préparation des devoirs pour l'examen :
- Connaître/comprendre le sens des concepts physiques, quantités, lois, principes, postulats.
- Savoir décrire et expliquer phénomènes physiques et propriétés des corps (y compris les objets spatiaux), résultats d'expériences ... donner des exemples d'utilisation pratique des connaissances physiques
- Distinguer les hypothèses théorie scientifique, tirer des conclusions basées sur l'expérience, etc.
- Être capable d'appliquer les connaissances acquises dans la résolution de problèmes physiques.
- Utiliser les connaissances et les compétences acquises dans les activités pratiques et la vie quotidienne.
Comment commencer à se préparer à l'examen de physique:
- Apprenez la théorie requise pour chaque devoir.
- Entraînez-vous aux tâches de test en physique, développées sur la base de l'examen d'État unifié. Sur notre site internet, les tâches et options en physique seront réapprovisionnées.
- Allouez votre temps correctement.
Nous vous souhaitons du succès !
