ФИ_ДЕМО 2013 (1092143), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

11 классC3Демонстрационный вариант 2013 г. - 23 / 30Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводнымпоршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой –аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона – 900 К;объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии.Поршень медленно перемещается без трения. Теплоёмкость поршня ицилиндра пренебрежимо мала.

Чему равно отношение внутренней энергиигелия после установления теплового равновесия к его энергии в начальныймомент?Возможное решение1. Гелий и аргон можно описывать моделью идеального одноатомного газа,внутренняя энергия U которого пропорциональна температуре Т и числу3молей : U  νRT .22. Связь между температурой, давлением и объёмом идеального газа можнополучить с помощью уравнения Клапейрона – Менделеева: pV  νRT .Поршень в цилиндре находится в состоянии механического равновесия, такчто давление газов в любой момент одинаково. В начальный момент объёмыгазов одинаковы, и уравнение Клапейрона – Менделеева приводит к связимежду начальными температурами гелия и аргона Т1 и Т2 и числом молейэтих газов 1 и 2: ν1T1  ν 2T2 .3.

Поскольку цилиндр теплоизолирован, а работа силы трения равна нулю,суммарная внутренняя энергия газов в цилиндре сохраняется:333Rν1T1  Rν 2T2  R  ν1  ν 2  T , где Т – температура газов в цилиндре после222установления теплового равновесия. Отсюда находим температуру газов:ν T  ν 2T2T 11.

С учётом связи между начальными температурами газов иν1  ν 2TTчислом молей получаем: T  2 1 2 .T1  T24. Отношение внутренней энергии гелия в конце процесса и в начальныйU TT3момент равно отношению температур: 1   2 2   1,5 .U1 T1T1  T2 2Критерии оценки выполнения заданияБаллыПриведено полное решение, включающее следующие элементы:3записаны положения теории и физические законы,I)закономерности, применение которых необходимо длярешения задачи выбранным способом (в данном случае:первое начало термодинамики, формула для внутреннейэнергии идеального газа и уравнение Клапейрона –Менделеева);II)описаны все вводимые в решении буквенные обозначения© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской ФедерацииФизика.

11 классДемонстрационный вариант 2013 г. - 24 / 30физических величин (за исключением, возможно,обозначений констант, указанных в варианте КИМ, иобозначений, используемых в условии задачи);III) проведены необходимые математические преобразования(допускается вербальное указание на их проведение) ирасчёты, приводящие к правильному числовому ответу(допускается решение «по частям» с промежуточнымивычислениями);IV) представлен правильный ответПравильно записаны все необходимые положения теории,физические законы, закономерности, и проведены необходимыепреобразования. Но имеются следующие недостатки.Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полномобъёме или отсутствуют.ИЛИВ решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены вскобки, рамку и т.п.).ИЛИВ необходимых математических преобразованиях или вычисленияхдопущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведеныдо конца.ИЛИОтсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибкаПредставлены записи, соответствующие одному из следующихслучаев.Представлены только положения и формулы, выражающиефизические законы, применение которых необходимо для решениязадачи, без каких-либо преобразований с их использованием,направленных на решение задачи, и ответа.ИЛИВ решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимаядля решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),но присутствуют логически верные преобразования с имеющимисяформулами, направленные на решение задачи.ИЛИВ ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка,но присутствуют логически верные преобразования с имеющимисяформулами, направленные на решение задачиВсе случаи решения, которые не соответствуют вышеуказаннымкритериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла210© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской ФедерацииФизика.

11 классC4Демонстрационный вариант 2013 г. - 25 / 30Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 Вподключён через резистор к конденсатору, расстояниемежду пластинами которого можно изменять (см.рисунок). Пластины раздвинули, совершив при этом работу 90 мкДж противсил притяжения пластин.

На какую величину изменилась ёмкостьконденсатора, если за время движения пластин на резисторе выделилоськоличество теплоты 40 мкДж? Потерями на излучение пренебречь.Возможное решениеЗакон сохранения энергии: Wн + Aбат + A = Wк + Q, где Wн и Wк – энергияэлектрического поля конденсатора соответственно в начале и концепроцесса; Aбат – работа источника тока; A – работа, совершённая против силпритяжения пластин; Q – количество теплоты, выделившееся на резисторе;11Wн = C1ε2,Wк = C2ε2,Aбат = εq = ε(C2ε – C1ε) = ε2C, где C –22изменение ёмкости конденсатора.1 2Из этих уравнений получаемε C + A = Q.2Q AОтсюда C = 2 2 = 108 Ф . Ответ: С = – 10–8 Ф.Критерии оценки выполнения заданияПриведено полное решение, включающее следующие элементы:I) записаны положения теории и физические законы,закономерности, применение которых необходимо длярешения задачи выбранным способом (в данном случае: законсохранения энергии; формулы для расчёта энергиизаряженного конденсатора, работы поля при перемещении внём заряда);II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначенияфизических величин (за исключением обозначений констант,указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых вусловии задачи);III) проведены необходимые математические преобразования(допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты,приводящие к правильному числовому ответу (допускаетсярешение «по частям» с промежуточными вычислениями);IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измеренияискомой величиныПравильно записаны все необходимые положения теории,физические законы, закономерности, и проведены необходимыепреобразования.

Но имеются следующие недостатки.Баллы3Физика. 11 классДемонстрационный вариант 2013 г. - 26 / 30ИЛИВ решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены вскобки, рамку и т.п.).ИЛИВ необходимых математических преобразованиях или вычисленияхдопущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведеныдо конца.ИЛИОтсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибкаПредставлены записи, соответствующие одному из следующихслучаев.Представлены только положения и формулы, выражающиефизические законы, применение которых необходимо для решениязадачи, без каких-либо преобразований с их использованием,направленных на решение задачи, и ответа.ИЛИВ решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимаядля решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),логическиверныепреобразованияноприсутствуютс имеющимися формулами, направленные на решение задачи.ИЛИВ ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка,но присутствуют логически верные преобразования с имеющимисяформулами, направленные на решение задачиВсе случаи решения, которые не соответствуют вышеуказаннымкритериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла102Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полномобъёме или отсутствуют.© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской ФедерацииФизика.

11 классC5Демонстрационный вариант 2013 г. - 27 / 30Металлический стержень длиной l  0,1 м и массойm  10 г , подвешенный на двух параллельныхпроводящих нитях длиной L  1 м , располагаетсягоризонтально в однородном магнитном полес индукцией B  0,1 Тл , как показано на рисунке.Вектор магнитной индукции направлен вертикально. Накакой максимальный угол отклонятся от вертикали нитиподвеса, если по стержню пропустить ток силой 10 Ав течение 0,1 с? Угол α отклонения нитей от вертикализа время протекания тока мал.BLαlIВозможное решениеПри протекании тока по стержню, находящемуся в магнитном поле, на негодействует сила Ампера: F  IBl  0,1 Н , направленная горизонтально.В соответствии со вторым законом Ньютона эта сила вызываетгоризонтальное ускорение стержня, которое в начальный момент равно:F IBla  10 м/с 2 .m mТак как за время протекания тока угол отклонения нитей мал, влияниемподвеса на движение стержня в горизонтальном направлении за время tдействия силы Ампера можно пренебречь и считать это движениеравноускоренным.

Следовательно, скорость стержня в момент выключенияIBlтока можно вычислить по формуле   at t  1 м/с .mПосле окончания действия силы Ампера стержень движется в поле тяжести,поднимаясь на нитях на высоту h, определяемую законом сохраненияm 2 mgh .энергии:22 2  IBlt Отсюда h , а максимальный угол отклонения нитей подвеса от2 g 2 gm 2Lhвертикали определяется выражением cos φ .LПодставляя значения физических величин, получим h  5 см , cosφ  0,95,т. е. φ  18 .Ответ: φ  18 .© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской ФедерацииФизика.

11 классДемонстрационный вариант 2013 г. - 28 / 30Критерии оценки выполнения заданияБаллыПриведено полное решение, включающее следующие элементы:3I)записаны положения теории и физические законы,закономерности, применение которых необходимо длярешения задачи выбранным способом (в данном случае: силаАмпера, второй закон Ньютона, закон сохранения энергии,формулы равноускоренного движения);II)описаны все вводимые в решении буквенные обозначенияфизических величин (за исключением, возможно, обозначенийконстант, указанных в варианте КИМ, и обозначений,используемых в условии задачи);III) проведены необходимые математические преобразования(допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты,приводящие к правильному числовому ответу (допускаетсярешение «по частям» с промежуточными вычислениями);IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измеренияискомой величиныПравильно записаны все необходимые положения теории,2физические законы, закономерности, и проведены необходимыепреобразования.

Но имеются следующие недостатки.Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полномобъёме или отсутствуют.ИЛИВ решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены вскобки, рамку и т.п.).ИЛИВ необходимых математических преобразованиях или вычисленияхдопущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведеныдо конца.ИЛИОтсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибкаПредставлены записи, соответствующие одному из следующихслучаев.Представлены только положения и формулы, выражающиефизические законы, применение которых необходимо для решениязадачи, без каких-либо преобразований с их использованием,направленных на решение задачи, и ответа.ИЛИВ решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимаядля решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),но присутствуют логически верные преобразования с имеющимисяформулами, направленные на решение задачи.1© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской ФедерацииФизика.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)