物理の試験のデモ版の解答。

仕様
測定材料の管理
2019年の統一国家試験に向けて
物理学

1. KIM USEの任命

統一国家試験（以下、USE）は、標準化された形式の課題（管理測定材料）を使用して、中等一般教育の教育プログラムを修得した者の訓練の質を客観的に評価する形式です。

USE は、2012 年 12 月 29 日の連邦法第 273-FZ 号「ロシア連邦における教育について」に従って実施されます。

管理測定材料を使用すると、物理学、基礎およびプロファイルレベルの中等（完全）一般教育の州教育基準の連邦コンポーネントの卒業生による発達レベルを確立することができます。

物理の統一国家試験の結果は、物理の入学試験の成績として中等職業教育機関および高等専門教育機関に認められます。

2. KIM USEの内容を定めた文書

3. コンテンツの選択、KIM USE の構造の開発へのアプローチ

試験用紙の各バージョンには、学校の物理コースのすべてのセクションからの管理されたコンテンツ要素が含まれており、各セクションにはすべての分類レベルのタスクが提供されます。 高等教育機関での継続教育の観点から最も重要なコンテンツ要素は、複雑さの異なるレベルのタスクによって同じバリアント内で制御されます。 特定のセクションのタスクの数は、その内容の内容によって決まり、物理学の例示的なプログラムに従ってその学習に割り当てられた学習時間に比例して決まります。 検査オプションが構築されるさまざまな計画は、一般に、すべての一連のオプションが、コード化子に含まれるすべてのコンテンツ要素の開発に対する診断を提供するように、コンテンツ追加の原則に基づいて構築されます。

CMM の設計における優先事項は、標準で規定されている活動の種類を検証する必要があることです (学生の知識とスキルを対象とした大量の筆記テストの条件の制限を考慮して): 物理コースの概念的な装置を習得する、方法論的な知識を習得し、物理現象の説明と問題の解決に知識を適用します。 物理的な内容の情報を扱うスキルの習得は、テキスト (グラフ、表、図、略図) で情報を表現するさまざまな方法を使用するときに間接的にチェックされます。

大学で教育を継続していく上で最も重要な活動は、問題解決です。 各オプションには、さまざまなレベルの複雑さのすべてのセクションのタスクが含まれており、典型的な教育状況と、既知のアクション アルゴリズムやアルゴリズムを組み合わせる際に十分な独立性を必要とする非伝統的な状況の両方で、物理法則と公式を適用する能力をテストできます。独自のタスク実行計画を作成します。

詳細な回答によるタスクのチェックの客観性は、統一された評価基準、1 つの作品を評価する 2 人の独立した専門家の参加、3 人目の専門家を任命する可能性、および異議申し立て手続きの存在によって確保されています。

物理学の統一国家試験は卒業生が選択する試験であり、高等教育機関への入学時に差別化を図るために設計されています。 これらの目的のために、作業には 3 つのレベルの複雑さのタスクが含まれています。 基本的な複雑さのタスクを完了すると、高校の物理コースの最も重要な内容要素の習得レベルと、最も重要な活動の習得レベルを評価できます。

基本レベルのタスクの中で、基本レベルの標準に対応する内容のタスクが区別されます。 卒業生が物理学の中等（完全）一般教育プログラムを修得したことを確認する物理学におけるUSEポイントの最低数は、基礎レベルの基準を修得するための要件に基づいて設定されます。 試験作業において、より複雑で高度なタスクを使用することにより、学生が大学で教育を継続する準備の程度を評価することができます。

4. KIM USEの構造

試験用紙の各バージョンは 2 つの部分で構成され、形式と複雑さのレベルが異なる 32 のタスクが含まれています (表 1)。

パート 1 には 24 個の短答タスクが含まれています。 これらのうち、13 個のタスクには、数字、単語、または 2 つの数字の形式で回答が記録されます。 回答を一連の数字として記述する必要がある 11 個のマッチング タスクと多肢選択タスク。

パート 2 には、問題解決という共通のアクティビティによって結合された 8 つのタスクが含まれています。 このうち、短い回答が必要な課題が 3 件 (25 ～ 27)、詳細な回答が必要な課題が 5 件 (28 ～ 32) です。

教師と卒業生が物理学における今後の USE の KIM についてのアイデアを得るために、すべての科目における USE のデモンストレーション バージョンが毎年 FIPI の公式 Web サイトで公開されます。 誰もが知り合いになり、実際のオプションの構造、ボリューム、おおよそのタスクについてのアイデアを得ることができます。

試験の準備をする際、卒業生は最終試験のための公式情報サポートのオプションを使用することをお勧めします。

2017 年物理試験のデモ版

物理学試験のデモ版 2016-2015

合計タスク数 - 31; 難易度別: 基本 - 18; 増加 - 9; 高 - 4。

ジョブの最大初期スコアは 50 です。

作業完了までの合計時間 - 235 分

作業のさまざまな部分のタスクを完了するのにかかる推定時間は次のとおりです。

1) 短い答えを含む各タスク - 3 ～ 5 分。

2) 各タスクと詳細な回答 - 15 ～ 25 分。

追加の材料と設備三角関数 (cos、sin、tg) と定規を計算できる非プログラム可能な計算機が (生徒ごとに) 使用されます。 試験での使用が許可されている追加のデバイスと材料のリストは、Rosobrnadzor によって承認されています。

物理学の USE 2017 のデモ バージョンを読むときは、それに含まれるタスクが 2017 の KIM オプションを使用してチェックされるコンテンツの問題のすべてを反映しているわけではないことに留意する必要があります。

2016 年と比較した 2017 年の物理学における KIM USE の変化

試験用紙のパート 1 の構成が変更され、パート 2 は変更されません。 試験作業からは、正解を 1 つ選択する問題が除外され、短答式の問題が追加されました。

物理学の試験問題の構成を変更する際、教育成果の評価に対する一般的な概念的アプローチは維持されました。 特に、試験用紙のすべての課題を完了するための最高得点は変更されず、さまざまな複雑さのレベルの課題の最大得点の分布、および学校の​​物理コースのセクション別および活動方法ごとの課題数のおおよその分布は変わりませんでした。保存されています。

2017 年の統一州試験で管理できる問題の完全なリストは、物理学の 2017 年統一州試験に対する教育機関の卒業生の準備レベルの内容要素と要件のコード化子に示されています。

中等一般教育

2018 年統一国家試験の準備: 物理学のデモ バージョンの分析

使用-2018。 物理。 テーマ別トレーニングタスク

エディションには次の内容が含まれます。
試験のすべてのトピックに関するさまざまな種類のタスク。
すべての質問に対する答え。
この本は、教師にとって、すべてのトピックを学習する過程で、教室で直接生徒の試験準備を効果的に組織することができ、生徒にとっても、トレーニング タスクにより体系的に試験に合格できるようにするために役立ちます。各トピックに基づいて試験の準備をします。

静止している点体が軸に沿って動き始める ○バツ。 図は射影依存関係グラフを示しています あるバツ時間とともにこの身体が加速する t.

動作の 3 秒間に体が移動した距離を求めます。

答え: _________ メートル。

解決

グラフを読めることはどの生徒にとっても非常に重要です。 この問題の問題は、加速度の投影の時間依存性、つまり運動の 3 秒間に物体が移動した経路をグラフから決定する必要があるということです。 グラフは、からの時間間隔で、 t 1 = 2 秒 t 2 = 4 秒、加速度投影はゼロです。 したがって、ニュートンの第 2 法則によれば、この領域での合力の投影もゼロに等しくなります。 この領域の動きの性質を決定します。身体は均一に動きました。 移動の速度と時間が分かるので、経路を決定するのは簡単です。 ただし、0 秒から 2 秒までの間は、物体の運動は等速加速されています。 加速度の定義を使用して、速度射影方程式を書きます。 Vx = V 0バツ + あ×と; 物体は最初静止していたため、2 秒目の終わりまでの速度投影は次のようになりました。

次に、3 秒目に身体が移動した経路

答え： 8m

米。 1

滑らかな水平面上に、軽いバネで接続された 2 本のバーが置かれています。 質量のバーに メートル= 2 kg 係数が等しい一定の力を加える F= 10 N、ばねの軸に沿って水平に向けます (図を参照)。 この棒が加速度 1 m / s 2 で移動する瞬間のばねの弾性力の係数を求めます。

答え: _________ N.

解決

質量体上で水平方向 メートル\u003d 2 kg、2つの力が作用します、これが力です F= 10 N と弾性力、スプリング側から。 これらの力の合力が身体に加速度を与えます。 座標線を選択し、それを力の作用に沿って方向付けます F。 この物体に関するニュートンの第 2 法則を書き留めてみましょう。

軸 0 に投影 バツ: F – F外部 = ママ (2)

弾性力の係数は式(2)で表されます。 F外部 = F – ママ (3)

式(3)に数値を代入すると、 F制御\u003d 10 N - 2 kg 1 m / s 2 \u003d 8 N。

答え： 8N.

タスク 3

質量4kgの物体が粗い水平面上にあり、速度10m / sでそれに沿って移動したと報告されています。 物体が動き始めた瞬間から物体の速度が 2 倍に減少する瞬間までの摩擦力による仕事係数を求めます。

答え： _________ J.

解決

重力が車体に作用し、支持体の反力が摩擦力となって制動加速度が発生し、車体の速度は 10 m / s に等しいと最初に報告されました。 この場合のニュートンの第 2 法則を書き留めてみましょう。

選択した軸上の投影を考慮した式 (1) Y次のようになります:

N – mg = 0; N = mg (2)

軸上の投影では バツ: –F tr = - ママ; F tr = ママ; (3) 速度が半分になるまでの摩擦力の仕事係数を求める必要があります。 5m/秒。 仕事を計算する式を書いてみましょう。

あ · ( F tr) = – F tr S (4)

移動距離を決定するには、時代を超越した公式を使用します。

(3)と(5)を(4)に代入します

この場合、摩擦力の仕事係数は次のようになります。

数値を代入してみましょう

答え：150J

使用-2018。 物理。 模擬試験問題 30 枚

エディションには次の内容が含まれます。
試験用の 30 のトレーニング オプション
実施手順と評価基準
すべての質問に対する答え
トレーニング オプションは、教師が試験の準備を組織するのに役立ち、生徒は最終試験に向けて自分の知識と準備を独自にテストするのに役立ちます。

段付ブロックには半径24cmの外滑車があり、図のように外滑車と内滑車に巻かれた糸に重りが吊り下げられています。 ブロックの軸には摩擦がありません。 システムが平衡状態にある場合、ブロックの内側のプーリーの半径はいくらですか?

米。 1

答え: _________ 参照

解決

問題の状態によれば、システムは平衡状態にあります。 画像上 L 1、肩の強さ L 2 力の肩 バランス条件: 物体を時計回りに回転させる力のモーメントは、物体を反時計回りに回転させる力のモーメントと等しくなければなりません。 力のモーメントは力の係数と腕の積であることを思い出してください。 負荷側からねじ山に作用する力は 3 倍異なります。 これは、ブロックの内側のプーリーの半径が外側のプーリーの半径と 3 倍も異なることを意味します。 したがって、肩は、 L 2は8cmに相当します。

答え： 8cm

タスク5

おお、さまざまな時間に。

下のリストから選択してください 二正しいステートメントを作成し、その番号を示します。

1. 時間 1.0 秒におけるばねの位置エネルギーが最大になります。
2. ボールの振動周期は4.0秒です。
3. 時間 2.0 秒のボールの運動エネルギーは最小です。
4. ボール振動の振幅は 30 mm です。
5. ボールとバネで構成される振り子の総機械エネルギーは、最小で 3.0 秒です。

解決

この表は、ばねに取り付けられ、横軸に沿って振動するボールの位置に関するデータを示しています。 おお、さまざまな時間に。 このデータを分析し、正しい 2 つのステートメントを選択する必要があります。 システムはスプリング振り子です。 その時点で t\u003d 1秒、平衡位置からの体の変位が最大になります。これは、これが振幅値であることを意味します。 定義により、弾性変形した物体の位置エネルギーは次の式で計算できます。

どこ k- ばねの剛性係数、 バツ- 平衡位置からの体の変位。 変位が最大の場合、この時点の速度はゼロ、つまり運動エネルギーはゼロになります。 エネルギーの保存と変換の法則によれば、位置エネルギーは最大になるはずです。 表から、本体が振動の半分を通過することがわかります。 t= 2 秒、合計振動は 2 倍の時間で行われます T= 4 秒。 したがって、ステートメント 1 は true になります。 2.

タスク6

小さな氷を水の入った円筒形のコップに落として浮かべました。 しばらくすると氷が完全に溶けました。 氷が溶けた結果、グラスの底にかかる圧力とグラス内の水位がどのように変化したかを調べます。

1. 増加しました。
2. 減少しました。
3. 変わっていない。

書き込み先 テーブル

解決

米。 1

このタイプの問題は、試験のさまざまなバージョンで非常に一般的です。 そして、実践が示すように、学生はしばしば間違いを犯します。 このタスクを詳細に分析してみましょう。 示す メートルは氷片の質量、ρ l は氷の密度、ρ w は水の密度、 V pt は氷の浸漬部分の体積であり、押しのけられた液体の体積（穴の体積）に等しい。 頭の中で水から氷を取り除きます。 その後、水の中に穴が残り、その体積は次のようになります。 V午後、つまり 氷によって置き換えられた水の体積 1( b).

氷が浮いている状態を図に書いてみましょう。 1( あ).

ファ = mg (1)

ρで V午後 g = mg (2)

式 (3) と (4) を比較すると、穴の体積は、氷が溶けて得られる水の体積と正確に等しいことがわかります。 したがって、ここで氷から得た水を（心の中で）穴に注ぐと、穴は完全に水で満たされ、容器内の水位は変化しません。 水位が変化しない場合、静水圧 (5) (この場合は液体の高さのみに依存します) も変化しません。 したがって、答えは次のようになります。

使用-2018。 物理。 トレーニングタスク

この出版物は、物理学の試験の準備をする高校生に向けて行われています。
手当には次のものが含まれます。
20のトレーニングオプション
すべての質問に対する答え
各選択肢に回答フォームを使用します。
この出版物は、教師が学生の物理試験の準備をするのに役立ちます。

無重力のバネが滑らかな水平面上に配置され、一端が壁に取り付けられています (図を参照)。 ある時点で、バネが変形し始め、その自由端 A に外力が加わり、点 A が均一に移動します。

変形に対する物理量の依存性のグラフ間の対応関係を確立する バツスプリングとこれらの値。 1列目の各位置について、2列目から対応する位置を選択して記入します。 テーブル

解決

この問題の図から、ばねが変形していないときは、ばねの自由端、したがって点 A が次の座標の位置にあることがわかります。 バツ 0 。 ある時点で、バネが変形し始め、その自由端 A に外力が加わります。 点Aは均一に移動します。 バネが伸びるか縮むかによって、バネに発生する弾性力の方向や大きさが変わります。 したがって、文字 A) の下のグラフは、バネの変形に対する弾性率の依存性を示しています。

文字 B) の下のグラフは、変形の大きさに対する外力の投影の依存性を示しています。 なぜなら 外力が増加すると、変形の大きさと弾性力が増加します。

答え： 24.

タスク8

レオミュール温度スケールを作成する際、通常の大気圧では、氷はレオミュール温度 0 度 (°R) で溶け、水は温度 80°R で沸騰すると仮定します。 温度 29°R における理想気体粒子の並進熱運動の平均運動エネルギーを求めます。 答えを eV で表し、100 分の 1 に四捨五入します。

答え:_______eV。

解決

この問題は、2 つの温度測定スケールを比較する必要があるという点で興味深いです。 これらはレオミュール温度目盛とセルシウス温度目盛です。 氷の融点はスケール上では同じですが、沸点は異なります。レオミュール度を摂氏に変換する公式を得ることができます。 これ

気温 29 (°R) を摂氏に変換してみましょう

次の式を使用して結果をケルビンに変換します。

T = t℃ + 273 (2);

T= 36.25 + 273 = 309.25 (K)

理想気体の粒子の並進熱運動の平均運動エネルギーを計算するには、次の式を使用します。

どこ k– ボルツマン定数は 1.38 10 –23 J/K に等しい、 Tケルビンスケールの絶対温度です。 この式から、平均運動エネルギーの温度依存性は直接的であることがわかります。つまり、温度が何回変化すると、分子の熱運動の平均運動エネルギーが何回も変化します。 数値を代入します。

結果は電子ボルトに変換され、100 分の 1 の位に四捨五入されます。 それを覚えておきましょう

1 eV \u003d 1.6 10 -19 J。

このために

答え： 0.04eV。

1 モルの単原子理想気体がプロセス 1 ～ 2 に関与しており、そのグラフを次の図に示します。 VT-図。 このプロセスについて、ガスの内部エネルギーの変化とガスに与えられた熱量の比率を求めます。

答え： ___________ 。

解決

プロセス 1 ～ 2 の問題の状況に応じて、グラフは次のようになります。 VT-図では、1 モルの単原子理想気体が関与しています。 この問題に答えるには、気体に与えられる内部エネルギーと熱量を変化させる式を求める必要があります。 等圧過程（ゲイ・リュサックの法則）。 内部エネルギーの変化は 2 つの形式で表すことができます。

気体に与えられる熱量については、熱力学の第一法則を書きます。

Q 12 = あ 12+Δ U 12 (5),

どこ あ 12 - 膨張中のガス仕事。 定義上、仕事とは、

あ 12 = P 0 2 V 0 (6).

この場合、(4)と(6)を考慮すると、熱量は等しくなります。

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

関係を書いてみましょう:

答え： 0,6.

この参考書には、試験に合格するために必要な物理学の理論資料が完全に含まれています。 この本の構造は、主題の内容要素の現代のコード化子に対応しており、それに基づいて試験タスクが編集されています - 統一国家試験の管理および測定資料（CMM）。 理論的な内容は、簡潔でアクセスしやすい形式で提供されています。 各トピックには、USE 形式に対応する試験タスクの例が付いています。 これは、教師が統一州試験の準備を組織するのに役立ち、学生は最終試験に向けて自分の知識と準備を独自にテストするのに役立ちます。

鍛冶屋は重さ500gの鉄の蹄鉄を1000℃の温度で鍛造します。 鍛造を終えた彼は、蹄鉄を水の入った容器に投げ入れます。 「シュー」という音がして、器から湯気が立ち上ります。 熱い蹄鉄を浸したときに蒸発する水の質量を求めます。 水はすでに沸点まで加熱されていると考えてください。

答え： _________

解決

この問題を解決するには、熱平衡方程式を覚えることが重要です。 損失がない場合、物体のシステム内でエネルギーの熱伝達が発生します。 その結果、水は蒸発します。 当初、水の温度は 100 °C でした。これは、熱い蹄鉄を浸した後、水が受け取ったエネルギーがすぐに蒸発することを意味します。 熱平衡方程式を書きます

とそして ・ メートルぱ・( t n - 100) = lm 1で）、

どこ Lは蒸発の比熱、 メートル cは水蒸気になった水の質量、 メートル p は鉄の蹄鉄の質量、 と gは鉄の比熱容量です。 式(1)より水の質量を表します。

答えを記録するときは、水の質量をどの単位に残すかに注意してください。

答え： 90

1 モルの単原子理想気体が周期的なプロセスに関与しており、そのグラフを次の図に示します。 テレビ- 図。

選択する 二提示されたグラフの分析に基づいて正しいステートメントを示します。

1. 状態 2 のガス圧力は状態 4 のガス圧力よりも高い
2. セクション 2 ～ 3 のガス仕事はプラスです。
3. セクション 1 ～ 2 では、ガス圧力が増加します。
4. セクション 4–1 では、ガスから一定量の熱が除去されます。
5. セクション 1 ～ 2 のガスの内部エネルギーの変化は、セクション 2 ～ 3 のガスの内部エネルギーの変化よりも小さくなります。

解決

このタイプのタスクでは、グラフを読み取り、提示された物理量の依存性を説明する能力をテストします。 依存関係グラフが異なる軸のアイソプロセスをどのように検索するかを覚えておくことが重要です。特に、 R= 定数 私たちの例では、 テレビこの図には 2 つの等圧線が示されています。 一定の温度で圧力と体積がどのように変化するかを見てみましょう。 たとえば、2 つの等圧線上にある点 1 と 4 の場合です。 P 1 . V 1 = P 4 . V 4 、わかります V 4 > V 1は意味します P 1 > P４． 状態 2 は圧力に対応します P 1. その結果、状態 2 のガス圧力は状態 4 のガス圧力よりも大きくなります。セクション 2 ～ 3 では、プロセスは等容性であり、ガスは仕事をせず、ゼロに等しくなります。 その主張は間違っています。 セクション 1-2 では圧力が増加しますが、これも誤りです。 先ほどで、これが等圧遷移であることを示しました。 セクション 4-1 では、ガスが圧縮されるときに温度を一定に維持するために、ガスから一定量の熱が除去されます。

答え： 14.

熱機関はカルノーサイクルに従って動作します。 ヒーターの温度はそのままに、熱機関の冷凍機の温度を上げました。 サイクルごとにヒーターからガスが受け取る熱量は変化しません。 熱機関の効率とサイクルごとのガスの仕事はどのように変化しましたか?

値ごとに、変更の適切な性質を決定します。

1. 増加した
2. 減少した
3. 変わっていない

書き込み先 テーブル物理量ごとに選択された数値。 回答内の数字は繰り返される場合があります。

解決

カルノー サイクルで動作する熱機関は、試験の課題でよく出題されます。 まず第一に、効率係数を計算するための公式を覚えておく必要があります。 ヒーターの温度や冷蔵庫の温度で記録できる

加えて、ガスの有用な仕事による効率を書くことができます。 あ gとヒーターから受ける熱量 Q n.

私たちは条件を注意深く読み、どのパラメーターが変更されたかを判断しました。私たちの場合、ヒーターの温度は同じままにして、冷蔵庫の温度を上げました。 式 (1) を分析すると、分数の分子は減少しますが、分母は変化しないため、熱機関の効率が低下すると結論付けられます。 式 (2) を使えば、問題の 2 番目の質問にすぐに答えることができます。 熱機関のパラメーターの現在の変化に伴い、サイクルごとのガスの仕事も減少します。

答え： 22.

マイナス電荷 - qQそして否定的- Q(写真を参照)。 画像に対してそれはどこを向いていますか ( 右、左、上、下、観察者に向かって、観察者から遠ざかる) チャージ加速 - qでこの瞬間、電荷だけが作用するなら + Qそして –Q? 答えを単語で書いてください

解決

米。 1

マイナス電荷 - qは 2 つの固定電荷の場にあります: 正 + Qそして否定的- Q図に示すように。 電荷の加速がどこに向かうのかという疑問に答えるために - q+Qと-のチャージのみが作用した瞬間 Q力の幾何学的和として、結果として生じる力の方向を見つける必要があります。 ニュートンの第 2 法則によれば、加速度ベクトルの方向は、結果として生じる力の方向と一致することが知られています。 この図は、2 つのベクトルの和を求めるための幾何学的構成を示しています。 なぜこのように力が向けられるのかという疑問が生じます。 同じように帯電した物体がどのように相互作用し、互いに反発し合うか、電荷の相互作用のクーロン力が中心力であることを思い出してください。 逆に帯電した物体が引き合う力。 図からわかるように、料金は q係数が等しい固定電荷から等距離にある。 したがって、モジュロも等しくなります。 結果として生じる力は、図に対して相対的な方向に向けられます。 下。チャージ加速も演出します - q、つまり 下。

答え：下。

この本には、物理​​学の試験に合格するための資料が含まれています。つまり、すべてのトピックに関する簡単な理論情報、さまざまなタイプと複雑さのレベルのタスク、より複雑なレベルの問題の解決、解答および評価基準です。 学生はインターネットで追加情報を検索したり、他のマニュアルを購入したりする必要がありません。 この本には、試験の準備を自主的かつ効果的に行うために必要なすべてが記載されています。 この出版物には、物理​​学の試験でテストされるすべてのトピックに関するさまざまな種類のタスクと、より複雑なレベルの問題を解決するタスクが含まれています。 この出版物は、学生が物理学の試験の準備をする際に非常に貴重な支援を提供するだけでなく、教師が教育プロセスを組織する際にも使用できます。

4 オームと 8 オームの抵抗で直列に接続された 2 つの抵抗がバッテリーに接続されており、その端子の電圧は 24 V です。定格の小さい抵抗ではどのくらいの熱電力が放出されますか?

答え: _________ 火曜日

解決

この問題を解決するには、抵抗の直列接続図を描くことが望ましいです。 次に、導体の直列接続の法則を思い出してください。

スキームは次のようになります。

どこ R 1 = 4 オーム、 R 2 = 8 オーム。 バッテリー端子の電圧は 24 V です。導体が直列に接続されている場合、電流の強さは回路の各セクションで同じになります。 合計抵抗は、すべての抵抗器の抵抗の合計として定義されます。 回路セクションのオームの法則によれば、次のようになります。

より小さな定格の抵抗器で放出される熱電力を決定するには、次のように書きます。

P = 私 2 R\u003d（2A）2 4オーム\u003d 16 W。

答え： P= 16W。

面積 2 · 10–3 m 2 のワイヤーフレームは、磁気誘導ベクトルに垂直な軸の周りに均一な磁場中で回転します。 フレーム領域を貫く磁束は法則に従って変化します

Ф = 4 10 –6 cos10π t,

ここで、すべての量は SI で表されます。 磁気誘導係数とは何ですか?

答え： ________________mT.

解決

磁束は法則に従って変化する

Ф = 4 10 –6 cos10π t,

ここで、すべての量は SI で表されます。 磁束とは一般的に何なのか、そしてこの値が磁気誘導係数とどのように関係しているのかを理解する必要があります。 Bとフレーム領域 S。 式に含まれる量を理解するために、式を一般形式で書いてみましょう。

Φ = Φ m cosω t(1)

cosまたはsin記号の前に、変化する値の振幅値があることを思い出してください。これは、Φ max \u003d 4 10 -6 Wbを意味します。一方、磁束は、磁気誘導係数と磁束の積に等しいです。回路面積と、回路の法線と磁気誘導ベクトルとの間の角度の余弦 Φ m = で · S cosα、流量は cosα = 1 で最大になります。 誘導係数を表す

答えはmTで書かなければなりません。 結果は 2 mT でした。

答え： 2.

電気回路のセクションは、直列接続された銀線とアルミニウム線です。 2Aの定電流が流れていますが、この部分の電位φが配線に沿って一定距離変位したときの電位φの変化をグラフに示しています。 バツ

グラフを使用して選択します 二正しいステートメントを作成し、答えにその番号を示します。

1. ワイヤーの断面積は同じです。
2. 銀線の断面積 6.4×10 -2 mm 2
3. 銀線の断面積 4.27×10 -2 mm 2
4. アルミニウム線には2Wの熱出力が放出されます。
5. 銀線はアルミニウム線よりも熱出力が低くなります。

解決

問題内の質問に対する答えは、正解が 2 つになります。 これを行うには、グラフとデータを使用していくつかの簡単な問題を解決してみましょう。 電気回路のセクションは、直列接続された銀線とアルミニウム線です。 2Aの定電流が流れていますが、この部分の電位φが配線に沿って一定距離変位したときの電位φの変化をグラフに示しています。 バツ。 銀とアルミニウムの比抵抗は、それぞれ 0.016 μΩ・m と 0.028 μΩ・m です。

ワイヤは直列に接続されているため、回路の各セクションの電流の強さは同じになります。 導体の電気抵抗は、導体の材質、導体の長さ、ワイヤの断面積によって異なります。

ここで、ρ は導体の抵抗率です。 私- 導体の長さ; S- 断面積。 グラフからわかるように、銀線の長さは L c = 8 メートル; アルミワイヤーの長さ L a \u003d 14 m銀線の部分の電圧 U c \u003d Δφ \u003d 6 V - 2 V \u003d 4 V。アルミニウム線の部分の電圧 U a \u003d Δφ \u003d 2 V - 1 V \u003d 1 V。条件によれば、2 Aの定電流がワイヤを流れることが知られており、電圧と電流の強さがわかっているので、次に従って電気抵抗を決定します。回路セクションのオームの法則に従う。

計算には数値が SI システムにある必要があることに注意することが重要です。

正しい記述 2.

力の表現を確認してみましょう。

P a = 私 2・ R a(4);

P a \u003d (2 A) 2 0.5 オーム \u003d 2 W。

この参考書には、試験に合格するために必要な物理学の理論資料が完全に含まれています。 この本の構造は、主題の内容要素の現代のコード化子に対応しており、それに基づいて試験タスクが編集されています - 統一国家試験の管理および測定資料（CMM）。 理論的な内容は、簡潔でアクセスしやすい形式で提供されています。 各トピックには、USE 形式に対応する試験タスクの例が付いています。 これは、教師が統一州試験の準備を組織するのに役立ち、学生は最終試験に向けて自分の知識と準備を独自にテストするのに役立ちます。 マニュアルの巻末には自己試験の解答が掲載されており、児童や受験者が自分の知識のレベルや認定試験への準備の度合いを客観的に評価するのに役立ちます。 このマニュアルは上級生、志願者、教師を対象としています。

小さな物体は、焦点距離とその焦点距離の 2 倍の間の薄い収束レンズの主光軸上にあります。 物体をレンズの焦点に近づけます。 これにより、画像サイズとレンズの光学倍率はどのように変化しますか?

量ごとに、その変化の適切な性質を決定します。

1. 増加する
2. 減少する
3. 変わらない

書き込み先 テーブル物理量ごとに選択された数値。 回答内の数字は繰り返される場合があります。

解決

物体は、焦点距離とそこからの焦点距離の 2 倍の間の薄い収束レンズの主光軸上に配置されます。 レンズを交換しないため、レンズの光学倍率は変化しませんが、物体はレンズの焦点に近づき始めます。

どこ Fはレンズの焦点距離です。 Dレンズの光学パワーです。 画像サイズがどのように変化するかという質問に答えるには、位置ごとに画像を構築する必要があります。

米. 1

米。 2

被写体の 2 つの位置に対して 2 つの画像を作成しました。 2枚目の画像のサイズが大きくなっているのがわかります。

答え： 13.

図は直流回路を示しています。 電流源の内部抵抗は無視できます。 物理量とそれらを計算できる式との間の対応関係を確立します ( - 電流源の EMF; Rは抵抗器の抵抗値です)。

最初の列の各位置について、対応する 2 番目の列の位置を選択して書き込みます。 テーブル対応する文字の下にある選択した数字。

解決

米。1

問題の状況により、ソースの内部抵抗は無視されます。 回路には定電流源、2 つの抵抗、抵抗が含まれています。 R、それぞれとキー。 問題の最初の条件では、キーを閉じた状態で電源を流れる電流の強さを決定する必要があります。 キーが閉じられている場合、2 つの抵抗が並列に接続されます。 この場合の完全な回路のオームの法則は次のようになります。

どこ 私- キーを閉じた状態でソースを流れる電流の強さ。

どこ N- 同じ抵抗値で並列接続された導体の数。

– 電流源のEMF。

(1) に (2) を代入します。これは、番号 2) の下の式です。

問題の 2 番目の条件によると、キーが開かれている必要があり、その場合、電流は 1 つの抵抗のみを流れます。 この場合の完全な回路のオームの法則は次の形式になります。

解決

この場合の核反応を書き留めてみましょう。

この反応の結果、電荷と質量数の保存則が満たされます。

Z = 92 – 56 = 36;

M = 236 – 3 – 139 = 94.

したがって、原子核の電荷は 36、原子核の質量数は 94 となります。

新しいハンドブックには、統一州試験に合格するために必要な物理学のコースに関するすべての理論的資料が含まれています。 これには、制御および測定材料によって確認された内容のすべての要素が含まれており、学校の物理コースの知識とスキルを一般化および体系化するのに役立ちます。 理論的な内容は、簡潔でアクセスしやすい形式で提供されています。 各トピックにはテスト タスクの例が付いています。 実践的なタスクはUSE形式に対応しています。 テストの答えはマニュアルの最後に記載されています。 このマニュアルは、学童、志願者、教師を対象としています。

期間 Tカリウム同位体の半減期は 7.6 分です。 当初、サンプルには 2.4 mg のこの同位体が含まれていました。 22.8 分後にサンプル中にこの同位体はどれくらい残るでしょうか?

答え: _________ mg。

解決

課題は放射性崩壊の法則を利用することです。 という形式で書くことができます

どこ メートル 0 は物質の初期質量です。 t物質が崩壊するのにかかる時間です T- 人生の半分。 数値を代入してみましょう

答え： 0.3mg。

単色の光が金属板に当たります。 この場合、光電効果の現象が観察される。 最初の列のグラフは、波長 λ と光の周波数 ν に対するエネルギーの依存性を示しています。 グラフと、提示された依存関係を決定できるエネルギーとの間の対応関係を確立します。

1列目の各位置について、2列目から対応する位置を選択して記入します。 テーブル対応する文字の下にある選択した数字。

解決

光電効果の定義を思い出すと役に立ちます。 これは光と物質の相互作用の現象であり、その結果、光子のエネルギーが物質の電子に伝達されます。 外部光電効果と内部光電効果を区別します。 私たちの場合は、外部光電効果について話しています。 光の作用下では、物質から電子が放出されます。 仕事関数は光電池の光電陰極の材料に依存し、光の周波数には依存しません。 入射光子のエネルギーは光の周波数に比例します。

E= h v(1)

ここで、λ は光の波長です。 とは光の速度であり、

(1) に (3) を代入すると、次のようになります。

結果の式を分析してみましょう。 明らかに、波長が増加すると、入射光子のエネルギーは減少します。 このタイプの依存関係は、文字 A の下のグラフに対応します)

光電効果のアインシュタイン方程式を書いてみましょう。

hν = あアウト+ E(5)へ、

どこ hν は光電面に入射する光子のエネルギーであり、 あ vy – 仕事関数、 E k は、光の作用により光電陰極から放出される光電子の最大運動エネルギーです。

式(5)より次のように表されます。 E k = hν – あしたがって、入射光の周波数が増加すると、出力 (6) 光電子の最大運動エネルギーが増加します。

赤い枠線

これは、光電効果が依然として発生し得る最小周波数です。 光電子の最大運動エネルギーの入射光の周波数への依存性は、グラフの文字 B) の下に反映されています。

電流の強さを直接測定した場合の誤差が電流計の分周値に等しい場合は、電流計の読み取り値を決定します(図を参照)。

答え: (______________________±____________) A.

解決

このタスクでは、指定された測定誤差を考慮して、測定デバイスの読み取り値を記録する機能をテストします。 スケール分割値を決めよう と\u003d (0.4 A - 0.2 A) / 10 \u003d 0.02 A。条件による測定誤差はスケールの分割に等しくなります。 Δ 私 = c= 0.02 A。最終結果は次のように書きます。

私= (0.20 ± 0.02) A

木材上の鋼の滑り摩擦係数を測定できる実験装置を組み立てる必要があります。 これを行うために、学生はフックの付いた鉄の棒を手に取りました。 この実験を行うために、以下の機器のリストから追加で使用すべき 2 つのアイテムはどれですか?

1. 木製ラス
2. ダイナモメーター
3. ビーカー
4. プラスチックレール
5. ストップウォッチ

それに応じて、選択した項目の番号を書き留めます。

解決

この課題では、木材上の鋼の滑り摩擦係数を決定する必要があるため、実験を行うには、力を測定するために提案された機器のリストから木製の定規と動力計を選択する必要があります。 滑り摩擦力の係数を計算するための公式を思い出すと便利です。

ファック = μ · N (1),

ここで、μは滑り摩擦係数、 Nはサポートの反力であり、係数は体の重量に等しい。

ハンドブックには、物理​​学の USE によってテストされたすべてのトピックに関する詳細な理論資料が含まれています。 各セクションの後に、試験形式で複数レベルのタスクが与えられます。 ハンドブックの最後にある知識の最終管理のために、試験に対応したトレーニング オプションが提供されます。 学生はインターネットで追加情報を検索したり、他のマニュアルを購入したりする必要がありません。 このガイドには、試験の準備を自主的かつ効果的に行うために必要なものがすべて記載されています。 この参考書は、物理の試験の準備をする高校生を対象としています。 マニュアルには、試験でテストされるすべてのトピックに関する詳細な理論資料が含まれています。 各セクションの後に、USE タスクの例と模擬テストが提供されます。 すべての質問に答えます。 この出版物は、物理の教師や保護者にとって、生徒の試験への効果的な準備に役立ちます。

明るい星に関する情報を含む表を考えてみましょう。

選択する 二星の特徴に合った発言。

1. ベテルギウスの表面温度と半径は、この星が赤色超巨星に属していることを示しています。
2. プロキオンの表面の温度は太陽の表面の2倍ほど低いです。
3. カストル星とカペラ星は地球から同じ距離にあるため、同じ星座に属します。
4. ベガ星はスペクトルクラスAの白色星に属します。
5. ベガ星とカペラ星の質量は同じであるため、同じスペクトルクラスに属します。

解決

このタスクでは、星の特徴に対応する 2 つの正しいステートメントを選択する必要があります。 この表は、ベテルギウスの温度が最も低く、半径が最も大きいことを示しています。これは、この星が赤色巨星に属していることを意味します。 したがって、正解は(1)となります。 2 番目のステートメントを正しく選択するには、スペクトル タイプごとの星の分布を知る必要があります。 温度間隔と、この温度に対応する星の色を知る必要があります。 テーブル データを分析すると、(4) が正しいステートメントであると結論付けられます。 ベガ星はスペクトルクラスAの白色星に属します。

200m/sの速度で飛行する2kgの発射体は2つの破片に砕けます。 質量 1 kg の最初の破片は、元の方向に対して 90°の角度で 300 m/s の速度で飛行します。 2 番目のフラグメントの速度を求めます。

答え:_______m/s。

解決

発射体爆発の瞬間(Δ t→ 0)、重力の影響は無視でき、発射体は閉じたシステムと考えることができます。 運動量保存の法則によると、閉じたシステムに含まれる物体の運動量のベクトル和は、このシステムの物体が互いに相互作用しても一定のままです。 私たちの場合、次のように書きます。

- 発射速度; メートル- 破裂前の発射体の質量; 最初のフラグメントの速度です。 メートル 1 は最初のフラグメントの質量です。 メートル 2 – 2 番目のフラグメントの質量。 2 番目のフラグメントの速度です。

軸の正の方向を選択しましょう バツ、発射体の速度の方向と一致する場合、この軸への投影で式 (1) を書きます。

MVx = メートル 1 v 1バツ + メートル 2 v 2バツ (2)

条件によれば、最初の破片は元の方向に対して 90°の角度で飛行します。 必要な運動量ベクトルの長さは、直角三角形のピタゴラスの定理によって決まります。

p 2 = √p 2 + p 1 2 (3)

p 2 = √400 2 + 300 2 = 500 (kg m/s)

答え： 500m/秒。

理想的な単原子気体を一定の圧力で圧縮するとき、外力は 2000 J の仕事をしました。気体によって周囲の物体に伝達された熱はどれくらいですか?

答え: _____ J.

解決

熱力学の第一法則への挑戦。

Δ U = Q + あ太陽、(1)

ここでΔ U – 気体の内部エネルギーの変化、 Q- ガスによって周囲の物体に伝達される熱量、 あ太陽は外部の力の働きです。 条件によれば、気体は単原子であり、一定の圧力で圧縮されます。

あ太陽 = - あ g(2)、

どこ pΔ V = あ G

答え： 5000J

周波数 8.0 · 10 14 Hz の平面単色光波が法線に沿って回折格子に入射します。 焦点距離 21 cm の収束レンズをその後ろの格子と平行に配置し、レンズの後側焦点面のスクリーン上で回折パターンが観察されます。 1 次と 2 次の主な最大値の間の距離は 18 mm です。 格子周期を求めます。 答えは、小数点以下を四捨五入したマイクロメートル (µm) 単位で表してください。 小さな角度 (ラジアンでφ ≈ 1) tgα ≈ sinφ ≈ φ を計算します。

解決

回折パターンの最大値への角度方向は次の方程式によって決定されます。

d sinφ = kλ (1)、

どこ dは回折格子の周期、φは回折格子の法線と回折パターンの最大値の一つの方向との間の角度、λは光の波長、 kは回折極大次数と呼ばれる整数です。 回折格子の周期を式(1)で表してみます。

米。 1

問題の条件に従って、1 次と 2 次の主な最大値の間の距離がわかり、それを Δ として表します。 バツ\u003d 18 mm \u003d 1.8 10 -2 m、光波周波数ν \u003d 8.0 10 14 Hz、レンズの焦点距離 F\u003d 21 cm \u003d 2.1 10 -1 m回折格子の周期を決定する必要があります。 図上。 図１は、回折格子とその背後のレンズを通る光線の経路の図を示す。 集束レンズの焦点面にあるスクリーン上では、すべてのスリットから来る波の干渉の結果として回折パターンが観察されます。 1 次と 2 次の 2 つの最大値に対して式 1 を使用します。

d sinφ 1 = kλ(2)、

もし k = 1 の場合 d sinφ 1 = λ (3)、

についても同様に書きます k = 2,

角度φが小さいので、tgφ≒sinφとなる。 それでは図から。 1 我々はそれを見ます

どこ バツ 1 は、ゼロ最大値から一次の最大値までの距離です。 距離に関しても同様に バツ 2 .

それでは、

格子周期、

なぜなら定義上

どこ と\u003d 3 10 8 m / s - 光の速度、得られた数値を代入します

答えは、問題文の要求に従って、10 分の 1 を四捨五入したマイクロメートル単位で表示されます。

答え： 4.4μm。

物理法則に基づいて、キーを閉じる前の図に示す回路内の理想的な電圧計の読み取り値を求め、キー K を閉じた後の読み取り値の変化を説明します。最初、コンデンサーは充電されていません。

解決

米。 1

パート C のタスクでは、学生は完全かつ詳細な回答を提出する必要があります。 物理法則に基づいて、キー K を閉じる前とキー K を閉じた後の電圧計の読み取り値を決定する必要があります。最初は回路内のコンデンサが充電されていないことを考慮に入れましょう。 2 つの状態を考えてみましょう。 キーが開いているときは、抵抗のみが電源に接続されます。 電圧計の読み取り値はゼロです。これは、電圧計がコンデンサと並列に接続されており、コンデンサは最初は充電されていないためです。 q 1 = 0。2 番目の状態はキーが閉じているときです。 その後、電圧計の読み取り値は最大値に達するまで増加しますが、時間の経過とともに変化することはありません。

どこ rはソースの内部抵抗です。 回路セクションのオームの法則に従った、コンデンサと抵抗器の両端の電圧 U = 私 · R時間の経過とともに変化することはなく、電圧計の測定値も変化しなくなります。

底部のある円筒形の容器の底に木の球を糸で結びつけます。 S\u003d 100 cm 2。 ボールが完全に液体に浸かるように容器に水を注ぎ、糸を伸ばしてボールに力を加えます。 T。 糸が切れると玉が浮き、水位が変わります。 h \u003d 5 cm。糸の張力を見つけます T.

解決

最初に、底部のある円筒形の容器の底に木の球を糸で結びます。 S\u003d 100 cm 2 \u003d 0.01 m 2 で完全に水に浸されます。 ボールには 3 つの力が作用します。地球側からの重力、液体側からのアルキメデスの力、ボールと糸の相互作用の結果生じる糸の張力です。 。 ボールのバランス条件によると、最初のケースでは、ボールに作用するすべての力の幾何学和はゼロに等しくなければなりません。

座標軸を選んでみましょう ああそしてそれを上に向けます。 次に、射影を考慮すると、方程式 (1) は次のように書くことができます。

ファ 1 = T + mg (2).

アルキメデスの力を書いてみましょう。

ファ 1 = ρ V 1 g (3),

どこ V 1 - 水に浸し​​たボールの部分の体積、最初はボール全体の体積、 メートルはボールの質量、ρ は水の密度です。 2 番目の場合の平衡条件

ファ 2 = mg(4)

この場合のアルキメデスの力を書き出してみましょう。

ファ 2 = ρ V 2 g (5),

どこ V 2 は、2 番目の場合の液体に浸された球の部分の体積です。

方程式 (2) と (4) を使ってみましょう。 代入法を使用するか、(2) ～ (4) から減算することができます。 ファ 1 – ファ 2 = T、式 (3) と (5) を使用して、ρ · を取得します。 V 1 g– ρ · V 2 g= T;

ρg( V 1 – V 2) = T (6)

とすれば

V 1 – V 2 = S · h (7),

どこ h=H1- H 2; 我々が得る

T= ρ g S · h (8)

数値を代入してみましょう

答え： 5N。

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タスク 30

空気の温度が10℃、相対湿度が30％である4×5×3mの寸法の部屋で、0.2リットル/時間の容量の加湿器をオンにしました。 1.5 時間後の部屋の空気の相対湿度はどうなりますか? 10℃における飽和水蒸気圧は1.23kPaです。 部屋を密閉容器として考えてください。

解決

蒸気と湿度の問題を解き始めるときは、常に次のことに留意することが役立ちます。飽和蒸気の温度と圧力 (密度) が指定されている場合、その密度 (圧力) はメンデレーエフ-クラペイロンの式から決定されます。 。 メンデレーエフ-クラペイロン方程式と各状態の相対湿度の式を書き留めます。

最初のケースでは、φ 1 = 30% です。 水蒸気の分圧は次の式で表されます。

どこ T = t+273(K)、 Rは普遍気体定数です。 式 (2) と (3) を使用して、部屋に含まれる蒸気の初期質量を表します。

加湿器の運転時間 τ の間に、水の質量は次のように増加します。

Δ メートル = τ · ρ · 私, (6)

どこ 私– 条件に応じた加湿器の性能、それは 0.2 l / h = 0.2 10 -3 m 3 / h、ρ = 1000 kg / m 3 - 水の密度に等しくなります。 (6)

表現を変えて表現する

これは、加湿器が動作した後の室内の相対湿度の望ましい式です。

数値を代入すると以下の結果が得られます

答え： 83 %.

抵抗が無視できる程度の水平に配置された粗いレール上に、2 本の同一の質量のロッドが配置されます。 メートル= 100 g と抵抗 R= それぞれ0.1オーム。 レール間の距離は l = 10 cm、ロッドとレール間の摩擦係数は μ = 0.1 です。 ロッドを備えたレールは、誘導 B = 1 T による均一な垂直磁場内にあります (図を参照)。 レールに沿って最初のロッドに水平方向の力が作用すると、両方のロッドが異なる速度で均一に並進運動します。 2 番目のロッドに対する 1 番目のロッドの速度はいくらですか? 回路の自己インダクタンスは無視します。

解決

米。 1

2 本のロッドが移動しており、2 番目のロッドに対する 1 番目のロッドの速度を決定する必要があるため、この作業は複雑になります。 それ以外の場合、このタイプの問題を解決するアプローチは変わりません。 回路を貫く磁束の変化により、誘導電磁界が発生します。 私たちの場合、ロッドが異なる速度で移動すると、時間間隔 Δ にわたって回路を貫通する磁気誘導ベクトルの磁束が変化します。 t式によって決定されます

ΔΦ = B · 私 · ( v 1 – v 2) Δ t (1)

これにより、誘導電磁界が発生します。 ファラデーの法則によると

問題の状況により、回路の自己誘導は無視されます。 閉回路における回路内で発生する電流に関するオームの法則に従って、次の式を書きます。

磁界内の電流が流れる導体はアンペール力の影響を受け、モジュールのモジュールは互いに等しく、電流の強さ、磁気誘導ベクトルのモジュール、および導体の長さの積に等しくなります。 力ベクトルは電流の方向に垂直なので、sinα = 1、

F 1 = F 2 = 私 · B · 私 (4)

ロッドには摩擦による制動力が働き続けますが、

F tr = μ メートル · g (5)

条件によって、ロッドは均一に動くと言われます。これは、各ロッドに加えられる力の幾何学的和がゼロに等しいことを意味します。 2本目のロッドにはアンペア力と摩擦力のみが作用しますので、 F tr = F 2 (3)、(4)、(5) を考慮して

ここから相対速度を表してみましょう

数値を代入します。

答え： 2m/秒。

光電効果を調べる実験では、周波数 ν = 6.1 · 10 14 Hz の光が陰極表面に当たり、その結果、回路に電流が発生します。 現在の依存関係グラフ 私から 電圧 Uアノードとカソードの間を図に示します。 入射光のパワーはどれくらいですか R、平均して、陰極に入射する 20 個の光子のうち 1 個が電子をノックアウトするとしたら?

解決

定義上、現在の強さは電荷に数値的に等しい物理量です。 q導体の断面を単位時間当たりに通過する量 t:

カソードからノックアウトされたすべての光電子がアノードに到達すると、回路内の電流は飽和に達します。 導体の断面を通過する総電荷を計算できます。

q = ね · e · t (2),

どこ eは電子の電荷弾性率、 ね– 1秒間に陰極からノックアウトされる光電子の数。 この条件によれば、陰極に入射する光子 20 個のうち 1 個が電子をノックアウトします。 それから

どこ N f は、1 秒間に陰極に入射する光子の数です。 この場合の最大電流は、

私たちの仕事は、陰極に入射する光子の数を見つけることです。 1 つの光子のエネルギーは次のとおりであることが知られています。 E f = h · v、入射光のパワー

対応する量を代入すると、最終的な式が得られます。