Вариант №3
Инструкция по выполнению работы
Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3 часа
55 минут (235 минут). Работа состоит из двух частей, включающих в себя 32 задания.
Бланк
КИМ
В заданиях 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–27 ответом является целое число или конечная десятичная дробь. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы,
а затем перенесите по приведённому ниже
образцу в бланк ответа № 1. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
Ответ: –2,5 м/с2. | |
Ответом к заданиям 5–7, 11, 12, 16–18, 21, 23 и 24 является последовательность двух цифр. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу без пробелов, запятых и других дополнительных символов в бланк ответов № 1.
КИМ | |
Бланк
КИМ
Ответом к заданию 13 является слово. Ответ запишите в поле ответа
в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже
образцу в бланк ответов № 1.
. | |
Бланк
КИМ
Ответом к заданиям 19 и 22 являются два числа. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённым ниже
образцам, не разделяя числа пробелом, в бланк ответов № 1.
Заряд ядра Z | Массовое число ядра A | 38 | 94 | | |
Ответ: ( 1,4 ± 0,2 ) Н. | |
Бланк
Ответ к заданиям 28–32 включает в себя подробное описание всего хода выполнения задания. В бланке ответов № 2 укажите номер задания
и запишите его полное решение.
При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.
Все бланки ЕГЭ 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.
Десятичные приставки
Наименование | Обозначение | Множитель | Наименование | Обозначение | Множитель |
гига | Г | 109 | санти | с | 10–2 |
мега | М | 106 | милли | м | 10–3 |
кило | к | 103 | микро | мк | 10–6 |
гекто | г | 102 | нано | н | 10–9 |
деци | д | 10–1 | пико | п | 10–12 |
Константы | |
число p | p = 3,14 |
ускорение свободного падения на Земле | g = 10 м/с2 |
гравитационная постоянная | G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2 |
универсальная газовая постоянная | R = 8,31 Дж/(моль·К) |
постоянная Больцмана | k = 1,38·10–23 Дж/К |
постоянная Авогадро | NА = 6·1023 моль–1 |
скорость света в вакууме | с = 3·108 м/с |
коэффициент пропорциональности в законе Кулона | k = = 9·109 Н·м2/Кл2 |
модуль заряда электрона (элементарный электрический заряд) | e = 1,6·10–19 Кл |
постоянная Планка | h = 6,6·10–34 Дж·с |
Соотношение между различными единицами |
Температура | 0 К = –273 °С |
атомная единица массы | 1 а.е.м. = 1,66×10–27 кг |
1 атомная единица массы эквивалентна | 931,5 МэВ |
1 электронвольт | 1 эВ = 1,6×10–19 Дж |
1 астрономическая единица | 1 а.е. 150 000 000 км |
1 световой год | 1 св. год 9,46·1015 м |
1 парсек | 1 пк 3,26 св. года |
Масса частиц | |
электрона | 9,1×10–31кг » 5,5×10–4 а.е.м. |
протона | 1,673×10–27 кг » 1,007 а.е.м. |
нейтрона | 1,675×10–27 кг » 1,008 а.е.м. |
Астрономические величины | |
средний радиус Земли | км |
радиус Солнца | м |
температура поверхности Солнца | T = 6000 К |
Плотность | | подсолнечного масла | 900 кг/м3 |
воды | 1000 кг/м3 | алюминия | 2700 кг/м3 |
древесины (сосна) | 400 кг/м3 | железа | 7800 кг/м3 |
керосина | 800 кг/м3 | ртути | 13 600 кг/м3 |
Удельная теплоёмкость | |
воды | 4,2×103 | Дж/(кг×К) | алюминия | 900 | Дж/(кг×К) |
льда | 2,1×103 | Дж/(кг×К) | меди | 380 | Дж/(кг×К) |
железа | 460 | Дж/(кг×К) | чугуна | 500 | Дж/(кг×К) |
свинца | 130 | Дж/(кг×К) | | |
| | | | |
Удельная теплота | |
парообразования воды | 2,3×106 Дж/кг |
плавления свинца | 2,5×104 Дж/кг |
плавления льда | 3,3×105 Дж/кг |
Нормальные условия: давление – 105 Па, температура – 0 °С |
Молярная маcса | | | |
азота | 28×10–3 | кг/моль | гелия | 4×10–3 | кг/моль |
аргона | 40×10–3 | кг/моль | кислорода | 32×10–3 | кг/моль |
водорода | 2×10–3 | кг/моль | лития | 6×10–3 | кг/моль |
воздуха | 29×10–3 | кг/моль | неона | 20×10–3 | кг/моль |
воды | 18×10–3 | кг/моль | углекислого газа | 44×10–3 | кг/моль |
| | | |
Часть 1
Ответами к заданиям 1–24 являются слово, число или последовательность цифр или чисел. Запишите ответ 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. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
1
Из двух городов навстречу друг другу с постоянной скоростью движутся два автомобиля. На графике показана зависимость расстояния между автомобилями от времени. Скорость второго автомобиля 25 м/с. С какой скоростью движется первый автомобиль?
Ответ: ________________________ м/с.
2
3
При исследовании зависимости силы трения скольжения Fтр от силы нормального давления Fд были получены следующие данные:
Fтр, Н | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 |
Fд, Н | 2,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 |
Определите по результатам исследования коэффициент трения скольжения.
Ответ: _______________________.
Д
ва тела движутся по взаимно перпендикулярным пересекающимся прямым, как показано на рисунке. Модуль импульса первого тела р1 = 4 кгм/с, а второго тела р2 = 3 кгм/с. Чему равен модуль импульса системы этих тел после их абсолютно неупругого удара?
Ответ: _____________________ кгм/с.
4
С
использованием нити ученик зафиксировал рычаг. Какова масса подвешенного к рычагу груза, если сила натяжения нити равна 3 Н?
Ответ: ______________________ кг.
5
Автомобиль массой 3 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, радиус кривизны которого равен 40 м, двигаясь с постоянной скоростью 36 км/ч. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующие движение автомобиля.
1) | Сила, с которой мост действует на автомобиль, меньше 30000 Н и направлена вертикально вверх. |
2) | Сила, с которой автомобиль действует на мост, направлена вертикально вверх. |
3) | Сила тяжести, действующая на автомобиль, равна 25000 Н. |
4) | Сумма сил, действующих на автомобиль, направлена вертикально вниз и перпендикулярна скорости автомобиля. |
5) | Центростремительное ускорение автомобиля равно 22,5 м/с2. |
6
На равномерно вращающемся диске находится брусок. Брусок неподвижен относительно диска. Как изменятся скорость бруска и сила трения между бруском и диском, если угловая скорость вращения диска увеличится, а брусок останется на том же месте диска?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличится |
2) | уменьшится |
3) | не изменится |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Скорость бруска | Сила трения, действующая на брусок |
| |
7
Груз, привязанный к нити, в момент
t = 0 вышел с начальной скоростью

из состояния равновесия (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза после этого. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ | | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
А) | | Б) | | | | 1) | координата груза х | 2) | проекция скорости груза х | 3) | кинетическая энергия груза Ек | 4) | потенциальная энергия груза Еп | |
8
Концентрация атомов гелия, находящегося в сосуде под подвижным поршнем, увеличилась в 6 раз. Давление газа при этом возросло в 2 раза. Во сколько раз уменьшилась при этом средняя кинетическая энергия теплового движения атомов гелия?
Ответ: в _________________________ раз(а).
9
Внутренняя энергия 3 молей одноатомного идеального газа уменьшилась на 600 Дж, при этом внешние силы совершили над ним работу 200 Дж. Какое количество теплоты отдал газ?
Ответ: __________________________ Дж.
10
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде под поршнем
равна 35%. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если при неизменной температуре его объём за счёт движения поршня уменьшить
в 3 раза?
Ответ: ___________________________ %.
11
На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах
V-Т, где
V – объем газа,
Т – абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.
Из приведенного ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующие процессы на графике, и укажите их номера.
1) | В состоянии В концентрация газа максимальна. |
2) | В процессе АВ газ получает некоторое количество теплоты. |
3) | В процессе ВС внутренняя энергия газа остается неизменной. |
4) | Давление газа в процесс СD постоянно, при этом газ совершает положительную работу. |
5) | В процессе DA давление газа изохорно увеличивается. |
12
На рисунках приведены графики А и Б двух процессов: 1–2 и 3–4, происходящих с 1 моль неона. Графики построены в координатах V–T и p–T, где p – давление; V – объём и T – абсолютная температура газа. Установите соответствие между графиками и утверждениями, характеризующими изображённые на графиках процессы.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ | | УТВЕРЖДЕНИЯ |
А) | | Б) | | | | 1) | Над газом совершают работу, при этом его внутренняя энергия увеличивается. | 2) | Газ получает положительное количество теплоты, при этом его внутренняя энергия увеличивается. | 3) | Газ получает положительное количество теплоты и совершает работу. | 4) | Внутренняя энергия газа уменьшается, при этом газ отдаёт положительное количество теплоты. | |
Ответ: | А | Б |
| |
13
На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов: –q и +2q. Как направлен (вправо, влево, вверх, вниз,
к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).
Ответ: __________________________.
14
XНа сколько увеличится сопротивление участка цепи АВ, изображенного на рисунке, если ключ К разомкнуть? Сопротивление каждого резистора равно 4 Ом.
Ответ: на___________________ Ом.
15
За
с магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку, равномерно уменьшается от некоторого значения
до нуля. При этом
в рамке генерируется ЭДС, равная 2 мВ. Определите начальный магнитный поток
через рамку.
Ответ: _____________________ мВб.
16
На рисунке приведён график зависимости с
илы тока от времени в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой равна 0,3 Гн. Из приведенного ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.
1) | Период электромагнитных колебаний равен 5 мс. |
2) | Максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 0,9 мкДж. |
3) | В момент времени 3 мс заряд конденсатора равен нулю. |
4) | В момент времени 4 мс энергия магнитного поля катушки достигает своего минимума. |
5) | За первые 6 мс энергия магнитного поля катушки достигла своего максимума 2 раза. |
17
По проволочному резистору течёт ток. Как изменятся при уменьшении длины проволоки в 4 раза и увеличении силы тока вдвое тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе, и его электрическое сопротивление?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличится |
2) | уменьшится |
3) | не изменится |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе | Электрическое сопротивление резистора |
| |
18
Заряженная частица массой
m, несущая положительный заряд
q, движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля

по окружности со скоростью

Действием силы тяжести пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | | ФОРМУЛЫ |
А) | индукция магнитного поля | Б) | период обращения частицы по окружности | | | |
19
Ядро

Ra испытывает a-распад, при этом образуются a-частица и ядро элемента

. Каковы заряд образовавшегося ядра Z (в единицах элементарного заряда) и его массовое число A?
Заряд ядра Z | Массовое число ядра A |
| |
В бланк ответов № 1 перенесите только числа, не разделяя их пробелом или другим знаком.
20
Частота красного света в 2 раза меньше частоты фиолетового света. Во сколько раз импульс фотона красного света меньше импульса фотона фиолетового света?
Ответ: в __________________________ раз(а).
21
На установке, представленной на фотографиях (рис. а – общий вид; рис. б – фотоэлемент), исследовали зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Для этого в прорезь осветителя помещали различные светофильтры и измеряли запирающее напряжение.
В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только жёлтый свет, а во второй – пропускающий только синий свет.
Рис. а Рис. б
Как изменяются частота световой волны и работа выхода при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1) | увеличивается |
2) | уменьшается |
3) | не изменяется |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.
Частота световой волны, падающей на фотоэлемент | Работа выхода материала катода фотоэлемента |
| |
22
Для того чтобы более точно измерить массу одной шайбы, на электронные весы положили 40 шайб. Масса всех шайб оказалось равной (16,0 ± 2,0) г. Чему равна масса одной шайбы по результатам этих измерений?
Запишите ответ с учетом погрешностей измерений.
Ответ: (_______________ ± ______________) г.
В бланк ответов № 1 перенесите только числа, не разделяя их пробелом или другим знаком.
23
Необходимо экспериментально изучить зависимость силы Архимеда, действующей на тело, погружённое в жидкость, от плотности жидкости.
Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?
24
24
Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звёздах.
Наименование звезды | Температура поверхности, К | Масса (в массах Солнца) | Радиус (в радиусах Солнца) | Средняя плотность по отношению к плотности воды |
Альдебаран | 3600 | 5,0 | 45 | 7,7 · 10–5 |
ε Возничего В | 11 000 | 10,2 | 3,5 | 0,33 |
Ригель | 11 200 | 40 | 138 | 2 · 10–5 |
Сириус A | 9250 | 2,1 | 2,0 | 0,36 |
Сириус B | 8200 | 1,0 | 0,01 | 1,75 · 106 |
Солнце | 6000 | 1,0 | 1,0 | 1,4 |
α Центавра А | 5730 | 1,02 | 1,2 | 0,80 |
Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звёзд.
1) | Наше Солнце имеет максимальную массу для звезд главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рессела. | |
2) | Звезда Альдебаран относится к красным гигантам. | |
3) | Звезда Сириус А относится к звездам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рессела. | |
4) | Звезда Ригель относится к белым карликам. | |
5) | Звезда Сириус В относится к звездам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рессела | |
Часть 2
Ответом к заданиям 25–27 является число. Запишите это число 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. Единицы измерения физических величин писать не нужно.
25
Груз массой M соединен с более легким бруском массой m = 300 г невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый идеальный блок (см. рис.).
Чему равна масса груза M, если модуль ускорения бруска равен 4 м/с2? Сопротивление воздуха пренебречь.
Ответ: ___________________________ Н
26
X
На рисунке изображён вектор напряжённости

электрического поля в точке
С, которое создано двумя точечными зарядами:
qA и
qB. Чему равен заряд
qB, если заряд
qA равен 2 нКл?
Ответ: __________________________ нКл
27
На дифракционную решётку, имеющую 400 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает луч света, длина волны которого равна 470 нм. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?
Ответ: __________________________.
Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1 в соответствии с инструкцией по выполнению работы. Проверьте, чтобы каждый ответ был записан в строке с номером соответствующего задания. |
Для записи ответов на задания 28–32 используйте БЛАНК ОТВЕТОВ № 2. Запишите сначала номер задания (28, 29 и т. д.), а затем решение соответствующей задачи. Ответы записывайте чётко и разборчиво.
28
Стеклянный сосуд, содержащий влажный воздух при
°С, плотно закрыли крышкой и нагрели до
°С. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменятся при этом парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде.
Полное правильное решение каждой из задач 29–32 должно содержать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение.
29
Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна
см2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на
см. Найдите силу натяжения нити T.
30
В тепловом двигателе 1 моль одноатомного разреженного газа совершает цикл 1–2–3–4–1, показанный на графике в координатах
p–
T, где
p – давление газа,
Т – абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны и превышают температуру в точке 1 в 2 раза. Определите КПД цикла.
31
В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода
в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке
А положительного полюса, а к точке
В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась
равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.
32
Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле, испытывает -распад. При этом рождаются -частица и тяжелый ион нового элемента. Выделившаяся при -распаде энергия
E целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек тяжелого иона находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиусом
R. Масса
-частицы равна
m, ее заряд равен 2e, масса тяжелого иона равна
M. Найдите индукцию
B магнитного поля.
Проверьте, чтобы каждый ответ был записан рядом с номером соответствующего задания. |
Система оценивания экзаменационной работы по физике
Задания 1–27
За правильный ответ на каждое из заданий 1–4, 8–10, 13–15, 19, 20, 22, 23, 25–27 ставится по 1 баллу. Эти задания считаются выполненными верно, если правильно указаны требуемое число, два числа или слово.
Ответ на каждое из заданий 5–7, 11, 12, 16–18 и 21, 24 оценивается в 2 балла, если верно указаны оба элемента ответа, в 1 балл, если допущена одна ошибка, в 0 баллов, если оба элемента указаны неверно. Если указано более двух элементов (в том числе, возможно, и правильные) или ответ отсутствует, – 0 баллов.
№ задания | Ответ | № задания | Ответ |
1 | 15 | 15 | 4 |
2 | 0,5 | 16 | 34 или 43 |
3 | 5 | 17 | 32 |
4 | 0,5 | 18 | 13 |
5 | 14 или 41 | 19 | 86222 |
6 | 11 | 20 | 2 |
7 | 32 | 21 | 13 |
8 | 3 | 22 | 0,400,05 |
9 | 800 | 23 | 12 или 21 |
10 | 100 | 24 | 23 или 32 |
11 | 23 или 32 | 25 | 0,7 |
12 | 34 | 26 | 1 |
13 | вправо | 27 | 5 |
14 | 2 | | |
КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ
С РАЗВЁРНУТЫМ ОТВЕТОМ
Решения заданий 28–32 части 2 (с развёрнутым ответом) оцениваются экспертами. На основе критериев, представленных в приведённых ниже таблицах, за выполнение каждого задания в зависимости от полноты и правильности данного участником экзамена ответа выставляется от 0 до 3 баллов.
28
Стеклянный сосуд, содержащий влажный воздух при

°С, плотно закрыли крышкой и нагрели до

°С. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменятся при этом парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде.
Возможное решение |
1. Парциальное давление пара увеличится, относительная влажность уменьшится. 2. Так как сосуд жёсткий, объём газа не изменяется, то есть это изохорный процесс. Тогда , где р1 и р2 – соответственно парциальные давления пара при температурах Т1 и Т2. Так как то то есть давление увеличится. 3. При увеличении температуры плотность насыщенного пара нп увеличивается, а плотность паров в сосуде пара не изменяется (сосуд герметичный, масса газов не меняется). Так как относительная влажность воздуха то относительная влажность воздуха уменьшится |
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: изменение парциального давления и относительной влажности) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: изохорный процесс, зависимость плотности насыщенного пара от температуры, формула для относительной влажности) | 3 |
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2 |
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибку (ошибки). ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
Максимальный балл | 3 |
29
Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна

см
2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой
T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на

см. Найдите силу натяжения нити
T.
Возможное решение |
1. Условие равновесия шара в первом случае: (1) где – сила Архимеда, действующая на шар в первом случае, V1 – объём части шара, погружённой в воду в первом случае (в данной задаче это объём всего шара), m – масса шара и – плотность воды. 2. Условие равновесия шара во втором случае: (2) где – сила Архимеда, действующая на шар во втором случае, V2 – объём части шара, погруженной в воду во втором случае. 3. Вычтем из уравнения (1) уравнение (2) и, учитывая, что получим: Н. Ответ: Н |
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: условия равновесия шара для двух случаев, закон Архимеда); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2 |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
Максимальный балл | 3 |
30
В тепловом двигателе 1 моль одноатомного разреженного газа совершает цикл 1–2–3–4–1, показанный на графике в координатах
p–
T, где
p – давление газа,
Т – абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны и превышают температуру в точке 1 в 2 раза. Определите КПД цикла.
XВозможное решение
1. Коэффициент полезного действия теплового двигателя определяется формулой

, где

– работа, совершённая газом за цикл,

– количество теплоты, полученное за цикл газом от нагревателя.
2. Анализируя график цикла, можно прийти к выводу, что цикл состоит из двух изохор, 1–2 и 3–4, и двух изобар, 2–3 и 4–1 (см. рисунок цикла в координатах p–V).
Согласно закону Шарля
так как
то
.
3. Согласно закону Гей-Люссака
так как
то
.
Работа, совершённая газом за цикл, численно равна площади фигуры, ограниченной графиком цикла:
.
Газ получает положительное количество теплоты на изохоре 1–2
и изобаре 2–3; таким образом,
.
4. Согласно первому закону термодинамики для изохорного процесса 1–2 (
) . Для изобарного процесса 2–3 . С учётом уравнения Менделеева – Клапейрона,
получаем:
и
.
Таким образом,
Ответ:
15,4%
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула КПД теплового двигателя, первый закон термодинамики для изохорного и изобарного процессов, формула внутренней энергии одноатомного идеального газа, формула работы для изобарного процесса, уравнение Менделеева – Клапейрона);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ
3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла
0
Максимальный балл
3
31
В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода
в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке
А положительного полюса, а к точке
В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась
равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.
Возможное решение
1. Если при подключении батареи потенциал точки А оказывается выше, чем потенциал точки В,
, то ток через диод не течёт, и эквивалентная схема цепи имеет вид, изображённый на рис. 1. Потребляемая мощность
.
2. При изменении полярности подключения батареи
, диод открывается и подключает резистор R1 параллельно резистору R2. Эквивалентная схема цепи
в этом случае изображена на рис. 2. При этом потребляемая мощность увеличивается:
.
3. Из этих уравнений:
.
4. Подставляя значения физических величин, указанные в условии, получаем:
Ответ:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: выражение для мощности тока, текущего через резистор; условия протекания тока через диоды и резисторы); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2 |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
Максимальный балл | 3 |
32
Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле, испытывает -распад. При этом рождаются -частица и тяжелый ион нового элемента. Выделившаяся при -распаде энергия
E целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек тяжелого иона находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиусом
R. Масса
-частицы равна
m, ее заряд равен 2e, масса тяжелого иона равна
M. Найдите индукцию
B магнитного поля.
Возможное решение |
Законы сохранения энергии и импульса для -распада ядра покоящегося нейтрального атома: Уравнение движения тяжелого иона с зарядом q = – 2e в магнитном поле: = . Решая систему трех уравнений, получаем: E = , откуда В = . Ответ: В = . |
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон сохранения энергии, закон сохранения импульса, второй закон Ньютона, формула для силы Лоренца); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические, приводящие к правильному ответу; IV) представлен правильный ответ | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
31