Единый государственный экзамен по физике

Руководитель Департамента

общего и дошкольного образования

Минобразования России

______________________ А.В.Баранников

«_______» __________________ 2003 г.

Теплопередача всегда происходит от тела с

 

1)	большим запасом количества теплоты к телу с меньшим запасом количества теплоты
2)	большей теплоемкостью к телу с меньшей теплоёмкостью
3)	большей температурой к телу с меньшей температурой
4)	большей теплопроводностью к телу с меньшей теплопроводностью

 

 

A9

 

В каком из процессов перехода идеального газа из состояния 1 в состояние 2, изображенном на рV-диаграмме (см. рисунок), газ совершает наибольшую работу?

1)	А
2)	Б
3)	В
4)	во всех трех процессах газ совершает одинаковую работу

 

 

A10

 

Весной при таянии льда в водоеме температура окружающего воздуха

 

1)	уменьшается
2)	увеличивается
3)	не изменяется
4)	может увеличиваться или уменьшаться

 

 

A11

 

Легкий незаряженный шарик из металлической фольги подвешен на тонкой шелковой нити. При поднесении к шарику стержня с положительным электрическим зарядом (без прикосновения) шарик

 

1)	притягивается к стержню
2)	отталкивается от стержня
3)	не испытывает ни притяжения, ни отталкивания
4)	на больших расстояниях притягивается к стержню, на малых расстояниях отталкивается

 

 

A12

 

При увеличении напряжения U на участке электрической цепи сила тока I в цепи изменяется в соответствии с графиком (см. рисунок). Электрическое сопротивление на этом участке цепи равно

 

1)

2 Ом

2)

0,5 Ом

3)

2 мОм

4)

500 Ом

 

A13

 

При силе тока в электрической цепи 0,3 А сопротивление лампы равно 10 Ом. Мощность электрического тока, выделяющаяся на нити лампы, равна

 

1)

0,03 Вт

2)

0,9 Вт

3)

3 Вт

4)

30 Вт

 

 

A14

 

Если перед экраном электронно-лучевой трубки осциллографа поместить постоянный магнит так, как показано на рисунке, то электронный луч сместится из точки О в направлении, указанном стрелкой

1)А 2) Б 3 В 4)Г

 

 

A15

 

Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо на тонком длинном подвесе (см. рисунок). Первый раз – северным полюсом, второй раз – южным полюсом. При этом

1)	в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита
2)	в обоих опытах кольцо притягивается к магниту
3)	в первом опыте кольцо отталкивается от магнита, во втором – кольцо притягивается к магниту
4)	в первом опыте кольцо притягивается к магниту, во втором – кольцо отталкивается от магнита

 

 

A16

 

Катушка квартирного электрического звонка с железным сердечником подключена к переменному току бытовой электросети частотой 50 Гц (см. рисунок). Частота колебаний якоря

 

1)	равна 25 Гц
2)	равна 50 Гц
3)	равна 100 Гц
4)	зависит от конструкции якоря

 

 

A17

 

Энергия фотона равна

 

1)

2)

3)

4)

 

 

A20

 

Атом водорода находился в нормальном состоянии. При первом столкновении с другим атомом, он перешел в возбужденное состояние, а при следующем столкновении был ионизирован. Энергия системы «ядро – электрон» имела

 

1)	максимальное значение в нормальном состоянии атома
2)	максимальное значение в возбужденном состоянии атома
3)	максимальное значение в ионизированном состоянии атома
4)	одинаковое значение во всех трех состояниях

 

 

A21

 

Ракета массой 10⁵ кг стартует вертикально вверх с поверхности Земли с ускорением 15 м/с². Если силами сопротивления воздуха при старте пренебречь, то сила тяги двигателей ракеты равна

 

1)

5×10^5 Н

2)

1,5×10^6 Н

3)

2,5×10^6 Н

4)

1,5×10^7 Н

 

 

A22

 

Плоский конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия электрического поля внутри конденсатора, если увеличить в 2 раза расстояние между обкладками конденсатора? Расстояние между обкладками конденсатора мало как до, так и после увеличения расстояния между ними.

 

1)	уменьшится в 2 раза
2)	увеличится в 2 раза
3)	уменьшится в 4 раза
4)	увеличится в 4 раза

 

 

A26

 

Волновыми свойствами

 

1)	обладает только фотон
2)	обладает только электрон
3)	обладают как фотон, так и электрон
4)	не обладают ни фотон, ни электрон

 

 

A28

 

Часть 2

Ответом к каждому заданию этой части будет некоторое число. Это число надо записать в бланк ответов № 1 справа от номера задания (В1 – В5), начиная с первой клеточки. Каждый символ (цифру, запятую, знак минус и т.д.) пишите в отдельной клеточке строго по образцу из верхней части бланка. Единицы измерений писать не нужно.

 

 

B1

 

Автомобиль движется по выпуклому мосту. При каком значении радиуса круговой траектории автомобиля в верхней точке траектории водитель испытает состояние невесомости, если модуль скорости автомобиля в этой точке равен 72 км/ч?

 

B2

 

Рассчитайте количество теплоты, сообщенное одноатомному идеальному газу в процессе А-В-С, представленному на рV-диаграмме (см. рисунок).

 

B3

 

В катушке сила тока равномерно увеличивается со скоростью 2 А/с. При этом в ней возникает ЭДС самоиндукции 20 В. Какова энергия магнитного поля катушки при силе тока в ней 5 А?

 

B4

 

Изображение предмета, расположенного на расстоянии 40 см от рассеивающей линзы, наблюдается на расстоянии 24 см от линзы. Найдите модуль фокусного расстояния рассеивающей линзы. Ответ выразите в сантиметрах (см).

 

 

B5

На фотографии представлен спектр излучения водорода в видимой части спектра. Цифры на числовой оси – длины волн в нанометрах (нм).

 

Оцените в джоулях (Дж) энергию фотона с максимальной энергией в видимой части спектра водорода. Полученный результат умножьте на 10²⁰ и округлите его до двух значащих цифр.

 

 

Часть 3

 

Для записи ответов к заданиям этой части (С1 – С5) используйте бланк ответов № 2. Запишите сначала номер задания (С1 и т.д.), а затем полное решение.Задания С1 – С5 представляют собой задачи, при оформлении решения которых следует внести названия законов или ссылки на определения физических величин, соответствующих уравнениям (формулам), которыми вы пользуетесь. Если требуется, следует рассчитать численное значение искомой величины, если нет – оставить решение в буквенном виде. Рекомендуется провести предварительное решение этих заданий на черновике, чтобы решение при записи его в бланк ответов заняло менее половины страницы бланка.

 

 

С1

 

Два тела, массы которых соответственно m₁ = 1 кг и m₂ = 2кг, скользят по гладкому горизонтальному столу (см. рисунок). Скорость первого тела v₁ = 3 м/с, скорость второго тела v₂ = 6 м/с. Какое количество теплоты выделится, когда они столкнутся и будут двигаться дальше, сцепившись вместе? Вращения в системе не возникает. Действием внешних сил пренебречь.

 

 

С2

 

В медный стакан калориметра массой 200 г, содержащий 150 г воды, опустили кусок льда, имевший температуру 0°С. Начальная температура калориметра с водой 25°С. В момент времени, когда наступит тепловое равновесие, температура воды и калориметра стала равной 5°С. Рассчитайте массу льда. Удельная теплоемкость меди 390 Дж/кг×К, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг×К, удельная теплота плавления льда 3,35×10⁵ Дж/кг. Потери тепла калориметром считать пренебрежимо малыми.

 

 

С3

 

В кинескопе телевизора разность потенциалов между катодом и анодом 16 кВ. Отклонение электронного луча при горизонтальной развертке осуществляется магнитным полем, создаваемым двумя катушками. Ширина области, в которой электроны пролетают через магнитное поле, равна 10 см. Какова индукция отклоняющего магнитного поля при значении угла отклонения электронного луча 30°?

 

С4

 

В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С = 8000 пФ. При длительном освещении катода светом c частотой n = 10¹⁵ Гц фототок, возникший вначале, прекращается. Работа выхода электронов из кальция А = 4,42×10^–19 Дж. Какой заряд q при этом оказывается на обкладках конденсатора?

 

 

 

 

С5

 

На рисунке представлена фотография установки по исследованию скольжения каретки (1) массой 40 г по наклонной плоскости под углом 30°. В момент начала движения верхний датчик (2) включает секундомер (3). При прохождения кареткой нижнего датчика (4) секундомер выключается. Оцените количество теплоты, которое выделилось при скольжении каретки по наклонной плоскости между датчиками.

 

 

Инструкция по проверке и оценке работ учащихся по физике

Часть 1

 

№ задания	Ответ	№ задания	Ответ
А1		А16
А2		А17
А3		А18
А4		А19
А5		А20
А6		А21
А7		А22
А8		А23
А9		А24
А10		А25
А11		А26
А12		А27
А13		А28
А14		А29
А15		А30

Часть 2

 

№ задания	Ответ
В1
В2
В3
В4
В5

Часть 3

 

 

С1

 

Два тела, массы которых соответственно m₁ = 1 кг и m₂ = 2кг, скользят по гладкому горизонтальному столу (см. рисунок). Скорость первого тела v₁ = 3 м/с, скорость второго тела v₂ = 6 м/с. Какое количество теплоты выделится, когда они столкнутся и будут двигаться дальше, сцепившись вместе? Вращения в системе не возникает. Действием внешних сил пренебречь.

 

 

Один из вариантов решения задачи и указания по оцениванию (допускается иная запись или ход решения, приводящие к правильному ответу)	Баллы
Элементы ответа: 1) Записан закон сохранения импульса M = m1 1 + m2 2; (M×v)^2 = (m1×v1)^2 + (m2×v2)^2; M = m1 + m2 = m1 + 2×m1 = 3×m1; m2×v2 = 2×m1×2×v1 = 4×m1×v1; (3m1×v)^2 = (m1×v1)^2 + (4m1×v1)^2; 9m1^2×v^2 = m1^2×v1^2 + 16m1^2×v1^2; 9×v^2 = 17×v1^2; v^2 = ×v1^2. 2) Записан закон сохранения энергии Eкин1 + Eкин2 = Eкин + Q; или + Q; Q = ; 3) Получено выражение для количества теплоты и рассчитано его числовое значение Q = = ; Q = 15 (Дж).
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок не обязателен)
Решение включает 1-й и 2-й из приведенных выше элементов
Решение включает только1-й или только 2-й из приведенных выше элементов. При записи одного из законов допущена ошибка
Все элементы ответа записаны неверно
Максимальный балл

 

 

 

С2

 

В медный стакан калориметра массой 200 г, содержащий 150 г воды, опустили кусок льда, имевший температуру 0°С. Начальная температура калориметра с водой 25°С. В момент времени, когда наступит тепловое равновесие, температура воды и калориметра стала равной 5°С. Рассчитайте массу льда. Удельная теплоемкость меди 390 Дж/кг×К, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг×К, удельная теплота плавления льда 3,35×10⁵ Дж/кг. Потери тепла калориметром считать пренебрежимо малыми.

 

 

Один из вариантов решения задачи и указания по оцениванию (допускается иная запись или ход решения, приводящие к правильному ответу)	Баллы
Элементы ответа. 1) Записаны формулы для расчета количества теплоты, отданного калориметром и водой и полученного льдом при плавлении и нагревании ; ; Qплавл. = lльда× m льда; . 2) Записано уравнение теплового баланса 3) Получено выражение для массы льда и рассчитано ее числовое значение m льда = = . m льда = »0,04 (кг).
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок не обязателен)
Решение включает 1-й и 2-й из приведенных выше элементов
Решение включает только 1-й или только 2-й из приведенных выше элементов
Все элементы ответа записаны неверно
Максимальный балл

 

 

 

С3

 

В кинескопе телевизора разность потенциалов между катодом и анодом 16 кВ. Отклонение электронного луча при горизонтальной развертке осуществляется магнитным полем, создаваемым двумя катушками. Ширина области, в которой электроны пролетают через магнитное поле, равна 10 см. Какова индукция отклоняющего магнитного поля при значении угла отклонения электронного луча 30°?

 

 

Один из вариантов решения задачи и указания по оцениванию (допускается иная запись или ход решения, приводящие к правильному ответу)	Баллы
Элементы ответа: 1) Записано выражение второго закона Ньютона для движения электрона в магнитном поле Fл = m× a ц; Fл = e×v×B; a ц = ; e×v×B = . 2) Записан закон сохранения энергии для движения электрона в электрическом поле 3) Выполнен чертеж и получено выражение . 4) Получено выражение для модуля вектора индукции магнитного поля и рассчитано его числовое значение B = × ; В ≈ 2 10^–3 (Тл).
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок обязателен)
Решение включает 1-й, 2-й и 3-й из приведенных выше элементов
Решение включает 1-й и 2-й или 2-й и 3-й из приведенных выше элементов
Все элементы представлены неверно или приведен правильно только один элемент (1-й, 2-й или 3-й)
Максимальный балл

 

С4

 

В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С = 8000 пФ. При длительном освещении катода светом c частотой n = 10¹⁵ Гц фототок, возникший вначале, прекращается. Работа выхода электронов из кальция А = 4,42×10^–19 Дж. Какой заряд q при этом оказывается на обкладках конденсатора?

 

 

Один из вариантов решения задачи и указания по оцениванию (допускается иная запись или ход решения, приводящие к правильному ответу)	Баллы
Элементы ответа: 1) Записано уравнение Эйнштейна для фотоэффекта hν = A + . 2) Записано выражение для запирающего напряжения eU = . 3) Записано выражение, связывающее разность потенциалов на обкладках конденсатора с электрическим зарядом на них U = . 4) Получено выражение для расчета заряда на обкладках конденсатора и получено его числовое значение q = (hν – A)× . q ≈ 1,1∙10^–8 (Кл) = 11 (нКл).
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок не обязателен)
Решение включает 1-й, 2-й и 3-й из приведенных выше элементов
Решение неполное, включает 1-й и 2-й или 1-й и 3-й из приведенных выше элементов
Все элементы записаны неверно или записан правильно только один элемент (1-й, 2-й или 3-й)
Максимальный балл

 

 

 

С5

 

На рисунке представлена фотография установки по исследованию скольжения каретки (1) массой 40 г по наклонной плоскости под углом 30°. В момент начала движения верхний датчик (2) включает секундомер (3). При прохождения кареткой нижнего датчика (4) секундомер выключается. Оцените количество теплоты, которое выделилось при скольжении каретки по наклонной плоскости между датчиками.

 

 

 

Один из вариантов решения задачи и указания по оцениванию (допускается иная запись или ход решения, приводящие к правильному ответу)	Баллы
Элементы ответа: 1) Выполнен схематический чертеж (рис.) 2) Записан закон сохранения энергии Еп1 = Еп2 + Екин. + Q; Еп1 = m×g×h1; Еп1 = m×g×h2; Екин. = ; Q = mg×h1 – mg×h2 – = mgDh – ; 3) Записано выражение для количества теплоты Dh = Dd×sina; v = a ×t или v = 2× , где S = Dd; Q = mg×Dd×sina – ; 4) Получено числовое значение Q = » 0,03 (Дж).
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок обязателен)
Решение включает 1-й, 2-й и 3-й из приведенных выше элементов
Решение включает 1-й и 2-й из приведенных выше элементов
Все элементы представлены неверно или представлен правильно только один элемент (1-й или 2-й)
Максимальный балл

 

Руководитель Департамента

общего и дошкольного образования

Минобразования России

______________________ А.В.Баранников

«_______» __________________ 2003 г.

Единый государственный экзамен по физике

Демонстрационный вариант 2004 г.

 

Инструкция по выполнению работы

Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3,5 часа (210 минут). Работа состоит из 3 частей, включающих 40 заданий.

Часть 1 содержит 30 заданий (А1 – А30). К каждому заданию дается 4 ответа, из которых правильный только один.

Часть 2 содержит 5 заданий (В1 – В5), на которые следует дать краткий ответ в численном виде.

Часть 3 состоит из 5 заданий (С1 – С5), по которым требуется дать развернутый ответ.

При выполнении заданий частей 2 и 3 значение искомой величины следует выразить в тех единицах измерений, которые указаны в условии задания. Если такого указания нет, то значение величины следует записать в Международной системе единиц (СИ). При вычислении разрешается использовать непрограммируемый калькулятор.

Внимательно прочитайте каждое задание и предлагаемые варианты ответа, если они имеются. Отвечайте только после того, как вы поняли вопрос и проанализировали все варианты ответа.

Выполняйте задания в том порядке, в котором они даны. Если какое-то задание вызывает у вас затруднение, пропустите его. К пропущенным заданиям можно будет вернуться, если у вас останется время.

За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.

 

Желаем успеха!

 

Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.

Десятичные приставки

Наименование	Обозначение	Множитель	Наименование	Обозначение	Множитель
мега	М	10^6	милли	м	10^– 3
кило	к	10 ^3	микро	мк	10 ^– 6
гекто	г	10 ^2	нано	н	10^– 9
деци	д	10^– 1	пико	п	10^– 12
санти	с	10^– 2	фемто	ф	10^– 15

 

Физические константы
Ускорение свободного падения на Земле	g = 10 м/с^2
Гравитационная постоянная	G = 6,7·10^–11 Н·м^2/кг^2
Газовая постоянная	R = 8,31 Дж/(моль·К)
Постоянная Больцмана	k = 1,38·10^–23 Дж/К
Постоянная Авогадро	NА = 6·10^23 1/моль
Скорость света в вакууме	с = 3·10^8 м/с
Коэффициент пропорциональности в законе Кулона	k = = 9·10^9 Н·м^2 /Кл^2
Заряд электрона	e = – 1,6·10^–19 Кл
Постоянная Планка	h = 6,6·10^–34 Дж·с
Масса Земли	6×10^24 кг
Масса Солнца	2×10^30 кг
Расстояние между Землей и Солнцем 1 астрономическая единица	1 а.е.» 150 млн км» 1,5×10^11 м
Примерное число секунд в году	3×10^7 с

 

Соотношение между различными единицами

Температура

0 К = – 273,15°С

Атомная единица массы

1 а.е.м. = 1,66×10^– 27 кг

1 атомная единица массы эквивалентна

931,5 МэВ

1 электрон-вольт

1 эВ = 1,6×10^–19 Дж

Масса частиц:

электрона

9,1×10^–31кг» 5,5×10^–4а.е.м.

протона

1,673×10^–27 кг» 1,007 а.е.м.

нейтрона

1,675×10^–27 кг» 1,008 а.е.м.

Плотность:

воды

1000 кг/м^3

древесины (ели)

450 кг/м^3

парафина

900 кг/м^3

пробки

250 кг/м^3

Нормальные условия: давление 10^5 Па, температура 0°С

Молярная маса:

азота

28×10^– 3 кг/моль

кислорода

32×10^– 3 кг/моль

аргона

40×10^– 3 кг/моль

неона

20×10^– 3 кг/моль

водорода

2×10^– 3 кг/моль

серебра

108×10^– 3 кг/моль

водяных паров

18×10^– 3 кг/моль

углекислого газа

44×10^– 3 кг/моль

гелия

4×10^– 3 кг/моль

Масса атомов:

азота N

14,0067 а.е.м.

дейтерия Н

2,0141 а.е.м.

бериллия Be

8,0053 а.е.м.

лития Li

6,0151 а.е.м.

водорода Н

1,0087 а.е.м.

лития Li

7,0160 а.е.м.

гелия He

3,0160 а.е.м.

углерода С

12,0000 а.е.м.

гелия He

4,0026 а.е.м.

углерода С

13,0034 а.е.м.

Энергия покоя:

электрона

0,5 МэВ

нейтрона

939,6 МэВ

протона

938,3 МэВ

ядра азота N

13040,3 МэВ

ядра кислорода О

15830,6 МэВ

ядра алюминия Al

25126,6 МэВ

ядра кремния Si

27913,4 МэВ

ядра аргона Ar

35353,1 МэВ

ядра лития Li

5601,5 МэВ

ядра бериллия Be

7454,9 МэВ

ядра лития Li

6535,4 МэВ

ядра бериллия Be

8394,9 МэВ

ядра магния Mg

22342,0 МэВ

ядра бора В

9327,1 МэВ

ядра натрия Na

21414,9 МэВ

ядра водород Н

938,3 МэВ

ядра натрия Na

22341,9 МэВ

ядра гелия He

2808,4 МэВ

ядра трития Н

2808,9 МэВ

ядра гелия He

3728,4 МэВ

ядра углерода С

11174,9 МэВ

ядра дейтерия Н

1876,1 МэВ

ядра углерода С

12109,5 МэВ

ядра кислорода О

13971,3 МэВ

ядра фосфора Р

27917,1 МэВ

 

 

Часть 1

 

При выполнении заданий части 1 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания (А1 – А30) поставьте знак «´» в клеточку, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.

 

 

A1

 

Равноускоренному движению соответствует график зависимости модуля ускорения от времени, обозначенный на рисунке буквой

 

1)

А

2)

Б

3)

В

4)

Г

 

 

A2

 

Под действием равнодействующей силы, равной 5 Н, тело массой 10 кг движется

 

1)	равномерно со скоростью 2 м/с
2)	равномерно со скоростью 0,5 м/с
3)	равноускоренно с ускорением 2 м/с^2
4)	равноускоренно с ускорением 0,5 м/с^2

 

A3

 

Комета находилась на расстоянии 100 млн км от Солнца. При удалении кометы от Солнца на расстояние 200 млн км сила притяжения, действующая на комету

 

1)	уменьшилась в 2 раза
2)	уменьшилась в 4 раза
3)	уменьшилась в 8 раз
4)	не изменилась

 

A4

 

При взвешивании груза в воздухе показание динамометра равно 2 Н. При опускании груза в воду показание динамометра уменьшается до 1,5 Н. Выталкивающая сила равна

 

1)

0,5 Н

2)

1,5 Н

3)

2 Н

4)

3,5 Н

 

 

A5

 

Груз массой 1 кг под действием силы 50 Н, направленной вертикально вверх, поднимается на высоту 3 м. Изменение кинетической энергии груза при этом равно

 

1)

30 Дж

2)

120 Дж

3)

150 Дж

4)

180 Дж

 

 

A6

На рисунке представлена зависимость координаты центра шара, подвешенного на пружине, от времени. Период колебаний равен

 

 

1)

2 с

2)

4 с

3)

6 с

4)

10 с

 

 

A7

 

Давление идеального газа зависит от

А. концентрации молекул.

Б. средней кинетической энергии молекул.

 

1)

только от А

2)

только от Б

3)

и от А, и от Б

4)

ни от А, ни от Б

 

 

A8