ФИ_ДЕМО 2013

Физика. 11 класс

Демонстрационный вариант 2013 г. - 21 / 30

Физика. 11 класс

Демонстрационный вариант 2013 г. - 22 / 30

T1

Правильно

записаны

все необходимые положения теории,

2

mgR Mgh m 2

mgRcos M 2

Mg h ,

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

0

2

2

h

mg

T2

преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

где R – радиус трубы, h – h0 =

R 6 .

объёме или отсутствуют.

ИЛИ

M

Mg

Отсюда

2gR m 1 cos

Пункт III представлен не в полном объёме, содержит ошибки или

m M

6 .

отсутствует.

ИЛИ

5. Груз m в точке отрыва ещё движется по окружности радиусом R, но уже не

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

давит на сферу. Поэтому его центростремительное ускорение вызвано только

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в

направлена по касательной к сфере (см.

скобки, рамку и т.п.).

ИЛИ

силой тяжести, так как сила T1

рисунок):

2

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

m R

mg cos .

доведены до конца.

Подставляя сюда значение , получим:

ИЛИ

2

Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка

m 1 cos M

6

cos .

Представлены записи,

соответствующие одному из следующих

1

m M

случаев.

π

3

Представлены только положения и формулы, выражающие

3 cos

3

2

Отсюда m M

30 г.

физические законы, применение которых необходимо для решения

3cos 2 100 г

3

3

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

2

2

направленных на решение задачи, и ответа.

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

ИЛИ

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

I) записаны положения теории и физические законы,

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

закономерности; применение которых необходимо для решения

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

задачи выбранным способом (в данном случае:

закон сохранения

формулами, направленные на решение задачи.

механической

энергии,

формула

для

величины

ИЛИ

центростремительного ускорения);

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

физических величин (за исключением обозначений констант,

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

0

задачи);

Все случаи решения,

которые не соответствуют вышеуказанным

III) представлен схематический рисунок с указанием сил,

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

поясняющий решение;

IV)

проведены

необходимые

математические

преобразования

(допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты,

приводящие к правильному числовому ответу (допускается

решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Физика. 11 класс

Демонстрационный вариант 2013 г. - 23 / 30

C3 Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводным поршнем 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 и цилиндра пренебрежимо мала. Чему равно отношение внутренней энергии гелия после установления теплового равновесия к его энергии в начальный момент?

Возможное решение

1. Гелий и аргон можно описывать моделью идеального одноатомного газа,

внутренняя энергия U

которого пропорциональна температуре

Т

и числу

молей : U

3

νRT .

2

2. Связь между температурой, давлением и объёмом идеального газа можно

получить с помощью уравнения Клапейрона – Менделеева:

pV νRT .

Поршень в цилиндре находится в состоянии механического равновесия, так

что давление газов в любой момент одинаково. В начальный момент объёмы

газов одинаковы, и уравнение Клапейрона – Менделеева приводит к связи

между начальными температурами гелия и аргона Т1

и Т2 и числом молей

этих газов 1

и 2:

ν1T1 ν2T2 .

3. Поскольку цилиндр теплоизолирован, а работа силы трения равна нулю,

суммарная

внутренняя

энергия газов

в

цилиндре сохраняется:

3 Rν T 3 Rν T

3 R

ν

ν

2

T , где Т – температура газов в цилиндре после

2

1 1

2

2

2

2

1

установления теплового равновесия. Отсюда находим температуру газов:

T

ν1T1

ν2T2

.

С учётом связи между начальными температурами газов и

ν

ν

2

1

T 2 T1T2 .

числом молей получаем:

T

T

1

2

4. Отношение внутренней энергии гелия в конце процесса и в начальный

момент равно отношению температур: U1

T

2

T2

3 1,5.

T

T

U

T

2

1

1

1

2

Критерии оценки выполнения задания

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I)

записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо

для

решения задачи выбранным способом (в данном случае:

первое начало термодинамики, формула для внутренней

энергии идеального газа и уравнение Клапейрона –

II)

Менделеева);

описаны все вводимые в решении буквенные обозначения

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Физика. 11 класс				Демонстрационный вариант 2013 г. - 24 / 30
	физических величин (за исключением, возможно,
	обозначений констант, 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
	(допускается решение «по частям» с промежуточными
	вычислениями);
IV)	представлен правильный ответ
Правильно		записаны	все необходимые положения теории,		2
физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном
объёме или отсутствуют.				ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,
неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в
скобки, рамку и т.п.).				ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях
допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены
до конца.				ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
Представлены записи,			соответствующие одному из следующих		1
случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие
физические законы, применение которых необходимо для решения
задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,
направленных на решение задачи, и ответа.
				ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая
для решения 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 задачи
(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка,
но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи
Все случаи		решения,	которые	не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Физика. 11 класс

Демонстрационный вариант 2013 г. - 25 / 30

C4

Источник

постоянного

напряжения

с

ЭДС

100 В

подключён через резистор к конденсатору, расстояние

между пластинами которого можно изменять (см.

рисунок). Пластины раздвинули, совершив при этом работу 90 мкДж против

сил притяжения пластин. На какую величину изменилась ёмкость

конденсатора, если за время движения пластин на резисторе выделилось

количество теплоты 40 мкДж? Потерями на излучение пренебречь.

Возможное решение

Закон сохранения энергии:

Wн + Aбат

+ A = Wк

+ Q, где Wн

и Wк – энергия

электрического поля конденсатора соответственно в начале и конце

процесса; Aбат – работа источника тока; A – работа, совершённая против сил

притяжения пластин; Q – количество теплоты, выделившееся на резисторе;

Wн =

1

2

1

2

,

Aбат = ε q = ε(C2ε

2

C –

2 C1ε ,

Wк = 2 C2ε

– C1ε) = ε C, где

изменение ёмкости конденсатора.

Из этих уравнений получаем

1

ε2 C + A = Q.

Отсюда C = 2 Q A =

2

10 8 Ф.

Ответ: С = – 10–8 Ф.

2

Критерии оценки выполнения задания

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I)

записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для

решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон

сохранения энергии; формулы для расчёта энергии

заряженного конденсатора, работы поля при перемещении в

нём заряда);

II)

описаны все

вводимые

в

решении

буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

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 (допускается

IV)

решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно

записаны

все

необходимые

положения

теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Физика. 11 класс			Демонстрационный вариант 2013 г. - 26 / 30
		ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,
неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в
скобки, рамку и т.п.).		ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях
допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены
до конца.		ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
Представлены записи,		соответствующие одному		из следующих	1
случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие
физические законы, применение которых необходимо для решения
задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,
направленных на решение задачи, и ответа.
		ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая
для решения 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 задачи
(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка,
но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи
Все	случаи решения,	которые не	соответствуют	вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Физика. 11 класс

Демонстрационный вариант 2013 г. - 27 / 30

Физика. 11 класс

Демонстрационный вариант 2013 г. - 28 / 30

C5

Металлический

стержень

длиной

l 0,1 м

и

массой

Критерии оценки выполнения задания

Баллы

m 10 г,

подвешенный

на

двух

параллельных

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

проводящих

нитях

длиной

L 1 м

,

располагается

B

I)

записаны

положения теории и физические законы,

горизонтально

в

однородном

магнитном

поле

α

L

закономерности, применение которых необходимо

для

с индукцией

B

0,1 Тл,

как показано на рисунке.

решения задачи выбранным способом (в данном случае: сила

Вектор магнитной индукции направлен вертикально. На

Ампера, второй закон Ньютона, закон сохранения энергии,

какой максимальный угол отклонятся от вертикали нити

формулы равноускоренного движения);

подвеса,

если по стержню пропустить ток силой 10 А

l

II)

описаны

все вводимые в

решении

буквенные обозначения

в течение 0,1 с? Угол α отклонения нитей от вертикали

физических величин (за исключением, возможно, обозначений

за время протекания тока мал.

I

констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений,

используемых в условии задачи);

III)

проведены

необходимые

математические

преобразования

Возможное решение

(допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты,

приводящие к правильному числовому ответу (допускается

При протекании тока по стержню, находящемуся в магнитном поле, на него

решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

действует

сила

Ампера:

F IBl 0,1 Н,

направленная

горизонтально.

IV)

представлен

правильный ответ с указанием единиц измерения

В соответствии со вторым законом Ньютона эта сила вызывает

искомой величины

горизонтальное ускорение стержня, которое в начальный момент равно:

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

a F IBl

10 м/с2 .

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

m

m

преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Так как за время протекания тока угол отклонения нитей мал, влиянием

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

подвеса на движение стержня в горизонтальном направлении за время t

объёме или отсутствуют.

ИЛИ

действия силы Ампера можно пренебречь и считать это движение

равноускоренным. Следовательно, скорость стержня в момент выключения

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

тока можно вычислить по формуле

at

IBl

t 1 м/с.

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в

m

скобки, рамку и т.п.).

ИЛИ

После окончания действия силы Ампера стержень движется в поле тяжести,

поднимаясь

на

нитях

на

высоту

h,

определяемую законом

сохранения

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

энергии:

m

2

mgh .

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены

до конца.

2

IBlt 2

ИЛИ

2

Отсюда h

, а максимальный угол отклонения нитей подвеса от

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

2g

2gm2

Представлены

записи, соответствующие

одному

из следующих

1

вертикали определяется выражением cosφ L h .

случаев.

Представлены

только

положения

и

формулы,

выражающие

L

физические законы, применение которых необходимо для решения

Подставляя значения физических величин, получим h 5 см,

cosφ 0,95,

задачи,

без

каких-либо

преобразований

с

их

использованием,

т. е. φ 18 .

направленных на решение задачи, и ответа.

Ответ: φ 18 .

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют

логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Физика. 11 класс

Демонстрационный вариант 2013 г. - 29 / 30

ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным 0 критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

C6

Уровни

энергии

электрона

в

атоме водорода

задаются формулой

En

13,6 эВ, где n = 1, 2, 3, … При переходе из состояния Е2 в состояние

Е1

n2

атом испускает фотон. Поток таких фотонов падает на поверхность

фотокатода.

Запирающее

напряжение для

фотоэлектронов,

вылетающих

с поверхности

фотокатода,

Uзап

= 7,4 В.

Какова

работа

выхода

Авых

фотоэлектронов с поверхности фотокатода?

Возможное решение

Энергия фотона:

h E2

E1 .

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: h Aвых eU зап.

Отсюда

A

E

2

E

1

eU

зап

. Ответ: Авых ≈ 4,5·10–19 Дж ≈ 2,8 эВ.

вых

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I)

записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо

для

решения задачи выбранным способом (в данном случае:

формула для энергии фотона и уравнение Эйнштейна для

фотоэффекта);

II)

описаны все вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

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

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV)

представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно

записаны

все

необходимые

положения

теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации

Физика. 11 класс			Демонстрационный вариант 2013 г. - 30 / 30
			ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,
неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены
в скобки, рамку и т.п.).			ИЛИ
В	необходимых		математических	преобразованиях		или
вычислениях		допущены		ошибки,		и (или)
преобразования/вычисления не доведены до конца.
			ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка							1
Представлены записи, соответствующие					одному из следующих
случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие
физические законы, применение которых необходимо для решения
задачи, без каких-либо преобразований					с их использованием,
направленных на решение задачи, и ответа.
			ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая
для решения 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 задачи
(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена
ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с
имеющимися формулами, направленные на решение задачи							0
Все случаи решения,		которые не соответствуют вышеуказанным
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

© 2013 Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки Российской Федерации