Exames reais e experimentais em física. Preparando-se para o Exame Estadual Unificado de Física: exemplos, soluções, explicações
Preparação para o OGE e o Exame Estadual Unificado
Média Educação geral
Linha UMK A. V. Grachev. Física (10-11) (básico, avançado)
Linha UMK A. V. Grachev. Física (7-9)
Linha UMK A. V. Peryshkin. Física (7-9)
Preparando-se para o Exame Estadual Unificado de Física: exemplos, soluções, explicações
Analisamos as tarefas do Exame Estadual Unificado de Física (Opção C) com o professor.Lebedeva Alevtina Sergeevna, professora de física, 27 anos de experiência profissional. Certificado de Honra do Ministério da Educação da Região de Moscou (2013), Agradecimento do Chefe do Distrito Municipal de Voskresensky (2015), Certificado do Presidente da Associação de Professores de Matemática e Física da Região de Moscou (2015).
A obra apresenta tarefas de diferentes níveis de dificuldade: básico, avançado e alto. As tarefas de nível básico são tarefas simples que testam o domínio dos conceitos, modelos, fenômenos e leis físicas mais importantes. As tarefas de nível avançado visam testar a capacidade de usar conceitos e leis da física para analisar vários processos e fenômenos, bem como a capacidade de resolver problemas usando uma ou duas leis (fórmulas) sobre qualquer um dos tópicos do curso de física escolar. No trabalho 4, as tarefas da parte 2 são tarefas de alto nível de complexidade e testam a capacidade de usar as leis e teorias da física em uma situação nova ou alterada. A conclusão de tais tarefas requer a aplicação de conhecimentos de duas ou três seções da física ao mesmo tempo, ou seja, alto nível de treinamento. Esta opção é totalmente consistente versão demo Exame de Estado Unificado 2017, tarefas retiradas do banco de tarefas aberto do Exame de Estado Unificado.
A figura mostra um gráfico do módulo de velocidade versus tempo t. Determine no gráfico a distância percorrida pelo carro no intervalo de tempo de 0 a 30 s.
Solução. O caminho percorrido por um carro no intervalo de tempo de 0 a 30 s pode ser mais facilmente definido como a área de um trapézio, cujas bases são os intervalos de tempo (30 – 0) = 30 s e (30 – 10 ) = 20 s, e a altura é a velocidade v= 10 m/s, ou seja
| S = | (30 + 20) Com | 10m/s = 250m. |
| 2 |
Responder. 250 metros.
Uma carga pesando 100 kg é levantada verticalmente por meio de um cabo. A figura mostra a dependência da projeção da velocidade V carga no eixo direcionada para cima, em função do tempo t. Determine o módulo da força de tensão do cabo durante a elevação.
Solução. De acordo com o gráfico de dependência da projeção de velocidade v carga em um eixo direcionado verticalmente para cima, em função do tempo t, podemos determinar a projeção da aceleração da carga
| a = | ∆v | = | (8 – 2)m/s | = 2m/s2. |
| ∆t | 3 segundos |
A carga é influenciada por: a força da gravidade dirigida verticalmente para baixo e a força de tensão do cabo dirigida verticalmente para cima ao longo do cabo (ver Fig. 2. Vamos escrever a equação básica da dinâmica. Vamos usar a segunda lei de Newton. A soma geométrica das forças que atuam sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela aceleração que lhe é transmitida.
+ = (1)
Vamos escrever a equação para a projeção dos vetores no sistema de referência associado à Terra, direcionando o eixo OY para cima. A projeção da força de tensão é positiva, pois a direção da força coincide com a direção do eixo OY, a projeção da força gravitacional é negativa, pois o vetor força é oposto ao eixo OY, a projeção do vetor aceleração também é positivo, então o corpo se move com aceleração ascendente. Nós temos
T – mg = mãe (2);
da fórmula (2) módulo de força de tração
T = eu(g + a) = 100 kg (10 + 2) m/s 2 = 1200 N.
Responder. 1200 N.
O corpo é arrastado ao longo de uma superfície horizontal rugosa com velocidade constante cujo módulo é 1,5 m/s, aplicando-lhe uma força conforme mostrado na Figura (1). Neste caso, o módulo da força de atrito deslizante que atua sobre o corpo é de 16 N. Qual é a potência desenvolvida pela força? F?
Solução. Vamos imaginar o processo físico especificado no enunciado do problema e fazer um desenho esquemático indicando todas as forças que atuam no corpo (Fig. 2). Vamos escrever a equação básica da dinâmica.
Tr + + = (1)
Tendo escolhido um sistema de referência associado a uma superfície fixa, escrevemos as equações para a projeção dos vetores nos eixos coordenados selecionados. De acordo com as condições do problema, o corpo se move uniformemente, pois sua velocidade é constante e igual a 1,5 m/s. Isso significa que a aceleração do corpo é zero. Duas forças atuam horizontalmente sobre o corpo: a força de atrito deslizante tr. e a força com que o corpo é arrastado. A projeção da força de atrito é negativa, pois o vetor força não coincide com a direção do eixo X. Projeção de força F positivo. Lembramos que para encontrar a projeção baixamos a perpendicular do início e do final do vetor ao eixo selecionado. Levando isso em consideração temos: F cosα – F tr = 0; (1) vamos expressar a projeção de força F, Esse F cosα = F tr = 16 N; (2) então a potência desenvolvida pela força será igual a N = F cosα V(3) Vamos fazer uma substituição, levando em consideração a equação (2), e substituir os dados correspondentes na equação (3):
N= 16 N · 1,5 m/s = 24 W.
Responder. 24 W.
Uma carga presa a uma mola leve com rigidez de 200 N/m sofre oscilações verticais. A figura mostra um gráfico da dependência do deslocamento x carregar de vez em quando t. Determine qual é a massa da carga. Arredonde sua resposta para um número inteiro.
Solução. Uma massa apoiada em uma mola sofre oscilações verticais. De acordo com o gráfico de deslocamento de carga X de tempos t, determinamos o período de oscilação da carga. O período de oscilação é igual a T= 4s; da fórmula T= 2π vamos expressar a massa eu carga
| = | T | ; | eu | = | T 2 | ; eu = k | T 2 | ; eu= 200 N/m | (4s) 2 | = 81,14kg ≈ 81kg. |
| 2π | k | 4π2 | 4π2 | 39,438 |
Responder: 81kg.
A figura mostra um sistema de dois blocos leves e um cabo leve, com o qual você pode manter o equilíbrio ou levantar uma carga de 10 kg. O atrito é insignificante. Com base na análise da figura acima, selecione dois afirmações verdadeiras e indique seus números em sua resposta.
- Para manter a carga equilibrada, é necessário atuar na ponta da corda com uma força de 100 N.
- O sistema de blocos mostrado na figura não proporciona nenhum ganho de resistência.
- h, você precisa puxar uma seção de corda com comprimento 3 h.
- Para levantar lentamente uma carga até uma altura hh.
Solução. Neste problema é necessário lembrar mecanismos simples, nomeadamente blocos: um bloco móvel e um bloco fixo. O bloco móvel dá um ganho duplo de força, enquanto a seção da corda precisa ser puxada com o dobro do comprimento, e o bloco fixo é usado para redirecionar a força. No trabalho, mecanismos simples de vitória não funcionam. Após analisar o problema, selecionamos imediatamente as afirmações necessárias:
- Para levantar lentamente uma carga até uma altura h, você precisa puxar uma seção de corda com comprimento 2 h.
- Para manter a carga equilibrada, é necessário atuar na ponta da corda com uma força de 50 N.
Responder. 45.
Um peso de alumínio preso a um fio leve e inextensível é completamente imerso em um recipiente com água. A carga não toca as paredes e o fundo da embarcação. Em seguida, um peso de ferro, cuja massa é igual à massa do peso de alumínio, é imerso no mesmo recipiente com água. Como o módulo da força de tensão do fio e o módulo da força da gravidade que atua sobre a carga mudarão como resultado disso?
- Aumenta;
- Diminui;
- Não muda.
Solução. Analisamos o estado do problema e destacamos aqueles parâmetros que não mudam durante o estudo: são a massa do corpo e o líquido no qual o corpo está imerso em um fio. Depois disso, é melhor fazer um desenho esquemático e indicar as forças que atuam sobre a carga: tensão do fio F controle direcionado para cima ao longo do fio; gravidade dirigida verticalmente para baixo; Força arquimediana a, agindo do lado do líquido sobre o corpo imerso e direcionado para cima. De acordo com as condições do problema, a massa das cargas é a mesma, portanto, o módulo da força da gravidade que atua sobre a carga não muda. Como a densidade da carga é diferente, o volume também será diferente.
| V = | eu | . |
| p |
A densidade do ferro é 7.800 kg/m3 e a densidade da carga de alumínio é 2.700 kg/m3. Por isso, V e< V uma. O corpo está em equilíbrio, a resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo é zero. Vamos direcionar o eixo de coordenadas OY para cima. Escrevemos a equação básica da dinâmica, levando em consideração a projeção das forças, na forma F controle + Fa – mg= 0; (1) Vamos expressar a força de tensão F controle = mg – Fa(2); A força de Arquimedes depende da densidade do líquido e do volume da parte imersa do corpo Fa = ρ gV p.h.t. (3); A densidade do líquido não muda e o volume do corpo de ferro é menor V e< V uma, portanto, a força de Arquimedes que atua sobre a carga de ferro será menor. Concluímos que o módulo da força de tração do fio, trabalhando com a equação (2), ele aumentará.
Responder. 13.
Um bloco de massa eu desliza para fora de um plano inclinado áspero fixo com um ângulo α na base. O módulo de aceleração do bloco é igual a a, o módulo da velocidade do bloco aumenta. A resistência do ar pode ser desprezada.
Estabeleça uma correspondência entre quantidades físicas e fórmulas com as quais elas podem ser calculadas. Para cada posição na primeira coluna, selecione a posição correspondente na segunda coluna e anote os números selecionados na tabela sob as letras correspondentes.
B) Coeficiente de atrito entre um bloco e um plano inclinado
3) mg cosα
| 4) sinα – | a |
| g cosα |
Solução. Esta tarefa requer a aplicação das leis de Newton. Recomendamos fazer um desenho esquemático; indicam todas as características cinemáticas do movimento. Se possível, represente o vetor de aceleração e os vetores de todas as forças aplicadas ao corpo em movimento; lembre-se de que as forças que atuam sobre um corpo são o resultado da interação com outros corpos. Em seguida, escreva a equação básica da dinâmica. Selecione um sistema de referência e anote a equação resultante para a projeção dos vetores de força e aceleração;
Seguindo o algoritmo proposto, faremos um desenho esquemático (Fig. 1). A figura mostra as forças aplicadas ao centro de gravidade do bloco e aos eixos coordenados do sistema de referência associado à superfície do plano inclinado. Como todas as forças são constantes, o movimento do bloco será uniformemente variável com o aumento da velocidade, ou seja, o vetor aceleração é direcionado na direção do movimento. Vamos escolher a direção dos eixos conforme mostrado na figura. Vamos anotar as projeções de forças nos eixos selecionados.
Vamos escrever a equação básica da dinâmica:
Tr + = (1)
Vamos escrever esta equação (1) para a projeção de forças e aceleração.
No eixo OY: a projeção da força de reação do solo é positiva, pois o vetor coincide com a direção do eixo OY Nova Iorque = N; a projeção da força de atrito é zero porque o vetor é perpendicular ao eixo; a projeção da gravidade será negativa e igual mg e= – mg cosα; projeção vetorial de aceleração sim= 0, pois o vetor aceleração é perpendicular ao eixo. Nós temos N – mg cosα = 0 (2) a partir da equação expressamos a força de reação que atua no bloco do lado do plano inclinado. N = mg cosα (3). Vamos anotar as projeções no eixo OX.
No eixo OX: projeção de força Né igual a zero, pois o vetor é perpendicular ao eixo OX; A projeção da força de atrito é negativa (o vetor é direcionado para o lado oposto em relação ao eixo selecionado); a projeção da gravidade é positiva e igual a mg x = mg sinα (4) de um triângulo retângulo. A projeção de aceleração é positiva um x = a; Então escrevemos a equação (1) levando em consideração a projeção mg sinα – F tr = mãe (5); F tr = eu(g sinα – a) (6); Lembre-se de que a força de atrito é proporcional à força da pressão normal N.
Priorado A F tr = μ N(7), expressamos o coeficiente de atrito do bloco no plano inclinado.
| μ = | F tr | = | eu(g sinα – a) | = tgα – | a | (8). |
| N | mg cosα | g cosα |
Selecionamos as posições apropriadas para cada letra.
Responder. A – 3; B – 2.
Tarefa 8. O oxigênio gasoso está em um recipiente com volume de 33,2 litros. A pressão do gás é 150 kPa, sua temperatura é 127° C. Determine a massa do gás neste recipiente. Expresse sua resposta em gramas e arredonde para o número inteiro mais próximo.
Solução.É importante prestar atenção à conversão de unidades para o sistema SI. Converter temperatura em Kelvin T = t°C + 273, volume V= 33,2 l = 33,2 · 10 –3 m 3 ; Nós convertemos a pressão P= 150 kPa = 150.000 Pa. Usando a equação de estado dos gases ideais
Vamos expressar a massa do gás.
Certifique-se de prestar atenção em quais unidades são solicitadas para anotar a resposta. É muito importante.
Responder.'48
Tarefa 9. Um gás monoatômico ideal numa quantidade de 0,025 mol expandiu-se adiabaticamente. Ao mesmo tempo, a sua temperatura caiu de +103°C para +23°C. Quanto trabalho foi realizado pelo gás? Expresse sua resposta em Joules e arredonde para o número inteiro mais próximo.
Solução. Em primeiro lugar, o gás é um número monoatômico de graus de liberdade eu= 3, em segundo lugar, o gás se expande adiabaticamente - isto significa sem troca de calor P= 0. O gás funciona diminuindo a energia interna. Levando isso em consideração, escrevemos a primeira lei da termodinâmica na forma 0 = ∆ você + A G; (1) vamos expressar o trabalho do gás A g = –∆ você(2); Escrevemos a mudança na energia interna de um gás monoatômico como
Responder. 25 J.
A umidade relativa de uma porção de ar a uma determinada temperatura é de 10%. Quantas vezes a pressão dessa porção de ar deve ser alterada para que, a uma temperatura constante, sua umidade relativa aumente em 25%?
Solução. Questões relacionadas ao vapor saturado e à umidade do ar costumam causar dificuldades para os alunos. Vamos usar a fórmula para calcular a umidade relativa do ar
De acordo com as condições do problema, a temperatura não muda, o que significa que a pressão do vapor saturado permanece a mesma. Vamos escrever a fórmula (1) para dois estados do ar.
φ1 = 10%; φ2 = 35%
Vamos expressar a pressão do ar a partir das fórmulas (2), (3) e encontrar a razão de pressão.
| P 2 | = | φ2 | = | 35 | = 3,5 |
| P 1 | φ1 | 10 |
Responder. A pressão deve ser aumentada em 3,5 vezes.
A substância líquida quente foi resfriada lentamente em um forno de fusão com potência constante. A tabela mostra os resultados das medições da temperatura de uma substância ao longo do tempo.
Selecione na lista fornecida dois declarações que correspondem aos resultados das medições realizadas e indicam seus números.
- O ponto de fusão da substância nestas condições é 232°C.
- Em 20 minutos. após o início das medições, a substância encontrava-se apenas no estado sólido.
- A capacidade térmica de uma substância nos estados líquido e sólido é a mesma.
- Após 30 minutos. após o início das medições, a substância encontrava-se apenas no estado sólido.
- O processo de cristalização da substância demorou mais de 25 minutos.
Solução. Como a substância esfriou, energia interna diminuiu. Os resultados das medições de temperatura permitem determinar a temperatura na qual uma substância começa a cristalizar. Embora uma substância mude de líquido para sólido, a temperatura não muda. Sabendo que a temperatura de fusão e a temperatura de cristalização são iguais, escolhemos a afirmação:
1. O ponto de fusão da substância nestas condições é 232°C.
A segunda afirmação correta é:
4. Após 30 minutos. após o início das medições, a substância encontrava-se apenas no estado sólido. Uma vez que a temperatura neste momento já está abaixo da temperatura de cristalização.
Responder. 14.
Em um sistema isolado, o corpo A tem uma temperatura de +40°C e o corpo B tem uma temperatura de +65°C. Esses corpos foram colocados em contato térmico entre si. Depois de algum tempo, ocorreu o equilíbrio térmico. Como a temperatura do corpo B e a energia interna total dos corpos A e B mudaram como resultado?
Para cada quantidade, determine a natureza correspondente da mudança:
- Aumentou;
- Diminuído;
- Não mudou.
Anote os números selecionados para cada um na tabela. quantidade física. Os números da resposta podem ser repetidos.
Solução. Se em um sistema isolado de corpos não ocorrem transformações de energia além da troca de calor, então a quantidade de calor emitida pelos corpos cuja energia interna diminui é igual à quantidade de calor recebida pelos corpos cuja energia interna aumenta. (De acordo com a lei da conservação da energia.) Neste caso, a energia interna total do sistema não muda. Problemas deste tipo são resolvidos com base na equação do balanço térmico.
| ∆você = ∑ | n | ∆você eu = 0 (1); |
| eu = 1 |
onde ∆ você– mudança na energia interna.
No nosso caso, como resultado da troca de calor, a energia interna do corpo B diminui, o que significa que a temperatura deste corpo diminui. A energia interna do corpo A aumenta, pois o corpo recebeu uma quantidade de calor do corpo B, sua temperatura aumentará. A energia interna total dos corpos A e B não muda.
Responder. 23.
Próton p, voando para o espaço entre os pólos do eletroímã, tem uma velocidade perpendicular ao vetor de indução do campo magnético, conforme mostrado na figura. Onde está a força de Lorentz agindo sobre o próton direcionada em relação ao desenho (para cima, em direção ao observador, longe do observador, para baixo, para a esquerda, para a direita)
Solução. Um campo magnético atua sobre uma partícula carregada com a força de Lorentz. Para determinar a direção desta força, é importante lembrar a regra mnemônica da mão esquerda, não esquecendo de levar em consideração a carga da partícula. Direcionamos os quatro dedos da mão esquerda ao longo do vetor velocidade, para uma partícula carregada positivamente, o vetor deve entrar perpendicularmente na palma da mão, o polegar colocado em 90° mostra a direção da força de Lorentz atuando na partícula. Como resultado, temos que o vetor força de Lorentz está direcionado para longe do observador em relação à figura.
Responder. do observador.
Módulo de tensão campo elétrico em um capacitor de ar plano com capacidade de 50 μF é igual a 200 V/m. A distância entre as placas do capacitor é de 2 mm. Qual é a carga do capacitor? Escreva sua resposta em µC.
Solução. Vamos converter todas as unidades de medida para o sistema SI. Capacitância C = 50 µF = 50 10 –6 F, distância entre placas d= 2 · 10 –3 M. O problema fala de um capacitor de ar plano - um dispositivo para armazenar carga elétrica e energia de campo elétrico. Da fórmula da capacitância elétrica
Onde d– distância entre as placas.
Vamos expressar a tensão você=E d(4); Vamos substituir (4) em (2) e calcular a carga do capacitor.
q = C · Ed.= 50 10 –6 200 0,002 = 20 µC
Preste atenção às unidades em que você precisa escrever a resposta. Recebemos em coulombs, mas apresentamos em µC.
Responder. 20 µC.
O aluno realizou um experimento sobre a refração da luz, mostrado na fotografia. Como o ângulo de refração da luz que se propaga no vidro e o índice de refração do vidro mudam com o aumento do ângulo de incidência?
- Aumenta
- Diminui
- Não muda
- Registre os números selecionados para cada resposta na tabela. Os números da resposta podem ser repetidos.
Solução. Em problemas deste tipo, lembramos o que é refração. Esta é uma mudança na direção de propagação de uma onda ao passar de um meio para outro. Isso se deve ao fato de que as velocidades de propagação das ondas nesses meios são diferentes. Tendo descoberto para qual meio a luz está se propagando, vamos escrever a lei da refração na forma
| sinα | = | n 2 | , |
| pecadoβ | n 1 |
Onde n 2 – índice de refração absoluto do vidro, meio por onde passa a luz; n 1 é o índice de refração absoluto do primeiro meio de onde vem a luz. Para ar n 1 = 1. α é o ângulo de incidência do feixe na superfície do semicilindro de vidro, β é o ângulo de refração do feixe no vidro. Além disso, o ângulo de refração será menor que o ângulo de incidência, uma vez que o vidro é um meio opticamente mais denso - um meio com alto índice de refração. A velocidade de propagação da luz no vidro é mais lenta. Observe que medimos ângulos a partir da perpendicular restaurada no ponto de incidência do feixe. Se você aumentar o ângulo de incidência, o ângulo de refração aumentará. Isso não alterará o índice de refração do vidro.
Responder.
Jumper de cobre em um determinado momento t 0 = 0 começa a se mover a uma velocidade de 2 m/s ao longo de trilhos condutores horizontais paralelos, às extremidades dos quais um resistor de 10 Ohm está conectado. Todo o sistema está em um campo magnético vertical uniforme. A resistência do jumper e dos trilhos é desprezível, o jumper está sempre localizado perpendicularmente aos trilhos. O fluxo Ф do vetor de indução magnética através do circuito formado pelo jumper, trilhos e resistor muda com o tempo t como mostrado no gráfico.
Usando o gráfico, selecione duas afirmações corretas e indique seus números em sua resposta.
- Quando chegar a hora t= 0,1 s, a mudança no fluxo magnético através do circuito é de 1 mWb.
- Corrente de indução no jumper na faixa de t= 0,1s t= 0,3s máx.
- O módulo da fem indutiva que surge no circuito é de 10 mV.
- A intensidade da corrente de indução que flui no jumper é de 64 mA.
- Para manter o movimento do jumper, é aplicada uma força sobre ele, cuja projeção na direção dos trilhos é de 0,2 N.
Solução. Usando um gráfico da dependência do fluxo do vetor de indução magnética através do circuito no tempo, determinaremos as áreas onde o fluxo F muda e onde a mudança no fluxo é zero. Isso nos permitirá determinar os intervalos de tempo durante os quais uma corrente induzida aparecerá no circuito. Declaração verdadeira:
1) Até o momento t= 0,1 s de mudança no fluxo magnético através do circuito é igual a 1 mWb ∆Ф = (1 – 0) 10 –3 Wb; O módulo da fem indutiva que surge no circuito é determinado usando a lei EMR
Responder. 13.
Usando o gráfico de corrente versus tempo em um circuito elétrico cuja indutância é de 1 mH, determine o módulo fem autoindutivo no intervalo de tempo de 5 a 10 s. Escreva sua resposta em µV.
Solução. Vamos converter todas as quantidades para o sistema SI, ou seja, convertemos a indutância de 1 mH em H, obtemos 10 –3 H. Também converteremos a corrente mostrada na figura em mA para A multiplicando por 10 –3.
A fórmula para fem de autoindução tem a forma
neste caso, o intervalo de tempo é dado de acordo com as condições do problema
∆t= 10s – 5s = 5s
segundos e usando o gráfico determinamos o intervalo de mudança atual durante este tempo:
∆EU= 30 10 –3 – 20 10 –3 = 10 10 –3 = 10 –2 A.
Substituímos valores numéricos na fórmula (2), obtemos
| Ɛ | = 2 ·10 –6 V ou 2 µV.
Responder. 2.
Duas placas planas paralelas transparentes são pressionadas firmemente uma contra a outra. Um raio de luz cai do ar sobre a superfície da primeira placa (ver figura). Sabe-se que o índice de refração da placa superior é igual a n 2 = 1,77. Estabeleça uma correspondência entre quantidades físicas e seus significados. Para cada posição na primeira coluna, selecione a posição correspondente na segunda coluna e anote os números selecionados na tabela sob as letras correspondentes.
Solução. Para resolver problemas de refração da luz na interface entre dois meios, em particular problemas de passagem da luz através de placas planas paralelas, pode-se recomendar o seguinte procedimento de solução: fazer um desenho indicando a trajetória dos raios provenientes de um meio para outro; No ponto de incidência do feixe na interface entre os dois meios, desenhe uma normal à superfície, marque os ângulos de incidência e refração. Preste especial atenção à densidade óptica do meio em consideração e lembre-se que quando um feixe de luz passa de um meio opticamente menos denso para um meio opticamente mais denso, o ângulo de refração será menor que o ângulo de incidência. A figura mostra o ângulo entre o raio incidente e a superfície, mas precisamos do ângulo de incidência. Lembre-se de que os ângulos são determinados a partir da perpendicular restaurada no ponto de impacto. Determinamos que o ângulo de incidência do feixe na superfície é 90° – 40° = 50°, índice de refração n 2 = 1,77; n 1 = 1 (ar).
Vamos escrever a lei da refração
| senβ = | pecado50 | = 0,4327 ≈ 0,433 |
| 1,77 |
Vamos traçar o caminho aproximado do feixe através das placas. Usamos a fórmula (1) para os limites 2–3 e 3–1. Como resposta obtemos
A) O seno do ângulo de incidência do feixe na fronteira 2–3 entre as placas é 2) ≈ 0,433;
B) O ângulo de refração do feixe ao cruzar o limite 3–1 (em radianos) é 4) ≈ 0,873.
Responder. 24.
Determine quantas partículas α e quantos prótons são produzidos como resultado da reação de fusão termonuclear
+ → x+ sim;
Solução. Em todas as reações nucleares, são observadas as leis de conservação da carga elétrica e do número de núcleons. Vamos denotar por x o número de partículas alfa, y o número de prótons. Vamos fazer equações
+ → x + y;
resolvendo o sistema temos que x = 1; sim = 2
Responder. 1 – partícula α; 2 – prótons.
O módulo de momento do primeiro fóton é 1,32 · 10 –28 kg m/s, que é 9,48 · 10 –28 kg m/s menor que o módulo de momento do segundo fóton. Encontre a razão de energia E 2 /E 1 do segundo e do primeiro fótons. Arredonde sua resposta para o décimo mais próximo.
Solução. O momento do segundo fóton é maior que o momento do primeiro fóton de acordo com a condição, o que significa que pode ser representado p 2 = p 1 +Δ p(1). A energia de um fóton pode ser expressa em termos do momento do fóton usando as seguintes equações. Esse E = MC 2 (1) e p = MC(2), então
E = computador (3),
Onde E– energia do fóton, p– momento do fóton, m – massa do fóton, c= 3 · 10 8 m/s – velocidade da luz. Levando em consideração a fórmula (3) temos:
| E 2 | = | p 2 | = 8,18; |
| E 1 | p 1 |
Arredondamos a resposta para décimos e obtemos 8,2.
Responder. 8,2.
O núcleo do átomo sofreu decaimento β do pósitron radioativo. Como a carga elétrica do núcleo e o número de nêutrons nele mudaram como resultado disso?
Para cada quantidade, determine a natureza correspondente da mudança:
- Aumentou;
- Diminuído;
- Não mudou.
Anote os números selecionados para cada quantidade física na tabela. Os números da resposta podem ser repetidos.
Solução. Pósitron β - o decaimento no núcleo atômico ocorre quando um próton se transforma em um nêutron com a emissão de um pósitron. Como resultado disso, o número de nêutrons no núcleo aumenta em um, a carga elétrica diminui em um e o número de massa do núcleo permanece inalterado. Assim, a reação de transformação do elemento é a seguinte:
Responder. 21.
Cinco experimentos foram realizados em laboratório para observar a difração utilizando várias redes de difração. Cada uma das grades foi iluminada por feixes paralelos de luz monocromática com comprimento de onda específico. Em todos os casos, a luz incidiu perpendicularmente à grade. Em dois desses experimentos, foi observado o mesmo número de máximos de difração principais. Indique primeiro o número do experimento em que foi utilizada uma rede de difração com período mais curto e, em seguida, o número do experimento em que foi utilizada uma rede de difração com período maior.
Solução. A difração da luz é o fenômeno de um feixe de luz em uma região de sombra geométrica. A difração pode ser observada quando, no caminho de uma onda de luz, existem áreas opacas ou buracos em grandes obstáculos que são opacos à luz, e os tamanhos dessas áreas ou buracos são proporcionais ao comprimento de onda. Um dos dispositivos de difração mais importantes é a rede de difração. As direções angulares para os máximos do padrão de difração são determinadas pela equação
d senφ = kλ (1),
Onde d– período da rede de difração, φ – ângulo entre a normal à rede e a direção para um dos máximos do padrão de difração, λ – comprimento de onda da luz, k– um número inteiro denominado ordem do máximo de difração. Vamos expressar a partir da equação (1)
Selecionando pares de acordo com as condições experimentais, selecionamos primeiro 4 onde foi utilizada uma rede de difração com período mais curto, e depois o número do experimento em que foi utilizada uma rede de difração com período maior - este é 2.
Responder. 42.
A corrente flui através de um resistor de fio enrolado. O resistor foi substituído por outro, com um fio do mesmo metal e do mesmo comprimento, mas com metade da área da seção transversal, e metade da corrente passava por ele. Como a tensão no resistor e sua resistência mudarão?
Para cada quantidade, determine a natureza correspondente da mudança:
- Vai aumentar;
- Diminuirá;
- Não mudará.
Anote os números selecionados para cada quantidade física na tabela. Os números da resposta podem ser repetidos.
Solução.É importante lembrar de quais valores depende a resistência do condutor. A fórmula para calcular a resistência é
Lei de Ohm para uma seção do circuito, da fórmula (2), expressamos a tensão
você = Eu R (3).
De acordo com as condições do problema, o segundo resistor é feito de fio do mesmo material, do mesmo comprimento, mas com área de seção transversal diferente. A área é duas vezes menor. Substituindo em (1) descobrimos que a resistência aumenta 2 vezes e a corrente diminui 2 vezes, portanto, a tensão não muda.
Responder. 13.
O período de oscilação de um pêndulo matemático na superfície da Terra é 1,2 vezes maior que o período de sua oscilação em um determinado planeta. Qual é o módulo de aceleração? queda livre neste planeta? A influência da atmosfera em ambos os casos é insignificante.
Solução. Um pêndulo matemático é um sistema que consiste em um fio cujas dimensões são muitas mais tamanhos a bola e a própria bola. Podem surgir dificuldades se a fórmula de Thomson para o período de oscilação de um pêndulo matemático for esquecida.
T= 2π(1);
eu– comprimento do pêndulo matemático; g- aceleração da gravidade.
Por condição
Vamos expressar de (3) g n = 14,4m/s2. Deve-se notar que a aceleração da gravidade depende da massa do planeta e do raio
Responder. 14,4 m/s 2.
Um condutor reto de 1 m de comprimento, percorrido por uma corrente de 3 A, está localizado em um campo magnético uniforme com indução EM= 0,4 Tesla em um ângulo de 30° em relação ao vetor. Qual é o módulo da força que atua sobre o condutor proveniente do campo magnético?
Solução. Se você colocar um condutor condutor de corrente em um campo magnético, o campo no condutor condutor de corrente atuará com uma força Ampere. Vamos escrever a fórmula do módulo de força Ampere
F UMA = Eu lb sinα;
F UMA = 0,6 N
Responder. F UMA = 0,6 N.
A energia do campo magnético armazenada na bobina quando uma corrente contínua passa por ela é igual a 120 J. Quantas vezes a intensidade da corrente que flui através do enrolamento da bobina deve ser aumentada para que a energia do campo magnético armazenada nela aumente por 5760 J.
Solução. A energia do campo magnético da bobina é calculada pela fórmula
| C m = | LI 2 | (1); |
| 2 |
Por condição C 1 = 120 J, então C 2 = 120 + 5760 = 5880 J.
| EU 1 2 = | 2C 1 | ; EU 2 2 = | 2C 2 | ; |
| eu | eu |
Então a relação atual
| EU 2 2 | = 49; | EU 2 | = 7 |
| EU 1 2 | EU 1 |
Responder. A força atual deve ser aumentada 7 vezes. Você insere apenas o número 7 no formulário de resposta.
Um circuito elétrico consiste em duas lâmpadas, dois diodos e uma volta de fio conectados conforme mostrado na figura. (Um diodo só permite que a corrente flua em uma direção, conforme mostrado na parte superior da imagem.) Qual das lâmpadas acenderá se o pólo norte do ímã for aproximado da bobina? Explique sua resposta indicando quais fenômenos e padrões você usou em sua explicação.
Solução. As linhas de indução magnética emergem do pólo norte do ímã e divergem. À medida que o ímã se aproxima, o fluxo magnético através da bobina de fio aumenta. De acordo com a regra de Lenz, o campo magnético criado pela corrente indutiva da bobina deve ser direcionado para a direita. De acordo com a regra de gimlet, a corrente deve fluir no sentido horário (visto da esquerda). O diodo no circuito da segunda lâmpada passa nesta direção. Isso significa que a segunda lâmpada acenderá.
Responder. A segunda lâmpada acenderá.
Comprimento do raio de alumínio eu= 25 cm e área transversal S= 0,1 cm 2 suspenso por um fio pela extremidade superior. A extremidade inferior repousa sobre o fundo horizontal do recipiente no qual a água é despejada. Comprimento da parte submersa do raio eu= 10 cm Encontre a força F, com a qual a agulha de tricô pressiona o fundo do vaso, caso se saiba que o fio está posicionado verticalmente. Densidade do alumínio ρ a = 2,7 g/cm 3, densidade da água ρ b = 1,0 g/cm 3. Aceleração da gravidade g= 10m/s2
Solução. Vamos fazer um desenho explicativo.
– Força de tensão do fio;
– Força de reação do fundo da embarcação;
a é a força arquimediana atuando apenas na parte imersa do corpo e aplicada ao centro da parte imersa do raio;
– a força da gravidade que atua sobre o raio vinda da Terra e aplicada ao centro de todo o raio.
Por definição, a massa do raio eu e o módulo de força de Arquimedes são expressos da seguinte forma: eu = SLρa(1);
F uma = SLρ em g (2)
Consideremos os momentos das forças em relação ao ponto de suspensão do raio.
M(T) = 0 – momento da força de tração; (3)
M(N) = Holanda cosα é o momento da força de reação de apoio; (4)
Levando em consideração os sinais dos momentos, escrevemos a equação
| Holanda cosα + SLρ em g (eu – | eu | )cosα = SLρ a g | eu | cosα (7) |
| 2 | 2 |
considerando que de acordo com a terceira lei de Newton, a força de reação do fundo do recipiente é igual à força F d com o qual a agulha de tricô pressiona o fundo do vaso escrevemos N = F d e da equação (7) expressamos esta força:
| Fd = [ | 1 | euρ a– (1 – | eu | )euρ em ] Sg (8). |
| 2 | 2eu |
Vamos substituir os dados numéricos e obter isso
F d = 0,025 N.
Responder. F d = 0,025 N.
Cilindro contendo eu 1 = 1 kg de nitrogênio, durante o teste de resistência explodiu na temperatura t 1 = 327°C. Que massa de hidrogênio eu 2 poderia ser armazenado em tal cilindro a uma temperatura t 2 = 27°C, tendo uma margem de segurança cinco vezes maior? Massa molar de nitrogênio M 1 = 28 g/mol, hidrogênio M 2 = 2g/mol.
Solução. Vamos escrever a equação de estado do gás ideal de Mendeleev-Clapeyron para o nitrogênio
Onde V– volume do cilindro, T 1 = t 1+273°C. De acordo com a condição, o hidrogênio pode ser armazenado sob pressão p 2 =p 1/5; (3) Considerando que
Podemos expressar a massa do hidrogênio trabalhando diretamente com as equações (2), (3), (4). A fórmula final se parece com:
| eu 2 = | eu 1 | M 2 | T 1 | (5). | ||
| 5 | M 1 | T 2 |
Depois de substituir os dados numéricos eu 2 = 28g.
Responder. eu 2 = 28g.
Em um circuito oscilatório ideal, a amplitude das flutuações de corrente no indutor é Eu sou= 5 mA, e a amplitude da tensão no capacitor Hum= 2,0 V. Na hora t a tensão no capacitor é 1,2 V. Encontre a corrente na bobina neste momento.
Solução. Num circuito oscilatório ideal, a energia oscilatória é conservada. Por um momento t, a lei da conservação da energia tem a forma
| C | você 2 | + eu | EU 2 | = eu | Eu sou 2 | (1) |
| 2 | 2 | 2 |
Para valores de amplitude (máximo) escrevemos
e da equação (2) expressamos
| C | = | Eu sou 2 | (4). |
| eu | Hum 2 |
Vamos substituir (4) em (3). Como resultado obtemos:
EU = Eu sou (5)
Assim, a corrente na bobina no momento t igual a
EU= 4,0 mA.
Responder. EU= 4,0 mA.
Existe um espelho no fundo de um reservatório com 2 m de profundidade. Um raio de luz, passando pela água, é refletido no espelho e sai da água. O índice de refração da água é 1,33. Encontre a distância entre o ponto de entrada do feixe na água e o ponto de saída do feixe da água se o ângulo de incidência do feixe for 30°
Solução. Vamos fazer um desenho explicativo
α é o ângulo de incidência do feixe;
β é o ângulo de refração do feixe na água;
AC é a distância entre o ponto de entrada do feixe na água e o ponto de saída do feixe da água.
De acordo com a lei da refração da luz
| senβ = | sinα | (3) |
| n 2 |
Considere o ΔADB retangular. Nele AD = h, então DB = AD
| tgβ = h tgβ = h | sinα | = h | pecadoβ | = h | sinα | (4) |
| cosβ |
Obtemos a seguinte expressão:
| CA = 2 DB = 2 h | sinα | (5) |
Vamos substituir os valores numéricos na fórmula resultante (5)
Responder. 1,63 m.
Em preparação para o Exame de Estado Unificado, convidamos você a se familiarizar com programa de trabalho em física para 7ª a 9ª série da linha UMK Peryshkina A.V. E programa de trabalho de nível avançado para 10ª a 11ª séries para materiais didáticos Myakisheva G.Ya. Os programas estão disponíveis para visualização e download grátis para todos os usuários registrados.
Exame Estadual Unificado em Física– exame que não consta da lista de provas exigidas para todos os graduados. A física é escolhida por potenciais estudantes de engenharia. Além disso, cada universidade estabelece o seu próprio padrão – em prestigiados instituições educacionais pode ser muito alto. O graduado deve entender isso ao iniciar a preparação para o exame.Objetivo do exame– verificar o nível de conhecimentos e competências adquiridos durante a escolaridade quanto ao cumprimento das normas e padrões especificados no programa.
- O exame dura quase 4 horas – 235 minutos, esse tempo deve ser corretamente distribuído entre as tarefas para poder concluí-las com sucesso sem perder um único minuto.
- Você pode trazer uma calculadora, pois muitos cálculos complexos são necessários para concluir as tarefas. Você também pode pegar uma régua.
- O trabalho é composto por três partes, cada uma com características próprias e composta por tarefas de diferentes níveis de complexidade.
Segunda parte está dividido em 2 blocos. No primeiro bloco você precisa aplicar fórmulas, leis e teorias para resolver problemas e obter uma resposta. O examinado recebe opções das quais ele deve escolher a correta.
No segundo bloco - tarefas, é necessário fornecer uma solução detalhada, uma explicação completa de cada ação. As pessoas que verificam o problema também devem ver aqui as fórmulas, leis que são usadas para resolvê-las - elas precisam começar por elas análise detalhada tarefas.
Física é uma matéria difícil: aproximadamente a cada 15 pessoas fazem esse exame anualmente para ingressar em uma universidade técnica. Supõe-se que um graduado com tais objetivos não aprenderá a matéria “do zero” para se preparar para o Exame Estadual Unificado.
Para passar no teste com sucesso, você deve:
- Comece a repetir o material com antecedência, aborde o assunto de forma abrangente;
- Aplicar ativamente a teoria na prática - resolver muitas tarefas de vários níveis de complexidade;
- Eduque-se;
- Faça testes on-line sobre questões de anos anteriores.
Alterações em Tarefas do Exame Estadual Unificado em física para 2019 nenhum ano.
Estrutura das tarefas do Exame de Estado Unificado em física-2019
A prova de exame consiste em duas partes, incluindo 32 tarefas.
Parte 1 contém 27 tarefas.
- Nas tarefas 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–27, a resposta é um número inteiro ou finito decimal.
- A resposta às tarefas 5–7, 11, 12, 16–18, 21, 23 e 24 é uma sequência de dois números.
- A resposta às tarefas 19 e 22 são dois números.
Parte 2 contém 5 tarefas. A resposta às tarefas 28–32 inclui descrição detalhada todo o andamento da tarefa. A segunda parte das tarefas (com resposta detalhada) é avaliada por uma comissão de especialistas com base em.
Tópicos do Exame Estadual Unificado em física que serão incluídos na prova
- Mecânica(cinemática, dinâmica, estática, leis de conservação em mecânica, vibrações mecânicas e ondas).
- Física molecular(teoria cinética molecular, termodinâmica).
- Eletrodinâmica e fundamentos do SRT(campo elétrico, corrente contínua, campo magnético, indução eletromagnética, oscilações e ondas eletromagnéticas, óptica, fundamentos do SRT).
- Física quântica e elementos da astrofísica(dualismo onda-corpuscular, física atômica, física do núcleo atômico, elementos de astrofísica).
Duração do Exame Estadual Unificado de Física
Todo o trabalho de exame será concluído 235 minutos.
Tempo estimado para concluir tarefas várias partes trabalho é:
- para cada tarefa com resposta curta – 3–5 minutos;
- para cada tarefa com uma resposta detalhada – 15–20 minutos.
O que você pode fazer para o exame:
- É utilizada uma calculadora não programável (para cada aluno) com a capacidade de calcular funções trigonométricas(cos, sin, tg) e régua.
- A lista de dispositivos e dispositivos adicionais, cujo uso é permitido para o Exame Estadual Unificado, é aprovada pelo Rosobrnadzor.
Importante!!! Você não deve confiar em cábulas, dicas ou no uso de meios técnicos (telefones, tablets) durante o exame. A videovigilância no Exame de Estado Unificado 2019 será reforçada com câmeras adicionais.
Pontuações do Exame Estadual Unificado em física
- 1 ponto - para 1-4, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 19, 20, 22, 23, 25, 26, 27 tarefas.
- 2 pontos - 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 21, 24.
- 3 pontos - 28, 29, 30, 31, 32.
Total: 52 pontos(pontuação primária máxima).
O que você precisa saber ao preparar tarefas para o Exame Estadual Unificado:
- Conhecer/compreender o significado de conceitos físicos, quantidades, leis, princípios, postulados.
- Ser capaz de descrever e explicar fenômenos físicos e propriedades de corpos (incluindo objetos espaciais), os resultados de experimentos... dar exemplos do uso prático do conhecimento físico
- Distinguir hipóteses de Teoria científica, tirar conclusões com base em experimentos, etc.
- Ser capaz de aplicar os conhecimentos adquiridos na resolução de problemas físicos.
- Utilizar conhecimentos e habilidades adquiridos em atividades práticas e na vida cotidiana.
Por onde começar a se preparar para o Exame Estadual Unificado de Física:
- Estude a teoria necessária para cada tarefa.
- Treine tarefas de teste em física, desenvolvido com base no Exame Estadual Unificado. Em nosso site, tarefas e opções de física serão atualizadas.
- Administre seu tempo corretamente.
Desejamos-lhe sucesso!
1) O EXAME DE ESTADO UNIFICADO EM FÍSICA É DURÁVEL 235 minutos
2) ESTRUTURA dos CIMs – 2018 e 2019 em relação a 2017. Ligeiramente ALTERADO: A versão do exame consistirá em duas partes e incluirá 32 tarefas. A Parte 1 conterá 24 itens de resposta curta, incluindo itens de autorrelato que exigem um número, dois números ou uma palavra, bem como itens de correspondência e de múltipla escolha que exigem que as respostas sejam escritas como uma sequência de números. A Parte 2 conterá 8 tarefas combinadas visão geral atividades - resolução de problemas. Destas, 3 tarefas com resposta curta (25–27) e 5 tarefas (28–32), para as quais você precisa fornecer uma resposta detalhada. O trabalho incluirá tarefas de três níveis de dificuldade. As tarefas de nível básico estão incluídas na parte 1 do trabalho (18 tarefas, das quais 13 tarefas com a resposta registada em forma de número, dois números ou palavra, e 5 tarefas de correspondência e escolha múltipla). As tarefas de nível avançado são distribuídas entre as partes 1 e 2 da prova: 5 tarefas de resposta curta na parte 1, 3 tarefas de resposta curta e 1 tarefa de resposta longa na parte 2. As últimas quatro tarefas da parte 2 são tarefas de um alto nível de complexidade. A parte 1 da prova incluirá dois blocos de tarefas: o primeiro testa o domínio do aparato conceitual do curso de física escolar e o segundo testa o domínio das habilidades metodológicas. O primeiro bloco inclui 21 tarefas, que são agrupadas por afiliação temática: 7 tarefas de mecânica, 5 tarefas de MCT e termodinâmica, 6 tarefas de eletrodinâmica e 3 de física quântica.
Uma nova tarefa de nível básico de complexidade é a última tarefa da primeira parte (posição 24), programada para coincidir com o retorno do curso de astronomia ao currículo escolar. A tarefa tem uma característica do tipo “escolher 2 julgamentos entre 5”. A tarefa 24, como outras tarefas semelhantes em papel do exame, é estimado em no máximo 2 pontos se ambos os elementos da resposta estiverem corretos, e 1 ponto se houver erro em um dos elementos. A ordem em que os números são escritos na resposta não importa. Via de regra, as tarefas serão de natureza contextual, ou seja, Alguns dos dados necessários para completar a tarefa serão apresentados na forma de tabela, diagrama ou gráfico.
De acordo com esta tarefa, a subseção “Elementos de Astrofísica” da seção “Física Quântica e Elementos de Astrofísica” foi adicionada ao codificador, incluindo os seguintes pontos:
· sistema solar: planetas terrestres e planetas gigantes, pequenos corpos do Sistema Solar.
· Estrelas: variedade de características estelares e seus padrões. Fontes de energia estelar.
· Ideias modernas sobre a origem e evolução do Sol e das estrelas. Nossa galáxia. Outras galáxias. Escalas espaciais do Universo observável.
· Vistas modernas sobre a estrutura e evolução do Universo.
Você pode saber mais sobre a estrutura do KIM-2018 assistindo ao webinar com a participação de M.Yu. Demidova https://www.youtube.com/watch?v=JXeB6OzLokU ou no documento abaixo.
