Задание №21 ОГЭ по физике


Работа с текстами физического содержания и их применение для решения задач


Для решения задания №21 ОГЭ по физике нужно правильно использовать предварительный текст, предназначенный для заданий №№20–22. Задание сформулировано так, что его решение и выбор прав.варианта ответа требует умения выделить из этого текста актуальные фрагменты. Другие теоретические сведения, в которых может возникнуть необходимость, можно найти в разделах теории к другим соответствующим конкретным темам-заданиям.


Разбор типовых вариантов заданий №21 ОГЭ по физике


Демонстрационный вариант 2018

Текст из ЕГЭ
Миражи

Мираж является оптическим явлением в атмосфере, которое делает видимыми предметы, которые в действительности находятся вдали от места наблюдения, отображает их в искажённом виде или создаёт мнимое изображение.

Миражи бывают нескольких видов: нижние, верхние, боковые миражи и другие. Образование миражей связано с аномальным изменением плотности в нижних слоях атмосферы (что, в свою очередь, связано с быстрыми изменениями температуры).

Нижние миражи возникают преимущественно в тех случаях, когда слои воздуха у поверхности Земли (например, в пустыне) очень сильно разогреты и их плотность становится аномально низкой. Лучи света, которые исходят от предметов, начинают преломляться и сильно искривляться. Они описывают дугу у поверхности и подходят к глазу снизу. В таком случае можно увидеть предметы как будто зеркально отражёнными в воде, а на самом деле это перевёрнутые изображения отдалённых объектов (рис.1). А мнимое изображение неба создаёт при этом иллюзию воды на поверхности.

Схема появления нижнего миража: А – предмет, А’ – видимое изображение предмета

Верхние миражи возникают над сильно охлажденной поверхностью, когда над слоем холодного воздуха у поверхности образуется более тёплый верхний слой (рис. 2). Верхние миражи являются наиболее распространёнными в полярных регионах, особенно на больших ровных льдинах со стабильной низкой температурой. Изображения предметов, наблюдаемые прямо в воздухе, могут быть и прямыми, и перевёрнутыми.

Схема появления верхнего миража: А – предмет, А’ – видимое изображение предмета

По мере приближения к поверхности Земли плотность атмосферы растёт:

Изменение плотности воздуха с высотой относительно уровня моря

Какое изменение графика зависимости плотности воздуха от высоты соответствует условию возникновения нижнего миража? (изменение показано сплошной линией)

Алгоритм решения:

1. На основании предварительного текста выясняем условия, при которых возникают нижние миражи.

2–5. Анализируем предложенные графики №№1–4 и определяем соответствие каждого из них условиям появления нижних миражей. Определяем среди них правильный.

Решение:
  1. Условием возникновения нижних миражей (см. 3-й абзац предварит.текста) является сильный разогрев поверхности планеты и прилегающих к ней слоев воздуха. Плотность воздуха при этом существенно снижается.
  2. На графике №1 линия в своем начале, т.е. в точках, показывающих плотность при низкой высоте 0–4 км над уровнем моря, существенно отклонена вверх по сравнению с графиком, данным в условии. Это значит, что график №1 отображает ситуацию, когда плотность воздуха увеличилась. Такая ситуация характерна для появления верхних миражей. Т.о., график №1 нельзя считать верным ответом.
  3. График №2 фиксирует ситуацию, когда плотность воздуха тем ниже, чем ниже высота над уровнем моря. А по мере увеличения высоты она плавно повышается. Это как раз соответствует требованиям возникновения нижних миражей. Соответственно, график №2 – правильный ответ.
  4. График №3 показывает, что плотность воздуха на высоте примерно 8 км над уровнем моря плотность воздуха меньше, чем на высоте 0 км. Причем по мере снижения высоты плотность сначала увеличивается, а затем незначительно снижается. Это абсолютно не соответствует условиям, при которых нижний мираж может появиться. Вывод: график №3 не является правильным ответом.
  5. На графике №4 плотность воздуха со снижением высоты сначала немного понизилась, однако потом увеличилась, приблизившись по своему значению к плотности при нормальных условиях. При таких показателях нижний мираж появиться не может. Следовательно, график №4 – неверный ответ.

Ответ: 2


Первый вариант (Камзеева, № 1)

Текст из ЕГЭ
Открытие звукозаписи

Люди издавна стремились если не сохранить звук, то хотя бы как-то его зафиксировать. И когда 12 августа 1877 года Томас Эдисон пропел «Mary Had A Little lamb…» («Был у Мэри маленький барашек…»), мир изменился: ведь песня про барашка стала первой в мировой истории фонограммой – записанным и воспроизведенным звуком. Благодаря возможности записывать и воспроизводить звуки появилось звуковое кино. Запись музыкальных произведений, рассказов и даже целый пьес на граммофонные или патефонные пластинки стала массовой формой звукозаписи.

На рисунке 1 дана упрощенная схема механического звукозаписывающего устройства. Звуковые волны от источника звука (певца, оркестра и т.д.) попадали в рупор 1, в в котором была закреплена тонкая упругая пластинка 2, называемая мембраной. Под действием звуковой волны мембрана начинала колебаться. Колебания мембраны передавались связанному с ней резцу 3, острие которого оставляло при этом на вращающемся диске 4 звуковую бороздку. Звуковая бороздка закручивалась по спирали от края диска к его центру. На рисунках 1 и 2 показан вид звуковых бороздок на пластинке, рассматриваемых через лупу и при большем увеличении.

Диск, на котором производится звукозапись, изготавливается из специального мягкого воскового материала. С этого воскового диска гальванопластическим способом снимают медную копию (клише). При этом используется осаждение на электроде чистой меди при прохождении электрического тока через раствор ее солей. Затем с медной копии делают оттиски на дисках из пластмассы. Так получают граммофонные пластинки.

При воспроизведении звука граммофонную пластинку ставят под иглу, связанную с мембраной граммофона, и приводят пластинку во вращение. Двигаясь по волнистой бороздке пластинки, конец иглы колеблется, вместе с ним колеблется и мембрана, причем эти колебания довольно точно воспроизводят записанный звук.

Какое действие тока используется при получении клише с воскового диска?

  1. магнитное
  2. тепловое
  3. световое
  4. химическое
Алгоритм решения:
  1. Анализируем предварит.текст. Находим описание процесса возникновения эл.тока. Делаем вывод относительно природы действия эл.тока, определяем прав.вариант ответа.
  2. Объясняем, почему остальные варианты ответов являются неверными.
Решение:
  1. В 3-м абзаце предварит.текста прямо описывается способ получения заряженных частиц, обеспечивающих наличие эл.тока. Это – процесс электролиза, который в данном случае заключается в распаде солей меди на положит.заряженные ионы меди и отрицат.заряженные ионы кислотного остатка и дальнейшее направленное движение тех и других. Такое действие тока называется химическим и никак иначе. Следовательно, прав.вариант ответа – №4.
  2. Магнитным действие тока (вариант ответа №1) не является потому, что здесь не идет речь ни о взаимодействии пары проводников с током, ни об использовании магнита или иного источника, могущего вызвать такой эффект. О тепловом действии (вариант ответа №2) не можем говорить потому, что не происходит нагревания проводника с током. Световое действие эл.тока (вариант ответа №3) заключается в преобразовании эл.тока в видимый свет, чего в данном случае не наблюдается.

Ответ: 4


Второй вариант (Камзеева, № 2)

Текст из ЕГЭ
Приливы и отливы на Земле

Наша планета постоянно находится в гравитационном поле, которое создают Луна и Солнца. Это является причиной уникального явления, выраженного в приливах и отливах на Земле. Приливы и отливы – это изменения уровня воды морских стихий и Мирового океана. Характер образования приливов и отливов уже достаточно изучен: постепенно поднимается уровень воды, достигая своей наивысшей точки (уровень «полная вода»); далее вода начинает спадать (процесс «отлив»); в течение примерно шести часов вода продолжает уходить и достигает минимальной своей точки (уровень «малая вода»). На рисунке схематично представлено образование приливов и отливов.

Основное влияние на образование приливов и отливов оказывает Луна благодаря своему близкому положению относительно Земли. Наиболее близкая к Луне точка земной поверхности подвержена лунному тяготению примерно на 6% больше, чем наиболее удаленная.

В течение суток (лунных) бывают две полные и две малые воды. Период равен половине лунных суток и составляет в среднем 12 часов 25 минут. Лунными сутками принято называть время оборота Луны вокруг нашей планеты, он чуть длиннее привычных для нас двадцати четырех часов. Каждый день приливы и отливы сдвигаются на пятьдесят минут. Этот временной промежуток необходим волне, чтобы «догнать» Луну, перемещающуюся за земные сутки на тринадцать градусов.

Наблюдение процесса прилива в одном и том же месте на протяжении месяца показывает, что уровни малых и полных вод зависят от фазы Луны: в полнолуние и новолуние уровни отдаляются друг от друга, обеспечивая максимальную амплитуду прилива.

На земные приливы и отливы также влияет тяготение со стороны Солнца. Из-за огромной массы Солнца сила гравитационного притяжения между Солнцем и Землей почти в 200 раз больше силы притяжения между Землей и Луной (но из-за внушительной удаленности это действие очень мало различается для разных областей Земли). Амплитуда солнечных приливов практически вдвое меньше, чем у приливно-отливных процессов спутника Земли. В том случае, когда все три небесных тела – Земля, Луна и Солнце – располагаются на одной прямой, происходит складывание лунных и солнечных приливов.

Энергия приливной волны невероятно велика, поэтому уже много лет разрабатываются проекты по строительству электростанция в районах с большой амплитудой движения водных масс. В России таких электростанций уже несколько. Первая была построена в Белом море.

Наибольшее влияние на образование приливов и отливов на Земле оказывает:

  1. Солнце, так как притяжение между Солнцем и Землей почти в 200 раз больше притяжения между Землей и Луной
  2. Солнце, так как оно оказывает одинаковое действие на все области Земли
  3. Луна, так как силы тяготения со стороны Луны превышают силы тяготения со стороны Солнца
  4. Луна, так как сила притяжения Луны заметно меняется от участка к участку земной поверхности.
Алгоритм решения:

1–4. Анализируем предложенные утверждения, основываясь на соответствующих фрагментах предварит.текста. Делаем выводы об истинности каждого из них.

Задание №21 ОГЭ по физике

Прилив и отлив

Решение:
  1. Утверждение 1 является цитатой из предварит.текста (см. 5-й абзац), поэтому его нельзя назвать неправильным. Однако непосредственно после этого фрагмента в тексте же поясняется, почему Солнце, несмотря на значительную силу притяжения, не обеспечивает большой амплитуды приливов (т.е. влияния на их образование). Вывод: утверждение 1 не является прав.ответом.
  2. Солнце действительно оказывает примерно равное действие на воды мирового океана в разных частях планеты. Но поскольку амплитуда приливов, обеспечиваемых Солнцем, в 2 раза меньше лунных (см. 5-й абзац предварит.текста), то говорить, что влияние со стороны Солнца максимально, было бы совершенно неправильным. Вывод: утверждение 2 неверно.
  3. Утверждение 3 неверно, поскольку в 5-м абзаце предварит.текста есть прямая оговорка о том, что силы притяжения со стороны Солнца больше, чем со стороны Луна в 200 раз.
  4. В 4-м абзаце предварит.текста есть указание на то, что значительную (и в т.ч. максимальную) амплитуду прилива обеспечивают смены расстояний, на которых Луна в разные периоды времени находится от Земли. Поскольку именно об этом говорится в 4-м утверждении, делаем вывод, что утверждение 4 верно.

Ответ: 4


Третий вариант (Камзеева, № 7)

Текст из ЕГЭ
Открытие рентгеновских лучей

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 г. Немецким физиком Вильгельмом Рентгеном. Рентген заметил, что при торможении быстрых электронов на любых препятствиях возникает сильно проникающее излучение, которое ученый назвал Х-лучами (в дальнейшем за ними утвердится термин «рентгеновские лучи»). Когда Рентген держал руку между трубкой и экраном, то на экране были видны темные тени костей на фоне более светлых очертаний всей кисти руки.

Схема современной рентгеновской трубки для получения Х-лучей представлена на рисунке. Катод 1 представляет собой подогреваемую вольфрамовую спираль, испускающую электроны. Поток электронов фокусируется с помощью цилиндра 3, а затем соударяется с металлическим электродом (анодом) 2. При торможении электронов пучка возникают рентгеновские лучи. Напряжение между анодом и катодом достигает нескольких десятков киловольт. В трубке создается глубокий вакуум; давление газа в ней не превышает 10-5 мм рт.ст.

Согласно приведенным исследованиям, рентгеновские лучи действовали на фотопластинку, вызывали ионизацию воздуха, не взаимодействовали с электрическими и магнитными полями. Сразу же возникло предположение, что рентгеновские лучи – это электромагнитные волны, которые в отличие от световых лучей видимого участка спектра и ультрафиолетовых лучей имеют гораздо меньшую длину волны. Но если рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны, то оно должно обнаружить дифракцию – явление, присущее всем видам волн. Дифракцию рентгеновских волн удалось наблюдать на кристаллах. Кристалл с его периодической структурой и есть то устройство, которое неизбежно должно вызвать заметную дифракцию рентгеновских волн, так как длина их близка к размерам атомов.

Что является доказательством волновой природы рентгеновских лучей?

  1. высокая проникающая способность рентгеновских лучей
  2. взаимодействие с электрическим полем
  3. взаимодействие с магнитным полем
  4. дифракция на кристаллах
Алгоритм решения:

1–4. Анализируем утверждения 1–4 в контексте вопроса задания и на основании предварит.текста и сути описываемых в них физ.процессов. Определяем их истинность.

Решение:
  1. Высокая проникающая способность рентген.лучей является следствием (и док-вом) малой длины их волны. Вывод: утверждение 1 неверно.
  2. Эл.поле анода лучевой трубки тормозит быстрые электроны движущиеся в ней от катода. При этом возникает рентген.излучение. Т.е. взаимодействие электронов с электрическим полем является причиной возникновения тормозного излучения, но никак не док-вом его волновой природы. Следовательно, утверждение 2 неверно.
  3. Магнитное поле используется для получения синхротронного излучения, в спектре которого образуются, в частности, рентгеновские лучи. Т.о., магнитное поле является еще одним источником создания рентген.лучей, но не док-вом их фолновой природы. Отсюда: утверждение 3 неверно.
  4. Явление дифракции свойственно именно волновому движению. Соответственно, дифракция может служить одним из док-в волновой природы рентген.излучения. Об этом же говорится и в последнем абзаце предварит.текста. Вывод: утверждение 4 верно.

Ответ: 4