Исследование физических явлений с помощью экспериментов. Анализ экспериментальных данных.
Для успешного решения задания №19 необходимо уметь внимательно анализировать условия проведения опытов и оперировать количественными величинами, приведенными в таблицах или иных источниках данных (например, на графиках). Теоретические сведения, описывающие физ.процессы, происходящие в опытах, можно найти в заданиях ОГЭ по соответствующим темам. Информация о погрешности измерений, которая может указываться для некоторых табличных данных, приведена в разделе теории к заданию №18.
Теория к заданию №19 ОГЭ по физике
Опыты в задачах
Нужно иметь ввиду, что в подобного рода заданиях правильными могут казаться едва ли не все утверждения, которые предлагается рассмотреть в качестве вариантов ответа. И поэтому очень важно рассматривать их именно сквозь призму опыта, который проводится. Тут важно определить, какие из величин в процессе эксперимента меняются, а какие остаются неизменными. Это позволит корректно судить об утверждениях, в которых рассматриваются зависимости одной величины от другой. Так, рассматривать любую зависимость и делать относительно нее вывод можно только для тех величин, которые меняются. Если же утверждается, что имеет место зависимость от величины, которая в опыте не изменяется или вообще неизвестна, то такое утверждение не может считаться верным даже в том случае, если в целом (с физ.точки зрения) оно и является истинным.
Таблицы и графики в опытах
Таблица в условии задачи может содержать результаты одного или нескольких опытов. В первом случае таблица отражает динамику развития некого процесса, во втором – альтернативные результаты исследований, т.е. данные для одних и тех же величин при разных (заявленных в условии) обстоятельствах. В таблицах, как правило, работают с отдельными колонками, сравнивая пару, несколько или сразу все данные указанные в них.
Графики тоже могут отображать данные одного или нескольких экспериментов. Единственная линия на графике (см.рис.1) свидетельствует о том, что проведен 1 опыт и на графике представлены результаты, зафиксированные в разные моменты времени (при разных температурах, на разном расстоянии и т.д.). Если график представляет собой результаты нескольких опытов, то на нем изображено одновременно несколько линий (см.рис.2). В этом случае исследуют их точки, соответствующие одинаковым значениям аргумента.
Разбор типовых вариантов заданий №19 ОГЭ по физике
Демонстрационный вариант 2018
[su_note note_color=»#defae6″]
Учитель на уроке последовательно провёл опыты по измерению силы трения скольжения при равномерном движении бруска с грузом по двум разным горизонтальным поверхностям (см. рисунок)
Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующие проведённым опытам. Укажите их номера.
- Сила трения зависит от массы бруска с грузом
- Сила трения зависит от скорости перемещения бруска
- Сила трения зависит от угла наклона плоскости перемещения
- Сила трения зависит от поверхности, по которой движется брусок
- Трение скольжения для второй поверхности больше
[/su_note]
Алгоритм решения:
1. Анализируем условие задачи и приведенный в нем рисунок.
2–6. Анализируем утверждения 1–5. Определяем истинность и ложность для каждого из них. Находим цифры прав.вариантов ответов.
Решение:
- В данном случае внимание следует обратить на то, что динамометр (устройство с пружиной) показывает разные значения. Это значение больше для 2-й поверхности, чем для 1-й. Другим изменяющимся параметром, согласно условию, являются физ.свойства плоскостей, по которым в опытах перемещается брусок (см. в условии «по двум разным… поверхностям»).
- В целом такое утверждение является истинным. При этом рассматривая зависимость силы трения от массы, мы должны подразумевать, что масса в 1-й и 2-й ситуации будет меняться. Однако в задаче оговорено, что опыты проводятся с одним и тем же бруском, т.е. масса здесь не меняется. Выяснить, имеет ли место зависимость силы от массы в данных опытах не представляется возможным. Соответственно, в рамках производимых опытов утверждение 2 неверно.
- Из рисунка видно, что в обоих опытах скорость движения бруска не меняется ни по модулю, ни по направлению. Поэтому существует ли зависимость силы от скорости, они определить не позволяют. Значит, в рамках данного условия утверждение 3 не может считаться верным.
- По условию поверхности горизонтальны, и информации о том, что углы их наклона изменяются, в условии нет. Вывод: считать утверждение 3 верным нельзя.
- В условии сказано, что для опытов используются разные поверхности, т.е. поверхности с разными физ.свойствами. Сила трения, конечно, зависит от этих свойств. Отсюда: утверждение 4 верно.
- F=μN=μmg. Это значит, что при одинаковой массе сила трения пропорциональна коэф-ту трения скольжения μ. Значит, чем больше μ, тем больше и сила трения. Т.к. во 2-м случае динамометр показывает большее значение, чем в 1-м, следовательно, μ во 2-м случае выше и трение скольжения для 2-й плоскости больше. Утверждение 5 верно.
Ответ: 45
Первый вариант (Камзеева, № 1)
[su_note note_color=»#defae6″]
В настоящее время большое внимание уделяется проблеме загрязнения почвы и водных ресурсов солями тяжелых металлов. Эти вещества, накапливаясь год от года, оказывают вредное влияние на растения, животных и человека.
Группа школьников провела исследование по влиянию солей тяжелых металлов на проростки овса. Для проращивания семян контрольной партии использовалась дистиллированная вода. В качестве загрязнителей в других партиях применяли 1%-е растворы солей тяжелых металлов (ацетата свинца, сульфата меди, сульфата цинка). Семена проращивались в одинаковой почве при одинаковой температуре, влажности и освещенности.
Результаты исследования представлены в таблице.
Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих экспериментальным наблюдениям. Укажите их номера.
- Для проращивания всех семян использовалась дистиллированная вода.
- В партии с раствором соли свинца средняя длина проростков максимальна, а их средняя масса минимальна.
- С учетом погрешности измерений можно утверждать, что не выявлено различий в средней массе проростков в исследуемых партиях.
- Загрязнение почвы ионами меди не влияет на всхожесть семян.
- Проростки в опытах с солью цинка характеризуются маленькими размерами, но их масса с учетом погрешности не отличается от массы проростков контрольной партии.
[/su_note]
Алгоритм решения:
1–5. Анализируем предложенные утверждения (1–5) в соответствии с условиями опытов. Определяем истинность утверждений. Находим прав.номера вариантов ответов.
Решение:
- Согласно условию, дистиллированная вода использовалась исключительно для проращивания семян контрольной партии. В остальных случаях в воду добавлялась та или иная соль тяжелого металла. Значит, утверждение 1 неверно.
- Искомый опыт зафиксирован в 3 строке рабочей части таблицы. Средняя длина указана во 3-й колонке. Для партии с раствором соли свинка приведена величина 11,3 (см). Это самое больше значение из всех подобных. Учтя, что погрешность измерений во всех случаях одинакова, можем сделать вывод, что ср.длина действительно в данном опыте является максимальной. Аналогично определяем, что ср.масса (см. колонка таблицы №5) минимальна, т.к. для нее приведено самое маленькое (0,08 г) значение при одинаковой величине погрешности. Следовательно, утверждение 2 верно.
- Для ср.массы с учетом погрешности получаем: контрольная пария – 1,02–1,08 (г); раствор соли меди – 0,98–1,04 (г); раствор соли свинца – 0,05–0,11 (г); раствор соли цинка – 0,97–1,03 (г). Это говорит о том, что различия однозначно есть. И если, к примеру, для партий, пророщенных в растворах солей меди и цинка, ср.масса отличается не очень сильно, то уже отличие их с контрольной партией довольно существенно, а с партией, пророщенной в растворе соли свинка, и вовсе кардинально. Поэтому утверждение 3 неверно.
- Данные о всхожести приведены во 2-й колонке таблицы. Сравнивать в данном случае следует проростки, пророщенные на растворе соли меди, и контрольную партию. Из данных таблицы видно, что всхожесть в первом случае 10%, во 2-м – 50%. Это означает разницу в 5 раз и, следовательно, указывает на существенное влияние загрязнения почвы ионами меди. Утверждение 4 неверно.
- Из таблицы видно, что для проростков, пророщенных в растворе соли цинка, как средняя, так и максимальная длина существенно меньше все прочих. Что же касается ср.массы, то она действительно мало отличается от массы контрольной партии. А сравнив с учетом погрешности, скажем, миним.массу проростков контр.партии (=1,02 г) и максим.массу проростков, пророщенных в соли цинка (=1,03 г), видим, что они почти одинаковы. Поэтому утверждение 5 можно считать верным.
Ответ: 25
Второй вариант (Камзеева, № 7)
[su_note note_color=»#defae6″]
Тело бросают под углом к горизонту с одинаковой по модулю начальной скоростью. На рисунке представлены в результаты исследования дальности полета тела в зависимости от угла бросания.
Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих проведенным наблюдениям. Укажите их номера.
- Длительность полета тела не зависит от угла бросания.
- Максимальная дальность полета соответствует углу бросания 450 к горизонту.
- Дальность полета увеличивается с увеличением угла бросания.
- Время полета тела, брошенного под углом 150 к горизонту, равно времени полета тела, брошенного под углом 750 к горизонту.
- Дальности полета при углах бросания 300 и 600 к углу горизонта совпадают.
[/su_note]
Алгоритм решения:
1–5. Анализируем предложенные утверждения 1–5. Определяем истинность для каждого из них. Выясняем цифры правильных вариантов ответов.
Решение:
- О длительности полета в условии задачи не сказано ничего. Поэтому сформулировать зависимость этой величины от угла бросания не представляется возможным. Следовательно, утверждение 1 нельзя считать верным вне зависимости от того, имеет ли место такая зависимость вообще (а на самом деле она все-таки существует).
- Из графика видно, что когда угол бросания составляет 450, то смещение тела от точки отсчета по оси Х является наибольшим:Это означает, что дальность полета в данном случае действительно максимальна, и утверждение 2 верно.
- В первых 3-х опытах (для углов 150,300 и 450) дальность полета тела действительно увеличивается с увеличением угла бросания. Однако далее она начинает уменьшаться. Поэтому утверждение 3 нельзя считать полностью верным.
- Поскольку о времени движения в опытах неизвестно ничего (эта величина в данном случае не берется во внимание), то говорить о равенстве или разности времени движения тела в проведенных опытах не представляется возможным. Следовательно, утверждение 4 нельзя считать верным.
- Из графика видно, что тело, брошенное под углом 300 и 600, приземлилось в одной точке:Это указывает на то, что дальность полета в этих опытах совпадает. Утверждение 5 верно.
Ответ: 25