Извлечение информации из текста физического содержания
Задание №22 имеет качественный характер. В его условии предлагается к рассмотрению конкретная ситуация и вопрос, ответ на который определяется исходя из физ.условий, описывающих эту ситуацию. Ситуация может иметь отношение к любому разделу физики. Необходимые теоретические сведения следует искать в разделах теории к заданиям по соответствующим темам.
Разбор типовых вариантов заданий №22 ОГЭ по физике
Демонстрационный вариант 2018
[su_note note_color=»#defae6″]
[su_spoiler title=»Текст из ЕГЭ» icon=»chevron»]
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
[/su_spoiler]
Какие миражи (верхние или нижние) еще называют озерными? Ответ поясните.
[/su_note]
Алгоритм решения:
- Анализируем предварит.текст, определяем правильный ответ.
- Даем письм.пояснение, доказывающее правильность ответа.
Решение:
- Ответ на вопрос: озерными называют нижние миражи.
- Пояснение к ответу. В 3-м абзаце предварит.текста имеется описание нижних миражей, которые выглядят так, будто являются перевернутыми (зеркально отраженными) в воде. Иллюзию же воды на поверхности земли создает мнимое отображение неба. Именно такие миражи называют озерными.
Первый вариант (Камзеева, № 3)
[su_note note_color=»#defae6″]
[su_spoiler title=»Текст из ЕГЭ» icon=»chevron»]
Космический мусор и способы его утилизации
Космический мусор – это вышедшие из строя, но оставшиеся на орбите спутники, верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, сброшенные топливные баки, фрагменты разрушенных космических объектов, а также пружины, болты, гайки, заглушки и тому подобная мелочь. Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях крупные, содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т.п.) материалы объекты могут представлять прямую опасность и для Земли (при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населенные пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т.п.).
Проблема засорения космического пространства возникла после первых запусков искусственных спутников Земли в середине 20 века, а уже в 1993 году после официального доклада Генерального секретаря ООН была объявлена международной.
На сегодняшний день человечество еще не создало эффективных практических мер по уничтожению космического мусора. Предлагаются разные способы.
Рассматривается, например, возможность прикрепления гигантского лазера к космическому телескопу, работающему за пределами атмосферы Земли. Мощная оптика телескопа и широкое поле зрения делают его идеальным инструментом для определения небольших скоростных обломков мусора, а высокоэнергетический лазер может служить оружием для уничтожения (испарения, взрывания) этих обломков.
Другая идея заключается в том, чтобы отправить в космос спутник-мусорщик, вооруженный сетью и гарпуном. Действительно, захватывать спутники и другие объекты, сбившиеся с пути, можно обычной сетью. Этот план недорого стоит, удобен, но сработает только с крупными объектами.
Инженеры американской корпорации Global Aerospace предложили следующий вариант вывода с орбиты спутников, отработавших свое время: использовать аналог воздушного шара, закрепленного в сложенном виде на борту летательного аппарата. Как только спутник отработает свой ресурс, шар должен будет наполниться гелием (или другим газом) и создать дополнительное сопротивление движению аппарата. Таким образом, воздушный шар сможет увести спутник для сгорания в нижние слои атмосферы.
По причине того, что экономически и технически приемлемых способов утилизации космического мусора на данный момент не существует, основное внимание следует уделять мерам контроля за образованием мусора.
[/su_spoiler]
Метеоритные (ударно-взрывные) кратеры – это наиболее распространенные формы рельефа на многих планетах и спутниках в Солнечной системе. Когда метеорит с космической скоростью врезается в твердую поверхность планеты, происходит мощный тепловой взрыв. И на его месте за считанные секунды формируется особое геологическое образование – ударный метеоритный кратер.
На поверхности Земли размеры ударно взрывных кратеров превышают несколько сотен метров, тогда как на Луне или Меркурии они могут быть даже сантиметровыми. С чем это связано? Ответ поясните.
[/su_note]
Алгоритм решения:
- Даем краткий ответ на вопрос задачи.
- Разъясняем данный ответ.
Решение:
- Ответ на вопрос: это связано с тем, что на Земле имеется слой плотной атмосферы, который на Луне и Меркурии отсутствует.
- Пояснение к ответу. Если на планете (или спутнике) нет атмосферы, то до поверхности долетают как крупные метеориты, так и небольшие. В зависимости от размеров этого космического тела и кратеры образуются разные. При наличии атмосферы небольшие метеориты, двигаясь сквозь нее, значительно теряют скорость, а иногда и вовсе сгорают, и не могут создать кратер на поверхности. Энергия для создания кратера остается только у крупных метеоритов, поэтому и кратеры на Земле можно встретить только большие.
Второй вариант (Камзеева, № 5)
[su_note note_color=»#defae6″]
[su_spoiler title=»Текст из ЕГЭ» icon=»chevron»]
Индукционный ток
Рассмотрим простейший опыт, демонстрирующий возникновение индукционного тока: замкнутый виток из проволоки поместим в изменяющееся магнитное поле. Судить о наличии в витке индукционного тока можно по нагреванию проводника. Если, сохраняя прежние внешние размеры витка, сделать его из более толстой проволоки, то сопротивление витка уменьшится, а индукционный ток возрастет. Мощность, выделяемая в витке в виде тепла, увеличится.
При изменении магнитного поля индукционные токи возникают не только в проволочных контурах, но и в массивных образцах металла. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от свойств материала, из которого сделан образец, и сила тока увеличивается с увеличением скорости изменения магнитного поля. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.
Токи Фуко нашли практическое применение: например, работа индукционной плиты (см. рис.). Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20–60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещенные в воду продукты.
Индукционные плиты требуют применения металлической посуды, обладающей ферромагнитными свойствами (к посуде должен притягиваться магнит). Причем, чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.
[/su_spoiler]
В каких целях железный сердечник, помещаемый внутрь катушки с переменным током (электромагнита), изготавливают не из массивного сплошного куска железа, а набирают из тонких пластин, изолированных друг от друга слоем лака? Ответ поясните.
[/su_note]
Алгоритм решения:
- Даем краткий ответ на вопрос задания.
- Делаем развернутое пояснение к ответу.
Решение:
- Ответ на вопрос: это делается для того, чтобы сердечник меньше нагревался.
- В массивном сердечнике (т.е. имеющем большую площадь поперечного сечения) образуются значительные вихревые токи. Эти токи способствуют более сильному нагреву сердечника. Нагрев происходит за счет энергии катушки, из-за чего снижается ее КПД. В тонких пластинах вихревые токи существенно меньшие, поэтому и значительного нагрева не происходит, и КПД катушки увеличивается.
Индукционная катушка
Третий вариант (Камзеева, № 8)
[su_note note_color=»#defae6″]
[su_spoiler title=»Текст из ЕГЭ» icon=»chevron»]
Тепловое излучение тел
Все тела излучают электромагнитные волны. При комнатной температуре это невидимые инфракрасные волны. При нагревании тела максимум излучения смещается в область высоких частот (коротких длин волн). На рисунке представлены кривые интенсивности излучения для тел разной температуры. Так, например, кусок железа. Нагретый до 550 0С, излучает в основном волны, воспринимаемые глазом как свет красного цвета. По мере повышения температуры цвет излучения меняется: при 1000 0С становится желтым, при 1500 0С – белым.
При этом тела не только излучают, но и поглощают энергию. Тело, полностью поглощающее все падающее на него излучение, называется абсолютно черным. В том случае, если температура тела больше температуры окружающей среды, излучение будет преобладать над поглощением, и тело будет поглощаться.
Теплокровным животным и человеку для поддержания температуры тела необходимо постоянно пополнять энергию. Причем, чем меньше размеры тела, тем больше должна быть удельная скорость тепловыделения в организме.
Пища и кислород являются исходными веществами биологических реакций, в результате которых образуются белки, ферменты и другие химические соединения, запасающие энергию. В целом все химические процессы, протекающие в живом организме, называются метаболизмом. Скорость метаболизма зависит от частоты дыхания.
[/su_spoiler]
Стакан с горячим чаем оставили в большом прохладном помещении. С течением времени температура чая сравнялась с температурой окружающего воздуха. Как при этом изменились интенсивности теплового излучения и теплового поглощения чая? Ответ поясните.
[/su_note]
Алгоритм решения:
- Даем ответ на вопрос.
- Делаем соответствующие разъяснения для каждого из физ.параметров, фигурирующих в вопросе.
Решение:
- Ответ на вопрос: интенсивность излучения снизилась, интенсивность поглощения не изменилась.
- В начале, когда чай горячий, стакан отдает существенно больше тепла, нежели поглощает, поскольку очевидно, что горячий чай теплее, нежели воздух в прохладном помещении. Далее происходит охлаждение чая. По мере охлаждения интенсивность излучения постепенно уменьшается, пока эти интенсивности (излучения и поглощения) не сравняются, и чай придет в состояние теплового равновесия. Отсюда делаем вывод: интенсивность излучения тепла стаканом с чаем с течением времени снижается.
Интенсивность поглощения тепла со временем не меняется, поскольку практически не изменяется температура в комнате. Изменение температуры в комнате не происходит потому, что в системе «комната–стакан» влияние стакана с чаем на температуру комнаты пренебрежимо мало.