Задание №22 ЕГЭ по физике

Алгоритм решения:

1. Определить цену деления шкалы вольтметра.
2. Рассчитать погрешность измерения.
3. Снять показания вольтметра с учетом цены деления шкалы и погрешности измерений.

Решение:

Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому-либо делению шкалы, вычесть меньшее и полученную разность поделить на число делений между цифрами. Возьмем значения 4 и 2 Вольта. В соответствии с рисунком между ними 10 делений. Следовательно, цена деления шкалы равна (4 – 2)/10 = 0,2 (В).

Погрешность измерительного прибора равна цене деления прибора. Следовательно, погрешность равна 0,2 В.

Теперь смотрим, сколько показывает стрелка вольтметра. Между стрелкой и значением «2» находится 7 делений, следовательно, стрелка показывает 2 + 7∙0,2 Вольта. Или 3,4 Вольта. Теперь запишем показания измерительного прибора с учетом погрешности:

3,4 ± 0,2 Вольта. При записи ответа необходимо использовать только числа, которые ничем нельзя разделять. А именно: 3,40,2 (запятую в десятичных дробях сохраняем).

Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить коэффициент трения скольжения стали по дереву. Для этого школьник взял стальной брусок с крючком. Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?

а) деревянная рейка

б) динамометр

в) мензурка

г) пластмассовая рейка

д) линейка

Алгоритм решения

Решение

Для определения коэффициента трения стали по дереву, нужен не только стальной груз, но и деревянная поверхность. То есть, понадобится деревянная рейка.

Сила трения определяется формулой:

Отсюда коэффициент трения равен:

Ускорение свободного падения известно. Массу можно измерить на весах, но весов в вариантах ответа нет. Силу трения можно измерить динамометром. Следовательно, для опыта нужны только динамометр и деревянная рейка. Рейка из пластика не понадобится, так как цели расчета коэффициента трения стали по пластику нет. Мензурка используется для определения объема жидкости. В данном опыте она тоже не нужна.

Ученик изучает силу Архимеда, действующую на тела, полностью погружённые в жидкость. В его распоряжении имеется установка, состоящая из ёмкости с водой и сплошного деревянного шарика объёмом 30 см³. Какая из следующих установок необходима ещё ученику для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость силы Архимеда от объёма тела?

Ответ:

а) установка № 1

б) установка № 2

в) установка № 3

г) установка № 4

Алгоритм решения

1. Сделать анализ задачи. Определить, какие величины в опыте остаются постоянными.
2. Определить, какие величины должны быть в опыте переменными.

Решение

Ученик изучает силу Архимеда, действующую на тела, полностью погружённые в жидкость. В формулировке слово «жидкость» используется в единственном числе. Следовательно, жидкость во всех опытах будет одной и той же (плотность жидкости будет постоянной). У ученика уже есть установка, в которую входит емкость с водой. Поэтому во второй установке в качестве жидкости тоже должна использоваться вода. Варианты 3 и 4 исключаются.

В формулировки задачи также говорится о «телах». Они могут быть выполнены из разных материалов, и они могут иметь разный объем. Но известно, что архимедова сила зависит только от объема тела. Поэтому во второй установке нужно использовать тело другого объема. В вариантах 1 и 2 этому условию соответствует деревянный шарик объемом 20 куб. см (так как в первой установке используется шарик объемом 30 куб. см).

Отсюда верный ответ: б.

Ответ: б

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор

Необходимо экспериментально изучить зависимость силы Архимеда, действующей на тело, погружённое в жидкость, от плотности жидкости.

Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?

Алгоритм решения

1. Установить цели опыта.
2. Сделать вывод о том, какие величины в опыте должны быть постоянными, а какие — переменными.
3. Выбрать установки, соответствующие выводу.

Решение

В опыте нужно изучить зависимость силы Архимеда, действующей на тело, погружённое в жидкость, от плотности жидкости. Это значит, что плотность жидкости — величина переменная. Все остальные величины при этом должны оставаться постоянным. Поэтому нам нужны установки с разными жидкостями, но одинаковыми телами. Этому условию соответствуют две установки: «а» и «д».

Ученик изучает свойства плоского конденсатора. Какую пару конденсаторов (см. рисунок) он должен выбрать, чтобы на опыте обнаружить зависимость ёмкости конденсатора от расстояния между его обкладками?

Алгоритм решения

1. Установить, какие величины в данном эксперименте должны быть переменными, а какие — постоянными.
2. Найти рисунок с парой конденсаторов, удовлетворяющий требованиям, выявленным в шаге 1.

Решение

Чтобы на опыте обнаружить зависимость ёмкости конденсатора от расстояния между его обкладками, нужно сохранить все величины постоянными, кроме самого расстояния. Поэтому площади обкладок должны быть одинаковыми, но расстояние между ними разными, как на рисунке 1.

Для проведения лабораторной работы по обнаружению зависимости сопротивления проводника от его диаметра ученику выдали медный проводник длиной 10 м и диаметром 1,0 мм. Какой ещё проводник из предложенных ниже необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование?

Ответ:

а) проводник № 1

б) проводник № 2

в) проводник № 3

г) проводник № 4

Алгоритм решения

1. Определить задачу лабораторных испытаний.
2. Определить, какие величины в эксперименте должны оставаться постоянными, а какие переменными.
3. Выбрать подходящий проводник.

Решение

Учение проводит лабораторную работу по обнаружению зависимости  сопротивления проводника от его диаметра. Следовательно, материал проводника и его длина должны оставаться постоянными. Меняться должен только его диаметр. Поскольку в первом опыте берется медный длиной 10 м, диаметром 1,0 мм, то в следующем опыте он тоже должен быть медным, и длина его должна составлять 10 м, но диаметр должен быть другим. Этому условия удовлетворяет второй проводник.

Необходимо сделать нитяной маятник и с его помощью экспериментально определить ускорение свободного падения. Для этого школьник уже взял штатив с муфтой и лапкой, линейку и нить. Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?

Ответ:

а) секундомер

б) динамометр

в) мензурка

г) электронные весы

д) алюминиевый шарик

Алгоритм решения

Решение

Ускорение свободного падения с периодом колебаний маятника связывает формула:

$T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$

Следовательно, нужно значит не только длину нити маятника, но и период колебаний. Измерить его можно с помощью секундомера. А чтобы получить сам маятник, к нити нужно будет привязать массивный шарик. Например, алюминиевый.

Ученик изучает зависимость периода электромагнитных колебаний в контуре от ёмкости конденсатора. Какие два контура он должен выбрать для этого исследования?

Алгоритм решения

1. Выделить цель эксперимента.
2. Установить, какие величины для достижения цели эксперимента должны меняться, а какие — оставаться постоянными.
3. Выбрать верную пару контуров

Решение

Цель эксперимента — изучить зависимость периода электромагнитных колебаний в контуре от ёмкости конденсатора. Следовательно, емкости конденсатора должна быть единственной меняющейся величиной. При этом все другие величины должны оставаться постоянными. Поэтому катушки индуктивности должны быть одинаковыми, но конденсаторы — разные. Этому условию соответствует рисунок «а».

Пучок белого света, пройдя через призму, разлагается в спектр. Было выдвинуто предположение о том, что ширина пучка на экране за призмой зависит от угла при вершине призмы. Необходимо экспериментально проверить эту гипотезу. Какие два опыта (см. рисунок) нужно провести для такого исследования?

Алгоритм решения

1. Установить, какие условия проведения эксперимента должны менять, а какие — оставаться постоянными, чтобы проверить данную гипотезу.
2. Выбрать 2 картинки, удовлетворяющие этим условиям.

Решение

Если нужно проверить, зависит ширина пучка на экране за призмой от угла при вершине призмы, нужно поставить эксперименты с разными углами при вершине призмы. Угол падения на призму при этом должен быть одним и тем же. Этим условиям удовлетворяют призмы, изображенные на картинках А и В.

Погрешность прямого измерения силы динамометром, на котором висит груз, равна цене деления. Каков вес груза?

Ответ: (                  ±                  ) Н.

Внимание! Записывать ответ следует последовательностью цифр без запятых.

Алгоритм решения

Решение

Из условий задачи известно, что погрешность равна цене деления шкалы. Цена деления шкалы определяется отношением разности двух ближайших числовых обозначений на шкале и количеству делений между ними. Возьмем ближайшие значения 1,0 и 1,5. Между ними 5 делений. Следовательно, цена деления шкалы динамометра равна:

Так как погрешность равна цене деления, она также равна 0,1 Н.

Стрелка динамометра показывает 1,1 Н. Следовательно, вес груза равен: 1,1±0,1. Но по условию задачи ответ нужно записать без запятых и прочих знаков. Следовательно, верный ответ: 1101.