Демоверсия ЕГЭ 2018 по физике от ФИПИ — задания, ответы и критерии

Задания демоверсии ЕГЭ 2018 по физике — текст

Текст извлечён из официального PDF ФИПИ автоматически: формулы, таблицы и рисунки могут отображаться неточно — сверяйтесь с документом выше.

Единый государственный экзамен по ФИЗИКЕ Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена 2018 года по физике

подготовлен Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ»

Единый государственный экзамен по ФИЗИКЕ Пояснения к демонстрационному варианту контрольных измерительных материалов 2018 года по ФИЗИКЕ При ознакомлении с демонстрационным вариантом контрольных измерительных материалов 2018 г. следует иметь в виду, что задания, включённые в демонстрационный вариант, не отражают всех вопросов содержания, которые будут проверяться с помощью вариантов КИМ в 2018 г. Полный перечень вопросов, которые могут контролироваться на едином государственном экзамене 2018 г., приведён в кодификаторе элементов содержания и требований к уровню подготовки выпускников образовательных организаций для проведения единого государственного экзамена 2018 г. по физике. Назначение демонстрационного варианта заключается в том, чтобы дать возможность любому участнику ЕГЭ и широкой общественности составить представление о структуре будущих КИМ, количестве и форме заданий, об уровне их сложности. Приведённые критерии оценки выполнения заданий с развёрнутым ответом, включённые в этот вариант, дают представление о требованиях к полноте и правильности записи развёрнутого ответа. Эти сведения позволят выпускникам выработать стратегию подготовки и сдачи ЕГЭ.

Российской Федерации

Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов для проведения в 2018 году единого государственного экзамена по ФИЗИКЕ Инструкция по выполнению работы Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3 часа 55 минут (235 минут). Работа состоит из двух частей, включающих в себя 32 задания. В заданиях 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 25–27 ответом является целое число или конечная десятичная дробь. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу в бланк ответа № 1. Единицы измерения физических величин писать не нужно.

7,5 см. Ответ: Ответом к заданиям 5–7, 11, 12, 16–18, 21, 23 и 24 является последовательность двух цифр. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу без пробелов, запятых и других дополнительных символов в бланк ответов № 1. А Б КИМ Бланк Ответ: 4 1

Ответом к заданию 13 является слово. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу в бланк ответов № 1.

вправо

Ответом к заданиям 19 и 22 являются два числа. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите по приведённому ниже образцу, не разделяя числа пробелом, в бланк ответов № 1. Ответ: ( 1,4 ± 0,2 ) Н. Ответ к заданиям 28–32 включает в себя подробное описание всего хода выполнения задания. В бланке ответов № 2 укажите номер задания и запишите его полное решение. При вычислениях разрешается использовать непрограммируемый калькулятор. Все бланки ЕГЭ заполняются яркими чёрными чернилами. Допускается использование гелевой, или капиллярной, или перьевой ручки. При выполнении заданий можно пользоваться черновиком. Записи в черновике, а также в тексте контрольных измерительных материалов не учитываются при оценивании работы. Баллы, полученные Вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов. Желаем успеха! Российской Федерации

Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться Вам при выполнении работы. Десятичные приставки Наименование

Обозначение

Множитель

Наименование

Обозначение

Множитель

гига мега кило гекто деци

Г М к г д

109 106 103 102 10–1

санти милли микро нано пико

с м мк н п

10–2 10–3 10–6 10–9 10–12

Константы число π ускорение свободного падения на Земле гравитационная постоянная универсальная газовая постоянная постоянная Больцмана постоянная Авогадро скорость света в вакууме

π = 3,14 g = 10 м/с2 G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2 R = 8,31 Дж/(моль·К) k = 1,38·10–23 Дж/К NА = 6·1023 моль–1 с = 3·108 м/с

коэффициент пропорциональности в законе Кулона

модуль заряда электрона (элементарный электрический заряд) постоянная Планка

1 4 πε 0

= 9·109 Н·м2/Кл2

e = 1,6·10–19 Кл h = 6,6·10–34 Дж·с

Соотношение между различными единицами температура 0 К = –273 °С атомная единица массы 1 а.е.м. = 1,66⋅10–27 кг 1 атомная единица массы эквивалентна 931,5 МэВ 1 электронвольт 1 эВ = 1,6⋅10–19 Дж 1 астрономическая единица 1 а.е. ≈ 150 000 000 км 1 световой год 1 св. год ≈ 9,46·1015 м 1 парсек 1 пк ≈3,26 св. года Масса частиц электрона 9,1⋅10–31кг ≈ 5,5⋅10–4 а.е.м. протона 1,673⋅10–27 кг ≈ 1,007 а.е.м. нейтрона 1,675⋅10–27 кг ≈ 1,008 а.е.м. Астрономические величины средний радиус Земли радиус Солнца

R⊕ = 6370 км

температура поверхности Солнца

T = 6000 К

R = 6,96 ⋅10 м

Российской Федерации

подсолнечного масла 900 кг/м3 Плотность воды 1000 кг/м3 алюминия 2700 кг/м3 древесины (сосна) 400 кг/м3 железа 7800 кг/м3 керосина 800 кг/м3 ртути 13 600 кг/м3 Удельная теплоёмкость воды алюминия 900 Дж/(кг⋅К) 4,2⋅103 Дж/(кг⋅К) льда меди 380 Дж/(кг⋅К) 2,1⋅103 Дж/(кг⋅К) железа 460 Дж/(кг⋅К) чугуна 500 Дж/(кг⋅К) свинца 130 Дж/(кг⋅К) Удельная теплота парообразования воды 2,3⋅106 Дж/кг плавления свинца 2,5⋅104 Дж/кг плавления льда 3,3⋅105 Дж/кг Нормальные условия: давление – 105 Па, температура – 0 °С Молярная маcса азота гелия 28⋅10–3 кг/моль 4⋅10–3 –3 аргона кислорода 40⋅10 кг/моль 32⋅10–3 –3 водорода лития 2⋅10 кг/моль 6⋅10–3 –3 воздуха кг/моль неона 29⋅10 20⋅10–3 –3 воды углекислого газа 18⋅10 кг/моль 44⋅10–3

кг/моль кг/моль кг/моль кг/моль кг/моль

Российской Федерации

Часть 1 Ответами к заданиям 1–24 являются слово, число или последовательность цифр или чисел. Запишите ответ в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин писать не нужно. 1

На рисунке показан график зависимости от времени для проекции υ x скорости тела. Какова проекция a x ускорения этого тела в интервале времени от 4 до 8 c? x, м/с

2 4 6 8 10 t, с

Ответ: ___________________________ м/с2. 2

На графике приведена зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. Каков коэффициент трения?

Fтр, Н 1,5 1,0

Ответ: ___________________________.

8 10 12 N, Н

У основания гладкой наклонной плоскости шайба массой 10 г обладает кинетической энергией 0,04 Дж. Определите максимальную высоту, на которую шайба может подняться по плоскости относительно основания. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ: ___________________________ м.

Российской Федерации

Тело массой 0,2 кг подвешено к правому плечу невесомого рычага (см. рисунок). Груз какой массы надо подвесить ко второму делению левого плеча рычага для достижения равновесия?

Ответ: ___________________________ кг. 5

В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и колеблющегося вдоль горизонтальной оси Ох, в различные моменты времени. t, с

х, мм 0

0 –5 –9 –12 –14 –15 –14

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера. 1) Потенциальная энергия пружины в момент времени 1,0 с максимальна. 2) Период колебаний шарика равен 4,0 с. 3) Кинетическая энергия шарика в момент времени 2,0 с минимальна. 4) Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм. 5) Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 3,0 с минимальна. Ответ: 6

В результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую скорость его движения уменьшается. Как изменяются при этом центростремительное ускорение спутника и период его обращения вокруг Земли? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Центростремительное ускорение спутника

Период обращения спутника вокруг Земли

Российской Федерации

В момент  t = 0 мячик бросают с начальной y → 0 скоростью υ 0 под углом α к горизонту с балкона высотой h (см. рисунок). Графики А и Б представляют α собой зависимости физических величин, h характеризующих движение мячика в процессе полёта, от времени t. Установите соответствие между графиками и 0 x физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. (Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия мячика отсчитывается от уровня y = 0. ) К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ГРАФИКИ

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ 1) проекция импульса мячика на ось y 2) кинетическая энергия мячика 3) модуль ускорения мячика a 4) потенциальная энергия мячика

При увеличении абсолютной температуры средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул разреженного одноатомного газа увеличилась в 2 раза. Начальная температура газа 250 К. Какова конечная температура газа? Ответ: ___________________________ К.

Российской Федерации

На ТV-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ получил количество теплоты, равное 50 кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе, если его масса не меняется?

Для плавления куска льда при температуре его плавления требуется количество теплоты, равное 3 кДж. Этот кусок льда внесли в тёплое помещение. Зависимость температуры льда от времени представлена на рисунке. Определите среднюю тепловую мощность, подводимую к куску льда в процессе плавления.

Ответ: ___________________________ кДж. 10

2V0 V

5 10 15 20 25 t, мин.

Ответ: ___________________________ Вт. 11

На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах р–Т, где р – давление газа, Т – абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процессы на графике.

• 1) Газ за цикл совершает положительную работу.
• 2) В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты.
• 3) В процессе ВС внутренняя энергия газа уменьшается.
• 4) В процессе СD над газом совершают работу внешние силы.
• 5) В процессе DA газ изотермически расширяется. Ответ:

Российской Федерации

Тепловая машина работает по циклу Карно. Температуру холодильника тепловой машины повысили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось. Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. КПД тепловой машины

Работа газа за цикл

Отрицательный заряд –q находится в поле двух неподвижных зарядов: положительного +Q и отрицательного –Q (см. рисунок). Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда –q в этот момент времени, если на него действуют только заряды +Q и –Q? Ответ запишите словом (словами).

–Q –– q +Q

Ответ: ___________________________. 14

Плавкий предохранитель счётчика электроэнергии в квартирной сети напряжением 220 В снабжён надписью: «6 А». Какова максимальная суммарная мощность электрических приборов, которые можно одновременно включить в сеть, чтобы предохранитель не расплавился? Ответ: ___________________________ Вт.

Проволочная рамка площадью 2⋅10–3 м2 вращается в однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной вектору магнитной индукции. Магнитный поток, пронизывающий площадь рамки, изменяется по закону Ф = 4⋅10–6cos10πt, где все величины выражены в СИ. Чему равен модуль магнитной индукции? Ответ: ___________________________ мТл. Российской Федерации

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите два верных утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

i, А 4 2 0

–2 –4 Рис. 1

5 t, с

Рис. 2

• 1) В промежутках 0–1 и 1–2 с направления тока в правой катушке различны.
• 2) В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке отлична от нуля.
• 3) Модуль силы тока в левой катушке в промежутке 1–2 с больше, чем в промежутке 3–5 с.
• 4) В промежутке 0–2 с модуль магнитной индукции в сердечнике минимален.
• 5) В промежутке 1–2 с сила тока в левой катушке равномерно увеличивается. Ответ: 17

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным и двойным фокусным расстоянием от неё. Предмет начинают приближать к фокусу линзы. Как меняются при этом размер изображения и оптическая сила линзы? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Размер изображения

Оптическая сила линзы

Российской Федерации

На рисунке показана цепь постоянного тока. Внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. R R + Установите соответствие между физическими величинами  − и формулами, по которым их можно рассчитать (  – ЭДС К источника тока; R – сопротивление резистора). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) сила тока через источник при замкнутом ключе К Б) сила тока через источник при разомкнутом ключе К

ФОРМУЛЫ 1) 2) 3) 4)

 4R 2 R  R  2R

235 1 В результате цепной реакции деления урана 10 n + 92 U → AZ X + 139 56 Ba + 3 0 n

образуется ядро химического элемента AZ X . Каковы заряд образовавшегося ядра Z (в единицах элементарного заряда) и его массовое число A? Заряд ядра Z

Массовое число ядра A

В бланк ответов № 1 перенесите только числа, не разделяя их пробелом или другим знаком. 20

38 Период T полураспада изотопа калия 19 K равен 7,6 мин. Изначально в образце содержалось 2,4 мг этого изотопа. Сколько этого изотопа останется в образце через 22,8 мин.?

Ответ: ___________________________ мг.

Российской Федерации

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графиках в первом столбце представлены зависимости энергии от длины волны λ и частоты света ν. Установите соответствие между графиком и той энергией, для которой он может определять представленную зависимость. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. А) E

ГРАФИК

0 Б) E

ВИД ЗАВИСИМОСТИ максимальной 1) зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света 2) зависимость энергии падающих фотонов от частоты падающего света 3) зависимость энергии падающих фотонов от длины волны света потенциальной 4) зависимость энергии взаимодействия фотоэлектронов с ионами металла от длины волны падающего света

ν А Б

Российской Федерации

Определите показания амперметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения силы тока равна цене деления амперметра.

Ответ: (

) А.

В бланк ответов № 1 перенесите только числа, не разделяя их пробелом или другим знаком. 23

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? 1) деревянная рейка 2) динамометр 3) мензурка 4) пластмассовая рейка 5) секундомер В ответ запишите номера выбранных предметов. Ответ:

Российской Федерации

Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звездах. Наименование Температура, Масса Радиус Расстояние до звезды К (в массах (в радиусах звезды (св. Солнца) Солнца) год) Альдебаран 3500 5 45 68 Альтаир 8000 1,7 1,7 360 Бетельгейзе 3100 20 900 650 Вега 10600 3 3 27 Капелла 5200 3 2,5 45 Кастор 10400 3 2,5 45 Процион 6900 1,5 2 11 Спика 16800 15 7 160 Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звезд. 1) Температура поверхности и радиус Бетельгейзе говорят о том, что эта звезда относится к красным сверхгигантам. 2) Температура на поверхности Проциона в 2 раза ниже, чем на поверхности Солнца. 3) Звезды Кастор и Капелла находятся на одинаковом расстоянии от Земли и, следовательно, относятся к одному созвездию. 4) Звезда Вега относится к белым звездам спектрального класса А. 5) Так как массы звезд Вега и Капелла одинаковы, то они относятся к одному и тому же спектральному классу. Ответ:

Российской Федерации

Часть 2 Ответом к заданиям 25–27 является число. Запишите это число в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин писать не нужно. 25

Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 200 м/с, разрывается на два осколка. Первый осколок массой 1 кг летит под углом 90о к первоначальному направлению со скоростью 300 м/с. Найдите скорость второго осколка. Ответ: ___________________________ м/с.

При сжатии идеального одноатомного газа при постоянном давлении внешние силы совершили работу 2000 Дж. Какое количество теплоты было передано при этом газом окружающим телам? Ответ: ___________________________ Дж.

Плоская монохроматическая световая волна с частотой 8,0⋅1014 Гц падает по нормали на дифракционную решётку. Параллельно решётке позади неё размещена собирающая линза с фокусным расстоянием 21 см. Дифракционная картина наблюдается на экране в задней фокальной плоскости линзы. Расстояние между её главными максимумами 1-го и 2-го порядков равно 18 мм. Найдите период решётки. Ответ выразите в микрометрах (мкм), округлив до десятых. Считать для малых углов (ϕ << 1 в радианах) tgϕ ≈ sin ϕ ≈ ϕ. Ответ: ___________________________ мкм. Не забудьте перенести все ответы в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 в соответствии с инструкцией по выполнению работы.

Российской Федерации

Для записи ответов на задания 28–32 используйте БЛАНК ОТВЕТОВ № 2. Запишите сначала номер задания (28, 29 и т. д.), а затем решение соответствующей задачи. Ответы записывайте чётко и разборчиво. 28

Опираясь на законы физики, найдите показание идеального вольтметра в схеме, представленной на рисунке, до замыкания ключа К и опишите изменения его показаний после замыкания ключа К. Первоначально конденсатор не заряжен.

R , r Полное правильное решение каждой из задач 29–32 должно содержать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение. 29

Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна S = 100 см2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на h = 5 см. Найдите силу натяжения нити T.

В комнате размерами 4×5×3 м, в которой воздух имеет температуру 10 °C и относительную влажность 30%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 °C равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

Российской Федерации

По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой m = 100 г и сопротивлением R = 0,1 Ом каждый. Расстояние между рельсами l = 10 см, а коэффициент трения между стержнями и рельсами μ = 0,1. Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией B = 1 Тл (см. рисунок). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь. →

В опыте по изучению фотоэффекта свет частотой 14 ν = 6,1 ⋅ 10 Гц падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова мощность падающего света Р, если в среднем один из 20 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон?

I, мА 2 1 –1

2 3 U, В

Российской Федерации