Используя собирающую линзу, экран, лампу на подставке, источник тока, соединительные провода, ключ, линейку, соберите экспериментальную установку для исследования свойств изображения, полученного с помощью собирающей линзы от лампы, расположенной от центра линзы на расстоянии 15 см.
В ответе:
1) сделайте схематический рисунок экспериментальной установки для наблюдения изображения лампы, полученного с помощью собирающей линзы;
2) передвигая экран, получите чёткое изображение лампы и перечислите свойства изображения (мнимое или действительное, уменьшенное или увеличенное, прямое или перевёрнутое);
3) сформулируйте вывод о расположении лампы относительно двойного фокусного расстояния линзы.Решение.
1) Схема установки:
2) Передвинув экран, получим чёткое изображение:
Изображение получилось перевёрнутое, уменьшенное, действительное.
3) Лампа расположена за двойным фокусным расстоянием от центра линзы.
Критерии проверки:
Источник: ЕГЭ - 2013, вариант 1313
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.19 Линза. Фокусное расстояние линзы.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2)
3)
4)
Погрешность измерения удлинения Δl составляет 0,5 мм.
5) Жёсткость пружины равна
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.12 Деформация тела. Упругие и неупругие деформации.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки для определения объёма тела:
2)
3)
4)
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.6 Масса. Плотность вещества.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) Вывод: при увеличении растяжения пружины сила упругости, возникающая в пружине, также увеличивается.
Критерии проверки:
Источник: Материалы для экспертов ГИА—2016
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.12 Деформация тела. Упругие и неупругие деформации.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки (изображение удалённого источника света (окна) формируется практически в фокальной плоскости) изображена на рисунке.
2)
3)
4)
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.19 Линза. Фокусное расстояние линзы.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки (изображение удалённого источника света (окна) формируется практически в фокальной плоскости) изображена на рисунке.
2)
3)
4)
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.19 Линза. Фокусное расстояние линзы.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2. I = U/R; R = U/I.
3. I = 0,2 А; U = 2,4 В.
4. R = 12 Ом.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Оценка границ интервала, внутри которого может оказаться верный результат, рассчитывается методом границ. С учётом погрешности измерения:
I = (0,2 ± 0,1) А; U = (2,4±0,2) В.
Так как R = U/I, то нижняя граница сопротивления
НГ(R) = 2,2 В / 0,3 А ≈ 7 Ом.
Верхняя граница ВГ(R) = 2,6 В / 0,1 А = 26 Ом.
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.7 Закон Ома. Смешанные соединения проводников.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки изображена на рисунке.
2)
3) Вывод: при увеличении растяжения пружины сила упругости, возникающая в пружине, также увеличивается.
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.12 Деформация тела. Упругие и неупругие деформации.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) x = 50 мм = 0,050 м (измерение считается верным, если приведено в пределах от 48 до 52 мм, погрешность определяется главным образом погрешностью отсчета);
Р = 2 H (измерение считается верным, если приведено в пределах от 1,9 до 2,1 Н).
4) k = 2/0,05 = 40 Н/м (значение считается верным, если приведено в пределах от 36 до 44 Н/м).
Критерии проверки:
Источник: Материалы для экспертов ГИА—2016
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.12 Деформация тела. Упругие и неупругие деформации.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
3. Вывод: при увеличении силы нормального давления сила трения скольжения, возникающая между кареткой и поверхностью рейки, также увеличивается.
Критерии проверки:
Указание экспертам
1. Измерение силы (Fтр и Р) считается верным, если её значение попадает в интервал ±0,2 H к указанным в таблице значениям.
2. Наличие вывода о функциональной (прямой пропорциональной) зависимости между силой трения скольжения и силой нормального давления не является обязательным, достаточным считается вывод о качественной зависимости.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.11 Трение покоя и трение скольжения.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки. Лампу необходимо расположить как можно дальше от линзы. Изображение удалённого источника света формируется практически в фокальной плоскости линзы:
2. D = 1/F .
3. F = 6 см = 0,06 м..
4. D = 1/0,06 ≈ 16,7 дптр.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Указание экспертам
Погрешность прямых измерений:
F = (6,0 ± 0,1) см.
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.19 Линза. Фокусное расстояние линзы.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) .
3) ; .
4) .
Примечание.
Погрешности прямых измерений:
Критерии проверки:
Источник: Демонстрационная версия ГИА—2014 по физике.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.19 Простые механизмы. «Золотое правило» механики.
Решение.
1) Схема установки:
2) Выталкивающая сила вычисляется по формуле:
где ρж — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, V — объём вытесненной жидкости.
3) При взвешивании цилиндра в воздухе, динамометр показал 10 Н, а при взвешивании в воде — 5 Н.
4) Таким образом, выталкивающая сила равна 10 Н − 5 Н = 5 Н.
Критерии проверки:
Источник: ЕГЭ - 2013, вариант 1331
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.22 Закон Архимеда. Условие плавания тела.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2 и 3).
4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного маятника уменьшается.
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.23 Механические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2. А = U·I·t.
3. I = 0,3 А; U = 3,6 В; t = 10 мин = 600 с.
4. А = 648 Дж.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Численное значение прямого измерения напряжения должно попасть в интервал U = (3,6 ± 0,6) В. Для комплекта «ГИА-лаборатория» интервал равен U = (2,5 ± 0,3) В.
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.8 Работа и мощность электрического тока.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2) Fтяги = Fтр (при равномерном движении). Работа силы трения А = –Fтр · S.
3) Fтяги = 0,6 Н; S = 0,4 м.
4) А = –0,24 Дж.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Численное значение прямого измерения силы тяги должно находиться в интервале F = (0,6 ± 0,2) Н.
Источник: Демонстрационная версия ГИА—2015 по физике.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.16 Механическая работа. Механическая мощность.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) (при равномерном движении).
, следовательно, , следовательно, .
3) .
4) .
Критерии проверки:
Источник: ГИА по физике. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 1327.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.11 Трение покоя и трение скольжения.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2)
3)
4)
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.6 Масса. Плотность вещества.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3)
4)
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.22 Закон Архимеда. Условие плавания тела.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3)
4)
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.8 Работа и мощность электрического тока.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки. Лампу необходимо расположить как можно дальше от линзы. Изображение удалённого источника света формируется практически в фокальной плоскости линзы:
2. F = 6 см = 0,06 м.
3. Для оценки погрешности измерения фокусного расстояния необходимо подвигать линзу и определить, на сколько можно ее сместить для того, чтобы изображение источника на экране продолжало казаться чётким. Оценка для погрешности получается примерно ±5 мм.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Указание экспертам
Погрешность прямых измерений:
F = (6,0 ± 0,1) см.
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.19 Линза. Фокусное расстояние линзы.
Решение.
1) рисунок экспериментальной установки:
2) ρ = m/V;
3) m = 156 г; V = V2 – V1 = 20 мл = 20 см3;
4) ρ = 7,8 г/см3 = 7800 кг/м3.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Оценка границ интервала, внутри которого может оказаться верный результат, рассчитывается методом границ. Учитывая погрешность (инструментальную и отсчёта) измерения мензурки, получаем:
V = V2 – V1 = (20 ± 2) мл = (20 ± 2) см3.
Погрешностью измерения массы по сравнению с погрешностью определения
объёма можно пренебречь. Так как ρ = m/V, то нижняя граница для
плотности НГ(ρ) ≈ 7,1 г/см3. Верхняя граница ВГ(ρ) ≈ 8,7 г/см3.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.6 Масса. Плотность вещества.
Решение.
1) Схема установки:
2) Сопротивление в данном случае будет вычисляться по закону Ома:
где U — падение напряжения на резистор, I — сила тока, протекающего через резистор.
3) При силе тока 0,3 А напряжение на резисторе составило 3,0 В.
4) Вычислим сопротивление резистора:
Критерии проверки:
Источник: ЕГЭ - 2013, вариант 1333
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.7 Закон Ома. Смешанные соединения проводников.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) Напряжение на резисторе R1: U1 = 2,8 В. Напряжение на резисторе R2: U2 = 1,4 В. Общее напряжение на концах цепи из двух резисторов: U1 + U2 = 4,2 В.
3) С учётом погрешности измерений сумма напряжений на концах цепи из двух резисторов находится в интервале от 3,8 В до 4,6 В. Измеренное значение общего напряжения 4,1 В попадает в этот интервал значений.
Вывод: общее напряжение на двух последовательно соединённых резисторах равно сумме напряжений на контактах каждого из резисторов.
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.7 Закон Ома. Смешанные соединения проводников.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2) (при равномерном движении);
3) Опыт 1:
Опыт 2:
4) При возрастании веса каретки с грузами (а значит, и модуля силы нормальной реакции опоры) в три раза модуль силы трения скольжения также увеличился в 3 раза. Следовательно, модуль силы трения скольжения прямо пропорционален модулю силы нормальной реакции опоры.
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.11 Трение покоя и трение скольжения.
Решение.
1. Схема экспериментальной установки:
2. А = U·I·t.
3. I = 0,5 А; U = 3,0 В; t = 5 мин = 300 с.
4. А = 450 Дж.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Оценка границ интервала, внутри которого может оказаться верный результат, рассчитывается методом границ. I = 0,5 ± 0,1 А; U = 3,0 ± 0,2 В.
Так как А = U·R·t, то нижняя граница работы электрического тока
Нижняя граница НГ(А) = (2,8 В)·(0,4 А)·(300 с) = 336 Дж.
Верхняя граница ВГ(А) = (3,2 В)·(0,6 А)·(300 с) = 576 Дж.
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.8 Работа и мощность электрического тока.
Решение.
1) рисунок экспериментальной установки:
2, 3)
4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного маятника уменьшается.
Критерии проверки:
Указание экспертам
1. С учётом погрешностей приборов (линейка, часы) измерение времени колебаний t считается верным, если его значение попадает в интервал ±4 с к указанным в таблице значениям.
2. Наличие вывода о функциональной зависимости между длиной нити и периодом колебаний маятника не является обязательным, достаточным считается вывод о качественной зависимости.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.23 Механические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний.
Решение.
1) Схема экспериментальной установки:
2)
3) Вывод: при увеличении силы тока в проводнике напряжение, возникающее на концах проводника, также увеличивается.
Критерии проверки:
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.7 Закон Ома. Смешанные соединения проводников.
Решение.
1) Рисунок экспериментальной установки:
2),3)
4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного маятника уменьшается.
Критерии проверки:
Источник: Материалы для экспертов ГИА—2016
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.23 Механические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний.
Решение.
3. t = 42 c; N = 30.
4. ν = 0,7 Гц.
Критерии проверки:
Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1332.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.23 Механические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний.
Решение.
1) рисунок экспериментальной установки:
2) Р1 = mg; Р2 = mg − Fвыт; Fвыт= Р1 − Р2;
3) Р1 = 1,7 Н; Р2= 1,5 Н;
4) Fвыт= 0,2 Н.
Критерии проверки:
Указание экспертам
Учитывая погрешность измерения динамометра, получаем: P1 = 1,7± 0,1 Н; P2 = 1,5 ± 0,1 Н. Результаты прямых измерений считаются верными, если они укладываются в данные границы и получено, что P1 > P2 .
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.22 Закон Архимеда. Условие плавания тела.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 429.