Подготовка к ГИА

ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ВАРИАНТ (2012 год)

К каждому из заданий 1-18 даны 4 варианта ответа, из которых только один правильный.

Прочитайте текст и выполните задания 16-18.

Термоэлементы

Рассмотрим цепь, составленную из проводников, изготовленных из разных металлов (см. рисунок). Если места спаев металлов находятся при одной температуре, то тока в цепи не наблюдается. Положение станет совершенно иным, если мы нагреем какой-либо из спаев, например спай а. В этом случае гальванометр показывает наличие в цепи электрического тока, протекающего всё время, пока существует разность температур между спаями а и b.

Цепь, состоящая из железного и двух медных проводников и гальванометра

Величина протекаемого тока приблизительно пропорциональна разности температур спаев. Направление тока зависит от того, какой из спаев находится на участке цепи, где более высокая температура. Если спай а не нагревать, а охлаждать (поместить, например, в сухой лёд), то ток потечёт в обратном направлении.
Описанное явление было открыто в 1821 г. немецким физиком Зеебеком и получило название термоэлектричества, а всякую комбинацию проводников из разных металлов, образующих замкнутую цепь, называют термоэлементом.
Важным применением металлических термоэлементов является их использование для измерения температуры. Термоэлементы, используемые для измерения температуры (так называемые термопары), обладают перед обычными жидкостными термометрами рядом преимуществ: термопары можно использовать для измерения как очень высоких (до 2000 °С), так и очень низких температур. Более того, термопары дают более высокую точность измерения температуры и гораздо быстрее реагируют на изменение температуры.

Часть 2

При выполнении заданий с кратким ответом (задания 19-21) необходимо записать ответ в указанном в тексте задания месте.
Ответом к каждому из заданий 19-21 будет некоторая последовательность цифр. Впишите в таблицу внизу задания цифры - номера выбранных ответов. Каждую цифру пишите в отдельной клеточке. Цифры в ответах к заданиям 19-20 могут повторяться.

Образцы выполнения лабораторных работ.

Комплект №1. Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр №1, соберите экспериментальную установку для определения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр №1.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объема тела;

2) запишите формулу для расчета плотности;

3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объема;

4) запишите численное значение плотности материала цилиндра.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования

При выполнении задания используется комплект оборудования №1 в составе:

• весы учебные рычажные;
• мензурка (погрешность ±1 мл);
• сосуд с водой;
• стальной цилиндр на нити.

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания.

Образец возможного выполнения

1) Схема экспериментальной установки для определения объема тела:

 2) ρ = m/V;

3) m = 156 г;  V = V2 – V1 = 20 мл  = 20 см3;

4) ρ = 7,8 г/см3 = 7800 кг/м3.

Комплект №2. Используя динамометр, стакан с водой, цилиндр №2, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на цилиндр.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчета выталкивающей силы;

3) укажите результаты измерений веса цилиндра в воздухе и веса цилиндра в воде;

4) запишите численное значение выталкивающей силы.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования

При выполнении задания используется комплект оборудования №2 в составе:

• латунный цилиндр массой 170 г;
• сосуд с водой;
• динамометр школьный с пределом измерения 4 Н (погрешность 0,1 Н).

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания.

Образец возможного выполнения

1) Схема 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.

Комплект №3. Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную установку для определения жесткости пружины. Определите жесткость пружины, подвесив к ней один груз. Для определения веса груза воспользуйтесь динамометром.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчета жесткости пружины;

3) укажите результаты измерения веса груза и удлинения пружины;

4) запишите численное значение жесткости пружины.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования
При выполнении задания используется комплект оборудования №3 в составе:

• штатив лабораторный с муфтой и лапкой;
• пружина жесткостью (40 ± 1) Н/м;
• 1 груз массой (100 ± 2) г;
• динамометр школьный с пределом измерения 4 Н (погрешность 0,1 Н);
• линейка длиной 20-30 см с миллиметровыми делениями.

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания.

Образец возможного выполнения

1) Схема экспериментальной установки:

2) Fупр = mg = Р;  Fупр = kx; => k = Р/x;

 3) x = 25 мм = 0,025 м (измерение считается верным, если приведено в пределах от 23 до 27 мм,  погрешность определяется главным образом погрешностью отсчета). P=1H (измерение считается верным, если приведено в пределах от 0,9 до 1,1 Н);

 4)  Н/м  (значение считается верным, если приведено в пределах от 33 до 48 Н/м). 

Комплект №4. Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, один груз, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для определения коэффициента трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчета коэффициента трения скольжения;

3) укажите результаты измерения веса каретки с грузом и силы  трения скольжения при движении каретки по поверхности рейки;

4) запишите численное значение коэффициента трения скольжения.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования

 При выполнении задания используется комплект оборудования №4 в составе:

• каретка массой (100 2) г;
• 1 груз массой (100  2) г;
• динамометр школьный с пределом измерения 4 Н (погрешность 0,1 Н);
• направляющая рейка.

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания. 

Образец возможного выполнения

1)  Схема экспериментальной установки:

2) Fтяги = Fтр (при равномерном движении);

 Fтр = μN;  N=P  => Fтр =μP  => μ =  Fтяги /P;

3) Fтяги = 0,4 Н;  P= 2,0 Н;

4)  μ = 0,2.

Комплект №5. Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный R2, соберите экспериментальную установку для определения электрического сопротивления резистора. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,2 А.

В бланке ответов:

1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;

2) запишите формулу для расчета электрического сопротивления;

3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,2 А;

4) запишите численное значение электрического сопротивления.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования

При выполнении задания используется комплект оборудования №5 в составе:

• источник тока (4,5 В);
• резистор 12 Ом, обозначенный; 
• реостат;
• амперметр (погрешность измерения 0,1А);
• вольтметр (погрешность измерения 0,2 В);
• ключ и соединительные провода.

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания.

Образец возможного выполнения

1) Схема экспериментальной установки:

2) I = U/R;  R = U/I;

3) I = 0,2 А; U = 2,4 В;

4) R =  12 Ом.

Комплект №5 (2вар.). Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный  соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока на резисторе. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,5 А. Определите работу электрического тока в резисторе в течение 5 минут.

В бланке ответов:

1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;

2) запишите формулу для расчета работы электрического тока;

3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,5 А;

4) запишите численное значение работы электрического тока.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования

При выполнении задания используется комплект оборудования №5 в составе:

• источник тока (4,5 В);
• резистор, 6 Ом, обозначенный;
• реостат;
• амперметр (погрешность измерения 0,1 А);
• вольтметр (погрешность измерения 0,2 В);
• ключ и соединительные провода.

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания.

Образец возможного выполнения

 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.

Комплект №5(3 вар.). Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный , соберите экспериментальную установку для определения мощности, выделяемой на резисторе. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,2 А.

В бланке ответов:

1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;

2) запишите формулу для расчета мощности электрического тока;

3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,2 А;

4) запишите численное значение мощности электрического тока.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования

При выполнении задания используется комплект оборудования №5 в составе:

• источник тока (4,5 В);
• резистор, 12 Ом, обозначенный;
• реостат;
• амперметр (погрешность измерения 0,1 А);
• вольтметр (погрешность измерения 0,2 В);
• ключ и соединительные провода;

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания. 

Образец возможного выполнения

1) Схема экспериментальной установки:

2) Р = U·I; 

3) I = 0,2 А; U = 2,4 В; 

4) Р =  0,48 Вт. 

Комплект №6. Используя собирающую линзу, экран и линейку, соберите экспериментальную установку для определения оптической силы линзы. В качестве источника света используйте солнечный свет от удаленного окна. В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчета оптической силы линзы;

3) укажите результаты измерения фокусного расстояния линзы;

4) запишите численное значение оптической силы линзы.

Правильный ответ:

Характеристика оборудования

При выполнении задания используется комплект оборудования №6 в составе:

• линза собирающая;
• экран на подставке;
• линейка длиной 20–30 см с миллиметровыми делениями.

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания.

Образец возможного выполнения

1) Схема экспериментальной установки (изображение удаленного источника света (окна) формируется практически в фокальной плоскости):

2) D = 1/F;

3) F = 60 мм = 0,06 м;

4) D = 1/0,06 ≈ 17 (дптр).

Комплект №7. Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикрепленной к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити. Определите время для 30 полных колебаний и вычислите период колебаний для трех случаев, когда длина нити равна, соответственно, 1 м, 0,5 м и 0,25 м.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний для трех длин нити маятника в виде таблицы;

3) вычислите период колебаний для каждого случая и результаты занесите в таблицу;

4) сформулируйте вывод о зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.

Характеристика оборудования

При выполнении задания используется комплект оборудования № 7 в составе:

• штатив с муфтой и лапкой;
• метровая линейка (погрешность 5 мм);
• шарик с прикрепленной к нему нитью длиной 110 см;
• часы с секундной стрелкой (или секундомер).

Внимание! При замене какого-либо элемента оборудования на аналогичное с другими характеристиками необходимо внести соответствующие изменения в образец выполнения задания.

Образец возможного выполнения

4) Вывод: при уменьшении длины нити период свободных колебаний нитяного маятника уменьшается.