Основные ссылки
CSS adjustments for Marinelli theme
Вы здесь
Главная » Подготовка к ЕГЭ: качественные задачи
Подготовка к ЕГЭ: качественные задачи
Качественные физические задачи имеют особую роль в обучении физике: с одной стороны, они позволяют понять, насколько человек понимает суть физических процессов — ведь при их решении нет необходимости (или почти нет) пользоваться сложными математическими рассчётами. С другой стороны, решение таких задач требует точности формулировок, обязательного указания на основные физические процессы и описывающие их закономерности.
Предлагаем подборку качественных задач из вариантов ЕГЭ, в которой собраны типовые задания, решение которых поможет подготовиться к такой работе.
Н.А. Скрябина
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Лёгкая нить, привязанная к грузу массой (m = 0,4) кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила (vec{F}). Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом (alpha=30^circ) к горизонту (см. рисунок). Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке (0 leq F leq 10) Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к грузу.
“Демоверсия 2021”
В начале сила натяжения нити, равная силе (F) будет меньше, чем сила (mg=4) Н, поэтому по второму закону НЬютона [F-mg+N=ma] пока тело покоится, ускорение равно нулю, при (F=0), (N=mg=4) Н.
При силе от 0 до 4 Н, (N=mg-F)
При силе больше 4 Н, груз начнет отрываться от стола и двигаться с ускорением, а сила реакции опоры станет равна 0.
Ответ:
На поверхности Земли покоится миска с водой и деревянным бруском. Как изменится глубина погружения бруска в воду, если миска будет стоять на полу лифта, двжущегося с ускорение, направленным вертикально вверх? Ответ поясните, используя физические закономерности.
1) Когда миска с водой и брусок покоятся относительно Земли сила Архимеда уравновешивает силу тяжести бруска, поэтому масса бруска и масса вытесненной воды равны.
2) Когда миска, брусок и вода покоятся относительно друг друга, но движутся с ускорением относительно Земли, то сила Архимеда и сила тяжести сообщают одно и то же ускорение (a), а значит: [F_a=m(a-g)=m_1(a-g)] где (m) – масса бруска, (m_1) – масса вытесненной воды.
Так как (m=m_1), а масса бруска постоянна, то и масса вытесненной воды не изменяется. Вода практически несжимаема, поэтому плотность воды в обоих случаях одинакова. Значит, объем вытесненной воды не изменяется, глубина погружения бруска в лифте остается прежней.
Ответ:
Льдинку толкнули в яму с гладкими стенами, в которой она движется без трения. На рисунке приведен график зависимости энергии взаимодействия льдинки с Землей от её координаты в яме. 
В некоторый момент времени льдинка находилась в точке (А) и двигалась влево, имея кинетическую энергию, равную 2 Дж. Сможет ли льдинка выскользнуть из ямы? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
1) Посмотрим по рисунку, какой энергией должна обладать льдинка, чтобы выскочить с левого или с правого краев. Слева надо иметь запас механической энергии 5 Дж, а справа запас должен быть меньше 4 Дж.
2) В самом начале движения льдинка обладала кинетической и потенциальной энергиями, равными 2 Дж, а значит ее запас механической энергии равен (E=4) Дж.
3) По пункту 1 и 2 мы можем сделать вывод, что льдинка не выскочит слева, но выскочит справа, так как ее запас механической энергии равен 4 Дж, чтобы выскочить справа нужно иметь чуть меньше, чем 4 Дж.
Ответ:
Как известно, при долгом использовании автомобиля диск сцепления в нем начинает стираться, а сила его прижатия к маховику уменьшается, и сцепление начинает пробуксовывать. На каких передачах — «пониженных» или «повышенных» — следует двигаться в этом случае, чтобы добраться до ближайшей станции техобслуживания?
Справка: при движении автомобиля с определённой скоростью на «пониженных» передачах (1, 2, 3 …) двигатель работает на больших оборотах, а на «повышенных» (4, 5, …) — на меньших оборотах при той же скорости движения.
1) При износе диска уменьшается сила прижатия к маховику, а значит и уменьшается максимальная сила трения и её момент, что приводит к пробуксовке сцепления на режимах движения с использованием максимальной мощности двигателя.
2) Мощность силы равна модулю силы умножить на скорость перемещения точки приложения данной силы. Значит, для того, чтобы сохранить, при уменьшении силы (максимальной силы трения) необходимо увеличить частоту вращения диска, то есть увеличивать скорость вращения диска сцепления или обороты двигателя.
3) Из пункта 2 следует, что при возникновении пробуксовки сцепления нужно переходить с повышенных передач на пониженные, когда двигатель при той же скорости движения автомобиля работает на более высоких оборотах.
Ответ:
Объясните, почему у басовых труб органа длины большие, а у труб с высокими тонами — маленькие. Органная труба открыта с обоих концов и звучит при продувании через неё потока воздуха. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
1) Громкий звук бывает, когда на конце трубы устанавливается пучность стоячей волны, так как вблизи пучности колебания происходят с максимальной амплитудой, а чем больше амплитуда, тем громче звук.
2) Поскольку труба открыта с обоих концов, то пучность также должна устанавливаться и на входе трубы. Поэтому для наиболее громкого звучания минимальная длина трубы должна быть равна половине длины волны — при этом посередине трубы находится узел стоячей волны, а на её концах — две пучности.
3) Звуки низкой частоты (nu) (басы) соответствуют большим длинам волн, а высокой частоты — маленьким длинам волн, поскольку длина волны (lambda =dfrac{v}{nu}), а скорость звука не зависит от его частоты.
Ответ:
Объясните, происхождение подъёмной силы гелиевых шариков и определите, насколько она изменится, если вместо гирлянды из 27 шаров, в каждый из которых накачали по 1 молю гелия, надуть тем же количеством гелия один большой шар? Толщина резиновой оболочки у всех шаров одинакова, давление и температура близки к нормальным, а подъёмная сила гирлянды равна (F=1,52) Н. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
1) Подъемная сила возникает при условии, что сила Архимеда больше, чем сила тяжести. 2) Найдем подъемную силу 1 моль гелия, она равна [F_1=(mu_text{в}-mu_text{г})g] где (mu_text{в}) и (mu_text{г}) – молярные массы воздуха и гелия.
Для (n=27) моль гелия [F_n=27F_1=27g(mu_text{в}-mu_text{г})=6,75text{ Н}] Так как количество гелия и гирлянде и в одном большом шаре не изменяется, то и подъемная сила будет оставаться той же.
3) Найдем опускающую силу (вес) гирлянды и одного большого шара.
Для гирлянды вес равен [P_text{гир}=F_n-F=6,75text{ Н}-1,52text{ Н}=5,23text{ Н}] Так как у нас шары, то их объем пропорционален кубу радиуса шара, а их площадь пропорциональна квадрату радиуса.
Так как объем большого шара равен 27 объемам маленьких шаров, то радиус большого равен 3 радиусам маленького . Площадь оболочки будет в 3 раза меньше, чем площадь маленького. Значит, вес большого шара равен [P_n=dfrac{5,23text{ Н}}{3}approx 1,74text{ Н}] 4) Найдем подъемную силу большого шара [F_text{ шар}=6,75text{ н}-1,74text{ Н}=5,01text{ Н}] А увеличится она по сравнению с гирляндой [Delta F=5,01text{ н}-1,53text{ Н}=3,49text{ Н}]
Ответ:
Маленький шарик, подвешенный к потолку на лёгкой нерастяжимой нити, совершает колебания в вертикальной плоскости. Максимальное отклонение нити от вертикали составляет угол (alpha=60^circ). Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к шарику в тот момент, когда шарик движется влево-вверх, а нить образует угол (beta =30^circ) с вертикалью (см. рисунок). Покажите на этом рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шарика (по нити, перпендикулярно нити, внутрь траектории, наружу от траектории). Ответ обоснуйте. Сопротивление воздуха не учитывать. 
1) Сделаем рисунок с расставлением всех сил 
2) Также у шарика при (v neq) есть центростремительное (a_text{ц}) и тангенциальное ускорение (a_tau). Причем тангенциальное ускорение направлено к положению равновесия и равно (g sin beta ), а центростремительное ускорение направлено в центр.
3) Ускорение тела будет векторное сложение тангенциального и центростремительного ускорений [vec{a}=vec{a_text{ц}}+vec{a_tau}] Значит ускорение направлено под некоторым углом правее внутрь траектории.
Ответ:
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
Механика — квантовая физика. Качественная задача
В. З. Шапиро
Задание № 27 – это качественная задача. Как правило, в любой качественной задаче рассматривается один или несколько процессов. Решение такой задачи представляет собой доказательство, в котором присутствует несколько логических шагов. И каждый из этих шагов должен быть обоснован известным законом, закономерностью или правилом.
1. 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.
Необходимая теория:
Конденсатор. Энергия электрического поля
ЭДС. Закон Ома для полной цепи
Вольтметр подключен к конденсатору параллельно, поэтому его показания равны напряжению на пластинах конденсатора. До замыкания ключа показания вольтметра равны нулю, так как 
После замыкания ключа конденсатор начнет накапливать электрический заряд. При этом ток будет протекать только через резистор сопротивлением R.
Ток через конденсатор не идет, так как пластины конденсатора разделены слоем диэлектрика.
Протекающий в цепи ток можно определить на основе закона Ома для полной цепи 
Напряжение на резисторе и напряжение на конденсаторе равны, так как они соединены параллельно. Значение напряжения на резисторе можно рассчитать по закону Ома для участка цепи по формуле 
Таким образом, напряжение на конденсаторе и показания вольтметра будут равны:
В итоге, после замыкания ключа показания вольтметра будут увеличиваться от нуля до максимального значения, равного 
которое не будет меняться со временем.
Секрет решения. При решении качественной задачи необходимо составить логическую цепочку, показывающую последовательность происходящих физических процессов. Каждый шаг этой цепочки должен быть обоснован физическим законом, закономерностью, правилом или формулой. В приведенном решении выделены следующие шаги: что было в начальный момент времени, что происходило после замыкания ключа. Использованы законы Ома для полной цепи, для участка цепи, при помощи которых выведены формулы для расчета напряжения на резисторе. Приведены закономерности параллельного соединения проводников, позволяющие приравнять 
Подобного плана описания решения качественной задачи необходимо придерживаться для получения максимального балла по заданию № 27.
2. 1 моль разреженного гелия участвует в циклическом процессе 1–2–3–4–1, график которого изображён на рисунке в координатах V–T, где V – объём газа, Т – абсолютная температура. Постройте график цикла в координатах p–V, где р – давление газа, V – объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните построение графика. Определите, во сколько раз работа газа в процессе 2–3 больше модуля работы внешних сил в процессе 4–1.
Необходимая теория:
Изопроцессы
Первый закон термодинамики
Решение:
Проведем анализ каждого процесса, представленного на графике.
1-2: V=const (изохорный процесс), температура возрастает в 3 раза, соответственно, на основании закона Шарля 
давление также возрастает в 3 раза.
2-3: p=const (изобарный процесс), температура возрастает в 3 раза, соответственно, на основании закона Гей-Люссака 
объем также возрастает в 3 раза.
3-4: V=const (изохорный процесс), температура уменьшается в 3 раза, соответственно, на основании закона Шарля 
давление также уменьшается в 3 раза.
4-1: p=const (изобарный процесс), температура уменьшается в 2 раза, соответственно, на основании закона Гей-Люссака объем также уменьшается в 2 раза.
На основании этих рассуждений построим график зависимости в координатах p-V.
В координатах p-V работу газа можно определить, как площадь под графиком. Рассчитаем площади соответствующих прямоугольников.
Работа газа на участке 2-3 положительная, так как газ расширяется, т.е. увеличивает свой объем.
Рассчитаем работу газа на участке 4-1.
Работа газа на участке 4-1 отрицательная, так как газ сжимается, т.е. уменьшает свой объем. Работа внешних сил равна работе газа, взятой с противоположным знаком.
Модуль работы внешних сил будет определяться, как
Таким образом, искомое отношение 
Секрет решения. В подобных задачах самое главное – построение графика в новых координатах. Здесь надо обратить внимание на несколько важных моментов:
- Если график по условию представляет собой замкнутый цикл, то этот же график в других координатах также должен быть замкнутым.
- Линии графика, проходящие в своем продолжении (пунктирно) через ноль в координатах р-Т или V-Т, являются изохорами или изобарами.
- Не всегда понятно, где надо выбирать точку 1. Поэтому начинать построение графика надо на черновике, и после первых двух процессов, станет понятным положение точки 1. При необходимости ее можно переместить влево-вправо, вверх-вниз.
Теоретической основой решения является умение применять первый закон термодинамики к различным изопроцессам. Здесь важна первоначальная формулировка закона и последующие рассуждения о равенстве нулю 
«Зубрежка» не нужна, требуется понимание:
при Т = const, внутренняя энергия газа не изменяется;
V = const, газ не совершает работы (работа внешних сил также равна нулю);
Q = 0, при адиабатном процессе, когда нет теплообмена с окружающей средой.
Первый закон термодинамике имеет неизменную формулировку только при изобарном процессе 
или 
Кроме того, будем придерживаться следующих обозначений:
— работа газа, А – работа внешних сил. Для того, чтобы не было разночтения по этим обозначениям, их надо прописать при решении задачи.
3. На тонкую собирающую линзу от удалённого источника падает пучок параллельных лучей (см. рисунок). Как изменится положение изображения источника, создаваемого линзой, если между линзой и её фокусом поставить плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления n (на рисунке положение пластинки отмечено пунктиром)?
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали. Сделайте рисунок, поясняющий ход лучей до и после установки плоскопараллельной стеклянной пластинки.
Необходимая теория:
Преломление света
Тонкие линзы. Построение изображений
1. Вначале изображением источника была точка в задней фокальной плоскости линзы, расположенная ниже главной оптической оси, так как все параллельные лучи линза собирает в одной точке фокальной плоскости. Положение этой точки определяется углом падения лучей на линзу (построение на рис. 1).
Рис. 1
2. Плоскопараллельная пластинка не нарушает параллельности лучей, а только смещает падающие лучи параллельно вверх (рис. 2).
Рис. 2
3. Так как угол падения лучей на линзу не изменился, то и положение изображения не изменится (построение на рис. 2).
Секрет решения. В этой теме надо научиться строить изображения, получаемые при помощи тонкой линзы. Для этого надо знать ход основных лучей через линзу. Кроме хода стандартных лучей, надо уметь строить преломление произвольного луча, падающего на собирающую или рассеивающую линзу (см. рис.)
Для этого необходимо провести побочную оптическую ось, параллельную падающему лучу. Потом найти точку пересечения этой побочной оптической оси с фокальной плоскостью и затем построить дальнейший ход луча.
Для собирающей линзы фокальную плоскость надо проводить через фокус, расположенный за линзой, для рассеивающей – через фокус, находящийся перед линзой.
Эту задачу можно подкрепить формулой тонкой линзы:
Если световые лучи падают из бесконечности 
то величина 
стремится к нулю. Тогда 
следовательно, 
Это означает, что изображение предмета будет находиться на фокусном расстоянии от линзы.
Благодарим за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Задание 27 ЕГЭ по физике» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из разделов нашего сайта.
Публикация обновлена:
08.03.2023
Доступность
Смотреть видеоурок ЕГЭ по математике профильного уровня можно в любое время и в любом месте.
Достаточно иметь какое-либо устройство с выходом в Интернет:
- Персональный компьютер
- Ноутбук
- Планшет
- Смартфон
Удобство
Видеоуроки для подготовки к ЕГЭ по математике позволяют максимально рационально использовать свободное от учебы время. Вам не придется тратить драгоценные минуты на поездки к репетитору или в какие-либо обучающие центры. Видеоуроки ЕГЭ по математике, посмотреть которые вы можете на образовательном портале «Школково», содержат весь необходимый материал для эффективной подготовки к экзамену. Кроме того, наш ресурс позволяет каждому ученику выстроить коммуникацию со своим преподавателем.
Информативность
Каждый школьник может выбрать именно тот видеоурок ЕГЭ по математике, тема которого соответствует изучаемому или повторяемому им материалу. Таким образом, выпускник может быстрее и легче усвоить новую информацию или восполнить пробелы в знаниях.
При подготовке к экзамену нужно делать упор не на его сдачу как самоцель, а на повышение уровня знаний учащегося. Для этого необходимо изучать теорию, отрабатывать навыки, решая разнообразные варианты профильного ЕГЭ по математике нестандартными способами с развернутыми ответами, следить за динамикой обучения.
А поможет вам во всем этом образовательный проект «Школково».