⚡
ЕГЭ 2026
Физика
Заданий в базе: 9 583
С решениями: 7 239
С чертежами: 4 548
Номера заданий в КИМ:
✕ Показать все задания
Найдено заданий: 65
По гладкой горизонтальной направляющей длиной 2l скользит бусинка с положительным зарядом $Q больше 0$ и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды $q больше 0$ (см. рис.). Бусинка совершает малые колебания относительно положения = весия, период которых равен Т.
[рис.]
Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?
[рис.]
Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?
Пошаговый разбор и решение:
При небольшом смещении x $( |x|\ll l )$ бусинки от положения = весия на нее действуют силы, которые по закону Кулона равны $F_1=k \frac{qQ}{( l + x ) ^2}$ и $F_1=k \frac{qQ}{( l - x ) ^2}$
[рис.]
= действующая этих сил $\vecF=\vecF_1 + \vecF_2$ направлена к точке = весия и является возвращающей силой. В проекции на ось х получаем:
$F_x=k $\frac{qQ}{( l + x ) ^2}$ - k $\frac{qQ}{( l - x ) ^2}$ =kqQ $\frac{( l - x ) ^2 - ( l + x ) ^2}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ =$
$= - kqQ $\frac{4lx}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ = - kqQ $\frac{4lx}{( l ^2 - x ^2 ) ^2}$ \approx - k $\frac{4qQ}{l ^3}$ x$ $F_x=k $\frac{qQ}{( l + x ) ^2}$ - k $\frac{qQ}{( l - x ) ^2}$ =$
$=kqQ $\frac{( l - x ) ^2 - ( l + x ) ^2}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ = - kqQ $\frac{4lx}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ =$
$= - kqQ $\frac{4lx}{( l ^2 - x ^2 ) ^2}$ \approx - k $\frac{4qQ}{l ^3}$ x$
пропорциональная смещению х, так как величину $x ^2$ можно считать близкой к нулю по сравнению с l.
Ускорение бусинки, в соответствии со вторым законом Ньютона, $\vecF=m \veca$ или $ma= - k $\frac{4qQ}{l ^3}$ x$ пропорционально смещению х с коэффициентом пропорциональности $K=k \frac{4qQ}{l ^3}$ При такой зависимости ускорения от смещения бусинка совершает гармонические колебания, период которых $T=2 \pi \sqrt{аргумента: $\frac{m}{K}$} аргумента$ то есть $T= \pi \sqrt{аргумента: $\frac{ml ^3}{kqQ}$} аргумента$
При увеличении заряда бусинки в два раза $Q_1=2Q$ период колебаний уменьшится:
$\frac{T_1}{T} = \sqrt{аргумента: $\frac{Q}{Q}$ аргумента _1} = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$
Таким образом, период колебаний бусинки уменьшится в $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$ раз.
Ответ: уменьшится в $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$ раз.
[рис.]
= действующая этих сил $\vecF=\vecF_1 + \vecF_2$ направлена к точке = весия и является возвращающей силой. В проекции на ось х получаем:
$F_x=k $\frac{qQ}{( l + x ) ^2}$ - k $\frac{qQ}{( l - x ) ^2}$ =kqQ $\frac{( l - x ) ^2 - ( l + x ) ^2}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ =$
$= - kqQ $\frac{4lx}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ = - kqQ $\frac{4lx}{( l ^2 - x ^2 ) ^2}$ \approx - k $\frac{4qQ}{l ^3}$ x$ $F_x=k $\frac{qQ}{( l + x ) ^2}$ - k $\frac{qQ}{( l - x ) ^2}$ =$
$=kqQ $\frac{( l - x ) ^2 - ( l + x ) ^2}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ = - kqQ $\frac{4lx}{( l + x ) ^2 ( l - x ) ^2}$ =$
$= - kqQ $\frac{4lx}{( l ^2 - x ^2 ) ^2}$ \approx - k $\frac{4qQ}{l ^3}$ x$
пропорциональная смещению х, так как величину $x ^2$ можно считать близкой к нулю по сравнению с l.
Ускорение бусинки, в соответствии со вторым законом Ньютона, $\vecF=m \veca$ или $ma= - k $\frac{4qQ}{l ^3}$ x$ пропорционально смещению х с коэффициентом пропорциональности $K=k \frac{4qQ}{l ^3}$ При такой зависимости ускорения от смещения бусинка совершает гармонические колебания, период которых $T=2 \pi \sqrt{аргумента: $\frac{m}{K}$} аргумента$ то есть $T= \pi \sqrt{аргумента: $\frac{ml ^3}{kqQ}$} аргумента$
При увеличении заряда бусинки в два раза $Q_1=2Q$ период колебаний уменьшится:
$\frac{T_1}{T} = \sqrt{аргумента: $\frac{Q}{Q}$ аргумента _1} = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$
Таким образом, период колебаний бусинки уменьшится в $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$ раз.
Ответ: уменьшится в $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$ раз.
Правильный ответ:
уменьшится в $корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$ раз
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон Кулона, второй закон Ньютона, взаимосвязь циклической частоты и периода колебаний, связь ускорения со смещением в гармонических колебаниях);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п. 1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка.
ИЛИ
Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — закон Кулона, второй закон Ньютона, взаимосвязь циклической частоты и периода колебаний, связь ускорения со смещением в гармонических колебаниях);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п. 1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка.
ИЛИ
Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Фотокатод с работой выхода $4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле индукцией $7,87 \cdot 10 в степени ( - 4 ) Тл$ перпендикулярно вектору индукции. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?
Пошаговый разбор и решение:
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта $h\nu = A + \frac{m v ^2}{2}$ Частота излучения связана с длиной волны формулой $\nu= \frac{c}{\lambda}$
Электрон движется в магнитном поле под действием силы Лоренца $F=e v B$ По второму закону Ньютона $F = ma$ При этом электрон движется по окружности с центростремительным ускорением $a= \frac{v ^2}{R}$
Объединяя формулы, выражаем радиус окружности, по которой движется электрон:
$R= \frac{\sqrt{аргумента: 2m \cdot ( \left $\frac{hc}{\lambda}$ - A )} аргумента ,}{eB}$
$R= \frac{$\sqrt{аргумента: 2 \cdot 9 \cdot 10 в степени ( - 31}$ аргумента кг \cdot ( $\frac{3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с}{3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м}$ - 4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж ) ) ,}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 7,87 \cdot 10 в степени ( - 4 ) Тл} \approx 5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) м=5мм$ $R= \frac{$\sqrt{аргумента: 2 \cdot 9 \cdot 10 в степени ( - 31}$ аргумента кг \cdot ( $\frac{3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с}{3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м}$ - 4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж ) ) ,}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 7,87 \cdot 10 в степени ( - 4 ) Тл} \approx 5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) м=$
$=5мм$ $R=$
$= \frac{$\sqrt{аргумента: 2 \cdot 9 \cdot 10 в степени ( - 31}$ аргумента кг \cdot ( $\frac{3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с}{3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м}$ - 4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж ) ) ,}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 7,87 \cdot 10 в степени ( - 4 ) Тл} \approx 5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) м=$
$=5мм$
Ответ: 5 мм.
Электрон движется в магнитном поле под действием силы Лоренца $F=e v B$ По второму закону Ньютона $F = ma$ При этом электрон движется по окружности с центростремительным ускорением $a= \frac{v ^2}{R}$
Объединяя формулы, выражаем радиус окружности, по которой движется электрон:
$R= \frac{\sqrt{аргумента: 2m \cdot ( \left $\frac{hc}{\lambda}$ - A )} аргумента ,}{eB}$
$R= \frac{$\sqrt{аргумента: 2 \cdot 9 \cdot 10 в степени ( - 31}$ аргумента кг \cdot ( $\frac{3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с}{3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м}$ - 4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж ) ) ,}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 7,87 \cdot 10 в степени ( - 4 ) Тл} \approx 5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) м=5мм$ $R= \frac{$\sqrt{аргумента: 2 \cdot 9 \cdot 10 в степени ( - 31}$ аргумента кг \cdot ( $\frac{3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с}{3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м}$ - 4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж ) ) ,}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 7,87 \cdot 10 в степени ( - 4 ) Тл} \approx 5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) м=$
$=5мм$ $R=$
$= \frac{$\sqrt{аргумента: 2 \cdot 9 \cdot 10 в степени ( - 31}$ аргумента кг \cdot ( $\frac{3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с}{3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м}$ - 4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж ) ) ,}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 7,87 \cdot 10 в степени ( - 4 ) Тл} \approx 5 \cdot 10 в степени ( - 3 ) м=$
$=5мм$
Ответ: 5 мм.
Правильный ответ:
5 мм
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.
И (
ИЛИ
)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (
ИЛИ
)
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.
И (
ИЛИ
)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (
ИЛИ
)
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью $Е = 5 \cdot 10 в степени ( 4 ) В/м$ Какой путь пролетел в этом электрическом поле электрон, если он приобрел скорость $v = 3 \cdot 10 в степени ( 6 ) м/с$ ? Релятивистские эффекты не учитывать.
Пошаговый разбор и решение:
Уравнение Эйнштейна в данном случае будет иметь вид: $\frac{hc}{\lambda _кр} = $\frac{hc}{\lambda _кр}$ + \frac{m v ^2}{2}$ из чего следует, что начальная скорость вылетевшего электрона $v _0=0$ Формула, связывающая изменение кинетической энергии частицы с работой силы со стороны электрического поля: $A= \frac{m v ^2}{2}$
Работа силы связана с напряженностью поля и пройденным путем: $A=FS=eES$ Отсюда $S= \frac{m v ^2}{2eE}$
Ответ: $S\approx 5 \cdot 10 в степени ( - 4 ) м$
Работа силы связана с напряженностью поля и пройденным путем: $A=FS=eES$ Отсюда $S= \frac{m v ^2}{2eE}$
Ответ: $S\approx 5 \cdot 10 в степени ( - 4 ) м$
Правильный ответ:
$S\approx 5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 4 правая круглая скобка м$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, формулы для изменения кинетической энергии частицы и для работы электрического поля);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, формулы для изменения кинетической энергии частицы и для работы электрического поля);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов $\Delta U=5B$ Какова работа выхода $A_вых$ если максимальная энергия ускоренных электронов Ee равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла?
Пошаговый разбор и решение:
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $h\nu =A_вых + \frac{m v ^2}{2}$
Энергия ускоренных электронов: $E_e= $\frac{m v ^2}{2}$ + e\Delta U=h\nu - A_вых + e\Delta U$
По условию: $E_e=2h\nu$
Отсюда: $A_вых=e\Delta U - h\nu$
Ответ: $A_вых=2эВ$
Энергия ускоренных электронов: $E_e= $\frac{m v ^2}{2}$ + e\Delta U=h\nu - A_вых + e\Delta U$
По условию: $E_e=2h\nu$
Отсюда: $A_вых=e\Delta U - h\nu$
Ответ: $A_вых=2эВ$
Правильный ответ:
$A_вых=2эВ$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов U. Работа выхода электронов из металла $A_вых=2эВ$ Определите ускоряющую разность потенциалов U, если максимальная энергия ускоренных электронов Ee равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла.
Пошаговый разбор и решение:
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $h\nu =A_вых + \frac{m v ^2}{2}$
Энергия ускоренных электронов: $E_e= $\frac{m v ^2}{2}$ + eU=h\nu - A_вых + eU$
По условию: $E_e=2h\nu$
Отсюда $U= $\frac{h\nu + A_вых}{e}$ = $\frac{3эВ + 2эВ}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл}$ =5 \cdot $\frac{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл}$ =5В$
Ответ: $U=5В$
Энергия ускоренных электронов: $E_e= $\frac{m v ^2}{2}$ + eU=h\nu - A_вых + eU$
По условию: $E_e=2h\nu$
Отсюда $U= $\frac{h\nu + A_вых}{e}$ = $\frac{3эВ + 2эВ}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл}$ =5 \cdot $\frac{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл}$ =5В$
Ответ: $U=5В$
Правильный ответ:
$U=5В$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода $\lambda_0=290нм$ При облучении катода светом с длиной волны $\lambda$ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом $U = 1,5В$ Определите длину волны $\lambda$
Пошаговый разбор и решение:
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $\frac{hc}{\lambda} =A + \frac{m v ^2}{2}$ (1).
Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: $\frac{hc}{\lambda_0} =A$ (2).
Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: $\frac{m v ^2}{2} =eU$ (3).
Решая систему уравнений (1), (2) и (3), получаем: $\lambda= \frac{hc\lambda_0}{hc + eU\lambda_0}$
Ответ: $\lambda \approx 215нм$
Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: $\frac{hc}{\lambda_0} =A$ (2).
Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: $\frac{m v ^2}{2} =eU$ (3).
Решая систему уравнений (1), (2) и (3), получаем: $\lambda= \frac{hc\lambda_0}{hc + eU\lambda_0}$
Ответ: $\lambda \approx 215нм$
Правильный ответ:
$\lambda \approx 215нм$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода $\lambda_0=290нм$ Фотокатод облучают светом с длиной волны $\lambda=220нм$ При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается?
Пошаговый разбор и решение:
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $\frac{hc}{\lambda} =A + \frac{m v ^2}{2}$ (1).
Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: $\frac{hc}{\lambda_0} =A$ (2).
Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: $\frac{m v ^2}{2} =eU$ (3).
Решая систему уравнений (1), (2) и (3), получаем: $U= $\frac{hc}{e}$ $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda_0 \lambda}$ \approx 1,36В$
Ответ: $U \approx 1,36В$
Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: $\frac{hc}{\lambda_0} =A$ (2).
Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: $\frac{m v ^2}{2} =eU$ (3).
Решая систему уравнений (1), (2) и (3), получаем: $U= $\frac{hc}{e}$ $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda_0 \lambda}$ \approx 1,36В$
Ответ: $U \approx 1,36В$
Правильный ответ:
$U \approx 1,36В$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Критерии оценки выполнения задания
|
Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
|
3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
- в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
ИЛИ
- необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
ИЛИ
- не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
ИЛИ
- решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
|
2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
- представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
ИЛИ
- в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
- в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
|
1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
|
0
Фотокатод облучают светом с длиной волны 300 нм. Красная граница фотоэффекта фотокатода 450 нм. Вычислите запирающее напряжение U между анодом и катодом.
Пошаговый разбор и решение:
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта
$\frac{hc}{\lambda} = A + \frac{m v ^2}{2}$
Зная «красную» границу фотоэффекта, можем найти работу выхода для данного металла $\frac{hc}{\lambda_0} =A$
Учитывая, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна работе электрического поля, тормозящей эти электроны,
$\frac{m v ^2}{2} =eU$
В результате получаем значение задерживающего напряжения
$U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ = $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$ $U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$
Ответ: 1,4 В.
$\frac{hc}{\lambda} = A + \frac{m v ^2}{2}$
Зная «красную» границу фотоэффекта, можем найти работу выхода для данного металла $\frac{hc}{\lambda_0} =A$
Учитывая, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна работе электрического поля, тормозящей эти электроны,
$\frac{m v ^2}{2} =eU$
В результате получаем значение задерживающего напряжения
$U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ = $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$ $U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$
Ответ: 1,4 В.
Правильный ответ:
1,4 В
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.
И (
ИЛИ
)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (
ИЛИ
)
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.
И (
ИЛИ
)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (
ИЛИ
)
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно $\lambda _1=350$ нм и $\lambda _2=540$ нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались в $\frac{v _1}{v _2} =2$ раза. Какова работа выхода с поверхности металла?
Пошаговый разбор и решение:
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта в первом опыте:
$\frac{hc}{\lambda_1} =A_вых + \frac{m v _1 ^2}{2}$ (1)
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта во втором опыте:
$\frac{hc}{\lambda_2} =A_вых + \frac{m v _2 ^2}{2}$ (2)
Отношение максимальных скоростей фотоэлектронов: $n= \frac{v _1}{v _2}$ (3)
Решая систему уравнений (1)—(3), получаем: $A_вых= \frac{hc ( n ^2 - $\frac{\lambda _2}{\lambda _1}$ ) ,}{\lambda _2 ( n ^2 - 1 )}$
Ответ: $A_вых\approx 3,0 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $\approx 1,9 эВ$
$\frac{hc}{\lambda_1} =A_вых + \frac{m v _1 ^2}{2}$ (1)
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта во втором опыте:
$\frac{hc}{\lambda_2} =A_вых + \frac{m v _2 ^2}{2}$ (2)
Отношение максимальных скоростей фотоэлектронов: $n= \frac{v _1}{v _2}$ (3)
Решая систему уравнений (1)—(3), получаем: $A_вых= \frac{hc ( n ^2 - $\frac{\lambda _2}{\lambda _1}$ ) ,}{\lambda _2 ( n ^2 - 1 )}$
Ответ: $A_вых\approx 3,0 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $\approx 1,9 эВ$
Правильный ответ:
$A_вых\approx 3,0 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка Дж$ $\approx 1,9 эВ$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и формула, связывающая длину волны электромагнитных волн с частотой);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (с указанием единиц измерения); при этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
| 3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
— В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких- либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
— В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
— В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Критерии оценки выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и формула, связывающая длину волны электромагнитных волн с частотой);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (с указанием единиц измерения); при этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
| 3
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
— В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка.
ИЛИ
— Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
— Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
— Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких- либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
— В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
— В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Для измерения величины постоянной Планка h в свое время использовался следующий опыт. В вакуумный фотоэлемент помещался катод из какого-либо металла, окруженный металлическим анодом. Катод облучали светом определенной длины волны (и частоты) и измеряли задерживающее напряжение между катодом и анодом, при котором ток в цепи с фотоэлементом прекращался. Оказалось, что при длине волны света, падающего на фотокатод, = й $\lambda _1=250 нм$ задерживающее напряжение было = $U_1=2,82 В$ а при освещении светом с частотой $\nu _2=1,5 \cdot 10 в степени ( 15 ) Гц$ оно равнялось $U_2=4,05 В$ Найдите по этим данным величину постоянной Планка.
Пошаговый разбор и решение:
Используем при решении задачи уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
$h\nu =A_вых + \frac{m v ^2}{2}$
где $A_вых$ — работа выхода фотоэлектрона из катода, а m и $v$ — масса и скорость электрона.
Кроме того, учтем связь частоты и длины волны света $\nu = \frac{c}{\lambda}$ а также тот факт, что ток в цепи с фотоэлементом прекращается при таком задерживающем напряжении U3, что кинетическая энергия фотоэлектрона $\frac{m v ^2}{2}$ равна работе против сил задерживающего электрического поля: $eU_3= \frac{m v ^2}{2}$
Запишем уравнение Эйнштейна с учетом приведенных выше соотношений для двух случаев, упомянутых в условии:
$h\nu _1= $\frac{hc}{\lambda _1}$ =A_вых + $\frac{m v _1 ^2}{2}$ =A_вых + eU_1$
$h\nu _2=A_вых + $\frac{m v _2 ^2}{2}$ =A_вых + eU_2$
Вычтем из второго уравнения первое и получим:
$h ( \nu _2 - $\frac{c}{\lambda _1}$ ) =e ( U_2 - U_1 )$
откуда
$h= \frac{e ( U_2 - U_1 )}{\nu _2 - ( $\frac{c,}{\lambda _1}$ )} = \frac{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot ( 4,05 - 2,82 )}{1,5 \cdot 10 в степени ( 15 ) - $\frac{3 \cdot 10 в степени ( 8 ) ,}{( 250 \cdot 10 в степени ( - 9 ) )}$} Дж \cdot с\approx 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с$ $h= \frac{e ( U_2 - U_1 )}{\nu _2 - ( $\frac{c,}{\lambda _1}$ )} =$
$= \frac{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot ( 4,05 - 2,82 )}{1,5 \cdot 10 в степени ( 15 ) - $\frac{3 \cdot 10 в степени ( 8 ) ,}{( 250 \cdot 10 в степени ( - 9 ) )}$} Дж \cdot с\approx 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с$
Ответ: $h= \frac{e ( U_2 - U_1 )}{\nu _2 - ( $\frac{c,}{\lambda _1}$ )} \approx 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с$
$h\nu =A_вых + \frac{m v ^2}{2}$
где $A_вых$ — работа выхода фотоэлектрона из катода, а m и $v$ — масса и скорость электрона.
Кроме того, учтем связь частоты и длины волны света $\nu = \frac{c}{\lambda}$ а также тот факт, что ток в цепи с фотоэлементом прекращается при таком задерживающем напряжении U3, что кинетическая энергия фотоэлектрона $\frac{m v ^2}{2}$ равна работе против сил задерживающего электрического поля: $eU_3= \frac{m v ^2}{2}$
Запишем уравнение Эйнштейна с учетом приведенных выше соотношений для двух случаев, упомянутых в условии:
$h\nu _1= $\frac{hc}{\lambda _1}$ =A_вых + $\frac{m v _1 ^2}{2}$ =A_вых + eU_1$
$h\nu _2=A_вых + $\frac{m v _2 ^2}{2}$ =A_вых + eU_2$
Вычтем из второго уравнения первое и получим:
$h ( \nu _2 - $\frac{c}{\lambda _1}$ ) =e ( U_2 - U_1 )$
откуда
$h= \frac{e ( U_2 - U_1 )}{\nu _2 - ( $\frac{c,}{\lambda _1}$ )} = \frac{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot ( 4,05 - 2,82 )}{1,5 \cdot 10 в степени ( 15 ) - $\frac{3 \cdot 10 в степени ( 8 ) ,}{( 250 \cdot 10 в степени ( - 9 ) )}$} Дж \cdot с\approx 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с$ $h= \frac{e ( U_2 - U_1 )}{\nu _2 - ( $\frac{c,}{\lambda _1}$ )} =$
$= \frac{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot ( 4,05 - 2,82 )}{1,5 \cdot 10 в степени ( 15 ) - $\frac{3 \cdot 10 в степени ( 8 ) ,}{( 250 \cdot 10 в степени ( - 9 ) )}$} Дж \cdot с\approx 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с$
Ответ: $h= \frac{e ( U_2 - U_1 )}{\nu _2 - ( $\frac{c,}{\lambda _1}$ )} \approx 6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с$
Правильный ответ:
$h= дробь: числитель: e левая круглая скобка U_2 минус U_1 правая круглая скобка , знаменатель: \nu _2 минус левая круглая скобка дробь: числитель: c, знаменатель: \lambda _1 конец дроби правая круглая скобка конец дроби \approx 6,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 34 правая круглая скобка Дж умножить на с$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания ответа на задание С6 | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальное количество баллов | 3
Критерии оценивания ответа на задание С6 | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальное количество баллов | 3
Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой $E_n= - \frac{13,6}{n ^2}$ эВ, где n = 1, 2, 3, … При переходе из состояния $E_2$ в состояние $E_1$ атом испускает фотон. Поток таких фотонов падает на поверхность фотокатода. Запирающее напряжение для фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, $U_зап=7,4В$ Какова работа выхода $A_вых$ фотоэлектронов с поверхности фотокатода?
Пошаговый разбор и решение:
Энергия фотона равна $h\nu = E_2 - E_1$ Используя уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $h\nu = A_вых + eU_зап$ получаем $A_вых = ( E_2 - E_1 ) - eU_зап = 2,8эВ \approx 4,5 \cdot 10 в степени ( –19 ) Дж$
Ответ: $А_вых = 2,8эВ \approx 4,5 \cdot 10 в степени ( –19 ) Дж$
Ответ: $А_вых = 2,8эВ \approx 4,5 \cdot 10 в степени ( –19 ) Дж$
Правильный ответ:
$А_вых = 2,8эВ \approx 4,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка –19 правая круглая скобка Дж$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула для энергии фотона и уравнение Эйнштейна для фотоэффекта);
II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности; проведены необходимые преобразования, и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.
Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, — представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула для энергии фотона и уравнение Эйнштейна для фотоэффекта);
II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности; проведены необходимые преобразования, и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.
Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, — представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
Металлическая пластина облучается светом частотой $\nu = 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5$ Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряженностью 130 В/м, причем вектор напряженности $\vecE$ направлен к пластине перпендикулярно ее поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?
Пошаговый разбор и решение:
Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов равна
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно$
$ = сильно E_m1=h\nu - A_вых=6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц - 3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж \approx 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м =$
$= 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Ответ: $25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно$
$ = сильно E_m1=h\nu - A_вых=6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц - 3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж \approx 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м =$
$= 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Ответ: $25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Правильный ответ:
$25,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка Дж$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Металлическая пластина облучается светом. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряженностью 130 В/м. Вектор напряженности $\vecE$ поля направлен к пластине перпендикулярно ее поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите частоту падающего на пластину света.
Пошаговый разбор и решение:
Согласно уравнению фотоэффекта, частота света равна
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно \nu = \frac{A_вых + E_m1}{h}$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A =E_m1 + eEx$
Таким образом, работа частота равна
$\nu = $\frac{A_вых + E_m2 - eEx}{h}$ = $\frac{3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 15,9 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) - 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130В/м \cdot 0,1м}{6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с )}$ \approx$ $\nu = $\frac{A_вых + E_m2 - eEx}{h}$ =$
$= $\frac{3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 15,9 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) - 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130В/м \cdot 0,1м}{6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с )}$ \approx$
$\approx 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц$
Ответ: $\approx 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц$
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно \nu = \frac{A_вых + E_m1}{h}$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A =E_m1 + eEx$
Таким образом, работа частота равна
$\nu = $\frac{A_вых + E_m2 - eEx}{h}$ = $\frac{3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 15,9 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) - 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130В/м \cdot 0,1м}{6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с )}$ \approx$ $\nu = $\frac{A_вых + E_m2 - eEx}{h}$ =$
$= $\frac{3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 15,9 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) - 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130В/м \cdot 0,1м}{6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с )}$ \approx$
$\approx 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц$
Ответ: $\approx 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц$
Правильный ответ:
$\approx 1,6 умножить на 10 в степени 1 в степени 5 Гц$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Металлическая пластина облучается светом частотой $\nu= 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5$ Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле, вектор напряженности $\vecE$ которого направлен к пластине перпендикулярно ее поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Чему равен модуль напряженности электрического поля?
Пошаговый разбор и решение:
Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов равна
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно$
$ = сильно E_m1= - A_вых + h\nu=6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц - 3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж \approx 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A =E_m1 + eEx$
Таким образом, модуль напряженности электрического поля равен
$E= $\frac{E_m2 - E_m1}{ex}$ = $\frac{15,9 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж - 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 0,1м}$ \approx 130В/м$
Ответ: 130 В/м.
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно$
$ = сильно E_m1= - A_вых + h\nu=6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц - 3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж \approx 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A =E_m1 + eEx$
Таким образом, модуль напряженности электрического поля равен
$E= $\frac{E_m2 - E_m1}{ex}$ = $\frac{15,9 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж - 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 0,1м}$ \approx 130В/м$
Ответ: 130 В/м.
Правильный ответ:
130 В/м
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
[рис.] Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть работа выхода A с поверхности фотокатода, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси OY в положительном направлении? Частота света $6,5 \cdot 10 в степени ( 14 )$ Гц, напряженность электрического поля $3 \cdot 10 ^2$ В/м, индукция магнитного поля $10 в степени м инус ^3$ Тл.
Пошаговый разбор и решение:
На электрон со стороны магнитного поля действует сила Лоренца величиной $F_Л = q v B$ Направление ее определяется правилом левой руки. В данном случае сила Лоренца оказывается направленной в положительном направлении оси Oy.
Со стороны электрического поля на электрон действует сила $F_э =qE$ Поскольку электрон заряжен отрицательно, сила направлена против направления напряженности электрического поля, то есть в отрицательном направлении оси Оy.
Таким образом, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси Oy в положительном направлении, должно выполняться условие: $q v B больше qE = сильно v больше E/B$
Из уравнения Эйнштейна, для максимальной кинетической энергии фотоэлектронов имеем:
$h\nu = A + \frac{m v ^2}{2}$
Следовательно, работа выхода должна подчиняться условию
$A меньше h\nu - $\frac{mE ^2}{2B ^2}$ =6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 6,5 \cdot 10 в степени ( 14 ) Гц - $\frac{9,1 \cdot 10 в степени ( –31 ) кг \cdot ( 3 \cdot 10 ^2 В/м ) ^2}{2 \cdot ( 10 в степени м инус ^3 Тл ) ^2}$ \approx$ $A меньше h\nu - $\frac{mE ^2}{2B ^2}$ =6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 6,5 \cdot 10 в степени ( 14 ) Гц - $
$ - $\frac{9,1 \cdot 10 в степени ( –31 ) кг \cdot ( 3 \cdot 10 ^2 В/м ) ^2}{2 \cdot ( 10 в степени м инус ^3 Тл ) ^2}$ \approx$
$\approx 39 \cdot 10 в степени ( - 20 ) Дж\approx 2,4эВ$
Ответ: $A меньше 2,4эВ$
Со стороны электрического поля на электрон действует сила $F_э =qE$ Поскольку электрон заряжен отрицательно, сила направлена против направления напряженности электрического поля, то есть в отрицательном направлении оси Оy.
Таким образом, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси Oy в положительном направлении, должно выполняться условие: $q v B больше qE = сильно v больше E/B$
Из уравнения Эйнштейна, для максимальной кинетической энергии фотоэлектронов имеем:
$h\nu = A + \frac{m v ^2}{2}$
Следовательно, работа выхода должна подчиняться условию
$A меньше h\nu - $\frac{mE ^2}{2B ^2}$ =6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 6,5 \cdot 10 в степени ( 14 ) Гц - $\frac{9,1 \cdot 10 в степени ( –31 ) кг \cdot ( 3 \cdot 10 ^2 В/м ) ^2}{2 \cdot ( 10 в степени м инус ^3 Тл ) ^2}$ \approx$ $A меньше h\nu - $\frac{mE ^2}{2B ^2}$ =6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 6,5 \cdot 10 в степени ( 14 ) Гц - $
$ - $\frac{9,1 \cdot 10 в степени ( –31 ) кг \cdot ( 3 \cdot 10 ^2 В/м ) ^2}{2 \cdot ( 10 в степени м инус ^3 Тл ) ^2}$ \approx$
$\approx 39 \cdot 10 в степени ( - 20 ) Дж\approx 2,4эВ$
Ответ: $A меньше 2,4эВ$
Правильный ответ:
$A меньше 2,4эВ$
Критерии оценивания ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — выражение для силоы Лоренца, уравнение Эйнштейна для фотоэффекта);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — выражение для силоы Лоренца, уравнение Эйнштейна для фотоэффекта);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3