Критерии оценки выполнения заданий с развёрнутым ответом

Решения заданий 28–32 части 2 (с развёрнутым ответом) оцениваются экспертной комиссией. На основе критериев, представленных в приведённых ниже таблицах, за выполнение каждого задания в зависимости от полноты и правильности данного учащимся ответа выставляется от 0 до 3 баллов.

	При работе мощного трансформатора переменного тока возникает ощутимый звук (гудение). Из-за чего он возникает, и какова частота этого звука, если частота тока 50 Гц?   Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы Вы использовали. Возможное решение 1. При переменном токе мгновенное значение ток меняется по синусоиде, т.е. то достигает максимума (по модулю), то падает до нуля. 2. Витки катушки трансформатора можно рассматривать как параллельные проводники по которым ток течет в одном направлении. Значит, когда возникает ток, витки под действием силы Ампера притягиваются друг к другу, слегка деформируясь. 3. Когда ток уменьшается до нуля, сила Ампера пропадает, и, под действием сил упругости, витки возвращаются в исходное состояние. 4. Таким образом, под воздействием переменного тока витки катушки вибрируют и вызывают звук. Так как электрический ток достигает максимума по модулю дважды за период, частота звука будет совпадать с удвоенной частотой переменного тока и составит 100 Гц. Примечание для проверяющего. Возможно указание в качестве источника звука – сердечник трансформатора, который под действием переменного магнитного поля вибрирует, меняя свою форму и размеры (явление магнитострикции), частота при этом будет тоже 100 Гц. Критерии оценивания выполнения задания Баллы Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: указано совпадение частоты звука и частоты переменного тока) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: указано, что при переменном токе его мгновенное значение меняется от нуля до максимума по модулю дважды за период, сила Ампера прижимает витки, а сила упругости отталкивает их – возникает вибрация)   Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения.   Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи.   Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
	На экваторе некоторой планеты тела весят втрое больше чем на полюсе. Период обращения этой планеты вокруг своей оси 100 мин. Найдите плотность планеты, считая ее однородным шаром. Объем шара V= πR3.   Возможное решение В системе координат с нулем в центре планеты и ориентированной по звездам тело на полюсе неподвижно, а тело на экваторе движется по кругу с радиусом равным радиусу планеты R и с частотой обращения планеты T. Вес тела по модулю равен силе реакции опоры N. (третий закон Ньютона). Сила притяжения одинакова на всей поверхности планеты и равна: Fтяж=G , где M=Vρ= π ρ – масса планеты; ρ - плотность планеты, m – масса тела Тогда по второму закону Ньютона для тела на полюсе: Nпол - G = 0 (1) Для тела на экваторе: G - Nэкв = ma (2), где a= = - центростремительное ускорение Зная что: = 3 подставляем из (1) и (2):   = 3 Подставляя M= π ρ, и сделав сокращения: =3, получим:   Ответ:   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: закон всемирного тяготения, второй закон Ньютона, центростремительное ускорение); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины   Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.   Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). 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 нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)   Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. 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.   Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
	Найдите КПД тепловой машины, график цикла которой показан на рисунке. Рабочим телом является одноатомный идеальный газ.     Возможное решение КПД тепловой машины: η= где Ap – полезная работа, численно равна площади треугольника 123: Ap = , – количество теплоты полученное от нагревателя. Так как тепло рабочее тело получает только на участке 12 (на остальных участках изменение температуры ΔT<0 и работа газа A ≤ 0), по первому закону термодинамики: Q12 = A12 + ΔU12 где A12 = = - работа газа на участка 12, численно равная площади под этим участком; ΔU12 = – изменение внутренней энергии для молей одноатомного идеального газа на участке 12, но по уравнению Клапейрона – Менделеева PV= RT, значит: ΔU12 = Δ(PV) = (4P04V0 - P0V0) = P0V0 А значит: Q12 = 30 P0V0 Тогда η= = = 0,15   Ответ:   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: определение КПД, уравнение первого закона термодинамики, уравнение Клапейрона – Менделеева; уравнение внутренней энергии идеального одноатомного газа) II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины   Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.   Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). 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 нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)   Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. 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.   Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
	К полюсам батареи состоящей из двух источников, каждый с ЭДС 75 В и внутренним сопротивлением 4 Ом, подведены две параллельные медные шины сопротивлением 10 Ом каждая. К концам шин и к их серединам подключены две лампочки сопротивлением по 20 Ом каждая, как показано на рисунке. Определите силу тока протекающего через вторую лампочку. Возможное решение 1. Половина шины имеет сопротивление R = 5 Ом. Совокупная ЭДС батареи ε = 150 В, совокупное внутренне сопротивление батареи r = 8 Ом. Сопротивление лампочки Rл = 20 Ом. 2. Обозначим точки подключения 1-й лампочки как А и В. Тогда сопротивлении участка АВ2, содержащего только 2-ю лампочку (последовательная цепь): RАВ2 = R + Rл + R = 30 Ом 3. Сопротивление участка АВ, содержащего обе лампочки (параллельная цепь): RАВ = 12 Ом 4. Сопротивление всей цепи: Rобщ = R + RАВ +R + r = 30 Ом 5. Сила тока в цепи по закону Ома для замкнутой цепи: I = = 5 А 6. Напряжение между точками А и В по закону Ома для участка цепи: UАВ = IRАВ = 60 В 7. Сила тока через участок АВ2 по закону Ома для участка цепи: I2 = = 2 А   Ответ: I2 = 2 А   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 расчета сопротивления последовательного и параллельного соединения проводников, закон Ома для участка цепи и для замкнутой цепи) II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины   Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.   Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). 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 нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)   Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. 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.   Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
	Уединенный металлический шарик радиусом 0,5 см освещают светом с длинной волны 250 нм продолжительное время. Затем его долго облучают светом с длинной волны 200 нм. И в том и в другом случае наблюдается фотоэффект. Какое количество электронов покинет шарик после начала дополнительного облучения?   Возможное решение Обозначим r = 0,5 см; нм; нм; N – искомое количество электронов. Длинна волны света связана с энергией фотона равенством , где – постоянная Планка, с – скорость света в вакууме. По уравнению Энштейна для фотоэффекта: где А – работы выхода для данного металла, Ee – максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона. Что бы электрон покинул шар, его энергии должно быть достаточно для преодоления разности потенциалов между поверхностью шара и бесконечно удаленной точкой. Если принять потенциал бесконечно удаленной точки за , то потенциал поверхности шара будет (так же как для точечного заряда): где q – заряд шара Значит чтоб электрон покинул шар должно выполняться условие: Если облучение продолжалось долго, то можно перейти к равенству: После первого облучения шар имел заряд: После дополнительного облучения шар имел заряд:   , но значит:     Ответ: N 4.3*106 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 энергии фотона, уравнение Энштейна для фотоэффекта, потенциал заряженного шара) II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины   Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.   Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.). 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 нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)   Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. 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.   Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.