Чудеса с фотонами: работы Сержа Ароша. Подсчет фотонов и фейерверк результатов

ЕГЭ-2012. Физика. Типовые экзаменационные варианты: 32 варианта: 9-11 классы. Под ред. Демидовой М.Ю.

М.: 2011. - 272 с.

Впервые серия «ЕГЭ-2011. ФИПИ-школе» предоставляет возможность систематической качественной подготовки к Единому государственному экзамену как в рамках школьных занятий, так и самостоятельно.

Сборник содержит систему тематических вариантов по всем разделам ЕГЭ - тренировочные и итоговые варианты, которые охватывают пройденные темы школьного курса физики (всего 22 варианта). Для закрепления знаний и интенсивной тренировки предлагаются 10 типовых вариантов ЕГЭ.

В сборнике представлены спецификация тематических тренировочных вариантов и система оценивания заданий. Ответы ко всем вариантам позволяют правильно оценить успешность выполнения заданий.

Формат: pdf

Размер: 12,5 Мб

Скачать: drive.google

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
Спецификация тематических тренировочных вариантов 6
Справочные данные 7
ТЕМАТИЧЕСКИЕ ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ВАРИАНТЫ
РАЗДЕЛ 1. МЕХАНИКА 9
Вариант 1.1. «Кинематика», «Динамика» 9
Вариант 1.2. «Кинематика», «Динамика» 15
Вариант 1.3. «Законы сохранения в механике» 18
Вариант 1.4. «Законы сохранения в механике» 24
Вариант 1.5. «Статика» 27
Вариант 1.6. «Колебания и волны» 33
Итоговый вариант 1. «Механика» 39
Итоговый вариант 2. «Механика» 47
РАЗДЕЛ 2. МКТ И ТЕРМОДИНАМИКА 55
Вариант 2.1. «Молекулярная физика» 55
Вариант 2.2. «Термодинамика» 61
Вариант 2.3. «МКТ и термодинамика» 68
Вариант 2.4. «МКТ и термодинамика» . 71
Итоговый вариант 3. «Механика», «МКТ и термодинамика» 74
Итоговый вариант 4. «Механика», «МКТ и термодинамика» 83
РАЗДЕЛ 3. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА 92
Вариант 3.1. «Электростатика», «Постоянный ток», «Магнитное поле» 92
Вариант 3.2. «Электростатика», «Постоянный ток», «Магнитное поле» 98
Вариант 3.3. «Электромагнитная индукция», «Электромагнитные колебания», «Оптика» . 101
Вариант 3.4. «Электромагнитная индукция», Электромагнитные колебания», «Оптика» . 108
Итоговый вариант 5. «Механика», «МКТ и термодинамика», «Электродинамика» 111
Итоговый вариант 6. «Механика», «МКТ и термодинамика», «Электродинамика» 121
РАЗДЕЛ 4. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА 130
Вариант 4.1. «Квантовая физика» 130
Вариант 4.2. «Квантовая физика» 137
ТИПОВЫЕ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВАРИАНТЫ
Инструкция по выполнению работы 140
Вариант 1 143
Вариант 2 151
Вариант 3 158
Вариант 4 165
Вариант 5 172
Вариант 6 180
Вариант 7 187
Вариант 8 194
Вариант 9 201
Вариант 10 209
ОТВЕТЫ К ТЕМАТИЧЕСКИМ ТРЕНИРОВОЧНЫМ ВАРИАНТАМ 217
ОТВЕТЫ К ТИПОВЫМ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫМ ВАРИАНТАМ 246

Пособие адресовано выпускникам средней школы и абитуриентам для подготовки к ЕГЭ по физике.
Издание включает:
информацию о содержании ЕГЭ по физике;
наличие уровней А, В, С по всем типам ЕГЭ;
ответы по всем заданиям.
Пособие окажет помощь учителям, репетиторам и родителям при подготовке учащихся к ЕГЭ по физике.

Примеры.
Эскалатор метро поднимается со скоростью 2 м/с. Может ли человек, находящийся на нем, быть в покое в системе отсчета, связанной с Землей?
1) может, если движется по эскалатору в противоположную сторону со скоростью 2 м/с
2) может, если движется в ту же сторону со скоростью 2 м/с
3) может, если стоит на эскалаторе
4) не может ни при каких условиях

Исследуется перемещение слона и мухи. Модель материальной точки может использоваться для описания движения
1) только слона
2) только мухи
3) и слона, и мухи в разных исследованиях
4) ни слона, ни мухи, поскольку это живые существа

Человек обошел круглое озеро диаметром 1 км. О пути, пройденном человеком, и модуле его перемещения можно утверждать, что
1) путь равен 3,14 км, модуль перемещения равен 1 км
2) путь равен 3,14 км, модуль перемещения равен нулю
3) путь равен нулю, модуль перемещения равен нулю
4) путь равен нулю, модуль перемещения равен 3,14 км

СОДЕРЖАНИЕ
Введение »
Раздел I МЕХАНИКА
Тема 1. Кинематика
Тема 2. Динамика
Тема 3. Импульс. Энергия. Работа. Мощность
Тема 4. Статика и гидростатика
Тема 5. Колебания и волны
Раздел II МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА
Тема 6. Молекулярное строение вещества
Тема 7. Идеальный газ. Изопроцессы
Тема 8. Термодинамика
Тема 9. Агрегатные состояния вещества
Раздел III ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Тема 10. Закон Кулона и напряженность электрического поля
Тема 11. Потенциал поля. Поле плоского конденсатора. Энергия плоского конденсатора
Тема 12. Законы постоянного тока
Тема 13. Токи и разных средах
Тема 14. Магнитное поле. Движение частиц в магнитном поле
Тема 15. Явление электромагнитной индукции
Тема 16. Электромагнитные колебания и волны
Раздел IV ОПТИКА
Тема 17. Геометрическая оптика
Тема 18. Волновая оптика
Раздел V ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Тема 19. Специальная теория относительности
Раздел VI КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Тема 20. Фотонная теория света
Тема 21. Воровская модель атома
Тема 22. Физика атомного ядра
Раздел VII МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
Тема 23. Методы познания в физике
Ответы и решения
Приложение.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу ЕГЭ 2012, Физика, Сборник заданий, Ханнанов Н.К., Никифоров Г.Г., Орлов В.А., 2011 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

• ЕГЭ, Физика, Комплекс материалов для подготовки учащихся, Ханнанов Н.К., Орлов В.А., Демидова М.Ю., Никифоров Г.Г., 2018
• ЕГЭ, Физика, Сборник заданий, Ханнанов Н.К., Никифоров Г.Г., Орлов В.А., 2017
• Оптимальный банк заданий для подготовки к ЕГЭ, Единый государственный экзамен 2015, физика, учебное пособие, Орлов В.Л., Демидова М.Ю., Никифоров Г.Г., Ханнанов Н.К.

Задачи централизованного тестирования по физике 2012 г. (оценочный вариант)
Вариант 1.
Часть А.

 А1. Каким прибором измеряют силу электрического тока в цепи? [решение ]
 1) вольтметром;
 2) термометром;
 3) амперметром;
 4) секундомером;
 5) динамометром.

 A2. Движение двух тел задано уравнениями х 1 = (15 + 2t 2) м и х 2 = (19 − 2t 2) м , где t − время в секундах. Найти координату их встречи. Через какой промежуток времени тела будут иметь одинаковую координату? [решение ]
 1) 16 м и 1 с;
 2) 17 м и 1 с;
 3) 17 м и 0,5 с;
 4) 16 м и 0,5 с;
 5) 18 м и 0,5 с.

 А3. Траектория равномерного движения улитки представляет собой равносторонний треугольник. Если улитка проползла по одной стороне треугольника со средней скоростью v ср1 = 1,5 мм/с , по другой стороне − v ср2 = 1,0 мм/с , по третьей стороне v ср3 = 1,5 мм/с , то средняя скорость улитки по всей траектории равна… [решение ]
1) ≈ 1,1 мм/с;
2) ≈ 1,2 мм/с;
3) ≈ 1,3 мм/с;
4) ≈ 1,4 мм/с;
5) ≈ 1,5 мм/с.

 А4. На рисунке изображены три силы, которые подействовали на тело массой 1 кг , покоящееся в инерциальной системе отсчета. Если одна клеточка соответствует силе 10 Н , то тело тело будет двигаться … с модулем ускорением … [решение ]
 1) по направлению силы F 2 , 10 м/с 2 ;
 2) по направлению силы F 3 , 5 м/с 2 ;
 3) по направлению силы F 1 , 10 м/с 2 ;
 4) против направления силы F 2 , 10 м/с 2 ;
 5) тело будет покоится, 0 м/с 2 .

 А5. Камень, брошенный горизонтально с начальной скоростью v o = 15 м/с , упал на землю со скоростью v = 25 м/с . Сколько времени длился полет тела?
 1) 0,5 с;
 2) 1 с;
 3) 1,5 с;
 4) 2 с;
 5) 2,5 с.

 А6. Первоначально в сообщающихся сосудах находится ртуть (см. рисунок). После того как в узкий сосуд наливают столб воды высотой 68 см ртуть поднимается в широком сосуде на … мм ? Плотность ртути равна 13,6 × 10 3 кг/м 3 , плотность воды 1,0 × 10 3 кг/м 3 . [решение ]
 1) 1; 2) 10; 3) 100; 4) 25; 5) 5.

 А7. Во время процесса, производимого с одним молем идеального газа, были измерены следующие макропараметры:

 В результате полученных измерений можно сказать, что процесс является … [решение ]
 1) изотермическим; 2) изохорным; 3) изобарным; 4) адиабатным; 5) произвольный.

 А8. На диаграмме зависимости давления от температуры изображены состояния некоторого вещества. В каком состоянии молекулы вещества обладают наибольшей средней кинетической энергий? [решение ]
 1) 5; 2) 4; 3) 3; 4) 2; 5) 1.

Часть В.
 В1. Диаметр колеса велосипеда d = 70 см , ведущая зубчатка имеет Z 1 = 48 зубцов , а ведомая Z 2 = 18 зубцов . С какой скоростью (в км/ч) движется велосипедист на этом велосипеде при частоте вращения педалей n = 1 об/с ? [решение ]
 Сборник задач по физике А.П. Рымкевич №102


 В2. Если автомобиль массой m = 2 т буксируется с помощью троса жесткостью k = 100 кН/м с ускорением a = 0,5 м/с 2 , то удлинение троса равно … см . Трением пренебречь. [решение ]

 В3. На дне сосуда лежит шарик с радиусом R = 10 см , изготовленный из некоторого вещества с плотностью ρ o . В сосуд наливают жидкость с плотностью ρ 1 = 1000 кг/м 3 до уровня равного радиусу шарика. Затем в сосуд наливают жидкость с плотностью ρ 2 = 800 кг/м 3 так, чтобы жидкости не смешивались и граница не перемещалась. Оказалось, что после того, как шарик скрылся под поверхностью жидкости, давление его на дно сосуда обратилось в нуль. Чему равна плотность шарика. [решение ]

 В4. В шар массой M = 250 г , висящий на нити длиной l = 50 см , попадает и застревает в нем горизонтально летящая пуля массой m = 10 г . При какой минимальной скорости пули шар после этого совершит полный оборот в вертикальной плоскости? [решение ]

 В5. Моль одноатомного идеального газа переводится из состояния 1 в состояние 3 путем изобарического нагрева 1 − 2 и изохорического охлаждения 2 − 3 . На участке 1 − 2 газ совершает работу А = 1250 Дж . В процессе всего перехода 1 − 2 − 3 газ получает суммарное (алгебраическая сумма) количество теплоты Q = 750 Дж . Если сумма температур T 2 + T 3 = 740 К , то в 1-м состоянии температура равна … К . Универсальную газовую постоянную принять равной R = 8,3 Дж/(моль × К) . [решение ]

 В6. Два свинцовых цилиндра, нагретых до температуры t 1 = 18 °C и t 2 = 90 °C , привели в контакт. Если пренебречь теплообменом с окружающей средой, то при установлении теплового равновесия цилиндры будут иметь температуру равную … оС. Удельная теплоемкость свинца с = 120 Дж/(кг × °С) , плотность свинца ρ = 11300 кг/м 3 . [решение ]

 В7. При испытании тепловой машины, работающей по циклу Карно, была получена зависимость температуры нагревателя и холодильника от времени. Максимальный КПД тепловой машины равен … %. [решение ]

 В8. Три равных по величине и знаку заряда q = 1 нКл расположены в вакууме вдоль прямой на одинаковых расстояниях L = 20 см друг от друга. Модуль напряженности электрического поля, созданного этими зарядами, в точке С (см. рис.) равен … В/м . [решение ]

 В9. Источник с ЭДС 2,2 B и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут медной проволокой, масса которой 30,3 г . Сопротивление проволоки равно внутреннему сопротивлению источника. На сколько градусов нагреется проволока за 5 мин , если удельная теплоемкость меди равна 378 Дж/(кг.К )? [решение ]

 B10. Кольцо диаметром d = 6 мм , сделанное из очень тонкой проволоки с удельным сопротивлением ρ = 2 × 10 −8 Ом × м и плотностью D = 9 × 10 3 кг/м 3 , пролетает по прямой между полюсами магнита, не успев при этом повернуться. Оцените изменение скорости кольца, если его скорость перед пролетом была v o = 20 м/с . Магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости кольца, вектор скорости кольца параллелен плоскости кольца. Зависимость магнитной индукции поля от координаты х (вдоль которой движется кольцо) приведена на рисунке, где В о = 1 Тл , а = 10 см . [решение ]

 В12. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на каждый миллиметр. На решетку нормально падает монохроматический свет с длиной волны 5750 ангстрем. Под каким углом виден наибольший порядок спектра. [решение ]

Воспроизведение всей книги (теста) или любой ее (его) части запрещается без письменного разрешения издательства. Любые нарушения будут преследоваться в судебном порядке.
 К большому сожалению, учителей и не только физики, за публикацию оригинальных заданий репетиционных, итоговых централизованных тестирований, преследуют в судебном порядке.
 Оригинал тестов Вы найдете в Сборнике тестов. Физика. Минск «Аверсэв» 2012. Для всех заинтересованных лиц: на сайте сайт Вы не найдете оригинальных заданий официального тестирования, не тратьте время, но кто мешает нам найти похожие задачи из открытых источников, сборников задач, различных пособий. Задачи, которые размещены выше по своей сути помогают разобраться и понять уровень сложности заданий, предложенных абитуриентам на официальном тестировании по физике в 2012 г .

Спецификация контрольных измерительных материалов для проведения в 2012 году единого государственного экзамена по ФИЗИКЕ

1. Назначение контрольных измерительных материалов
Контрольные измерительные материалы позволяют установить уровень освоения выпускниками Федерального компонента государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования.
Результаты единого государственного экзамена по физике признаются образовательными учреждениями среднего профессионального образования и образовательными учреждениями высшего профессионального образования как результаты вступительных испытаний по физике.
2. Документы, определяющие содержание КИМ ЕГЭ
Содержание экзаменационной работы определяется на основе следующих документов.
1. Федеральный компонент государственного стандарта основного общего образования по физике (приказ Минобразования России от 05.03.2004 № 1089).
2. Федеральный компонент государственного стандарта среднего (полного) общего образования по физике, базовый и профильный уровни (приказ Минобразования России от 05.03.2004 № 1089).
3. Подходы к отбору содержания, разработке структуры КИМ ЕГЭ
Каждый вариант экзаменационной работы включает контролируемые элементы содержания из всех разделов школьного курса физики, при этом для каждого раздела предлагаются задания всех таксономических уровней. Наиболее важные с точки зрения продолжения образования в высших учебных заведениях содержательные элементы контролируются в одном и том же варианте заданиями различных уровней сложности. Число заданий по тому или иному разделу определяется его содержательным наполнением и пропорционально учебному времени, отводимому на его изучение в соответствии с примерной программой по физике. Различные планы, по которым конструируются экзаменационные варианты, строятся по принципу содержательного дополнения так, что в целом все серии вариантов обеспечивают диагностику освоения всех включенных в кодификатор содержательных элементов.
Приоритетом при конструировании КИМ является необходимость проверки предусмотренных стандартом видов деятельности (с учетом ограничений в условиях массовой письменной проверки знаний и умений учащихся): усвоение понятийного аппарата курса физики, овладение методологическими знаниями, применение знаний при объяснении физических явлений и решении задач. Овладение умениями по работе с информацией физического содержания проверяется в тесте опосредованно при использовании различных способов представления информации в текстах заданий или дистракторах (графики,
таблицы, схемы и схематические рисунки). В рамках технологии единого государственного экзамена невозможно обеспечить диагностику экспериментальных умений, так как здесь требуется использование реального лабораторного оборудования. Однако в экзаменационной работе используются задания по фотографиям реальных физических опытов, которые диагностируют овладение частью экспериментальных умений.
Наиболее важным видом деятельности с точки зрения успешного продолжения образования в вузе является решение задач. Порядка 40% максимального первичного балла отводится на решение задач повышенного и высокого уровней сложности. Каждый вариант включает в себя задачи по всем разделам разного уровня сложности, позволяющие проверить умение применять физические законы и формулы как в типовых учебных ситуациях, так и в нетрадиционных ситуациях, требующих проявления достаточно высокой степени самостоятельности при комбинировании известных алгоритмов действий или создании собственного плана выполнения задания.
Использование моделей заданий ограничено рамками бланковой технологии ЕГЭ. Объективность проверки заданий с развернутым ответом обеспечивается едиными критериями оценивания, участием двух независимых экспертов, оценивающих одну работу, возможностью назначения третьего эксперта и наличием процедуры апелляции.
Единый государственный экзамен по физике является экзаменом по выбору выпускников и предназначен для дифференциации при поступлении в высшие учебные заведения. Для этих целей в работу включаются задания трех уровней сложности. Выполнение заданий базового уровня сложности позволяет оценить уровень освоения наиболее значимых содержательных элементов стандарта по физике средней школы и овладение наиболее важными видами деятельности. Среди заданий базового уровня выделяются задания, содержание которых соответствует стандарту базового уровня. Минимальное количество баллов ЕГЭ по физике, подтверждающее освоение выпускником программы среднего (полного) общего образования по физике, устанавливается исходя из требований освоения стандарта базового уровня. Использование в экзаменационной работе заданий повышенного и высокого уровней сложности позволяет оценить степень подготовленности учащегося к продолжению образования в высшем учебном заведении.
4. Структура КИМ ЕГЭ
Каждый вариант экзаменационной работы состоит из 3-х частей и включает 35 заданий, различающихся формой и уровнем сложности (см. таблицу 1).
Часть 1 содержит 21 задание с выбором ответа. Их обозначение в работе: Аl; А2; ... А21. К каждому заданию приводится 4 варианта ответа, из которых верен только 1.
Часть 2 содержит 4 задания, к которым требуется дать краткий ответ. Их обозначение в работе: В1; ... В4. В экзаменационной работе предложены
задания, в которых ответы необходимо привести в виде последовательности цифр.
Часть 3 содержит 10 заданий, объединенных общим видом деятельности -решение задач. Из них 4 задания с выбором одного верного ответа (А22-А25) и 6 заданий, для которых необходимо привести развернутый ответ (их обозначение в работе: С1; С2; ... С6).
...........................

Серж Арош и Дэвид Дж. Винланд удостоены Нобелевской премии по за разработку методов измерения и манипулирования одиночными частицами без разрушения их квантовых свойств. Арош «ловит» фотоны, измеряет и контролирует их квантовые состояний при помощи атомов. Винланд же держит ионы в ловушке и управляет ими светом.

Однофотонный контроль

Серж Арош и его коллеги разработали эксперимент по изучению микроволнового света в ловушке между двумя зеркалами (резонатор). Они показали, что квантом света, фотоном, можно управлять с поразительной точностью.

Свет обычно обнаруживается путем разрушения: например, датчик света, называемый фотодиодом, генерирует электрический импульс при поглощении фотона. Но группа Арош смогла зарегистрировать интенсивность света с помощью неразрушающего метода, в котором атомы, пролетающие через ловушку с фотонами не взаимодействуют с последними, а являются своеобразными зондами их состояния. С квантовой точки зрения каждой частице, здесь это атом, соответствует определенная длина волны. В данном случае после прохождения ловушки атом менял фазу своего квантового состояния, что свидетельствовало о наличии фотона между зеркал. Когда в эксперименте используются водородоподобные , так званые ридберговские атомы, метод становится достаточно чувствительным для обнаружения одного фотона и регистрации его смерти – поглощения зеркалом . Таким образом, появилась возможность считать фотоны без их разрушения. Комманда Ароша также подготовила эксперимент, в котором фотоны находились в состоянии «кота Шредингера», а точнее в состоянии суперпозиции и наблюдали как это состояние меняется при поглощении фотонов в резонаторе.

Экспериментатор, Дэвид Винланд стал первым, кто использовал электромагнитные устройства, известные как ловушки Пола, для захвата ионов в ловушку для квантовой метрологии. В ходе работы, он разработал множество новаторских экспериментальных методов что с тех пор стали стандартными средствами манипуляций с отдельными атомами. Вооруженный эффективной технологией одноатомного детектирования вместе с лазерным охлаждением с целью привести ион до самой низкой энергией колебательного состояния, Винланд проводит сверхвысокоточную спектроскопию одиночных ионов. Примечательно, что именно с этой технологией, он заложил основу для беспрецедентного контроля над электронными и поступательными степенями свободы иона с возможностью создания таких суперпозиционных состояний, существование которых возможно лишь в резонаторе посредством взаимодействия света и вещества.

Эти работы вывели современную науку на новый уровень и приблизили нас на огромный шаг к созданию квантового компьютера. Уже сейчас осуществлена передача информации (квантового состояния) между 14 ионами, заключенными в ловушку, представленную Винландом. Кроме того, практическим применением вышеупомянутых открытий также стали сверхточные часы с точностью хода 10–17 Это сделает возможным регистрацию очень слабых физических эффектов и их дальнейшее практическое применение.