Задание №22 ЕГЭ Физика: разбор и критерии
Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.
Условие
В широкую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты керосин и вода (см. рис.). На рисунке b = 10 см, H = 30 см. Какова высота жидкости в правом колене?
Подсказки — как подойти к решению
- Воспользуйся законом Паскаля: на уровне границы раздела жидкостей давление в обоих коленах одинаково. Определи по плотностям и высотам столбов, в каком колене налит керосин, а в каком вода.
- Запиши давления, создаваемые столбами жидкостей от уровня границы раздела до свободных поверхностей, и приравняй их. Помни ловушку: атмосферное давление действует на обе открытые поверхности, поэтому в уравнении оно сокращается.
Решение
1. Рассмотрим давление жидкостей в обоих коленах на уровне границы жидкостей. По закону Паскаля давление в обоих коленах на этом уровне должно быть одинаковым.
2. Поскольку высота столба жидкости в левом колене больше, чем в правом, делаем вывод, что в левом колене плотность жидкости меньше, чем в правом, то есть в левом — керосин, в правом — вода. Давление жидкости в левом коле≠ p₁ = ρ₁g (H − b) + p_a, в правом коле≠ p₂ = ρ₂g (h − b) + p_a. Из равенства давлений получаем:
h = (ρ₁ (H − b))/(ρ₂) + b = (800 · (30 − 10))/(1000) + 10 = 26 см.
Ответ: 26 см.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 2 баллов) | Балл |
|---|---|
| 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: условие теплового равновесия воды и льда, формулы для расчета количества теплоты при нагревании и кристаллизации, уравнение теплового баланса); II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | — |
| 2 Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ 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. | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | — |
| 0 Максимальный балл | 2 |
Типичные ошибки
- Ученик отсчитывает высоты столбов от дна трубки, а не от уровня границы раздела жидкостей, и потому дважды учитывает нижний участок. Давления на уровне раздела перестают быть равными, и высота жидкости в правом колене выходит завышенной.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №22 по физике · Разбор темы №22 с нуля