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
Шарик покоится на границе раздела сред (см. рис.). Определите плотность шарика, если в воду шарик погружен на 1/4 часть своего объема.
Подсказки — как подойти к решению
- Запиши условие равновесия шарика: сила тяжести уравновешена силами Архимеда со стороны воды и со стороны керосина. Учти, что в разные жидкости шарик погружён на разные части объёма, и найди эти части по рисунку.
- Обозначь полный объём шарика за неизвестную величину и вырази через неё массу, используя искомую плотность. Ловушка — учитывать силу Архимеда только со стороны воды: сложи вклады обеих жидкостей, каждая со своим погружённым объёмом.
Решение
По условию объем погруженной части шарика в воду равен 1/4 объема, следовательно, в керосин будет погружена 3/4 от объема шарика. На шарик действуют силы Архимеда со стороны керосина и воды, направленные вверх, и сила тяжести, направленная вниз. Так как шарик находится в равновесии, то F_A₁ + F_A₂ − m g = 0. Сила Архимеда со стороны керосина F_A₁ = ρ_к g · 3/4 V, со стороны воды F_A₂ = ρ_к g · 1/4 V, масса шарика m = ρ V. Объединяя формулы, находим плотность шарика:
ρ = (3 ρ_к + ρ_в)/(4) = (3 · 800 + 1000)/(4) = 850 кг/м³.
Ответ: 850 кг/м³.
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; 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 расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | — |
| 2 Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется 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 и не зачёркнуты. 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) | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | — |
| 0 Максимальный балл | 2 |
Типичные ошибки
- Ученик считает, что сила Архимеда действует только со стороны воды, и не учитывает выталкивающую силу керосина. Тогда условие равновесия даёт заниженную плотность шарика, ведь вклад второй жидкости в поддержание тела полностью теряется.
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