Шмонова Татьяна

Проверочная работа по физике «Трудности и радости открытия»

Материал опубликован 21 June 2017 в группе

УРОК.РФ: группа для участников конкурсов

47037

221793

Проверочная работа по физике

«Трудности и радости открытия»

Содержание

Часть 1. Введение.

Часть 2. Проверочная работа.

Часть 3. Решения.

Часть 4. Ответы.

Часть 5. Литература.

Часть 1.

Введение.

Проверочная работа в форме игры по физике.

Физика занимает основное место среди школьных дисциплин. Как учебный предмет она создаёт у учащихся представление о научной картине мира. Физика показывает сущность научных знаний, подчёркивает их нравственную ценность, формирует творческие способности учащихся, т.е. способствует воспитанию высоконравственной личности.

Среди множества путей воспитания у учащихся интереса к учению одним из наиболее эффективных является организация игровой деятельности. Почему я выбрала на данный момент именно этот путь воспитания интереса к учению? Первая причина: хочется просто отдохнуть, т.к. в нашем лицее мы на уроках и спецкурсах много решаем сложных задач; участвуем в олимпиадах разного уровня, в конкурсах: «Хочу всё знать!», «Наука и техника», «Время вперёд!» а др., в Сахаровских чтениях и в международных Харитоновских чтениях. Вторая причина: приохотить к учению, как писал Л.И.Перельман, не столько друзей физики, сколько её недругов, которых важно не приневолить. Слова «просто отдохнуть» я особо выделила, т.к. игра не является для нас забавой и развлечением. Игра – это учение и труд. Известный французский учёный Луи де Бройль утверждал, что все игры (даже самые простые) имеют много общих элементов с работой учёного. В игре сначала привлекает поставленная задача и трудности, которые можно преодолеть, а затем радость открытия и ощущение преодолённого препятствия. Именно поэтому всех людей независимо от возраста привлекает игра.

Я и мои ученики понимаем, что игры не могут быть источником систематических, прочных и точных знаний. Дидактические игры хороши в системе с другими формами обучения. Учащиеся нашего лицея стремятся получить знания, соответствующие современному уровню развития науки, и учатся приобретать их самостоятельно.

Игры, которые провожу я, учащимся очень нравятся: наглядные, красочные и с использованием ИКТ. Они вызывают у них только положительные эмоции: весёлое настроение и удовлетворение от удачного ответа. На протяжении всей игры присутствует дух соперничества между командами или отдельными участниками, что повышает самоконтроль и активизирует их деятельность. Завоевание победы или выигрыш очень сильно побуждает ученика к дальнейшим действиям – хочется снова играть (решать) и самостоятельно добывать знания.

Не всегда победителями игры становятся хорошо успевающие учащиеся. Часто много терпения и настойчивости проявляют в игре те, у кого этих качеств не хватает для систематического приготовления уроков.

Игры, организованные мною, в основном, провожу в конце учебного года, в конце четверти, но протяжении всей «Недели физики», в День космонавтики, в летнем физико-математическом лагере. Ученики понимают и принимают как цели, так и правила игры, которые я постоянно меняю, и становятся активными участниками их реализации. Игры для 7-10 классов, ведь 11-классники должны больше размышлять, анализировать, сравнивать, обобщать, а это другие пути обучения, но при малейшей возможности и они не прочь показать свою интеллектуальность.

Эта проверочная работа в форме игры для учеников 10-11 классов. Кто-то спросит: «Так причём здесь игра – им сдавать экзамен?» Отвечу так: «Все методы хороши, если они ведут к положительному результату сдачи экзамена, к поступлению в те Вузы, в которых выпускники хотели бы учиться, а это ведущие Вузы России».

Те некоторые задания, которые я использую в своей работе, содержат элементы игры. Эти задания можно применять в конце учебного года на уроках физики в 10, 11-х классах или на спецкурсах в качестве повторения. Хочется проверить не только знания физики, но и вычислительные навыки. Это способствует углублению знаний в области физики, в подготовке не только сдачи ЕГЭ, но и участию школьников в различных олимпиадах.

Игра «Цепочка» состоит из 10 заданий. К каждому заданию даётся 4 варианта ответа, из них правильный только один, который ученик вписывает в условие следующего задания и решает его. Процесс повторяется.

Выпускники с удовольствием «играют», хоть это не просто. Бывает, что кто-то успешно доходит в этой «игре» до финала, т.к. в группе есть призёры и победители школьных, городских и областных олимпиад. Затем отдельно рассматриваем все предложенные способы решения задач.

Часть 2.

Проверочная работа

№1. Из пункта А в пункт В, расстояние между которыми 30 км, одновременно выехали мотоциклист и велосипедист. Известно, что за час мотоциклист проезжает на 35 км больше, чем велосипедист. Определите скорость велосипедиста, если известно, что он прибыл в пункт В на 1 час 24 минуты позже мотоциклиста.

1. 50 2. 15 3. 65 4. 15

№2. Тело движется равноускоренно без начальной скорости. За какой промежуток времени это тело пройдёт пятый метр своего пути, если первый метр оно проходит за (см. ответ №1) с?

1. 15 с 2. 35 с 3. 1.5 с 4. 3.5 с

№3. Через неподвижный блок перекинута лёгкая верёвка, к концу которой прикреплён груз массой m=9 кг. Для поднятия груза с поверхности земли на высоту =(см. ответ №2) м за время t=6 с надо потянуть верёвку с постоянной силой F. На какую величину потребуется увеличить силу F, чтобы поднять груз с поверхности земли за то же время на высоту=5.5 м? Массой блока и трением в его оси пренебречь.

1. 1Н 2. 2Н 3. 3Н 4. 9Н

№4. Два пластилиновых тела движутся навстречу друг другу. Масса одного тела 10г. Его скорость до столкновения (см. ответ задачи №3) . Масса второго тела 25 г. При какой скорости второго тела после столкновения тела остановятся?

1. 2.5 2. 0.25 3. 0.4 4. 4

№5. Если на плоскую льдину площадью S=2 и толщиной h = (см. ответ №4) м, плавающую на поверхности воды, встанет человек массой 70 кг, то льдина дополнительно погрузится в воду на:

1. 3.5 см 2. 7 см 3. 1.4 см 4. 2.8 см

№6. Три конденсатора с ёмкостью С, ХС, 2С соединены последовательно, где Х=(см. ответ №5). К цепи приложили напряжение U. Найти заряд конденсатора ХС.

1. 2. 3. 5CU 4.

№7. Имеется два точечных заряда XQ и 18Q (Q>0), Х =(коэффициент ответа №6 умножьте на 10). В какой из точек – А, В или С, находящихся на одной прямой, сила, действующая со стороны этих зарядов на некоторый помещенный в эти точки положительный заряд q, будет наименьшим? Расстояния А – XQ, XQ – В, В – 18 Q, 18 Q – C – одинаковы и равны a.

(k – не расписывать).

1. В точке А и С 2. В точке С 3. В точке В 4. В точке А

№8. Лёгкий воздушный шар, заполненный гелием, находится в равновесии в атмосферном воздухе. Найти отношение массы оболочки шара к массе гелия в шаре. Молярная масса гелия =(см. коэффициент в №7) .

1. 6.25 2. 7 3. 7.25 4. 13

№9. Точка движется со скоростью =(см. ответ №8) перпендикулярно главной оптической оси собирающей линзы с фокусом расстоянием F=20 см, пересекая оптическую ось на расстоянии d=60 см от линзы. С какой скоростью движется изображение точки?

1. 31.25 2. 6.25 3. 3.125 4. 12.5

№10. Период полураспада некоторого радиоактивного изотопа равен Т. В начальный момент имеется атомов. Сколько атомов этого вещества останется через время Х T, где Х =(см. ответ №9, округлив до целых)?

1. 2. 3. 4.

Дополнительная задача.

Два грузика массами m1 и m2, находящиеся на гладкой горизонтальной поверхности, соединены лёгкой пружиной. Жёсткость пружины k. Каков период Т свободных колебаний системы, если при колебаниях грузики движутся вдоль одной прямой?

Часть 3.

Решения.

№1. Время движения велосипедиста: = , мотоциклиста – = =, где V=35 , т.к. по условию известно, что за час мотоциклист проезжает на 35 км больше.

Δt= - ==

Отсюда, Vв(Vв+ΔV)=SΔV

Vв+ΔV*Vв-SΔV\Δt=0

Vв =-

Vв=15 , где S=30 км, t=1 ч 24 мин = 1,4 ч

Ответ: Vв=15

№2. Обозначим l=1м, а – ускорение тела. Тогда из формулы S= следует, что первый метр пути тело проходит за время =,а n метров проходит за время =. Значит, n-й метр тело проходит за время -=-=(-=

= (-.

Поставляя в это выражение =15 c, n=5, получаем, что -=3,5 c.

Ответ: -=3,5c.

№3. В процессе подъёма на груз действуют сила Т – натяжение верёвки и сила тяжести - mg. В проекциях на ось OY по 2-му закону Ньютона имеем: ma = T - mg, где а - ускорение груза. Поскольку массой верёвки можно пренебречь, то модуль силы Т равен модулю силы F, с которой тянут за свободный конец верёвки: Т=F. Под действием этой силы груз получает ускорение: а = и поднимает на высоту = .

Исключая величину а из двух последних уравнений, найдём:

F = mg +.

Аналогично, чтобы поднять груз за то же время на высоту, надо приложить силу: F+ΔF=mg+, где ΔF - искомое увеличение модуля силы F. Отсюда, ΔF=, ΔF=1H, т.к. m=9 кг, =3,5 м, t=6c, =5,5 м.

Ответ: ΔF=1H.

№4. После столкновения тел, они слипаются (удар неупругий). Если после столкновения тела останавливаются, то импульс этой системы тел после столкновения равен нулю. Следовательно, согласно закону сохранения импульса, должен равняться нулю и импульс системы тел до столкновения. Поэтому до столкновения должно выполняться равенство: = => =, =0,4 .

Ответ: =0,4 .

№5. а) Можно к двум ситуациям применить условие плавления:

Mg=g, где = - объём погруженной части льдины (1)

(M+m)g=g, где =+ΔhS – объём погруженной части льдины (2).

ρΔV+m= (+Δh*S)

В результате преобразования получили: Δh=– глубина, на которую дополнительно погрузится льдина.

(В условие лишняя данная h=0,4 м)

б) Можно решить задачу, используя h , Δh=, но это и есть Δh=.

в) Что изменилось, когда человек встал на льдину? Увеличилась сила тяжести, а следовательно выталкивающая сила на gΔhS. Применим условие плавания:

mg=gΔhS => Δh=. На много проще.

Ответ: Δh=3,5 см.

№6. При последовательном соединении конденсаторов у всех будет одинаковый заряд, а напряжение складывается. Поэтому, когда к цепи приложили электрическое напряжение U, для заряда конденсаторов Q выполняется уравнение: U= ++

Отсюда находим: Q=, т.к. U=+=.

Ответ: Q=.

№7. Используем принцип суперпозиции. Если заряд q поместить в т. А, то силы, действующие на него со стороны 2Q и 18Q, направлены влево. Поэтому по принципу суперпозиции имеет для равнодействующей силы: = +=4.

Если поместить положительный заряд q в т. В, то силы будут направлены противоположно, и на основании суперпозиции находим результирующую силу:

=-=

В т. С на заряд q будут действовать силы, направленные вправо, и поэтому

=+==18.

Из этих формул следует, что наименьшей сила будет в т. А.

Ответ: =

№8. В равновесии сила тяжести, действующая на оболочку шара и гелий внутри, уравновешивается силой Архимеда, действующей на шар со стороны окружающего воздуха

(m+M)g=m(1+)g=ρgV

m+M=m(1+)=pV (1), где m и M массы гелия и оболочки шара, p – плотности воздуха.

Величину , которую нужно найти, далее обозначим буквой х. Исключим из (1) величины m и g с помощью уравнения Клапейрона - Менделеева. Для гелия внутри шара имеем

pV=RT => m= (2)

Чтобы найти плотность воздуха запишем уравнение Клапейрона – Менделеева для некоторого объёма воздуха .

Учитывая, что добавление воздуха равно давлению гелия внутри шара, т.к оболочка по условию не обладаем упругостью, а также равны температуры газов, имеем р=RT => p= (3), где – масса воздуха в рассматриваемом объёме, ρ=– плотность воздуха.

Подставляя (2) и (3) в уравнение (1), получим (1+x)= (4).

Отсюда, х ===-1

=6,25

Итак, гелий в атмосфере из воздуха может поднимать груз с массой в 6,25 раз больше массы самого гелия ( – можно помнить или посмотреть в таблице Д.И. Менделеева).

Ответ: =6,25

№9. Из формулы тонкой линзы выразим f – расстояние от движущегося изображения до линзы:

= +, f = (1)

Найдём пройденные пути точки и её изображением:

, => t = (2)

Линейное увеличение:

, но из (2)

(3)

Подставим (1) в (3):

Ответ:

№10. За время, равное одному периоду полураспада Т, число атомов распадающегося вещества уменьшится вдвое и станет равным .

Ещё за один период полураспада вдвое уменьшится и это число атомов, поэтому останется атомов вещества.

А за ещё один период полураспада, т.е. за время 3Т после начала наблюдения, вдвое уменьшится и это число.

Поэтому через время 3Т после начала наблюдения останется атомов вещества.

Ответ: N=

Дополнительная задача.

Решение.

Первый способ:

Рассматриваем движение в системе отсчёта центра масс. Поскольку при колебаниях все витки пружины деформируются одинаково, неподвижный в этой СО центр масс «привязан» всё время к одной и той же точке пружины т.С. Следовательно, эту точку можно рассматривать как закреплённую. Она делит пружину на две части, причём к колебаниям каждой части применима обычная формула периода колебаний пружинного маятника. Если полная длинна пружины l, то длина этих частей:

l= l и l= l

Коэффициент жёсткости пружины обратно пропорционален её длине, поэтому

k= k, k=k

Период колебаний каждой части пружины:

Т=2π=2π=2π

Естественно, периоды колебаний обеих частей одинаковы: иначе центр масс не мог бы покоиться. Грузики колеблются в противофазе – их скорости в любой момент направлены противоположно друг другу.

Второй способ:

В аналогичной электрической системе две индуктивности L и L и один конденсатор С, т.к. k – аналогична , а m – L, где k – жёсткость, m – масса.

Анализ механической системы показывает, что х – сокращение (или удлинение) пружины: х = х+х, где х – смещение первого груза, х – другого.

По аналогии, в электрической системе заряд q, протекающий в цепи: q=q+q, где q и q – заряды, проходящие через катушки индуктивности. Дифференцирование этого равенства даёт связь токов в катушках: i = i+i (1)

Это соотношение позволяет учащимся сделать вывод о параллельном соединении индуктивностей, найти схему аналогичной электрической системы и период её колебаний:

Для нахождения L учтём, что при параллельном соединении катушек напряжения на них одинаково: U=U=U (2).

Будем так же считать, что катушки находятся на таком расстоянии друг от друга, что взаимной индукцией можно пренебречь, а их омическое сопротивление ничтожно мало.

Исходя из соотношений (1) и (2):

, ,