Сборник задач по физике с компьютерной проверкой

Сборник задач по физике

с компьютерной проверкой

10-11 класс

В данном учебно-методическом пособии подобраны задачи с компьютерной проверкой для программно-педагогического средства «Открытая физика 1.1, 2.5», а также приведены бланки компьютерных лабораторных работ для некоторых моделей курса. 

Задачи к компьютерным моделям могут выполнятся учащимся самостоятельно в классе или в качестве домашнего задания, правильность решения которых они смогут проверить, поставив компьютерные эксперименты. Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу творческой, а в ряде случаев приближает её по характеру к научному исследованию.

Для проведения компьютерной  лабораторной работы разработаны бланки, задания в которых расположены по мере возрастания их сложности. Каждому заданию соответствует определенное количество баллов. Компьютерная лабораторная работа рассчитана на 25-35 мин.

Выбор физических параметров

Название	Элемент интерфейса	Назначение
Командные кнопки		Кнопки служат для запуска или остановки компьютерной модели. На кнопках также могут быть пиктограммы. Этот интерфейсный элемент по своей работе ни чем не отличается от обычных кнопок в среде Windows. Возможна работа как с мышью так и от клавиатуры.
Линейки выбора		Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. Возможна работа, как с мышью, так и от клавиатуры (управляющие клавиши со стрелками и PgUp, PgDn, Home, End).
Термометры		Перемещение маркера или шкалы по вертикали приводит к уменьшению или увеличению температуры. Нажатие на кнопки-стрелки дискретно увеличивает или уменьшает значение температуры. Возможна работа, как с мышью, так и от клавиатуры.
Кнопки переключения		Кнопки переключения служат для выбора одной из предложенных альтернатив в компьютерных моделях. В кнопках также могут быть пиктограммы. Этот интерфейсный элемент по своей работе ни чем не отличается от обычных кнопок переключения в среде Windows. Возможна работа, как с мышью, так и от клавиатуры.
Индикаторы		Индикаторы в моделях служат для указания установок модели. На кнопках также могут быть пиктограммы. Этот интерфейсный элемент по своей работе ни чем не отличается от обычных индикаторов в среде Windows. Возможна работа, как с мышью, так и от клавиатуры.
Линейки выбора длин волн		Перемещение маркера по горизонтали приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки дискретно увеличивает или уменьшает значение длины волны или частоты.
"Схвати и Потащи"		Для изменения положения объектов в моделях применяется технология "Схвати и Потащи". Если над объектом модели курсор изменился объект можно переместить в новое положение с нажатой мышью.
"Укажи и нажми"		Для указания положения объекта или изменения его состояния применяется технология "Укажи и нажми". Если над объектом модели курсор изменился можно указать новое положение объекта или изменить его состояние нажатием кнопки мыши.

Раздел Механика

Модель Сложение векторов

1.     Вектор  задан на плоскости своими проекциями на оси Х и Y: a_x= -2 см, а_y=0. Найдите модуль и направление вектора.

2.     Вектор  задан на плоскости своими проекциями на оси Х и Y: a_x= 2 см, а_y=2 см. Найдите модуль и направление вектора.

3.     Вектор  является суммой векторов  и . Найдите модуль и направление вектора , если векторы  и  заданы на плоскости следующими значениями своих проекций: a_x= 2 см, а_y=0 см,  b_x= -5 см, b_y= 0 см.

4.     Вектор  является суммой векторов  и . Найдите модуль и направление вектора , если векторы  и  заданы на плоскости следующими значениями своих проекций: a_x= 4 см, а_y=2 см,  b_x= -1 см, b_y= -5 см.

5.     Вектор  является разностью векторов  и . Найдите модуль и направление вектора , если векторы  и  заданы на плоскости следующими значениями своих проекций: a_x= 0 см, а_y=-4 см,  b_x= 0 см, b_y= 2 см.

6.     Вектор  является разностью векторов  и . Найдите модуль и направление вектора , если векторы  и  заданы на плоскости следующими значениями своих проекций: a_x= -1 см, а_y=-2 см,  b_x= 2 см, b_y= -5 см.

Модель Движение с постоянным ускорением

1.     Пешеход начал движение из начала координат со скоростью 0,6 м/с. Найдите координату пешехода через одну минуту после начала движения, если он движется равномерно.

2.     Пешеход начал движение из начала координат с постоянной скоростью – 0,4 м/с. Найдите координату пешехода через одну минуту после начала движения и пройденный им за это время путь.

3.     Бегун начал движение из начала координат без начальной скорости. Ускорение бегуна составляет 0,1 м/с². Определите скорость бегуна через 30 с и путь, пройденный им за это время.

4.     Бегун начал движение из начала координат без начальной скорости. Ускорение бегуна составляет –0,05 м/с². Определите величину скорости и координату бегуна через 60 с, а также путь, пройденный им за это время.

5.     Спортсмен начал движение из начала координат с начальной скоростью равной 1 м/с и ускорением 0,02 м/с².Определите скорость и координату спортсмена через 50 с, а также путь, пройденный им за это время.

6.     Спортсмен начал движение из начала координат с начальной скоростью равной 0,4 м/с. Ускорение спортсмена составляет –0,04 м/с². Определите проекцию скорости и координату спортсмена через 100 с, а также путь, пройденный им за это время.  Через какое время после начала движения скорость спортсмена будет равна нулю?

7.     Движение бегуна вдоль оси Х происходит по закону
X = 0,8t – 0,02t², где t - время в секундах. Найдите начальную координату бегуна, проекцию его скорости на ось Х, а также проекцию его ускорения на ось Х.

8.     Скорость равномерно движущегося тела 0,8 м/с. Постройте графики скорости, координаты и пути, если начальная координата тела x₀ = 0. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

9.     Скорость равномерно движущегося тела – 0,6 м/с. Постройте графики скорости, координаты и пути, если начальная координата тела x₀ = 0. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

10. Тело начинает движение из начала координат без начальной скорости. Ускорение тела равно 0,1 м/с². Постройте графики скорости, координаты и пути, этого тела. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

11. Тело начинает движение из начала координат без начальной скорости. Ускорение тела равно –0,1 м/с². Постройте графики скорости, координаты и пути, этого тела. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

12. Тело начинает движение из начала координат с начальной скоростью равной 1 м/с². Ускорение тела равно 0,05 м/с². Постройте графики скорости, координаты и пути, этого тела.
Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

13. Тело начинает движение из начала координат с начальной скоростью равной 1 м/с². Ускорение тела равно – 0,02 м/с². Постройте графики скорости, координаты и пути, этого тела. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

Модель Свободное падение тел

1.     С какой высоты упал мяч, если он двигался 1 секунду?

2.     За какое время мяч, начавший свое падение без начальной скорости, пройдет путь 20 м?

3.      Тело падает без начальной скорости. Какова его скорость после 3 с падения?

4.     На какую максимальную высоту поднимется тело, брошенное вертикально вверх со скоростью 25 м/с?

5.     Из пружинного пистолета  выстрелили вертикально вверх шариком, который поднялся на высоту  5 м. С какой скоростью шарик вылетел из пистолета?

6.     По какой траектории движется тело, брошенное горизонтально?

7.     Как изменится  дальность полета тела, брошенного горизонтально, если скорость увеличится в 2 раза?

8.     Как изменится время полета тела, брошенного горизонтально с некоторой высоты, если скорость увеличится в 2 раза?

9.     Как изменится время полета тела, брошенного горизонтально с некоторой высоты, если в 4 раза увеличить начальную высоту?

10. Из окна бросили мяч в горизонтальном  направлении со скоростью 12 м/с. Он упал на  землю через 2 с. С какой высоты был брошен мяч и на каком расстоянии от здания он упал?

11. Мальчик бросил горизонтально мяч из окна, находящегося на высоте 20 м. Сколько времени летел мяч до земли,  и с какой скоростью он был брошен, если он упал на расстоянии 6 м от основания дома?

12. Мяч был брошен под углом 30^о к горизонту, с начальной скоростью 20 м/с. Какова дальность полета?

13. Найти максимальную высоту подъёма камня, брошенного с начальной скоростью 10 м/с под углом 45^О к горизонту.

14. Диск, брошенный под углом  45^О к горизонту, достиг наибольшей высоты h. Какова дальность его полета?

Модель Движение на наклонной плоскости

1.     Телу  массой 2 кг сообщают ускорение 4 м/с². С какой силой тянут тело, если коэффициент сопротивления 0,1?

2.     Тележку массой 3 кг начинают толкать из состояния покоя. С каким ускорением движется тележка, если коэффициент сопротивления равен 0,15, а сила тяги 6 Н?

3.     С наклонной плоскости расположенной под углом 10^О к горизонту движется брусок массой 2,5 кг. Коэффициент сопротивления движению равен 0,2. С каким ускорением движется тело, если сила тяги 9 Н?

4.     С наклонной плоскости расположенной под углом 30^О к горизонту движется брусок массой 3 кг. Чему равен коэффициент сопротивления движению, если ускорение  тела 4,25 м/с², если сила тяги 8,4 Н?

Раздел Механические колебания и волны

Модель Свободные колебания (нитяной маятник)

1.     Длина нити маятника 150 см. Чему равен его период?

2.     Длину нити маятника уменьшили на 40 см. Как  изменился период колебания?

3.     Определите длину математического маятника, совершающего гармонические колебания с периодом 1,9 с. Ускорение свободного падения считать равным 9,8 м/с². Ответ привести в сантиметрах. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.

4.     Период колебаний математического маятника в результате изменения его длины возрос в 1,2 раза. Определите отношение конечной длины маятника к первоначальной. Ответ округлите до десятых. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.

5.     Определить первоначальную длину математического маятника, если при изменении его длины до 1 м период его колебаний уменьшился в 1,1 раза. Ответ округлить до десятых. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.

6.     На сколько процентов следует изменить длину математического маятника, чтобы период его колебаний увеличился на 20 %? Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.

Модель Свободные колебания(пружинный маятник)

1.     Чему равен период колебания пружинного маятника, если масса колеблющегося тела 0,8 кг, а коэффициент жесткости 5,5 Н/м?

2.     По условию предыдущей задачи запишите уравнение движения тела х=х(t) и v=v(t), если амплитуда 20 см.

3.     Пружину, какой жесткости необходимо подобрать, чтобы тело массой 1 кг совершало колебания с периодом 2,5 с?

4.     Тело совершает колебания на пружине жесткостью 10Н/м с периодом 1,8 с. Чему равна масса колеблющегося тела?

5.     Тело на пружине совершает колебания по закону х=0,1cos2,63t. Чему равен период колебания?

Раздел Электричество и магнетизм

Модель Взаимодействие точечных зарядов

1.     С какой силой действуют друг на друга два точечных положительных заряда по 0,1 мкКл, находящиеся на расстоянии 1,5 друг от друга?

2.     На каком расстоянии друг от друга заряды 0,05 мкКл и 0,01 мкКл взаимодействуют с силой 6 мкН?

3.     Два заряда  по 0,1 мкКл каждый, расположенные на расстоянии 326 см друг от друга, образуют электростатическое поле. С какой силой это поле действует на заряд 0,05 мкКл, помещенный в точку, удаленную на 163 см от каждого из зарядов, если заряды, образующие поле, одноименны? если заряды разноименные?

4.     Два заряда  0,04 мкКл и -0,08 мкКл, расположенные на расстоянии 300 см друг от друга, образуют электростатическое поле. С какой силой это поле действует на заряд 0,1 мкКл, помещенный в точку, удаленную на 1 м от каждого из зарядов?

Модель Цепи постоянного тока

1.     Два резистора, сопротивления которых 5 и 10 Ом, подключены последовательно  к источнику тока 10 В. Соберите цепь и рассчитайте распределение сил токов и напряжения на каждом резисторе.

2.     Цепь состоит из трех последовательно соединенных проводников, подключенных к источнику тока с напряжением 8 В. Сопротивление первого проводника 4 Ом, второго 6 Ом, а третьего 8 Ом. Соберите цепь и рассчитайте распределение сил токов и напряжение на каждом резисторе.

3.     Резисторы, сопротивления которых 2 и 3 Ом, соединены параллельно и  подключены к источнику постоянного напряжения 10 В. Найдите силу тока через каждый из резисторов.

4.      Резисторы, сопротивления которых 4 и 8 Ом, соединены параллельно. Каково напряжение на резисторах,  если в сила тока в цепи 3,75 А

5.     Найдите распределение  сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке, если R1=2 Ом,  R2= 3 Ом,  R3=4 Ом, а амперметр показывает 1.15 А.

Модель Движение заряда в электрическом поле

1.     Электрон движется в  электрическом поле напряженностью 10 кВ/м линии которого направлены вертикально вверх. Какова дальность полета электрона, если горизонтальная составляющая скорости 5 Мм/с. Какова была скорость электрона в момент удара о пластину?

2.     Электрон движется в электрическом поле напряженностью 2 кВ/м со скоростями вдоль оси Х и Y 4 Мм/с и 2 Мм/с соответственно. Через сколько времени электрон окажется  на том же уровне? На каком наименьшем расстоянии электрон пройдет от пластины?

Модель Свободные колебания в RLC контуре

1.     Как и во сколько изменится период электрических колебаний, если  ёмкость  конденсатора 4 мкФ, а  индуктивность изменялась от 2 до 8 мГн?

2.     Чему равна  индуктивность катушки, если  емкость  конденсатора 7 мкФ, а период  колебаний заряда 1,5 мс?

3.     Период колебаний заряда в колебательном контуре 1,9 мс. Чему равна емкость конденсатора, если индуктивность катушки 9,1 мГн?

4.     В колебательном контуре емкостью конденсатора 2 мкФ и индуктивностью катушки 2 мГн происходят колебания заряда  амплитудой 2 мкКл. Вычислите циклическую частоту. Запишите уравнение q=q(t).

5.     По условию предыдущей задачи вычислите значение заряда через 2 мс. Сравните с показаниями модели. Запишите уравнение для определения силы тока.

Раздел Оптика

Модель Отражение и преломление света

1.     Угол падения светового луча на границу раздела двух сред равен 60°. Преломлённый луч составляет с нормалью угол 35°. Определите в градусах угол между отражённым и преломлённым лучами.

2.     Световой луч падает под углом 60° на границу раздела воздух-стекло, а преломлённый луч составляет угол 31° с нормалью. Определите показатель преломления стекла.

3.     Луч света переходит из воды в стекло с показателем преломления 1,7. Определите угол падения луча, если угол преломления равен 22°.

4.     Луч света падает на поверхность жидкости из воздуха под углом 40° и преломляется под углом 27°. При каком угле падения луча угол преломления будет равен 20°?

5.     Угол падения светового луча на границу раздела воздух-стекло равен 60°. При этом угол между отраженным и преломленным лучами равен 85°. Определите показатель преломления стекла.

6.     Луч света падает на поверхность раздела двух прозрачных сред под углом 35° и преломляется под углом 20°. Чему равен угол преломления, если луч падает на эту границу под углом 80°.

7.     Определите угол преломления луча при переходе из воздуха в некоторую среду, если угол между падающим и преломленным лучами равен 140°, а угол падения 45°. Каков показатель преломления этой среды?

8.     Предельный угол полного внутреннего отражения на границе двух сред равен 30°. Определите отношение показателя преломления первой среды к показателю преломления второй среды.

Модель Тонкая линза

1.     Предмет находится на расстоянии 3,0 см от собирающей линзы, а его действительное изображение на расстоянии 15 см. Чему равно фокусное расстояние линзы? Ответ дать в сантиметрах.

2.     Главное фокусное расстояние рассеивающей линзы равно 10 см. Изображение предмета находится на расстоянии 7,5 см от линзы. Чему равно в сантиметрах расстояние от предмета до линзы и линейное увеличение линзы?

3.     На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 5 см надо поставить предмет, чтобы его мнимое изображение было в 2,5 раза больше самого предмета. Ответ дать в сантиметрах.

4.     Линза даёт уменьшенное в 2 раза мнимое изображение предмета, находящегося в 20 см от неё. Найти в метрах её фокусное расстояние.

5.     С помощью тонкой линзы получается увеличенное в 3 раза действительное изображение предмета. Если предмет приблизить к линзе на 1 см, то изображение будет увеличенным в 2 раза. Определите оптическую силу линзы?

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Исследование равномерного и неравномерного движения

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Механика, модель Движение с постоянным ускорением.

Описание модели

Модель  содержит  командные кнопки Старт (запуск модели) и Выбор (изменение параметров модели).  Выбор  параметров осуществляется с помощью специальных линеек выбора скорости и ускорения. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. При запуске модели в окне справа отображаются показания времени, координаты, скорости и перемещения.

1.    При равномерном движении ускорение тела равно _______________________________ (1 балл)

2.    Запишите формулу перемещения и координаты при равномерном движении ____________________________________________________________________________    (1 балл)

3.    Пешеход начал движение из начала координат со скоростью 0,6 м/с. Найдите перемещение  пешехода через одну минуту после начала движения, если он движется равномерно. Произведите расчет и проверьте ваши ответы. ________________________________________________________

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

(2 балла)

4.    Скорость равномерно движущегося тела 0,8 м/с. Постройте графики скорости и координаты, если начальная координата тела x₀ = 0. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________(3 балла)

5.    Запишите формулу скорости при равноускоренном и равнозамедленном движении____________________________________________________________ ______  (1 балл).

6.    Запишите формулу перемещения при равноускоренном и равнозамедленном движении__________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________(1 балл).

7.    Установите значение начальной скорости 0,5 м/с, ускорение 0,2 м/с². Как будет выглядеть уравнение скорости  и перемещения для этого случая.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2 балла)

8.    Рассчитайте по этим данным значение скорости и перемещения через 10 с и проверьте ваши ответы. ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2 балла)

9.    Тело движется по закону υ=0,2-0,1t. Постройте графики скорости и координаты, если начальная координата тела x₀ = 0. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваши графики.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3 балла)

«3»-10-11 баллов«4»-12-14 баллов «5»-15-16 баллов

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Исследование движения тела брошенного горизонтально (под углом к горизонту)

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Механика, модель Свободное падение тел.

Описание модели

Модель  содержит  командные кнопки Старт (запуск модели) и Очистить.  Выбор  параметров осуществляется с помощью специальных линеек выбора начальной скорости, угла  бросания и высоты бросания. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. Индикатор Траектория отображает на экране траекторию движущегося тела, а индикатор Стробоскоп показывает направление вектора скорости через определенный промежуток времени. При запуске модели в окне справа отображаются показания физических величин: времени, координаты, проекции скоростей и т. д.

1. Установите высоту Н=50 м. Сколько времени будет падать тело из состояния покоя (ответ округлите до десятых). Вычислите и сравните с результатами модели. (2 балла)________
   ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Как изменится время падения, если тело падает с той же высоты и обладает горизонтально направленной скоростью 5 м/с? Вычислите и сравните с результатами модели. (2 балла)
   _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Как изменится время и дальность полета тела брошенного горизонтально  с некоторой высоты, если скорость бросания увеличить вдвое? Проведите эксперимент и ответьте на вопрос.(1 балл)  _________________________________________________________________

Скорость, м/с	5	10
Дальность полета, м
Время, с

4. При каком угле бросания тела дальность полета наибольшая? Проведите эксперимент и ответьте на вопрос.(Н=0 м) (1 балл)________________________________________________

Угол, в градусах	30	45	60
Дальность полета, м

5. Дальность полета тела, брошенного в горизонтальном направлении со скоростью 10 м/с, равна высоте бросания. С какой высоты упало тело? Вычислите и проведите эксперимент. (2 балла)______________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Найти высоту подъема и дальность полета сигнальной ракеты, выпущенной со скоростью 25 м/с под углом 60^О к горизонту. Вычислите и проведите эксперимент. (3 балла)________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

«3»-7-8 баллов    «4»-9-10 баллов   «5»-11 баллов

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Исследование неупругого соударения  тел

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Механика, модель Упругие и неупругие соударения

Описание модели

Модель  содержит  командные кнопки Старт (запуск модели) и Сброс.  Выбор  параметров осуществляется с помощью специальных линеек выбора массы и скорости тел. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. Кнопки переключения Соударение служат для выбора упругого или неупругого соударения. При запуске модели в окне снизу отображаются показания физических величин.

Эксперимент 1.(цена задания 1 балл)

А) Запишите формулу импульса тела ______________________________________

Б) Установите следующие параметры эксперимента: тележка 1 (V₁ = 1 м/с, m₁ = 8 кг), тележка 2

(V₂ = –1 м/с, m₂ = 2 кг). 

У какой тележки импульс больше?____________________ Почему? ____________________________.

В) В каком направлении будет двигаться первая тележка?_____________ Проверьте на модели.

Г) Рассчитайте импульсы тележек до соударения P₁ = __________ _________P₂ =________________________

Д) Выполняется ли закон сохранения импульса при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:
до соударения P = P₁ + P₂  = __________________после соударения P' = _____________ =_____________
Таким образом, P ____ P'  значит, при неупругом соударении закон сохранения импульса ____________.

Эксперимент 2.

1.       Две тележки массами m₁ = 3 кг и m₂ = 6 кг движутся навстречу друг другу. Скорость первой тележки V₁ = 2,0 м/с. Какова должна быть скорость второй тележки, чтобы после неупругого соударения обе тележки остановились?
Запишите ответ____________________ Проверьте результат на модели (2 балла).

2.       Тележка массой m₁ = 5 кг движется со скоростью V₁ = 1,2 м/с и сталкивается с неподвижной тележкой массой m₂ = 10 кг. Определите скорость U тележек после абсолютно неупругого соударения. Проверьте результат на модели (2 балла).

3.       Тележка массой m₁ = 2 кг движется со скоростью V₁ = 1 м/с и сталкивается с неподвижной тележкой. Определите массу второй тележки, если после неупругого соударения тележки движутся со скоростью U = 0,4 м/с. Проверьте результат на модели (3 балла).

4.       Две тележки массами m₁ = 2 кг и m₂ = 8 кг движутся навстречу друг другу. Скорости тележек V₁ = 1,5 м/с и V₂ = 2,0 м/с соответственно. Определите направление и модуль скорости тележек после абсолютно неупругого соударения. Проверьте результат на модели (3 балла).

«3»-9-11 баллов

«4»-12-13 баллов

«5»-14-15 баллов

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Изучение изопроцессов

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Термодинамика и молекулярная физика

Модели Изотермический процесс, Изохорический процесс, Изобарический процесс

Описание модели

Модели  содержат  командные кнопки Старт (запуск модели) и Выбор.  Выбор  параметров осуществляется с помощью специальных линеек выбора. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. При запуске модели в окне снизу отображаются показания физических величин.

Изотермический процесс

1.С помощью модели изотермического процесса пронаблюдайте за изотермическим расширением и сжатием. (1 балл)

А) При изотермическом расширении газа его давление ________________________

Б) При изотермическом сжатии газа его давление_____________________________

2. С помощью модели изотермического процесса пронаблюдайте за построением изотерм при температуре 200К и 400К. При температуре 400 К изотерма располагается ________________,  чем при температуре 200К потому, что_______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                      (2 балла)

3.  При постоянной температуре 300К газ занимал объем 40 дм³, а давление составляло 60 кПа. Чему равно  давление газа, если его объем уменьшился до 10 дм³. Решите задачу и сравните с данными графика (3 балла)

Изобарический  процесс

1.С помощью модели изобарического процесса пронаблюдайте за изобарическим нагреванием и охлаждением. (1 балл)

А) При изобарическом нагревании газа его объем ________________________

Б) При изобарическом нагревании газа его объем _____________________________

2.С помощью модели изобарического процесса пронаблюдайте за построением изобар при давлении 50 кПа и 200 кПа. При давлении газа 50 кПа угол между графиком и осью температуры ______________,  чем при давлении газа 200 кПа потому, что_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2 балла)

При постоянном давлении 80 кПа газ изобарно нагревался от 193 К до 400 К. Какой объем занимает газ, если первоначальный объем был 20 дм³. Решите задачу и сравните с данными графика. (3 балла)

Изохорический   процесс

1.      С помощью модели изохорного процесса пронаблюдайте за изохорным нагреванием и охлаждением.

А) При изохорном нагревании газа его давление ________________________

Б) При изохорном охлаждении газа его давление _____________________________(1 балл)

2.      С помощью модели  изохорного процесса пронаблюдайте за построением  изохор при объеме газа от 10 до 40  дм³.  При объеме газа 10  дм³  угол между графиком и осью температуры ______________,  чем при объеме газа 40  дм³ потому, что_______________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2 балла)

3. При постоянном объеме 40 дм³ газ изохорно охлаждался от 400 К до 100 К. Каково первоначальное давление газа, если в конечном состоянии давление было 21 кПа? Решите задачу и сравните с данными графика (3 балла)

«3»-9-11 баллов                   «4»-12-13 баллов                        «5»-14-15 баллов

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Изучение  свободных колебаний в колебательном контуре

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Электричество и магнетизм, модель Свободные колебания в RLC контуре

Описание модели

Модель  содержит  командные кнопки Старт (запуск модели) и Выбор (изменение параметров модели).  Выбор  параметров осуществляется с помощью специальных линеек выбора индуктивности катушки, емкости конденсатора и сопротивления резистора. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. При запуске модели в окне снизу отображаются показания различных физических величин.

6.              Измените, параметры колебательного контура так, чтобы колебательный процесс был незатухающий. Какой параметр нужно изменить? (1 балл) ____________________________________________ _____

7.              Установите емкость конденсатора 2 мкФ и  не меняя ее, измените индуктивность от 2 до 8 мГн. Как и во сколько изменился период колебания заряда? (1 балл) _______________________________________ ________________________________________________________________________________________

8.              Установите емкость конденсатора 4,8 мкФ. Изменяя индуктивность катушки, добейтесь, чтобы период колебания заряда составлял 1 мс. Рассчитайте индуктивность и сравните результат. (2 балла) ________

_______________________________________ __________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9.              Установите емкость конденсатора 10 мкФ, индуктивность катушки 10 мГн, амплитуду колебания заряда 2 мкКл. Вычислите циклическую частоту. Запишите уравнение q=q(t). (2 балла)

10.           Вычислите значение заряда через 2 мс? Сравните с показаниями модели? (1 балл)

11.           Запишите уравнение колебания силы тока. Вычислите амплитуду силы тока и ее значение через 1,5 мс.

Сравните результат с показаниями модели.(3 балла)

«3»-6-7 баллов  «4»-8-9 баллов   «5»-10 баллов

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Отражение и преломление света

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Оптика, модель Отражение и преломление света

Описание модели

Выбор  параметров модели осуществляется с помощью специальных линеек выбора угла падения и показателя преломления среды. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. При этом в окне справа отображается угол преломления полного внутреннего отражения.

1. Угол отражения  ___ - угол между _________________________________________ (1 балл)
2. Угол преломления ___ - угол между ________________________________________(1 балл)
3. Установите на модели угол падения 45^О, то угол отражения _____________________(1 балл)
4. Луч света отражается под углом 360^О-280^О. Световой  луч падает на поверхность под углом_________(1 балл)
5. Угол между падающим лучом и зеркалом 25^О. Угол отражения составляет________(2 балла)

6.       Световой луч падает под углом 60° на границу раздела воздух-стекло, а преломлённый луч составляет угол 31° с нормалью. Определите показатель преломления стекла. Решите задачу и проверьте  результат на модели. (2 балла)_________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7.       Луч света переходит из воды в стекло с показателем преломления 1,7. Определите угол падения луча, если угол преломления равен 22°. Решите задачу и проверьте  результат на модели.

(2  балла)_______________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8.       Угол падения светового луча на границу раздела воздух-стекло равен 60°. При этом угол между отраженным и преломленным лучами равен 85°. Определите  показатель преломления среды. Решите задачу и проверьте  результат на модели. (3 балла) ____________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

9.       Определите угол преломления луча при переходе из воздуха в некоторую среду, если угол между падающим и преломленным лучами равен 140°, а угол падения 45°. Каков показатель преломления этой среды? (3 балла) _______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

«3»-9-11 баллов   «4»-12-13 баллов  «5»-14-15 баллов

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Получение  увеличенных и уменьшенных изображений с помощью со­бирающей линзы

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Оптика, модель Тонкая линза

Описание модели

Выбор  параметров модели осуществляется с помощью специальных линеек выбора оптической силы линзы  и расстояния d. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. При этом в окне справа отображается фокус линзы, увеличение и расстояние f.

1.    Предмет находится между фокусом и двойным фокусом собирающей линзы. Изображение получается.__________________________________________________________________ Проверьте результат на модели.(1 балл)

2.    Где будет располагаться предмет, если изображение даваемое собирающей линзой получается увеличенное и мнимое?______________________________________________ Проверьте результат на модели. (1 балл)

3.    Где должен располагаться предмет, чтобы его размеры были равны размерам изображения даваемое собирающей линзой?____________________________________________________ Ответьте на вопрос с помощью модели. (1 балл)

4.    Предмет находится на расстоянии 106 мм от собирающей линзы, а его действительное изображение на расстоянии 95 мм. Чему равно фокусное расстояние линзы? (ответ округлить до целых) Проверьте результат на модели.____________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ (2 балла)

5.    На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 5 см надо поставить предмет, чтобы его мнимое изображение было в 2,5 раза больше самого предмета. (2 балла) ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6.    Линза даёт уменьшенное в 2 раза мнимое изображение предмета, находящегося в 20 см от неё. Найти в метрах её фокусное расстояние. (3 балла)__________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

«3»-6-7 баллов   «4»-8-9 баллов    «5»-10 баллов

Класс	Фамилия и Имя обучающегося

Изучение  свободных колебаний груза на пружине.

Диск «Открытая физика 1.1», раздел Механические колебания и волны,

модель Свободные колебания (груз на пружине)

Описание модели

Модель  содержит  командные кнопки Старт (запуск модели) и Выбор (изменение параметров модели).  Выбор  параметров осуществляется с помощью специальных линеек выбора амплитуды колебания, массы груза, жесткости пружины и сопротивления среды. Перемещение маркера или шкалы по такой линейке приводит к уменьшению или увеличению соответствующего параметра. Нажатие на кнопки-стрелки на концах линейки дискретно увеличивает или уменьшает значение физического параметра. При запуске модели в окне снизу отображаются показания различных физических величин.

1.      Изменить параметры колебательного контура так, чтобы колебательный процесс был незатухающий. Какой параметр нужно изменить?_____________________________________     (1 балл)

2.      Запишите формулу периода колебания пружинного маятника __________________________(1 балл)

3.      Установите амплитуду колебания маятника 20 см, массу груза 0,5  кг, коэффициент жесткости 5Н/м.                                                                                                                                                             (2 балла)

А)Как изменится период колебания маятника при увеличении массы тела?_____________________________________________________________________________________

Б) Как изменится период колебания маятника при увеличении жесткости пружины?________________________________________________________________________________

4. Рассчитайте период колебания маятника и сравните результат, если масса груза 1 кг, жесткость пружины 6,6 Н/м?__________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________   (1 балл)

4. Для данного случая запишите уравнение х=х(t)____________________________ __________________________________________________________________________________ (1 балл)

5.Рассчитайте координату тела через 2,45 с._____________________________________________(1 балл)

6. Для данного случая запишите уравнение υ=υ_х(t)____________________________ _________________________________________________________________________________ (2 балла)

7. Рассчитайте амплитуду скорости и скорость через 1,2 с? Сравните результат с показаниями модели.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________(2 балла)

8. Как изменится потенциальная энергия пружины при увеличении жесткости________________________________________________________________________  (1 балл)

9. Какое значение имеет кинетическая и потенциальная энергия при прохождении положения равновесия(min или max)___________________________________________________________   (1 балл)

10.  Какое значение имеет кинетическая и потенциальная энергия при максимальном отклонении от  положения равновесия(min или max)_________________________________________________    (1 балл)

«3»-9-10 баллов   «4»-11-13 баллов  «5»-14 баллов

Литература

1.      Бендриков Г. А. и др.. Задачи по физике для поступающих в ВУЗы. С-П., 1995 г.

2.      Кавтерев А. Ф. Примеры бланков лабораторных работ к компьютерным моделям курса.(электронная статья).

3.      Кавтерев А. Ф. Примеры практических заданий к компьютерным моделям курса.(электронная статья).

4.      Кирик Л. А.Физика-9. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы.- М.: Илекса, 2004.

5.      Рымкевич А. П.Сборник задач по физике. 9-11 классы. М.,1997.

Краткое описание документа:

В данном учебно-методическом пособии подобраны задачи с компьютерной проверкой для программно-педагогического средства «Открытая физика 1.1, 2.5», а также приведены бланки компьютерных лабораторных работ для некоторых моделей курса.

Задачи к компьютерным моделям могут выполнятся учащимся самостоятельно в классе или в качестве домашнего задания, правильность решения которых они смогут проверить, поставив компьютерные эксперименты. Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу творческой, а в ряде случаев приближает её по характеру к научному исследованию.

Для проведения компьютерной лабораторной работы разработаны бланки, задания в которых расположены по мере возрастания их сложности. Каждому заданию соответствует определенное количество баллов. Компьютерная лабораторная работа рассчитана на 25-35 мин.