13. Человек приближается к зеркалу со скоростью 5 км/ч. С какой

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА
С МЕТОДИЧЕСКИМИ УКАЗАНИЯМИ СТУДЕНТУ
Модели в механике. Система
отсчета. Траектория, длина
пути, вектор перемещения.
Основные кинематические
характеристики движения:
скорость и ускорение.
Нормальное и
тангенциальное ускорение.
Кинематика вращательного
движения: угловая скорость
и угловое ускорение, их
связь с линейной скоростью
и ускорением.
Материальная
точка
Абсолютно твердое
тело
СО
Траектория
Путь
Перемещение
Скорость
Тангенциальное
ускорение
Нормальное
ускорение
Полное ускорение
Элементарный угол
поворота
Угловая скорость
Угловое ускорение
Текущий
контроль
Основные термины
Посещение занятия
2
План занятия
Цели и
задачи
Кол-во часов
Л
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Кинематика
1
Форма
занятия
№
Тема занятия
Модуль 1
МЕХАНИКА
Комплексная цель модуля - заложить фундаментальные представления об окружающем
нас мире; изучить понятия, принципы, законы и методы механики, т.к. они широко
используются во всех остальных разделах физики и в других дисциплинах.
ЛЕКЦИИ
Общие рекомендации по изучению дисциплины
Важной часть изучения дисциплины является самостоятельная работа над учебным
материалом: чтение и проработка лекционного материала, чтение и проработка учебной
литературы, рекомендованной преподавателем.
При изучении учебного материала рекомендуется вести отдельные конспекты: конспект
лекций, конспект практических занятий и конспект самостоятельной работы над учебным
материалом (учебной литературой). В конспектах рекомендуется выделять важные
выводы и формулы, проделывать вычисления и выводы (доказательства) формул и
теорем, предложенных для самостоятельного осуществления.
Целесообразно в процессе изучения материала вести специальную тетрадь – справочник,
содержащую основные определения, формулировки теорем, формулы, уравнения,
примеры решения простейших (типовых) задач и т.п.
Также рекомендуется составить лист, содержащий важнейшие и наиболее часто
употребляемые формулы курса. Такой лист помогает запомнить формулы и может
служить постоянным справочником при решении задач.
Л
2
Механика твердого тела
4
Итого
Энергия. Работа. Мощность.
Кинетическая энергия.
Теорема о кинетической
энергии. Потенциальные
поля. Потенциальная
энергия. Связь силы и
потенциальной энергии.
Закон сохранения
механической энергии.
Момент инерции. Теорема
Штейнера. Кинетическая
энергия вращательного
движения. Момент силы.
Уравнение динамики
вращательного движения
твердого тела. Момент
импульса. Закон сохранения
момента импульса.
Посещение занятия
2
Инертность
Масса
Сила
Инерциальная СО
Неинерциальная
СО
Удлинение
Жесткость
Гравитация
Импульс
Внутренние силы
Внешние силы
Однородность
пространства
Центр масс
Энергия
Работа
Кинетическая
энергия
Потенциальная
энергия
Консервативная
сила
Механическая
энергия
Посещение занятия
Л
Работа и энергия
3
Масса. Сила. Законы
Ньютона. Границы
применимости законов
Ньютона. Сила трения. Сила
упругости. Гравитационная
сила. Закон всемирного
тяготения. Использование
основного уравнения
динамики. Импульс.
Внутренние и внешние силы.
Однородность пространства.
Закон сохранения импульса.
Центр масс. Закон движения
центра масс.
Момент инерции
Момент силы
относительно точки
Момент импульса
относительно точки
Посещение занятия
2
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Углубить знания
Углубить знания
Л
Динамика материальной точки и
поступательного движения твердого
тела.
2
17
Тест рубежного контроля
Методические рекомендации по подготовке к коллоквиуму
При подготовке к коллоквиуму следует, прежде всего, просмотреть конспект лекций и
отметить в нем имеющиеся вопросы коллоквиума. Если какие–то вопросы вынесены
преподавателем на самостоятельное изучение, следует обратиться к учебной литературе,
рекомендованной преподавателем в качестве источника сведений.
Полезно при подготовке к коллоквиуму выписать в отдельную тетрадь ответы на все
вопросы коллоквиума — вне зависимости от того, есть ли они в материалах лекций, или
были изучены по учебной литературе.
Также при подготовке к коллоквиуму рекомендуется читать вслух ответы на вопросы –
это способствует развитию речи, овладению математической лексикой и улучшает
восприятие и запоминание информации.
Полезно выписать отдельно все формулы, относящиеся к вопросам коллоквиума, и все
используемые в них обозначения.
Для самопроверки рекомендуется провести следующий опыт: при закрытой тетради и т.п.,
положив перед собой список вопросов для подготовки к коллоквиуму, попытаться
ответить на любые вопросы из этого списка.
1. Цель – выявление результатов обучения на определенном этапе обучения.
2. Продолжительность тестирования составляет 1 ак. ч.
3. Тестовые задания включают 10 заданий (БУ) и 5 заданий (ПУ).
1. При неравномерном движении тела по криволинейной траектории:
V2
V2
dV
dV
a 
an 
an 
a 
dt ,
dt ;
R ;
R ,
1)
2)
3)

dV
a  a2  an2 
dt .

( a n , a - нормальная и тангенциальная составляющие ускорения a , R - радиус
кривизны, V - скорость).
2. Тело движется по винтовой линии. Координаты движущейся точки изменяются по
z  V0 t
закону: x  r cost ; y  r sin  t ;
. Модуль полного ускорения равен:
2
1) r ;
2
2)  r ;
V02
3) r .
( V0 ,  - постоянные).
  
  i a  j bt 2 ( a  1 рад с 2 ;
3. Твердое тело вращается
с
угловой
скоростью
 

b  0,04 рад с 3 ; i , j - орты осей x, y).Угол между векторами  и углового

ускорения  в момент времени t  5c равен:
1) 90 ;
2) 60 ;
3) 45 .
4. Диск вращается с замедлением вокруг оси OO .

a - тангенциальное ускорение точки А. Укажите
правильный ответ:


 

 

1)   n ,   n ;
2)   n ,   n ;

 

3)   n ,   n .
5. Диск радиусом 20см вращается согласно уравнению
  A  Bt  C t 2 ( A  3 рад , B  1 рад с , С  0,1 рад с 2 ).
O

n
А

a
O
Для момента времени t  10c :
a  0,04 м с 2 a n  0,2 м с 2
1) 
,
;
2
2
a  20 м с an  1,4 м с
2) 
,
;
2
2
a  102 м с a n  3,1 м с
3) 
,
.
a a
( n ,  - нормальное и тангенциальное ускорения)
6. Твердое тело вращается вокруг неподвижной оси с постоянной угловой скоростью
 . Нормальное ускорение точки тела, отстоящей на расстоянии r от оси, равно:
1)  r ;
2) нулю;
2
3)  r .
(  - угловое ускорение)
V
7. На рис. показан график V t  ( V - скорость тела,
t - время). Укажите правильный ответ:
1) тело движется под действием постоянной силы;
t
2) равнодействующая сил, приложенных к телу равна нулю;
3) сила F , действующая на тело, меняется по закону F  k t
( k - постоянная).
8. Материальная точка движется под действием некоторой силы согласно уравнению
x  A  Bt  C t 2  Dt 3 . В какой момент времени сила равна нулю?
2B
C
t
3C ;
3D ;
1)
2)
3) t  6D .
9. Момент инерции системы материальных точек равен:


dri
 dri
2
i mi ri  dt
 mi  dt
 mi ri
;
2) i
;
3) i
.
t
10. От формы пути зависит работа…
1) силы тяготения;
2) силы упругости;
3) силы трения.
11. Кинетическая энергия катящегося без скольжения шара равна:
mV 2
I 2
mV 2 I 2

2 .
1) 2 ;
2) 2 ;
3) 2
( V - скорость поступательного движения центра шара, I - момент инерции
относительно оси, проходящей через центр шара,  - угловая скорость).
12. Шар скатывается без скольжения с наклонной плоскости высотой 1м . Скорость
поступательного движения центра шара равна:
1) 7,43 м с ;
2) 4,37 м с ;
3) 3,74 м с .
13. Шайба, пущенная по поверхности льда со скоростью V , остановилась, пройдя путь
l . Коэффициент трения шайбы о лед равен:
V2
2 gl
gl
1)
;
2) 2 ;
3)
.
V
2V 2
2 gl
14. Точечные грузы массой m , 2m , 3m и 4m
насажены на невесомый стержень.
m 2m 3m 4m
Координата центра масс системы равна:
1) 2a ;
2) 1,5a ;
3) 0,9a .
0 a
x
a a
15. Горизонтальный диск массой M , на краю которого стоит человек массой m ,
вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через центр диска. n - число
оборотов в единицу времени. Когда человек перейдет к оси диска, угловая скорость
вращения  станет равной:
M
M  2m
2M  m
1) 2 n
;
2) 2
;
3) 2
.4.
M
M
nM  m 
4. Система оценивания результатов тестирования.
№
Тип задания
Критерий оценки
Количество баллов за
одно задание
1
Альтернативный тест правильный ответ
1
(БУ)
2
Альтернативный тест Правильный ответ
2
(ПУ)
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Лабораторный практикум является обязательной составляющей изучения курса физики на
естественных факультетах. В течение каждого семестра изучения физики студенты
должны выполнить лабораторные работы, тематика и количество которых определены
учебной программой курса для данного направления.
Цели лабораторного физического практикума:
1. Изучение основ физики с использованием экспериментальных методов.
2. Знакомство с методикой проведения физического эксперимента.
3. Приобретение опыта проведения измерений физических величин и оценки их
погрешностей.
Для успешного выполнения лабораторной работы и получения зачета за отведенное время
студент обязан заранее подготовится к занятию и составить конспект лабораторной
работы в соответствии с требованиями методических указаний. Если в течение
аудиторного занятия студент не успел получить зачет по лабораторной работе, он должен
провести необходимую обработку результатов измерений во внеучебное время, правильно
оформить работу и представить ее для получения зачета на следующем по расписанию
лабораторном занятии.
Организация учебного процесса в лабораториях осуществляется в соответствии с
утвержденными на кафедре общей физики нормами и правилами проведения
лабораторных работ, с которыми студенты знакомятся на первом занятии.
Этапы выполнения лабораторной работы:
1) получение допуска к лабораторной работе;
2) правильное и самостоятельное проведение измерений;
3) обработка результатов измерений;
4) получение зачета по лабораторной работе.
Подготовка к допуску осуществляется с использованием методических указаний к
лабораторной работе и рекомендованной литературы. Проводится оформление раздела
«Краткая теория» в конспекте лабораторной работы.
Допуск студентов к лабораторной работе преподаватель проводит в виде собеседования со
студентом. Подготовка к получению допуска к лабораторной работе является основой для
ее правильного, грамотного и наиболее быстрого выполнения. В течение подготовки к
допуску, которую необходимо проводить заранее во внеучебное время, студент должен
выполнить следующее:
1. Подготовить конспект лабораторной работы по установленной форме.
2. Изучить основы теории физического явления, исследуемого в лабораторной работе, и
запомнить формулировки понятий, используемых в теории.
3. Разобраться с выводом основных формул, которые используются в лабораторной
работе. Понять вид функций и графиков, которые должны быть получены в работе, а
также значения или оценки рассчитываемых величин.
4. Понять процедуру проведения измерений и последовательность обработки
результатов измерения.
После получения допуска каждый студент самостоятельно проводит обработку
результатов измерения и их представление в соответствии с методическими
рекомендациями к лабораторной работе.
Итогом работы служит предоставление оформленного отчета по лабораторной работе и
получение зачета у преподавателя
План оформления лабораторной работы:
1. Номер лабораторной работы.
2. Название лабораторной работы.
3. Цель работы.
4. Оборудование.
Кол-во
часов
Цели и
задачи
П
3
Знакомство с курсом и
организацией работы.
Знакомство с оценкой погрешности
Изучение
основ
физики
с
использованием экспериментальных
методов.
Знакомство с методикой проведения
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
Механика
1
План занятия
Форма
занятия
№
Тема
занятия
5. Краткая теория.
6. Описание установки.
7. Ход работы и обработка результатов измерений.
Все расчеты, необходимые для получения окончательных результатов лабораторной
работы, должны быть представлены в конспекте в форме, доступной для проверки
преподавателем. Все расчеты должны проводиться в международной системе
единиц измерения СИ.
На основе проведенных расчетов в конспекте лабораторной работы (если это
требуется) должны быть построены экспериментальные графики зависимостей
физических величин, предусмотренные методическими указаниями.
Требования по оформлению графиков:
1) Графики строятся на миллиметровой бумаге;
2) на графике: оси декартовой системы, на концах осей — стрелки, индексы величин,
единицы измерения, множители;
3) на каждой оси указывается масштаб;
4) под графиком указывается его полное название;
5) на графике должны быть отмечены экспериментальные точки.
8. Результаты расчета физических величин, которые должны быть получены как итог
выполнения лабораторной работы. Окончательный результат должен быть
представлен в виде среднего значения измеренной физической величины с указанием
ее доверительного интервала.
Техника безопасности.
Нормы и правила проведения
лабораторных работ.
Элементарная теория ошибок
Л/р №1 Определение плотности
твердого тела (Л/р №19 Изучение
колебаний математического
маятника)
Текущий
контроль
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
3
Механика
3
П
2
Изучение основ физики с Изучение
основ
физики
с
использованием
использованием экспериментальных
экспериментальных методов.
методов.
Знакомство с методикой
Знакомство с методикой проведения
проведения физического
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
эксперимента.
Приобретение опыта проведения измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
измерений физических величин
и оценки их погрешностей.
П
Механика
2
Л/р №15 Изучение вращательного
движения на маятнике Обербека
(Л/р №12 Определение момента
инерции кольца методом
крутильных колебаний)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Л/р №9 Определение модуля
упругости из растяжения (Л/р №20
Изучение колебаний
сосредоточенной системы)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Защита лабораторных работ
Вопросы к лабораторной работе № 1 и №2
1. Что такое плотность?
m dm
  lim

V  0 V
dV ?
2. До каких пор можно уменьшать ΔV в формуле
3. Что такое масса тела?
4. Что называется физической величиной?
5. Что значит измерить физическую величину?
6. Что называется косвенными и прямыми измерениями?
7. Что называется погрешностью измерения?
8. Что такое промах?
9. Какие виды погрешностей существуют?
10. Напишите и объясните формулы для расчета случайных погрешностей прямых и
косвенных измерений.
Вопросы к лабораторной работе № 9
1. Что называется деформацией?
2. Что такое пластические и упругие деформации?
3. Что называется механическим напряжением?
4. Что такое абсолютное и относительное удлинение?
5. Сформулируйте закон Гука.
6. Каков физический смысл модуля Юнга?
7. Если приложить к стальной проволоке механическое напряжение, равное модулю
Юнга, растянется ли она в 2 раза?
8. У какого материала модуль Юнга больше: у стали или у резины?
9. Изобразите диаграмму растяжения твердого тела и объясните ее ход.
Вопросы к лабораторной работе № 12
1. Момент инерции материальной точки.
2. Момент инерции твердого тела.
3. Физический смысл момента инерции.
4. Свойства момента инерции.
5. Дайте определение центра масс тела.
6. Сформулируйте и докажите теорему Штейнера.
7. Запишите формулу для момента инерции кольца массы m и радиуса R
относительно оси, перпендикулярной плоскости кольца и проходящей через его
центр.
Вопросы к лабораторной работе № 15
1. Дайте определение момента силы относительно точки и относительно оси.
2. Дайте определение момента импульса относительно точки и относительно оси.
3. Сформулируйте закон сохранения момента импульса.
4. Дайте определение момента инерции материальной точки и твердого тела.
5. Каков физический смысл момента инерции?
6. Свойства момента инерции.
7. Дайте определение угловой скорости.
8. Дайте определение углового ускорения.
9. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения.
Вопросы к лабораторной работе № 19
1. Дайте определение колебаний.
2. Что такое свободные и вынужденные колебания?
3. Что такое математический маятник?
4. Запишите формулу для периода колебаний математического маятника.
5. Дайте определение гармонических колебаний.
6. Запишите гармонический закон и дайте определения всех величин, входящих в
него.
7. Выведите формулы для скорости и ускорения материальной точки, колеблющейся
по гармоническому закону. Изобразите их графики.
8. Выведите формулы для кинетической и потенциальной энергий материальной
точки, колеблющейся по гармоническому закону. Изобразите их графики.
9. Сохраняется ли полная механическая энергия при гармонических колебаниях?
Вопросы к лабораторной работе № 20
1. Дайте определение колебаний.
2. Что такое свободные и вынужденные колебания?
3. Что такое математический маятник?
4. Запишите формулу для периода колебаний пружинного маятника.
5. Дайте определение гармонических колебаний.
6. Запишите гармонический закон и дайте определения всех величин, входящих в
него.
7. Выведите формулы для скорости и ускорения материальной точки, колеблющейся
по гармоническому закону. Изобразите их графики.
8. Выведите формулы для кинетической и потенциальной энергий материальной
точки, колеблющейся по гармоническому закону. Изобразите их графики.
9. Сохраняется ли полная механическая энергия при гармонических колебаниях?
Вопросы к лабораторной работе № 23
1. Что такое физический маятник?
2. Выведите формулу для периода колебаний физического маятника.
3. Момент инерции твердого тела.
4. Физический смысл момента инерции.
5. Дайте определение центра масс тела.
6. Сформулируйте и докажите теорему Штейнера.
7. Запишите формулу для момента инерции стержня массы m и длины l относительно
оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его центр.
№
1
2
Система оценивания результатов защиты л/р
Содержание критерия
Количество
баллов
Присутствуют все пункты плана 5
оформления отчета
Правильно оформленные графики
Значение
физической
величины
представлено с учетом доверительного
интервала
на Правильный ответ на вопрос
5
Критерий
оценки
Оформленный
отчет
Ответы
контрольные
вопросы
Модуль 2
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Комплексная цель модуля - изучить наиболее общие свойства макроскопических
физических систем, понять суть термодинамического и статистического методов.
ЛЕКЦИИ
2
Основные термины
Цели и
задачи
Кол-во
часов
Л
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
МКТ идеальных газов
5
Форма
занятия
План занятия
Тема
занятия
№
Термодинамический и
статистический методы анализа
состояний макросистем.
Термодинамическая система.
Термодинамические параметры.
Температура. Термодинамическая
температурная шкала
Термодинамический процесс.
Термодинамическое равновесие.
Идеальный газ. Опытные законы
идеальных газов. Уравнение
Клапейрона-Менделеева.
Основное уравнение МКТ
идеальных газов. Опытное
обоснование МКТ. Броуновское
движение.
Термодинамическая
система.
Термодинамические
параметры.
Температура.
Термодинамическая
температурная шкала
Термодинамический
процесс.
Термодинамическое
равновесие.
Идеальный газ.
Изопроцесс
Изохора
Изобара
Изотерма
Молярная газовая
постоянная
2
Л
2
Л
2
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Л
Элементы статистической
физики
8
Основы термодинамики. Второе
и третье начала термодинамики.
Итого
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Основы термодинамики. Первое
начало термодинамики.
7
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
6
Закон Максвелла о распределении
молекул идеального газа по
скоростям и энергиям теплового
движения. Барометрическая
формула. Распределение
Больцмана. Опыт Штерна. Опыт
Ламмерта.
Функция
распределения
Нормировка
Средняя скорость
Среднеквадратичная
скорость
Наиболее вероятная
скорость
Число степеней свободы
молекулы. Закон равномерного
распределения энергии по
степеням свободы молекул. Работа
газа при изменении его объема.
Внутренняя энергия. Количество
теплоты. Первое начало
термодинамики. Теплоемкость.
Уравнение Майера. Применение
первого начала термодинамики к
изопроцессам. Адиабатический
процесс.
Степени свободы
Работа газа
Внутренняя энергия
Количество теплоты
Теплоемкость
Удельная
теплоемкость
Молярная
теплоемкость
Теплоемкость при
постоянном объеме
Теплоемкость при
постоянном давлении
Адиабатный процесс
Показатель адиабаты
Обратимые и
необратимые
процессы.
Цикл.
Энтропия.
Приведенное
количество теплоты
Термодинамическая
вероятность
Тепловые двигатели и
холодильные
машины.
Цикл Карно
Обратимые и необратимые
процессы. Цикл. Энтропия.
Термодинамическая вероятность.
Статистический смысл энтропии.
Приведенное количество теплоты.
Второе начало термодинамики.
Третье начало термодинамики.
Тепловые двигатели и
холодильные машины. Цикл
Карно и его КПД для идеального
газа.
8
Тест рубежного контроля
1. Цель – выявление результатов обучения на определенном этапе обучения.
2. Продолжительность тестирования составляет 1 ак. ч.
3. Тестовые задания включают 10 заданий (БУ) и 5 заданий (ПУ).
1. Какие системы называются изолированными?
1) системы, не меняющие своего объема
2) системы, которые не обмениваются энергией с внешней средой
3) системы, не меняющие своей температуры
4) системы, не меняющие своей массы
2. Основное уравнение МКТ имеет вид
1) pV  vRT
2)
p  nkT
3)
pV
 const
T
4)
p
2
nE
3
3. Что такое процесс?
1) изменение внутреннего строения вещества
2) изменение агрегатного состояния вещества
3) переход газа из одного состояния в другое
4) изменение температуры вещества
4. Какой процесс можно изображать в виде графика?
1) обратимый 2) термодинамический 3) круговой
4) неравновесный
5. Является ли изолированной системой газ в воздушном шаре?
1) да, является
2) нет, не является
3) является, если шар находится в состоянии равновесия
4) является, если масса газа не меняется
6. От чего зависит температура идеального газа?
1) от его объема 2) от его давления
3) от кинетической энергии поступательного движения молекул
4) от потенциальной энергии молекул
Как меняется внутренняя энергия газа данной массы в изотермическом процессе?
1) остается постоянной
2) растет с ростом объема
3) растет с ростом давления
4) нет правильного ответа
8. Что называется теплоемкостью тела?
1) энергия, необходимая для нагревания единицы массы вещества на один градус
2) энергия, необходимая для нагревания вещества на один градус
3) энергия, необходимая для нагревания единицы массы вещества
4) количество теплоты, переданное единице массы вещества
9. Математическая формула первого закона термодинамики для изотермического
процесса имеет вид
1) Q = A + U
2) Q = U
3) Q = A
4) Q
=0
10. Найти отношение удельных теплоемкостей ср/сV для кислорода.
1) 1,4
2) 1,6
3) 1, 7
4) 1,8
11. Найдите уравнение адиабатного процесса.
1) TV   const
2) PV  const
3) TV  1  const
4)

P V  const
12. Как максимально увеличить коэффициент полезного действия идеальной тепловой
машины, работающей по циклу Карно?
1) увеличить температуру нагревателя 2) уменьшить температуру холодильника
3) увеличить температуру нагревателя и уменьшить температуру холодильника
4) уменьшить трение
13. Над идеальным газом совершена работа внешними силами таким образом, что в
любой момент времени совершенная работа А/ равна изменению внутренней
энергии газа ΔU. Какой процесс осуществлен?
1) адиабатный;
2) изобарный;
3) изохорный;
4) изотермический;
5) это мог быть любой процесс.
14. Идеальный газ переходит из состояния М в состояние N тремя различными
способами, представленными на рисунке. В каком случае работа газа была бы
минимальной?
1)
1;
2) 2;
3) 3;
4) во всех случаях
одинакова.
7.
p
1
M
2
3
N
0
V
15. В результате адиабатного сжатия объем газа уменьшился в 2 раза. Как изменилось
при этом его давление?
1) увеличилось более чем в 2 раза;
2)
увеличилось в 2 раза;
3)
увеличилось менее чем в 2 раза;
4)
уменьшилось более чем в 2 раза;
5)
уменьшилось в 2 раза;
6)
уменьшилось менее чем в 2 раза.
4. Система оценивания результатов тестирования.
№
Тип задания
Критерий оценки
Количество баллов за
одно задание
1
Альтернативный тест правильный ответ
1
(БУ)
2
Альтернативный тест Правильный ответ
2
(ПУ)
П
Основы молекулярной физики и
термодинамики
1
Кол-во
часов
Изучение
основ
физики
с Цели и
использованием экспериментальных задачи
методов.
Знакомство с методикой проведения
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
Форма
занятия
№
Тема
занятия
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
3
План занятия
Текущий
контроль
Л/р №34 Определение отношения
ср/сv воздуха методом КлеманаДезорма (Л/р №32 определение
удельной теплоты плавления олова)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
2
Основы молекулярной физики
и термодинамики
3
П
3
Изучение основ физики с Изучение
основ
физики
с
использованием
использованием экспериментальных
экспериментальных методов.
методов.
Знакомство с методикой
Знакомство с методикой проведения
проведения физического
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
эксперимента.
Приобретение опыта проведения измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
измерений физических величин
и оценки их погрешностей.
П
Основы молекулярной физики и
термодинамики
2
Л/р №38 Определение вязкости
жидкости методом Стокса (Л/р
№32а Изменение энтропии в
неизолированной системе)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Л/р №39 Определение вязкости
жидкости с помощью вискозиметра
(Л/р №31 Определение
коэффициента объемного
расширения методом Дюлонга и
Пти)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Защита лабораторных работ
Вопросы к лабораторной работе №31
1. Поясните механизм объемного расширения тел.
2. Что называется коэффициентом объемного расширения тел?
3. Какие трудности возникают при определении коэффициента объемного
расширения жидкости?
4. Сформулируйте законы сообщающихся сосудов и получите рабочую формулу для
определения коэффициента объемного расширения жидкостей.
5. В чем преимущество метода Дюлонга и Пти в сравнении с другими методами
определения коэффициента объемного расширения жидкости?
6. Как зависит плотность вещества от температуры?
7. Запишите формулу для вычисления объема жидкости при любой температуре.
8. Как влияют капиллярные явления на точность результатов при определении
коэффициента объемного расширения методом Дюлонга и Пти?
Вопросы к лабораторной работе №32
9. Сформулируйте определение термодинамической фазы.
10. Дайте определение фазового превращения.
11. Фазовым переходом второго или первого рода является кристаллизация?
12. Объясните динамику процесса кристаллизации.
13. Что называется удельной теплотой плавления? Каковы её единицы измерения?
Вопросы к лабораторной работе №32а
14. Приведите примеры обратимых и необратимых термодинамических процессов.
15. Дайте термодинамическое определение энтропии.
16. Каковы свойства энтропии?
17. Сформулируйте второе начало термодинамики.
18. Объясните, в чем заключается статистический смысл энтропии?
Вопросы к лабораторной работе №34
19. Дайте определение теплоемкости тела, удельной теплоемкости и молярной
теплоемкости.
20. Как теплоемкость газов зависит от температуры? Как объясняется эта зависимость?
21. Сформулируйте первое начало термодинамики.
22. Дайте определение изохорного и изобарного процессов.
23. Выведите формулы для теплоемкостей при изохорном и изобарном процессах.
24. Запишите уравнение Майера.
25. Почему теплоемкость в изобарном процессе больше чем в изохорном?
26. Дайте определение адиабатного процесса.
27. Запишите уравнение Пуассона.
Вопросы к лабораторной работе №38
28. Что такое вязкость? В каких единицах измеряется коэффициент вязкости?
29. Какие силы действуют на шарик, падающий в жидкости?
30. Сформулируйте закон Стокса.
31. Выведите рабочую формулу.
32. Почему, начиная с некоторого момента времени шарик, начинает двигаться
равномерно?
33. Как изменяется скорость движения шарика с увеличением его диаметра?
Вопросы к лабораторной работе №39
34. Что характеризует динамическая вязкость жидкости? Что характеризует
кинематическая вязкость жидкости?
35. В чём состоит физическая причина вязкого трения в жидкостях и газах?
36. Какие виды течения жидкости вам известны? В какой жидкости (идеальной или
реальной) они наблюдаются?
37. Что такое число Рейнольдса и для чего его используют?
38. Выведите формулу Пуазейля, описывающую течение вязкой жидкости по каналу с
круглым поперечным сечением.
39. Каково распределение скорости идеальной жидкости в поперечном сечении
канала? Ответ объясните.
№
1
2
Система оценивания результатов защиты л/р
Критерий
Содержание критерия
Количество
оценки
баллов
Оформленный Присутствуют
все
пункты
плана 5
отчет
оформления отчета
Правильно оформленные графики
Значение
физической
величины
представлено с учетом доверительного
интервала
Ответы
на Правильный ответ на вопрос
5
контрольные
вопросы
Модуль 3
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Комплексная цель модуля 3 - изучить понятия, принципы, законы и методы
классической макроскопической электродинамики; дать основу для развития навыков
математического мышления, научить конструировать упрощённые модели материальных
Л
2
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Диэлектрики в электрическом поле.
10
Цели и
задачи
3
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Кол-во
часов
Л
Напряженность и потенциал
электростатического поля.
9
Форма
занятия
Тема
занятия
№
объектов; дать представление об одной из полевых форм материи – электромагнитном
поле.
ЛЕКЦИИ
План занятия
Основные термины
Свойства электрического заряда.
Закон Кулона. Напряженность и
потенциал электростатического
поля. Графическое изображение
электрического поля. Принцип
суперпозиции. Связь
напряженности и потенциала.
Циркуляция вектора
напряженности
электростатического поля. Поток
вектора напряженности
электрического поля. Теорема
Гаусса в интегральной форме и ее
применение для расчета
электрических полей. Вычисление
разности потенциалов по
напряженности поля.
Электрическое поле диполя.
Диполь во внешнем
электрическом поле. Типы
диэлектриков. Поляризация
диэлектриков. Ориентационный и
деформационный механизмы
поляризации. Поляризованность.
Напряженность поля в
диэлектрике. Вектор
электрического смещения
(электрической индукции).
Диэлектрическая проницаемость
вещества. Теорема Гаусса для
электростатического поля в
диэлектрике.
Электрический заряд
Напряженность
электрического поля
Потенциал
электрического поля
Линии напряженности
электрического поля
Эквипотенциальные
поверхности
Циркуляция вектора
напряженности
электростатического
поля.
Поток вектора
напряженности
электрического поля.
Диполь
Дипольный момент
Диэлектрик
Поляризация
Сторонние заряды
Связанные заряды
Поляризованность
Диэлектрическая
проницаемость
Диэлектрическая
восприимчивость
Вектор
электрического
смещения
(электрической
индукции).
Л
1
Л
2
Л
3
Энергия электрического поля
12
Постоянный электрический
ток.
13
Магнитное поле в вакууме.
14
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Углубить знания
Углубить знания
1
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Л
Проводники в электрическом
поле.
11
Индуцированные заряды.
Электростатическая индукция.
Электростатическая защита.
Электроемкость уединенного
проводника. Конденсаторы.
Индуцированные
заряды.
Электростатическая
индукция.
Электростатическая
защита.
Электроемкость
уединенного
проводника.
Конденсаторы
Энергия системы зарядов,
уединенного проводника и
конденсатора. Энергия
электростатического поля.
Энергия системы
зарядов
Энергия уединенного
проводника
Энергия
конденсатора.
Энергия
электростатического
поля
Электрический ток, сила тока,
плотность тока. Сторонние силы.
ЭДС. Напряжение. Закон Ома.
Сопротивление проводников.
Работа тока. Закон Джоуля-Ленца.
Закон Ома для неоднородного
участка цепи. Правила Кирхгофа
для разветвленных цепей.
Электрический ток
сила тока
плотность тока
Сторонние силы
ЭДС
Напряжение
Сопротивление
проводников
Работа тока
Разветвленная цепь
Узел
Характеристики магнитного поля.
Закон Био-Савара-Лапласа и его
применение к расчету магнитного
поля. Принцип суперпозиции.
Закон Ампера. Взаимодействие
параллельных токов. Теорема
Гаусса и теорема о циркуляции
вектора магнитной индукции.
Магнитное поле соленоида.
Работа по перемещению
проводника и контура с током в
магнитном поле.
Магнитное поле
Магнитная индукция
Напряженность
магнитного поля
Линии магнитной
индукции
Элемент тока
Соленоид
Работа магнитного
поля
Сила Ампера
Магнитный поток
1
Л
1
Л
1
Основы теории Максвелла для
электромагнитного поля.
17
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Магнитное поле в веществе.
16
Итого
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Углубить знания
Л
Электромагнитная индукция.
15
Опыты Фарадея. Закон Фарадея.
Правило Ленца. Вращение рамки в
магнитном поле. Вихревые токи.
Индуктивность контура.
Самоиндукция. Энергия
магнитного поля.
Электромагнитная
индукция
Вихревые токи
Индуктивность
Самоиндукция
Энергия магнитного
поля
Магнитные моменты электронов и
атомов. Диа- и парамагнетизм.
Намагниченность. Магнитное поле
в веществе. Теорема о циркуляции
вектора напряженности
магнитного поля. Ферромагнетики
и их свойства.
Магнитный момент
Намагниченность
Диамагнетизм
Парамагнетизм
Ферромагнетики
Магнитная
проницаемость
Магнитный
гистерезис
Вихревое электрическое поле. Ток
смещения. Уравнение Максвелла
для электромагнитного поля.
Вихревое
электрическое поле
Электромагнитное
поле
Ток смещения
Материальные
уравнения
Структурные
уравнения
15
Тест рубежного контроля
Методические рекомендации по подготовке к коллоквиуму
1. Цель – выявление результатов обучения на определенном этапе обучения.
2. Продолжительность тестирования составляет 1 ак. ч.
3. Тестовые задания включают 10 заданий (БУ) и 5 заданий (ПУ).
1. Напряженность электрического поля на расстоянии 5см от поверхности
заряженной сферы радиусом 10см равна 36В/м. Какова напряженность поля на
расстоянии 30см от центра сферы?
1) 4В/м;
2) 6В/м;
3) 1В/м;
4) 9В/м.
2. Потенциал электрического поля на поверхности металлической заряженной
сферы радиусом 10см равен 4В. Каковы значения потенциала электрического
поля 1 на расстоянии 5см от центра сферы и  2 на расстоянии 20см от центра
сферы?
1) 1 =4В,  2 =2В;
2) 1 =1В,  2 =16В;
3) 1 =2В,  2 =8В;
4) 1 =8В,  2
=2В;
3. Заряд q расположен в центре куба. Поток вектора напряженности электрического
поля через одну грань равен:
1) q  0 ;
2) q 6 0 ;
3) 4 q 6 0 ;
4) 4 q  0 .
4. Как ведет себя диполь в электрическом поле, изображенном на рисунке?
1) поворачивается по полю;
2) поворачивается по полю и втягивается вправо;
3) поворачивается по полю и втягивается влево.
-q
Е
+q
5. Плоский конденсатор зарядили, отключили от источника и увеличили расстояние
между обкладками в два раза. Напряженность электрического поля между
обкладками при этом:
1) не изменилась;2) уменьшилась в два раза;
3) увеличилась в два раза.
6. В каком из перечисленных ниже случаев электрическое поле можно считать
примерно однородным?
1) поле точечного заряда;
2) поле двух равных по модулю и противоположных по знаку точечных зарядов;
3) поле заряженного шара;
4) поле между двумя заряженными пластинами плоского конденсатора.
7. Для участка цепи, изображенного на рисунке и входящего в состав замкнутой
цепи, 1  5 В,  2  10 В,   5 В . Ток в цепи течет:
1)слева направо;
2) справа налево;
3) ток равен нулю.
8. Электрическое сопротивление проводника зависит от…
1) поперечного сечения и силы тока;
2) формы проводника и его длины;
3) длины, площади поперечного сечения и материала проводника;
4) изоляции проводника.
9. Второе правило Кирхгофа для контура II имеет вид:
I 4 R4  I 5 R5   4 .
Как выбрано направление тока I 5 ?
1) вправо;
2) влево;
3) ответить нельзя.
4
R4
R5
II
3
2
1
I
III
R1
R2
R3
R6
10. Какое из записанных выражений – сила Ампера?

 


1) F  q  B ;



2) dF  I d  B ;
 

  0 I d  r
3) dB 
.
4 r 3
11. Виток с током находится в магнитном поле.
Как действует сила Ампера на виток?
1) растягивает;
2) сжимает;
3) вращает вокруг оси ОО’.
12. По бесконечно длинному проводнику течет ток I . Проволочная рамка,
которая лежит в одной плоскости с проводником, движется
вправо со скоростью  . Индуцированный в рамке ток:
1) течет по часовой стрелке;
2) течет против часовой стрелки;
3) равен нулю.
I

13. Контур L находится в неоднородном магнитном поле. Вектор магнитной
индукции и контур лежат в одной плоскости.  – длина контура, S – площадь,
охваченная контуром L. Поток вектора В через площадку, ограниченную
L

контуром, равен:
B
1)  BdS ; 2)  B d ; 3) нулю.
S
L
14. Рамка, содержащая N витков, вращается в однородном магнитном поле вокруг

оси OO’. Вектор В перпендикулярен оси OO’, радиус витка – a . В рамке
наводится ЭДС, равная:
1)  a NB cos t ;
2) нулю;
2
3)  a NB sin  t .
O
2
B
+
O’
15. Петля гистерезиса имеет место:
1) в парамагнетиках; 2) в диамагнетиках; 3) в ферромагнетиках.
4. Система оценивания результатов тестирования.
№
Тип задания
Критерий оценки
Количество баллов за
одно задание
1
Альтернативный тест правильный ответ
0,5
(БУ)
2
Альтернативный тест Правильный ответ
1
(ПУ)
П
Электромагнетизм
Колебания и волны
1
План занятия
Кол-во
часов
Изучение
основ
физики
с Цели и
использованием экспериментальных задачи
методов.
Знакомство с методикой проведения
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
Форма
занятия
№
Тема
занятия
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
2
Техника безопасности.
Л/р №61 Определение
сопротивления методом моста
Уитстона (Л/р №67 Изучение
температурной зависимости
металлов и полупроводников)
Текущий
контроль
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
2
Электромагнетизм
Колебания и волны
3
П
2
Изучение основ физики с Изучение
основ
физики
с
использованием
использованием экспериментальных
экспериментальных методов.
методов.
Знакомство с методикой
Знакомство с методикой проведения
проведения физического
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
эксперимента.
Приобретение опыта проведения измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
измерений физических величин
и оценки их погрешностей.
П
Электромагнетизм
Колебания и волны
2
Л/р №74 Изучение закона Ома для
цепи переменного тока (Л/р №75
Резонанс напряжений в цепи
переменного тока)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Л/р №72 Определение
горизонтальной составляющей
магнитного поля Земли (Л/р №79
Изучение работы
полупроводниковых диодов)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Защита лабораторных работ
Вопросы к лабораторной работе № 61
Что называется электрическим током?
Что такое сила тока?
Что такое плотность тока?
Что такое разность потенциалов?
Что такое сторонние силы? Приведите примеры сторонних сил.
Дайте определение ЭДС.
Сформулируйте закон Ома для однородного, неоднородного участков цепи и полной
цепи в интегральной и дифференциальной форме.
8. Формулы последовательного и параллельного соединения сопротивлений.
9. Сформулируйте правила Кирхгофа.
10. Применение правил Кирхгофа для расчета сил токов в разветвленных цепях
постоянного тока.
Вопросы к лабораторной работе № 67
1. Что такое электропроводность? Каковы типичные значения удельного сопротивления
для металлов, полупроводников и диэлектриков?
2. Как удельное сопротивление металла зависит от температуры? Поясните смысл
температурного коэффициента сопротивления.
3. Объясните, почему удельное сопротивление металлов растет с повышением
температуры.
4. Объясните температурную зависимость удельного сопротивления полупроводников
от температуры.
5. Что такое энергия активации электронов полупроводника?
Вопросы к лабораторной работе № 72
1. Что такое магнитное поле?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Характеристики магнитного поля.
Что такое магнитные линии?
Дайте определение магнитного потока.
Сформулируйте теорему Гаусса для вектора магнитной индукции.
Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа.
Выведите формулу для магнитной индукции в центре кругового тока.
Вопросы к лабораторной работе № 74
1. Дайте определение квазистационарного тока.
2. Выведите формулу напряжения на активном сопротивлении в цепи переменного
тока.
3. Выведите формулу напряжения на емкости в цепи переменного тока.
4. Выведите формулу напряжения на индуктивности в цепи переменного тока.
5. Физический смысл активного, емкостного и индуктивного сопротивления.
6. Принцип построения векторной диаграммы.
7. Почему и насколько отличаются фазы напряжения и тока на емкости,
индуктивности и сопротивлении?
8. Что такое эффективные значения тока (напряжения)?
9. Сформулируйте закон Ома для переменного тока.
Вопросы к лабораторной работе № 75
1. Дайте определение квазистационарного тока.
2. Физический смысл активного, емкостного и индуктивного сопротивления.
3. Принцип построения векторной диаграммы.
4. Почему и насколько отличаются фазы напряжения и тока на емкости,
индуктивности и сопротивлении?
5. Что такое эффективные значения тока (напряжения)?
6. Что такое добротность контура?
7. Физический смысл добротности контура.
8. Что такое резонанс?
9. Условие резонанса напряжений в цепи переменного тока.
10. Какой вид принимает векторная диаграмма при резонансе?
Вопросы к лабораторной работе № 79
1. Собственная проводимость полупроводников.
2. Примесная проводимость полупроводников.
3. Принцип работы полупроводникового диода.
4. ВАХ полупроводникового диода.
5. Принцип выпрямления переменного тока с помощью диода.
Система оценивания результатов защиты л/р
№
Критерий
Содержание критерия
Количество
оценки
баллов
1
Оформленный Присутствуют
все
пункты
плана 5
отчет
оформления отчета
Правильно оформленные графики
Значение
физической
величины
представлено с учетом доверительного
интервала
2
Ответы
на Правильный ответ на вопрос
5
контрольные
вопросы
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Модуль 4
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Л
1
Л
1
Затухающие колебания.
Вынужденные колебания.
20
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Сложение гармонических
колебаний
19
Цели и
задачи
2
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Кол-во
часов
Л
Гармонические колебания.
18
Форма
занятия
Тема
занятия
№
Комплексная цель модуля 4 - теоретическое и практическое изучение общих методов
исследования и основных моделей колебательно-волновых явлений и процессов, их
приложение к конкретным физическим и техническим задачам.
ЛЕКЦИИ
План занятия
Основные термины
Гармонический закон.
Характеристики гармонических
колебаний. Гармонический
осциллятор. Уравнение
гармонического осциллятора.
Энергия гармонических
колебаний. Математический,
пружинный и физический
маятники. Свободные
гармонические колебания в
колебательном контуре.
Сложение гармонических
колебаний одного направления и
одинаковой частоты. Биения.
Сложение взаимно
перпендикулярных колебаний.
Фигуры Лиссажу.
Дифференциальное уравнение
свободных затухающих колебаний
(механических и
электромагнитных) и его решение.
Характеристики затухающих
колебаний. Дифференциальное
уравнение вынужденных
колебаний (механических и
электромагнитных) и его решение.
Амплитуда и фаза вынужденных
колебаний (механических и
электромагнитных). Резонанс
Гармонический закон
Амплитуда
Фаза
Частота
Циклическая частота
Период
Гармонический
осциллятор
Математический
маятник
Пружинный маятник
Физический маятник
Колебательный
контур
Векторная диаграмма
Биения
Фигура Лиссажу
Затухающие
колебания
Декремент затухания
Логарифмический
декремент затухания
Время релаксации
Коэффициент
затухания
Резонанс
Л
1
Л
1
Л
2
Электромагнитные волны.
22
Интерференция света.
23
Дифракция света.
24
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Углубить знания
1
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Углубить знания
Л
Упругие волны.
21
Волновые процессы. Продольные
и поперечные волны. Длина
волны. Волновой фронт. Волновая
поверхность. Уравнение бегущей
волны. Фазовая скорость.
Волновое уравнение. Вектор
Умова. Упругие волны в газах
жидкостях и твердых телах.
Волна
Упругая волна
Бегущая волна
Длина волны
Фазовая скорость
Волновое число
Волновой фронт
Волновая поверхность
Вектор плотности
потока энергии
Шкала электромагнитных волн.
Дифференциальное уравнение
электромагнитной волны.
Свойства электромагнитных волн.
Вектор Пойтинга. Масса и
импульс электромагнитных волн.
ЭМВ
Волновой вектор
Вектор Пойтинга
Когерентность и
монохроматичность световых
волн. Интерференция света. Метод
Юнга. Расчет интерференционной
картины от двух источников.
Интерференция света в тонких
пленках. Много лучевая
интерференция. Интерферометр
Майкельсона.
Когерентность
Монохроматичность
Интерференция
Оптическая разность
хода
Полосы равного
наклона
Интерферометр
Принцип Гюйгенса-Френеля.
Дифракция Френеля на
простейших преградах. Зоны
Френеля. Дифракция Фраунгофера
на щели. Дифракционная решетка
как спектральный прибор.
Понятие о голографии.
Дифракция
Зона Френеля
Период
дифракционной
решетки
Дифракционная
решетка
Голография
1
Л
1
Поляризация света.
26
Итого
Сообщить новые знания.
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия. Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Углубить знания
Л
Поглощение света. Дисперсия
света. Рассеяние света.
25
Нормальная и аномальная
дисперсии. Элементарная теория
дисперсии. Поглощение волн.
Закон Бугера. Рассеяние света.
Закон Рэлея.
Дисперсия
Кривая дисперсии
Поглощение
Линейный
коэффициент
поглощения
Рассеяние света
Естественный и поляризованный
свет. Виды поляризации.
Поляризация света при отражении
и преломлении на границе двух
диэлектриков. Двойное
лучепреломление. Анализ
линейно-поляризованного света.
Искусственная оптическая
анизотропия. Вращение плоскости
поляризации.
Поляризация
Линейная
поляризация
Плоскость
поляризации
Круговая поляризация
Эллиптическая
поляризация
Угол Брюстера
Поляризатор
Анализатор
Анизотропия
11
Тест рубежного контроля
Методические рекомендации по подготовке к коллоквиуму
1. Цель – выявление результатов обучения на определенном этапе обучения.
2. Продолжительность тестирования составляет 1 ак. ч.
3. Тестовые задания включают 10 заданий (БУ) и 5 заданий (ПУ).
1. Какое из уравнений является выражением для зависимости потенциальной энергии
гармонического колебания от времени в случае x  a cos(t  0 ) :
1 2 2
1
1
ma 2 2 sin 2 (t   0 ) ;
2) ma  ;
3) ka 2 cos 2 (t   0 ) .
2
2
2
2. Полная энергия при гармоническом колебании:
1) совершает колебания во времени;
2)остается постоянной;
3) стремится к пределу.
3. Уравнение гармонических колебаний может быть записано как в виде x1=x0cosωt, так и
в виде x2=x0sinωt. Какое из этих уравнений является верным для маятника, если начало
отсчета времени соответствует положению равновесия?
1) 1;
2) 2;
3) 1; 2.
4. Определите, на каком графике начальная фаза φ0=π, если уравнение этих колебаний
имеет вид x=x0sin(ωt+φ0).
1)
х
х
х
0
0
0
1)
t
t
t
2)
3)
5. Ребенок раскачивается на веревочных качелях. При максимальном удалении от
положения равновесия его центр масс поднимается на 125 см. Какова максимальная
скорость движения ребенка?
1) 1,6 м/с;
2) 16 м/с;
3) 5 м/с;
4) 50 м/с.
6. Как изменится период колебаний математического маятника при уменьшении его
длины в 2 раза и уменьшении массы в 2 раза?
1) увеличится в 4 раза;
2) увеличится в 2 ;
3) уменьшится в 2 раз;
4) уменьшится в 4 раза.
7. Амплитуда затухающих колебаний математического маятника за 1мин уменьшилась в 3
раза. Определите, во сколько раз она уменьшится за 4мин.
1) 81;
2) 12;
3) 20;
4) 24.
8. При сложении колебаний одного направления x1  a cost  и x2  a cost   
возникает гармоническое колебание, амплитуда которого равна:
1) 2a ;
2) 2a ;
3) нулю.
9. Материальная точка совершает гармонические колебания вдоль оси координат x около
положения равновесия, принятого за начало координат. Укажите правильный ответ:

1) фаза скорости отличается от фазы смещения на , а фаза ускорения на  ;
2

2) фаза скорости отличается от фазы смещения на  , а фаза ускорения на ;
2
3) фаза скорости и фаза ускорения отличаются от фазы смещения на  .
10. В каких направлениях движутся частицы среды при распространении поперечных
механических волн?
1) только в направлении распространения волны;
2) в направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны;
3) в направлении, противоположном направлению распространения волны;
4) по направлению и противоположно направлению распространения волны.
11. Поперечные механические волны могут распространяться:
1) только в газах;
2) только в жидкостях;
3) только в твердых телах;
4) в газах, жидкостях и твердых телах.
12. Определите разность фаз колебаний двух точек, лежащих на луче и находящихся друг
от друга на расстоянии 1м, если длина волны 0,5м.
1
1) π;
2) 2π;
3) 4π;
4) π.
2
13. Человек приближается к зеркалу со скоростью 5 км/ч. С какой скоростью он
перемещается относительно своего изображения?
1) 5 км/ч;
2) 2,5 км/ч;
3) 10 км/ч.
14. Возможно ли полное отражение, если световой луч падает из воздуха в воду?
1) нет;
2) да;
Кол-во
часов
Изучение
основ
основ
физики
физики
с Изучение
с Цели и
использованием экспериментальных использованием экспериментальных задачи
методов.
методов.
Знакомство с методикой проведения Знакомство с методикой проведения
физического эксперимента.
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
Приобретение опыта проведения
измерений физических величин и измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
оценки их погрешностей.
Электромагнетизм
Колебания и волны
2
План занятия
Текущий
контроль
П
3
Л/р №106 Изучение явления
поляризации света (Л/р №108
Определение концентрации
раствора с помощью
рефрактометра)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
П
3
Л/р №110 Определение длины
световой волны с помощью
дифракционной решетки (Л/р №111
Кольца Ньютона)
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Электромагнетизм
Колебания и волны
1
Форма
занятия
№
Тема
занятия
3) может произойти полное отражение, если угол падения больше предельного угла
преломления.
15. На дне пустого стакана лежит зеркало. Как будет изменяться ход отраженного луча по
мере заполнения стакана водой?
1) Смещаться влево параллельно первоначальному положению;
2) Ход луча не будет изменяться;
3) Смещаться вправо параллельно первоначальному положению;
4) Отклоняться к дну стакана.
4. Система оценивания результатов тестирования.
№
Тип задания
Критерий оценки
Количество баллов за
одно задание
1
Альтернативный тест правильный ответ
0,5
(БУ)
2
Альтернативный тест Правильный ответ
1
(ПУ)
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Защита лабораторных работ
Вопросы к лабораторной работе № 106
Что представляет собой электромагнитная волна?
Что такое поляризация света? Виды поляризации света.
Закон Малюса.
Закон Брюстера.
Нарисуйте схематически ход лучей света при падении на поверхность диэлектрика
под углом Брюстера.
6. Как направлен вектор поляризации отраженного и преломленного лучей?
7. Почему для получения поляризованного света используется стопа пластин, а не
одна пластина?
8. Дайте определения понятий: анизотропный кристалл, оптическая ось, главная
плоскость, обыкновенный луч, необыкновенный луч.
9. Объясните механизм появления двух лучей.
10. Изобразите распределение интенсивности в зависимости от угла между
поляризатором и анализатором в случае плоской, круговой и эллиптической
поляризации.
Вопросы к лабораторной работе № 108
1. Каковы границы видимой части спектра?
2. Абсолютный и относительный показатели преломления.
3. Сформулируйте законы отражения и преломления света.
4. Почему показатель преломления меняется при изменении концентрации раствора?
5. Приведите формулу связывающую показатель преломления и свойства среды, в
которой распространяется свет.
6. Что такое явление полного внутреннего отражения?
7. Какой угол называется предельным?
8. Нарисуйте схематически ход световых лучей при падении света на поверхность
раздела двух сред:
а) под предельным углом;
б) под углом меньше предельного;
в) под углом больше предельного.
5. При каком условии будет наблюдаться явление полного внутреннего отражения?
Вопросы к лабораторной работе № 110
1. Что такое интерференция?
2. Что такое явление дифракции?
3. Что такое дифракционная решетка?
4. Постоянная дифракционной решетки.
5. Принцип Гюйгенса-Френеля.
6. Метод зон Френеля.
7. Запишите условия главных максимумов, главных минимумов и дополнительных
минимумов для дифракционной решетки.
8. Нарисуйте распределение интенсивности в спектре одной щели.
9. Нарисуйте распределение интенсивности в спектре дифракционной решетки.
Вопросы к лабораторной работе № 111
1. Какие волны называются когерентными?
2. Что такое интерференция света?
3. Оптический путь светового пучка.
4. Оптическая разность хода.
5. Условия максимума и минимума при интерференции.
6. Полосы равной толщины и равного наклона.
7. Кольца Ньютона.
8. Вывод формул радиусов темных и светлых колец в отраженном свете.
Система оценивания результатов защиты л/р
№
Критерий
Содержание критерия
Количество
1.
2.
3.
4.
5.
1
2
оценки
баллов
Оформленный Присутствуют
все
пункты
плана 5
отчет
оформления отчета
Правильно оформленные графики
Значение
физической
величины
представлено с учетом доверительного
интервала
Ответы
на Правильный ответ на вопрос
5
контрольные
вопросы
Модуль 5
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Комплексная цель модуля – ввести квантовые представления, изучить законы и
принципы квантовой механики, т.к. эти законы лежат в основе химии, твёрдотельной
электроники и других важных наук.
2
План занятия
Основные термины
Тепловое излучение и его
характеристики. Спектральная
плотность энергетической
светимости. Спектральная
поглощательная способность.
Энергетическая светимость.
Черные и серые тела. Закон
Кирхгофа. Универсальная
функция Кирхгофа. Закон
Стефана-Больцмана. Закон
смещения Вина. Формулы Планка
и Рэлея-Джинса. Гипотеза Планка.
Квантовое объяснение законов
теплового излучения. Единство
корпускулярных и волновых
свойств электромагнитного
излучения
Тепловое излучение
Спектральная
плотность
энергетической
светимости
Спектральная
поглощательная
способность
Энергетическая
светимость
Черное тело
Серое тело
Универсальная
функция Кирхгофа
Корпускулярные
свойства
Волновые свойства
Цели и
задачи
Кол-во
часов
Л
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Квантовая природа излучения.
37
Форма
занятия
№
Тема
занятия
ЛЕКЦИИ
Л
2
Л
2
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
2
Элементы квантовой механики.
39
Л
Квантово-механическое описание
атомов.
40
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Теория атома водорода по Бору.
38
Модели атома Томсона и
Резерфорда. Опыты Резерфорда.
Линейчатый спектр атома
водорода. Формула Бальмера.
Спектральные серии. Постулаты
Бора. Опыты Франка-Герца.
Спектр атома водорода по Бору.
«Булочка с изюмом»
Планетарная модель
Линейчатый спектр
Спектральная линия
Спектральная серия
Стационарная орбита
Квантование
Энергетический
уровень
Гипотеза де Бройля. Опыты
Дэвиссона и Джермера. Дифракция
микрочастиц.
Принцип
неопределенности
Гейзенберга.
Волновая
функция,
ее
статистический смысл и условия,
которым
она
должна
удовлетворять.
Уравнение
Шредингера. Квантовая частица в
одномерной потенциальной яме.
Волновые
свойства
частицы
Неопределенность
Волновая функция
Вероятность
Плотность вероятности
Непрерывный
энергетический спектр
Дискретный
энергетический спектр
Одномерная
потенциальная яма
Стационарное уравнение
Шредингера для атома водорода.
Волновые функции и квантовые
числа. Правила отбора для
квантовых переходов. Опыт
Штерна и Герлаха. Эффект
Зеемана.
Квантовые числа
Главное квантовое
число
Орбитальное
квантовое число
Магнитное квантовое
число
Спин
Спиновое квантовое
число
Расщепление
энергетических
уровней
Элементы физики атомного
ядра.
2
Итого
Сообщить новые знания.
Сформулировать новые понятия.
Углубить знания
Л
41
Состав атомного ядра.
Характеристики ядра: заряд,
масса, энергия связи нуклонов.
Дефект массы и энергия связи
ядра. Радиоактивность. Виды и
законы радиоактивного излучения.
Ядерные реакции. Деление ядер.
Синтез ядер. Детектирование
ядерных излучений. Понятие о
дозиметрии и защите.
Зарядовое число
Массовое число
Энергия связи
Дефект массы
Радиоактивность
Ядерная реакция
Альфа-распад
Бета-распад
Термоядерные
реакции
Поглощенная доза
излучения
15
Тест рубежного контроля
Методические рекомендации по подготовке к коллоквиуму
1. Цель – выявление результатов обучения на определенном этапе обучения.
2. Продолжительность тестирования составляет 1 ак. ч.
3. Тестовые задания включают 10 заданий (БУ) и 5 заданий (ПУ).
1. В модели атома по Резерфорду:
1) вещество распределено равномерно по сфере диаметром около 10-10 м;
2) отрицательно заряженное ядро в центре атома, в котором сосредоточена почти вся
его масса, и движущиеся вокруг ядра электроны;
3) положительный и отрицательный заряд атома распределен равномерно по всему
объему;
4) положительно заряженное ядро в центре атома, в котором сосредоточена почти вся
его масса, и движущиеся вокруг ядра электроны.
2. Частота излучения атома по теории Бора определяется:
1) частотой обращения электрона вокруг ядра;
2) спином электрона;
3) изменением энергии электрона при переходе его с одного разрешенного
энергетического уровня на другой;
4) скоростью движения электрона вокруг ядра.
3. Измеримы ли одновременно проекция импульса на ось Ох и координата у?
1) измеримы только для частиц с непрерывным энергетическим спектром
2) измеримы только для частиц с дискретным энергетическим спектром
3) измеримы всегда
4) неизмеримы никогда
4. При движении по стационарной орбите энергия электрона:
1) излучается;
2) поглощается;
3) не меняется
4) Зависит от внешних условий.
5. В каком диапазоне спектра наблюдается излучение атома водорода при переходе с
более дальних орбит на первую:
1) рентгеновский;
1) видимый;
2) инфракрасный;
3)
ультрафиолетовый.
6. Гипотеза Де Бройля о волновых свойствах частиц вещества впоследствии была …
1) подтверждена в экспериментах по дифракции электронов;
2) опровергнута путем теоретических рассуждений;
3) опровергнута экспериментально;
4) подтверждена в экспериментах по выбиванию электронов из металлов при
освещении.
7. Гамма-излучение - это поток …
1) электронов;
2) ядер атомов гелия;
3) квантов электромагнитного излучения, испускаемых радиоактивными атомными
ядрами;
4) квантов электромагнитного излучения, испускаемых при торможении быстрых
электронов в веществе.
8. Главное квантовое число определяет…
1) энергию электрона
2) момент импульса электрона
3) проекцию момента импульса электрона
4) спин электрона
9. Кинетическая энергия электрона равна 1кэВ. Определите длину волны де Бройля.
1) 23пм;
2) 39пм;
3) 13пм;
4) 11пм.
10. Что было обнаружено в опытах Франка и Герца?
1) Квантовый характер поглощения энергии атомами.
2) Волновые свойства света.
3) Корпускулярные свойства света.
4) Волновые свойства электронов.
11. Частота излучения при переходе атома водорода из второго стационарного состояния в
первое...
1) R/2
2) R/4
3) 3R/4
4) 2R/3
12. Энергия атома водорода в нормальном состоянии Е1 = -13,53 эВ. Определите энергию
кванта, поглощенного атомом водорода, если электрон перешел с первого
энергетического уровня на третий. Энергия электрона на n-й орбите стационарного
E
состояния атома водорода E n  21 .
n
1) 1,5 эВ;
2) 4,51 эВ;
3) 12,03 эВ;
4) 13,53 эВ.
13. Линейчатые спектры дают...
1) раскалённые твёрдые тела
2) одноатомные газы в возбуждённом состоянии
3) расплавы
4) расплавы и твердые тела
14. Воспользовавшись соотношением неопределенностей, оцените размытость
энергетического уровня в атоме водорода, находящемся в основном состоянии.
1) 0;
2) ∞;
3) 400нэВ;
4) 1эВ.
15. Какое из приведенных ниже высказываний правильно описывает способность атомов к
излучению и поглощению энергии? Изолированные атомы могут
1) поглощать и излучать любую порцию энергии
2) поглощать и излучать лишь некоторый дискретный набор значений энергии
3) поглощать любую порцию энергии, а излучать лишь некоторый дискретный набор
значений энергии
4) излучать любую порцию энергии, а поглощать лишь некоторый дискретный набор
значений энергии
4. Система оценивания результатов тестирования.
№
Тип задания
Критерий оценки
Количество баллов за
одно задание
Альтернативный
(БУ)
Альтернативный
(ПУ)
1
2
тест правильный ответ
0,5
тест Правильный ответ
1
Кол-во
часов
Изучение
основ
основ
физики
физики
с Изучение
с Цели и
использованием экспериментальных использованием экспериментальных задачи
методов.
методов.
Знакомство с методикой проведения Знакомство с методикой проведения
физического эксперимента.
физического эксперимента.
Приобретение опыта проведения
Приобретение опыта проведения
измерений физических величин и измерений физических величин и
оценки их погрешностей.
оценки их погрешностей.
Текущий
контроль
3
Л/р №121 Изучение законов
внешнего фотоэффекта
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
П
3
Л/р №122 Изучение законов
вентильного фотоэффекта
Выполнение
измерений и
расчетов к
л/р
Квантовая физика
2
План занятия
П
Квантовая физика
1
Форма
занятия
№
Тема
занятия
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Защита лабораторных работ
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
Вопросы к лабораторной работе № 121
Что такое внешний фотоэффект?
Законы фотоэффекта.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
Схема опыта Столетова в вакууме.
ВАХ вакуумного фотоэлемента.
Вопросы к лабораторной работе № 122
Что такое внутренний фотоэффект?
Что такое вентильный фотоэффект?
Принцип работы полупроводникового фотоэлемента.
4. ВАХ полупроводникового фотоэлемента.
Система оценивания результатов защиты л/р
№
Критерий
Содержание критерия
Количество баллов
оценки
1
Оформленный Присутствуют все пункты плана 5
отчет
оформления отчета
Правильно
оформленные
графики
Значение физической величины
представлено
с
учетом
доверительного интервала
2
Ответы
на Правильный ответ на вопрос
5
контрольные
вопросы