- •Введение
- •1. Физическая задача как объект исследования в методике преподавания физики
- •1.1 Содержание понятия задача
- •1.2 Структура задачи
- •1.3 Способы классификации задач
- •2. Уровни сложности физических задач
- •3. Описание и измерение уровня усвоения опыта в решении задач [3]
- •4. Основные этапы решения задач
- •5. Алгоритм решения физических задач
- •6. Типы задач по физике для средней школы
- •7. Основы методики обучения решению физических задач учащихся
- •7.1 Теория поэтапного формирования умственных действий как основа обучению решению задач
- •7.2 Дидактическое обеспечение обучения решению задач
- •Список литературы
- •Приложение 1. Тестовые задачи по физике
- •1. Механика
- •1.1 Основы кинематики
- •1.2 Основы динамики
- •1.3 Законы сохранения
- •Основы статики
- •2. Молекулярная физика
- •2.1 Основы мкт
- •2.2 Основы термодинамики
- •2.3 Свойства паров, жидкостей и твердых тел
- •3.Электродинамика
- •3.1 Основы электростатики
- •3.2 Законы постоянного тока
- •3.3 Магнитное поле постоянного электрического тока
- •3.4 Электромагнитная индукция
- •3.5 Электромагнитные колебания и волны
- •3.6 Оптика
- •3.7 Основы сто
- •4.Квантовая физика
- •4.1 Квантовые свойства света. Волновые свойства частиц
- •4.2 Строение атома
- •Приложение 2. Алгоритмы решения задач по разным темам курса физики
- •1. Механика [15]
- •1.1. Кинематика материальной точки
- •1.2. Динамика материальной точки
- •1.3. Законы сохранения в механике
- •1.4. Элементы статики
- •1.5. Механические колебания и волны
- •2. Молекулярная физика [15]
- •2.1. Основные положения молекулярно-кинетической теории
- •2.2. Основы молекулярно-кинетической теории газов
- •2.3. Основы термодинамики
- •2.4. Свойства паров
- •2.5. Поверхностное натяжение жидкостей
- •2.6. Свойства твердых тел
- •3. Основы электродинамики [15]
- •3.1. Электростатика
- •3.2. Законы постоянного тока
- •3.3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция
- •3.4. Электромагнитные колебания
- •4. Оптика [15]
- •4.1. Геометрическая оптика. Фотометрия
- •4.2. Волновая оптика
- •5. Квантовые свойства света. Строение атома [15]
3.Электродинамика
3.1 Основы электростатики
311. Из капельницы в полый изолированный металлический шар радиуса R падают капли воды, каждой из которых сообщается заряд qо. Какой должна быть минимальная высота падения капель, чтобы шар наполнился водой доверху? Радиус капли r гораздо меньше R.
1) 2) 3) 4) 5) .
312. В трех вершинах квадрата со стороной 30см находятся два положительные и один отрицательный точечные заряды равные по величине q=10 нКл. Если напряженность электростатического поля в четвертой вершине квадрата, противолежащей вершине с отрицательным зарядом, Е=900В/м, то сторона квадрата равна:
1) 30см 2) 35см 3) 38см 4) 41см 5) 45см
313. Электростатическое поле создано двумя положительными точечными зарядами q1= q2= нКл, расположенными в вершинах острых углов равнобедренного прямоугольного треугольника с катетом а=30см. Напряженность этого поля в вершине прямого угла равна:
1) 200 В/м 2) 240 В/м 3) 270 В/м 4) 320 В/м 5)350 В/м
314. Положительно заряженный шарик с зарядом q=1мкКл, объемом V=4см3 и плотностью вещества ρ1= 1,5·103 кг/м3 помещен в трансформаторное масло с плотностью ρ2= 800 кг/м3 .и диэлектрической проницаемостью ε=2,5. Если сосуд с маслом поместить во внешнее однородное вертикальное электростатическое поле и шарик находится в равновесном состоянии, то напряженность электростатического поля равна:
1) 5·104 В/м 2) 7·104 В/м 3 ) 8·104 В/м 4) 9·104 В/м 5)10·104 В/м
315. В однородном горизонтальном электростатическом поле напряженностью Е=5 ·102В/м находится незаряженный шарик массой m=6г, подвешенный на невесомой нити длиной l= 30см. Если шарику сообщить положительный заряд q=40мкКл, то шарик смещается по горизонтали на расстояние:
1) 5см 2) 7см 3) 10см 4) 15см 5) 18см
316. В однородном вертикальном электростатическом поле напряженностью Е=5·102В/м, направленной вверх, находится незаряженный шарик массой m=6г , подвешенный на невесомой длиной нити. Если шарику сообщить положительный заряд q=40мкКл, то сила натяжения нити равна:
1) 2·10-2 Н 2) 3·10-2 Н 3) 4·10-2 Н 4) 5·10-2 Н 5) 6·10-2 Н
317. Одинаковые шарики массой m=0,2г каждый в незаряженном состоянии подвешены на нитях длиной l= 30см каждая, соприкасаясь друг с другом. Если каждому из шариков сообщить положительный заряд q и шарики разойдутся так, что угол между нитями станет α=90º, то величина заряда шариков равна:
1) 0,5·10-7 Кл 2) 1·10-7 Кл 3) 1,5·10-7 Кл 4) 2·10-7 Кл 5) 2,5·10-7 Кл
318. Три одинаково заряженных маленьких шарика расположены вдоль одной прямой на одинаковых расстояниях и связанны нитью. Во сколько раз отличается сила натяжения нити от силы электрического взаимодействия между крайними шариками?
1) 2 2) 3 3) 4 4) 5 5) 6
319. Имеется два точечных заряженных тела с зарядами –q и 2q, и массами m и 2m соответственно. На каком расстоянии друг от друга нужно расположить тела, чтобы во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью Е, направленной вдоль прямой, проходящей через заряды, они двигались одинаково?
1) 1/2 2) 3) 2 4) 5)
320. Два точечных заряда q находятся на расстоянии r. Какую работу необходимо совершить, чтобы уменьшить расстояние между ними вдвое?
1) 2) 3) 4) 5)
321. Два разноименных точечных заряда q1 и q2=- q1/2 находятся в диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε= 3 на расстоянии r=60см друг от друга. Если потенциал поля этих зарядов в точке, удаленной от каждого из них на расстоянии l=50см, равен φ=30В, то заряд q1 равен
1) 6·10-9 Кл 2) 7·10-9 Кл 3) 8·10-9 Кл 4) 9·10-9 Кл 5) 10·10-9 Кл
322. Два разноименных точечных заряда q1= 20нКл и q2=-10нКл находятся в диэлектрике на расстоянии r=60см друг от друга. Если потенциал поля этих зарядов в точке, удаленной от каждого из них на расстоянии l=50см, равен φ=60В, то диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5) 5
3 23. Три конденсатора электроемкостью С=2мкФ каждый соединили по приведенной схеме и подключили к источнику питания с напряжением U=100В. При этом заряд системы конденсаторов равен
1) 1 ·10-4Кл 2) 2·10-4Кл 3) 3 ·10-4Кл 4) 4 ·10-4Кл 5) 6 ·10-4Кл
324. Плоский конденсатор с площадью пластин S, расстояние между которыми d=8,85 мм заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε= 3, заряжают от источника питания напряжением U. Если заряд на пластинах конденсатора q= 60 нКл и энергия заряженного конденсатора W=1мДж, то S равно
1) 2 ·10-4 м2 2) 3 ·10-4 м2 3) 4 ·10-4 м2 4) 5 ·10-4м2 5) 6 ·10-4м2
3 25. Три конденсатора электроемкостью С=3мкФ каждый соединили по приведенной схеме и подключили для зарядки к источнику питания с напряжением U=100В. При этом энергия системы конденсаторов равна
1) 1·10-2 Дж 2) 2·10-2 Дж 3) 310-2 Дж
4) 4·10-2 Дж 5) 5·10-2 Дж
326. Три конденсатора электроемкостью С=3мкФ каждый соединили последовательно и подключили к источнику питания с напряжением U=100В. При этом заряд каждого конденсатора равен
1) 6·10-5Кл 2) 7·10-5Кл 3) 8·10-5Кл 4) 10·10-5Кл 5) 11·10-5Кл
327. Два конденсатора электроемкостью С=2мкФ каждый соединили параллельно и подключили к источнику питания с напряжением U=100В. При этом заряд системы конденсаторов равен
1) 3·10-4Кл 2) 4·10-4Кл 3) 5·10-4Кл 4) 6·10-4Кл 5) 7·10-4Кл
328. Плоский конденсатор с площадью пластин S=5см2, расстояние между которыми d=8,85 мм заполнено диэлектриком, подключают к источнику питания напряжением U=18В. Если заряд на пластинах конденсатора q= 18пКл, то диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5) 5
329. Два одноименных точечных заряда q1= 2мкКл и q2=2мкКл находятся в диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε= 2 на расстоянии r1=30см друг от друга. Для удаления этих зарядов до расстояния r2 =60см электростатическое поле совершает работу
1) 1·10-2 Дж 2) 2·10-2 Дж 3) 3·10-2 Дж 4) 4·10-2 Дж 5) 5·10-2 Дж
330. Два равных одноименных точечных заряда q1=q2=10нКл находятся в диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε= 3. Если расстояние между зарядами равно r=60см, то потенциал поля этих зарядов в точке, удаленной от каждого из них на расстоянии l=50см, равен
1) 80В 2) 90В 3) 100В 4) 120В 5) 130В
331. Заряженная сфера радиуса R=10cм с потенциалом поверхности φ1=120В находится в вакууме. Если сферу без изменения ее заряда поместить в диэлектрик и потенциал поля сферы в точке, отстоящей от ее центра на расстоянии l=20см, равен φ2=20В, то диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна
1) 2 2) 3 3) 4 4) 5 5) 6
332. Плоский воздушный конденсатор, заряженный и отключенный от источника питания, имеет энергию W1= 0, 6 мДж. Если к этому конденсатору параллельно подключить конденсатор таких же размеров, пространство, между обкладками которого заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью равной ε=2,то энергия подключенного конденсатора W2 станет равной
1) 0,1 мДж 2) 0,2 мДж 3) 0,3 мДж 4) 0,4 мДж 5) 0,5мДж
333. В трех вершинах квадрата со стороной а=10 см находятся два отрицательные и один положительный равные по величине точечные заряды. Если потенциал созданного поля в четвертой вершине, противолежащей вершине с положительным зарядом, φ=-80В, то модуль напряженности поля в этой точке Е равен
1) 380 В/м 2) 400 В/м 3) 420В/м 4) 450В/м 5)480В/м
334. В трех вершинах квадрата находятся два положительные и один отрицательный точечные заряды, равные по величине. Если модуль напряженности и потенциал созданного поля в четвертой вершине, противолежащей вершине с отрицательным зарядом , Е=400 В/м и φ=80В, то сторона квадрата а равна
1) 8 см 2) 10 см 3) 12 5см 4) 15 см 5) 20 см
335. Электростатическое поле создано двумя отрицательными точечными зарядами, расположенными в вершинах острых углов равнобедренного прямоугольного треугольника с катетом а=20 см. Если потенциал созданного поля в вершине прямого угла φ=-80В, то модуль напряженности поля в этой точке Е равен
1) 150 В/м 2) 170 В/м 3) 190 В/м 4) 200 В/м 5) 220 В/м
336. Электростатическое поле создано двумя положительными точечными зарядами, расположенными в вершинах острых углов равнобедренного прямоугольного треугольника с катетом а=20 см. Если модуль напряженности созданного поля в вершине прямого угла Е=200 В/м, то потенциал поля φ в этой точке равен
1) 60 В 2) 75 В 3) 80 В 4) 85 В 5) 90 В
337. Два шарика с зарядами q1= q и q2= 2q расположены на расстоянии r друг от друга. Если третий заряд q3= q расположен на прямой, соединяющий два первые заряды, на расстоянии r2=6cм от заряда q2 и находится в состоянии равновесия, то расстояние r между зарядами q1 и q2 (с точностью до см) равно
1) 9см 2) 10см 3) 11см 4) 12см 5) 14см
338. Два конденсатора электроемкостью С1=2мкФ и С2=3мкФ соединили последовательно и подключили к источнику питания с напряжением U=100В. При этом энергия W2 второго конденсатора равна
1) 1,2мДж 2) 1,8мДж 3) 2,4мДж 4) 3,6мДж 5) 4,2мДж
339. Плоский конденсатор с площадью пластин S=5см2, расстояние между которыми d=8,85 мм заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, зарядили от источника питания напряжением U =120В с последующим отсоединением от него. Если к этому (первому) конденсатору параллельно присоединить воздушный незаряженный конденсатор таких же размеров и заряд второго конденсатора при этом q2 =40пКл, то диэлектрическая проницаемость диэлектрика ε равна
1) 2 2) 3 3) 4 4) 5 5) 6
340. Частица с электрическим зарядом q=6нКл разгоняется электрическим полем между точками с напряжением U=3кВ и упруго ударяется о преграду. Если масса частицы m=1мг и изменение ее импульса при ударе о преграду ∆р = 2·10-5 , то начальная скорость частицы υ0 равна
1) 8 2) 9 3) 10 4) 11 5) 12
341. Два шарика с зарядами –q и -2q расположены на расстоянии r=16см друг от друга. Если они взаимодействуют с силой F=72мН, то число избыточных электронов на шарике с меньшим зарядом равно
1) 2·1012 2) 2·1013 3) 1·1012 4) 3·1013 5) 4·1012
342. Электростатическое поле создано двумя положительными точечными зарядами, расположенными в двух вершинах равностороннего треугольника со стороной а= м. Если потенциал этого поля в третьей вершине треугольника φ=600В, то напряженность созданного поля в этой точке равна
1) 200 В/м 2) 240 В/м 3) 270 В/м 4) 300 В/м 5) 350 В/м
343. Плоский воздушный конденсатор, заряженный и отключенный от источника питания, имеет энергию W1=0,6 мДж. Если к этому конденсатору параллельно подключить конденсатор таких же размеров, пространство, между обкладками которого заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью равной =2, то энергия подключенного конденсатора W2 станет равной
1) 0,1 мДж 2) 0,2 мДж 3) 0,3 мДж 4) 0,4 м Дж 5) 0,5 м Дж
344. Два маленьких и одинаковых по размеру шарика с зарядами q и -2q находятся на расстоянии l и взаимодействуют с силой F. С какой силой будут взаимодействовать шарики, если их привести в соприкосновение и развести на прежнее расстояние?
1) F/16 2) F/8 3) F/4 4) F/2 5) F
345. Три одинаковых заряда 10-9Кл расположены в вершинах прямоугольного треугольника с катетами 30см и 40см. Найдите напряженность электрического поля, созданного всеми зарядами, в точке пересечения гипотенузы с перпендикуляром, опущенным на нее из вершины прямого угла.
1) 212В/м 2) 224В/м 3) 235В/м 4) 246В/м 5) 258В/м
346. Три одинаковых заряда q связаны друг с другом нитями длиной l так, что расположились вдоль одной прямой. Найдите силу натяжения нитей.
1)kq2/4l2 2) kq2/l2 3) 5kq2/4l2 4)3kq2/2l2 5)2 kq2/l2
347. Кольцо радиуса R имеет заряд q. Чему равна напряженность электрического поля кольца на его оси на расстоянии h от центра?
1) khq/(R2+h2)1/2 2) khq/(R2+h2) 3) khq/(R2+h2)2 4) khq/(R2+h2)3/2
5) khq/(R2+h2)5/2
348. В вершинах квадрата со стороной а находятся четыре заряда q. Каков потенциал электрического поля системы зарядов в центре квадрата?
1)1,4q/πε0а 2) 1,7q/πε0а 3) 0,7q/πε0а 4) 2,1q/πε0а 5) 2,8q/πε0а
349. Плоский воздушный конденсатор с квадратными пластинами (сторона пластины а=20 см) равномерно полностью погружают в жидкий диэлектрик (=2,2) так, что пластины оказываются перпендикулярными уровню жидкости. К конденсатору подключен источник постоянного напряжения U= 100 В. Если конденсатор погружают в диэлектрик со скоростью =50 и по проводам, соединяющим пластины с полюсами источника, проходит ток, сила которого I=4,210-8 А, то расстояние между пластинами d равно
1) 1,2 мм 2) 2,0 мм 3) 2,5 мм 4) 2,9 мм 5 )3,6 мм
350. Плоский воздушный конденсатор емкостью C=3 мкФ, расстояние между обкладками которого d=40 мм, подключен к источнику с напряжением U=100 В. Если в конденсатор вводят металлическую пластину (форма и размеры пластины одинаковы с обкладками) параллельно его обкладкам и заряд такого конденсатора q1=0,6 мКл, то толщина пластины h равна
1) 12 мм 2) 15 мм 3) 18 мм 4) 20 мм 5) 22 мм
351. Если у плоского конденсатора, заполненного слюдой (=7), удалить третью часть толщины диэлектрического слоя, то его емкость изменится в раз, равное
1) 1,5 2) 2,0 3) 2,5 4) 3,0 5) 3,5
352. Конденсатор подключен к источнику напряжением U=100 В. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков толщиной d1=10 мм и d2 и диэлектрической проницаемостью 1=2 и 2=6 соответственно. Если слои диэлектриков параллельны обкладкам конденсатора, площадь которых S=15 см2, и энергия конденсатора W=1,3310-8 Дж, то толщина второго диэлектрика d2 равна
1) 15 мм 2) 20 мм 3) 25 мм 4) 30 мм 5) 45 мм
353. Шарик зарядом q=2,0010-6 Кл и массой m=50,0г подвешен на непроводящей нити длиной l=1,00 м. Другой неподвижный точечный заряд q=2,0010-6Кл находится на оси вращения, на расстоянии l от первого шарика вниз. Если шарик вращается вокруг вертикальной оси, образуя с вертикалью угол =30о, то период вращения Т шарика равен
1) 3,21 с 2) 2,84 с 3) 2,63 с 4) 2,49 с 5) 1,97 с
354. Если шарик массой m=50 г и зарядом q, подвешенный на непроводящей нити длиной l=1,0 м, вращается вокруг вертикальной оси, образуя с вертикалью угол =30о, неподвижный точечный заряд q находится в центре окружности, описываемой шариком, частота вращения =2,4 с-1, то заряд шариков q равен
1) 1,210-6Кл 2) 1,810-6Кл 3) 2,010-6Кл 4) 2,410-6Кл 5) 3,010-6Кл
355. Стальной шарик (= 7,8 г/см3) радиусом 1 см помещен в воду. Чему равен заряд шарика, если в однородном электрическом поле, создаваемом двумя параллельными пластинами, направленном вертикально вверх, шарик оказался взвешенным в жидкости? Расстояние между пластинами 20 см, разность потенциалов 400 В.
1) 0,1 мКл 2) 0,14 мКл 3) 0,2 мКл 4) 0,24 мКл 5) 0,28 мКл
356. Сосуд с маслом, диэлектрическая проницаемость которого равна 5, помещен в вертикальное однородное электрическое поле. В масле находится во взвешенном состоянии алюминиевый шарик диаметром 3 мм, имеющий заряд 10-7 Кл. Определить напряженность электрического поля, если плотность алюминия 2,6 г/см3, а масла 900 кг/м3.
1) 8 кВ/м 2) 10 кВ/м 3) 12 кВ/м 4) 14 кВ/м 5) 16 кВ/м
357. В однородном электростатическом поле с напряженностью Е, направленном вертикально вниз, равномерно вращается шарик массой m c положительным зарядом q, подвешенным на нити. Угол отклонения нити от вертикали равен . Найти силу натяжения нити.
1) (mg+qE)/cos 2) (mg–qE)/cos 3) (mg+qE)cos 4) (mg–qE)cos
5) (qE– mg)/cos
358. В однородном электростатическом поле с напряженностью 2 кВ/м, направленном вертикально вниз, равномерно вращается шарик массой 1 г c положительным зарядом q=10-6Кл, подвешенным на нити длиной L=1 м. Угол отклонения нити от вертикали равен 600. Найти кинетическую энергию шарика.
1) 4,5мДж 2) 9 мДж 3) 10 мДж
4) 17,4 мДж 5) 23,4 мДж
3 59. Напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом q, в точках А и В равна соответственно 0,2 кВ/м и 0,1 кВ/м. Определить напряженность электрического поля в т. С.
1) 300 В/м 2) 100 В/м 3) 100 В/м
4) 100 В/м 5) 75 В/м
360. Шарик, массой 16 г, подвешенный на непроводящей нити, совершает колебания с периодом колебаний 1 с. При сообщении шарику отрицательного заряда 9,8 10-8Кл и помещении его в однородное электрическое поле, направленное вверх, период стал 0,95 с. Определить напряженность электрического поля.
1) 8,6 кВ/м 2) 18 кВ/м 3)180 кВ/м 4)430 кВ/м 5)860 кВ/м
361. С поверхности металлического шара радиусом 2 см, несущего на себе заряд – 10-9 Кл, вылетает электрон. Скорость электрона на бесконечно большом расстоянии от шара оказалась равной 10 Мм/с. С какой скоростью электрон покинул поверхность шара?
1) 1,26 Мм/с 2) 1,52 Мм/с 3) 10,5 Мм/с 4)12,6 Мм/с 5) 15,2 Мм/с
362. Одинаковые металлические шарики, заряженные одноименными зарядами q и 9q, находятся на расстоянии r друг от друга. Шарики приводят в соприкосновение. На какое расстояние нужно их развести, чтобы сила взаимодействия осталось прежней.
1) 2 r 2) 3/2 r 3) 5/3 r 4) 3/5 r 5) 5/3 r
363. Заряд 0,1 Кл удален от заряда 0,2 Кл на расстоянии 10 м. Какую работу нужно совершить, чтобы сблизить заряды до 5 м?
1) 18 МДж 2) 16 МДж 3) 14 МДж 4) 12 МДж 5) 10 МДж
364. Пылинка взвешена в плоском конденсаторе. Её масса 10-11 г, расстояние между пластинами конденсатора 0,5 см. Пылинка освещается ультрафиолетовым светом и, теряя заряд, выходит из равновесия. Какой заряд потеряла пылинка, если первоначально к конденсатору было приложено напряжение 154 В, а затем, чтобы опять вернуть пылинку в равновесие, пришлось прибавить 8 В?
1) 1,610-19Кл 2) 3,210-19Кл 3) 4,810-19Кл 4) 6,410-19Кл 5) 810-19Кл
365. Точечные заряды q и 9q расположены на расстоянии r друг от друга. На каком расстоянии от меньшего заряда нужно расположить между ними третий заряд, чтобы силы, действующие на него со стороны первых двух, были равны по величине и противоположны по направлению?
1) r/4 2) r/3 3) r/2 4) 2r/3 5) 3r/4
366. Имеется два точечных заряженных тела с зарядами –q и 4Q и массами m и M соответственно. На каком расстоянии друг от друга должны быть расположены заряды, чтобы во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью , направленном вдоль прямой, проходящей через заряды, они ускорялись как одно целое?
1) 2) 3) 4) 5)
367. В вершинах квадрата со стороной l расположены три заряда +q и один –q. Чему равен потенциал созданного ими поля в центре квадрата
1) 2) 3) 4) 5)
368. Два заряженных одинаковых шарика массой m подвешены на нитях длинной l в одной точке и разошлись так, что угол между ними стал прямым. Какой заряд каждого из шариков?
1) 2) 3) 4) 5)
369.Протон и α-частица (24Не), двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в плоский заряженный конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора от прямолинейной траектории будет больше отклонения α-частицы? Считать массы протона и нейтрона одинаковыми.
1) 8 2) 4 3) 2 4) 1 5) 1/2