Профильное обучение в контексте предметного содержания. На материале предмета «физика». Учебное пособие

111

Контрольная работа № 2 по теме «Динамика материальной точки»

Iвариант

1.Действуя постоянной силой 200 Н, из состояния покоя поднимают груз массой 10 кг. Чему равна скорость груза через 10 м подъема? (10 баллов)

2.На невесомой упругой пружине подвешен груз. Длина растянутой пружины

L1 = 20 см. Если подвесить груз вдвое большей массы, длина пружины станет равной L2 = 22 см. Какова длина недеформированной пружины? (10 баллов)

3.Два бруска массой 100 г каждый, связанные невесомой нитью, соскальзывают с наклонной плоскости с углом 300. Коэффициент трения нижнего бруска

оплоскость равен 0,2, верхнего бруска 0,5. Определите силу натяжения нити. Движение считать равноускоренным. (15 баллов)

4.Автомобиль проходит середину выпуклого моста радиусом 50 м со скоростью 20 м/с. Найдите вес автомобиля в этой точке, если его масса 5 т. (5 баллов)

5.Радиус Солнца в 110 раз больше радиуса Земли, а средняя плотность Солнца относится к средней плотности Земли, как 1:4. Найти ускорение свободного падения у поверхности Солнца. (10 баллов)

IIвариант

1.Паровоз по горизонтальному пути развивает постоянную силу тяги 250 кН. Определите силу сопротивления движению поезда массой 1000 т, если на участке пути в 300 м его скорость возросла с 36 км/ч до 54 км/ч. (10 баллов)

2.Грузик, имеющий массу 20 г и прикрепленный к концу невесомого стержня длиной 40 см, равномерно вращается в вертикальной плоскости, делая 2 оборота в секунду. Каково натяжение стержня, когда грузик проходит нижнюю точку траектории? (10 баллов)

3.В верхней точке наклонной плоскости установлен неподвижный блок, через который перекинут шнур с двумя грузами на концах: один груз, массой 3 кг

висит свободно, другой – находится на наклонной плоскости, угол наклона которой 300, коэффициент трения груза о плоскость 0,2. Определите массу

груза, находящегося на наклонной плоскости, если система движется с ускорением 3,25 м/с2. (15 баллов)

4.Определите, какого радиуса круг может описать велосипедист, если он едет

со скоростью 25 км/ч, а предельный угол наклона велосипедиста к земле равен 600. (5 баллов)

5.Какова плотность планеты радиусом 4000 км, если ускорение свободного падения на ее поверхности 7,05 м/с2? (10 баллов)

112

Контрольная работа № 3 по теме «Законы сохранения в механике»

Iвариант

1.Два тела массой 1 кг и 2 кг движутся навстречу друг другу со скоростью 2 м/с и 3 м/с соответственно. Вычислите скорости тел после абсолютно неупругого удара. (5 баллов)

2.С платформы массой 20 т, движущейся со скоростью 9 км/ч, произведен вы-

стрел в сторону противоположную движению платформы. Снаряд массы 25 кг вылетает из орудия со скоростью 700 м/с под углом 300 к горизонту. Найти скорость платформы после второго выстрела. (15 баллов)

3.Шарик подвешен на невесомой нерастяжимой нити. Нить с шариком отклоняют на некоторый угол от положения равновесия и отпускают. Когда шарик проходит положение равновесия, сила натяжения нити в 2 раза превосходит силу тяжести. Вычислите угол начального отклонения. (10 баллов)

4.Трактор массой 10 т, развивающий мощность 150 кВт, поднимается в гору со скоростью 5 м/с. Найти угол наклона горы к горизонту. (10 баллов)

5.При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Какую скорость приобретает пуля массой 20 г при выстреле в горизонтальном направлении? (10 баллов)

IIвариант

1.Ядро, летящее со скоростью 20 м/с, разорвалось на две части: массой 10 кг и 5 кг. Скорость меньшей части равна 90 м/с и направлена так же, как и скорость ядра до разрыва. Определите скорость большей части ядра. (5 баллов)

2.Навстречу платформе с песком массой 50 кг, движущейся со скоростью 10

м/с по гладкому наклонному желобу длиной 2 м, образующему с горизонтом угол 300, соскальзывает без начальной скорости тело массой 20 кг и оказывается в песке. Найдите скорость платформы после попадания в нее тела. (15 баллов)

3.Небольшое тело подвешено на нити длиной 2,2 м. Какую минимальную скорость нужно сообщить этому тело в нижней точке траектории, чтобы оно совершило полный оборот? (10 баллов)

4.Транспортер поднимает 200 кг песка на автомашину за 1 с. Длина нити транспортера 3 м, угол наклона ее к горизонту 300. КПД транспортера 85 %. Найдите мощность, развиваемую его электродвигателем. (10 баллов)

5.Груз массой 1 кг падает с высоты 240 м и углубляется в песок на глубину 20 см. Определите среднюю силу сопротивления песка, если начальная скорость падения груза 14 м/с. (10 баллов)

113

Контрольная работа № 4 по теме «Механические колебания. Волны. Специальная теория относительности»

Iвариант

1.Колебательное движение точки описывается уравнением х = 0,05 cos20πt (см). Найти амплитуду, период, частоту, циклическую частоту, координату спустя 1/60 с от начала колебаний точки. (5 баллов)

2.Один из маятников за некоторое время совершил 10 колебаний. Другой за это же время совершил 6 колебаний. Разность длин маятников 16 см. Найти длины маятников. (10 баллов)

3.Деревянный брусок массой 50 г, соединенный со стеной невесомой горизонтальной пружиной жесткостью 400 Н/см, покоится на горизонтальной гладкой поверхности. Пуля массой 10 г, летящая со скоростью 600 м/с, попадает в брусок и застревает в нем. Вычислите амплитуду колебаний бруска

спулей (15 баллов)

4.Плотность воды при 0 0С равна 1000 кг/м3. Определите релятивистскую плотность воды для неподвижного наблюдателя, если частица воды движется со скоростью 0,8 с. (10 баллов)

5.Частица движется со скоростью 0,8 с. Во сколько раз масса движущейся частицы больше ее массы покоя? (5 баллов)

6.Что такое собственная и релятивистская масса тела? (5 баллов)

IIвариант

1.Составить уравнение гармонического колебания точки, если амплитуда колебаний 5 см, период колебаний 0,5 с и начальная фаза колебаний 900. Найти координату точки спустя ¼ с после начала колебания. (5 баллов)

2.С каким ускорением и в каком направлении движется кабина лифта, если находящийся в ней секундный маятник за время 2 мин 30 с совершил 100 колебаний? (10 баллов)

3.На гладком горизонтальном столе покоится брусок массой 20 г, прикрепленный невесомой пружиной жесткостью 50 Н/м к вертикальной стене. В брусок попадает шарик массой 10 г, движущийся по столу со скоростью 30 м/с , направленной вдоль пружины. Считая соударение шарика и бруска упругим, найдите амплитуду колебаний бруска после удара. (15 баллов)

4.Релятивистская масса электрона в 5 раз больше его массы покоя. Определите

кинетическую энергию электрона и его импульс. Масса покоя электрона 9,1 ∙ 10 – 31 кг. (10 баллов)

5.На сколько увеличится масса α – частицы при увеличении ее скорости от 0 до 0,9 с? Масса покоя α – частицы 4 а. е. м. (5 баллов)

6.Какая длина тела называется собственной? Приведите примеры, когда наблюдается эффект сокращения длины тела. (5 баллов)

114

Контрольная работа № 5 по теме «Основы МКТ»

Iвариант

1.В закрытом сосуде находится идеальный газ. Как изменится его давление, если средняя квадратичная скорость его молекул увеличится на 20 %? (5 баллов)

2.В баллоне объемом 100 л находится гелий под давлением 5 МПа и температуре 300 К. Вентиль баллона дал течь, и, когда неисправность устранили, давление в баллоне оказалось равным 5,1 МПа, но температура повысилась до 340 К. Найти массу газа, вытекшего из баллона. (10 баллов)

3.Вычислить работу, которую совершает газ при изобарном нагревании от 20 0С до 100 0С, если он находится в сосуде с подвижным поршнем. Начальный объем газа 5 дм3, а давление 105 Па. (10 баллов)

4.Идеальный тепловой двигатель совершает за один цикл работу 30 кДж. Температура нагревателя 127 0С, а температура холодильника 27 0С. Найдите количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику. (10 баллов)

5.На Р – V диаграмме изображен цикл, проводимый с одноатомным идеальным газом. Найдите КПД цикла. (15 баллов)

P 1

V 2V V

IIвариант

1.Определите плотность углекислого газа при нормальных условиях. (5 баллов)

2.Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем упало на 40 %, а абсолютная температура на 10 %. Какую часть газа выпустили? (10 баллов)

3.Три моля идеального газа совершают некоторый замкнутый цикл. В результате первого изобарного процесса температура возрастает на 400 К, во втором изобарном процессе – уменьшается на 200 К. Определите работу, совершенную газом в этом замкнутом цикле. (10 баллов)

4.В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя втрое больше абсолютной температуры холодильника. Если, не меняя температуры холодильника, повысить температуру нагревателя на 25 %, то каков станет КПД двигателя? (10 баллов)

5.Моль идеального одноатомного газа совершает процесс, показанный на рисунке. Начальная температура газа Т. Определите работу газа за цикл, если из-

вестно, что Q12/Q23=1,08. (15 баллов)

р

2 1 3

115

Контрольная работа № 6 по теме «Тепловые явления»

Iвариант

1.Алюминиевый чайник массой 1,2 кг содержит 2 кг воды при 15 0С. Его ставят на примус с КПД 50 %, в котором сгорает 55 г керосина. Сколько воды при этом выкипит? (10 баллов)

2.Свинцовая пуля, летящая со скоростью 500 м/с попадает в стальную плиту и отскакивает от нее со скоростью 100 м/с. Какая часть пули расплавится, если

еетемпература в момент удара 50 0С и на нагревание пули пошло 0,5 энергии, выделившейся при ударе? (15 баллов)

3.В комнате при температуре 20 0С относительная влажность воздуха 20 %.

Сколько нужно испарить воды для увеличения влажности до 50 %, если объем комнаты 40 м3? (10 баллов)

4.К концам стальной проволоки длиной 3 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 приложены растягивающие силы по 200 Н каждая. Найдите абсолютное и относительное удлинение.

(7 баллов)

5.Врачи для исследования горла иногда вводят в рот пациента зеркальце. При этом зеркальце предварительно нагревают выше 37 0С. Для чего это делают? (5 баллов)

IIвариант

1.В стальной сосуд массой 300 г налили 1,5 л воды при 17 0С. В воду опу-

стили кусок мокрого снега массой 200 г. Когда снег растаял, установилась температура 7 0С. Сколько воды было в комке снега? (15 баллов)

2.Железный брусок соскальзывает по наклонной плоскости длиной 20 м, которая образует с горизонтом угол 300. Начальная скорость бруска равна нулю, а конечная 8 м/с. На сколько повысится температура бруска, если он поглощает 40 % выделившегося тепла? (10 баллов)

3.Из капельницы заставили вытекать каплями равные массы воды (сначала холодной, затем горячей). Во сколько раз изменился коэффициент поверхностного натяжения воды, если в первом случае было 30 капель, а во втором 34? Плотность воды считать постоянной. (10 баллов)

4.Колонны Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге имеют высоту 30 м.

Каков модуль Юнга гранита, если относительное сжатие под действием силы тяжести оказалось равным 8 ∙ 10 – 6. (7 баллов)

5.Почему чернилами нельзя писать на жирной бумаге? (5 баллов)

116

Контрольная работа № 6 по теме «Электростатика»

Iвариант

1.Напряженность электрического поля воздушного конденсатора емкостью 4 мкФ равна 1000 В/м. Расстояние между обкладками конденсатора 1 мм. Определите энергию электрического поля конденсатора. (5 баллов)

2.Расстояние между зарядами +q и +9q равно 8 см. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю? (10 баллов)

3.Определите работу, которая совершается при перемещении заряда 2 мкКл из точки, находящейся на расстоянии 20 см от точечного заряда 3 мкКл, до точки, расположенной на расстоянии 50 см от этого же заряда. (15 баллов)

4.Поле создано бесконечной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 4 нКл/см2, в котором подвешен на нити шарик массой 1 г и зарядом 1 нКл. Определите угол, образованный нитью с плоскостью. (20 баллов)

IIвариант

1.В импульсной фотовспышке лампа питается от конденсатора емкостью 800 мкФ, заряженного до напряжения 300 В. Найти энергию вспышки и мощность, если продолжительность разрядки 2,4 мс. (5 баллов)

2.В двух вершинах равностороннего треугольника расположены точечные заряды по 10 –8 Кл каждый. Длина стороны треугольника 10 см. Найти напряженность электрического поля в третьей вершине треугольника. (10 баллов)

3.Два металлических шарика радиусами 5 см и 3 см заряжены электричеством. Заряд первого шарика 5 мКл, второго шарика 8 мКл. Найти изменение величины зарядов, если шары соединить между собой металлическим проводником. (15 баллов)

4.Медный шар диаметром 1 см помещен в масло. Чему равен заряд шара, если в однородном электрическом поле шар оказался взвешенным в масле.

Напряженность поля направлена вертикально вверх и равна 36 кВ/см. Плотность масла 800 кг/м3, плотность меди 8600 кг/м3. (20 баллов)

117

Контрольная работа № 7 по теме «Постоянный электрический ток»

Iвариант

1.Когда выделяется большая мощность: при включении в сеть двух последовательно соединенных спиралей или одной из них? Ответ объясните с помощью расчетных формул. (5 баллов)

2.При электролизе раствора серной кислоты расходуется мощность 37 Вт.

Найти сопротивление электролита, если за время 50 мин выделяется масса водорода 0,3 г. Молярная масса водорода 2 · 10 – 3 кг/моль, его валентность 1. (10 баллов)

3.Чему равна сила тока в подводящих проводах при коротком замыкании, если на плитках с сопротивлением 200 Ом и 500 Ом выделяется при очередном их включении одинаковая мощность 200 Вт? (15 баллов)

4.Электровоз массой 300 т движется вниз по горе со скоростью 72 км/ч. Уклон горы составляет 1 м на каждые 100 м пути. Коэффициент сопротивления движению 0,02. Напряжение в линии 3 кВ. КПД электровоза 80 %. Определить силу тока в моторе электровоза. (20 баллов)

IIвариант

1.Имеются 25 – ваттная и 100 – ваттная лампочки, рассчитанные на одно и то же напряжение, соединенные последовательно и включенные в сеть. В какой из них выделяется большее количество теплоты? Ответ объясните с помощью расчетных формул. (5 баллов)

2.Радиоприемник, рассчитанный на напряжение 127 В, потребляет мощность 50 Вт. Какое дополнительное сопротивление необходимо подключить к радиоприемнику, чтобы включить его в сеть с напряжением 220 В? (10 баллов)

3.Электрический чайник с 0,6 л воды при 10 0С включили и забыли выключить. Через сколько времени после включения вся вода в чайнике выкипит?

Сопротивление обмотки чайника 14,4 Ом, напряжение в сети 120 В. КПД чайника 60 %. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг ·0С), удельная теплота парообразования воды 2,3 ·106 Дж/кг. (15 баллов)

4.Когда источник тока замкнут на внешнее сопротивление то КПД схемы 50

%.Найти КПД схемы, если к этому источнику тока подключить параллельно еще 10 таких же источников? (20 баллов)

118

Приложение 5

ТЕКСТЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ В 11-М КЛАССЕ

Контрольная работа № 1 по теме «Электромагнитная индукция. Электромагнитные колебания»

Iвариант

1.Проводник длиной l и массой m подвешен на тонких невесомых проволочках в однородном магнитном поле. При прохождении по проводнику тока I он отклонился так, что нити образуют с вертикалью угол . Какова индукция магнитного поля, перпендикулярного проводнику? (10 баллов)

2.Пройдя ускоряющую разность потенциалов 3520 В, электрон попал в однородное магнитное поле с индукцией 0,002 Тл, перпендикулярное скорости электрона. Найти радиус окружности, по которой будет двигаться электрон. (10 баллов)

3.В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл находится виток площадью 10 см2, расположенный перпендикулярно линиям индукции. Сопротивление витка 2 Ом. Какой заряд протечет по витку при выключении поля? (10 баллов)

4.С какой скоростью надо перемещать проводник массой 10 г, изготовленный из стали, под углом 600 к линиям вектора магнитной индукции в однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл, чтобы в нем возбуждалась ЭДС индук-

ции 1 В? Диаметр поперечного сечения проводника 0,5 мм. Плотность стали

7800 кг/м3. (10 баллов)

5.Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,015 Тл со скоростью 103 км/с под углом 300 к направлению вектора магнитной индукции. Определить шаг винтовой линии, по которой будет двигаться электрон. (20 баллов)

6.Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 1 мкФ и катушки индуктивностью 4 Гн. Амплитуда колебаний заряда на конденсаторе 100 мкКл. Написать уравнения q=q(t.), i=i(t), u=u(t). Найти амплитуду колебаний силы тока и напряжения. (10 баллов)

7.В электрическом колебательном контуре электроемкость конденсатора равна 1 мкФ, а индуктивность катушки 1 Гн. Какова амплитуда напряжения на конденсаторе, если при свободных незатухающих колебаниях в контуре амплитуда силы тока составляет 100 мА? (5 баллов)

IIвариант

1.На квадратную рамку со стороной а, расположенную в однородном магнитном поле индукцией В так, что между нормалью к ее плоскости и линиями вектора магнитной индукции образуется угол , действует со стороны поля вращающий момент сил М. Определите площадь поперечного сечения S

119

проводника рамки, если по ней течет ток, плотность которого равна j. (10 баллов)

2.Проволочный виток радиусом 1 см, имеющий сопротивление 1 мОм, пронизывается однородным магнитным полем, линии индукции которого перпендикулярны плоскости витка. Индукция магнитного поля изменяется со скоростью 0,01 Тл/с. Какое количество теплоты выделится в витке за 1 мин? (10 баллов)

3.Электрон движется в однородном магнитном поле индукцией 4 мТл. Найдите период обращения электрона вокруг магнитных линий. (10 баллов)

4.За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно убывает с 7 Вб до 9 мВб. Найти силу индукционного тока, возникающего при этом в соленоиде, если сопротивление его проводника 100 Ом. (10 баллов)

5.В вертикальном направлении создано однородное магнитное поле индукцией В. Шарик массой m с зарядом q, подвешенный на нити длиной l движется по окружности так, что нить составляет угол с вертикалью. Найти угловую скорость движения шарика. (20 баллов)

6.Заряд на пластинах конденсатора колебательного контура изменяется с течением времени по закону q=10 – 6 cos104 t. Записать уравнение зависимости i=i(t). Найти период и частоту колебаний в контуре, амплитуду колебаний заряда и амплитуду колебаний силы тока. (10 баллов)

7.Определите период и частоту собственных колебаний контура, если его индуктивность 0,4 Гн, а емкость 90 пФ. (5 баллов)

120

Контрольная работа № 2 По теме «Геометрическая оптика и волновая оптика»

Iвариант

1.Дифракционная решетка содержит 120 штрихов на 1 мм длины. Найти длину волны монохроматического света, падающего на решетку, если угол между

направлениями на максимумы первого порядка, расположенные по обе стороны от центрального, равен 80. (10 баллов)

2.Луч света падает из воздуха на поверхность среды с показателем преломления 1,41 под углом 450. Определите угол между отраженным и преломленным лучами. (5 баллов)

3.Луч света падает на стеклянную пластину с плоскопараллельными гранями под углом 700. Толщина пластины 4 см. Показатель преломления стекла равен 1,5. Определите смещение луча, прошедшего через пластину. (10 баллов)

4.Расстояние между предметом и экраном равно 120 см. Где нужно поместить собирающую линзу с фокусным расстоянием 25 см, чтобы на экране получилось отчетливое изображение предмета? (10 баллов)

5.Максимальное расстояние, на котором близорукий человек достаточно хорошо различает мелкие детали без чрезмерного утомления глаз, равно 15 см. Какой оптической силы очки должен носить такой человек, чтобы ему было удобно читать? (10 баллов)

IIВАРИАНТ

1.Для определения периода дифракционной решетка на нее направили пучок света через красный фильтр, пропускающий луч с длиной волны 0,76 мкм. Каков период решетка, если на экране, отстоящем от решетки на 1 м, расстояние между спектрами первого порядка равно 5,2 см? (10 баллов)

2.Под каким углом световой луч падает на плоскую поверхность стекла, если отраженный и преломленный лучи образуют прямой угол? Скорость света в воздухе 3 108 м/с, а в стекле – 2 108 м/с. (5 баллов)

3.Столб вбит в дно реки и 1 м столба возвышается над водой. Найдите длину тени столба на дне реки, если высота Солнца над горизонтом 300, глубина реки 2 м, показатель преломления воды равен 1,33. (10 баллов)

4.Рассеивающая линза с оптической силой –10 дптр дает изображение предмета, уменьшенное в 2 раза. На каком расстоянии от линзы находится предмет? (10 баллов)

5.Близорукий человек читает без очков, держа книгу на расстоянии 10 см от глаз. Какова оптическая сила необходимых ему очков для чтения? (10 баллов)