Сборник контекстных задач по методике обучения физике. Учебное пособие для студентов педагогических вузов

Раздел 1

23.Кто, когда впервые установил, что воздух переносит звук от источника до нашего уха?

(1) Лаплас в XVIII в., показав, что для расчета скорости звука в воздухе надо знать удельную теплоемкость воздуха;

(2) Герике в XVII в., поместив звучащий колокол в сосуд, из которого можно было откачивать воздух;

(3) Ньютон в XVII в., определяя значение скорости звука

ввоздухе теоретически и сравнивая его с экспериментально полученным;

(4) другой ответ.

24.Какое отношение имеет закон сохранения механической энергии к постоянству периода колебаний маятника при изменении его амплитуды и массы?

(1) из закона сохранения энергии можно получить формулу периода колебаний маятника;

(2) никакого;

(3) в опытах Галилея по изохронности маятника были заложены основы наших представлений о кинетической и потенциальной энергии;

(4) формула для периода и закон сохранения механической энергии применимы при одинаковых условиях – малом трении

всистеме.

61

Раздел 2.

Молекулярная физика

1.Оцените утверждение: «Броуновское движение есть тепловое движение молекул».

(1)оно верно;

(2)оно неверно;

(3)оно неполно;

(4)оно неполно и является частным случаем более общего;

(5)оно является частным случаем более общего.

2.Почему нельзя с помощью уравнений механики описать движение всех частиц газа в сосуде (например, частиц воздуха

вкомнате)?

(1)потому что не известны начальные условия для всех час-

тиц;

(2)потому что не хватит у любого человека и у всего человечества времени для выполнения всех расчетов и не поможет никакая ЭВМ;

(3)потому что даже задача 3-х тел не может быть точно решена, не говоря уже о задаче про огромное число частиц в макрообъекте;

(4)все три предыдущих ответа вместе;

(5)ни один из ответов не подходит.

3.Какое из утверждений является верным: «Увеличение температуры – причина увеличения кинетической энергии частиц тела» или «Увеличение средней кинетической энергии частиц тела – причина возрастания температуры тела»?

(1)первое,

(2)второе,

(3)оба,

(4)ни одно.

62

Раздел 2

4. На рисунках приведены графики зависимости между параметрами состояния одного и того же газа одной и той же мас-

Из приведенных ниже утверждений выберите верное.

(1)все графики должны пересекаться в одной точке, как на рис. 2;

(2)графики не должны пересекаться в одной точке, как на рис. 1 и 3;

(3)графики при малых значениях p, V и T должны изображаться пунктиром, что отражает границы применимости газовых законов;

(4)ошибок нет.

5.О каком из перечисленных опытов идет речь, если утверждается, что со времени его проведения до того момента, когда этот опыт сыграл в истории науки роль критерия истинности теории, прошло более 80 лет?

(1)опыт Штерна,

(2)опыт Броуна,

(3)опыты Перрена.

(4)опыты Паскаля по атмосферному давлению.

6.Какая из предложенных формулировок правильна?

(1)температура – один из основных параметров состояния системы, характеризующий интенсивность теплового движения атомов, молекул или других частиц, образующих систему;

(2)температура – скалярная физическая величина, характеризующая нагретость тела и измеряемая термометром;

(3)температура – мера средней кинетической энергии хаотического движения частиц вещества;

(4)температура – это такая величина, которая одинакова

увсех тел, находящихся в состоянии термодинамического равновесия.

63

Часть II

7.Есть ли что-либо общее у закона инерции Галилея, закона сохранения импульса, закона Ома для полной цепи и первого начала термодинамики?

(1)да, все это законы физики;

(2)да, все это законы, полученные экспериментальным пу-

тем;

(3)нет ничего общего, а ответ 1 – тривиален;

(4)да, эти законы отражают несотворимость и неуничтожимость движения;

(5)закон сохранения импульса и первое начало термодинамики связаны между собой (см. ответ 4), а два других закона

сними не связаны, так к ним не относится утверждение, содержащееся в ответе 4.

8.Как связано второе начало термодинамики с поведением частиц, из которых состоит термодинамическая система?

(1)никак, второе начало термодинамики указывает направление тепловых процессов, а движение частиц никак с этим не связано;

(2)второе начало термодинамики говорит о возрастании беспорядка в движении частиц термодинамической системы в ходе тепловых процессов;

(3)второе начало термодинамики говорит об возрастании порядка в движении частиц термодинамической системы в ходе тепловых процессов;

(4)другой ответ.

9.Допускает ли первое начало термодинамики опытную проверку?

(1)да, как любой физический закон;

(2)нет;

(3)да, все тепловые процессы доказывают справедливость первого начала термодинамики;

(4)другой ответ.

10.В каких экспериментах было открыто первое начало термодинамики?

(1)в исследованиях Майера, Джоуля и Гельмгольца;

(2)в опытах Румфорда по сверлению пушечных стволов;

(3)в опытах Джоуля по определению механического эквивалента теплоты;

(4)другой ответ.

64

Раздел 2

11.Специалисты в какой области внесли основной вклад

всоздание основ термодинамики?

(1)физики,

(2)врачи,

(3)военные инженеры,

(4)физики, врачи, военные.

12.Можно ли пользоваться уравнением Клапейрона – Менделеева для описания состояния насыщенного пара?

(1) можно,

(2) нельзя,

(3) нельзя, так как закон Клапейрона – Менделеева установлен для идеального газа,

(4) можно, считая массу пара переменной величиной.

13.Верно ли утверждение «Молекулы газа и жидкости движутся, а твердого тела – нет»?

(1) да, потому что молекулы газа и жидкости перемещаются из одной области пространства в другую, а частицы твердого тела только колеблются у положений равновесия;

(2) нет, частицы всех веществ движутся, но в газах быстро,

вжидкостях медленнее, а в твердых телах еще медленнее;

(3)нет, частицы все движутся, но характер движения и траектории различны;

(4)нет, частицы всех веществ движутся, но по-разному (различны характер движения, траектории, скорости).

14.Известно, что коэффициент поверхностного натяжения равен отношению силы поверхностного натяжения к длине границы раздела твердой и жидкой фаз s = F / l. Во сколько раз изменится коэффициент поверхностного натяжения, если сила поверхностного натяжения F возрастет в 2 раза, а длина границы раздела l – в 4 раза?

(1)уменьшится в 2 раза,

(2)увеличится в 2 раза,

(3)не изменится,

(4)если жидкость и граничащая с ней твердая поверхность не изменились, то такие изменения F и l невозможны.

15.Всегда ли верны формулы для теплового расширения

V = VoaT и l = lo (1 + at)?

(1) всегда, только первая – для газов, а вторая – для твердого тела;

65

Часть II

(2)всегда, только первая – для температуры по шкале Кельвина, а вторая – по шкале Цельсия;

(3)нет, первая верна всегда, а вторая – лишь для твердого

тела;

(4)нет, у каждой из них есть границы применимости.

16.Какой вклад в науку внесли опыты А. Ф. Иоффе по изучению механических свойств твердых тел?

(1)положили начало новому разделу физики;

(2)позволили установить свойства и закономерности ранее открытых явлений;

(3)позволили открыть новое явление;

(4)доказали справедливость теории;

(5)позволили создать новые экспериментальные методы исследования.

17.Кто ввел представление о колебательно-поступатель- ном движении частиц в жидкостях и построил кинетическую теорию жидкости?

(1)Я. И. Френкель,

(2)Л. Д. Ландау,

(3)А. Ф. Иоффе,

(4)И. В. Курчатов,

(5)П. Л. Капица.

18.Изменяется ли и, если изменяется, то как, динамическое равновесие между испарением и конденсацией при повышении температуры?

(1)устанавливается при меньших концентрациях частиц газа;

(2)устанавливается при больших концентрациях частиц газа;

(3)не изменяется;

(4)изменяется, так как происходит дальнейшее испарение жидкости.

19.На что расходуется подводимая к телу энергия, когда идет процесс плавления?

(1)на увеличение скорости движения частиц тела;

(2)на увеличение взаимодействия между частицами;

(3)на увеличение расстояний между частицами;

(4)ни один из ответов не подходит.

20.Что может явиться причиной перехода жидкости в пар?

(1)изменение температуры тела за счет притока энергии извне;

(2)тепловое взаимодействие с другими телами;

66

Раздел 2

(3)изменение расстояний между частицами и ослабление их взаимодействия между собой;

(4)изменение объема жидкости.

21.Зачем введены такие величины, как удельная теплота плавления и удельная теплота парообразования?

(1)для проведения калориметрических расчетов, имеющих практическое значение;

(2)для того, чтобы можно было сравнивать разные вещества;

(3)для отражения объективных свойств таких тепловых процессов, как агрегатные превращения.

22.Какова основная идея опытов Дюлонга и Пти по определению удельных теплоемкостей твердых тел?

(1)измерение и последующее сравнение скорости охлаждения различных веществ;

(2)определение Q, m и to и расчет c;

(3)сравнение количеств теплоты, необходимых для нагревания единицы массы разных веществ на 1 градус;

(4)другой ответ.

23.Кемикакбыловведенопредставлениеотом,чтодляплавления единицы массы вещества необходимо затратить энергию?

(1)М. В. Ломоносовым на основе исследования плавления металлов при выполнении ювелирных работ;

(2)Блэком при наблюдении за плавлением льда;

(3)Цельсием при изготовлении жидкостных термометров;

(4)другой ответ.

67

Раздел 3.

Электродинамика

1. Какими свойствами обладает точечный заряд?

(1)имеет электрический заряд и малые размеры;

(2)имеет электрический заряд, массу, бесконечно малые размеры;

(3)обладает свойствами электрически заряженной материальной точки;

(4)не искажает внешнего электрического поля, создает сферически симметричное электрическое поле.

2. Как обосновать объективность существования электростатического поля?

(1)рассмотрев действие поля на заряд;

(2)доказав, что поле обладает энергией;

(3)в рамках электростатики – никак, надо рассмотреть электромагнитные волны и показать возможность практического применения электромагнитного поля;

(4)другой ответ.

3. Какие две причины обеспечивают равновесие заряженной капли в электрическом поле конденсатора?

(1)равенство силы тяжести капли и силы, действующей со стороны электрического поля на каплю;

(2)воздействие на каплю со стороны электрического поля (действие электрической силы) и гравитационного поля (действие силы тяжести);

(3)существование электрического и гравитационного полей;

(4)то, что капля легкая и электрическое поле может ее удерживать в равновесии.

4. Имеет ли закон Кулона границы применимости? Если да, то какие?

68

Раздел 3

(1)да, имеет; закон Кулона выполняется для точечных или сферически симметричных зарядов;

(2)не имеет, или, по крайней мере, они неизвестны;

(3)имеет; закон Кулона выполняется для точечных зарядов, сферически симметричных заряженных тел и на расстояниях от 10–15 м до нескольких километров;

(4)другой ответ.

5. Как вы относитесь к утверждению: «В опытах Иоффе – Милликена были установлена дискретность заряда и измерен элементарный заряд. Идея опытов состояла в исследовании поведения капли масла в поле конденсатора при ее облучении ультрафиолетовыми лучами»?

(1)считаю его полным и правильным;

(2)считаю, что опытов Иоффе – Милликена не было вовсе, были опыты Иоффе и опыты Милликена, они отличались объектами изучения, воздействующими объектами и результатами;

(3)считаю это утверждение некорректным, так как в опытах Иоффе была подтверждена дискретность заряда, а в опытах Милликена к тому же был еще измерен элементарный заряд;

(4)другой ответ.

7.Подберите слова для заполнения пропусков в определении электродвижущей силы «Электродвижущей силой источника тока называется физическая величина, равная отношению работы ... сил по перемещению единичного положительного заряда...».

(1) электрических; по замкнутой цепи;

(2) сторонних; внутри источника тока;

(3) электрических; от одного полюса источника до другого;

(4) сторонних; по замкнутой цепи или на любом участке цепи.

8.Почему мы уверены в существовании электронов, дырок, ионов – носителей тока в различных средах, ведь мы их никогда не видели?

(1) потому что их существование давно установлено наукой;

(2) потому что это доказано в экспериментах;

(3) потому что это модели, а на самом деле все гораздо сложнее;

(4) потому что справедливость наших представлений доказывается на практике (в ходе экспериментальных исследований

ипрактического применения).

9.Закончите фразу: «Постоянный электрический ток в металлах существует, потому что...».

69

Часть II

(1)есть свободные носители заряда и в проводнике создано электрическое поле;

(2)на концах проводника создано постоянное напряжение;

(3)на электроны в металле действуют компенсирующие

всреднем друг друга электрические силы со стороны внешнего поля и ионов кристаллической решетки.

10.Сколько раз надо провести измерения напряжения и силы тока в проводнике, чтобы убедиться в том, что R = U / I (при наименьшем числе измерений)?

(1)один,

(2)два,

(3)три,

(4)четыре.

11.Когда и кем электрон был открыт как частица?

(1)1897 г., опыты Дж. Дж. Томсона с газоразрядной трубкой;

(2)1913 г., опыты Л. И. Мандельштама и М. Д. Папалекси;

(3)1833 г., опыты М. Фарадея по электролизу;

(4)1910–1914 гг., опыты Р. Милликена по установлению дискретности заряда.

12.Кто из физиков, внесших большой вклад в развитие электродинамики, был преподавателем в гимназии, а затем –

ввысшей школе?

(1)Ампер,

(2)Фарадей,

(3)Ом,

(4)Кулон,

(5)Максвелл.

13.Среди перечисленных найти пары аналогичных понятий: а) полярные диэлектрики; б) сегнетоэлектрики; в) неполярные диэлектрики; г) парамагнетики; д) диамагнетики; е) электреты; ж) ферриты; з) постоянные магниты; и) ферромагнетики.

70