Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Колебания и волны в сплошных средах. Сборник тестовых заданий. Учебное пособие
.pdf
где А – амплитуда; Т – период колебаний; – коэффициент затухания;
)
)
)
z
y
)
N
– число колебаний, совершаемых за время, в течение которого ам-
e
плитуда
А уменьшается в е раз.
Ответ: а).
В задании
закрытого типа с множественным выбором преду-
сматривается выбор нескольких правильных ответов.
Пример тестовых заданий закрытой формы
с множественным выбором ответа
Укажите все рисунки, на которых изображены продольные волны
а
x
E
б
H
в
Ответ: а), в).
В задании закрытого типа на установление правильной последова-
тельности
предлагается расположить/упорядочить группу предло-
женных для упорядочения элементов/ответов в соответствии с число-
31
V
г
вым значением некоторого параметра, выражающим признак упорядочения (в хронологическом порядке, в соответствии с возрастающим
значением некоторой величины и т. д.). В таких заданиях на упорядочение элементов следует отметить обязательное наличие инструкции
для испытуемых, в какой именно последовательности располагать
элементы: от большего к меньшему, в хронологическом, алфавитном
порядке и т
. д.
Компоненты закрытого задания на установление правильной по-
следовательности (рис. 5) по упорядочению:
формулировка задания;
группа элементов для упорядочения;
поле ответа.
Формулировка задания
Ниже приведены различные источники электромагнитных волн.
Расположите их в порядке увеличения частоты испускаемых волн.
а) Wi-Fi роутер;
б) Рентгеноскопический аппарат;
в) Ультрафиолетовый стерилизатор;
г) СВЧ-печь.
Группа элементов
для упорядочения
Рис. 5. Структура закрытого задания на установление правильной последо-
Поле ответа
вательности по упорядочению
32
Пример тестового задания на установление правильной
x
последовательности по упорядочению
Расположите в порядке возрастания скорости звука в различных
средах:
a) газ;
б) вода;
в) металл;
г) алмаз.
Ответ: а)–б)–в)–г).
В задании закрытого типа на установление соответствия (рис. 6)
предлагается элементам одного списка некоторых утверждений сопоставить элементы другого списка утверждений.
Компоненты задания:
формулировка задания;
1-я группа элементов;
2-я группа элементов;
поле ответа.
Формулировка задания
Поставьте в соответствие различным моделям осцилляторов
соответствующие дифференциальные уравнения.
1. Свободный осциллятор
2. Осциллятор с вынуждающей
силой
3. Осциллятор с трением
2
1.
() () 0xt xt
() () () 0xt xt xt
2.
3.
() () () ()
txt xtFt
.
2
2
.
.
1-я группа
2-я группа
Поле ответа
1
2
3
Рис. 6. Структура задания на установление правильной
последовательности
33
Пример тестового задания на установление соответствия
1
t
x
На графике показаны зависимости координаты от времени,
сопоставьте номера графиков с
2
1
типом движения.
Тип движения №
3
0
Равномерное 1
Равноускоренное 2
Покой 3
Ответ:
Равномерное 2
Равноускоренное 1
Покой 3
5. РЕКОМЕНДАЦИИ РАЗРАБОТЧИКАМ
ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ
Порядок разработки банка тестовых заданий (БТЗ)
1-й этап. Отбор учебного материала. Определяется круг тем, вклю-
чаемых в тест, и относительное количество заданий, которыми должен
быть представлен каждый раздел курса. Содержание программного
материала дисциплины разбивается на несколько дидактических единиц, соответствующих модулям курса. Определяется содержательный
вес каждого модуля.
2-й этап. Создание заданий в тестовой форме по всему курсу или
по проверяемой его части, объединение их в тематические группы,
комплектование первичного пробного теста. Количество разрабатываемых заданий должно превышать предполагаемую длину теста как минимум в десять раз. При проектировании заданий необходимо учитывать равномерное распределение заданий по структуре, трудности и
важности материала.
3-й этап. Проверка первичного теста на группе испытуемых (сту-
дентов).
4-й этап. Статистический анализ результатов первичного тестиро-
вания, выбраковка и корректировка ТЗ.
34
5-й этап. Формирование из прошедших проверку заданий итогово-
го теста, который должен состоять из заданий различной трудности и
максимально охватывающих всю программу дисциплины с учетом необходимого уровня усвоения знаний.
Хорошо составленный тест обеспечивает широту охвата содержания предмета и проверяет глубину знаний, полученных студентами.
Большинство тестов рассчитано на время выполнения 40…50 минут.
При составлении варианта теста для апробации можно ориентироваться на время выполнения около часа. В процессе апробации реальные сроки должны быть уточнены, запас заданий должен обеспечить
необходимое количество заданий для замены забракованных и для
размножения вариантов ТЗ.
6. ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ
С АНАЛИЗОМ ОТВЕТОВ
В этом разделе подробно разобраны примеры тестовых заданий.
При анализе заданий будем придерживаться следующей схемы.
Тема задания.
1.
Проверяемое знание, умение или навык (ЗУН).
2.
Тип задания.
3.
Решение и комментарии.
4.
5. Ответ.
ЗАДАНИЕ № 1
Частота и период малых колебаний при увеличении амплитуды ко-
лебаний:
а) не изменяются;
б) частота увеличивается;
в) период уменьшается;
г) частота и период уменьшаются.
Ответ: а).
1. Задание на тему: основные характеристики колебаний.
Проверяется знание основных положений линейной теории ма-
2.
лых колебаний.
Анализ тестового задания и выбор ответа
35
3. Это разновидность закрытого задания: задание на выбор аль-
x
тернативного ответа.
() () 0xt xt
Решение. Уравнение малых колебаний имеет вид:
4.
где частота
есть постоянная, определяемая свойствами конкретной
0
физической системы.
5. Ответ: а).
ЗАДАНИЕ № 2
2
0
,
В случае колебаний гармонического осциллятора
cos( )t
модуль скорости при максимальном отклонении из по-
0
()xtA
ложения равновесия равен …
а)
|sin( t )|A
;
0
б) нулю;
в) максимальному значению
;
A
г) минимальному значению скорости.
Ответ: б).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: основные характеристики колебаний.
2.
Проверяется знание связи основных характеристик движения и
навык вычисления элементарных производных.
Это разновидность закрытого задания: задание на выбор аль-
3.
тернативного ответа.
Решение. Скорость есть производная координаты по времени,
4.
т. е.
() () sin( )vt xt A t
, функция ()
0
t в точке максимального
отклонения имеет максимум (или минимум), соответственно производная в этой точке равна нулю.
5. Ответ: б).
ЗАДАНИЕ № 3
Установите соответствие между типом маятника и выражением для
определения периода его малых колебаний.
36
Тип маятника Период
J
м
)
)
)
1. Физический маятник
2. Пружинный маятник
3. Математический маятник
а)
Tk
б)
Tg
в)
Tm
г)
T
2
2
2
2
m
l
k
mgl
Ответ:
1 г
2 а
3 б
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: модель гармонического осциллятора.
Проверяется знание физических величин, входящих в различные
2.
модели маятников
, и навык определения размерности физической ве-
личины.
Это разновидность закрытого задания: задание на установле-
3.
ние соответствия.
Решение. Периоды получаются из уравнений Ньютона для маят-
4.
ников соответствующих физических систем:
2
dx k k
2
dt
mm
xxt xt пружинный
22
() () 0 ;
2
dmgl mgl
2
dt
2
dg g
2
dt
JJ
ll
tt
() () 0 ;
22
tt физический
() () 0 ;
22
37
атематический
2
.T период
Один из вариантов имеет неправильную размерность.
5. Ответ: 1 – г), 2 – а), 3 – б).
ЗАДАНИЕ № 4
Фазы колебаний скорости и ускорения при гармонических колеба-
ниях…
а) совпадают;
б) отличаются на
в) отличаются на
г) отличаются на
Ответ: в).
;
/2
/4.
;
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: характеристики колебаний.
2. Проверяется знание вида произвольного гармонического колеба-
ния, связи скорости и ускорения.
3. Это разновидность закрытого задания: задание на выбор аль-
тернативного ответа.
4. Решение. Ускорение есть производная скорости по времени, т. е.
() ().at vt
() cos ,
xt A t
cos( )t
Для гармонических колебаний
0
0
. Сравнивая фазы скорости и ускорения заключаем,
тогда ускорение
2
() cos( t ),xt A
() ()at vt A
0
()vt
2
что разность фаз составляет
.
2
5. Ответ: в).
ЗАДАНИЕ № 5
Полная энергия Eгармонических колебаний дается выражениями:
2
mV
а)
E
;
2
38
2
E
kx
;
б)
2
2
kA
в)
E
;
2
22
E
mA
.
г)
2
Ответ: в), г).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: основные характеристики колебаний.
2. Проверяется знание выражения для энергии механических коле-
баний, умение выполнять элементарные преобразования.
3. Это разновидность закрытого задания: задание на выбор аль-
тернативного ответа.
4. Решение. Полная энергия гармонического колебания
sin( )t
складывается из потенциальной и кинетической энер-
0
гии:
()xtA
22 22
EW E
пот кин
mV kx mx kx
2222
(cos()) sin()
mA t m A t
222 2
00
mA
22
.
222
Отметим, что среди представленных вариантов эквивалентное вы-
ражение также содержится в варианте в).
5. Ответ: в), г).
ЗАДАНИЕ № 6
Осциллятор колеблется под действием внешней периодической
силы. На рисунках показаны различные амплитудно-частотные характеристики (АЧХ). Выберите варианты, соответствующие линейному
осциллятору с трением.
39
а)
в)
б)
г)
Ответ: а), б).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: вынужденные колебания, добротность.
2. Проверяется знание амплитудно-частотных характеристик
(АЧХ) различных моделей осциллятора.
3. Это разновидность закрытого задания: задание с множествен-
ным выбором.
4. Решение. Под действием вынуждающей силы осциллятор с тре-
F
нием колеблется с амплитудой
22 2
0
0
2
(2 )
ff
. Из приведен-
ных АЧХ а) и б) имеют конечную амплитуду и добротность; в) – соответствует неограниченному росту амплитуды, что возможно только
при отсутствии трения в системе; г) – соответствует модели нелинейно-
го резонанса, здесь функция АЧХ не является однозначной.
5. Ответ: а), б).
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]