Программа элективного курса по физике в 10 классах решение задач повышенной сложности
2 чел. помогло. | скачать Программа элективного курса по физике в 10 классах РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ ЗА КУРС 10 КЛАССА Общее количество часов по учебному плану – 34 Количество часов по учебному плану в неделю – 1 Автор: Девнина Т. А., учитель физики Методическое обеспечение учебного процесса:
5. Черноуцан А.И. 1000 задач и решений. М.: Книжный дом «Университет», 2000. Пояснительная записка Успешность обучения обеспечивается только при закреплении и углублении знаний и умений. Одним из основных методов обучения физике является решение физических задач. Э.Ферми утверждал: «Знать физику – означает умение решать задачи». Решение и анализ задач позволяет использовать долговременную память учащихся, способствует развитию межпредметных связей, формируются такие качества личности как целеустремленность, настойчивость, развиваются эстетические чувства, формируются творческие способности. Поэтому важнейшей целью физического образования является формирование умений работать со школьной учебной физической задачей. Умение решать разные типы задач – лучший критерий успеваемости и глубины изучения материала. ^ рассчитан на учащихся 10-х классов общеобразовательных и профильных школ, которые собираются сдавать физику в качестве вступительных экзаменов для поступления в ВУЗы, а также на тех, кто интересуется физикой. Одним из направлений модернизации школы становится дифференциация и индивидуализация обучения. Для этого у учащихся необходимо выработать: - опыт познавательной деятельности или знаний; - опыт осуществления известных способов деятельности или умений деятельности по образцу; - опыт творческой деятельности или умений принимать нестандартные решения; - социальный опыт. Данный курс полностью помогает получить его. Особенность элективного курса «Решение задач повышенной сложности за курс 10 класса» заключается в том, что он дает учащимся сведения практического характера, выводит их на деятельностный подход, знакомит с проблемами предметной области физики, способами их решения и выводит их на коммуникативную основу и вырабатывает у них ключевые компетентности. В результате изучения курса обучающийся должен знать: - правила и приемы решения физических задач, - основные законы и формулы различных разделов физики; уметь: - использовать различные способы решения задач, - применять алгоритмы, аналогии и другие методологические приемы решения задач, - решать задачи с применением законов и формул, различных разделов физики, - проводить анализ условия и этапов решения задач, - классифицировать задачи по определенным признакам. В соответствии с этим, целью прохождения настоящего курса является систематизация и совершенствование уже усвоенных в основном курсе знаний и умений и их углубление, а также развитие интереса к физике. В ходе ее достижения решаются задачи: познакомить учащихся с классификацией задач по содержанию, целям, способам представления и содержанию информации и т.д; совершенствовать умения решать задачи по алгоритму, аналогии, графические, геометрические и др.; отработать алгоритмы решения задач по темам курса физики за 10 класс; способствовать овладению методами решения задач по темам курса физики за 10 кл; создать основу для правильного понимания естественнонаучной картины мира при рассмотрении законов сохранения; описывать состояние вещества на основе положений МКТ и их следствий; раскрыть термодинамический метод для процессов с идеальным газом; систематизировать знания о существовании электромагнитного поля при решении задач по электродинамике. Программа согласована с содержанием программы основного курса. Она ориентирует учителя на дальнейшее совершенствование уже усвоенных знаний, на формирование углубленных знаний и умений. Программа курса предусматривает проведение лекционных и семинарских занятий. На занятиях применяются коллективные и индивидуальные формы работы: постановка, решение и обсуждение решения задач, подготовка к олимпиадам, набор и составление задач по определенной тематике и др. Курс предполагает выполнение домашних заданий по решению задач. Итогом данного курса является подготовка учащихся 10 класса к выпускной аттестации в форме ЕГЭ, а также к сдаче вступительных экзаменов по физике в различные ВУЗы страны. ^
^ Тема 1. Уравнения молекулярно-кинетической теории. (3 ч) Постулаты МКТ, основное уравнение МКТ, средняя кинетическая энергия молекул, уравнение Больцмана, уравнение Менделеева – Клапейрона, средняя квадратичная скорость молекул. ^ :
^ Закон Бойля – Мариотта, закон Гей – Люссака, закон Шарля, закон Клапейрона, адиабатический процесс, политропический процесс, закон Дальтона. ^ : 1. Баллон, содержащий 1 кг азота, при испытании взорвался при температуре 350°С. Какую массу водорода можно хранить в этом баллоне при температуре 20°С, имея пятикрат-ный запас прочности? 2. Для приготовления газовой смеси с общим давлением 5 кПа к сосуду с объемом 10 дм3 присоединили баллон с объемом 1 дм3, в котором находится гелий под давлением 4 кПа, и баллон с неоном под давлением 1 кПа. Найдите объем баллона с неоном. Температура постоянна.
баллоне упало до 0,7·105 Па. Каково максимальное изменение температуры баллона? 5. Сосуд объемом 100 л разделен пополам полунепроницаемой перегородкой. В одной половине находится 2 г водорода, во второй один моль азота. Определить давление, установившееся по обе стороны перегородки, если она пропускает только водород. Температура в обеих половинках одинакова и равна 400 К. ^ Количество вещества при нагревании, при плавлении, при парообразовании, при конден-сации, при кристаллизации, теплота сгорания топлива, теплопотери, изменение линейных раз-меров, объема и плотности при изменении температуры. ^ : 1. В калориметре смешиваются три химически не взаимодействующие и незамерзающие жидкости в количествах 1 кг, 10 кг,5 кг, имеющие соответственно температуры 6°С, -40°С, 60°С и удельные теплоемкости 2 кДж/кг·К, 4 кДж/кг·К, 2 кДж/кг·К. Определите температуру смеси и количество теплоты, необходимое для последующего нагревания до 6°С. 2. В колбе находится вода при 0°С. Выкачивая из колбы воздух, замораживают всю воду путем ее испарения. Какая часть воды при этом испарилась, если притока тепла извне нет? 3. В электроплавильную печь загрузили 3 т стального лома при 20°С. Какое количество электроэнергии потребуется для расплавления стали, если КПД печи 0,95? 4. В закрытый сосуд положили лед массой 10 кг при температуре -10°С. Определите массу воды в сосуде после того, как его содержимому сообщили 2·107 Дж тепла. 5. Какое напряжение необходимо для удлинения стального стержня на столько, на сколь-ко удлинился бы при нагревании на 1К. Модуль Юнга220 ГПа, коэффициент линейного расши-рения12/1000000 (1/К). Тема 4. Теплота и работа. (3 ч) Внутренняя энергия ид. газа, изменение внутренней энергии, молярная теплоемкость газа, работа. Примерные задачи: 1. Определите внутреннюю энергию 1 кг гелия, находящегося под давлением 80 кПа и имеющего плотность 0,2 кг/м3. 2. При увеличении объема двухатомного газа в 4 раза давление его упало на 30%. Во сколько раз изменилась его внутренняя энергия? 3. В цилиндрическом сосуде с площадью основания 250 кв. см находится азот массой 10 г, сжатый поршнем, на котором лежит гиря массой 12,5 кг. Какую работу совершит газ при нагревании его от 300К до 900К? На сколько при этом увеличится объем газа? Поршень можно считать невесомым, атмосферное давление 100000Па. ^ Первый закон термодинамики, тепловой КПД, КПД идеальной машины. 1. Определить количество теплоты, которое надо сообщить кислороду объемом 50л при изохорном нагревании, чтобы давление повысилось на 0,5 МПа. 2. В теплоизолированном сосуде с поршнем находится азот массой 0,2 кг при температуре 293 К. Расширяясь, он совершил работу 4470 Дж. Найти изменение внутренней энергии газа и его температуру после расширения. 3. Два моля идеального одноатомного газа, имеющего температуру 400 К, сначала охладили изохорически, вследствие чего давление газа уменьшилось в 3 раза. Затем газ изобарически расширили так, что в конечном состоянии его температура снова стала равной 400 К. Найдите количество теплоты, сообщенное газу в этом процессе. ^ Насыщенный и ненасыщенный пары, точка росы, абсолютная влажность, относительная влажность, сила поверхностного натяжения, поверхностная энергия, мениск, капилляры. ^ : 1. В комнате объемом 50000 л относительная влажность 40%. Если испарить дополнитель-но воду массой 60 г, то относительная влажность будет 50%. Какова при этом абсолютная влажность воздуха? 2. Восемь шаровых капель ртути диаметром 1 мм каждая сливается в одну каплю. Сколько при этом выделяется тепла? 3. Капиллярную трубку опустили в сосуд с водой, а затем на поверхность воды налили масла. Какова высота слоя масла, если известно, что его уровень совпадает с уровнем воды в трубке? Радиус трубки 1 мм, плотность масла 0,9 г/см3. Рассмотреть случай полного смачивания. ^ Решение задач по вариантам. Тема 8. Законы электростатики. (2 ч) Электрический заряд, закон сохранения заряда, закон Кулона. ^ : 1. Два одинаковых маленьких заряженных шарика, подвешенные на нитях одинаковой длины, опускают в керосин. Какова должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и керосине был одинаков? 2. Три отрицательных заряда величиной 9·10-9 Кл каждый расположены в вершинах равностороннего треугольника. Какой заряд надо поместить в центре треугольника, чтобы система находилась в равновесии? Будет ли это равновесие устойчивым? 3. Четыре заряда q, Q, q, Q связаны друг с другом нитями одинаковой длины. Определите силу натяжения нити Т, которая соединяет заряды Q. Тема 9. Напряженность и потенциал электрического поля (2 ч) Напряженность эл. поля, потенциал, эквипотенциальные поверхности, принцип суперпозиции. ^ : 1. Заряд шара радиусом 20 см равен 4 мкКл. Он окружен проводящей оболочкой радиуса 40 см, зарядом -80 мкКл. Определить напряженность и потенциал в точках на расстоянии 10 см, 30 см и 50 см от центра шара. 2. В вершинах квадрата, сторона которого а, находятся заряды: q, -q, -2q, 2q. Определите напряженность и потенциал в центре квадрата. 3. Большая шарообразная капля воды получена в результате слияния 125 одинаковых мелких заряженных капель. До какого потенциала были заряжены мелкие капельки, если потенциал большой капли оказался равным 2,5 В? Тема 10. Работа по перемещению зарядов. (1 ч) Работа электростатического поля, разность потенциалов, связь между напряжением и напряженностью. Примерные задачи: 1. На сколько изменится потенциальная энергия взаимодействия зарядов 25 нКл и -4нКл при изменении расстояния между ними с 10 см до 20 см? 2. Какую работу нужно совершить, чтобы переместить заряд 10-7 Кл внутрь металлической заряженной сферы радиусом 15 см, имеющей заряд 7·10-7 Кл, из точки, находящейся на расстоянии 25 см от поверхности сферы? ^ Касательное ускорение, нормальное ускорение, изменение кинетической энергии. Примерные задачи: 1. Электрон, скорость которого 18 км/с, влетает в однородное электрическое поле напря-женностью 0,003Н/Кл и движется против силовых линий. Каково ускорение электрона и какова будет его скорость, когда он пройдет расстояние 7,1 см? Сколько времени потребуется для достижения этой скорости? 2. Вокруг неподвижного протона по окружности радиусом r под действием электрического притяжения вращаются три электрона, находясь все время в вершинах равностороннего треугольника. Определите кинетическую энергию системы. Гравитационным взаимодействием и изучением пренебречь. ^ Электроемкость проводника, шара, плоского конденсатора, сферического конденсатора, напряженность поля конденсатора, электроемкость батареи параллельно и последовательно соединенных конденсатор. ^ : 1. Конденсаторы емкостью 1 мкФ и 2 мкФ зарядили до разности потенциалов 20 В и 50 В соответственно. После этого конденсаторы соединили одноименными полюсами. Определить разность потенциалов между обкладками конденсаторов после их соединения. 2. Металлический шар радиусом 2 см, заряженный до потенциала 30 В, соединили тонкой длинной проволокой с шаром емкостью 3 мкФ, на котором находится заряд 6·10-10 Кл. Какова будет поверхностная плотность зарядов на шарах после их соединения проволокой? ^ Последовательное и параллельное соединения конденсаторов, алгоритм решения данных задач. Примерные задачи:
^ Энергия заряженного проводника, потенциальная энергия системы, энергия заряженного конденсатора. ^ : 1. Сплошной шар радиусом R равномерно заряжен (объемная плотность заряда ρ). Определите энергию электрического поля шара вне его, если шар помещен в диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε. 2. Определите потенциальную энергию электронов, находящихся в вершинах правильного треугольника со стороной l. ^ Электрический ток, сила тока, плотность тока, электрическое сопротивление, законы последовательного и параллельного соединений, смешанные соединения. ^ : 1. N одинаковых проводников соединили последовательно, а затем параллельно. Во сколько раз при этом изменилось сопротивление? 2. Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника в течении 10 с, если за этот промежуток времени ток равномерно уменьшается от 10 А до 2 А? Тема 16. Закон Ома для участка цепи. (1 ч) Закон Ома, сопротивление проводника. ^ : 1. Имеется прибор ценой деления 10 мкА. Шкала прибора имеет 100 делений. Внутреннее сопротивление прибора 100 Ом. Как из этого прибора сделать вольтметр для измерения напряжений до 100 В или амперметр для измерения токов до 1 А? ^ Примерные задачи:
Тема 18. Правила Кирхгофа. (2 ч) Правила Кирхгофа. Примерные задачи:
^ Работа электрического тока, мощность электрического тока, полная мощность источника тока, закон Джоуля – Ленца, КПД цепи. Примерные задачи: 1. ЭДС источника тока ε = 1,6 В, внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Чему равно КПД источника тока при силе тока I = 2,4 А? 2. В электрическом чайнике вода закипает через 10 мин после включения его в сеть, если нагревательный элемент изготовлен из 5 м провода. При какой длине такого провода вода в чайнике закипит через 5 мин? Потери теплоты не учитывать. ^
^ Электролиты, электролитическая диссоциация, электролиз, законы Фарадея, газовый разряд, различные роды эмиссий. Примерные задачи: 1. Какой заряд нужно пропустить через электролитическую ванну с подкисленной водой, чтобы получить V = 1 дм3 гремучего газа при 27°С и давлении р = 105 Па. 2. При напряженности электрического поля в 3·104 В/м в воздухе происходит пробой. До какого наибольшего потенциала можно зарядить уединенный проводящий шарик диаметром 6 см и какова поверхностная плотность заряда на шарике? ^ Тест по МКТ (тема №2)
Домашняя самостоятельная работа (тема №3) Вариант 1 Смесь, состоящую из 5 кг льда и 15 кг воды при общей температуре 0°С., нужно нагреть до 80°С с помощью водяного пара при 100°С. Определите массу пара. Вариант 2 В калориметр налито воды при температуре 15°С. В воду опускают кусок льда массой 0,5 кг при -10°С. Найдите температуру смеси после установления теплового равновесия. Вариант 3 В воду объемом 2 л при температуре 20°С опустили 400 г льда при температуре -12°С. Определите состояние системы после того, как установится тепловое равновесие. Потерями тепла пренебречь. ^ «Молекулярная физика и термодинамика» (тема №7) Вариант 1 1. Сколько молекул содержится в 1 см3 воды? 2. В баллоне содержится газ при 27°С и давлении 2·106 Па. Каково будет давление, если из баллона будет выпущено 0,3 массы газа, а температура понизится до 12°С? 3. Плотность ид. газа равна 1,3 кг/м3, а средняя квадратичная скорость его молекул 300 м/с. Найдите давление газа. 4. Вычислите массу воды, которую надо испарить в помещении объемом 102 м3, чтобы увеличить влажность воздуха от 40 до 60% при температуре 16°С. Плотность насыщенного водяного пара при этой температуре равна 15,4 г/м3. 5. Найдите изменение температуры воды, падающей с высоты 96 м на лопасти турбины Братской ГЭС, считая, что 50% энергии падающей воды идет на ее нагревание. ^ Два точечных заряда q1 и q2 расположены в среде с диэлектрической проницаемостью ε в точках А и В, расстояние между которыми r = АВ. Определите: а) напряженность поля в точке С, расположенной на отрезке АВ на расстоянии r1 = АС от первого заряда; б) напряженность поля в точке Д, удаленной от первого заряда на расстояние АД = х, а от второго заряда на расстоянии ВД = у; в) силу кулоновского взаимодействия F зарядов q1 и q2; г) силу F3, с которой электрическое поле этих зарядов действует на заряд q3, помещенный в точку С.
q1 = 4,8 мкКл q1 = 1,6 мкКл q1 = -3,2 мкКл q1 = -1,6 мкКл q2 = 4,8 мкКл q2 = 3,2 мкКл q2 = 1,6 мкКл q2 = 3,2 мкКл АВ = 100 см АВ = 25 см АВ = 100 см АВ = 100 см АС = 50 см АС = 10 см АС = 40 см АС = 40 см АД = 60 см АД = 15 см АД = 60 см АД = 80 см ВД = 80 см ВД = 20 см ВД = 80 см ВД = 60 см q3 = 4,8 мкКл q3 = 1,6 мкКл q3 = 4,8 мкКл q3 = -4,8 мкКл ^
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
плохо
2средне
1отлично
2 