В.А.ОРЛОВ, Г.Г.НИКИФОРОВ (ИОСО РАО), (МИОО), г. Москва
|
| Время наблюдения, мин | |||||||
| Температура воды, °С |
Постройте график зависимости температуры от времени и выясните, справедлива ли закономерность: за любые последовательные равные промежутки времени изменение температуры воды одинаково.
К билету 25. В вашем распоряжении имеется оборудование для сборки электрической цепи, схема
которой
представлена на рисунке. Соберите электрическую
цепь, замкните её и измерьте силу тока и
напряжение на резисторе. Перемещая движок
реостата, зафиксируйте 4–5 значений силы тока и
напряжения на резисторе. Данные занесите в
таблицу.
| Сила тока, А | |||||
| Напряжение, В |
Постройте график зависимости силы тока от напряжения. Какое предположение о зависимости силы тока от напряжения можно сделать на основе этого опыта?
4. Установление связи между физическими величинами на основании 2–3 опытов
К билету 10. В вашем распоряжении имеются штатив, к лапке которого привязана нить длиной 100 см с грузом массой 0,1 кг, набор грузов массой по 0,1 кг, секундомер. Измерьте период колебаний груза при начальном отклонении его от положения равновесия на 5 см. Подвесьте к нити ещё один груз массой 0,1 кг и снова измерьте период колебаний. Подтверждают ли результаты опытов предположение о том, что период также увеличился в два раза?
Измерьте период колебаний маятника с одним грузом и нитью длиной 100 см при начальном отклонении его от положения равновесия на 5 см. Уменьшите длину нити до 25 см и снова измерьте период колебаний маятника. Подтверждает ли результаты опытов предположение о том, что при уменьшении длины нити в 4 раза, период колебаний уменьшается в 2 раза?
К билету 24. В вашем распоряжении имеются жёлоб, линейка, шарик, секундомер и металлический цилиндр. Установите один конец жёлоба на небольшой высоте h (1–2 см) над поверхностью стола, а в конце жёлоба положите цилиндр. Измерьте промежуток времени, за который шарик, пущенный из состояния покоя с верхней точки жёлоба, достигнет цилиндра. Сделайте высоту верхней точки жёлоба равной 2h и снова измерьте время движения шарика. Подтверждают ли результаты опытов предположение о том, что время движения шарика уменьшилось в два раза при увеличении высоты верхней точки жёлоба вдвое?
Примеры качественных задач
1. Объяснение физических явлений, наблюдений и опытов
К билету 5. Бумажную гильзу, подвешенную на шёлковой нити, зарядили. Когда к ней поднесли руку, гильза притянулась к руке. Почему?
ИЛИ:
Маленький металлический шарик на шёлковой нити вносят в пространство между пластинами заряженного плоского воздушного конденсатора. Объясните, почему шарик начинает колебаться.
К билету 16. Объясните происхождение цвета синего стекла, синей бумаги, синего моря. ИЛИ: В плоскости зеркала видно изображение свечи. Как изменится изображение, если между зеркалом и свечой поставить плоскопараллельную пластинку?
2. Понимание смысла изученных физических величин и законов
К билету 9. Действует ли сила Лоренца: а) на незаряженную частицу в магнитном поле; б) на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле; в) на заряженную частицу, движущуюся вдоль линий магнитной индукции поля, перпендикулярно линиям магнитной индукции поля?
К билету 19. Почему при быстром сжатии газа он нагревается? Почему при быстром расширении газа он охлаждается? Почему повышается давление газа при его нагревании в закрытом сосуде?
К билету 23. Как изменяется сопротивление полупроводников при нагревании? Как изменяется сопротивление полупроводников при освещении? Приведите примеры.
3. Понимание графиков, электрических схем, схематичных рисунков простых технических устройств и т.п.
К билету 18. На рисунке изображён график зависимости скорости велосипедиста от времени движения.
Опишите, как
двигался велосипедист на каждом из участков.
Начертите примерный график зависимости
координаты велосипедиста от времени.
4. Объяснение примеров проявления физических явлений в окружающей жизни и практического использования физических знаний
К билету 7. Сухое молоко получают путём выпаривания его в сосуде, откуда непрерывно откачивают воздух, причём температура выпаривания намного ниже 100 °С. Какие физические закономерности лежат в основе этого процесса?
К билету 19. Почему в рабочих отсеках орбитальной станции устанавливаются постоянно работающие вентиляторы? ИЛИ: почему нагретая медицинская банка «присасывается» к телу человека?
К билету 26. Автомобиль тянет прицеп. По третьему закону Ньютона сила, с которой автомобиль тянет прицеп, равна силе, с которой прицеп действует на автомобиль. Почему же прицеп движется за автомобилем? ИЛИ: почему, прыгнув с высоты, следует согнуть ноги в коленях?
Примеры заданий по работе с текстом
1. Текст с описанием различных физических явлений или процессов
К билету 16: «Ледяная магия»
– Между внешним давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость. С повышением давления до 2200 атм она падает: с увеличением давления на каждую атмосферу температура плавления понижается на 0,0075 °С. При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 3530 атм вода замерзает при –17 °С, при 6380 атм – при 0 °С а при 20 670 атм – при 76 °С. В последнем случае будет наблюдаться горячий лёд.
– При давлении 1 атм объём воды при замерзании резко возрастает примерно на 11%. В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению громадного избыточного давления. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы.
– В 1872 г. англичанин Боттомли впервые экспериментально обнаружил явление режеляции льда. Проволоку с подвешенным на ней грузом помещают на кусок льда. Проволока постепенно разрезает лёд, имеющий температуру 0 °С, однако после прохождения проволоки разрез затягивается льдом, и в результате кусок льда остаётся целым.
– Долгое время думали, что лёд под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается – и лёд плавится. Однако расчёты показывают, что человек массой 60 кг, стоя на коньках, оказывает на лёд давление примерно 15 атм. Это означает, что под коньками температура плавления льда уменьшается только на 0,11 °С. Такого повышения температуры явно недостаточно для того, чтобы лёд стал плавиться под давлением коньков при катании, например, при –10 °С.
Вопросы и задания
1. Как зависит температура плавления льда от внешнего давления?
2. Приведите два примера, которые иллюстрируют возникновение избыточного давления при замерзании воды.
3. Попробуйте объяснить своими словами, что может означать термин «режеляция».
4. При протекании какого процесса может выделяться теплота, которая идёт на плавление льда при катании на коньках? (Ответ. В 1936 г. Бауден и Хьюз доказали, что в случае катания на коньках или лыжах решающее значение имеет плавление льда под действием теплоты, выделяющейся при трении.)
К билету 23: «Приливы и отливы»
– Солнце действует почти одинаковым образом на всё находящееся на Земле и внутри неё. Сила, с которой Солнце притягивает, например, москвича в полдень, когда он ближе всего к Солнцу, почти не отличается от силы, действующей на него в полночь! Ведь расстояние от Земли до Солнца в десять тысяч раз больше земного диаметра, и увеличение расстояния на одну десятитысячную при повороте Земли вокруг своей оси на пол-оборота практически не меняет силы притяжения. Поэтому Солнце сообщает почти одинаковые ускорения всем частям земного шара и всем телам на его поверхности.
– Почти, но всё же не совсем одинаковые. Из-за этой-то небольшой разницы возникают приливы и отливы в океане. На обращённом к Солнцу участке земной поверхности сила притяжения несколько больше, чем это необходимо для движения этого участка по эллиптической орбите, а на противоположной стороне Земли – несколько меньше. В результате, согласно законам механики Ньютона, вода в океане немного выпячивается в направлении, обращённом к Солнцу, а на противоположной стороне отступает от поверхности Земли. Возникают, как говорят, приливообразующие силы, растягивающие земной шар и придающие, грубо говоря, поверхности океанов форму эллипсоида.
– Чем меньше расстояния между взаимодействующими телами, тем больше приливообразующие силы. Вот почему на форму Мирового океана большее влияние оказывает Луна, чем Солнце. Мы говорили о Солнце просто потому, что Земля вращается вокруг него, и здесь легче понять причину деформации поверхности океанов. Если бы не было сцепления между частями земного шара, то приливообразующие силы разорвали бы его.
– Приливная волна тормозит вращение Земли. Правда, этот эффект мал, за 100 лет сутки увеличиваются на тысячную долю секунды. Но, действуя миллиарды лет, силы торможения приведут к тому, что Земля будет повёрнута к Луне одной стороной и дневные сутки станут равными лунному месяцу. С Луной это уже произошло. Луна заторможена настолько, что повернута к Земле всё время одной стороной.
Вопросы
1. Когда на человека действует большая сила притяжения со стороны Солнца: в полдень или в полночь? Почему?
2. Попробуйте объяснить своими словами, как возникают приливообразующие силы. Почему они оказывают тормозящее действие на вращение Земли?
3. Почему Луна при возникновении приливов оказывает гораздо большее воздействие, чем Солнце?
4. Период обращения Луны вокруг Земли равен 27 сут. 7 ч 43 мин. Чему примерно равен лунный день?
К билету 17: «Ау, вы меня слышите?»
В 1938 г. американские исследователи Г.Пирс и Д.Гриффин, применив специальную аппаратуру, установили, что великолепная ориентировка летучих мышей в пространстве связана с их способностью воспринимать эхо. Оказалось, что во время полёта мышь излучает короткие ультразвуковые сигналы на частоте около 8 • 104 Гц, а затем воспринимает эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых. Гриффин назвал способ ориентировки летучих мышей по ультразвуковому эху эхолокацией.
– Ультразвуковые сигналы, посылаемые летучей мышью в полёте, имеют характер очень коротких импульсов – своеобразных щелчков. Длительность каждого такого щелчка (1...5) • 10–3 с, ежесекундно мышь производит около десяти таких щелчков.
– Американские учёные обнаружили, что тигры используют для коммуникации друг с другом не только рёв, рычание и мурлыкание, но также и инфразвук. Они проанализировали частотные спектры рычания представителей трёх подвидов тигра – уссурийского, бенгальского и суматранского – и обнаружили в каждом из них мощную низкочастотную компоненту. По мнению учёных, инфразвук позволяет животным поддерживать связь на расстоянии до 8 км, поскольку распространение инфразвуковых сигналов менее чувствительно к помехам, вызванным рельефом местности.
Вопросы
1. В чём отличие ультразвука и инфразвука от звуковых волн, воспринимаемых человеком?
2. Почему Г.Пирс и Д.Гриффин назвали способ ориентировки летучих мышей эхолокацией? Где ещё используется подобный принцип обнаружения объекта?
3. Объясните своими словами, как вы понимаете словосочетание «частотные спектры».
4. Почему инфразвук в отличие от обычного звука позволяет тиграм общаться на столь далёких расстояниях? Какие известные вам свойства волн проявляются в данном случае?
2. Текст с описанием наблюдения или опыта
К билету 12: «Открытие животного электричества»
– Днём рождения науки электробиологии по праву считается 26 сентября 1786 г. В этом году итальянский врач и учёный Луиджи Гальвани начинает новую серию опытов, решив изучить действие на мышцы лягушки «спокойного» атмосферного электричества. Поняв, что лапка лягушки является в некотором смысле чувствительным электродом, он решил попробовать обнаружить с её помощью атмосферное электричество. Повесив препарат на решётке своего балкона, Гальвани долго ждал результатов, но лапка не сокращалась ни при какой погоде.
– И вот 26 сентября лапка наконец сократилась. Но это произошло не тогда, когда изменилась погода, а при совершенно других обстоятельствах: лапка лягушки была подвешена к железной решётке балкона на медном крючке и свисающим концом случайно коснулась решётки.
– Гальвани проверяет: оказывается всякий раз, как образуется цепь «железо–медь–лапка», тут же происходит сокращение мышц независимо от погоды. Учёный переносит опыты в помещение, использует разные пары металлов и регулярно наблюдает сокращение мышц лапки лягушки. Таким образом, был открыт источник тока, который впоследствии был назван гальваническим элементом.
– Как же можно было объяснить эти наблюдения? Во времена Гальвани учёные считали, что электричество не может возникать в металлах, они могут играть только роль проводников. Отсюда Гальвани заключает, источником электричества в этих опытах являются сами ткани лягушки, а металлы только замыкают цепь.
Вопросы
1. Какую гипотезу пытался проверить Л.Гальвани, начиная в 1786 г. новую серию опытов с лапкой лягушки?
2. Какой вывод сделал Л.Гальвани на основании своих опытов? В чём состояла ошибочность его вывода?
3. Из каких основных частей должен состоять гальванический элемент?
4. Если бы вы проводили опыты, аналогичные опытам Л.Гальвани, то какие бы дополнительные исследования (кроме проверки разных пар металлов) осуществили?
3. Текст с описанием технических устройств
К билету 7: «Трубы-хамелеоны»
– Для трубопроводов, которые находятся в помещениях, большое значение имеет их внешний вид. Для красоты их красят, никелируют. Но можно применить необычное покрытие, изобретение которого подсказано бабочками.
– Чешуйки тропических бабочек
семейства ураний представляют собой
многослойную структуру. Семь хитиновых
пластинок разделены между собой воздушными
промежутками. В результате многократного
отражения и интерференции отражённые лучи
приобретают более насыщенный цвет, а поверхность
– блеск полированного металла. При деформации
чешуйки толщина воздушного зазора изменяется,
что вызывает и изменение окраски чешуйки. 
– Чешуйка крыла урании
состоит из хитиновых пластинок, между которыми
имеются прослойки воздуха (а). Отражённый
луч представляет собой результат интерференции
лучей, отражённых от передней и задней
поверхностей пластинки. Разность хода (АВС)
двух частей световой волны определяется
толщиной пластинки и углом падения лучей (б). 
– Современные технологии позволяют получать тонкие плёнки толщиной до 0,5 мкм. На внешние стенки труб наносят покрытия из слоёв плёнки толщиной около 5 мкм, склеенных между собой. Но клей наносят не сплошь, а тонкими полосками, и получается структура, аналогичная чешуйкам бабочек ураний.
– Такое покрытие будет менять цвет при изменении температуры: у горячей трубы возрастает давление изнутри на слои покрытия, и толщина воздушных зазоров уменьшается. По оттенкам цвета можно безошибочно определить, течёт ли по трубе вода и какая она – горячая или холодная. Кроме того, подобное покрытие также служит хорошим теплоизолятором и уменьшает потери тепла.
Вопросы и задания
1. Что представляет собой явление интерференции света? Рассмотрите первый рисунок и поясните, какие лучи интерферируют в чешуйке бабочки.
2. Почему для нанесения описанного в тексте покрытия на трубы нельзя использовать плёнки толщиной, например, 1 мм?
3. Предположим, что чешуйка бабочки семейства ураний в данном пучке света имела зелёный цвет. Как изменится цвет пластинки при уменьшении воздушной полости между хитиновыми пластинками, например, при увеличении внешнего давления?
4. При нагревании металлические трубы расширяются быстрее, чем материал плёнок в покрытии. В какую сторону при увеличении температуры протекающей по трубе воды сместится окраска трубы – в синюю или красную? Почему?
4. Текст, содержащий информацию о физических факторах загрязнения окружающей среды или об их воздействии на живые организмы и человека
К билету 26: «Магнитобезопасность»
– Электромагнитные поля окружают нас буквально всюду: дома, в поезде метро, в салоне троллейбуса или трамвая. Тронулся за стеной лифт, загудел компрессор холодильника, щёлкнуло реле обогревателя – всё это означает, что возникло электромагнитное поле. А его магнитная составляющая, как стало известно, хорошо проникает через любые преграды, в том числе и внутрь нашего тела.
– Практически в каждой квартире имеются сегодня электробытовые приборы: телевизоры, холодильники, электроутюги, стиральные машины и т.п. Все они в работающем состоянии окружены соответствующим магнитным полем (см. диаграмму 1). При работе с бытовыми приборами главное значение имеет не столько величина магнитного поля прибора, сколько расстояние до него (пропорционально квадрату этого расстояния падает интенсивность магнитного поля), а также время работы с ним.
Средние уровни магнитного поля промышленной частоты бытовых электроприборов на расстоянии 0,3 м
Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, чтобы эта реакция переросла в патологию и привела к заболеванию, необходимо совпадение ряда условий, в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения.
Статистические исследования, проведённые в Швеции, США, Канаде, Франции, Дании и Финляндии, показали, что увеличение индукции магнитного поля от 0,1 мкТл до 4 мкТл в несколько раз повышает риск развития лейкемии у детей, а там, где индукция составляет 0,3 мкТл и выше, онкологические заболевания встречаются в два раза чаще. Поэтому сегодня принято считать, что магнитное поле промышленной частоты может быть опасным для здоровья человека, если происходит продолжительное облучение (регулярно, не менее 8 ч/сут. в течение нескольких лет) с уровнем выше 0,2 мкТл.
Вопросы и задания
1. Почему электробытовые приборы в работающем состоянии окружены магнитными полями?
2. Как вы понимаете используемое в тексте словосочетание «магнитное поле промышленной частоты»?
3. Какие из представленных на диаграмме бытовых приборов могут создавать опасные для человека магнитные поля? Почему в подписи к этой диаграмме указано расстояние 0,3 м?
4. Почему для определения безопасного уровня магнитного поля использовались именно статистические исследования?
ПРОФИЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
Билет 1
1. Научные методы познания окружающего мира; роль эксперимента и теории в процессе познания природы; моделирование явлений и объектов природы.
2. Электрическая ёмкость: электроёмкость конденсатора; энергия электрического поля.
3. Задача на применение законов сохранения импульса и энергии ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение кинетической энергии поступательного движения шарика известной массы в момент отрыва его от горизонтальной части наклонного жёлоба по результатам измерения дальности полёта в серии из 3–5 опытов».
Оборудование: линейка, жёлоб, штатив с лапкой и муфтой, шарик, копировальная бумага.
Билет 2
1. Научные гипотезы; физические законы и теории, границы их применимости.
2. Электрический ток. Последовательное и параллельное соединения проводников. Электродвижущая сила (ЭДС). Закон Ома для полной электрической цепи.
3. Задача по теме «Интерференция света» ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение длины световой волны на основе наблюдения дифракционного спектра».
Оборудование: прибор для измерения длины световой волны, дифракционная решётка, источник света (на демонстрационном столе).
Билет 3
1. Механическое движение и его относительность; уравнения прямолинейного равноускоренного движения.
2. Электрический ток в газах: несамостоятельный разряд в газах; самостоятельный электрический разряд; виды самостоятельного разряда; плазма.
3. Задача на применение уравнения состояния идеального газа ИЛИ экспериментальное задание: «Оценка (расчёт) массы воздуха в колбе известного объёма».
Оборудование: колба известного объёма, барометр, термометр.
Билет 4
1. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью; период и частота; центростремительное ускорение.
2. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов: закон Фарадея; определение заряда одновалентного иона; технические применения электролиза.
3. Задача на применение газовых законов ИЛИ экспериментальное задание: «Оценка (расчёт) плотности воздуха в классном помещении».
Оборудование: барометр, термометр.
Билет 5
1. Первый закон Ньютона: инерциальная система отсчёта.
2. Электрический ток в полупроводниках: зависимость сопротивления полупроводников от внешних условий; собственная проводимость полупроводников; донорные и акцепторные примеси; р–п-переход; полупроводниковые диоды.
3. Задача по теме «Влажность воздуха» ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение (расчёт) абсолютной и относительной влажности».
Оборудование: два термометра, марля, стаканчик с водой, психрометрические таблицы.
Билет 6
1. Второй закон Ньютона: понятие о массе и силе, принцип суперпозиции сил; формулировка второго закона Ньютона; классический принцип относительности.
2. Магнитное поле: понятие о магнитном поле; магнитная индукция; линии магнитной индукции, магнитный поток; движение заряженных частиц в однородном магнитном поле.
3. Задача на применение первого закона термодинамики ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение температуры равновесного состояния, установившегося в калориметре с водой после опускании в него нагретого тела, и сравнение полученного значения с результатами расчётов».
Билет 7
1. Третий закон Ньютона: формулировка; характеристика сил действия и противодействия: модуль, направление, точка приложения, природа.
2. Закон электромагнитной индукция Фарадея; правило Ленца; явление самоиндукции; индуктивность; энергия магнитного поля.
3. Задача по теме «Дифракция света» ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение фокусного расстояния линзы».
Оборудование: линза, источник света, мерная лента, экран.
Билет 8
1. Импульс тела. Закон сохранения импульса: импульс тела и импульс силы; выражение второго закона Ньютона с помощью понятий изменения импульса тела и импульса силы; закон сохранения импульса; реактивное движение.
2. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания: затухание свободных колебаний; вывод формулы периода электромагнитных колебаний.
3. Задача на использование закона фотоэффекта ИЛИ экспериментальное задание: «Исследование зависимости угла преломления от угла падения и определение границ применимости гипотезы: угол преломления пропорционален углу падения».
Оборудование: источник тока, лампочка на подставке, экран со щелью, пластина стеклянная с параллельными гранями (или полуцилиндр), булавки, транспортир.
Билет 9
1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести; вес и невесомость.
2. Автоколебания: автоколебательная система; автоколебательный генератор незатухающих электромагнитных колебаний.
3. Задача на использование формулы линзы ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение фокусного расстояния и оптической силы линзы на основе прямых измерений расстояний от линзы до предмета и изображения».
Оборудование: линза, источник света, мерная лента, экран.
Билет 10
1. Силы упругости: природа сил упругости; виды упругих деформаций; закон Гука.
2. Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток: генератор переменного тока; мощность переменного тока; действующие значения силы переменного тока и напряжения; активное, индуктивное, ёмкостное сопротивления.
3. Задача на применение закона радиоактивного распада ИЛИ экспериментальное задание: «Расчёт массы воды в одном кубическом метре воздуха класса».
Оборудование: два термометра, марля, стаканчик с водой, психрометрические таблицы.
Билет 11
1. Силы трения: природа сил трения; коэффициент трения скольжения; закон сухого трения; трение покоя; учёт и использование трения в быту и технике.
2. Трансформатор: принцип трансформации переменного тока; устройство трансформатора; холостой ход; режим нагрузки; передача электрической энергии.
3. Задача на применение закона Кулона ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение сопротивления неизвестного резистора на основе построения графика зависимости силы тока от напряжения».
Оборудование: источник тока, реостат, амперметр, вольтметр, резистор, проводники.
Билет 12
1. Равновесие твёрдых тел: момент силы; условия равновесия твёрдого тела; устойчивость тел; виды равновесия; принцип минимума потенциальной энергии.
2. Электромагнитное поле. Открытие электромагнитных волн: гипотеза Максвелла; экспериментальное; опыты Герца.
3. Задача на применение закона Ома для полной цепи ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока на основе двукратных совместных измерений напряжения на полюсах источника и силы тока во внешней цепи».
Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, реостат, проводники, выключатель.
Билет 13
1. Механическая работа. Мощность. Энергия: кинетическая энергия; потенциальная энергия тела в однородном поле тяготения и энергия упруго деформированного тела; закон сохранения энергии; закон сохранения энергии в механических процессах; границы применимости закона сохранения механической энергии; работа как мера изменения механической энергии тела.
2. Принципы радиосвязи: излучение электромагнитных волн зарядом, движущимся с ускорением; амплитудная модуляция; детектирование; развитие средств связи; радиолокация.
3. Задача на расчёт общего сопротивления электрической цепи ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение (расчёт) сопротивления известного резистора на основе прямых измерений силы тока и напряжения с определением относительной погрешности измерения».
Оборудование: источник тока, реостат, амперметр, вольтметр, резистор, проводники.
Билет 14
1. Закон Паскаля; закон Архимеда; условия плавания тел.
2. Свет как электромагнитная волна. Скорость света. Интерференция света: опыт Юнга; цвета тонких плёнок.
3. Задача на расчёт работы или мощности тока, КПД источника тока ИЛИ экспериментальное задание: «Исследование зависимости напряжения на полюсах источника от силы тока во внешней цепи и определение ЭДС и внутреннего сопротивления на этой основе».
Оборудование: источник тока, вольтметр, амперметр, реостат, проводники, выключатель.
Билет 15
1. Механические колебания: основные характеристики гармонических колебаний: частота, период, амплитуда; уравнение гармонических колебаний; свободные и вынужденные колебания; резонанс; превращение энергии при колебательном движении.
2. Дифракция света: явление дифракции света; явления, наблюдаемые при пропускании света через отверстия малых размеров; дифракция на малом отверстии и от круглого экрана. Дифракционная решётка.
3. Задача на движение заряженной частицы в магнитном поле ИЛИ экспериментальное задание: «Прямое измерение фокусного расстояния линзы, его обоснование и определение абсолютной и относительной погрешностей измерения».
Оборудование: линза, источник света, мерная лента, экран.
Билет 16
1. Механические волны: распространение колебаний в упругих средах; поперечные или продольные волны; длина волны; связь длины волны со скоростью её распространения и периодом (частотой); свойства волн; звуковые волны,
2. Гипотеза Планка о квантах; фотоэффект; опыты А.Г.Столетова; уравнение Эйнштейна для фотоэффекта; фотон.
3. Задача на применение закона электромагнитной индукции ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение ЭДС источника».
Оборудование: источник тока, вольтметр, амперметр, реостат, проводники.
Билет 17
1. Атомистическая гипотеза строения вещества и её экспериментальные доказательства. Модель идеального газа. Абсолютная температура. Температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц.
2. Законы отражения и преломления света; полное внутреннее отражение; линзы; формула тонкой линзы; оптические приборы.
3. Задача на применение закона сохранения импульса с учётом действия силы трения ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение коэффициента трения скольжения на основе построения графика зависимости силы трения от силы давления».
Оборудование: динамометр, брусок, набор грузов по механике.
Билет 18
1. Связь между давлением идеального газа и средней кинетической энергией теплового движения его молекул. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.
2. Постулаты специальной теории относительности (СТО). Полная энергия. Энергия покоя. Релятивистский импульс.
3. Задача на применение закона всемирного тяготения ИЛИ экспериментальное задание: «Сравнение сил упругости, возникающих в резиновом образце при подвешивании к нему последовательно одного, двух и трёх грузов по 100 г каждый, и проверка гипотезы: сила упругости пропорциональна удлинению образца».
Оборудование: штатив с лапкой и муфтой, резиновый образец, набор грузов по механике, линейка или мерная лента.
Билет 19
1. Модель строения жидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары; зависимость давления насыщенного пара от температуры; кипение. Влажность воздуха; точка росы, гигрометр, психрометр.
2. Дисперсия и поглощение света; спектроскоп и спектрограф. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение.
3. Задача по теме «Кинематика» ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение (расчёт) скорости шарика в момент его отрыва от горизонтально расположенной площадки наклонного жёлоба по результатам серии из 3–5 прямых измерений дальности полёта».
Оборудование: линейка, жёлоб, штатив с лапкой и муфтой, шарик, копировальная бумага.
Билет 20
1. Модель строения твёрдых тел. Изменения агрегатных состояний вещества. Кристаллические тела: анизотропия кристаллов; плотная упаковка; пространственная решётка; монокристаллы и поликристаллы; полиморфизм; аморфные тела.
2. Опыт Резерфорда; ядерная модель атома; квантовые постулаты Бора; гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц; дифракция электронов; лазеры.
3. Задача на движение тел с учётом силы трения ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение работы силы упругости пружины динамометра на основе построения графика зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины».
Оборудование: динамометр, линейка.
Билет 21
1. Термодинамический подход к изучению физических явлений. Внутренняя энергия и способы её изменения. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изотермическому, изохорному, изобарному и адиабатному процессам.
2. Модели строения атомного ядра; ядерные силы; нуклонная модель ядра; энергия связи ядра; ядерные спектры; ядерные реакции.
3. Задача на движение заряженной частицы в электростатическом поле ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение (расчёт) показателя преломления вещества на основе прямых измерений углов падения и преломления».
Оборудование: источник тока, лампочка на подставке, экран со щелью, пластина стеклянная с параллельными гранями (или полуцилиндр), булавки, транспортир.
Билет 22
1. Тепловые машины: основные части и принципы действия тепловых машин; коэффициент полезного действия тепловой машины и пути его повышения; проблемы энергетики и охрана окружающей среды.
2. Радиоактивность; радиоактивные излучения; закон радиоактивного распада.
3. Задача на расчёт параметров колебательного контура ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение длины световой волны на основе наблюдения дифракционного спектра».
Оборудование: комплект «Оптика» серии «L-микро», состоящий из источника тока, лампочки, щели, с помощью которой создаётся пучок света, дифракционной решётки, линзы и экрана.
Билет 23
1. Необратимость тепловых процессов; второй закон термодинамики и его статистическое истолкование.
2. Ядерные реакции: законы сохранения при ядерных реакциях; цепные ядерные реакции; ядерная энергетика; термоядерные реакции.
3. Задача на расчёт периода колебаний механической системы ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение ускорения свободного падения с использованием законов колебания математического маятника. Сравнение полученного результата с достоверным значением ускорения свободного падения».
Оборудование: секундомер (часы с секундной стрелкой или секундной индикацией), штатив с лапкой и муфтой, груз с крючком, нить длиной 0,6–1,2 м, мерная лента.
Билет 24
1. Элементарный электрический заряд; два вида электрических зарядов; закон сохранения электрического заряда; закон Кулона; электрическое поле: напряжённость электрического поля; линии напряжённости электрического поля; принцип суперпозиции электрических полей.
2. Солнечная система. Звёзды и источники их энергии. Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звёзд.
3. Задача на применение первого закона термодинамики ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение удельной теплоёмкости известного вещества на основе теплообмена нагретого тела с водой и сравнение полученного значения с табличными данными».
Оборудование: калориметр с внутренним стаканом известной массы, калориметрическое тело известной массы с привязанной нитью, мензурка с водой, термометр, электрический нагреватель (используется учителем), таблица теплоёмкостей.
Билет 25
1. Работа сил электрического поля. Потенциальность электрического поля. Потенциал и разность потенциалов; эквипотенциальные поверхности. Связь между напряжённостью и разностью потенциалов.
2. Наша Галактика. Другие галактики. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной. Применимость законов физики для объяснения природы космических объектов.
3. Задача по применение законов Ньютона к системе связанных тел ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение потенциальной энергии деформированной пружины на основе построения графика зависимости модуля силы упругости от удлинения пружины».
Оборудование: динамометр, линейка.
Билет 26
1. Проводники в электрическом поле: электрическое поле внутри проводящего тела; электрическое поле заряженного проводящего шара; измерение разности потенциалов с помощью электрометра; диэлектрики в электрическом поле; поляризация диэлектриков.
2. «Красное смещение» в спектрах галактик. Современные взгляды на строение и эволюцию Вселенной.
3. Задача по теме «Кинематика» ИЛИ экспериментальное задание: «Измерение конечной скорости шарика, скатывающегося с длинного наклонного жёлоба, по результатам серии из 3–5 прямых измерений времени движения».
Оборудование: секундомер, жёлоб, шарик, металлический цилиндр, мерная лента, штатив с лапкой и муфтой.
Примеры задач
Ниже приведены примеры задач к некоторым билетам, которые дают представление о рекомендуемом уровне сложности практических заданий для устной итоговой аттестации изучающих физику на профильном уровне.
К билету 1. Пуля массой m = 10 г, летящая с горизонтальной скоростью
= 400 м/с, попадает в ящик
с песком массой М = 4 кг, висящий на длинной
нити, и застревает в нём. Чему равна высота, на
которую поднимается центр масс ящика, если пуля
застрянет в нём?
Ответ. 
К билету 2. На плоскопараллельную плёнку с показателем преломления 1,3 почти нормально к поверхности падает пучок белого света. При какой наименьшей толщине плёнки она будет наиболее прозрачна для света длиной волны 0,60 мкм?
Ответ. 
d = 0,12 мкм.
К билету 4. На сколько изменяется масса воздуха, заполняющего помещение объёмом 50 м3 зимой и летом, если температура воздуха изменяется от 7 до 37 °С, а атмосферное давление остаётся постоянным и равным 105 Па?
Ответ. 
К билету 9. Два точечных источника света находятся на расстоянии l = 24 см друг от друга. Между ними на расстоянии d = 6 см от одного из источников помещена собирающая линза. При этом изображения обоих источников получилось в одной точке на прямой между ними. Чему равно фокусное расстояние линзы?
Ответ. 
К билету 13. Кусок однородной проволоки разрезали на 4 одинаковые части, а затем соединили эти части параллельно. Сопротивление такой системы оказалось равным 1 Ом. Каким было сопротивление проволоки до разрезания?
Ответ. 16 Ом.
К билету 14. Два резистора с сопротивлениями 7 и 11 Ом соединены последовательно. На обоих резисторах выделилось количество теплоты равное 900 Дж. Какое количество теплоты выделилось за это время на первом резисторе?
Ответ. 
К билету 22. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 10–4 Гн, конденсатора ёмкостью 4 мкФ. Катушка имеет активное сопротивление 1 Ом. Какую энергию следует подводить к контуру для поддержания в нём незатухающих колебаний, если на конденсаторе должно быть действующее напряжение 1 В?
Ответ. 
W = 0,4 Вт.
К билету 24. 2 моль идеального газа расширяется так, что его давление изменяется прямо пропорционально объёму. Чему равна работа газа при увеличении его температуры на 20 К?
Ответ. 
A = 166 Дж.
К билету 25. Брусок массой m1 = 400 г под действием перекинутого через неподвижный блок груза массой m2 = 100 г проходит по горизонтальной плоскости из состояния покоя путь s = 8 см за время t = 2 с. Чему равен коэффициент трения скольжения бруска по плоскости?
Ответ. 
_________________________________________
Печатается по тексту «Вестник образования» № 5, 6 (2006). Текст билетов для 9-го класса см. также в «Физике» № 14/03.