Методичні матеріали для проведення олімпіади з фізики

Матеріали

І етапу Всеукраїнської олімпіади

 з дисципліни «Фізика і астрономія»

2021

ВСТУП

XXI століття — це час переходу до високотехнологічного інформаційного суспільства, в якому рівень освіченості і культури всього населення набуває вирішального значення для соціального та економічного розвитку країни. За таких умов освіта України потребує радикальних змін, що спонукають до пошуку нових та удосконалення існуючих педагогічних систем і методик, в основі яких — всебічний розвиток особистості.

Науково-технічний прогрес, потреба у висококваліфікованих спеціалістах у галузі природничих наук стимулюють розвиток різноманітних форм роботи зі студентами. Однією з них є предметні олімпіади, що проводяться в Україні і за рубежем уже кілька десятиліть.

Досвід організації та проведення предметних олімпіад студентів засвідчує, що ця форма позакласної роботи в умовах сучасної школи стає дієвим засобом формування мотивації до навчання, підвищення пізнавальної активності, поглиблення і розширення знань, підтримки і стимулювання творчо обдарованої студентської молоді, створення умов для збереження й розвитку інтелектуального потенціалу України.

Мета олімпіади – виявляти рівень фізичних здібностей і математичної підготовки студентів, рівень їх логічної культури, зокрема, володіння правилами логіки. Результати олімпіадних змагань значною мірою залежать від розвитку комбінаційних умінь і швидкості знаходження способу розв'язування нестандартних задач.

Досвід організації та проведення предметних олімпіад студентів засвідчує, що ця форма позакласної роботи в умовах сучасної школи стає дієвим засобом формування мотивації до навчання, підвищення пізнавальної активності, поглиблення і розширення знань, підтримки і стимулювання творчо обдарованої учнівської молоді, створення умов для збереження й розвитку інтелектуального потенціалу України.

Завдання

для олімпіади з дисципліни «Фізика і астрономія»

Варіант І

І (1 бал)

Одна вірна відповідь

1.    Котре з трьох висловлювань правильне? А) Переміщення - це вектор, що з'єднує початкове положення тіла з кінцевим; Б) Середня швидкість - це швидкість в даній точці; В) Положення тіла у просторі визначається двома координатами.

2.    Котре з висловлювань неправильне? А) Сили, з якими взаємодіють тіла між собою, не компенсуються; Б) Під час рівномірного руху всі сили, що діють на тіло компенсуються; В) Вага тіла - це сила тяжіння, що діє на нього.

3.    Тіло падає з висоти на землю. Як при цьому змінюється його потенціальна енергія? А) не змінюється; Б) збільшується; В) зменшується; Г) рівна нулю.

4.    Явище дифузії підтверджує, що: А) молекули взаємодіють; Б) молекули рухаються безладно і безперервно; В) молекули мають потенціальну енергію;

Г) молекули мають температуру.

5.    Як називається відстань між двома послідовними зіткненнями молекул? А) тепловий рух; Б) ефективний діаметр; В) довжина вільного пробігу; Г) об'єм газу; Д) концентрація.

Кілька вірних відповідей

6.    Які фізичні поняття входять у систему відліку? А) Тіло відліку; Б) переміщення; В) система координат; Г) годинник; Д) швидкість.

7.   Видами теплопередачі є: А) конвекція; Б) випромінювання; В)термопара; Ґ) ізопроцеси; Д) теплопровідність.

ІІ (3 бали)

8. Дрібні|мілкі| морські рибки ходять зграйкою, зовнішня форма якої нагадує краплю|краплину|. Чому утворюється така форма зграйки?

9. Чому аромат квітів|цвіту| ми відчуваємо на відстані?

10. Чому при прополці бур'яни не слід висмикувати ізгрунту дуже різко навіть у тому випадку, коли вони слабо утримуються в грунті?

11. Чому в лазні|бані| нам здається|видається| жаркішим, ніж в кімнаті, де повітря нагріте до такої ж температури?

12. На якому фізичному явищі ґрунтується засолка|засолювання| помідорів, огірків, капусти і інших овочів?

ІІІ (4 бали)

13. Діаметр передніх коліс трактора в 2 рази менший, ніж задніх. Порівняйте частоти обертання коліс під час руху трактора.

Завдання

для олімпіади з дисципліни «Фізика і астрономія»

Варіант ІІ

І (1 бал)

Одна вірна відповідь

1.    Котре з трьох висловлювань має неточність? А) Якщо всі точки тіла рухаються однаково, то такий рух називають поступальним; Б) Тіло, розмірами якого в даних умовах можна знехтувати, називають матеріальною точкою; В) Положення тіла в просторі визначається однією або двома координатами.

2.    Стан високого вакууму - це коли: А) в посудині зовсім відсутні молекули; Б) довжина вільного пробігу молекули рівна розмірам посудини; В) довжина вільного пробігу молекули менша за розміри посудини.

3.    Тіло падає з висоти на землю. Як при цьому змінюється його кінетична енергія? А) не змінюється; Б) збільшується; В) зменшується; Г) рівна нулю.

4.    Суму кінетичної та потенціальної енергії молекул називають: А) загальна енергія; Б) механічна енергія; В) внутрішня енергія; Г) повна енергія.
5. Яку температуру прийнято за абсолютний нуль? А) замерзання води: Б) кипіння води; В) припинення руху молекул.

Кілька вірних відповідей

6.    У якому з випадків тіло має кінетичну енергію? А) книга лежить на столі; Б) автомобіль стоїть; В) велосипедист рухається; Г) черепаха повзе; Д) стрілка годинника обертається по циферблату.
7.    В яких прикладах внутрішня енергія змінюється за рахунок роботи над газом? А) нагрівання газу; Б) накачування шин велосипеда; В) перенесения потоків повітря; Г) ламання проволоки.

ІІ (3 бали)

8. Чому не можна твердо стояти на одній нозі?

9. Чому навіть в похмурі, але|та| не дощові дні трава, скошена на лугу, висихає швидше, ніж трава, скошена в лісі?

10. Чому солоний оселедець, після того, як її залишили на деякий час у воді, робиться|чиниться| менш солоним?

11. Чому при ходьбі люди розмахують руками?

12. Для чого розрізають на частини|на шматки| картоплю, яблука і інші овочі і фрукти, призначені для сушки?

ІІІ  (4 бали)

13. Визначити об’єм зображеної на рисунку пластинки, якщо її товщина дорівнює h.

ВІДПОВІДІ НА ЗАВДАННЯ ОЛІМПІАДИ

Варіант 1

І

1.  Котре з трьох висловлювань правильне? А) Переміщення - це вектор, що з'єднує початкове положення тіла з кінцевим; Б) Середня швидкість - це швидкість в даній точці; В) Положення тіла у просторі визначається двома координатами.

2.  Котре з висловлювань неправильне? А) Сили, з якими взаємодіють тіла між собою, не компенсуються; Б) Під час рівномірного руху всі сили, що діють на тіло компенсуються; В) Вага тіла - це сила тяжіння, що діє на нього.

3.  Тіло              падає з висоти на землю. Як при цьому змінюється його потенціальна енергія? А) не змінюється; Б) збільшується; В) зменшується; Г) рівна нулю.
    
4.  Явище дифузії підтверджує, що: А) молекули взаємодіють; Б) молекули рухаються безладно і безперервно; В) молекули мають потенціальну енергію; Г) молекули мають температуру.

5.  Як називається відстань між двома послідовними зіткненнями молекул? А) тепловий рух; Б) ефективний діаметр; В) довжина вільного пробігу; Г) об'єм газу; Д) концентрація.

6.  Які фізичні поняття входять у систему відліку? А) Тіло відліку; Б) переміщення; В) система координат; Г) годинник; Д) швидкість.

7.  Видами теплопередачі є: А) конвекція; Б) випромінювання; В)термопара; Ґ) ізопроцеси; Д) теплопровідність.

ІІ

8. Дрібні|мілкі| морські рибки ходять зграйкою, зовнішня форма якої нагадує краплю|краплину|. Чому утворюється така форма зграйки?

(Стрічна вода діє на окремих рибок так, що рух кожної з них може бути полегшений або утруднений залежно від положення|становища| по відношенню до зграйки. Цей чинник|фактор| і обумовлює|зумовлює| каплевидну форму рухомої зграйки рибок, при якій опір води руху зграйки найменше.)

9. Чому аромат квітів|цвіту| ми відчуваємо на відстані?

(У квітах|цвіті| містяться|утримуються| ароматичні речовини, молекули яких дифундують в повітря.)

10. Чому при прополці бур'яни не слід висмикувати ізгрунту дуже різко навіть у тому випадку, коли вони слабо утримуються в грунті?

(При різкому висмикуванні рослини коріння його не встигає прийти в рух і стебло обривається. Коріння бур'янів, що залишається в грунті, знову швидко проростає.)

11. Чому в лазні|бані| нам здається|видається| жаркішим, ніж в кімнаті, де повітря нагріте до такої ж температури?

(У лазні|бані| вологість|вогкість| повітря значно більше|значно більший|, чим в кімнаті, тому інтенсивність випаровування поту зменшується і людина сильніше відчуває підвищену температуру.)

12. На якому фізичному явищі ґрунтується засолка|засолювання| помідорів, огірків, капусти і інших овочів?

(Засолка|засолювання| помідорів, огірків, капусти заснована на дифузії солі|соль| в ці овочі.)

ІІІ (4 бали)

1.3. Діаметр передніх коліс трактора в 2 рази менший, ніж задніх. Порівняйте частоти обертання коліс під час руху трактора.

(, частота обертання передніх коліс у 2 рази більша.)

Варіант   2

для олімпіади з дисциплін «Фізика»

І (1 бал)

1.   Котре з трьох висловлювань має неточність? А) Якщо всі точки тіла рухаються однаково, то такий рух називають поступальним; Б) Тіло, розмірами якого в даних умовах можна знехтувати, називають матеріальною точкою; В) Положення тіла в просторі визначається однією або двома координатами.

2.   Стан високого вакууму - це коли: А) в посудині зовсім відсутні молекули; Б) довжина вільного пробігу молекули рівна розмірам посудини; В) довжина вільного пробігу молекули менша за розміри посудини.

3.   Тіло падає з висоти на землю. Як при цьому змінюється його кінетична енергія? А) не змінюється; Б) збільшується; В) зменшується; Г) рівна нулю.

4.   Суму кінетичної та потенціальної енергії молекул називають: А) загальна енергія; Б) механічна енергія; В) внутрішня енергія; Г) повна енергія.

5.   Адіабатний процес протікає ... А) при постійному тиску; Б) при відсутності теплообміну з навколишнім середовищем; В) без зміни температури; Г) без виконання роботи.

6.   Яку температуру прийнято за абсолютний нуль? А) замерзання води: Б) кипіння води; В) припинення руху молекул.
7.   У якому з випадків тіло має кінетичну енергію? А) книга лежить на столі; Б) автомобіль стоїть; В) велосипедист рухається; Г) черепаха повзе; Д) стрілка годинника обертається по циферблату.
8.   В яких прикладах внутрішня енергія змінюється за рахунок роботи над газом? А) нагрівання газу; Б) накачування шин велосипеда; В) перенесения потоків повітря; Г) ламання проволоки.

ІІ (3 бали)

9.   Чому не можна твердо стояти на одній нозі?

(В цьому випадку значно зменшується площа|майдан| опори. При невеликому відхиленні від положення|становища| рівноваги вертикаль, що проходить через центр тяжіння, не проходитиме через площу|майдан| опори і людина опиниться в нестійкому положенні|становищі|.)

10. Чому навіть в похмурі, але|та| не дощові дні трава, скошена на лугу, висихає швидше, ніж трава, скошена в лісі?

(У лісі вітер розбивається деревами на окремі потоки і значною мірою втрачає|розгублює| свою силу. Тому навіть в похмурий день випаровування вологи там відбувається|походить| менш інтенсивно, чим на лугу, і трава в лісі сохне повільніше.)

11. Чому солоний оселедець, після того, як її залишили на деякий час у воді, робиться|чиниться| менш солоним?

(Унаслідок|внаслідок| дифузії частина|частка| солі|соль| переходить з|із| оселедця у воду.)

12. Чому при ходьбі люди розмахують руками?

(Коли людина переміщає ногу вперед, декілька вперед зміщується також центр тяжіння. Щоб зберегти первинне положення|становище| центру тяжіння, руку відводять назад. Таке чергування положень|становищ| рук і ніг повторюється при кожному кроці.)

13. Для чого розрізають на частини|на шматки| картоплю, яблука і інші овочі і фрукти, призначені для сушки?

(Площа|майдан| випаровування збільшується, і сушка йде швидше.)

ІІІ  (4 бали)

14. Визначити об’єм зображеної на рисунку пластинки, якщо її товщина дорівнює h. ()

КРИТЕРІЙ ОЦІНЮВАННЯ:

• 1-7 завдання: 1 бал – за кожну вірну відповідь;
• 8-12 завдання: 3 бали – за повну відповідь
• Задача: 4 бали

Усі необхідні дані для розв’язування задач подані в умовах задач. Тому студентам не дозволяється користуватись додатковою літературою (посібниками, довідниками тощо).

Для виконання обчислень можна використовувати мікрокалькулятори.

Література

1. Варикаш И.М.,  Кимбар Б.А., Варикаш В.М.   Физика в живой природе. –М.: «Народная асвета», 1967. – 112 с.
2. Гончаренко С.У. , Корженевич Є.Л.. Задачі для фізичних олімпіад. –К.: «Радянська школа», 1967. – 188 с.
3. Гончаренко С.У. Книжка для читання з фізики. –К.: «Радянська школа», 1981. – 240 с.
4. Пониманиете ли вы физику. Под редакцией И.Б. Шустова. –М.: «Знание», 1967. – 96 с.