Описание
Комплект разработан по заказу Федерального института педагогических измерений для проведения дополнительных испытаний по проверке экспериментальных умений выпускников в рамках единого государственного экзамена по физике. Перечень оборудования, включенного в комплект «Цифровая ЕГЭ-ЛАБОРАТОРИЯ» позволяет конструировать контрольно-измерительные материалы для проведения дополнительных испытаний по проверке экспериментальных умений в рамках государственной аттестации.
Комплект «Цифровая ЕГЭ-ЛАБОРАТОРИЯ» может также использоваться для организации обучающей деятельности по овладению школьниками всеми видами экспериментальных умений, предусмотренных федеральным компонентом стандарта среднего (полного) общего образования по физике (профильный уровень).
Комплект «ЕГЭ-ЛАБОРАТОРИЯ» состоит из 4-х наборов:
— «Механика»,
— «Молекулярная физика и термодинамика»,
— «Электродинамика»,
— «Оптика».
В экзаменационной работе проверяются экспериментальные умения на основе материала из следующих разделов (тем) курса физики:
1. Механика (кинематика, динамика, элементы статики, законы сохранения в механике, механические колебания).
2. Молекулярная физика (МКТ, термодинамика, свойства паров, жидкостей и твердых тел).
3. Электричество (постоянный ток, ток в различных средах, магнитное поле, электромагнитная индукция).
4. Оптика (геометрическая и волновая оптика).
При этом используются дидактические единицы, указанные в разделах «Наблюдение, описание и объяснение явлений» и «Проведение экспериментальных исследований» обязательного минимума содержания образования основных образовательных программ, а также в требованиях, относящихся к формированию экспериментальных умений в «Требованиях к уровню подготовки выпускников» Стандарта по физике основной и средней школы:
«Наблюдение и описание различных видов механического движения, равновесия твердого тела, взаимодействия тел и объяснение этих явлений на основе законов динамики, закона всемирного тяготения и законов сохранения импульса и механической энергии.
Проведение экспериментальных исследований равноускоренного движения тел, свободного падения, движения тел по окружности, колебательного движения тел, взаимодействия тел.
Наблюдение и описание броуновского движения, поверхностного натяжения жидкости, изменений агрегатных состояний вещества, способов изменения внутренней энергии тела и объяснение этих явлений на основе представлений об атомно-молекулярном строении вещества и законов термодинамики.
Проведение измерений давления газа, влажности воздуха, удельной теплоемкости вещества, удельной теплоты плавления льда и экспериментальных исследований изопроцессов в газах, превращений вещества из одного агрегатного состояния в другое.
Наблюдение и описание магнитного взаимодействия проводников с током, самоиндукции, электромагнитных колебаний, излучения и приема электромагнитных волн, отражения, преломления, дисперсии, интерференции, дифракции и поляризации света и объяснение этих явлений.
Проведение измерений параметров электрических цепей при последовательном и параллельном соединениях элементов цепи, ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока, электроемкости конденсатора, индуктивности катушки, показателя преломления вещества, длины световой волны и экспериментальных исследований законов электрических цепей постоянного и переменного тока, процессов отражения, преломления, интерференции, дифракции, дисперсии света.
Уметь использовать физические приборы и измерительные инструменты для измерения физических величин: расстояния, промежутка времени, массы, силы, давления, температуры, влажности воздуха, силы тока, напряжения, электрического сопротивления, работы и мощности электрического тока;
Уметь представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости: пути от времени, силы упругости от удлинения пружины, силы трения от силы нормального давления, периода колебаний маятника от длины нити, периода колебаний груза на пружине от массы груза и от жесткости пружины, температуры остывающего тела от времени, силы тока от напряжения на участке цепи, угла отражения от угла падения света, угла преломления от угла падения света.
Уметь измерять:скорость,ускорение свободного падения; массу тела, плотность вещества, силу, работу, мощность, энергию, коэффициент трения скольжения, влажность воздуха, удельную теплоемкость вещества, удельную теплоту плавления льда, напряжение на участке электрической цепи, силу тока, электрическое сопротивление, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, показатель преломления вещества, оптическую силу линзы, длину световой волны; представлять результаты измерений с учетом их погрешностей».
Комплект «ЕГЭ-ЛАБОРАТОРИЯ» позволяет конструировать все перечисленные выше типы экспериментальных заданий, выбирая их содержательную принадлежность в зависимости от особенностей используемого в процессе преподавания учебно-методического комплекта.
Ниже приведена примерная тематика заданий по каждому из разделов, которые могут выполняться с оборудованием комплекта.
МЕХАНИКА
Прямые и косвенные измерения физических величин.
— время движения, период колебания, мгновенную скорость, ускорение, равнодействующую силу на основе второго закона, ускорение свободного падения;
— силы трения, упругости, тяжести;
— коэффициент трения, жесткость пружины.
Сравнение рассчитанных числовых значений физических величин с результатами их измерений.
— сравнение результатов предварительного расчета и измерения силы;
— расчет времени прохождения кареткой определенной точки направляющей и проверка этого расчета на опыте;
— расчет ускорения скольжения каретки по направляющей.
Наблюдение и объяснение явлений.
— независимость времени движения каретки по направляющей от ее
массы;
— независимость тормозного пути от массы тела;
— плавание тел.
Проверка статуса предложенных гипотез.
— период колебания груза на нити увеличивается при увеличении амплитуды;
— конечная скорость тела при равноускоренном движении из состояния покоя прямо пропорциональна пройденному пути;
— при увеличении угла наклона плоскости к горизонту в n раз сила, необходимая для равномерного подъема по ней каретки, увеличивается в n раз.
Проведение исследования по проверке зависимостей между физическими величинами. Построение графика эмпирической зависимости одной физической величины от другой:
— модуля силы упругости от деформации пружины или резинового образца;
— пути и скорости при равноускоренном движении от времени;
— модуля силы трения скольжения от силы давления;
— периода колебания груза, подвешенного к нити, от длины и амплитуды;
— периода колебания груза, подвешенного к пружине, от массы и жесткости.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Прямые и косвенные измерения физических величин.
— плотность, давление, температуру газа;
— абсолютную и относительную влажности;
— массу воздуха и водяных паров в помещении;
— упругие параметры резины и ее модули удлинения;
— работу газа при изотермическом сжатии.
Сравнение рассчитанных числовых значений физических величин с результатами их измерений.
— расчет длины столбика воды, вошедшей в трубку при опускании ее в воду, и проверка расчетов на опыте;
— расчет показаний манометра при уменьшении объема газа в n раз и проверка результатов на опыте;
— оценка атмосферного давления и сравнение расчетов с показаниями барометра.
Наблюдение и объяснение явлений.
— упругое последействие в резиновом образце;
— сравнение изменения давления при изотермическом и адиабатическом сжатиях воздухом;
— понижение температуры при испарении жидкости.
Проверка статуса предложенных гипотез.
— изменение давления газа обратно пропорционально изменению его объема;
— длина столбика воды, вошедшей в трубку, прямо пропорциональна глубине погружения ее открытого конца в трубку.
Проведение исследования по проверке зависимостей между физическими величинами. Построение графика эмпирической зависимости одной физической величины от другой.
— зависимости давления газа от его объема;
— зависимости механического напряжения от абсолютной и относительной деформаций;
— зависимости потенциальной энергии деформированного вещества от абсолютной и относительной деформаций.
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Прямые и косвенные измерения физических величин.
— напряжение, силу тока, ЭДС;
— сопротивление, удельное сопротивление, мощность тока;
— внутреннее сопротивление источника тока.
Сравнение рассчитанных числовых значений физических величин с результатами их измерений.
— расчет эквивалентного сопротивления смешанного соединения резисторов и сравнение расчета с результатами измерения;
— сравнение прямого и косвенного измерений ЭДС источника тока;
— расчет напряжения между заданными точками электрической цепи постоянного тока, состоящей из резисторов и конденсаторов, и проверка расчетов на опыте.
Наблюдение и объяснение явлений.
— электромагнитной индукции;
— взаимодействия постоянных магнитов;
— существование магнитного поля вокруг проводника с током.
Проверка статуса предложенных гипотез.
— сила тока, проходящего через лампочку, прямо пропорциональна напряжению на ней;
— напряжение на полюсах источника тока линейно убывает при увеличении тока в цепи.
Построение графика эмпирической зависимости одной физической величины от другой. Проведение исследования по проверке зависимостей между физическими величинами.
— напряжения на полюсах источника тока от силы тока во внешней цепи;
— силы тока, проходящего через лампочку, от напряжения на ней;
— КПД источника тока от силы тока.
ОПТИКА
Прямые и косвенные измерения физических величин.
— фокусное расстояние и оптическую силу линзы;
— показатель преломления стекла;
— длину световой волны.
Сравнение рассчитанных числовых значений физических величин с результатами их измерений.
— расчет фокусного расстояния двух плотно сложенных линз и сравнение с результатами опытов;
— опытная проверка расчетов расстояния от линзы до изображения при заданном расстоянии от линзы до предмета;
— опытная проверка расчета угла преломления при заданном угле падения.
Наблюдение и объяснение явлений.
— отражение света;
— преломление света;
— дифракции света.
Проверка статуса предложенных гипотез.
— расстояние от изображения до заднего фокуса линзы обратно пропорционально расстоянию от предмета до переднего фокуса;
— угол преломления прямо пропорционален углу падения;
— расстояние от линзы до изображения обратно пропорционально расстоянию от линзы до предмета.
Проведение исследования по проверке зависимостей между физическими величинами. Построение графика эмпирической зависимости одной физической величины от другой.
— зависимость увеличения, даваемого линзой, от расстояния предмета до нее;
— построение графика зависимости угла преломления от угла падения;
— зависимость смещения светового пучка в плоско-параллельной пластине от угла падения.
