Элективный курс для подготовки учащихся к ЕГЭ

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Москвы «Центр образования № 1602»

СОГЛАСОВАНО

Методист по допобразованию

________________А.В.Федотова

УТВЕРЖДАЮ Директор ГБОУ ЦО № 1602 ________________ А.В. Филатов Приказ №_____от _________20___

Программа

дополнительного образования

«Готовимся к ЕГЭ по физике»

Возраст обучающихся: 13-17 лет

Срок реализации: 1 год

Автор-составитель:

Шарифов И.Ш.,

педагог дополнительного образования

Москва

2016

Введение

Одна из проблем профильного обучения старших классов большинства общеобразовательных школ во многих случаях — недостаточное число учащихся для комплектования профильных классов. Поэтому удовлетворить запросы учащихся, собирающихся продолжить обучение в вузах и нуждающихся в изучении физики на профильном уровне, можно с помощью элективных курсов, дополняющих базовый уровень. Одним из таких курсов может быть «Готовимся к ЕГЭ по физике», где уровень обучения повышается не столько за счет расширения теоретической части курса физики, сколько за счет углубления практической — решения разнообразных физических задач.

Предлагается программа элективного курса, рассчитанная на учащихся Х-XI классов, календарно-тематическое планирование этого курса, а также тексты работ для текущего и итогового контроля, которые могут одновременно служить репетиционными работами для подготовки к ЕГЭ. В конце изучения курса проводится тестирование.

Программа элективного курса «Готовимся к ЕГЭ по физике»

Цель элективного курса

• обеспечить дополнительную поддержку учащихся классов универсального обучения для сдачи ЕГЭ по физике (эта часть программы напечатана прямым шрифтом и предусматривает решение задач главным образом базового и отчасти повышенного уровня);

• развить содержание курса физики для изучения на профильном уровне

Методические особенности изучения курса

Курс опирается на знания, полученные при изучении курса физики на базовом уровне. Основное средство и цель его освоения - решение задач. Лекции предназначены не для сообщения новых знаний, а для повторения теоретических основ, необходимых для выполнения практических заданий, поэтому носят обзорный характер при минимальном объеме математических выкладок. Теоретический материал удобнее обобщить в виде таблиц, форму которых может предложить учитель, а заполнить их должен ученик самостоятельно. Ввиду предельно ограниченного времени, отводимого на прохождение курса, его эффективность будет определяться именно самостоятельной работой ученика.

В процессе обучения важно фиксировать внимание обучаемых на выборе и разграничении физической и математической модели рассматриваемого явления, отработать стандартные алгоритмы решения физических задач в стандартных ситуациях и в измененных или новых ситуациях (для желающих изучить предмет и сдать экзамен на профильном уровне). При решении задач рекомендуется широко использовать аналогии, графические методы, физический эксперимент. Экспериментальные задачи включают в соответствующие разделы. При отсутствии в школе необходимой технической поддержки эксперимента рекомендуется использовать электронные пособия.

Изучение курса можно начинать как в X, так и в XI классе. Ниже приведены соответствующие учебные планы и методические рекомендации.

В случае XI класс предусматривается 34 ч, которые обеспечивают приобретение навыков решения задач для успешной сдачи ЕГЭ.

Распределение часов для изучения различных разделов программы не является жестко детерминированным. Оно может варьироваться в зависимости от подготовленности и запросов учащихся.

Содержание программы

XI класс

(34 ч, 1 ч в неделю)

1. Эксперимент—1ч(1ч)

Основы теории погрешностей. Погрешности прямых и косвенных измерений. Представление результатов измерений в форме таблиц и графиков.

2. Механика—7 ч (11 ч)

Кинематика поступательного и вращательного движения. Уравнения движения. Графики основных кинематических параметров.

Динамика. Законы Ньютона. Силы в механике: силы тяжести, упругости, трения, гравитационного притяжения. Законы Кеплера.

Статика. Момент силы. Условия равновесия тел. Гидростатика.

Движение тел со связями - приложение законов Ньютона.

Законы сохранения импульса и энергии и их совместное применение в механике. Уравнение Бернулли - приложение закона сохранения энергии в гидро- и аэродинамике.

3. Молекулярная физика и термодинамика – 7ч(12 ч)

Статистический и динамический подход к изучению тепловых процессов. Основное уравнение MKT газов.

Уравнение состояния идеального газа. Следствие из основного уравнения MKT. Изопроцессы. Определение экстремальных параметров в процессах, не являющихся изопроцессами.

Газовые смеси. Полупроницаемые перегородки.

Первый закон термодинамики и его применение для различных процессов изменения состояния системы. Термодинамика изменения агрегатных состояний веществ. Насыщенный пар.

Второй закон термодинамики. Расчет КПД тепловых двигателей, круговых процессов и цикла Карно.

Поверхностный слой жидкости, поверхностная энергия и натяжение. Смачивание, Капиллярные явления. Давление Лапласа.

4. Электродинамика – 8ч (16 ч)

Электростатика. Напряженность и потенциал электростатического поля точечного и распределенных зарядов. Графики напряженности и потенциала. Принцип суперпозиции электрических полей. Энергия взаимодействия зарядов.

Конденсаторы. Энергия электрического поля. Параллельное и последовательное соединения конденсаторов. Перезарядка конденсаторов. Движение зарядов в электрическом поле.

Постоянный ток. Закон Ома для однородного участка и полной цепи. Расчет разветвленных электрических цепей. Правила Кирхгофа. шунты и добавочные сопротивления. Нелинейные элементы в цепях постоянного тока.

Магнитное поле. Принцип суперпозиции магнитных полей. Силы Ампера и Лоренца. Суперпозиция электрического и магнитного полей.

Электромагнитная индукция. Применение закона электромагнитной индукции в задачах о движении металлических перемычек в магнитном поле. Самоиндукция. Энергия магнитного поля.

5. Колебания и волны - 4 ч (10 ч)

Механические гармонические колебания. Простейшие колебательные системы. Кинематика и динамика механических колебаний, превращения энергии. Резонанс.

Электромагнитные гармонические колебания. Колебательный контур, превращения энергии в колебательном контуре. Аналогия электромагнитных и механических колебаний.

Переменный ток. Резонанс напряжений и токов в цепях переменного тока. Векторные диаграммы.

Механические и электромагнитные волны. Эффект Доплера.

6. Оптика - 4 ч (11 ч)

Геометрическая оптика. Закон отражения и преломления света. Построение изображений неподвижных и движущихся предметов в тонких линзах, плоских и сферических зеркалах. Оптические системы. Прохождение света сквозь призму.

Волновая оптика. Интерференция света, условия интерференционного максимума и минимума. Расчет интерференционной картины (опыт Юнга, зеркало Ллойда, зеркала, бипризма Френеля, кольца Ньютона, тонкие пленки, просветление оптики). Дифракция света. Дифракционная решетка. Дисперсия света.

7. Квантовая физика - 2 ч (6 ч)

Фотон. Давление света. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Применение постулатов Бора для расчета линейчатых спектров излучения и поглощения энергии водородоподобными атомами. Волны де Бройля для классической и релятивистской частиц.

Атомное ядро. Закон радиоактивного распада. Применение законов сохранения заряда, массового числа, импульса и энергии в задачах о ядерных превращениях.

Итоговое тестирование — 1ч

Распределение времени между лекционными и практическими занятиями приведено в таблице.

Тематическое и поурочное планирование учебного материала при прохождении курса в течение одного учебного года

X класс (34 ч, 1 ч в неделю).

Поурочное планирование с методическими рекомендациями при прохождении курса в течение одного учебного года

XI класс, базовый уровень 34 ч, 1 ч в неделю

1.Эксперимент (1ч) Урок1/1

Лекция 1 «Эксперимент»

Основной материал. Основы теории, погрешностей. Погрешности прямых измерений. Представление результатов измерений в форме таблиц и графиков.

Методические рекомендации. На уроке кратко поясняют понятия абсолютной и относительной погрешностей, погрешностей прямых измерений (на примерах измерения различных физических величин соответствующими приборами); вводят понятие среднего значения физической величины при прямых измерениях; приводят примеры представления результатов различных физических величин в форме таблиц и графиков. Акцент следует сделать на практическом применении основ теории погрешностей: сравнение результатов измерений и значимые и незначимые различия, учет погрешностей измерений при построении графиков. При практической оценке погрешности непосредственного измерения достаточно довольствоваться максимальной погрешностью отсчета по шкале, равной ± 1 цене деления прибора (в том числе и для электроизмерительных приборов). Необходимо привести примеры записи результата измерения с указанием абсолютной погрешности, обратив внимание на число значащих цифр в значении измеренной величины и в погрешности.

Экспериментальные задачи по различным разделам (фотографии, таблицы, схемы) в дальнейшем рассматривают на практических занятиях.

2. Механика (7ч) Урок 2/1

Лекция 2 «Кинематика. Динамика»

Основной материал. Кинематика поступательного и вращательного движения. Уравнения движения. Графики основных кинематических величии. Динамика. Законы Ньютона. Силы в механике.

Методические рекомендации. Вопросы следует рассматривать кратко (в обзорном плане), сопровождая пояснения практическими примерами. Особое внимание следует уделить выталкивающей силе - вопросу, изученному в основной школе и требующему повторения.

Урок 3 /2

Лекция 3 «Статика. Законы сохранения»

Основной материал. Статика. Момент силы. Условия равновесия тел. Гидростатика. Законы сохранения импульса и энергии

Методические рекомендации. Следует обратить внимание на понятие момента силы и вопрос о равновесии тела с закрепленной осью вращения. При рассмотрении закона сохранения импульса необходимо обратить внимание учеников на понятие замкнутой системы и на правильность записи закона сохранения импульса в проекциях на выбранные оси.

Урок 4/3

Практическое занятие 1 «Кинематика»

Методические рекомендации. Решить задачи по кинематике поступательного вращательного движения, в том числе задания в форме графиков и таблиц. Обратить внимание учащихся важность использования при решении задач «первых принципов» — основных законов и определений физических величин. Особенно удобно это сделать при вычислении средней скорости движения в случаях, когда либо пройденный путь, либо время движения разбивается на несколько частей, продемонстрировав типичную ошибку – нахождение средней скорости как среднего арифметического скоростей на различных отрезках пути или времени.

Урок5/4

Практическое занятие 2 «Динамика»

Методические рекомендации. Основное внимание следует уделить правильной записи второго закона Ньютона в проекциях на выбранные координатные оси. Необходимо также рассмотреть задачи в графическом и табличном представлении.

Урок 6/5

Практическое занятие 3 «Статика»

Методические рекомендации. Следует уделить внимание правильному применению уравнений, описывающих условия равновесия тел с закрепленной осью вращения. Обратить внимание на произвольность выбора оси вращения в задачах по статике. Рассмотреть задачи о сообщающихся сосудах и действии архимедовой силы.

Урок 7/6

Практическое занятие 4 «Законы сохранения»

Методические рекомендации. Необходимо рассмотреть задачи на соударение (упругое и неупругое) тел, на разрыв тела на части, реактивное движение; взаимные превращения механической энергии (закон сохранения энергии). Подчеркнуть, что идеально упругие и идеально неупругие взаимодействия - всего лишь модели реальных взаимодействий, рассмотреть образец решения задачи о частично неупругом взаимодействии. При решении задач на применение закона сохранения механической энергии обратить внимание произвольность выбора начала отсчета потенциальной энергии тела в поле тяготения. Показать, что многих случаях использование закона сохранения энергии приводит к ответу быстрее и проще, чем использование второго закона Ньютона и формул кинематики.

Урок 8/7

Практическое занятие 5 «Движение тел со связями» (0,5 ч)

Методические рекомендации. Рассмотреть движение тел со связями, как приложение законов Ньютона. Обратить внимание учащихся на необходимость отыскания пар взаимодействующих тел и, соответственно, включение в уравнение движения только приложенных к телу реально существующих сил (ни в коем случае не их составляющих типа «скатывающей силы» или силы нормального давления, приложенной не к телу, а к опоре).

На второй половине урока: проводят контрольную работу № 1 «Механика».

3. Молекулярная физика (7 ч) Урок 9/1

Лекция 4 «Основы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы»

Основной материал. Основное уравнение MKT газов. Средняя кинетическая. энергия поступательного движения молекул газа. Средняя квадратичная скорость. Уравнение состояния идеального газа - следствие из основного уравнения MKT. Изопроцессы. Газовые законы. Закон Дальтона.

Методические рекомендации. Необходимо обратить внимание на статистический характер основного уравнения MKT, на механизм давления газа; указать на применимость модели идеального газа в любых случаях, когда рассматривается система невзаимодействующих частиц свободных электронов, фотонов и т.п. Уравнение состояния идеального газа рассмотреть как следствие основного уравнения MKT. Целесообразно этот вопрос рассмотреть в виде задачи на практическом занятии. Подробнее следует уделить внимание применению уравнения состояния идеального газа к газовым смесям.

Урок 10/2

Лекция 5 «Первый и второй законы термодинамики»

Основной материал. Первый закон термодинамики и его применение для различных процессов изменения состояния идеального газа. Термодинамика изменения агрегатных состояний веществ. Насыщенный пар. Второй закон термодинамики, расчет КПД тепловых двигателей цикла Карно.

Методические рекомендации. Вопрос, требующий особого внимания - принципиальное отличие внутренней энергии от теплоты. Необходимо подчеркнуть, что внутренняя энергия функция состояния системы, а теплота и работа – способы изменения внутренней энергии, значение которых зависит не только от начального и конечного стояний системы, но и от пути перехода системы из одного состояния в другое.

В теме «Насыщенный пар» особое внимание уделить различию между насыщенным в ненасыщенным паром, различию между паром и газом, понятиям относительной и абсолютной влажности.

Урок 11/3

Практическое занятие 6 «Основное уравнение МКТ»

Методические рекомендации. Решение задач по материалу, изложенному в лекции 4.

Урок 12/4

Практическое занятие 7 «Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы»

Методические рекомендации. Решение задач по материалу, изложенному в лекции 4.

Урок 13/5

Практическое занятие.8 «Первый закон термодинамики»

Методические рекомендации. Решение задач по теме «Первый закон термодинамики и его применение для различных процессов изменения состояния системы». При нахождении работы газа; в процессах, представленных графиками, обратить внимание учеников на то, что работа может быть найдена как площадь под графиком только в том случае, когда он построен в координатах (p,V). . При решении задач по теме «Термодинамика. Изменения агрегатного состояния вещества» использовать уравнение теплового баланса. Рассмотреть графически задачи об изменении агрегатного состояния вещества.

Урок 14/6

Практическое занятие 9 «Тепловые двигатели»

Методические рекомендации. Решение задач на расчёт КПД тепловых двигателей, в том числе работающих по циклу Карно (идеальный тепловой двигатель). Обратить внимание на невозможность нахождения КПД реальной тепловой машины по максимальной и минимальной температурам рабочего тела.

Урок 15/7

Практическое занятие 10 «Насыщенный пар» (0,5 ч)

Методические рекомендации. Решение задач на расчет относительной и абсолютной влажности. Использовать в задачах зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Во второй половине урока проводят контрольную работу № 2 «Молекулярная физика».

4. Электродинамика (8 ч)

Урок 16/1

Лекция 6 «Электростатика. Конденсаторы»

Основной материал. Напряженность и потенциал электростатического поля точечного заряда. Графики напряженности и потенциала. Принцип суперпозиции электрических полей. Энергия взаимодействия зарядов. Конденсаторы. Энергия электрического поля. Закон сохранения энергии при движении зарядов в электрическом поле.

Методические рекомендации. Обратить внимание на физический смысл потенциала - потенциальной энергии единичного заряда в данной точке поля, на расчет энергии взаимодействия зарядов и её изменения. Работу перемещения заряда в электрическом поле рассмотреть на примере однородного поля конденсатора.

Перезарядку конденсаторов объясняют в этой теме как результат перемещения заряда в электрических цепях, не содержащих источников ЭДС, под действием кулоновских сил как внутренних сил системы.

Урок 17/2

Лекция 7 «Постоянный ток»

Основной материал. Закон Ома для однородного участка и полной цепи Расчет разветвленных электрических цепей. Работа мощность тока.

Методические рекомендации. Следует рассмотреть параллельное и последовательное соединения проводников, обратив внимание на расчет работы и мощности тока на участках разветвлённой цепи.

Урок 18/3

Практическое занятие 11 «Электростатика»

Методические рекомендации. Решение задач по теме «Электростатика», в том числе графических, для напряженности и потенциала. Обратить внимание: в отличие от напряженности потенциал внутри заряженной сферы не равен нулю! Решить задачи о суперпозиции электрических полей.

Урок 19/4

Практическое занятие 12 «Конденсаторы»

Методические рекомендации. Решение задач на определение энергии электрического поля конденсатора и движение зарядов в электрическом поле плоского конденсатора.

Урок 20/5

Практическое занятие 13 «Постоянный ток»

Методические рекомендации. Решение задач по теме лекции 7 «Постоянный ток». Обратить внимание на построение эквивалентных схем, используя точки равного потенциала. Пояснить принцип использования точек равного потенциала примером.

Урок 21/6

Лекция 8 «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

Основной материал. Магнитное поле. Принцип суперпозиции магнитных полей. Силы Ампера и Лоренца. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Энергия магнитно поля.

Урок 22/7

Практическое занятие 14 «Магнитное поле»

Методические рекомендации. Принцип суперпозиции магнитных полей - решение качественных задач с применением правила правой руки или правого винта. Решение задач на силу Ампера и Лоренца - обязательно с рисунком (демонстрация правила левой руки).

Урок 23/8

Практическое занятие 15 «Электромагнитная индукция» (0,5ч)

Методические рекомендации. Решение задач по теме с обязательным использованием графических, табличных и экспериментальных заданий. Важно предупредить распространенную ошибку учащихся: возникновение ЭДС индукции – следствие изменения магнитного потока, а не его существования.

Во второй половине урока проводится контрольная работа №3 «Электродинамика».

4. Колебания и волны (4 ч)

Урок 24/1

Лекция 9 «Колебания и волны»

Основной материал. Механические гармонические колебания. Простейшие колебательные системы. Кинематика и динамика механических колебаний, превращения энергии. Резонанс. Электромагнитные гармонические колебания. Колебательный контур, превращения энергии в колебательном контуре. Аналогия электромагнитных и механических колебаний. Переменный ток. Механические и электромагнитные волны.

Методические рекомендации. В кратком изложении рассматривают кинематические и динамические характеристики малых (гармонических) механических колебаний (координату, скорость, ускорение, возвращающую силу, энергию н т.д.), движение математического и пружинного маятников. Электромагнитные колебания в колебательном контуре и электромагнитные волны рассматривают по аналогии с механическими.

Урок 25/2

Практическое занятие 16 «Механические колебания и волны»

Методические рекомендации. Рассмотреть задачи на колебания математического и пружинного маятников (период, частота, превращение энергии). Кинематика механических колебаний – определение параметров колебаний по графикам, таблицам, нахождение скорости и ускорения гармонических колебаний по уравнению зависимости смещения от времени. Динамика механических колебаний - определение возвращающей силы по второму закону Ньютона.

Урок 26/3

Практическое занятие 17. «Электромагнитные колебания и волны»

Методические рекомендации. Рассмотреть задачи об электромагнитных колебаниях в идеальном колебательном контуре и волнах с определением периода, частоты, энергии и т.д.

Урок 27/4

Практическое занятие 18. «Переменный ток» (0,5 ч)

Методические рекомендации. Решение задач на применение закона Ома в цепях переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями.

Во второй половине урока проводят контрольную работу № 4 «Колебания и волны».

4. Оптика (4 ч)

Урок 28/1

Лекция 10 «Геометрическая и волновая оптика»*

Основной материал. Геометрическая оптика. Законы отражения и преломления света. Построение изображений неподвижных предметов в тонких линзах, плоских зеркалах. Волновая оптика. Интерференция света, условия интерференционного максимума и минимума. Дифракция света. Дифракционная решетка. Дисперсия света.

Методические рекомендации. Рекомендуется рассмотреть явление полного внутреннего отражения. Кратко изложить материал с рисунками на построение изображений, проанализировать простейшие случаи интерференции света от когерентных источников, дифракцию света в дифракционной решетке.

Урок 29/2

Практическое занятие 19. «Законы отражения и преломления света»

Методические рекомендации. Решение задач на применение законов отражения преломления света, в том числе на явление полного внутреннего отражения. Рисунки при решении всех задач по геометрической оптике обязательны. Опыт показывает, что навыки в решении геометрических задач у учащихся недостаточны, чем и объясняются трудности при решении задач по геометрической оптике, этому обязательно подробное обоснование всех математических шагов в решении таких задач.

Урок 30/3

Практическое занятие 20. «Построение изображений в плоских зеркалах и линзах»

Методические рекомендации. Решение задач на построение изображений неподвижных предметов в плоских зеркалах (в том числе двойных) и тонких собирающих и рассеивающих линзах (с применением формулы тонкой линзы).

Урок 31/4

Практическое занятие 21 «Волновая оптика» (0,5 ч)

Методические рекомендации. Решение задач на простейшие случаи интерференции и дифракции света в дифракционной решетке.

Во второй половине урока проводят контрольную работу № 5 «Оптика».

4. Квантовая физика (2 ч)

Урок 32/1

Лекция 11. «Квантовая физика»

Основной материал. Фотон. Давление света. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение постулатов Бора для расчета линейчатых спектров излучения и поглощения энергии водородоподобными атомами. Атомное ядро.

Методические рекомендации. При рассмотрении фотоэффекта показать график зависимости запирающего напряжения (максимальной кинетической энергии фотоэлектронов) от частоты падающего света и указать, какие физические величины могут быть определены из этого графика.

Применение постулатов Бора показать на конкретном примере линейчатого спектра водородоподобного атома (атома с одним валентным электроном).

Урок 33/2

Практическое занятие 22 «Квантовая физика»

Методические рекомендации. Решение задач по фотоэффекту с применением уравнения Эйнштейна, применению постулатов Бора, закона радиоактивного распада, ядерным превращениям (α- и β-распады, ядерные реакции и термоядерные реакции с применением законов заряда и массового числа).

Урок 34

Итоговое тестирование

Литература

Терновая, Л.Н. Физика. Подготовка к ЕГЭ Элективный курс. /Л.Н. Терновая, Е.Н. Бурцева, В.А. Пивень; под ред. В.А. Касьянова. — М.: Издательство «Экзамен», 2007. — 128 с. (Серия «Элективный курс»)