ПРОГРАМА
вступного екзамену з предмету «Фізика»
для здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр»
Особливістю фізики як навчального предмета є його спрямованість на застосування знань, вмінь та навичок у сучасному житті. Результатом вивчення шкільного курсу фізики має бути не тільки сума знань з предмета, а й достатньо сформований рівень компетентності учня за умов сучасного світу техніки і інформаційних технологій. Тому складовими навчальних досягнень учнів є не лише рівні володіння навчальною інформацією та її відтворення, але і вміння та навички знаходити потрібну інформацію, аналізувати її та застосовувати у стандартних і нестандартних ситуаціях у межах програмних вимог до результатів навчання.
Виходячи з цього, на вступних іспитах до вищих навчальних закладів оцінюванню підлягають такі вміння:
- встановлювати зв'язок між явищами навколишнього світу на основі знання законів фізики та фундаментальних фізичних експериментів;
- застосовувати основні закони, правила, поняття та принципи, що вивчаються в курсі фізики середньої загальноосвітньої школи;
- вивчати загальні риси і суттєві відмінності змісту фізичних явищ та процесів, межі застосування фізичних законів;
- використовувати теоретичні знання для розв'язування задач різного типу (якісних, розрахункових, графічних, експериментальних, комбінованих тощо);
- складати план практичних дій щодо виконання експерименту, користуватися вимірювальними приладами, обладнанням, обробляти результати дослідження, робити висновки щодо отриманих результатів;
- пояснювати принцип дії простих пристроїв, механізмів і вимірювальних приладів з фізичної точки зору;
- аналізувати графіки залежностей між фізичними величинами, робити висновки;
- правильно визначати та використовувати одиниці фізичних величин.
1. Механіка
1.1. Основи кінематики
Механічний рух. Система відліку. Відносність руху. Матеріальна точка. Траєкторія. Шлях і переміщення. Швидкість. Додавання швидкостей.
Нерівномірний рух. Середня і миттєва швидкість. Рівномірний і рівноприскорений рухи. Прискорення. Графіки залежності кінематичних величин від часу при рівномірному і рівноприскореному рухах.
Рівномірний рух по колу. Період і частота. Лінійна і кутова швидкості. Доцентрове прискорення.
1.2. Основи динаміки
Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку. Принцип відносності Галілея.
Взаємодія тіл. Маса. Сила. Додавання сил. Другий закон Ньютона. Третій закон Ньютона.
Гравітаційні сили. Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Рух тіла під дією сили тяжіння.
Вага тіла. Невагомість. Рух штучних супутників. Перша космічна швидкість.
Сила пружності. Закон Гука.
Сила тертя. Коефіцієнт тертя.
Момент сили. Умови рівноваги тіла. Види рівноваги.
1.3. Закони збереження в механіці
Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух.
Механічна робота. Кінетична та потенціальна енергія. Закон збереження енергії в механічних процесах. Потужність. Коефіцієнт корисної дії. Прості механізми.
1.4. Елементи механіки рідин та газів
Тиск. Закон Паскаля для рідин та газів. Атмосферний тиск. Тиск нерухомої рідини на дно і стінки посудини. Архімедова сила. Умови плавання тіл.
2. Молекулярна фізика і термодинаміка
2.1. Основи молекулярно-кінетичної теорії
Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та їх дослідне обґрунтування. Маса і розмір молекул. Стала Авогадро. Середня квадратична швидкість теплового руху молекул. Дослід Штерна.
Ідеальний газ. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу. Температура та її вимірювання. Шкала абсолютних температур.
Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси в газах.
2.2. Основи термодинаміки
Тепловий рух. Внутрішня енергія та способи її зміни. Кількість теплоти. Питома теплоємність речовини. Робота в термодинаміці. Закон збереження енергії в теплових процесах (перший закон термодинаміки). Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів. Адіабатний процес.
Необоротність теплових процесів. Принцип дії теплових двигунів. Коефіцієнт корисної дії теплового двигуна і його максимальне значення.
2.3. Властивості газів, рідин і твердих тіл
Пароутворення (випаровування та кипіння). Конденсація. Питома теплота пароутворення. Насичена і ненасичена пара, їхні властивості. Відносна вологість повітря та її вимірювання.
Плавлення і тверднення тіл. Питома теплота плавлення. Теплота згоряння палива. Рівняння теплового балансу для найпростіших теплових процесів.
Поверхневий натяг рідин. Сила поверхневого натягу. Змочування. Капілярні явища.
Кристалічні та аморфні тіла. Механічні властивості твердих тіл. Види деформацій. Модуль Юнга.
3. Електродинаміка
3.1. Основи електростатики
Електричний заряд. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Принцип суперпозиції полів.
Провідники та діелектрики в електростатичному полі. Діелектрична проникність речовин.
Робота електричного поля при переміщенні заряду. Потенціал і різниця потенціалів. Напруга. Зв'язок між напругою і напруженістю однорідного електричного поля.
Електроємність. Конденсатори. Електроємність плоского конденсатора. З'єднання конденсаторів.
Енергія електричного поля.
3.2. Закони постійного струму
Електричний струм. Умови існування електричного струму. Сила струму. Закон Ома для ділянки кола. Опір провідників. Послідовне та паралельне з'єднання провідників. Електрорушійна сила. Закон Ома для повного кола. Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца.
3.3. Електричний струм у різних середовищах
Електричний струм в металах. Електронна провідність металів. Залежність опору металів від температури. Надпровідність.
Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів. Закони електролізу. Застосування електролізу.
Електричний струм у газах. Несамостійний і самостійний розряди. Поняття про плазму.
Електричний струм у вакуумі. Термоелектронна емісія. Діод. Електронно-променева трубка.
Електричний струм у напівпровідниках. Власна та домішкова електропровідність напівпровідників. Залежність опору напівпровідників від температури. Електронно-дірковий перехід. Напівпровідниковий діод. Транзистор.
3.4. Магнітне поле, електромагнітна індукція
Взаємодія струмів. Магнітне поле. Магнітна індукція. Закон Ампера. Сила Лоренца.
Магнітні властивості речовин. Магнітна проникність. Феромагнетики.
Магнітний потік. Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца. Явище самоіндукції. Індуктивність. Енергія магнітного поля.
4. Коливання і хвилі. Оптика
4.1. Механічні коливання і хвилі
Коливальний рух. Вільні механічні коливання. Гармонічні коливання. Зміщення, амплітуда, період, частота і фаза гармонічних коливань. Коливання вантажу на пружині. Математичний маятник, період коливань математичного маятника. Перетворення енергії при гармонічних коливаннях. Вимушені механічні коливання. Явище резонансу. Поширення коливань у пружних середовищах. Поперечні та поздовжні хвилі. Довжина хвилі. Зв'язок між довжиною хвилі, швидкістю її поширення та періодом (частотою).
Звукові хвилі. Швидкість звуку. Гучність звуку та висота тону. Інфра - та ультразвуки.
4.2. Електромагнітні коливання і хвилі
Вільні електромагнітні коливання в коливальному контурі. Перетворення енергії в коливальному контурі. Власна частота і період електромагнітних коливань.
Вимушені електричні коливання. Змінний електричний струм. Генератор змінного струму. Електричний резонанс.
Трансформатор. Передача електроенергії на великі відстані.
Електромагнітне поле. Електромагнітні хвилі та швидкість їх поширення. Шкала електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітного випромінювання різних діапазонів.
4.3. Оптика
Прямолінійність поширення світла в однорідному середовищі. Швидкість світла та її вимірювання.
Закони відбивання світла. Побудова зображень, які дає плоске дзеркало.
Закони заломлення світла. Абсолютний і відносний показники заломлення. Повне відбивання.
Лінза. Оптична сила лінзи. Формула тонкої лінзи. Побудова зображень, які дає тонка лінза.
Інтерференція світла та її практичне застосування.
Дифракція світла. Дифракційні ґратки та їх використання для визначення довжини світлової хвилі.
Дисперсія світла. Неперервний і лінійчастий спектри. Спектральний аналіз.
Поляризація світла.
5. Квантова фізика. Елементи теорії відносності
5.1. Елементи теорії відносності
Принципи (постулати) теорії відносності Ейнштейна. Релятивістський закон додавання швидкостей. Зв'язок між масою та енергією.
5.2. Світлові кванти
Гіпотеза Планка. Стала Планка. Кванти світла (фотони). Фотоефект та його закони. Рівняння Ейнштейна для фотоефекту. Застосування фотоефекту в техніці. Тиск світла. Дослід Лебедєва.
5.3. Атом та атомне ядро
Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома. Квантові постулати Бора. Випромінювання та поглинання світла атомом. Утворення лінійчастого спектра. Лазер.
Радіоактивність. Альфа-, бета-, гамма-випромінювання. Методи реєстрації іонізуючого випромінювання.
Склад ядра атома. Ізотопи. Енергія зв'язку атомних ядер. Ядерні реакції. Поділ ядер урану. Ядерний реактор. Термоядерна реакція.
ПЕЛЕЛІК ПИТАНЬ ДЛЯ ВСТУПНОГО ЕКЗАМЕНУ
1. МЕХАНІКА
1.1. Механічний рух. Система відліку. Відносність руху. Матеріальна точка. Траєкторія. Шлях і переміщення. Швидкість. Додавання швидкостей.
1.2. Рівномірний і нерівномірний рухи. Середня і миттєва швидкості. Рівноприскорений рух. Прискорення. Графіки залежності кінематичних величин від часу при рівномірному і рівноприскореному рухах.
1.3. Рівномірний рух тіла по колу. Період і частота. Лінійна і кутова швидкості. Доцентрове прискорення.
1.4. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку. Принцип відносності Галілея.
1.5. Взаємодія тіл. Маса. Сила. Додавання сил. Другий закон Ньютона. Третій закон Ньютона.
1.6. Закон всесвітнього тяжіння. Гравітаційні сили. Гравітаційна стала. Сила тяжіння. Рух тіла під дією сили тяжіння.
1.7. Вага тіла. Невагомість. Рух штучних супутників. Перша космічна швидкість.
1.8. Деформація тіл, її види. Сила пружності, її природа. Закон Гука. Модуль Юнга.
1.9. Сила тертя, її природа. Види тертя. Коефіцієнт тертя спокою.
1.10. Момент сили. Умови рівноваги тіла. Види рівноваги.
1.11. Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух.
1.12. Механічна робота, її одиниці. Енергія. Кінетична та потенціальна енергія. Закон збереження енергії в механічних процесах.
1.13. Потужність, одиниці потужності. Коефіцієнт корисної дії. Прості механізми.
1.14. Тиск. Закон Паскаля для рідин та газів. Тиск нерухомої рідини на дно і стінки посудини. Атмосферний тиск.
1.15. Закон сполучених посудин. Гідравлічний прес. Архімедова сила. Умови плавання тіл.
2. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА
2.1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та їх дослідне обґрунтування. Атом, молекула. Маса і розмір молекул. Стала Авогадро.
2.2. Ідеальний газ. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу. Температура та її вимірювання. Шкала абсолютних температур. Середня квадратична швидкість теплового руху молекул.
2.3. Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси в газах. Закон Бойля-Маріотта, Гей-Люссака, Шарля.
2.4. Тепловий рух. Внутрішня енергія та способи її зміни. Кількість теплоти. Питома теплоємність речовини.
2.5. Робота в термодинаміці. Закон збереження енергії в теплових процесах (перший закон термодинаміки). Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів. Адіабатний процес.
2.6. Необоротність теплових процесів. Коефіцієнт корисної дії теплового двигуна.
2.7. Пароутворення і конденсація. Питома теплота пароутворення. Ненасичена і насичена пара. Відносна вологість повітря.
2.8. Плавлення і тверднення тіл. Питома теплота плавлення. Теплота згоряння палива. Рівняння теплового балансу.
2.9. Поверхневий натяг рідин. Сила поверхневого натягу. Змочування. Капілярні явища.
3. ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
3.1. Електризація тіл. Електричний заряд. Дискретність заряду та закон збереження. Взаємодія електричних зарядів. Закон Кулона.
3.2. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Однорідне поле. Принцип суперпозиції полів. Діелектрична проникність середовища.
3.3. Робота електричного поля при переміщенні заряду. Потенціал і різниця потенціалів. Напруга. Потенціал поля точкового заряду. Зв'язок між напругою і напруженістю однорідного електричного поля.
3.4. Електроємність. Конденсатори. Електроємність плоского конденсатора, кулі. Послідовне та паралельне з'єднання конденсаторів. Енергія електричного поля.
3.5. Електричний струм. Умови існування електричного струму. Сила струму. Закон Ома для ділянки кола. Опір провідників. Послідовне та паралельне з'єднання провідників.
3.6. Джерела струму. Закон Ома для повного кола. Електрорушійна сила джерела струму.
3.7. Робота і потужність електричного струму. Дії електричного струму Закон Джоуля-Ленца.
3.8. Електричний струм в металах. Залежність опору металів від температури. Питомий опір.
3.9. Електричний струм в електролітах. Електроліз. Закони Фарадея для електролізу. Застосування електролізу.
3.10. Взаємодія електричних струмів. Магнітне поле струму. Правило свердлика. Закон Ампера. Магнітна індукція. Сила Лоренца.
3.11. Магнітна проникність середовища. Діа - пара - та феромагнетики.
3.12. Магнітний потік. Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца.
3.13. Явище самоіндукції. Індуктивність. Енергія магнітного поля.
4. КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ. ОПТИКА
4.1. Коливальний рух. Гармонічні коливання. Амплітуда, період, частота та фаза гармонічних коливань.
4.2. Математичний маятник. Період та частота математичного маятника. Коливання вантажу на пружині. Перетворення енергії при коливаннях. Вимушені коливання. Явище резонансу.
4.3. Поширення коливань у пружних середовищах. Поперечні та поздовжні хвилі. Довжина хвилі. Зв'язок між довжиною хвилі, швидкістю її поширення та періодом.
4.4. Звукові хвилі. Швидкість звуку. Гучність звуку та висота тону. Інфра - та ультразвуки.
4.5. Коливальний контур. Період електромагнітних коливань в коливальному контурі. Перетворення енергії в коливальному контурі.
4.6. Вимушені електромагнітні коливання. Змінний електричний струм. Генератор змінного струму. Електричний резонанс.
4.7. Перетворення напруги змінного струму. Трансформатор. Передача енергії на великі відстані.
4.8. Електромагнітне поле. Електромагнітні хвилі та швидкість їх поширення. Шкала електромагнітних хвиль.
4.9. Закон прямолінійності поширення світла. Швидкість світла та її вимірювання.
4.10. Закони відбивання світла. Побудова зображення в плоскому дзеркалі.
4.11. Закони заломлення світла. Абсолютний та відносний показники заломлення. Повне внутрішнє відбивання. Граничний кут повного відбивання.
4.12. Інтерференція світла та її практичне застосування. Дифракція світла. Дифракційна гратка. Дисперсія світла. Поляризація світла.
5. КВАНТОВА ФІЗИКА. ЕЛЕМЕНТИ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ.
АТОМ ТА АТОМНЕ ЯДРО
5.1. Принципи теорії відносності. Релятивістський закон додавання швидкостей
5.2. Гіпотеза Планка. Стала Планка. Кванти світла. Фотоефект. Закони фотоефекту. Рівняння Ейнштейна для фотоефекту. Застосування фотоефекту.
5.3. Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома. Квантові постулати Бора. Випромінювання та поглинання світла атомом. Лазер.
5.4. Радіоактивність. Альфа-, бета - та гамма - випромінювання. Методи реєстрації іонізуючого випромінювання.
5.5. Склад ядра атома. Ізотопи. Енергія зв’язку атомних ядер. Ядерні реакції. Поділ ядер урану. Ядерний реактор. Термоядерна реакція.
КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ ЗНАНЬ ВСТУПНИКІВ
На екзамені з фізики за тестовою технологію вступник повинен виявити:
а) знання фізичних величин та одиниці їх вимірювання;
б) знання основних фізичних законів, їх математичний запис;
в) розуміння теоретичного матеріалу, формування вмінь, навичок і здатності застосовувати їх в повсякденному житті;
г) уміння розв’язувати типові задачі з різних розділів фізики;
д) уміння робити висновки, оперувати фізичними поняттями та законами при розв’язуванні задач.
Кожний варіант екзаменаційних тестів містить 30 (тридцять) задач трьох різних рівнів складності, що включають матеріали програми і підручників для середніх загальноосвітніх шкіл України та Програми зовнішнього незалежного оцінювання з фізики.
Тестові завдання I рівня призначені для перевірки знань основних фізичних величин, понять, явищ, а також уміння розв’язувати задачі на одну дію.
Завдання II рівня складності вимагають вміння застосовувати набуті знання, оперувати ними при розв’язуванні задач.
Розв’язування завдань III рівня вимагає глибокого розуміння вивченого матеріалу, логічного та нестандартного мислення, вміння вільно користуватися математичним апаратом.
Кожний абітурієнт на письмовому випробовуванні з фізики крім тестового завдання отримує бланк талону відповідей, на якому є пронумеровані запитання. Кожний абітурієнт у цьому талоні в порожній клітинці, що є навпроти номера завдання повинен вписати відповідь у вигляді букви, під якою, на думку абітурієнта, є правильна відповідь.
Радимо абітурієнтам бути уважними записуючи відповіді, щоб не помилитися клітинкою та не записати відповідь в іншу клітину. Категорично заборонено робити будь-які виправлення в заповнених клітинах талона відповідей. Відповіді у будь-якому випадку вважаються не дійсними і не зараховуються абітурієнту не залежно від їх правильності.
Не дозволено перекреслювати, писати олівцем та пізніше обводити чорнилом, двічі обводити ту саму букву чорнилом, стирати написане гумкою тощо.
Не дозволяється залишати незаповненими клітини відповідей. У такому випадку абітурієнт повинен ставити в клітині прочерк чи мінус.
Абітурієнтам не дозволяється робити позначки чи будь-які записи на полях талона відповідей.
Відповідальність за дотримання правил заповнення талона покладається на абітурієнта.
У всіх випадках порушення таких правил абітурієнт на вимогу екзаменатора, присутнього в аудиторії під час тестування, має поставити свій підпис у тій клітинці, або тому місці талона, де екзаменатор вбачає порушення. Підпис засвідчує факт недотримання правил абітурієнтом. Якщо порушення виявлені в кількох місцях талона чи в кількох клітинах, то підпис абітурієнта потрібно поставити біля кожної клітини чи місця окремо.
Виправлені відповіді у будь-якому випадку вважаються не дійсними і не зараховуються абітурієнту не залежно від їх правильності.
Правильні відповіді на кожне запитання першого рівня складності оцінюються двома балами.
За кожну правильну відповідь на запитання другого рівня складності виставляється три бали.
Правильні відповіді на кожне завдання третього рівня складності оцінюються в п’ять балів.
Кількість набраних балів, отриманих при вступному випробуванні визначається за формулою:
де n1, n2, n3 – кількість правильно виконаних завдань першого, другого та третього рівнів.
Отже, максимальна кількість балів, що може отримати абітурієнт на вступному випробуванні з фізики за тестовою технологією становить 200 балів.
При перевірці результатів вступного випробування абітурієнта екзаменатори оцінюють у талоні відповідей вступника кожну його відповідь і під талоном відповідей виставляють сумарну кількість балів (цифрами і прописом), яку набрав абітурієнт.
