Элективный курс "Биофизика на уроках физики"

КГУ «Общеобразовательная школа села Гастелло»

Жаркаинского района

Акмолинской области

Элективный курс по физике

«Биофизика на уроках физики».

Выполнила: учитель физики и математики высшей категории

Дуденко Татьяна Викторовна

Содержание программы:

1. Пояснительная записка

2. Нормативная часть

3. Тематическое планирование.

4. Информационно – методическая часть

Пояснительная записка.

Как и любое обучение, обучение физике преследует общие дидактические цели — образование, воспитание и развитие уча­щегося. Между этими целями нет четких границ ни по содержа­нию, ни по методам реализации — в процессе обучения учащие­ся приобретают знания и умения, но одновременно идет и про­цесс их воспитания и развития.

Количество часов по физике в 9 классе – 2 часа. В связи с этим предлагается ввести элективный курс, нацеленный на практическую экспериментальную физику дополнительно к основным урокам по сетке часов. Данная методическая разработка «Биофизика на уроках физики» нацелена на формирование функциональной грамотности учащихся в области естествознания, т.е. способности обучающихся использовать естественнонаучные знания, умения и навыки в реальных жизненных ситуациях.

Сегодня обучение — это не просто передача знаний от педагога обучающемуся, а прежде всего создание условий, при которых становится возможным самостоятельный поиск знаний самими обучающимися, их продуктивное и активное творчество. Школьник на уроке учителя-предметника воспринимает мир в призме этого предмета, а данный курс способен предоставить ребенку информацию для раскрытия целостной картины мира. Поэтому данный курс становится центром творчества учащихся, а также местом реализации индивидуальных способностей учащихся. В дальнейшем эти материалы могут быть использованы учителями (физики, биологии) на учебных занятиях по своему предмету, а также учащимися, интересующимися этими вопросами для формирования целостности естественнонаучной картины мира.

Цели курса

- предоставление учащимся возможности удовлетворить индивидуальный интерес к изучению практических приложений физики в процессе познавательной и творческой деятельности при проведении самостоятельных экспериментов и исследований, а в частности:

- решение практических заданий в формате PISA, помочь им применить уже полученные знания в курсе физики, развить логическое мышление, дать занимательный материал для урочной и внеурочной деятельности.

Задачи курса:

1. Формирование у школьников знаний о закономерностях протекания в живых организмах физических и физико-биологических процессов.

2. Формирование понимания взаимосвязи физических и биологических процессов в живых системах

3. Ознакомление с основными физическими методами исследования биологических объектов.

4. Развитие профильной подготовки школьников для поступления на естественнонаучные и медицинские факультеты университетов, колледжей, прежде всего, в отдаленных и сельских школах за счет предоставления образовательных услуг по современным направлениям науки, дополнительным к традиционным учебным программам.
При изучении данного курса акцент следует делать не столько на приобретении дополнительной суммы знаний по физике, сколько на развитие способностей самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по излагаемому вопросу, выслушивать другие мнения и конструктивно обсуждать их. Поэтому ведущими формами занятий могут быть семинары и практические занятия. Темы предстоящих семинаров объявляются заранее и каждому учащемуся предоставляется возможность выступить с основным сообщением на одном из занятий. Данный курс следует считать предметно-ориентированным.

Тема курса должна быть доступна, интересна и значима для каждого ученика. Этому полностью соответствует выбранная тема «Биофизика на уроках физики». Материал курса не должен дублировать школьную программу, а лишь опираться на полученные, на уроках знания, давая им новую практическую направленность. Задания в формате PISA позволяют учителю решить одновременно несколько задач:

          оценить уровень развития читательской компетенции учащихся, т.е насколько ученик в состоянии разобраться в тексте и извлечь из него необходимую информацию;

          оценить уровень предметных знаний и умений;

          оценить уровень развития общеучебных умений и навыков;

          оценить способность самостоятельно приобретать знания и выбирать способы деятельности, необходимые для успешной адаптации в современном мире, т.е. результативно действовать в нестандартных ситуациях;

          формировать познавательный интерес через развитие исследовательской компетенции

Полученные при решении заданий умения позволят учащимся научиться видеть проблему, которую можно решить с помощью естественнонаучных методов, и получить выводы, необходимые для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека.

Для удобства использования пособия задания систематизированы в соответствии с программой курса физики основной школы, ко всем заданиям приведены ответы.

Курс рассчитан на учащихся 9 классов. Курс рассчитан на 34 часа (1 час в неделю).

Ожидаемые результаты::

• Получение представлений об использовании физических закономерностей в биологии и медицине.

• Развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей.

• Сознательное самоопределение учащихся относительно профиля дальнейшего обучения.

• Расширение кругозора учащихся.

• Умение строить план исследования.

• Умение описывать механизм явления с опорой на его рабочую модель.

• Умение предлагать и проводить эксперимент, наблюдения.

• Умение сотрудничать с товарищами, работая в группе.

• Умение представлять результаты работы в форме сообщения с использованием графиков, рисунков, таблиц, диаграмм.

Формы контроля достижения результатов:

· Анкетирование учащихся на начало и конец курса.

· Выполнение проектных, творческих, лабораторных и практических работ.

· Контроль выбора профиля обучения учащимися.

Выпускник на базовом уровне научится:

• оценивать основные тенденциями развития науки;

• раскрывать общую картину мира с его единством и многообразием свойств неживой и живой природы;

• определять физические и биологические методы исследования и воздействия, которые находят широкое применение в биологии и медицине, с некоторыми элементами бионики;

• описывать единство законов природы;

• устанавливать применение законов физики к живым организмам;

• использовать биофизические примеры, способствующее лучшему усвоению курса физики и биологии;

• установливать межпредметные связи между физикой и биологией, дающее больше возможности для формирования материалистических убеждений;

• углубят знания о материальном мире;

• освоят возможности применять законы физики к жизнедеятельности человека, растений, птиц, рыб и т.п.;

• анализировать ситуации практико-ориентированного характера, узнавать в них проявление изученных физических явлений или закономерностей и применять имеющиеся знания для их объяснения;

• использовать при выполнении учебных задач научно-популярную литературу о физических и биологических явлениях, справочные материалы, ресурсы Интернет.

• распознавать механические явления и объяснять на основе имеющихся знаний основные свойства или условия протекания этих явлений: равномерное и неравномерное движение, равномерное и равноускоренное прямолинейное движение, относительность механического движения, свободное падение тел, взаимодействие тел, реактивное движение, колебательное движение, резонанс, волновое движение (звук);

• раскрывать роль биологии в практической деятельности людей; роль биологических объектов в природе и жизни человека; значение биологического разнообразия для сохранения биосферы.

Выпускник на базовом уровне получит возможность научиться:

-организовывать и проводить индивидуальную исследовательскую деятельность по биофизике (или разрабатывать индивидуальный проект): выдвигать гипотезы, планировать работу, отбирать и преобразовывать необходимую информацию, проводить эксперименты, интерпретировать результаты, делать выводы на основе полученных результатов, представлять продукт своих исследований;

• прогнозировать последствия собственных исследований с учетом этических норм и экологических требований;

• выделять существенные особенности жизненных циклов представителей разных отделов растений и типов животных; изображать циклы развития в виде схем;

• анализировать и использовать в решении учебных и исследовательских задач информацию о современных исследованиях в биологии, медицине и экологии;

• аргументировать необходимость синтеза естественно-научного и социогуманитарного знания в эпоху информационной цивилизации;

• использовать приобретенные компетенции в практической деятельности и повседневной жизни для приобретения опыта деятельности.

• осознавать ценность научных исследований, роль физики в расширении представлений об окружающем мире и ее вклад в улучшение качества жизни;

• воспринимать информацию физического содержания в научно-популярной литературе и средствах массовой информации, критически оценивать полученную информацию, анализируя ее содержание и данные об источнике информации;

• создавать собственные письменные и устные сообщения о физических явлениях на основе нескольких источников информации, сопровождать выступление презентацией, учитывая особенности аудитории сверстников.

Нормативная часть:

Программа, элективного курса, разработана на основе следующих нормативных документов

«Об утверждении государственных общеобязательных стандартов образования всех уровней образования» (далее – ГОСО) (приказ МОН РК от 31 октября 2018 года № 604 (с изменениями и дополнениями на 28 августа 2020 года № 372)

– «Об утверждении типовых учебных программ по общеобразовательным предметам, курсам по выбору и факультативам для общеобразовательных организаций» (приказ МОН РК от 3 апреля 2013 года № 115 (с изменениями и дополнениями на 27 ноября 2020г. №496)

Содержание программы.

Тема 1. Введение (1 час)

Что изучает биофизика.

Тема 2. Биомеханика (4 часа)

Движение – признак живого. Многообразие видов движения в живой и неживой природе. движения объектов в микро-, макро- и мегомире.

Основные демонстрации, семинары, практические и лабораторные работы:

- Движения объектов в микро-, макро- и мегомире.

- Принцип действия и устройство приборов для измерения скорости (спидометр) и ускорения (акселерометр).

- Хватательные органы растений (шипы, усы, чешуйки, бугорки и т.п.). Простые механизмы в живой природе (скелеты животных, человека).

- Лабораторная работа №1 «Определение времени реакции человека».

- Задания в формате PISA

Творческие задания:

- Подумайте и поставьте задачи, в которых использовались бы скорости различных животных.

- Подготовить доклад об аппарате искусственного кровообращения(АИК)

Тема 3. Механическое взаимодействия организма с окружающей средой (7часов).

Ролевая игра «В кабинете лечебной физкультуры» , «В травматологическом пункте». Виды деформаций. Сила трения. «Во всем нужна основа»

Основные демонстрации, семинары, практические и лабораторные работы:

- Лабораторная работа № 2«Изучение зависимости механических свойств костей от их состава»

- Семинар «Берегите суставы»

- Задания в формате PISA

Творческие задания:

- Подобрать примеры и провести анализ способов сохранения равновесия человеком при различных видах движения.

- Разработать комплекс упражнений на тренировку равновесия (с физическим обоснованием каждого упражнения).

Тема 4. Подвижное в подвижном (6часов)

Многообразие видов движения в живом организме. Характер движения различных внутренних органов животных и человека: сердца, легких, крови в кровеносных сосудах, воздуха в дыхательных путях, пищи по пищеводу.

Движение жидкостей. Давление. Гидростатическое давление. Закон Паскаля. Закон Бернулли. Закон Паузейля. Вязкость. Капиллярные явления. Смачиваемость. Ролевая игра «В лаборатории поликлиники». Гемодинамика. Механика молекул.

Основные демонстрации, семинары, практические и лабораторные работы:

- Практическая работа (по выбору). «Дышите глубже!»

- Задания в формате PISA

Творческие задания:

- Разработать действующую модель легких человека.

- Разработать и объяснить комплекс оздоровительных дыхательных упражнений.

Тема 5. Биофизика и излучения. (9 часов)

Электрокардиография. Ультразвук в медицине. Инфракрасное излучение в медицине. Оптические приборы в медицине. Ультрафиолетовые лучи в медицине. Рентгеновские лучи в медицине. Можно ли увидеть мысль? Лазеры в медицине.

Основные демонстрации, семинары, практические и лабораторные работы:

- Лабораторная работа № 3 «Лазер»

- Задания в формате PISA

Творческие задания:

- Разработать методы защиты от электромагнитных излучений

Тема 6. Ритмы жизни (5 часов).

Обобщающие повторение. Мир звуков.

Основные демонстрации, семинары, практические и лабораторные работы:

- Практическая работа (по выбору)

- Семинар «Говорю-слушаю»

- Задания в формате PISA

Творческие задания:

- Демонстрация эффекта Доплера

Тема 7. Итоговая ученическая научная конференция(2 часа)

Защита учащимися зачетных работ: рефератов, исследовательских проектов, компьютерных презентаций (вид работы и форму её представления выбирают сами).

Тематическое планирование элективного курса

№ п/п	Тема	Основные понятия	Количество часов	Форма проведения
1.	Что изучает биофизика.	Биофизика как наука и её основные разделы. Исследователи в биофизике	1 час	Урок лекция
	Биомеханика		4 часа
2.	Элементы биофизики при изучении механики.	Средняя и мгновенная скорость движения. Скорость как производная по времени. Обобщение понятия «скорость» как характеристики процесса (скорость роста, скорость химической реакции и т.п.). Ускорение. Графики кинематических величин и их анализ. Принцип действия и устройство приборов для измерения скорости (спидометр) и ускорения (акселерометр).	1 ч.	Урок лекция
3.		Вопросы для обсуждения. Способы передвижения животных (плавание, ходьба, бег, прыжки, полет). Органы движения (плавники, плавательные перепонки, «воронка» для создания реактивной струи, брюшные ножки, ноги, крылья, кожистая перепонка, хвост) и характер движения относительно наблюдателя и туловища животного. Спринтеры и стайеры среди животных.	1 ч.	Семинар
4		Определение времени реакции человека	1ч	Лабораторная работа № 1
5		Задания в формате PISA	1ч	Практическая работа
	Механическое взаимодействия организма с окружающей средой		7 часов
6.	Элементы биофизики при изучении механики.	В кабинете лечебной физкультуры	1 ч.	Ролевая игра
7.		В травматологическом пункте	1 ч.	Ролевая игра
8.		Сила. Сложение сил. Равнодействующая сила. Законы Ньютона. Сила тяжести. Вес. Невесомость и перегрузки. Сила упругости. Закон Гука. Виды деформации. Сила трения.	1 ч.	Лекция
9.		Изучение зависимости механических свойств костей от их состава	1 ч.	Лабораторная работа № 2
10.		Во всем нужна основа	1ч.	Ролевая игра
11.		Берегите суставы	1ч.	Семинар
12.		Задания в формате PISA	1 ч.	Практическая работа
	Подвижное в подвижном		6 часов
13.	Элементы биофизики при изучении механики.	Многообразие видов движения в живом организме. Характер движения различных внутренних органов животных и человека: сердца, легких, крови в кровеносных сосудах, воздуха в дыхательных путях, пищи по пищеводу.	1 ч.	Лекция
14.		Движение жидкостей. Давление. Гидростатическое давление. Закон Паскаля. Закон Бернулли. Закон Паузейля. Вязкость. Капиллярные явления. Смачиваемость.	1ч.	Лекция
15.		В лаборатории поликлиники	1ч.	Ролевая игра
16.		Гемодинамика. Механика молекул.	1 ч.	Лекция
17.		Берегите суставы	1ч.	Практическая работа
18.		Задания в формате PISA	1ч.	Практическая работа
	Биофизика и излучения		9 часов
19.	Элементы биофизики при изучении механики.	Электрокардиография. Ультразвук в медицине.	1 ч.	Лекция
20.		Инфракрасное излучение в медицине.	1 ч.	Лекция
21.		Оптические приборы в медицине.	1ч.	Лекция
22.		Ультрафиолетовые лучи в медицине.	1 ч.	Лекция
23.		Рентгеновские лучи в медицине.	1 ч.	Лекция
24.		Можно ли увидеть мысль?	1ч.	Лекция
25.		Лазеры в медицине.	1 ч.	Лекция
26.		Лазер	1 ч.	Лабораторная работа № 3
27.		Задания в формате PISA	1ч.	Практическая работа
	Ритмы жизни		5 часов
28.	Элементы биофизики при изучении механики.	Механические волны. Уравнение гармонической волны. Распространение звуковых волн в различных средах. Поглощение, отражение, интерференция и дифракция звуковых волн. Звук и его характеристики: громкость, высота тона, тембр. Речь и слух: Роль в них механических явлений. Бинауральный эффект. Экология и гигиена слуха. Аудиометрия. Дефекты слуха. Слуховые аппараты и протезы	1 ч.	Лекция
29.		Методы исследования здоровья человека, основанные на регистрации звуковых колебаний и распространении механических волн в живом организме: перкуссия и аускультация. Пороги звуковой слышимости у человека. Применение ультразвука в медицине.	1ч.	Лекция
30.		Расчет давления в звукопроводящей системе органа слуха человека	1 ч.	Практическая работа
31.		Говорю-слушаю	1 ч.	Семинар
32.		Задания в формате PISA	1ч.	Практическая работа
	Итоговая ученическая научная конференция		2 часа
33.	Защита учащимися зачетных работ: рефератов, исследовательских проектов, компьютерных презентаций (вид работы и форму её представления выбирают сами).
34.

Методы и формы оценки знаний учащихся

По элективным курсам оценивание производится по системе зачет/незачет.

Методическое обеспечение

Образовательная программа по элективному курсу «Биофизика на уроках физики» является очной. Методическое обеспечение курса включает развернутую программу курса по семи модулям, учебно-методическую (теоретическую) часть, материалы для лекций, семинарских занятий, практических и лабораторных работ, эталонные ответы и решения для самоконтроля, список литературы.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ  ОБУЧАЮЩИХСЯ

Обучащюийся должен знать:

• методы научного познания,

• следующие понятия: биофизика, аэродинамика, реактивный движитель, эхолокация и эхо, порог слышимости, порог болевого ощущения, биоритмы

Обучащюийся должен уметь:

• применять основные положения молекулярно-кинетической теории для объяснения биофизических понятий и законов;

• ориентироваться в учебниках, работать с дополнительной и справочной литературой;

• читать графики, диаграммы, схемы;

•  анализировать и отбирать материал для творческого отчёта;

• решать качественные задачи практической направленности;

• проводить наблюдения за живыми организмами в их естественной среде обитания;

• пользоваться лабораторным оборудованием для проведения экспериментов и опытов.

Список используемой литературы:

1) Кац Ц.Б. «Биофизика на уроках физики». М: «Просвещение», 1989 г.

2) Перельман Я.И «Занимательная физика кн. 1» М. Наука, 1979 г.

3) Перельман Я.И «Занимательная физика кн. 2» М. Наука, 1983 г.

4) Тарасов Л.В. " Физика в природе". М; Вербум-М, 2002.

5) Зорин Н.И. Элективный курс «Элементы биофизики»: 9 класс. – М.: ВАКО, 2007. – 160 с. – (Мастерская учителя).

6) Марон А.Е. Сборник качественных задач по физике: для 7-9 кл общеобразоват. учреждений / А.Е. Марон, Е.А. Марон. – М.: Просвещение, 2006. – 239 с.: ил.

Сборник заданий в формате PISA

Задание 1. Тормозной путь автомобиля

Представьте, насколько меньше было бы аварий, если бы автомобили могли останавливаться мгновенно. К сожалению, элементарные законы физики говорят, что это невозможно. Тормозной путь у разных машин отличается. Здесь в расчёт идёт скорость передвижения, вес транспортного средства и его габариты, состояние резины, погодные условия и много других показателей. Кроме того, важна и скорость реакции водителя, т.е. в остановочный путь входит и путь реакции, который проходит автомобиль за время между появлением опасности и нажатием водителем на педаль тормоза.

 

 

Для тормозного пути характерна сильная зависимость от скорости автомобиля.

В таблице приведены данные исследования зависимости тормозного пути некоторого автомобиля от скорости его движения перед началом торможения. Абсолютная погрешность измерения скорости составляет ±1 км/ч, а погрешность измерения тормозного пути составляет ±0,5 м.

 

Скорость автомобиля, км/ч	32	48	64	80	96	112
Тормозной путь, м	6	14	24	38	56	75

 

Но эти данные характерны для движения по сухому асфальту. При движении по заснеженной дороге или в гололёд тормозной путь значительно увеличивается.

Вопрос 1:

Выберите все верные утверждения о характере торможения автомобиля.

А. Для одного и того же автомобиля тормозной путь увеличивается с увеличением скорости движения и не зависит от погодных условий.

В. Исследование зависимости тормозного пути от скорости движения должно было проводиться для одного и того же автомобиля и при движении по одной и то же дороге.

С. Чем легче автомобиль, тем больше его остановочный путь.

Д. Если водитель отвлекается от дороги, то увеличивается путь реакции, являющийся составной частью общего остановочного пути.

Е. Путь реакции всегда постоянен, а тормозной путь прямо пропорционален скорости движения автомобиля перед началом торможения.

Ответ: В, Д

Вопрос 2:

Для объяснения зависимости тормозного пути от скорости автомобиля предложена следующая модель.

При торможении кинетическая энергия автомобиля полностью идёт на работу силы трения скольжения: mυ² /2=μmgS торм. Следовательно, тормозной путь пропорционален квадрату скорости автомобиля: S торм.∼ υ² . Соответствует ли эта теоретическая модель результатам исследования зависимости тормозного пути автомобиля от скорости его движения перед началом торможения? Ответ поясните.

Ответ: с учётом погрешностей измерения данные исследования соответствуют предложенной зависимости: тормозной путь пропорционален квадрату скорости.

При увеличении скорости в 2 раза (с 32 до 64 км/ч или с 48 до 96 км/ч) тормозной путь возрастает примерно в 4 раза.

 

Вопрос 3:

На одном из порталов для автолюбителей приводится рисунок, демонстрирующий, что коэффициент трения шин о поверхность дороги зависит от погоды. Тормозной путь автомобиля намного увеличивается, если торможение автомобиля происходит на скользкой дороге.

Какие условия должны были соблюдаться при проведении исследования, результаты которого представлены на рисунке?

Ответ: тормозной путь зависит от начальной скорости торможения, а также может зависеть от массы автомобиля, ветра и т.п. Поэтому при проведении такого исследования должны оставаться неизменными все эти величины, а меняться только покрытие дороги (коэффициент трения шин о дорогу)

 

Вопрос 4:

Коэффициент трения шин при движении по сухому асфальту равен примерно 0,8. Каков коэффициент трения при движении по грязной заснеженной дороге? Ответ поясните.

Ответ: тормозной путь S=υ2μg. Следовательно, если путь увеличился
в 8 раз, значит, коэффициент трения уменьшился в 8 раз и для движения по грязной заснеженной дороге он составляет примерно 0,1

Вопрос 5:

Водителей предупреждают, что опасно ездить на автомобиле с сильным износом протектора шин (см. рисунок). Особенно опасно, если на таких шинах автомобиль движется в дождь по мокрому асфальту и лужам, поскольку может наблюдаться эффект аквапланирования. При аквапланировании между шинами и дорогой образуется слой воды и исчезает сцепление колес автомобиля с дорогой.

Почему аквапланирование характерно для шин с сильным износом протектора, а с хорошим протектором этот эффект практически не наблюдается?

 

Ответ: если у шин нормальный протектор, то вода при движении проходит в пазы протектора и отводится вверх. При этом между нижней частью шин и асфальтом остается хорошее сцепление. Если же на шинах нет протектора или его высота очень мала, то вода играет роль смазки, сильно уменьшая коэффициент трения, и образуется эффект аквапланирования.

Вопрос 6:

Когда речь идёт об экстренном торможении, самую главную роль играет реакция водителя: успеет ли он вовремя заметить опасную ситуацию и нажать на педаль тормоза. Обычно на это уходят доли секунды, но на большой скорости они имеют значение. В таблице приведены результаты исследования, которое показало, сколько проезжает автомобиль за промежуток времени между сигналом об опасности и нажатием водителем на педаль тормоза.

 

Скорость автомобиля, км/ч	32	48	64	80	96	112
Путь до начала торможения, м	6	9	12	15	18	21

 

Выберите все верные утверждения о данном исследовании.

А. Исследование проводилось для одного и того же водителя в одной машине и при других равных условиях кроме скорости движения автомобиля.

В. Для того чтобы оценить время реакции водителя, необходимо полученный путь до начала торможения разделить на скорость движения автомобиля.

С. Промежуток времени между сигналом об опасности и нажатием водителем на педаль тормоза уменьшается с увеличением скорости автомобиля.

Д. При увеличении скорости движения автомобиля вдвое путь до начала торможения увеличивается в 2 раза.

Е. Если использовать в исследовании другой автомобиль, то путь до начала торможения увеличится.

Ответ: А, В, Д

Вопрос 7:

Оцените промежуток времени между сигналом об опасности и нажатием водителем на педаль тормоза, который получен в данном исследовании. Свой ответ подтвердите расчётами.

 Ответ: если движение автомобиля в этот промежуток времени равномерное, то промежуток времени определяется по формуле t=S/υ

Найдём промежутки времени для двух разных скоростей:

t₁ =6м/32км/ч=0,675 с

t₂=18м/96км/ч=0,675 с

Вопрос 8:

 Согласно правилам дорожного движения самое серьёзное наказание влечёт вождение автомобиля в состоянии алкогольного или наркотического опьянения. Каким образом может повлиять такое состояние водителя на тормозной путь автомобиля? Свой ответ поясните.

 Ответ: в состоянии опьянения увеличивается время реакции организма на опасность. В связи с этим увеличивается и промежуток времени между сигналом об опасности и нажатием водителем педали тормоза, что в свою очередь увеличивает тормозной путь автомобиля

Задание 2.  Автобусы

Автобус едет по прямой дороге. Водитель по имени Петр поставил стакан с водой на приборную панель.

Вдруг Петр резко нажимает на тормоза.

Вопрос 1:

Что, скорее всего, произойдет со стаканом воды?

А. Вода в стакане останется в горизонтальном положении.

В. Вода выльется со стороны 1.

С. Вода выльется со стороны 2.

Д. Вода разольется, но невозможно определить, выльется ли она со стороны 1 или 2.

Ответ:  С

Вопрос 2:

Автобус Петра, как и большинство автобусов, использует в качестве топлива бензин. Такие автобусы загрязняют окружающую среду. В некоторых годах ездят троллейбусы: они работают на электродвигателе. Электрическое             напряжение, необходимое для двигателя, поступает по линиям электропередач (как электропоезда). Электричество генерируется на электростанциях, использующих ископаемое топливо. Сторонники использования троллейбусов в городах говорят, что этот вид транспорта не загрязняет окружающую среду.

Правы ли сторонники троллейбусов в своих суждениях? Объясните ваш ответ.

Ответ: Нет, потому что электростанции тоже загрязняют окружающую среду. Да, но это относится только к городу, сами станции, тем не менее, загрязняют окружающую среду.

Задание 3. Метероиды и кратеры

Космические камни, которые проникают в атмосферу Земли, называются метеороидами. Метеороиды нагреваются и горят тлеющим пламенем по мере того, как они падают в атмосфере Земли. Большинство метеороидов сгорают до того, как коснутся поверхности Земли. Когда метеороид ударяется о Землю, он может оставить яму, которую называют кратером.

Вопрос 1:  

По мере того, как метеороид приближается к Земле и ее  атмосфере, он ускоряется.

Почему это происходит?

А. Метеороид притягивается благодаря вращению Земли.

В. Метеороид подталкивается солнечным светом.

С. Метеороид притягивается массой Земли.

Д. Метеороид выталкивается космическим вакуумом.

Ответ: С  

Вопрос 2:  

Как влияет атмосфера планеты на количество кратеров на поверхности планеты? Выберите правильное завершение предложения.

Чем плотнее атмосфера планеты, тем меньше / больше кратеров будет на ее поверхности, так как меньше / больше метеороидов будет сгорать в атмосфере.

Ответ: следующая последовательность слов: меньше, больше.

Рассмотрите три кратера на рисунке

 

Разместите по порядку кратеры согласно размеру метеороида, по причине которого они  возникли, от большего к меньшему.

 

Самый большой		Самый маленький

 

Разместите кратеры в порядке возникновения, от самого старого до самого нового.

Самый  старый		Самый новый

Ответ: для первого вопроса: А, С, В.;   для второго вопроса: С, А, В.

Задание 4.  Сопротивление воздуха

Осенним днём Петя вышел погулять. Накрапывал дождь, и Петя открыл зонтик. Вдруг подул сильный ветер и чуть не вырвал зонтик из рук. Петя едва смог притянуть его к себе. Заинтересовавшись этим вопросом, Петя, придя домой, стал искать информацию о силе, которая так сопротивлялась, когда Петя тянул зонтик на себя.

При движении твёрдого тела в жидкости или газе или при движении одного слоя жидкости (газа) относительно другого возникает сила, тормозящая движение, – сила жидкого трения, или сила сопротивления. Главная особенность силы сопротивления состоит в том, что она появляется только при относительном движении тела и окружающей среды. Сила трения покоя в жидкостях и газах полностью отсутствует. Модуль силы сопротивления зависит от размеров, формы и состояния поверхности тела, свойств (вязкости) среды (жидкости или газа), в которой движется тело и, наконец, от относительной скорости движения тела и среды.

Для того чтобы уменьшить силу сопротивления среды, телу придают обтекаемую форму. Наиболее выгодна в этом отношении форма, близкая к форме падающей капли дождя.

Примерный характер зависимости модуля силы сопротивления от модуля относительной скорости тела приведён на рисунке. Если тело неподвижно относительно вязкой среды (относительная скорость равна нулю), то сила сопротивления равна нулю. С увеличением относительной скорости сила сопротивления растёт медленно, а потом всё быстрее и быстрее.

Вопрос 1:

Петя решил поэкспериментировать дома. Он взял раскрытый зонт и начал его поднимать и опускать с одинаковой скоростью. В каком случае Петя чувствовал большее сопротивление при движении вниз или вверх? Свой ответ поясните.

Ответ: при движении вниз. При движении в вверх зонт встречается с воздухом более обтекаемой формой, чем при движении вниз, поэтому во втором случае сопротивление воздуха будет больше

Вопрос 2:

Какое из тел при движении в воздухе с одинаковой скоростью будет испытывать наименьшее сопротивление?

А)      В)      С)      Д)

 Ответ: Д

Вопрос 3:

В спортивных залах для тренировок используют тренажёры различного типа:

грузоблочные  

и гидравлические.

В отличие от грузоблочных тренажёров, сопротивление в гидравлических тренажёрах создаётся с помощью принципа гидравлического давления (давления, создаваемого специальной масляной жидкостью в цилиндре). Это даёт возможность работать с оптимальным уровнем нагрузки без необходимости регулировки. А при необходимости увеличить нагрузку достаточно увеличить скорость выполняемых движений.

Выберите верные утверждения.

А. Так как маслянистая жидкость оказывает сопротивление поршню внутри цилиндра при перемещении в обоих направлениях, спортсмен, тренируясь на гидравлическом тренажёре, должен прикладывать усилия для движения также в обоих направлениях.

В. Поршень внутри цилиндра гидравлического тренажёра изготавливают обтекаемой формы, чтобы уменьшить сопротивление.

С. При увеличении скорости выполнения упражнения на гидравлическом тренажёре увеличивается сопротивление маслянистой жидкости внутри цилиндра, и нагрузка уменьшается.

Д. В цилиндре гидравлического тренажёра используется маслянистая жидкость, так как она обладает большой вязкостью, что также  увеличивает сопротивление.

Ответ: А и Д

 

ЗАДАНИЕ 5. ЧЕЛОВЕК

У значительной части пациентов с повышенным артериальным давлением такое состояние организма обусловлено измерением давления медицинским персоналом. Оно даже получило специальное название — «гипертензия белых халатов» или «синдром белых халатов». Повышение давления в данном случае связывают со стрессом от посещения больницы, тогда как измерение в домашних условиях или с помощью периодического контроля размещаемым на теле автоматическим устройством показывает, что давление в норме. Подверженность связанным заболеваниям у таких пациентов меньше, чем у постоянных гипертоников, но больше, чем у обычных людей. Стоит добавить, что существует и обратный феномен, так называемая маскированная гипертензия, когда у человека давление постоянно повышено, но при больничном измерении приходит в норму.

Вопрос 1: Какое влияние оказывают доктора на показатели артериального давления пациентов?

Вопрос 2: Какие характеристики относятся к гипертонии? А Повышение кровяного давления. В Понижение кровяного давление С Увеличивается просвет кровеносных сосудов. D Сужается просвет кровеносных сосудов.

Вопрос 3: Как известно рабочее кровяное давление у каждого человека индивидуально, но средний показатель составляет 120\80 уд\мин. Если у человека рабочее давление составляет 120\80, то при понижении будут наблюдаться следующие признаки

Вопрос 4: Как известно стрессы развивают множество заболеваний, в том числе связанные и с изменение кровяного давления. Найдите заболевания связанные с изменением давления

ЗАДАНИЕ 6. СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА И МЛЕКОПИТАЮЩИХСЯ

Жираф - единственное животное, представители обоих полов, которого, рождаются с рожками на голове. Рост новорожденного жирафёнка - 183 см! Взрослый жираф-самец достигает в высоту 5 м 80 см. Самки чуть пониже - 5 м 19 см. Жираф относится к млеко питающимся.

Вопрос 1. Сколько шейных позвонков имеет жираф? Обоснуйте вывод.

Вопрос 2. У новорожденного младенца в скелете можно выделить более 300 костей, а у взрослого человека в среднем насчитывается 206 костей. Почему количество костей уменьшается скелет человека в процессе взросления?

Вопрос 3. Приведите примеры срастания костей в скелете человека.

Задание 7. Инфракрасный термометр

 

Принцип работы инфракрасного термометра (пирометра) заключается в изменении интенсивности теплового излучения тела в зависимости от его температуры.

Инфракрасный термометр позволяет измерять температуру быстро, без непосредственного контакта с телом. Но при измерении температуры важно учитывать коэффициент излучения тела. Разные материалы в зависимости от цвета, матовой или зеркальной поверхности по-разному излучают тепло. Коэффициент излучения материала – это соотношение энергии, излучаемой поверхностью материала, с энергией излучения абсолютно чёрного объекта при равной температуре. Для абсолютно чёрных тел этот коэффициент равен 1. Для остальных же материалов этот коэффициент меньше. В пирометрах обычно стоит фиксированный коэффициент излучения, равный 0,95. Для большинства измеряемых материалов он подойдёт, но при существенно меньших коэффициентах излучения тел измерения температуры окажутся неточными. На каждом устройстве производитель указывает оптическое разрешение, определяющее расстояние, на котором необходимо измерять температуру данного объекта. Например, на приборе указано оптическое разрешение 10:1. Это означает, что для правильного измерения температуры необходимо расположить прибор на расстоянии, равном 10×S, где S – это диаметр пятна, с которого тепловой датчик должен снять показание температуры. Если держать прибор чуть дальше, диаметр замеряемого пятна увеличится (как луч в фонарике) и показания будут сняты не только с процессора, но и с окружающей его платы.

Вопрос 1:

На рисунке представлен график изменения интенсивности излучения некоторого тела по мере его нагревания.

Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.

А. Максимум в спектре излучения смещается в сторону больших длин волн.

В. При 3000 °С максимум излучения попадает в ультрафиолетовую часть спектра.

С. При увеличении температуры тела интенсивность его излучения увеличивается.

Д. С понижением температуры излучающего тела максимум в спектре излучения смещается в сторону меньших частот.

Ответ: С, Д

Вопрос 2:

На рисунке представлены графики интенсивности излучения трёх тел при их нагревании до 1600 °С, 1790 °С и 2000 °С.

Какой график из трёх (1–3) соответствует телу с температурой 1600 °С?

Ответ: 3

Вопрос 3:

Разным диапазонам температур звёзд соответствует последовательность спектральных классов, к которым они принадлежат. В таблице представлена гарвардская спектральная классификация звёзд.

Спектральный класс звезды	Эффективная температура фотосферы, К	Цвет звезды
O	26 000–35 000	Голубой
В	12 000–25 000	Бело-голубой
А	8000–11 000	Белый
F	6200–7900	Жёлто-белый
G	5000–6100	???????
К	3500–4900	Оранжевый
М	2600–3400	Красный

Какой цвет имеют звёзды класса G?

А. Фиолетовый

В. Белый

С. Жёлтый

Д. Тёмно-красный

Ответ: С

Вопрос 4:

На рисунке представлен спектр собственного излучения тела человека. Максимум излучения приходится на длину волны 9,6 мкм.

 

На какую частоту приходится максимум излучения?

Ответ: 31,25·10¹² Гц.

Вопрос 5:

Технические характеристики

Диапазон температур	–50...350°С (–58.662°F)
Точность	±1,5°C в диапазоне 0…350° С ±3° С в диапазоне –50...0°C
Оптическое разрешение	12:1 (отношение расстояния к размеру пятна измерения)
Повторяемость	1% от или 1°С
Время отклика	500 мс
Длина волны	9…14 мкм
Коэффициент излучения	Фиксированный 0,95
Условия окружающей среды	Температура: 0…+40°С Влажность: 10…95%

 

Целесообразно ли этот термометр использовать для отслеживания температуры тела человека в период заболевания? Ответ поясните.

Ответ: нет. Погрешность измерения в диапазоне температур, соответствующих возможной температуре тела человека, составляет ±1,5 °С. Такой точности недостаточно

 Вопрос 6:

 Необходимо узнать температуру процессора компьютера, диаметр которого 3 см. На каком расстоянии от процессора необходимо держать термометр, чтобы получить наиболее точные измерения?

Ответ: 36

Вопрос 7:

В таблице представлены коэффициенты излучения для ряда материалов.

Материал	Коэффициент излучения	Материал	Коэффициент излучения
Алюминий	0,30	Железо	0,70
Асбест	0,95	Свинец	0,50
Асфальт	0,95	Известняк	0,98
Базальт	0,70	Масло	0,94
Латунь	0,50	Краска	0,93
Кирпич	0,90	Бумага	0,95
Уголь	0,85	Пластмасса	0,95

Для какого из указанных в таблице материалов погрешность измерения температуры при прочих равных условиях окажется наибольшей?

Ответ: алюминий

Вопрос 8:

 Для измерения температуры с помощью инфракрасного термометра куска листового железа Андрей зачернил участок поверхности железа и измерил температуру на поверхности зачернённого пятна. С какой целью Андрей предложил зачернить поверхность железа? Ответ поясните. 

Ответ: коэффициент излучения, на который настроен термометр, равен 0,95. Для железа коэффициент излучения равен 0,70. Поэтому погрешность измерения окажется значительной. Коэффициент излучения чёрных тел близок к 1, поэтому зачернённая поверхность позволит получить более точные значения температуры железа

Задание 8. Микроволновая печь.

Во второй половине XX в. в наш обиход вошли печи, в которых пища нагревается невидимым микроволновым, или сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением. В бытовых микроволновых печах используется излучение частотой 2450 МГц. Такая частота установлена международным соглашением, чтобы не создавать помех работе радаров и других устройств, использующих электромагнитные волны микроволнового диапазона.

Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом – отрицательный. Подобных молекул в пище предостаточно – это молекулы жиров, сахаров и воды. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, «плюсом» в одну сторону, «минусом» в другую. Когда поле меняет направление на противоположное, молекулы тут же переворачиваются на 180º. Под действием микроволнового излучения молекулы «кувыркаются» с большой частотой. Выделяющееся при этом тепло и разогревает пищу. Микроволны проникают внутрь примерно на 1–3 см. Глубже тепло распространяется уже за счёт теплопроводности.

Для лучшего прогрева столик внутри микроволновой печи вращается. Металл отражает микроволновое излучение, поэтому внутренние стенки микроволновой печи делают металлическими. Для СВЧ-печи годится не всякая посуда. Жаростойкое стекло, фарфор, сухие картон и бумага пропускают микроволны сквозь себя, поэтому в такой посуде можно разогревать пищу в микроволновой печи.

Вопрос 1:

Сколько раз за 1 с дипольные молекулы разворачиваются на 180^°, находясь в электромагнитном поле микроволновой печи?

А. 2450

В. 4900

С. 2450000000

Д. 4900000000

Ответ: Д

Вопрос 2:

Зная скорость света в вакууме (3⋅10⁸ м/с), определите, чему равна длина излучаемой микроволновой печью электромагнитной волны. Ответ дайте в сантиметрах, округлив до сотых.

Ответ: 12,24 см.

Вопрос 3:

Выберите все верные ответы.

А. В отсутствии электрического поля дипольные молекулы расположены хаотически.

В. В микроволновой печи можно применять стеклянную посуду с металлическим напылением.

С. Энергия электромагнитного излучения переходит в потенциальную энергию пищи.

Д. Стенки микроволновой печи направляют волны к пище.

Е. Пища, находящаяся во влажном картоне, будет разогреваться дольше, чем в сухом.

Ответ: А, Д, Е

Вопрос 4:

Мама в микроволновой печи приготовила на пробу небольшой кусок мяса. Рецепт понравился всем домочадцам. Решили по этому же рецепту приготовить большой кусок мяса. Как необходимо изменить (увеличить, уменьшить или оставить прежней) мощность микроволновой печи и время приготовления, чтобы приготовить большой кусок мяса в микроволновой печи? Свой ответ поясните.

 Ответ: мощность - уменьшить, время приготовления - увеличить. Если уменьшить мощность, то кусок мяса не успеет подгореть, а если увеличить время приготовления, тепло из наружного слоя успеет проникнуть в глубь куска (за счёт теплопроводности), хорошо пропечёт внутреннюю часть

Задание 9. Солнечная активность

 

Солнце нельзя считать полностью стабильной звездой, оно постоянно меняет силу излучения, тем самым проявляя солнечную активность.

В период активности на Солнце наблюдаются вспышки. Вспышка представляет собой нечто подобное взрыву, в результате которого образуется выброс частиц высокой энергии и мощный направленный поток электромагнитного излучения.

Одним из наиболее распространённых показателей уровня солнечной активности является число Вольфа, связанное с количеством солнечных пятен на видимой полусфере Солнца. Общий уровень солнечной активности меняется с периодом, примерно равным 11 годам (см. рисунок).

Рентгеновское излучение и потоки заряженных частиц, приходящие от вспышки, оказывают сильное влияние на физические процессы в верхней атмосфере Земли и околоземном пространстве, вызывают дополнительную ионизацию земной ионосферы, что сказывается на условиях распространения радиоволн. Земная атмосфера практически не пропускает рентгеновское излучение. Поток выброшенных при вспышке частиц (электронов, протонов и др.) примерно через 1–3 дня достигает орбиты Земли, захватывается её магнитным полем и вызывает на Земле магнитную бурю и полярные сияния.

Вопрос 1:

Расстояние между Солнцем и Землёй составляет примерно 150 млн км. Через сколько времени дойдёт до Земли поток электромагнитного излучения от вспышки на Солнце?

Ответ: примерно 8,3 мин.

Вопрос 2:

Выберите все верные утверждения о солнечной активности.

А. Солнечное излучение видимого диапазона оказывает сильное влияние на оборудование околоземных спутников.

В. Магнитное поле Земли отбрасывает потоки заряженных частиц, идущих от Солнца, обратно в космическое пространство.

С. 2020 г. приходится на минимум солнечной активности.

Д. Изменения чисел Вольфа указывают не только на 11-летний цикл солнечной активности, но и на возможное присутствие цикла с более длительным периодом.

Е. Солнечные вспышки могут привести к нарушениям радиосвязи на Земле.

Ответ: С, Д, Е

Вопрос 3:

Фотоны рентгеновского излучения относятся к фотонам с высокими энергиями. Для их регистрации можно использовать счётчик элементарных частиц, аналогичный счётчику Гейгера. Возможно ли изучение интенсивности рентгеновского излучения от солнечных вспышек с помощью счётчика, установленного в обсерватории в горах? Ответ поясните.

Ответ: нет, невозможно. Земная атмосфера не пропускает рентгеновские лучи

Вопрос 4:

На рисунке представлен спектр солнечного излучения.

 

Почему ультрафиолетовые телескопы устанавливаются на спутниках, вращающихся на высоких орбитах? Ответ поясните.

Ответ: земная атмосфера не пропускает ультрафиолетовые лучи с длиной волны, меньшей 0,3 мкм. Спектр искажается из-за линий поглощения газами земной атмосферы. Интенсивность излучения для излучения с разной длиной волн при прохождении земной атмосферы меняется по-разному

Вопрос 5:

Итальянский микробиолог П. Фараоне во второй половине XX в. проводил наблюдения бактериальных колоний. Общее число его наблюдений превысило 4 миллиона. На рисунке представлены графики, отражающие результаты многолетних наблюдений за численностью аномальных бактериальных колоний и график для числа Вольфа за период наблюдений.

 Какой вывод можно сделать на основании представленных данных?

А. Число аномальных колоний в исследуемых культурах не зависит от солнечной активности.

В. Число аномальных колоний в исследуемых культурах достигает максимума в период минимальной солнечной активности.

С. Аномальные колонии золотистого стафилококка наблюдались только в 1984–1990 гг.

Д. Число аномальных колоний в культурах воздушной аэрофлоры в максимуме достигало более 16 млн.

Ответ: В

Задание 10. Пульсоксиметрия

Пульсоксиметрия проводится при помощи пульсоксиметра. Пульсоксиметр является неинвазивным, т.е. не связанным с проникновением через естественные внешние барьеры организма (кожа, слизистые оболочки), прибором. Он состоит из портативного монитора и фотоэлектрического зонда, который закрепляется на пальце руки или ноги, или на мочке уха пациента. Пульсоксиметр показывает величину пульса в ударах в минуту. Прибор также вычисляет значение, основанное на коэффициенте поглощения света при сокращении желудочков и общем расслаблении сердца, и показывает процент насыщения крови кислородом.

 

В норме показания кислородонасыщенности крови при нормальной температуре у здорового человека составляют 95–98 %. Более высокие значения бывают при кислородной терапии, а значения ниже этого уровня указывают на дыхательную недостаточность.

Вопрос 1:

Установите соответствие между примерами и соответствующими им процедурами.

Примеры А. Измерение артериального давления В. Внутримышечная инъекция С. Измерение уровня сахара в крови Д. Измерение жизненной ёмкости лёгких Е. Удаление аппендикса

Процедуры 1.Инвазивные 2.Неинвазивные

 

Ответ: А–2, В–1, С–1, Д–2, Е–1

Вопрос 2:

В излучателе пульсоксиметра используется инфракрасное излучение. Глубина проникновения инфракрасного излучения разных диапазонов в тело человека представлена в таблице

 

Диапазон	Длины волн, в мкм	Воздействие на ткани
IR-A	0,75–1,5	Проникает в глубь кожи человека
IR-B	1,5–5	Поглощается эпидермисом и соединительно-тканным слоем кожи
IR-C	более 5	Поглощается на поверхности кожи

В какой области длин волн работает инфракрасный излучатель пульсоксиметра?

Ответ: IR-A или в диапазоне 0,7–1,5 мкм

Вопрос 3:

О состоянии каких органов можно судить по данным, полученным с пульсоксиметра?

А. Лёгкие

В. Диафрагма

С. Мозг

Д. Печень

Е. Сердце

Ответ: А

Вопрос 4:

У здорового человека в норме насыщение крови кислородом составляет 95–98% при температуре тела 37 °C.

О чём может свидетельствовать ситуация, при которой насыщение крови меньше 95%?

А. Человек подключён к медицинскому аппарату принудительной подачи кислорода в организм.

В. У человека избыточное количество гемоглобина в крови.

С. У человека снижена интенсивность газообмена в лёгких.

Д. Человек только что провёл продолжительную тренировку

Ответ: С

Вопрос 5:

Одно из явлений, на которых основан принцип работы прибора, – поглощение гемоглобином света двух различных по длине волн. Цвет гемоглобина меняется в зависимости от его насыщения кислородом, и фотодетектором регистрируются эти изменения цвета крови. Каких цветов может быть кровь человека в зависимости от её насыщения кислородом?

Ответ: кровь с большим насыщением кислородом – артериальная – алая. Кровь с малым насыщением кислородом – венозная – вишневая

Вопрос 6:

Одним из явлений, на которых основан принцип работы прибора, является пульсирующий характер светового сигнала вследствие изменения объёма крови в сосудах. Какой процесс вызывает такие изменения?

Ответ:  сердечные сокращения или сужение и расширение сосудов или изменение просвета сосудов

Задание 11: Слуховая система человека

Основными объективными характеристиками звукового информационного канала являются частотный диапазон воспринимаемых звуков и динамический диапазон звукового давления воспринимаемых звуков.

Субъективным признаком частоты звука является его высота, чем больше частота звука, тем более высоким он воспринимается на слух. Нижний частотный слуховой порог органа слуха человека составляет примерно 16 Гц, верхняя граница частоты колебаний составляет 20 000 Гц, воспринимаемых ухом человека в возрасте до 20 лет. В возрасте 35 лет эта граница составляет примерно 15 000 Гц, в возрасте 50 лет – примерно 12 000 Гц. Дети воспринимают звуки с частотой до 22 000 Гц. Волны с частотой менее 16 Гц принято называть инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком.

Субъективным признаком звукового давления является громкость звука. Уровень звукового давления измеряется в децибелах (дБ). Диапазон воспринимаемых уровней интенсивности звука в среднем составляет 130 дБ. Значение 0 дБ соответствует среднестатистическому порогу слышимости человека для тона частотой 1000 Гц.

Порог слышимости (минимальная интенсивность звука, воспринимаемая ухом) различен для звуковых колебаний разных частот. Органы слуха человека наиболее чувствительны к частоте 1000–3000 Гц. Верхнюю границу интенсивности звука, которую человек ещё способен воспринимать, называют порогом болевого ощущения, так как восприятие звука такой интенсивности вызывает болевое ощущение. Отдых и сон считают полноценным, когда шум не превышает 25–30 дБ. Кратковременно допустим шум 80 дБ. Здоровые барабанные перепонки без ущерба могут переносить громкость в 110 дБ максимум в течение примерно 1,5 мин. В таблице указан уровень громкости от разных источников.

Источники звука	Уровень громкости (дБ)	Источники звука	Уровень громкости (дБ)
Шелест листьев	10	Поезд метро	100
Шёпот	20	Громкая музыка	110
Разговор	60	Болевой порог	120
Пневматический молоток	90	Смертельный уровень	180

Вопрос 1:

Выберите все верные утверждения, соответствующие информации в тексте.

А. С возрастом верхняя граница воспринимаемых человеком звуковых частот уменьшается.

В. Дети более чувствительны к звукам низкой частоты.

С. Громкость звука пропорциональна частоте звуковых колебаний.

Д. При увеличении частоты звука высота тона увеличивается.

Е. Длина звуковой волны является субъективной характеристикой звука.

Ответ: А, Д

Вопрос 2:

На рисунке показана область слышимости человеческого уха. Она находится между верхней кривой, соответствующей громким звукам, восприятие которых вызывает болевое ощущение, и нижней кривой, соответствующей порогу слышимости.

 

Выберите все верные утверждения.

А. При частоте 20 Гц порог болевого ощущения соответствует громкости 140 дБ

В. Порог слышимости линейно зависит от частоты звука.

С. Область речи полностью соответствует области слышимости человека.

Д. Порог болевого ощущения не зависит от частоты звука.

Е. Наиболее восприимчиво ухо человека к звуковым частотам в интервале примерно 2000 – 5000 Гц.

Ответ: А,Е

Вопрос 3:

Диапазоны слышимости некоторых представителей животного мира показаны на рисунке.

 

Выберите все верные утверждения.

А. Слуховой аппарат совы улавливает инфразвук.

В. Большинство животных, представленных на схеме, слышат в ультразвуковом диапазоне.

С. Слуховой диапазон человека шире, чем у слона.

Д. Все морские млекопитающие на схеме воспринимают ультразвук.

Е. Летучая мышь воспринимает только ультразвук.

Ответ: В, С, Д

Вопрос 4:

В таблице указана частота колебаний крыльев для некоторых насекомых и птиц. Полет какой из птиц человек в состоянии слышать?

Аисты	2	Колибри	35–50
Бабочки-капустницы	до 9	Комары	300–600
Воробьи	до 13	Мухи комнатные	190–330
Вороны	3–4	Пчелы	200–250
Жуки майские	45

 

Ответ: колибри

Вопрос 5:

В результате медицинских исследований, проведённых среди школьников большого города, врачи пришли к выводу, что каждый пятый подросток плохо слышит, хотя и не всегда об этом догадывается. Причиной этого врачи считают злоупотребление школьниками прослушиванием громкой музыки. Согласны ли Вы с выводом учёных?

Ответ: да. Громкий звук соответствует уровню в 110 дБ и приводит
к нарушению слухового аппарата человека / повреждению барабанных перепонок.

ИЛИ нет. Причиной может служить общее шумовое загрязнение, например,
в больших городах. Нужны дополнительные исследования

Вопрос 6:

Утверждают, что на званом ужине люди часто впервые обнаруживают у себя ухудшение слуха. С чем это связано?

Ответ: именно на званом ужине или другом многолюдном вечере человек чётко осознает, что перестал различать голоса и не может участвовать
в общей беседе ИЛИ если человек начинает испытывать проблемы со слухом, он часто избегает многолюдных встреч (званых ужинов), т.е. стремится к социальной изоляции

Вопрос 7:

Какие из перечисленных методов подойдут для понижения уличного шумового фона в доме? Выберите все верные ответы.

А. Посадка зелёных насаждений перед домом

В. Установка перед домом шумозащитных экранов

С. Замена стёкол в окнах на более толстые

Д. Отключение кондиционера и другой техники

Е. Использование противошумных наушников

Ответ: А, В, С

Вопрос 8:

Механизм восприятия инфразвука и его физиологического действия на человека пока полностью не установлен. Согласно одной из существующих гипотез действие инфразвука связано с возбуждением резонансных колебаний в организме.

В таблице представлены интервалы инфразвуковых частот от некоторых видов транспорта.

 

Источник инфразвука	Частота, Гц
Автомобильный транспорт	Весь спектр инфразвукового диапазона
Железнодорожный транспорт, трамваи	10–16

 

Светлану «укачивает» в семейном автомобиле, но она не испытывает никаких неприятных ощущений даже при длительных поездках в железнодорожном поезде.

Можно ли объяснить этот факт, исходя из приведённой выше гипотезы, если известно, что собственная частота нашего вестибулярного аппарата близка к 6 Гц?

Ответ: да, можно. Резонанс возникает при совпадении собственной частоты колебаний с частотой внешнего воздействия. Именно в автомобиле возможен резонанс ИЛИ

нет, нельзя. Необходимы данные о частотах инфразвука для конкретного автомобиля / конкретной марки автомобиля