Ответы к заданиям школьного этапа всероссийской олимпиады
школьников по физике в 2015 - 2016 учебном году
8 класс.
1. Велосипедист проехал первую половину пути со скоростью V 1 = 10 км/ч. Затем он поехал с большей скоростью, но проколол шину. После попытки ликвидировать прокол велосипедист был вынужден оставшуюся часть пути пройти пешком. Чему равна средняя скорость движения велосипедиста на всем пути, если первую треть времени, затраченного им на вторую половину пути, он ехал со скоростью V 2 = 20 км/ч, вторую треть занимался проколом и последнюю треть шел пешком со скоростью V 4 = 5 км/ч?
Решение. Средняя скорость на некотором участке пути, согласно определению, равна отношению пройденного пути ко времени, в течение которого этот путь пройден
Согласно условиям задачи:
0, 5S = V 1 t 1 ,
0, 5S = V 2 t 2 +0∙t 3 + v 4 t 4 ,
t 2 = t 3 =t 4 .
Отсюда можно найти:
t 1 = 0,5 S /V 1 , (2)
t 2 = t 3 = t 4 = 0,5 S /(V 2 + V 4). (3)
Подставляя соотношения (2) и (3) в формулу (1), получаем:
.
Полное верное решение
Найдено решение одного из двух возможных случаев.
2 . На рисунке изображены рычаги, на которых имеются крючки, прикрепленные через одинаковые расстояния. Крючки пронумерованы от -3 до 3, причем 0 приходится на середину рычага. К некоторым крючкам прикреплено по нескольку грузов одинаковой массы. Имеется еще один такой же не подвешенный груз. К крючку с каким номером n его нужно подвесить, чтобы рычаг находился в равновесии? Решите задачу для каждого из трех случаев, представленных на рисунке.
Решение .
Обозначим через 
массу одного груза, 
– расстояние между соседними крючками. Применим для каждого случая правило рычага:
(а) , отсюда 
,
(б) , отсюда ,
(в) , отсюда .
Правильность (ошибочность) решения
Полное верное решение
Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение.
Решение в целом верное, однако, содержит существенные ошибки (не физические, а математические).
Записаны уравнения моментов сил и получено решение – по 3 балла за случаи (а) и (б), 4 балла – случай (в).
Получен правильный ответ без уравнения моментов сил, за каждый рычаг
Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении).
Решение неверное, или отсутствует.
3. С какой высоты должна падать вода, чтобы при ударе о землю она закипала? На нагрев воды идёт 50% расходуемой механической энергии, начальная температура воды 20 0 С.
Решение:
Согласно условию, на нагрев воды массой m расходуется энергия, равная mgh .
Поэтому по закону сохранения энергии: Е=Q ; mgh = mc (t 2 - t 1 ), где t 2 =100 0 С. Отсюда h = .
Вычисления дают: h = = 70∙10 3 (м).
Полученный результат показывает, сколь велика энергия, выделяемая и поглощаемая в тепловых процессах.
Ответ: 70км.
Правильность (ошибочность) решения
Полное верное решение
Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение.
Решение в целом верное, однако, содержит существенные ошибки (не физические, а математические).
Записан закон сохранения энергии. Записана формула расчета потенциальной энергии и количества теплоты. Каждая формула по 1 баллу
1250 кг
Ответ: М=1250 кг.
Правильность (ошибочность) решения
Полное верное решение
Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение.
Решение в целом верное, однако, содержит существенные ошибки (не физические, а математические).
Записана формула мощности, записана формула работы силы тяжести, по 2 балла за каждую
Есть понимание физики явления, но не найдено одно из необходимых для решения уравнений, в результате полученная система уравнений не полна и невозможно найти решение.
Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении).
Решение неверное, или отсутствует.
Машина проехала расстояние L = 160 км от города до деревни за время T = 2 часа. Её скорость на первом, хорошем, участке пути была на ∆V = 10 км/час больше средней скорости на всём пути, а на втором, плохом, участке – на ∆V = 10 км/час меньше средней скорости на всём пути. Чему равна длина s плохого участка пути?
Возможное решение
Средняя скорость машины на всём пути V ср = L / T = 80 км/ч. Тогда на первом участке пути машина имела скорость V 1 = 90 км/ч, а на втором – V 2 = 70 км/ч.
Среднюю скорость на всём пути можно выразить через длины участков пути и скорости на них:
Ответ : S = 70 км
Критерии оценивания
Задача 2
На середину плоской льдины толщиной H = 60 см, плавающей в воде, ставят маленький медный кубик, в результате чего глубина погружения льдины увеличивается на Δh = 0,5 см. Чему станет равна глубина H п погружения этой льдины, если на её середину вместо медного кубика поставить железный кубик с вдвое большей стороной? Плотность льда ρ л = 900 кг/м 3 , плотность воды ρ в = 1000 кг/м 3 , плотность меди ρ м = 8900 кг/м 3 , плотность железа ρ ж = 7800 кг/м 3 .
Возможное решение
В отсутствие кубиков сила тяжести, действующая на льдину, уравновешивается силой Архимеда. Над водой выступает часть льдины высотой h = H/10 = 6 см.
Это следует из условия плавания:
S∙H∙ρ л = S∙ρ в ∙g∙(H-h),
где S – площадь льдины.
Сила тяжести, действующая на кубик, уравновешивается добавочной силой Архимеда. Запишем условия равновесия только для добавочных сил. Для медного кубика: S∙Δh∙ρ в = ρ м ∙a 3 ∙g. Для железного кубика: S∙ΔH∙ρ в ∙g = ρ ж ∙8a 3 ∙g, где ΔH – добавочная глубина погружения льдины с железным кубиком. Разделив одно уравнение на другое, получим:
Отсюда H п = (H – h) + ΔH = 57,5 см.
Это значение меньше толщины льдины, следовательно, она не утонет.
Критерии оценивания
Задача 3
Сосуды, частично заполненные ртутью, над которой находится воздух, сообщаются трубками. Левый верхний сосуд и верхняя трубка открыты в атмосферу. Ртуть по трубкам не перетекает. Найдите давление воздуха в точке А, ответ выразите в мм рт. ст.
Определите высоту L столба ртути в верхней трубке. Высота h = 5 см. Атмосферное давление p 0 = 760 мм рт. ст.
Возможное решение
Так как жидкость в системе находится в равновесии, можно связать друг с другом гидростатические давления на разных глубинах.
Давление воздуха в нижнем сосуде равно давлению на поверхности граничащей с ним ртути: p 1 = p 0 + 8 ρ∙g∙h = 1160 мм рт. ст. (здесь ρ – плотность ртути). Такое же давление воздуха и в правом верхнем сосуде (то есть в точке А).
На поверхности жидкости в среднем сосуде давление равно p 2 = p 0 + 11 ρ∙g∙h, но иначе его можно выразить через высоту L следующим образом: p 2 = p 0 + ρ∙g∙(L + 4h)
Отсюда L = 7h = 35 см.
Ответ : L = 35 см
Задача 4
В калориметре смешали десять порций воды. Первая порция имела массу m = 1 г и температуру t = 1 °С, вторая – массу 2m и температуру 2t, третья – 3m и 3t, и так далее, а десятая – массу 10m и температуру 10t. Определите установившуюся температуру смеси. Потерями теплоты пренебречь.
Возможное решение
Так как по условию система теплоизолирована, воспользуемся законом сохранения энергии. Определим количество теплоты, которое выделится при остывании всех порций воды до 0 °С.
Q = cmt + 2m∙c∙2t + … + 10m∙c∙10t = 385 cmt
Это количество теплоты пустим на нагревание всей воды, имеющей массу m + 2m + … + 10m = 55m от 0 °С до искомой температуры t x: Q = 55cmt x = 385 cmt, откуда t x = 7 °С.
Ответ : t x = 7 °С
- За каждое верно выполненное действие баллы складываются .
- При арифметической ошибке (в том числе ошибке при переводе единиц измерения) оценка снижается на 1 балл .
- Максимум за 1 задание – 10 баллов.
- Всего за работу – 40 баллов.
Представляю вашему вниманию задания всероссийской олимпиады школьного тура по физике для 8 класса с правильными ответами к ним.
Эти задания можно использовать в 8 классе, предоставив ученикам шанс усвоить и систематизировать ранее пройденные темы, а также определить, насколько хорошо ученики готовы к подобным олимпиадным заданиям.
1. При остывании на 15°С тело потеряло количество теплоты, равное 2500 Дж. Сколько теплоты оно потеряет, остывая на 45°С?
- А) 75 Дж
- Б) 750 Дж
- В) 7500 Дж
2. Магнитная линия магнитного поля - это...
- А) линия, по которой движутся железные опилки
- Б) линия, которая показывает действие магнитного поля на магнитные стрелочки
- В) линия, вдоль которой устанавливаются в магнитном поле оси магнитных стрелок
3. В начале XX века российский ученый Александр Чижевский впервые высказал идею о влиянии солнечной активности на живых существ и социальные процессы. Как было названо значительное возрастание солнечной активности?
- А) Солнечным ветром
- Б) Магнитной бурей
- В) Тёмным пятном
- Г) Эффектом Чижевского
4. Какое количество теплоты необходимо для нагревания куска льда массой 4,5 кг от температуры 0 о С до температуры 100 о С? Удельная теплота плавления льда 3,4 ∙ 10 5 Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг∙ о С).
- А) 17,1 ∙ 10 5 Дж
- Б) 34,2 ∙ 10 5 Дж
- В) 3,2 ∙ 10 5 Дж
- Г) 51 ∙ 10 5 Дж
5. Каким источником света является Солнце?
- А) Тепловым
- Б) Люминесцирующим
- В) Отражающим
- Г) Искусственным
6. Сколько времени потребуется электрическому току, чтобы при напряжении 100 В и силе тока 0,2 А совершить в цепи работу 400 Дж?
- А) 2 с
- Б) 20 с
- В) 2 мин
- Г) 20 мин
7. Какое вещество называют проводником электричества?
- А) Такое вещество, которому сообщён электрический заряд
- Б) Такое вещество, которое легко электризуется
- В) Такое вещество, через которое от заряженного тела к другим могут проходить только положительные заряды
- Г) Такое вещество, через которое от заряженного тела к другим могут проходить любые электрические заряды
8. Какой заряд мы получим на стеклянной палочке, если натрем её шелком?
- А) Отрицательный
- Б) Положительный
- В) Нейтральный
- Г) Любой из перечисленных
9. Какую работу совершает электродвигатель за 1 мин, если сила тока в обмотке электродвигателя 5 А, напряжение на его клеммах равно 220 В? КПД двигателя 80%.
- А) 2112 Дж
- Б) 1375 Дж
- В) 880 Дж
- Г) Нет правильного ответа
10. Явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел, с изменением температуры, называются…
- А) электрическими
- Б) конденсирующими
- В) тепловыми
- Г) явлениями плавления
11. Когда напряжение на концах проводника равно 8 В, сила тока в нем 0,4 А. Чему будет равна сила тока в проводнике, когда напряжение на его концах уменьшится до 2 В?
- А) 1,6 А
- Б) 0,1 А
- В) 0,8 А
- Г) 0,2 А
12. Один и тот же проводник включают сначала в одну, потом в другую электрическую цепь, где в нем устанавливаются силы тока соответственно 2 А и 4 А. В какой цепи он выделит большее количество теплоты и во сколько раз?
- А) В той цепи, где I = 4А, в 2 раза
- Б) В той цепи, где I = 4А, в 4 раза
- В) В той цепи, где I = 2А, в 2 раза
- Г) В той цепи, где I = 2А, в 4 раза
13. Тело излучает энергию тем интенсивнее, чем...
- А) оно больше
- Б) больше его плотность
- В) быстрее оно движется
- Г) выше его температура
14. Немецкий физик, в честь которого названа единица измерения магнитного потока.
- А) Генрих Герц
- Б) Альберт Эйнштейн
- В) Эрвин Шрёдингер
- Г) Вильгельм Вебер
15. В каком случае речь идёт об изменении внутренней эгергии тела путём теплообмена?
- А) Нагревание лыж вследствие трения о снег
- Б) Нагревание коньков при трении о лёд
- В) Возгорание спички при трении о спичечный коробок
- Г) Нагревание воды в пробирке
16. Закончите фразу: Вследствие электризации тело...
- А) нагревается
- Б) охлаждается
- В) приходит в движение
- Г) приобретает способность притягивать к себе другие тела
17. Какие приборы нужны для определения работы электрического тока?
- А) Реостат, гальванометр, вольтметр
- Б) Вольтметр, аккумулятор, часы
- В) Амперметр, аккумулятор, вольтметр
- Г) Вольтметр, амперметр, часы
18. Зависимость силы тока от каких физических величин устанавливает закон Ома?
- А) Количества электричества и времени
- Б) Напряжения и сопротивления
- В) Сопротивления и количества электричества
- Г) Напряжения и количества электричества
19. За счёт какой энергии происходит разделение заряженных частиц в гальваническом элементе?
- А) За счёт механической энергии
- Б) За счёт внутренней энергии
- В) За счёт энергии химических реакций
- Г) За счёт энергии света
20. Верно ли утверждение: чем больше вода при кипении получает тепла, тем выше ее температура?
- А) Да, потому что внутренняя энергия при получении тепла увеличивается
- Б) Да, потому что при получении тепла увеличивается температура воды
- В) Нет, потому что все полученное тепло идет на преодоление взаимодействия частиц воды и выход их на поверхность
- Г) Нет, потому что сколько вода принимает тепла, столько и отдает окружающему воздуху
Ответы к всероссийской олимпиаде по физике 8 класс
В этой таблице представленны ответы на тестовые задания по физике к школьному этапу всеройссийской олимпиады
| Номер задания | Правильный ответ |
| 1 | В |
| 2 | В |
| 3 | Б |
| 4 | Б |
| 5 | А |
| 6 | Б |
| 7 | Г |
| 8 | Б |
| 9 | Г |
| 10 | В |
| 11 | Б |
| 12 | Б |
| 13 | Г |
| 14 | Г |
| 15 | Г |
| 16 | Г |
| 17 | Г |
| 18 | Б |
| 19 | В |
| 20 | В |
1. Сплав золота и серебра массой 400 г имеет плотность 1, 4 · 104 кг/м³. Полагая объем сплава равным сумме объемов его составных частей, определите массу золота в сплаве.
Решение: Масса сплава всегда равна сумме масс его составных частей: m сп = m c + m з . По условию задачи, объем сплава равен сумме объемов его составных частей: V сп = V c + V з . Из формулы для плотности p=m/V следует, что V=m/p.
Подставляя выражение для объемов в последнюю формулу и выражая массу серебра через массу сплава и массу золота, получаем: m с = m cп — m з и
Решаем совместно эти уравнения относительно неизвестной массы m
з
: 
. Откуда 
Выполняя соответствующие алгебраические преобразования, находим искомую величину: 
. Вычисления дают следующие результаты:
2.
В сосуды, соединённые трубкой с краном, налита вода (см. рисунок). Гидростатическое давление в точках А
и В
равно p A = 4кПа и р В = 1 кПа
соответственно, площади поперечного сечения левого и правого сосудов составляют SA = 3 дм² и SB = 6 дм² соответственно. Какое гидростатическое давление установится в точках А
и В
если открыть кран?
Решение:
До открытия крана масса воды в левом сосуде равна p A S A /g,
в правом сосуде p B S B /g
. После открытия крана в точках А
и В
устанавливается одинаковое гидростатическое давление p, поэтому суммарная масса воды в сосудах равна p(S A +S B)/g.
Поскольку масса воды сохраняется, то p A S A + p B S B = p(S A +S B).
Таким образом, 
3. Парафиновая свечка горит так, что её длина уменьшается со скоростью v = 5 · 10 −5 м / с, а испаряющийся парафин полностью сгорает, не стекая вниз. Свечка плавает в широком сосуде с водой. Её слегка поддерживают в вертикальном положении, чтобы она не опрокидывалась. С какой скоростью V свечка движется относительно сосуда во время сгорания? Плотность воды p В = 1000 кг/м³, плотность парафина p П = 900 кг/м³.
Решение:
Пусть L — длина свечки в некоторый момент времени, H — длина её подводной части, S — площадь её поперечного сечения. Согласно условию плавания тел, p В gHB = p П gLS, откуда H/L = p П /p В. За время Δt длина свечки уменьшилась на величину ΔL = vΔt, а глубина погружения её нижнего конца уменьшилась на 
. Следовательно, нижний конец свечки (как и вся свечка) движется со скоростью относительно сосуда.
4.
Брусок находится на границе двух жидкостей, имеющих плотности p 1 и p 2 , вытесняя объемы V 1 и V 2 соответствующих жидкостей (см. рисунок). Какая архимедова сила F A действует на брусок?
Решение: Архимедова сила представляет собой сил давления жидкости на каждый из участков поверхности тела. В данном случае эта равнодействующая равна разности сил давления на нижнюю и верхнюю грани бруска: F A = F H — F B = S(p H и p B). Здесь S — площадь нижней и верхней граней, p H и p B — давления жидкости на соответствующие грани. Обозначим через h 1 и h 2 высоты частей бруска, находящихся в соответствующих жидкостях. Тогда p H — p B = p 1 gh 1 + p 2 gh 2 , откуда F A = p 1 gSh 1 + p 2 gSh 2 = p 1 V 1 +p 2 V 2 . Итак, архимедова сила равна полному весу вытесненной бруском жидкости.
О сновными целями и задачами Олимпиады являются выявление и развитие у обучающихся творческих способностей и интереса к научно-исследовательской деятельности, создание необходимых условий для поддержки одаренных детей, пропаганда научных знаний.
Время выполнения:
60 мин -7, 8 классы - 4 задания;
1 час 30 мин - 9 классы - 4 задания
2 часа - 10,11 классы - 5 заданий.
Олимпиада проводится в один тур индивидуальных состязаний участников. Отчёт о проделанной работе участники сдают в письменной форме. Дополнительный устный опрос не допускается.
Для выполнения заданий учащимся рекомендуем пользоваться калькулятором и набором таблиц. Для успешного выполнения работы в 9 классе необходимо выдать учащимся таблицу теплоемкостей и удельной теплоты плавления.
Жюри олимпиады оценивает записи, приведенные в чистовике. Черновики не проверяются. Все пометки в работе участника члены жюри делают только красными чернилами. Баллы за промежуточные выкладки ставятся около соответствующих мест в работе. Итоговый балл за задачу ставится в конце решения. Член жюри заносит балл в таблицу на первой странице работы и ставит свою подпись.
В случае неверного решения необходимо находить и отмечать ошибку, которая к нему привела.
Правильный ответ, приведенный без обоснования или полученный из неправильных рассуждений, не учитывается. Если задача решена не полностью, то этапы ее решения оцениваются в соответствии с критериями оценок по данной задаче.
Максимальное количество баллов при правильном решении задачи для 7 - 9 классов- 5 баллов.
Проверка работ осуществляется согласно стандартной методике оценивания решений:
| Баллы | Правильность (ошибочность) решения |
| Полное верное решение |
|
| Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение. |
|
| Решение в целом верное, однако, содержит существенные ошибки (не физические, а математические). |
|
| Найдено решение одного из двух возможных случаев. |
|
| Есть понимание физики явления, но не найдено одно из необходимых для решения уравнений, в результате полученная система уравнений не полна и невозможно найти решение. |
|
| Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении). |
|
| Решение неверное, или отсутствует. |
Максимальное количество баллов для 7, 8, 9 классов - 20, для 10, 11 классов -25 баллов.
Школьный этап. 2015-2016 учебный год.
8 класс
Табурет массой 2 кг стоит на четырёх ножках, след каждой из которых имеет форму квадрата стороной 3 см. Чему равна масса кота, сидящего на табурете, если давление табурета вместе с котом на пол равно 20 кПа?
На рисунке изображены рычаги, на которых имеются крючки, прикрепленные через одинаковые расстояния. Крючки пронумерованы от -3 до 3, причем 0 приходится на середину рычага. К некоторым крючкам прикреплено по нескольку грузов одинаковой массы. Имеется еще один такой же не подвешенный груз. К крючку с каким номером n его нужно подвесить, чтобы рычаг находился в равновесии? Решите задачу для каждого из трех случаев, представленных на рисунке.
3. Из Нижнего Новгорода в сторону Москвы с интервалом в 10 минут вышли два электропоезда со скоростью 54 км/ч. Какую скорость имел встречный поезд, если он встретил второй поезд через 4 минуты после первого?
4. Металлический стержень нагревают, поместив один его конец в пламя (см. рисунок). Через некоторое время температура металла в точке А повышается. Каким способом происходит передача энергии?
Всероссийская олимпиада школьников по физике.
Школьный этап.
2015-2016 учебный год.
Ответы и краткие решения
8 класс
1. Решение: Запишем выражение для давления p , которое табурет (вместе с котом) оказывает на пол: , где m и M - массы табурета и кота, S - площадь следа одной ножки. Отсюда найдём массу кота: .
Ответ: 5,2 кг.
2. Решение . Обозначим через массу одного груза, - расстояние между соседними крючками. Применим для каждого случая правило рычага:
(а) , отсюда ,
(б) , отсюда ,
(в) , отсюда .
3. Решение.
Расстояние между электропоездами
км. Это же расстояние встречный поезд проходит за мин со скоростью . Следовательно, , откуда км/ч. Ответ: 81 км/ч.
4. Ответ : в основном путем теплопроводности.
