OLIMPIC
Sarcini pentru clasa a 8-a
- Fetele au făcut un om de zăpadă, iar băieții au făcut o copie exactă a acestuia, dar de două ori mai mare. Care este greutatea copiei dacă originalul are 50 kg? (Densitatea zăpezii la ambii oameni de zăpadă este aceeași.) (9 puncte)
- Un grup de turiști, care se deplasează în lanț pe marginea drumului cu o viteză de 3,6 km/h, s-a întins pe 200 m. Spatele trimite un biciclist la consilier, care se află în fața grupului. Biciclistul circulă cu o viteză de 7 m/s; după finalizarea misiunii, se întoarce imediat în spatele grupului cu aceeași viteză. Cât timp după ce a primit comanda s-a întors biciclistul? (11 puncte)
- În acest caz, forța de ridicare a unui balon de hârtie de casă umplut cu aer cald este mai mare: când băieții l-au lansat în clădirea școlii sau în curtea școlii, unde a fost destul de mișto? (8 puncte)
- Un cui cu o lungime de a = 10 cm a fost bătut într-o placă de 5 cm grosime, astfel încât jumătate din cui să treacă direct. Pentru a-l scoate din placă, trebuie să aplicați o forță de 1,8 kN. Cuia a fost scoasă din tablă. Ce fel de lucrare mecanică a fost făcută? (11 puncte)
- O anumită instalație, care dezvoltă o putere de 30 kW, este răcită de apă curentă care curge printr-un tub spiralat cu o secțiune transversală de 1 cm². În condiții de echilibru, apa curentă se încălzește cu ∆t = 15 ° C. Determinați debitul de apă, presupunând că toată energia degajată în timpul funcționării instalației este destinată încălzirii apei. (12 puncte)
- Cutia de fier închisă este parțial umplută cu kerosen. Sugerați una dintre modalitățile de a determina nivelul aproximativ de kerosen din cutie fără a utiliza niciun dispozitiv de măsurare (și fără a deschide cutia). (9 puncte)
Răspunsuri la teme pentru clasa a 8-a
- 400 kg.
Soluţie. Când faceți o copie exactă, toate dimensiunile (lungime, lățime și înălțime) trebuie dublate. În consecință, volumul omului de zăpadă realizat de băieți va fi de 8 ori volumul originalului, iar masa copiei este m = 50 kg · 8 = 400 kg.
- ≈58,3 s.
Soluţie ... Viteza biciclistului în cadrul de referință asociat grupului, la trecerea la consilier, este egală cu υ₂-υ₁ când întoarcerea este egală cu υ₂ + υ₁. Prin urmare, timpul de trecere a biciclistului la consilier este t₁ = L / υ₂-υ₁, iar timpul de întoarcere a biciclistului la cel de închidere este t₂ = L / υ₂ + υ₁, unde L este lungimea lanțului. . Timpul total de călătorie al biciclistului este t = t₁ + t₂. Astfel, puteți scrie:
t = L / υ₂-υ₁ + L / υ₂ + υ₁ = 2 L · υ₂ / υ₂²-υ₁²
Înlocuind valorile numerice \ u200b \ u200 ale mărimilor, obținem: t ≈ 58,3 s.
- Forța de ridicare a balonului este egală cu diferența dintre greutatea aerului în volumul balonului și greutatea gazului care umple balonul. Cu cât diferența dintre densitățile aerului și gazului care umple mingea este mai mare, cu atât ridicarea este mai mare. Prin urmare, forța de ridicare a mingii este mai mare în aer liber, unde aerul este mai puțin încălzit.
- 135 J.
Soluţie ... Pentru a deplasa cuiul pe calea a, este necesar să faceți lucrul A₁ = F · a. Odată cu mișcarea ulterioară a cuiului, forța va scădea de la F la 0. Prin urmare, munca trebuie găsită pentru forța medie: А₂ = 1/2 · F · а. De aici treaba completă
A = А₁ + А₂ = F · a + 1/2 · F · a = 3/2 · F · a = 1,5 · F · a.
- ≈0,48 m/s
Soluţie ... În conformitate cu legea conservării și transformării energiei
E = Q (1)
Unde E este energia eliberată în timpul funcționării instalației; Q- energia cheltuită pentru încălzirea apei. Dar E = Pτ (2)
τ este timpul de funcționare al instalației, iar Q = сm∆ t (3)
m este masa apei. Înlocuind expresiile (2) și (3) în (1), obținem
Рτ = сm∆ t (4)
Când apa se deplasează cu viteza υ prin tuburi cu secțiunea transversală S, într-un timp τ, apa trece cu masa M = ρSυτ (5)
Înlocuind expresia (5) în formula (4), obținem: Р = с ρSυ∆ t
Prin urmare υ = Р / сρS∆ t
- Puteți, de exemplu, să răciți bine cutia de kerosen. Apoi puneți-l într-o cameră caldă. În cameră, ca urmare a condensului de abur, recipientul va fi acoperit cu picături de apă. Pe măsură ce cutia se încălzește într-o cameră caldă, apa de pe ea se va evapora. Deoarece masa de aer și vapori de benzină din partea superioară a acestuia este mult mai mică decât masa de kerosen din partea inferioară a cutiei, atunci când cutia este încălzită într-o cameră caldă, evaporarea va avea loc mai rapid din partea superioară a cutiei. aceasta. Ca rezultat, la un moment dat va fi posibil să se observe o graniță ascuțită între suprafața uscată a cutiei și o parte a acesteia încă acoperită cu picături de apă. Acest chenar va indica nivelul de kerosen din cutie.
Mașina a parcurs distanța L = 160 km de la oraș la sat în timp T = 2 ore. Viteza sa pe prima secțiune, bună, a traseului a fost cu ∆V = 10 km/h mai mare decât viteza medie de-a lungul întregului traseu, iar pe cea de-a doua secțiune, proastă - cu ∆V = 10 km/h mai mică decât viteza medie de-a lungul întregului traseu. Care este lungimea s a piesei proaste?
Soluție posibilă
Viteza medie a mașinii de-a lungul întregii trasee este V av = L / T = 80 km / h. Apoi, pe prima secțiune a traseului, mașina avea o viteză V 1 = 90 km / h, iar pe a doua - V 2 = 70 km / h.
Viteza medie de-a lungul întregii trasee poate fi exprimată în termeni de lungimi ale secțiunilor traseului și viteza pe acestea:
Răspuns: S = 70 km
Criteriu de evaluare
Sarcina 2
Un mic cub de cupru este așezat în mijlocul unui slot plat de gheață cu o grosime de H = 60 cm, plutind în apă, drept urmare adâncimea de scufundare a slotului de gheață crește cu Δh = 0,5 cm.cub pentru a pune un cub de fier cu o latură de două ori mai mare? Densitatea gheții ρ l = 900 kg / m 3, densitatea apei ρ w = 1000 kg / m 3, densitatea cuprului ρ m = 8900 kg / m 3, densitatea fierului ρ w = 7800 kg / m 3.
Soluție posibilă
În absența cuburilor, forța gravitațională care acționează asupra slotului de gheață este echilibrată de forța lui Arhimede. Deasupra apei iese o parte din slip de gheață cu o înălțime de h = H / 10 = 6 cm.
Aceasta rezultă din starea de înot:
S ∙ H ∙ ρ l = S ∙ ρ în ∙ g ∙ (H-h),
unde S este aria banchiului de gheață.
Forța gravitației care acționează asupra cubului este echilibrată de forța suplimentară a lui Arhimede. Să notăm condițiile de echilibru numai pentru forțe suplimentare. Pentru un cub de cupru: S ∙ Δh ∙ ρ в = ρ m ∙ a 3 ∙ g. Pentru un cub de fier: S ∙ ΔH ∙ ρ în ∙ g = ρ w ∙ 8a 3 ∙ g, unde ΔH este adâncimea suplimentară de scufundare a bancului de gheață cu cubul de fier. Împărțind o ecuație la alta, obținem:
Prin urmare, Hp = (H - h) + ΔH = 57,5 cm.
Această valoare este mai mică decât grosimea bancului de gheață, prin urmare, nu se va scufunda.
Criteriu de evaluare
Problema 3
Vasele, parțial umplute cu mercur, deasupra cărora se află aer, sunt conectate prin tuburi. Vasul din stânga sus și tubul superior sunt deschise către atmosferă. Mercurul nu curge prin tuburi. Aflați presiunea aerului în punctul A, exprimați răspunsul în mm Hg. Artă.
Determinați înălțimea L a coloanei de mercur din tubul superior. Inaltime h = 5 cm.Presiunea atmosferica p 0 = 760 mm Hg. Artă.
Soluție posibilă
Deoarece lichidul din sistem este în echilibru, este posibil să se relaționeze presiunile hidrostatice între ele la diferite adâncimi.
Presiunea aerului din vasul inferior este egală cu presiunea de pe suprafața mercurului adiacent: p 1 = p 0 + 8 ρ ∙ g ∙ h = 1160 mm Hg. Artă. (aici ρ este densitatea mercurului). Aceeași presiune a aerului în vasul din dreapta sus (adică în punctul A).
Pe suprafața lichidului din vasul din mijloc, presiunea este p 2 = p 0 + 11 ρ ∙ g ∙ h, dar altfel se poate exprima prin înălțimea L astfel: p 2 = p 0 + ρ ∙ g ∙ (L + 4h)
Prin urmare L = 7h = 35 cm.
Răspuns: L = 35 cm
Problema 4
Zece porții de apă au fost amestecate în calorimetru. Prima porțiune a avut o masă de m = 1 g și o temperatură de t = 1 ° C, a doua a avut o masă de 2 m și o temperatură de 2 t, a treia a avut o masă de 3 m și 3 t și așa mai departe, iar zecimea avea o masă de 10m și o temperatură de 10t. Determinați temperatura la starea de echilibru a amestecului. Ignoră pierderea de căldură.
Soluție posibilă
Deoarece sistemul este izolat termic prin condiție, vom folosi legea conservării energiei. Să determinăm cantitatea de căldură care va fi eliberată atunci când toate porțiunile de apă se răcesc la 0 ° C.
Q = cmt + 2m ∙ c ∙ 2t +… + 10m ∙ c ∙ 10t = 385 cmt
Fie ca această cantitate de căldură să fie folosită pentru a încălzi toată apa cu masa m + 2m + ... + 10m = 55m de la 0 ° С la temperatura dorită t x: Q = 55 cmt x = 385 cmt, de unde tx = 7 ° С.
Răspuns: t x = 7 ° С
- Puncte pentru fiecare acțiune efectuată corect aduna.
- În cazul unei erori aritmetice (inclusiv o eroare la conversia unităților de măsură), estimarea scade cu 1 punct.
- Maxim pentru 1 sarcină - 10 puncte.
- Total pentru muncă - 40 de puncte.
Răspunsuri la sarcinile etapei școlare a Olimpiadei Ruse
şcolari la fizică în anul universitar 2015-2016
clasa a 8-a.
1. Biciclistul a parcurs prima jumătate a călătoriei cu o viteză V 1 = 10 km/h. Apoi a condus cu o viteză mai mare, dar a spart cauciucul. După ce a încercat să repare puncția, biciclistul a fost nevoit să meargă pe tot restul drumului. Care este viteza medie a unui biciclist de-a lungul întregii trasee, dacă prima treime din timpul petrecut de el în a doua jumătate a călătoriei, el a călătorit cu o viteză V 2 = 20 km/h, a doua treime a fost înțepată și ultima treime a mers pe jos cu o viteză V 4 = 5 km/h?
Soluţie. Viteza medie pe o anumită secțiune a traseului, conform definiției, este egală cu raportul calea parcursă în timpul în care această cale a fost parcursă
În funcție de condițiile problemei:
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 .
De aici puteți găsi:
t 1 = 0,5 S/V 1 , (2)
t 2 = t 3 = t 4 = 0,5 S/(V 2 + V 4). (3)
Înlocuind relațiile (2) și (3) în formula (1), obținem:
.
Soluția corectă completă
S-a găsit o soluție la unul dintre cele două cazuri posibile.
2 ... Ilustrația prezintă pârghii cu cârlige atașate la distanțe egale. Cârligele sunt numerotate de la -3 la 3, cu 0 în mijlocul pârghiei. Unele cârlige au mai multe greutăți de aceeași masă atașate. Mai există încă o sarcină similară nesuspendată. Care număr de cârlig n Este necesar să fie suspendat pentru a menține pârghia în echilibru? Rezolvați problema pentru fiecare dintre cele trei cazuri prezentate în figură.
Soluţie.
Să notăm prin 
greutatea unei mărfuri, 
- distanta dintre carligele adiacente. Să aplicăm regula efectului de levier pentru fiecare caz:
(a), de aici 
,
(b) de aici ,
(în), de aici .
Corectitudinea (eroalitatea) deciziei
Soluția corectă completă
Decizia corectă. Există câteva erori minore care, în general, nu afectează decizia.
Soluția este în general corectă, dar conține erori semnificative (nu fizice, ci matematice).
Se notează ecuațiile momentelor de forță și se obține o soluție - câte 3 puncte pentru cazurile (a) și (b), 4 puncte pentru cazul (c).
Răspunsul corect se obține fără ecuația momentelor de forță, pentru fiecare pârghie
Există ecuații separate legate de esența problemei în absența unei soluții (sau în cazul unei soluții eronate).
Soluția este greșită sau lipsește.
3. De la ce înălțime trebuie să cadă apa ca să fiarbă când lovește pământul? Încălzirea apei necesită 50% din energia mecanică consumată, temperatura inițială a apei este de 20 0 С.
Soluţie:
Conform condiției, pentru încălzirea apei cu o masă m energie este consumată egal cu mgh .
Prin urmare, conform legii conservării energiei: E = Q; mgh = mc (t 2 - t 1 ), Unde t 2 =100 0 C. Prin urmare h = .
Calculele dau: h = = 70 ∙ 10 3 (m).
Rezultatul obtinut arata cat de mare este energia eliberata si absorbita in procesele termice.
Răspuns: 70 km.
Corectitudinea (eroalitatea) deciziei
Soluția corectă completă
Decizia corectă. Există câteva erori minore care, în general, nu afectează decizia.
Soluția este în general corectă, dar conține erori semnificative (nu fizice, ci matematice).
Se notează legea conservării energiei. Se notează formula de calcul a energiei potențiale și a cantității de căldură. Fiecare formulă 1 punct
1250 kg
Răspuns: M = 1250 kg.
Corectitudinea (eroalitatea) deciziei
Soluția corectă completă
Decizia corectă. Există câteva erori minore care, în general, nu afectează decizia.
Soluția este în general corectă, dar conține erori semnificative (nu fizice, ci matematice).
Se notează formula puterii, se notează formula muncii gravitației, câte 2 puncte pentru fiecare
Există o înțelegere a fizicii fenomenului, dar una dintre ecuațiile necesare pentru rezolvarea ecuațiilor nu a fost găsită, ca urmare, sistemul de ecuații rezultat este incomplet și este imposibil de găsit o soluție.
Există ecuații separate legate de esența problemei în absența unei soluții (sau în cazul unei soluții eronate).
Soluția este greșită sau lipsește.
OPrincipalele scopuri și obiective ale Olimpiadei sunt identificarea și dezvoltarea abilităților creative și interesului elevilor pentru activitățile de cercetare, crearea condițiilor necesare pentru a sprijini copiii supradotați și promovarea cunoștințelor științifice.
Perioada de grație:
60 minute -7, 8 ore - 4 sarcini;
1 oră 30 minute - 9 clase - 4 sarcini
2 ore - ore 10.11 - 5 teme.
Olimpiada se desfășoară într-o singură rundă de competiții individuale ale participanților. Participanții prezintă în scris un raport cu privire la munca depusă. Nu sunt permise întrebări verbale suplimentare.
Pentru a finaliza temele, elevii sunt sfătuiți să folosească un calculator și un set de tabele. Pentru a finaliza cu succes lucrareaîn clasa a IX-a este necesar să se acorde elevilor un tabel cu capacități termice și căldură specifică de topire.
Juriul Olimpiadei evaluează lucrările prezentate în exemplarul curat. Ciornele nu sunt verificate. Toate notele din lucrarea participantului sunt făcute numai de membrii juriuluicerneală roșie. Punctele pentru calcule intermediare sunt plasate lângă locurile corespunzătoare din lucrare. Scorul final pentru problemă este dat la sfârșitul soluției. Membrul juriului înscrie punctajul în tabelul de pe prima pagină a lucrării și își pune semnătura.
În cazul unei decizii greșite, este necesar să găsiți și să marcați eroarea care a condus la aceasta.
Răspunsul corect dat fără justificare sau obținut din raționament incorect nu este luat în considerare. Dacă problema nu este complet rezolvată, atunci etapele rezolvării acesteia sunt evaluate în conformitate cu criteriile de evaluare a problemei date.
Numărul maxim de puncte cu rezolvarea corectă a problemei pentru 7-9 clase este de 5 puncte.
Verificarea lucrărilor se realizează conform metodei standard de evaluare a soluțiilor:
| Puncte | Corectitudinea (eroalitatea) deciziei |
| Soluția corectă completă |
|
| Decizia corectă. Există câteva erori minore care, în general, nu afectează decizia. |
|
| Soluția este în general corectă, dar conține erori semnificative (nu fizice, ci matematice). |
|
| S-a găsit o soluție la unul dintre cele două cazuri posibile. |
|
| Există o înțelegere a fizicii fenomenului, dar una dintre ecuațiile necesare pentru rezolvarea ecuațiilor nu a fost găsită, ca urmare, sistemul de ecuații rezultat este incomplet și este imposibil de găsit o soluție. |
|
| Există ecuații separate legate de esența problemei în absența unei soluții (sau în cazul unei soluții eronate). |
|
| Soluția este greșită sau lipsește. |
Numărul maxim de puncte pentru clasele 7, 8, 9 este de 20, pentru clasele 10, 11 -25 de puncte.
Etapa școlară. Anul universitar 2015-2016.
clasa a 8-a
Un scaun care cântărește 2 kg stă pe patru picioare, amprenta fiecăruia având forma unui pătrat cu latura de 3 cm.Care este masa unei pisici așezate pe un scaun dacă presiunea scaunului împreună cu pisica pe podea este 20 kPa?
Ilustrația prezintă pârghii cu cârlige atașate la distanțe egale. Cârligele sunt numerotate de la -3 la 3, cu 0 în mijlocul pârghiei. Unele cârlige au mai multe greutăți de aceeași masă atașate. Mai există încă o sarcină similară nesuspendată. Care număr de cârlig n Este necesar să fie suspendat pentru a menține pârghia în echilibru? Rezolvați problema pentru fiecare dintre cele trei cazuri prezentate în figură.
3. Două trenuri electrice au plecat din Nijni Novgorod spre Moscova cu un interval de 10 minute cu o viteză de 54 km/h. Ce viteză avea trenul care venea în sens opus dacă s-a întâlnit cu al doilea tren la 4 minute după primul?
4. Tija metalică este încălzită prin plasarea unui capăt al acesteia într-o flacără (vezi figura). După un timp, temperatura metalului în punctul A crește. Cum se realizează transferul de energie?
Olimpiada rusă de fizică pentru școlari.
Etapa școlară.
Anul universitar 2015-2016.
Răspunsuri și soluții scurte
clasa a 8-a
1. Soluție: Să scriem expresia pentru presiune p , pe care scaunul (impreuna cu pisica) il pune pe jos:, unde m și M - masele scaunului și pisicii, S - aria amprentei unui picior. De aici găsim masa pisicii:.
Răspuns: 5,2 kg.
2. Soluţie ... Să notăm prin masa unei sarcini, - distanța dintre cârligele adiacente. Să aplicăm regula efectului de levier pentru fiecare caz:
(a), de aici,
(b), de aici,
(în) de aici.
3. Soluție.
Distanța dintre trenurile electrice
km. Trenul care se apropie parcurge aceeași distanță într-un minut cu o viteză. Prin urmare, unde este km/h.Răspuns: 81 km/h.
4. Răspuns : în principal prin conducţie termică.
(anul universitar 2014 - 2015)
Rezolvarea sarcinilor este întocmită într-un caiet. Nu uita să-ți pui actul de identitate și nota pe pagina de titlu a caietului tău!
Problema numarul 1 (punctaj maxim - 10)
Vas cu 100 g apa la temperatura 0оС 15 minute 2оС 100 g gheață, apoi s-a topit 10h... Din aceste date, calculați căldura specifică de topire a gheții?
Problema numarul 2(punctaj maxim - 6)
De la Moscova la Pușkino la intervale t = 10 min v1 = 30 km/h... Cât de repede v2 un tren care mergea spre Moscova era în mișcare, dacă întâlnea aceste trenuri electrice după o perioadă de timp τ = 4 min unul dupa altul.
Problema numarul 3(punctaj maxim - 8)
Problema numarul 4 (punctaj maxim - 4)
Cutie inchisa ermetic, greutate 0,1 kg si dimensiuni 5 × 10 × 10 cm plutește la suprafața apei. O greutate de aluminiu a fost suspendată de jos la cutie, astfel încât să se cufunde complet în apă, dar continuă să plutească în ea. Aflați masa platinei dacă densitatea aluminiului 2,7 g/cm3, și densitatea apei 1 g/cm3.
Etapa municipală a olimpiadei rusești pentru școlari la fizică anul universitar 2014-2015
Rezolvarea problemelor
1. Un vas cu 100 g apa la temperatura 0оС era suspendat în mijlocul camerei. Peste tot 15 minute temperatura apei a crescut la 2оС... Când vasul a fost inițial la aceeași temperatură 100 g gheață, apoi s-a topit 10h... Din aceste date, calculați căldura specifică de topire a gheții? ( 10 puncte)
Opțiune de soluție:
Cantitatea de căldură primită pe unitatea de timp de apă și gheață este aproximativ aceeași, deoarece diferența de temperatură dintre apă și aerul din cameră este aproximativ aceeași cu cea a gheții și a aerului. Apa s-a încălzit în 15 minute
În consecință, gheața a primit căldură în 10 ore (600 de minute).
De aici rezultă că căldura specifică de topire a gheții.
Răspuns: λ = 3,36 105J/kg.
Criteriu de evaluare:
2. De la Moscova la Pușkino la intervale t = 10 min două trenuri electrice au plecat cu viteză v1 = 30 km/h... Cu ce viteză v2 s-a deplasat trenul care mergea spre Moscova dacă a întâlnit aceste trenuri electrice după o perioadă de timp? τ = 4 min unul dupa altul. (6 puncte)
Opțiune de soluție:
Distanța dintre trenurile electrice S = v1t, pe de altă parte S = v1 τ + v2 τ de aici v2 = v1 (t - τ) / τ = 45 km/h.
Opțiune de soluție:
Presiunea atmosferică normală este de aproximativ P ≈105Pa... Aceasta înseamnă greutatea unei coloane atmosferice de aer cu o suprafață de 1 m2 P = 105H... Cunoscând suprafața globului, puteți calcula masa întregii atmosfere a Pământului. Suprafața pământului S = 4 πR2, unde R = 6370 km este raza medie a Pământului.
Masa atmosferei Pământului M = SP/g≈5 1018 kg.
Criterii de evaluare
4. Cutie inchisa ermetic, greutate 0,1 kg si dimensiuni 5x10x10 cm plutește la suprafața apei. O greutate de aluminiu a fost suspendată de jos la cutie, astfel încât să se cufunde complet în apă, dar continuă să plutească în ea. Aflați masa platinei dacă densitatea aluminiului 2,7 g/cm3, și densitatea apei 1 g/cm3 (4 puncte)
Opțiune de soluție:
Condiția de echilibru are forma
Farkh1 + Farkh2 = m1g + m2g (1);
ρv = (mx g) / ρ1 + ρvv1g = m1g + mxg, unde mx este masa greutății
ρvV1-m1 = mx (1-ρv / ρ1), unde ρ1 este densitatea aluminiului
mx = (ρvv1-m1) / (1- (ρv / ρ1)) (2)
Răspuns: 635 î.Hr
