Всероссийская олимпиада школьников 2016- 2017 год (стр. 2 )

ФИЗИКА

Школьный этап

9 класс

Время работы – 60 минут

Уважаемые участники! Не забывайте указывать номер выполняемого вами задания.

Задание 1. (5 баллов)

Всегда ли шар, освещённый точечным источником света, отбрасывает на горизонтальную площадку круглую тень? Обоснуйте свой ответ с помощью рисунка.

Задача 2. (10 баллов)

В калориметр с водой, температура которой tв = 20 0C, переносят нагретые в кипятке одинаковые металлические шарики. После переноса первого шарика температура в калориметре поднялась до t1 = 40 0C. Сколько шариков надо перенести, чтобы температура в калориметре стала равной 90 0C ?

Задача 3. (5 баллов)

Сосулька массой 100 г свободно падает с крыши дома, высота которого 5 м. Определите кинетическую энергию сосульки через 2 с после начала падения. (Ускорение свободного падения 10 м/с2)

Задание 4 (10 баллов)

На схеме (см. рисунок) сопротивления R1=2 Ом, R2=3 Ом, R3=6 Ом. Показания амперметра 0,5 А. Определите показания вольтметра.

Всероссийская олимпиада для школьников 2016- 2017 год

ФИЗИКА

Школьный этап

9 класс

Ключи, критерии проверки

Задание 1. (5 баллов)

Всегда ли шар, освещённый точечным источником света, отбрасывает на горизонтальную площадку круглую тень? Обоснуйте свой ответ с помощью рисунка.

Решение:

Не всегда. Тень будет круглой только в том случае, когда источник света и центр шара находятся на одной вертикали.

Критерии	Баллы
1.  Получен правильный ответ	1
2.  Указан аргумент, что центр шара и источник находятся на одной вертикали.	2
3.  Аргумент подтверждён рисунком.	2
Мах балл	5 б

Задача 2. (10 баллов)

В калориметр с водой, температура которой tв = 20 0C, переносят нагретые в кипятке одинаковые металлические шарики. После переноса первого шарика температура в калориметре поднялась до t1 = 40 0C. Сколько шариков надо перенести, чтобы температура в калориметре стала равной 90 0C ?

Решение:

Пусть в калориметр перенесли из кипятка N шариков. Пусть теплоёмкость шарика - C, теплоёмкость воды – Cв

Согласно уравнению теплового баланса Св ( t - tв ) = NC( tк – t )

При N=1 и t = t1получаем: Св ( t1 - tв ) = C( tк – t1 ) ;

Подставляем Св (40 0С - 20 0С) = С (100 0С – 40 0С) .

Тогда Св = 3С.

Следовательно, при любом N справедливо уравнение 3(t – t1) = N (tк - t)

при t =90 0С находим N = 21

Ответ: N=21

Критерии	Баллы
1.Записано уравнение теплового баланса Св ( t - tв ) = NC( tк – t )	2
2. Св = 3С получено выражение для теплоёмкости воды	2
3. 3(t – t1) = N (tк - t) получено уравнение справедливое при любом N	2
4.Решено уравнение при t =90 0С	2
5.Получен ответ N=21	2
Мах балл	10 б

Решение II - способ :

Пусть в калориметр перенесли из кипятка N шариков. Пусть удельная теплоёмкость шарика - C, удельная теплоёмкость воды – Cв , масса воды – m, масса одного шарика – m0

Согласно уравнению теплового баланса Св m ( t1 - tв ) = C m0 ( tк – t1 );

При N=1 и t1=40 0C

получаем : Св m (40 0С - 20 0С) = С m0 (100 0С – 40 0С) (1) .

При t1=90 0C для N шариков получаем:

Св m (90 0С - 20 0С) = N С m0 (100 0С – 90 0С) (2)

Решим систему уравнений (1) и (2):

;

2 N = 42;

получаем N=21

Ответ: N=21

Критерии	Баллы
1.Записано уравнение теплового баланса Св m ( t1 - tв ) = C m0 ( tк – t1 ) При N=1	2
2. Св m (90 0С - 20 0С) = N С m0 (100 0С – 90 0С) получено выражение для N шариков	3
3. Решена система выражений (1) и (2)	3
4.Получен ответ N=21	2
Мах балл	10 б

Задача 3. (5 баллов)

Сосулька массой 100 г свободно падает с крыши дома, высота которого 5 м. Определите кинетическую энергию сосульки через 2 с после начала падения. (Ускорение свободного падения 10 м/с2)

Ек - ?	СИ	I вариант решения: t – время падения сосульки с высоты h т. к. , то ; Через 1 с сосулька упадет на землю. Т. к. t < t0 , то v = 0. Следовательно, . II вариант решения: vр – расчетная скорость сосульки vд – скорость сосульки в действительности Т. к. , то При падении с высоты 5 м скорость сосульки Т. к. vр > vд , то через 2 с сосулька уже будет лежать на земле, следовательно, .
m = 100 г h = 5 м t0 = 2 c g=10 м/с2	0.1 кг

Содержание критерия	Баллы
Записана формула кинетической энергии.	1
Записана формула перемещения или скорости при равноускоренном движении.	1
Произведен расчет времени или скорости падения сосульки с высоты 5 м.	1
Аргументировано, что через 2 с скорость сосульки равна 0.	1
Сделан вывод о том, что через 2 с кинетическая энергия сосульки равна 0.	1
Максимальный балл	5

Задание 4 (10 баллов)