Задания

8 класc

1. (3 балла) Почему в ясную погоду рано утром под водой еще темно, хотя солнце уже поднялось? Проиллюстрируйте свой ответ рисунком.

2. (4 балла) Не ожидая школьный автобус, школьник пошел из школы домой пешком. На половине дороги его догнал автобус и довез домой. С какой скоростью ехал автобус, если школьник шел 9/10 всего времени со скоростью 4 км/час?

3. (5 баллов) Два столбика, имеющие одинаковую высоту 1,2 м, поставлены вблизи уличного фонаря так, что расстояния от основания уличного фонаря до оснований столбиков отличаются на 0,8 м. При этом тени, отбрасываемые столбиками, отличаются на 0,4 м. Найти высоту, на которую подвешен фонарь.

4. (6 баллов) В сосуд, заполненный водой, бросают кусок алюминиевого сплава. После того, как часть воды вылилась из сосуда, масса его с оставшейся водой и куском сплава увеличилась на 25 г. Когда вместо воды использовали жидкое масло плотностью 0,9 г/см3 и повторили измерения, то масса сосуда с маслом и куском сплава увеличилась на 26 г. Определите плотность сплава. Плотность воды 1 г/см3.

5. (7 баллов) У вас есть несколько одинаковых стаканов, ложка и бутылка с водой. Предложите и опишите способ, с помощью которого с этим оборудованием можно воспроизвести какую-нибудь мелодию.

9 класс

1. (3 балла) Поясните, как с помощью отрицательно заряженного металлического шарика зарядить положительно другой такой же шарик, не изменяя заряда первого шарика?

2. (4 балла) В сосуде, из которого быстро откачивают воздух, находится небольшое количество воды с массой m при температуре 0оС. За счет интенсивного испарения происходит постепенное замораживание воды. Какая часть первоначальной массы воды может быть таким образом превращена в лед? Удельная теплота плавления льда – 332 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды – 2,3 МДж/кг.

3. (5 баллов) Полый стеклянный шарик бросили в воду. Определите (в процентах), какую часть объема шарика занимает полость, если шарик плавает в воде, погрузившись наполовину. Плотность стекла 2500 кг/м3, плотность воды 1000 кг/м3.

4. (6 баллов) Что показывает амперметр, если
к точкам А и В цепи (см. рис. 1) подведено напряжение 220 В? Сопротивления резисторов
R1, R2, R3, R4, R5, R6 соответственно R1 = 15 Ом,
R2 = 2 Ом, R3 = R4 = 5 Ом, R5 = 3 Ом, R6 = 38 Ом. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

                                                                                               

5. (7 баллов) У вас есть палочка произвольной формы. Придумайте и опишите ход эксперимента по определению массы этой палочки с помощью грузика известной массы, нитки и линейки.

10 класс

1. (3 балла) Тело плотностью 500 кг/м3 плавает на поверхности воды в сосуде. Какая часть объема тела погружена в воду? Как изменятся сила Архимеда и объем погруженной части тела, если сосуд будет подниматься с ускорением g/2, направленным вертикально вверх? Плотность воды 1000 кг/м3.

2. (4 балла) Жонглер бросает мячики один за другим вверх, каждый следующий мяч в тот момент, когда предыдущий находится в наивысшей точке. На какую высоту поднимаются мячи, если жонглер бросает 3 мяча в секунду.

3. (5 баллов) После того, как два маленьких заряженных металлических шарика привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние, сила их кулоновского взаимодействия увеличилась по модулю в n = 4/3 раза. Одноименными или разноименными были первоначально заряды q1 и q2 на шариках? Во сколько раз они отличались по модулю? Радиусы шариков равны.

4. (6 баллов) В открытый сверху сосуд кубической формы ёмкостью 3 л залили 1 кг воды и положили 1 кг льда. Начальная температура смеси 0 0C. Под сосудом сожгли 50 г бензина, причём 80% выделившегося при этом тепла пошло на нагревание содержимого сосуда. Считая сосуд тонкостенным и пренебрегая его теплоёмкостью и тепловым расширением, найдите уровень воды в сосуде после нагрева. Удельная теплота плавления льда 332 кДж/кг, удельная теплота испарения воды 2,3 МДж/кг, удельная теплоёмкость воды 4,2 кДж/(кг?К), плотность воды при 0 0C равна 1000 кг/м3, при 100 0C равна 960 кг/м3, удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг. Считайте, что дно сосуда горизонтально.

5. (7 баллов) У вас есть оловянно-свинцовый цилиндр. Считая, что исходные объемы свинца и олова в сплаве сохраняются, предложите и опишите способ определения массовой доли олова в этом цилиндре.

Дополнительное оборудование: линейка, гайка известной массы, штангенциркуль

11 клаcс

1. (3 балла) Пустой вагон игрушечной

железной дороги, двигаясь по горизонтальным

рейкам, сталкивается с неподвижным груженным

вагоном и сцепляется с ним. По графику

зависимости импульса пустого вагона от времени

(рис.1) определите массу груза в другом вагоне.

Масса каждого вагона равна 1 кг.

2. (4 балла) Тонкий поршень массой m и площадью поперечного сечения S делит цилиндр с газом на две равные части. Длина цилиндра 2d, давление в каждой части p. Поршень сместили на малое расстояние и отпустили. Найдите частоту малых колебаний поршня.

3. (5 баллов) Друзья решили на Новый год угостить своих гостей фруктовым коктейлем со льдом и 31 декабря в 23.00 поставили ванночку с водой в морозильную камеру. Через 15 мин выяснилось, что температура воды понизилась с 16°С до 4°С. Успеет ли замерзнуть вся вода до боя новогодних курантов? Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг?К); удельная теплота плавления льда 332 кДж/кг.

4. (6 баллов) Шарик массой 0,1 г, заряд которого 10–8 Кл, подвешен на нити длиной 3 см (рис.2). Над
точкой подвеса на расстоянии 4 см от нее помещен заряд 2?10-8 Кл. Шарик отклоняют от положения равновесия на угол 600 и отпускают. Найти скорость шарика и силу натяжения нити при прохождении шариком положения равновесия. Значение электрической постоянной
8,85?10–12 Ф/м.

                                                                                               Рис. 2

5. (7 баллов) У вас есть резистор, стабилизированный источник напряжения, вольтметр с известным сопротивлением RV и соединительные провода. Предложите и опишите способ определения сопротивления резистора

КВУЗ «Харьковская академия непрерывного образования»

Задачи  ІІ (районного) этапа Всеукраинской ученической олимпиады
по физике (2011/2012 учебный год)

7 класс

1. Задача. (3 балла) Запишите правильный ответ на каждый вопрос:

1.1  (1 балл) В какой из строк перечислены только физические явления?

мяч, плотность, сила упругости;

движение автомобиля, покой книги на столе, падение мяча;

температура, линейка, вес тела;

падение книги со стола, сила трения, плотность;

удар бильярдных шаров, материальная точка, масса.

1.2 (1 балл) В какой из строк перечислены лишь физические тела?

стол, стул, сила упругости;

ручка, лестница, тетрадь;

сила, скорость, ускорение;

Земля, спутник, сила тяжести;

верный ответ не приведен.

1.3.(1 балл) В какой из строк перечислены только физические величины?

механическое движение, сила тяжести, скорость;

сила трения, ускорение, скорость;

перемещение, время, материальная точка;

сила упругости, вес, свободное падение;

верный ответ не приведен.

2. Задача. (4 балла) Определите  объем изображенной на рисунке пластинки толщиной 5 мм, если а = 25 см, b = 1 м, с =300 мм, d = 200 мм, k = 40 см, n = 3 дм. Ответ представить в см3 и м3.

3. Задача. (5 баллов) Тело погрузили в мензурку с водой, вследствие чего уровень воды поднялся на три деления. Определить объем тела, если объем мензурки 500 мл, а на шкале есть 20 делений.

4. Задача. (6 баллов) Вместимость ковша мощного скрепера (машины для срезания и транспортировки земли) – 14 м3. Какое расстояние должен пройти скрепер для того, чтобы его ковш полностью наполнился землей, если при ширине захвата 30 дм он срезает слой земли толщиной 150 мм?

5. Задача. (7 баллов) Вам необходимо определить площадь страны с помощью географической карты и палетки. Составьте план своих действий и укажите, какие расчеты необходимо сделать для получения результата в квадратных километрах.

КВУЗ «Харьковская академия непрерывного образования»

Задачи  ІІ (районного) этапа Всеукраинской ученической олимпиады
по физике (2011/2012 учебный год)

8 класc

1. Задача. (3 балла) Вес медного шарика объемом 120 см3 равняется 8,5 Н. Сплошной этот шарик или полый? Плотность меди 8900 кг/м3.

2. Задача. (4 балла) Сравните движения тел А и В по представленным графикам.

С какой скоростью двигалось каждое тело? Чему равна  средняя скорость движения тел?

Постройте графики скорости движения тел А и В.

3. Задача. (5 баллов) Пловец плывет против течения реки и встречает пустую лодку, которая плывет по течению. Пловец продолжает плыть еще 30 мин после момента встречи, а затем поворачивает назад и догоняет лодку в 3 км от места встречи. Определить скорость течения реки.

4. Задача. (6 баллов) Свеча расположена слева от собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 м на расстоянии 15 см от линзы. Вторая такая же линза расположена справа от первой. Каково расстояние между линзами, если даваемое всей системой изображение имеет тот же размер и ориентацию, что и свеча?

5. Задача. (7 баллов)  В вашем распоряжении имеются два одинаковых по объему бруска. Вещество, из которого изготовлен один брусок, известно. Предложите и опишите эксперимент по определению плотности второго бруска. Средства эксперимента – линейка и карандаш.

Укажите, какие измерения и вычисления необходимо выполнить.

9 класс

1. Задача. (3 балла) Два одинаковых маленьких проводящих шарика, которые имеют электрические заряды 18?10-9 Кл и –2 ?10-9 Кл, дотронулись один к другому. Какой будет сила их взаимодействия, если их поместили на расстоянии 8 мм друг от друга?

2. Задача. (4 балла) Деревянный шар радиусом R и массой М удерживается под водой с помощью стальной цепи, лежащей на дне водоема и прикрепленной одним концом к шару (см. рис.). Найти длину цепи l между шаром и дном. Масса одного метра цепи равна m. Объемом цепи пренебречь. Плотность воды равна ?.

3. Задача. (5 баллов) Ученик рассчитал, сколько нужно горячей воды при температуре 80 °С, чтобы 100 г холодной воды при 8 °С нагреть до 20 °С. Какую поправку в расчеты нужно внести, чтобы учесть теплоемкость стального калориметра массой 100 г, в котором находится холодная вода? Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг?°С, удельная теплоемкость стали 0,5 кДж/кг?°С.

4. Задача. (6 баллов) Автомобиль расходует 5,67 кг бензина на 50 км пути. Определите среднюю мощность, развиваемую при этом двигателем автомобиля, если средняя скорость движения 80 км/ч и КПД двига%. Удельная теплота сгорания бензина 46?106 Дж/кг.

5. Задача. (7 баллов) У вас есть сосуд с водой, медицинский шприц (без иглы) и небольшой кусок пластилина. Как на основе только предложенного оборудования определить плотность пластилина?

Составьте план эксперимента, указывая, какие измерения и вычисления необходимо выполнить.

10 класс

1. Задача. (3 балла) Для того, чтобы с помощью электронагревателя изменить температуру некоторой массы воды от 0 °С до температуры кипения (при нормальном атмосферном давлении), понадобилось время ?1 = 15 мин. После этого понадобилось еще ?2 = 1 час 20 мин для того, чтобы эта вода превратилась в пар. По данным эксперимента найдите удельную теплоту парообразования воды. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг?°С.

2. Задача. (4 балла) Тело движется равноускоренно. Какой путь пройдет это тело за восемь секунд, если за восьмую секунду движения оно прошло 30 м. Начальная скорость тела была равно нулю.

3. Задача. (5 баллов) Как ток течет через каждый резистор (см. схему), если к цепи приложено напряжение 84 В?

Сопротивление резисторов R1 = R5 = R8 = 12 Oм;  R2 = R6 = R7 = 6,0 Oм; R3 = 3,0 Ом; R4 = 24 Ом.

4. Задача. (6 баллов) Собирающая и рассеивающая линзы с одинаковым фокусным расстоянием F расположены так, что их главные оптические оси совпадают. Постройте изображение предмета, находящегося на двойном фокусном расстоянии перед рассеивающей линзой, и найдите его положение. Расстояние между линзами F.

5. Задача. (7 баллов) У вас есть сосуд с водой и сосуд с неизвестной жидкостью. Предложите и опишите способ определения плотности неизвестной жидкости. Средства эксперимента – два медицинских одноразовых шприца (другими приборами или средствами пользоваться нельзя!).

11 клаcс

1. Задача. (3 балла) В сосуде с водой плавает тонкостенная металлическая чашка. Изменится ли (и если изменится, то как) уровень воды в сосуде, если погрузить чашку в воду и затопить ее? Ответ обоснуйте.

2. Задача. (4 балла) На диаграмме представлен график изменения внутренней энергии газа при его изобарном охлаждении от температуры Т1  до температуры Т2.  Какое количество теплоты отдал газ при таком охлаждении, если угол наклона графика к оси абсцисс ??

3. Задача. (5 баллов) Два шарика с одинаковыми зарядами  q расположены на одной вертикали на расстоянии  Н друг от друга. Нижний шарик жестко закреплен, а верхний массой  m  начинает падать с начальной скоростью ?0. На какое минимальное расстояние h приблизится верхний шарик к нижнему?

4. Задача. (6 баллов) На дне пустого бассейна лежит тонкий стержень длиной
L=1 м, состоящий из двух половин одинакового сечения и плотностями ?1=0,5 г/см3 и  ?2=2,0 г/см3 соответственно. В бассейн медленно наливают воду плотностью ?0=1,0 г/см3. При какой глубине h воды в бассейне стержень будет составлять с поверхностью воды угол 45°?

5. Задача. (7 баллов) Имея сосуд с мыльным раствором и одноразовый медицинский шприц (без иглы), можно выдуть мыльный пузырь. Предложите и опишите способ определения работы по выдуванию такого мыльного пузыря. Укажите, какие измерения и вычисления необходимо сделать. Измерительное средство – только шприц.

КВНЗ «Харківська академія неперервної освіти»

Указівки та відповіді до задач ІІ (районного) етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики (2011/2012 навчальний рік)

7 клас

1. 1.1. б). 1.2. б). 1.3. б).

2. Дану фігуру «розбити» на 3 прямокутника. Знайти площі кожного з цих прямокутників, попередньо виразивши всі розміри в см, загальну площу фігури S. V = S?h. V = 1850 см3, 0,00185 м3.

3. Ціна поділки шкали мензурки С = = 25 .

Об’єм тіла, зануреного у воду, V= 3 под·25 = 75 мл.

4. l = V/(h?a), де V – місткість ковша, h – товщина шару зрізаного ґрунту, а – ширина захвату. Приблизно 311 м.

5. Потрібно описати застосування палетки при вимірюванні площі зображення. Важливим є указання масштабу палетки (розмір сторони клітинки палетки повинен співпадати з масштабом, який указаний на карті!)

8 клас

1. Знайти густину кульки, порівняти отримане значення з табличним даним, яке наводиться в задачі. Виявити, що кулька має порожнину.

2. vА приблизно 0,42 м/с; vВ приблизно 0,23 м/с;

3. Нехай v – швидкість плавця відносно води, а v0 – швидкість течії річки. Відстань після зустрічі х плавець проплив за час t1, тобто х = (v - v0) ? t1. За цей самий час порожній човен, що пливе за течією, проплив відстань v0 ? t1. Повернувши назад, плавець проплив відстань (3 + х) км за час t2, отже, (3 + х) = (v + v0) ? t2. За цей самий час порожній човен проплив за течією відстань v0 ? t2. Тому v0 ? t1 + v0 ? t2 + (v - v0) ? t1 = (v + v0) ? t2, звідки t1 = t2. Отже, порожній човен проплив відстань 3 км за 1 год. Тоді швидкість течії річки 3 км/год.

4. Побудувати зображення предмета. Скористатися формулою тонкої лінзи. Відстань між лінзами 60 см.

5. З олівця та лінійки складають важіль, на якому врівноважують бруски. Лінійка дає можливість визначити плечі сил тяжіння, які діють на кожен із брусків. Сили тяжіння визначають через відповідні густини та об’єм.

Записавши правило моментів, можна дійти до такого результату: , де ?1 – густина відомої речовини, l1 , l2- плечі сил.

9 клас

1. В результаті взаємодії сумарний заряд кульок поділиться навпіл. Силу взаємодії знаходимо за законом Кулона. 9мН.

2. Записати умову рівноваги сил, діючих на кульку, виразити невідому величину. Остаточно:

3. Записати рівняння теплового балансу з урахуванням кількості теплоти, що йде на нагрівання калориметра. Отримаємо: потрібно гарячої води на 2,4 г більше.

4.

5. Для визначення густини потрібно виміряти об’єм та масу шматочка пластиліну: ?=m/V Об’єм пластиліну вимірюють, зануривши пластилін у воду та потім відкачавши шприцом той об’єм води, який витіснив пластилін.

Для визначення маси потрібно виготовити з пластиліну човник та покласти його на воду. Визначивши за допомогою шприца об’єм витісненої води, можна розрахувати масу ( потрібно скористатися законом Архімеда): m=?водVзанур.

10 клас

1. 1. Початкова швидкість тіла на початку 8-ї секунди дорівнює швидкості тіла в кінці 7-ої секунди: ?7 = ?08 = at1, де t1= 7 с.

Шлях, пройдений тілом за 8-му секунду S8 = ?08· t2+ = at1· t2 +,  де t2 = 1с.

Отже, S8 =7a+ = . Звідси, a = = 4 ( ).

Шлях, пройдений за вісім секунд, S = =128 м.

2. Потужність нагрівника Р є сталою, тому: P?1 = cm(t-t0)  та P?2 = Lm

] L = c(t-t0).

L = 2,24·106 .

3.

Еквівалентна схема:

Тому

I5= I6=0 ;

4 А

2 А

4.

  , тому 

, тому

5.

Для визначення густини невідомої рідини потрібно знайти масу mx та об’єм  Vx певної кількості цієї рідини.

Спочатку, набравши в шприц досліджувану рідину, можна відразу записати її об’єм Vx. Потім покласти цей шприц у посудину з водою та з умови плавання тіла знайти масу шприцу та досліджуваної рідини: .  Отже, де V – об’єм зануреної частини шприцу з досліджуваною рідиною, m шпр - маса порожнього шприцу. Об’єм  V визначають другим шприцом, а  m шпр - на підставі умови плавання тіл ( вимірюється V1 – об’єм води, яку витіснено порожнім шприцом).

Шукане співвідношення має вигляд: , де ,  а V1 - об’єм пустого шприцу,  Vх - об’єм досліджуваної рідини, V – об’єм води, що витиснена шприцом з рідиною.

11 клас

1. Рівень води в посудині зменшиться. Це можна довести. Рівень води залежить від об’єма підводної частини. Коли чашка потоне, об’єм підводної частини зменшиться. Нехай V1 – об’єм підводної частини чашки; V2 – об’єм надводної частини чашки; Vв – об’єм повітря в чашці, яка занурена у воду.

Умова плавання:

M*g = ?води* g* Vв

?м*(V1+ V2) = ?води*(V1+ V2)

?м > ?води, тому V2 < Vв.

2.

Для одноатомного газу та

Із графіку: 

3. За законом збереження енергії:

Mgh – (mv2/2 + mgH) = qU, де qU – робота електричних сил.

Різниця потенціалів точок початкового та кінцевого положень верхньої кульки:

U = kq/(H – kq/h).

Для визначення h отримуємо квадратне рівняння, розв’язком якого є:

H = 0,5 (v2/2g + kq2/mgH +H) – (0,25(v2/2g + kq2/mgH) - kq2/mg))1

4.

Середня густина стержня більша, ніж густина води, тому він після доливання води буде стояти під деяким кутом, спираючись більш важкою половиною у дно басейну

На стержень діють силі тяжіння ( треба указати окремо для кожної половини) , архімедова сила та сила реакції опори.

Записавши ці сили окремо, далі потрібно застосувати правило моментів сил відносно точки, в яку спирається стержень:

Потім потрібно урахувати, що глибина води h дорівнює: 

Виконавши математичні дії з цими рівняннями, можна одержати:

.  З урахуванням того, що кут дорівнює 45°, одержуємо, що (м)

5. Робота з видування мильної бульбашки може бути визначена таким чином: , де ? – коефіцієнт поверхневого натягу мильного розчину, ?S – зміна площі поверхні мильної плівки. Числовий коефіцієнт «2» є результатом урахування наявності двох поверхонь плівки.

Площа поверхні сфери , де r – радіус сфери (бульбашки). Для визначення радіусу потрібно прослідити, який об’єм повітря увійде у бульбашку при видуванні. Оскільки видування бульбашки здійснюється шприцом, то його можна використати як засіб вимірювання об’єму. Тоді з формули об’єму сфери можна знайти радіус та підставити його у формулу для розрахунку роботи