Автор Муниципальный этап 2023 олимпиада по физике 7 класс, 8 класс, 9 класс, 10 класс, 11 класс задания и ответы с решением всероссийской олимпиады школьников Москвы ВСОШ 2023-2024 учебный год олимпиада по физике прошла 9-10 ноября 2023 года.
Муниципальный этап 2023 олимпиада по физике 7 класс
fizika-7klass-zadanie-olimp-vos-2023Муниципальный этап 2023 олимпиада по физике 8 класс
fizika-8klass-zadanie-olimp-vos-2023Муниципальный этап 2023 олимпиада по физике 9 класс
fizika-9klass-zadanie-olimp-vos-2023Муниципальный этап 2023 олимпиада по физике 10 класс
fizika-10klass-zadanie-olimp-vos-2023Муниципальный этап 2023 олимпиада по физике 11 класс
fizika-11klass-zadanie-olimp-vos-2023Задания и ответы для 7 класса
1. На рисунке изображён комбинированный прибор для сауны – термометр, совмещённый с гигрометром. Кроме температуры в градусах Цельсия, он показывает ещё и относительную влажность воздуха в процентах. Определите показания этого прибора с учётом погрешности, если она равна половине цены деления. 1) (84 ± 1) °С; (22 ± 2) % 2) (84 ± 2) °С; (28 ± 4) % 3) (88 ± 2) °С; (24 ± 1) % 4) (88 ± 1) °С; (28 ± 2) % 5) (84 ± 10) °С; (22 ± 20) %
2. Из пункта А в пункт В одновременно вниз по течению реки отправились катер и плот. Через 0,5 часа расстояние между катером и плотом составило 10 км, а ещё через 0,5 часа катер доплыл в пункт В. Чему равна скорость течения, если плот прибыл в пункт В через 5 часов после старта? Скорость катера постоянна. 1) 4 км/ч 2) 5 км/ч 3) 6,7 км/ч 4) 16 км/ч 5) 20 км/ч.
3. Жук-скакун вначале полз на север 30 секунд со скоростью 1 см/с, потом на восток 2 минуты со скоростью 90 см/мин, а затем скакал на юг четверть минуты со средней скоростью 72 м/ч. На какое расстояние от первоначального положения он удалился за всё время движения? 1) 0,5 м 2) 180 см 3) 24 см 4) 4,22 м 5) 50 м.
4. Спортсмен на тренировке бежал стометровку, выполняя установку тренера. Первые 50 метров он бежал очень быстро, далее его скорость уменьшилась, и последние 20 метров он бежал совсем медленно. На рисунке приведён график зависимости скорости v спортсмена от пути S, который он пробежал. Чему была равна средняя скорость спортсмена на всем пути?
5. Средний расход топлива автомобиля марки «Лада Веста» составляет 7 л на 100 км. Автомобиль марки «Chevrolet Lacetti», проезжая 31,8 мили, в среднем расходует 1 галлон топлива. Учитывая, что 1 галлон ≈ 3,8 литра, а 1 миля ≈ 1,6 км, определите, у какого автомобиля средний расход топлива больше и во сколько раз. 1) у «Chevrolet Lacetti» примерно в 2,2 раза 2) у «Лада Веста» примерно в 1,7 раза 3) у «Chevrolet Lacetti» примерно в 1,07 раза 4) у «Лада Веста» примерно в 1,8 раза.
Задачи 6–7
Однажды исследователь Виталий решил использовать необычную единицу измерения физической величины. После долгих раздумий он написал в реферате по биологии, что средняя скорость передвижения черепахи по суше равна 120472,5 Микки/момент. Момент – это единица измерения времени, которая применялась в Средние века в Англии; 1 момент примерно равен 1,5 мин. А Микки – это длина, названная в честь Микки Мауса и равная минимальному смещению компьютерной мыши, которое может быть зарегистрировано компьютером. 1 Микки равен 1/200 дюйма, а 1 дюйм ≈ 2,54 см.
6. Переведите скорость черепахи в мм/c. Ответ округлите до целого числа.
7. За какое время черепаха проползёт расстояние, равное пяти хендам, если 1 хенд – это единица измерения длины в британской системе мер, равная 4 дюймам? Ответ выразите в секундах и округлите до целого числа.
Задачи 8–10
Мастер решил покрасить деревянный стеллаж. Он состоит из четырёх опор и четырёх полок. Все эти детали стеллажа имеют форму прямоугольного параллелепипеда, размеры деталей указаны на чертеже. Мастер равномерно окрашивает каждую деталь отдельно со всех сторон, а потом собирает стеллаж целиком.
8. Сколько краски потребуется мастеру для окрашивания стеллажа в один слой, если расход краски составляет 150 мл/м2 ? Ответ приведите в миллилитрах, округлив до целого числа.
9. Для создания прочного красочного покрытия мастер может покрыть стеллаж краской в два слоя, либо в один слой, но предварительно загрунтовав чистую деревянную поверхность. Расход краски при покрытии дерева без использования грунтовки равен 150 мл/м2 , расход краски при нанесении вторым слоем поверх краски первого слоя –140 мл/м2 , расход краски при покрытии загрунтованной поверхности – 120 мл/м2 , расход грунтовки – 180 мл/м2 . В каком случае мастеру потребуется меньший суммарный объём материалов для покрытия стеллажа? Выберите правильный вариант ответа. при окрашивании краской в два слоя при окрашивании одним слоем краски по слою грунтовки
10. Мастер решил приобрести материалы для покраски стеллажа. Оказалось, что краска и грунтовка продаются в банках определённого объёма. В таблице указана стоимость материала в зависимости от объёма банки. Какую минимальную сумму должен потратить мастер, чтобы создать прочное покрытие? Ответ дайте в рублях.
Задачи 11–14
Бульдозер движется с постоянной скоростью, проезжая расстояние 5 км за 16 минут. Известно, что гусеницы бульдозера не проскальзывают по поверхности земли.
11. Рассчитайте скорость бульдозера относительно поверхности земли. Дайте ответ в метрах в секунду с округлением до десятых долей.
12. С какой скоростью относительно поверхности земли движутся точки полотна гусеницы бульдозера, соприкасающиеся с землёй? Дайте ответ в метрах в секунду с округлением до десятых долей.
13. С какой скоростью относительно поверхности земли движутся точки верхней части полотна гусеницы бульдозера? Дайте ответ в метрах в секунду с округлением до десятых долей.
14. Диаметр колеса, приводящего в движение гусеницу бульдозера, равен D = 50 см. Сколько оборотов сделает это колесо за 16 минут? Дайте ответ с округлением до целого числа. Примечание: длину окружности lокр диаметром D можно вычислить по формуле.
Задачи 15–16
Водитель построил маршрут от дома до дачи с помощью навигатора, не подключённого к сети интернет. Навигатор в таком режиме не учитывает время, необходимое на проезд автомобильных пробок. Навигатор рассчитал расстояние S1 = 100 км до места назначения и время прибытия в точку назначения t1 = 14 ч 16 мин. Сразу после отъезда от дома водитель попал в пробку. Преодолев эту пробку, водитель снова посмотрел на навигатор, который показывал, что расстояние до точки назначения равно S2 = 91 км, а время прибытия t2 = 14 ч 33 мин. Считайте, что скорость на выбранном маршруте, заложенная в память навигатора, постоянна на всём протяжении маршрута. Время старта автомобиля от дома t0 = 11 ч 53 мин.
15. Рассчитайте среднюю скорость движения машины, используемую навигатором при расчётах. Дайте ответ в км/ч с округлением до целого числа.
16. Рассчитайте среднюю скорость движения автомобиля в пробке. Дайте ответ в км/ч с округлением до целого числа.
Задания и ответы для 8 класса
1. Винни-Пух отправился в гости к Пятачку. На рисунке приведён график зависимости его скорости v от времени t. Определите среднюю скорость медведя на всём пути до домика Пятачка. 1) 0,8 м/с 2) 2,4 км/ч 3) 48 м/мин 4) 200 дм/мин
2. Водяная мельница имеет КПД 3 %. Её приводит в действие поток воды с объёмным расходом 1 м3 /мин, падающий с высоты 3 м. Сравните полезную мощность этой водяной мельницы и мощность двигателя простейшей электрической газонокосилки, равную одной лошадиной силе (1 л.с.). Считайте, что ускорение свободного падения g = 10 Н/кг, а 1 л.с. = 750 Вт. 1) Мощность газонокосилки существенно больше полезной мощности водяной мельницы. 2) Мощность газонокосилки существенно меньше полезной мощности водяной мельницы. 3) Мощность газонокосилки и полезная мощность водяной мельницы отличаются менее чем в 5 раз. 4) Недостаточно данных для ответа на поставленный вопрос.
3. На электронных весах стоял стакан с водой. В воду погрузили подвешенный на нити стальной шарик так, что он не касался ни дна, ни стенок стакана. Что произойдёт с показаниями весов, когда шарик будет покоиться относительно стакана? 1) уменьшатся 2) увеличатся 3) не изменятся 4) недостаточно данных для ответа на поставленный вопрос
4. В калориметр, содержащий 100 г льда при температуре –15 °С, впускают 50 г водяного пара при температуре +100 °С. Что будет находиться в калориметре после установления в нём теплового равновесия? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг∙°С), удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг∙°С), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг. Теплоёмкостью калориметра и потерями теплоты пренебречь. 1) пар 2) смесь пара и воды 3) только вода 4) смесь льда и воды 5) только лёд
5. На рисунке приведена фотография торцевых клещей – инструмента, который может использоваться, например, для извлечения из дерева гвоздей или других крепёжных элементов. Оцените силу, действующую на гвоздь со стороны каждой режущей рабочей поверхности клещей, если к концам рукояток человек прикладывает силы, равные 200 Н. На фотографию клещей наложена координатная сетка, сторона одной клетки которой соответствует 5 мм. 1) от до 20 Н до 150 Н 2) от 100 Н до 500 Н 3) от 500 Н до 1000 Н 4) от 1000 Н до 1500 Н 5) от 5000 Н до 15000 Н.
Задачи 6–8
Вдохновившись известной притчей «Сосуд жизни», экспериментатор Илья решил повторить эксперимент у себя на даче. Взяв 10-литровое ведро, он насыпал в него доверху щебня. Плотность камней щебня щ = 2000 кг/м3 , насыпная плотность щебня нщ = 1400 кг/м3 . Насыпная плотность – это отношение массы сыпучего материала к занимаемому им объёму при условии, что материал насыпают без утрамбовки.
6. Определите суммарный объём камней щебня, которые оказались в сосуде. Ответ приведите в литрах, округлите до целого числа.
7. Затем Илья засыпал мелким гравием все пустоты между камнями щебня в ведре, и оказалось, что средняя плотность содержимого ведра стала равна ср = 1900 кг/м3 . Определите массу засыпанного в ведро гравия. Ответ приведите в кг и округлите до целого числа. Массой воздуха можно пренебречь.
8. Для завершения эксперимента Илья налил в ведро воды. Оказалось, что в ведро поместился литр жидкости. Определите плотность частиц гравия, если плотность воды в = 1000 кг/м3 . Ответ приведите в кг/м3 и округлите до целого числа.
Задачи 9–10
На гладкой горизонтальной поверхности находятся две параллельные очень тяжёлые стенки и мячик, который летает между ними. Стенки движутся в противоположные стороны с одинаковыми постоянными скоростями равными v = 1 м/с, а мячик сначала движется вправо со скоростью u = 15 м/с (см. рисунок).
9. Сколько соударений произойдёт в этой системе? Считайте, что мячик движется вдоль одной прямой, перпендикулярной стенкам. Удары считайте абсолютно упругими (то есть при ударе о неподвижную стенку шарик отскакивает от неё в противоположном направлении, а величина его скорости не изменяется).
10. Сколько соударений произойдёт в системе, если мячик изначально покоится, а обе стенки движутся вправо со скоростями v1 = v и v2 = 1,5v соответственно (см. рисунок).
Задачи 11–14
На даче у экспериментатора Ильи был установлен бассейн цилиндрической формы с жёсткими вертикальными стенками, площадь основания которого была равна S = 5 м 2 . Илья проводил опыты по исследованию изменения уровня воды в данном бассейне при смене различных внешних факторов. g = 10 Н/кг, плотность воды = 1000 кг/м3 .
11. В первом опыте Илья положил на поверхность воды надувной матрас массой m = 4 кг. На сколько изменился уровень воды в бассейне? Матрас не касается стенок и дна бассейна. Ответ приведите в мм, округлив до десятых долей.
12. Далее Илья лёг на матрас сам и оказалось, что при равновесии матрас полностью погрузился в воду. Чему равна масса Ильи? Объём матраса Vм = 92 л, стенок и дна бассейна матрас по-прежнему не касается. Ответ приведите в кг, округлите до целого числа.
13. На сколько изменился уровень воды в бассейне по сравнению с первоначальным (который был в отсутствие матраса) после того, как на матрас лёг Илья? Ответ приведите в мм, округлите до десятых долей.
14. Из бассейна начинают сливать воду со скоростью v = 9,84 м 3 /ч. Через какое время матрас с лежащим на нем Ильёй коснётся дна? Считайте, что матрас имеет форму прямоугольного параллелепипеда, его высота H = 20 см. Первоначальная глубина воды в бассейне h1 = 1 м. Ответ дайте в минутах, округлите до целого числа.
Задачи 15–16
В сосуд с водой кладут чугунную гирьку массой 120 г, нагретую до +90 C, в результате чего температура воды повышается от +15 C до +20 C. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг C), удельная теплоёмкость чугуна 500 Дж/(кгC). В этом и в следующих экспериментах теплоёмкостью сосуда и потерями теплоты можно пренебречь.
15. Какая температура установится в сосуде, если положить в него ещё одну такую гирьку, не вынимая при этом первую гирьку? Ответ округлите до десятых долей градуса Цельсия.
16. Какое минимальное количество подобных гирь нужно положить в сосуд (включая первую и вторую из прошлого пункта задачи), чтобы в нём установилась температура не менее +50 C? При опускании гирь вода из сосуда не выливается.
Задачи 17–19
Рыбак набрал в банку объёмом 0,5 л литра 100 г дождевых червей. Средняя масса одного червя 1 г. Рыбак закрыл червей в банке герметичной крышкой, забыв проделать в ней дырочки для дыхания червей. Известно, что отношение количества молекул кислорода к общему количеству молекул воздуха в банке в момент закрывания крышки составляло 21 %. После часового нахождения червей в банке концентрация молекул кислорода в ней уменьшилась до 16 %. Считайте, что общее количество молекул разных газов в банке за это время не изменилось. Количество молекул вещества часто измеряют в молях. В одном моле содержится примерно 6‧1023 молекул. Будем считать, что при температуре хранения банки 1 моль молекул любого газа занимает объём 22,4 л. Среднюю плотность червя примите равной плотности воды.
17. Рассчитайте объём воздуха в закрытой банке с червями. Дайте ответ в литрах с округлением до десятых долей.
18. Сколько молей молекул кислорода содержалось в банке сразу после того, как её закрыли крышкой? Дайте ответ в миллимолях с округлением до сотых долей.
19. Сколько молекул кислорода в сутки в среднем потребляет один дождевой червь при дыхании? Дайте ответ в миллимолях в сутки с округлением до десятых долей.
Задания и ответы для 9 класса
2. У экспериментатора есть два одинаковых резистора. Их сопротивление при параллельном соединении равно 3 Ом. Какое сопротивление будет иметь цепь, собранная из этих резисторов, соединённых последовательно? 1) 3 Ом 2) 6 Ом 3) 1,5 Ом 4) 12 Ом
3. Известно, что для любой температуры, измеренной в градусах Цельсия и в градусах профессора Чудакова, выполняется следующее соотношение: C = L + , где и – некоторые константы, C – температура в градусах Цельсия, а L – температура в градусах Чудакова. Также известно, что 20 градусов Цельсия соответствуют 48 градусам Чудакова, а 30 градусов Цельсия соответствуют 66 градусам Чудакова. Cкольким градусам Цельсия соответствуют 102 градуса Чудакова? 1) 36 2) 50 3) 57 4) 64
4. Две частицы движутся вдоль оси OX. Экспериментатор сформулировал гипотезу, согласно которой закон движения для первой частицы описывается формулой 𝑥 = 𝑥1 + 𝑣1𝑡 + 𝑐𝑡³, а для второй частицы – формулой 𝑥 = 𝑥2 + 𝑣2𝑡. На графике представлена экспериментально полученная зависимость разностей координат этих двух частиц от времени. Выберите все верные утверждения. Из данного графика можно определить: 1) координаты x1 и х2 2) проекцию v1 начальной скорости первой частицы на ось OX 3) проекцию v2 скорости второй частицы на ось OX 4) величину с 5) нет возможности определить ни одну из перечисленных величин.
5. Петя, проезжая в автомобиле по прямой дороге мимо растущего на некотором расстоянии от неё высокого старого дерева, сделал две фотографии: сначала фотографию № 1, а потом фотографию № 2. На обе фотографии попал квадрокоптер, зависший в одной точке пространства. Известно, что автомобиль двигался слева направо относительно дерева на фотографии, а квадрокоптер игрушечный и помещается в школьный рюкзак. Выберите верное утверждение. 1) Квадрокоптер находится ближе к проезжающему автомобилю, чем дерево. 2) Дерево находится ближе к проезжающему автомобилю, чем квадрокоптер. 3) Квадрокоптер находится непосредственно над вершиной дерева. 4) По фотографии невозможно делать выводы о положении дерева и квадрокоптера относительно движущегося автомобиля.
Задачи 6-9
В архиве лаборатории обнаружили график зависимости координаты некоторого небольшого тела от времени. Чернила выцвели, и часть представленной на графике информации оказалась утраченной. Из пояснительной записки к графику удалось установить, что его оси были параллельны линиям сетки, а начало координат было обозначено жирной точкой. Также стало известно, что данное тело останавливалось на полторы минуты, а его средняя путевая скорость за промежуток времени, для которого был построен график, составила 0,7 м/с.
6. Как на этом графике расположена ось времени? А) вертикально Б) горизонтально В) недостаточно данных для ответа на вопрос
7. В течение какого промежутка времени скорость тела была отлична от нуля? Дайте ответ в минутах с округлением до десятых долей.
8. Чему была равна средняя скорость перемещения тела? Дайте ответ в м/мин с округлением до целого числа.
9. С каким постоянным ускорением должно было двигаться данное тело, чтобы пройти тот же путь за то же время, если бы его начальная скорость была нулевой? Дайте ответ в мм/с2 с округлением до десятых долей.
Задачи 10-12
Просматривая видеозапись старта ракеты-носителя «Союз», состоявшегося в 7.01 по Московскому времени 15 мая 2012 года, можно заметить, что для преодоления расстояния, равного собственной высоте ракеты, она затратила время t = 5 c с момента отрыва от стартового стола. Высота ракеты «Союз» h = 49,5 м, ускорение свободного падения g = 10 м/с 2 .
10. Считая силу тяги двигателей ракеты постоянной, вычислите ускорение ракеты в течение этого времени. Ответ выразите в м/с 2 и округлите до целого числа.
11. Через 9 минут полёта космический корабль был выведен на орбиту, израсходовав значительное количество топлива. Находившиеся в кабине космонавты в течение этого времени испытывали перегрузку. Как менялась величина этой перегрузки, если считать, что сила тяги двигателей оставалась неизменной? Выберите правильный вариант ответа. А) уменьшалась Б) увеличивалась В) оставалась неизменной
12. На кадре из упомянутой видеозаписи видно, что объектив камеры направлен прямо против солнца. В момент старта высота солнца над горизонтом на космодроме «Байконур» составляла 16,5 градусов. Используя сетку, нанесённую на кадр, оцените, на каком расстоянии от места старта была установлена камера. Дайте ответ в м, округлив его до десятков.
Задачи 13-14
На рисунке 1 изображена схема электрической цепи миллиамперметра с двойной шкалой (см. рис. 2). Цепь состоит из гальванометра G и двух резисторов. Стрелка миллиамперметра отклоняется в максимальное положение при протекании через гальванометр G тока силой Imax = 5 мА. Сопротивление гальванометра RG = 100 Ом. Рис. 1 Рис. 2 10. Определите отношение сопротивлений резисторов R1/R2. Ответ округлите до целого числа. 11. Определите сопротивление R2. Дайте ответ в Ом с округлением до десятых долей.
Задачи 15-16
Петя нашёл на балконе сильно высохшую, нагревшуюся на солнце краску в канистре и решил разбавить её растворителем. Канистра была наполнена краской на 3/4 объёма. Оставшийся объём Петя заполнил растворителем и хорошо перемешал. Консистенция краски ему не понравилась, он отлил четверть содержимого канистры, а оставшуюся четверть вновь заполнил растворителем. Петя вновь перемешал краску, и консистенция опять его не устроила. Он повторил операцию – снова вылил 1/4 содержимого и добавил доверху растворитель. На этот раз получившаяся концентрация Пете понравилась.
15. Рассчитайте отношение концентрации сухого красящего вещества в краске после первого перемешивания к его концентрации в конце опыта. Ответ округлите до десятых долей.
16. Какова была начальная температура сухой краски Tн, если известно, что растворитель взяли из подвала и его температура составляла Tр = 18 C, а температура содержимого канистры в конечном состоянии стала равна Tк = 30 C? Теплоёмкость единицы объёма содержимого канистры считайте одинаковой при любой концентрации сухого красящего вещества. Теплоёмкостью канистры, а также тепловыми потерями в окружающую среду и механической работой, совершаемой при перемешивании, можно пренебречь. Дайте ответ в градусах Цельсия с округлением до десятых долей.
Задачи 17–19
К горизонтальному дну сосуда с помощью нити длиной l = 20 см привязан конец тонкой прямой однородной палочки. Длина палочки L = 50 см, площадь её поперечного сечения s = 2 мм2 , её плотность = 500 кг/м 3 . В сосуд наливают воду, плотность воды 0 = 1000 кг/м 3 . Палочка не касается стенок сосуда. Ускорение свободного падения примите равным g = 10 м/с 2 .
17. Определите угол наклона палочки к горизонту, если уровень воды находится на расстоянии h = 10 см от дна сосуда. Дайте ответ в градусах с округлением до целого числа. 18. Определите угол наклона палочки к горизонту, если уровень воды находится на расстоянии H = 30 см от дна сосуда. Дайте ответ в градусах с округлением до десятых долей.
19. Определите модуль силы натяжения нити во втором случае. Дайте ответ в мН с округлением до целого числа.
Задания и ответы для 10 класса
1. Маленький камень бросают с горизонтальной ровной поверхности с начальной скоростью V0 под углом к горизонту. Чему равен радиус кривизны траектории камня в наивысшей точке? В формулах g – ускорение свободного падения.
2. В системе, изображённой на рисунке, все нити невесомы и нерастяжимы, трение в блоках и сопротивление воздуха отсутствует, а стол, на котором закреплены блоки, неподвижен. Коэффициент трения между вторым грузом и горизонтальной поверхностью равен = 0,2, массы грузов равны m1 = 3 кг, m2 = 6 кг и m3 = 2,5 кг. Первоначально систему удерживают в равновесии. Куда будет двигаться третий груз, если одновременно отпустить все грузы без начальной скорости? 1) вниз 2) вверх 3) не будет двигаться 4) для ответа на вопрос требуются дополнительные данные.
3. На схеме электрической цепи изображены четыре резистора, идеальный вольтметр и две идеальные батарейки, характеристики которых указаны на схеме (ℰ = 2 В). Каковы показания вольтметра? 1) 1,0 В 2) 1,2 В 3) 1,4 В 4) ни один из выше перечисленных вариантов.
4. Цилиндр радиусом R лежит на ленте конвейера, которая движется со скоростью v (см. рисунок). Мальчик положил на цилиндр доску и может равномерно перемещать её по горизонтали. Доска не проскальзывает по цилиндру, а цилиндр не проскальзывает по ленте конвейера. Известно, что в некоторый момент ось цилиндра движется влево. Выберите правильное утверждение. 1) В этот момент доска движется влево. 2) В этот момент доска движется вправо. 3) В этот момент доска может двигаться как вправо, так и влево. 4) Доска в этот момент должна обязательно покоиться.
5. Свет от точечного источника И, отражаясь от плоского зеркала З, формирует на экране Э зайчик (освещённую область). Как будут меняться размеры освещённой области, если источник и зеркало будут двигаться? Направления их движений указаны на рисунке. 1) Размеры будут уменьшаться. 2) Размеры будут увеличиваться. 3) Размеры будут оставаться неизменными. 4) Для ответа на этот вопрос требуются дополнительные данные.
Задачи 6-8
На рисунке изображена часть схемы полубесконечной электрической цепи, собранной из одинаковых повторяющихся элементов, каждый из которых состоит из резисторов. Все резисторы в этой цепи одинаковые, каждый из них имеет сопротивление R = 10 Ом. К контактам этой цепи (изображены слева) подали напряжение U = 20 В.
6. Какая мощность при этом будет выделяться в резисторе № 1? Дайте ответ в Вт с округлением до целого числа.
7. Какая мощность будет выделяться во всей цепи? Дайте ответ в Вт с округлением до целого числа.
8. Какая мощность будет выделяться в резисторе № 2? Дайте ответ в Вт с округлением до десятых долей.
Задачи 9–10
Рыбак, стоя в лодке и закрыв один глаз, наблюдает за растущим на берегу у самой воды вертикальным деревом и его отражением в воде (см. рис.). Видимый рыбаком угловой размер дерева (по вертикали) составляет 1 = 30, а видимый угловой размер изображения дерева равен 2 = 25. Угловой размер объекта – это угол между лучами, проведёнными из точки наблюдения к крайним точкам объекта. Известно, что уровень глаз рыбака находится на высоте h = 1,5 м от поверхности воды.
9. Определите расстояние от рыбака до дерева (по горизонтали). Дайте ответ в метрах с округлением до десятых долей.
10. Рассчитайте высоту дерева. Дайте ответ в метрах с округлением до десятых долей.
Задачи 11–14
Кинетическая энергия W цилиндрического тела массой m, катящегося без проскальзывания по некоторой горизонтальной поверхности так, что скорость его оси равна V, может быть рассчитана с помощью формулы, где j – некоторое неизвестное число, которое является постоянным для данного цилиндрического тела. При скатывании этого цилиндрического тела без проскальзывания с наклонной плоскости ускорение его оси составило a = 4,9 м/с2 . Угол наклона плоскости к горизонту равен = 45, масса цилиндра m = 1 кг, ускорение свободного падения g = 9,8 м/с2 . Пусть тело начало скатываться без начальной скорости.
11. Определите скорость оси тела в тот момент, когда она сместится от места старта вдоль наклонной плоскости на расстояние S = 1 м. Дайте ответ в м/с с округлением до десятых долей.
12. Какую кинетическую энергию приобретёт тело к этому моменту? Дайте ответ в Дж с округлением до десятых долей.
13. Найдите величину j. Дайте ответ с округлением до десятых долей.
14. Определите минимальный коэффициент трения между поверхностью цилиндра и наклонной плоскостью, при котором цилиндр будет двигаться без проскальзывания с заданным в условии задачи ускорением. Дайте ответ с округлением до сотых долей.
Задачи 15–17
На конфорку поставили чайник. Известно, что конфорка потребляет из баллона q = 220 мл сжиженного газа в час. Плотность сжиженного газа в баллоне = 0,51 г/см3 . Удельная теплота сгорания газа = 48 МДж/кг. Будем считать, что непосредственно чайнику от конфорки передаётся = 80 % теплоты сгорания газа. Чайник закипел, при этом из его носика выходит струя пара со скоростью V = 3 м/с. Площадь поперечного сечения носика чайника s = 2 см2 . Плотность водяного пара при атмосферном давлении и температуре 100 C равна г = 0,6 кг/м 3 . Теплоёмкость самого чайника пренебрежимо мала. Удельная теплоёмкость воды C = 4,2 кДж/(кгC), удельная теплота парообразования воды L = 2,3 МДж/кг.
15. Какую мощность чайник получает от сгорания газа? Дайте ответ в кВт с округлением до десятых долей.
16. Какая часть этой мощности затрачивается на парообразование? Дайте ответ в процентах с округлением до целого числа.
17. В момент, когда масса воды в чайнике была равна m = 2 кг, подачу газа выключили, а носик чайника сразу же плотно закрыли крышечкой. Оцените время, за которое чайник с водой остынет на T = 5 С, считая мощность тепловых потерь в окружающую среду неизменной. Дайте ответ в секундах с округлением до целого числа.
Задачи 18–20
Два груза массами m и 2m и платформа массой 3m висят неподвижно на невесомых и нерастяжимых нитях, перекинутых через два неподвижных лёгких блока (см. рисунок). Одна из нитей прикреплена к платформе жёстко, а другая зажата между двумя одинаковыми валами, оси которых параллельны осям блоков, а диаметры равны d = 3 см. Валы одновременно начинают вращаться в противоположные стороны с угловой скоростью = 2 рад/с, как показано на рисунке. При этом нить не проскальзывает относительно поверхностей валов. Свободные участки нитей вертикальны, сопротивления воздуха и трения в осях блоков нет, платформа и грузы могут двигаться только в плоскости рисунка.
18. В каком направлении начнёт движение груз массой m после начала вращения валов? Выберите правильный ответ. вверх вниз останется неподвижным
19. С какой скоростью будет двигаться платформа? Дайте ответ в см/с с округлением до десятых долей.
20. С какой скоростью будет двигаться груз массой 2m? Дайте ответ в см/с с округлением до десятых долей.
Задания и ответы для 11 класса
1. Ледоколы – это корабли, которые ломают лёд методом «наваливания». В нашей задаче будем считать, что лёд ломается, если он начинает соскальзывать под корабль. Пусть массив льда настолько тяжёлый, что он не уплывает при наваливании ледокола на него. Коэффициент трения между льдом и ледоколом равен , сила тяги ледокола направлена горизонтально. Какое условие должно выполняться для угла , чтобы корабль был ледоколом? 1) ctg 2) cos 3) ctg 4) cos 5) ответ зависит от формы края льда
2. Рыбак плыл на лодке в полный штиль и наслаждался красотами озера Байкал. Вдруг он увидел прямо по курсу лодки рыбку, которая плыла в воде на не очень большой глубине. Видимое рыбаком изображение рыбки 1) находится ближе к поверхности воды, чем сама рыбка; 2) находится дальше от поверхности воды, чем сама рыбка; 3) кажется меньше настоящей рыбки; 4) кажется таким же, как настоящая рыбка; 5) кажется зеркально отражённым от поверхности воды.
3. В лаборатории есть два теплоизолированных сосуда одинакового объёма. В первом находится идеальный одноатомный газ в количестве 2 моля, а во втором – идеальный двухатомный газ в количестве 1 моль. Сосуды соединены тонкой трубкой с краном. Абсолютная температура газа во втором сосуде в два раза выше, чем в первом. Кран открывают. Выберите все верные утверждения.
- 1) После установления термодинамического равновесия между газами температура в первом сосуде уменьшится.
- 2) После установления термодинамического равновесия между газами температура всей системы будет равна среднему арифметическому от первоначальных температур газов.
- 3) До открывания крана внутренняя энергия двухатомного газа больше, чем одноатомного.
- 4) После установления термодинамического равновесия между газами давление в первом сосуде увеличится.
- 5) Давления газов до открывания кранов были неодинаковыми.
4. Система, состоящая из трёх точечных электрических зарядов q, q и –2q, соединённых тонкими диэлектрическими стержнями, образует равнобедренный треугольник с основанием длиной 2L = 20 см и высотой h = L/2. Найдите потенциал электростатического поля в точке A. Примите потенциал на бесконечности равным нулю. Известно, что q = 1 нКл, а коэффициент пропорциональности в законе Кулона k = 9109 Нм 2 /Кл2 . 1) 45 В 2) –45 В 3) 90 В 4) –90 В 5) 9 В
5. 5. Из четырёх резисторов и идеального диода собрана электрическая цепь (см. рисунок). Сопротивление R = 1 Ом. К клемме B подключают положительный полюс идеальной батарейки с напряжением U = 48 В. Определите значение силы тока, текущего через резистор 3R. 1) 4 А 2) 2 А 3) 1 А 4) 3 А 5) 0 А
Задачи 6–8
Брусок покоится на наклонной плоскости с углом наклона (tg = 1/3). Минимальная сила, которую нужно приложить вдоль наклонной плоскости вверх, чтобы началось движение бруска, равна F1 = 3 Н (см. рис. 1а). Минимальная сила, которую нужно приложить вдоль наклонной плоскости вниз, чтобы началось движение бруска, равна F2 = 1 Н (см. рис. 1б). Ускорение свободного падения g = 10 м/с 2 .
6. Чему равен коэффициент трения между бруском и поверхностью наклонной плоскости? Ответ приведите, округлив значение до сотых долей.
7. Какую минимальную горизонтальную силу F3 необходимо приложить к этому бруску в направлении к плоскости (см. рис. 2а), чтобы он начал движение? Ответ приведите в Н с точностью до десятых долей.
8. Какую минимальную горизонтальную силу F4 необходимо приложить к этому бруску в направлении от плоскости (см. рис. 2б), чтобы он начал движение? Ответ приведите в Н с точностью до десятых долей.
Задачи 9–11
В горизонтальной поверхности большого стола сделано очень маленькое круглое отверстие, в которое вставлена вертикальная цилиндрическая труба. Внутри трубы двигают вверх с постоянной скоростью V0 = 6 м/с поршень, верхняя поверхность которого наклонена под углом = 15 к горизонту. На поршень сверху с некоторой высоты падает маленький шарик (см. рис.). В момент непосредственно перед абсолютно упругим соударением шарика с поршнем скорость шарика направлена вниз и равна V0. Точка, в которой происходит столкновение, находится как раз на уровне поверхности стола. После столкновения с поршнем шарик падает на поверхность стола на расстоянии l от отверстия в столе. Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Ускорение свободного падения принять равным g = 10 м/с2 .
9. Чему равно расстояние l? Ответ приведите в м, округлив до десятых долей.
10. Пусть угол наклона верхней поверхности поршня к горизонту можно изменять. При какой величине угла α будет достигаться максимально возможная дальность полёта Lmax шарика? Ответ приведите в градусах, округлив до целого числа.
11. Чему равно это максимально возможное значение Lmax? Ответ приведите в м, округлив до десятых долей.
Задачи 12–13
В запаянной с одного конца горизонтальной цилиндрической трубке с поперечным сечением S = 1 см2 находится воздух с относительной влажностью 0, отделённый от атмосферы подвижным поршнем массой m (см. рис. 1а). Если трубку поставить вертикально, расположив её поршнем вниз, то относительная влажность воздуха в ней становится равна 1 = 60 % (см. рис. 1б). Если же трубку поставить вертикально, расположив её поршнем вверх (см. рис. 1в), то относительная влажность воздуха в ней становится равна 2 = 75 %. Атмосферное давление равно p0 = 105 Па, температура воздуха постоянна, трение между поршнем и стенками трубки пренебрежимо мало, газ через зазоры не просачивается, ускорение свободного падения g = 10 м/с2 .
12. Определите массу m подвижного поршня в трубке. Ответ приведите в граммах, округлив до целого числа.
13. Чему была равна изначально относительная влажность воздуха 0 в горизонтально лежащей трубке? Ответ привести в процентах, округлив до десятых долей.
Задачи 14-19
Электрическая цепь состоит из последовательно соединённых идеального источника напряжения с ЭДС = 18 В, резистора сопротивлением R = 10 Ом, разомкнутого ключа и конденсатора, заряженного до напряжения /3 (полярность указана на схеме). Ёмкость конденсатора C = 1 мФ. Сопротивление проводов и ключа очень мало. Ключ замыкают.
14. Найдите силу тока в этой цепи сразу после замыкания ключа. Ответ приведите в А, округлив до десятых долей, с учётом знака (ток, текущий по часовой стрелке, считается положительным, а против часовой стрелки – отрицательным).
15. Найдите максимальную скорость изменения энергии конденсатора в этой цепи. Ответ приведите в Вт, округлив до десятых долей.
16. Найдите силу тока в цепи в тот момент, когда достигается максимальная скорость изменения энергии конденсатора. Ответ приведите в А, округлив до десятых долей.
17. Найдите напряжение на конденсаторе в момент, когда достигается максимальная скорость изменения энергии конденсатора. Ответ приведите в В, округлив до десятых долей.
18. Определите количество теплоты 𝑄1, выделившееся в этой цепи к моменту достижения максимальной скорости изменения энергии конденсатора. Ответ приведите в мДж, округлив до десятых долей.
19. Найдите общее количество теплоты 𝑄2 , выделившееся в резисторе в течение очень большого промежутка времени после замыкания ключа. Ответ приведите в мДж, округлив до целого числа.
Задачи 20–21
С одноатомным газом проводят цикл ABCDA. В некотором масштабе точки A, B, C, D лежат на окружности на графике в PV- координатах (см. рисунок). 𝑃0 = 1,00 ∙ 105 Па, 𝑉0 = 1,00 л.
20. Рассчитайте работу газа, совершённую им за цикл. Дайте ответ в Дж с округлением до десятых долей.
21. Рассчитайте КПД цикла. Дайте ответ в процентах с округлением до сотых долей.
Региональный этап 2023 по физике 9, 10, 11 класс задания и ответы олимпиады
Региональный этап 2023 по физике 9, 10, 11 класс задания и ответы олимпиады