Автор ВОШ муниципальный этап 2020 по физике задания и ответы для 7, 8, 9, 10, 11 класса всероссийской олимпиады школьников 2020-2021 учебный год, официальная дата проведения олимпиады в Республике Татарстан 5 декабря 2020.
Ссылка для скачивания заданий и решений ВОШ 2020 для 7-11 класса: скачать в PDF
ВОШ муниципальный этап 2020 по физике 7-11 класс задания и ответы:
1)Экспериментатор Иннокентий Иванов вышел с утра на пробежку. Неспеша пробегая по дорожке в парке, он встретил движущуюся навстречу колонну из 10 бегунов. Учёный заметил, что спортсмены пробегают мимо него с интервалом в 2 с. Через некоторое время эта же самая колонна, где-то развернувшись, стала обгонять Иннокентия. В этот раз все спортсмены пробежали мимо учёного в течение 42 с. 1. Каково было расстояние между соседними бегунами в колонне? 2. С какой скоростью бегал Иннокентий по парку, если считать, что она не менялась? Пообщавшись со спортсменами, учёный выяснил, что скорость их бега всегда равна 18 км/ч, а расстояние между ними в колонне всегда постоянно.
Ответ: 1) 14 м; 2) 2 м/с
2)Однажды бабушка прислала Карлсону три банки варенья — две больших (одинаковых между собой) и одну маленькую (вдвое меньшего объёма). Пригласив в гости Малыша, Карлсон решил съесть подарок, дав гостю маленькую банку, а себе оставив обе большие. Варенье из своей банки Малыш первую треть времени ел со скоростью 4 ложки в минуту, оставшееся время — со скоростью 2,5 ложки в минуту. С какой скоростью Карлсон поглощал содержимое второй большой банки, если первую банку он съел со скоростью 10 ложек в минуту, а начали и закончили друзья в одно и то же время? Количество варенья в каждой ложке у обоих друзей считать одинаковым.
Ответ: 15 ложек в минуту.
3)Пока семиклассника Паши не было дома, его младшая сестра Ариша решила сделать брату сюрприз и слепила из пластилина два пирожных, совершенно одинаковых по размеру, но с разными «начинками». В одно из них она положила два стальных, а в другое — три стеклянных шарика. Узнав об этом, Паша взвесил оба пирожных и выяснил, что их массы равны 30 г и 47 г. 1. Чему равна плотность пластилина, который использовала Ариша? 2. Каков объём одного пирожного? Паша помнил, что размеры всех шариков одинаковы, а масса стального шарика равна 13 г. Плотность стали равна 7800 кг/м 3 , плотность стекла — 2400 кг/м 3 .
Ответ: 1) 1800 кг/м 3 ; 2) 15 см3 .
4)На выходных учёный Лосяш решил поэкспериментировать. Для этого он взял сосуд с вертикальными стенками, налил туда воду и поместил на некотором расстоянии от её поверхности вертикальный цилиндр. На поверхности цилиндра Лосяш закрепил электронный дальномер, который определяет расстояние ℎ до поверхности воды (схема установки изображена на рис. 7.1a). Учёный стал медленно и с постоянной скоростью опускать цилиндр до тех пор, пока тот не упёрся в дно сосуда. Снимая показания дальномера, Лосяш получил график зависимости ℎ от времени (рис. 7.1б). Определите по графику: 1. высоту слоя воды 𝐻 и расстояние 𝑙 от её поверхности до верхнего края сосуда в начале эксперимента; 2. отношение площади дна сосуда к площади сечения поршня.
Ответ: 1) 𝐻 = 6 см, 𝑙 = 5 см; 2) 1,6.
5)Крош, Ёжик и Бараш соревнуются в беге на длинную дистанцию. Судья Лосяш зафиксировал, что Крош прибежал к финишу в 14:00, Бараш — в 14:20, а Ёжик — в 15:00. Во сколько стартовали Смешарики, если средняя скорость Бараша равнялась 15 км/ч, а Ёжика — 12 км/ч? Какова средняя скорость Кроша? Все герои стартовали одновременно и бежали по одной дороге.
Ответ: в 11:40, ≈ 17 км/ч.
6)Пытаясь повторить опыт, увиденный в Интернете, экспериментатор Иннокентий Иванов положил в калориметр некоторое количество снега при температуре −20 ∘C и налил туда же ртуть при +25 ∘C. В результате весь снег в калориметре растаял, в нём установилась температура 0 ∘C, а объём содержимого калориметра стал в три раза больше, чем первоначальный объём снега. Какова была средняя плотность снега, взятого учёным? Удельная теплоёмкость льда равна 2100 Дж/(кг⋅ ∘С), ртути — 140 Дж/(кг⋅ ∘С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг, плотность воды — 1000 кг/м 3 , плотность ртути — 13600 кг/м 3 . В рассматриваемом диапазоне температур ртуть является жидкостью. Тепловыми потерями и теплоёмкостью калориметра пренебречь
7)Однородный прямой стержень длиной 1 м вставлен на глубину 20 см в горизонтальное отверстие вертикальной стены толщиной 10 см (рис. 8.1). Если к правому концу стержня подвесить груз 2 кг, стержень будет давить на правый край отверстия (точку 𝐴) с силой 280 Н. 1. Чему равна масса стержня? 2. С какой силой стержень будет давить в точке 𝐴, если груз перевесить на левый конец стержня (с противоположной стороны стены)? Отверстие считать гладким и имеющим высоту, чуть превышающую толщину стержня. Ускорение свободного падения принять равным 10 Н/кг.
8)В двух мерных сосудах находятся одинаковые объёмы различных жидкостей: воды и какой-то неизвестной жидкости X. Мальчик Паша решил измерить плотность второй жидкости с помощью ареометра. К сожалению, оказалось, что все ареометры, имевшиеся в школьной лаборатории, разного размера, и у всех них стёрта шкала. Паша не растерялся, взял два прибора, погрузил один из них в воду, второй в жидкость Х (рис. 8.3а), а потом поменял их местами (рис. 8.3б). Используя рисунки, определите массы обоих ареометров и плотность жидкости Х. Плотность воды равна 1000 кг/м 3 . Для удобства первый и второй ареометры помечены на рисунках, соответственно, цифрами 1 и 2.
9)Школьники Паша и Миша сдавали на физкультуре норматив по челночному бегу — каждому из них нужно было как можно быстрее пробежать определённую короткую дистанцию в прямом и обратном направлении в общей сложности 10 раз (5 раз туда и 5 раз обратно). Паша умеет разгоняться с ускорением 𝑎 и тормозить с ускорением 3𝑎 (по модулю). Миша — спортсмен, он разгоняется с ускорением 2𝑎 и тормозит с ускорением 5𝑎. За какое время Паша выполнит упражнение, если Миша его выполняет за 28 с?
10)Мальчик Паша решил измерить плотность неизвестной жидкости с помощью ареометра. Однако у мальчика этой жидкости было мало, поэтому он налил в цилиндрический сосуд воды, сверху долил с лой исследуемой жидкости и поместил туда прибор. Ареометр показал значение 0,93 г/см3 (см. рис. 9.1). Удивившись, Паша повторил опыт, заменив слой неизвестной жидкости на слой керосина той же высоты. В этом случае прибор показал 0,95 г/см3 . Помогите Паше и определите плотность неизвестной жидкости. Плотность керосина равна 800 кг/м 3 , плотность воды — 1000 кг/м 3 . Площадь сечения измерительной части прибора считать постоянной.
11)Готовясь к экспериментальному туру олимпиады по физике, девочка Карина собрала цепь, состоящую из двух разных вольтметров, двух резисторов и идеального источника постоянного напряжения (рис. 9.2а). Уже списав показания приборов (𝑈1 = 0,9 В, 𝑈2 = 1,8 В), девочка поняла, что допустила ошибку и пересобрала цепь (рис. 9.2б). В этом случае первый вольтметр показал 𝑈 ′ 1 = 5 В, а второй — 𝑈 ′ 2 = 4 В. Чему равно сопротивление 𝑅2 , если 𝑅1 = 3 кОм?
12)Девочка Маша взяла из морозилки кусок льда при −30 ∘C, положила его на дно калориметра и, чтобы лёд не всплывал, накрыла сверху тонкой сеткой. Затем она налила в калориметр 120 г воды при +15 ∘C. После установления теплового равновесия оказалось, что уровень воды понизился. Девочка повторила свой опыт, взяв такой же по массе кусок льда и налив то же самое количество воды, но уже при температуре +5 ∘C. Когда снова установилось равновесие, Маша обнаружила, что на этот раз уровень воды повысился. Каковы стали конечные массы льда в обоих опытах, если изменение уровня воды (по величине) в них было одинаковым, а установившаяся температура оба раза была 0 ∘C. Стенки калориметра считать вертикальными, вода в эксперименте полностью покрывает лёд. Тепловыми потерями, теплоёмкостью калориметра и сетки пренебречь. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг⋅ ∘С), льда — 2100 Дж/(кг⋅ ∘С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.
13)С помощью системы, состоящей из трёх одинаковых блоков (рис. 9.3а), поднимают груз массой 𝑀 = 120 кг, прикладывая к свободному концу верёвки силу, равную 𝐹1 = 440 Н. Какую минимальную силу 𝐹2 нужно прикладывать для подъёма того же груза в системе, состоящей из четырёх таких же блоков (рис. 9.3б)? Верёвки считать невесомыми и нерастяжимыми. Трением пренебречь. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .
14)На горизонтальном столе находятся две маленькие шайбы с массами 𝑚1 = 1 кг и 𝑚2 = 2 кг, связанные между собой невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый горизонтальный блок. Блок тянут с силой 𝐹 (на рис. 10.1 изображён вид сверху). Определите ускорение блока в двух случаях: 1) 𝐹 = 10 Н и 2) 𝐹 = 16 Н. Коэффициент трения между шайбами и столом равен 𝜇 = 0,3. Отрезки нити, соединяющие шайбы и блок, горизонтальны, параллельны друг другу и направлению силы 𝐹. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .
15)Длинную тонкостенную трубку радиусом 𝑟 = 0,5 см, закрытую снизу однородной круглой пластиной из дерева, аккуратно погружают в воду на глубину ℎ = 4 см (рис. 10.2). Толщина пластины равна 𝑑 = 1 см, её радиус 𝑅 = = 3 см. В трубку сверху аккуратно наливают керосин. При какой минимальной высоте керосина 𝐻 пластина оторвётся от трубки? Плотность воды 𝜌в = 1000 кг/м 3 , плотность дерева 𝜌д = 600 кг/м 3 , плотность керосина 𝜌к = = 800 кг/м 3 . Вода между трубкой и пластиной не проникает, жидкости в дерево не впитываются. Центр пластины лежит на оси трубки.
16)Экспериментатор Иннокентий Иванов решил подготовиться к Новому году и сделать праздничную гирлянду. Он взял источник постоянного напряжения, резистор сопротивлением 𝑅 и большой набор одинаковых ламп, чьи сопротивления 𝑟 не зависят от протекающего через них тока. Испытания показали, что при использовании в гирлянде только одной лампы, на ней выделяется мощность, равная 60 Вт. Если же использовать две лампы, то на них (в сумме) будет выделяться 97,2 Вт. 1. Чему равно отношение 𝑅/𝑟? 2. Сколько ламп должно быть в гирлянде, чтобы их суммарная мощность снова была равна 60 Вт? В гирлянде источник, резистор и лампы соединяются между собой последовательно. Источник считать идеальным.
17)Тонкий однородный деревянный стержень, нижний конец которого упирается в дно сосуда, удерживается в положении, изображённом на рис. 10.3, с помощью вертикальной нити, привязанной к его верхнему концу. В сосуд медленно наливают воду. При какой толщине слоя воды ℎ нижний конец стержня оторвётся ото дна? Точка крепления нити к стержню находится на высоте 𝐻 относительно дна сосуда. Плотность дерева, из которого сделан стержень, равна 640 кг/м 3 , плотность воды — 1000 кг м 3 .
18)От основания вертикального фонаря высотой 𝐻 = 9,8 м бросили камень со скоростью 𝑣0 = 12 м/с под углом 𝛼 = 60∘ к горизонту (рис. 10.5). На какое максимальное расстояние от фонаря сместится тень камня во время его полёта, если других источников света в округе нет. Фонарь считать точечным источником, поверхность земли горизонтальной, а сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .
19)Определите установившийся заряд конденсатора в цепи, изображённой на рис. 11.3, если ℰ1 = 1 В, ℰ2 = 3 В, ℰ3 = 8 В, 𝑟1 = 6 Ом, 𝑟2 = 4 Ом, 𝐶 = 3300 мкФ. Внутренним сопротивлением батареек пренебречь.
20)Тонкий однородный стержень длиной 𝐿 = 60 см лежит на вертикальной опоре высотой ℎ = 30 см, своим левым концом упираясь в горизонтальную поверхность стола (рис. 11.4). При каком наименьшем коэффициенте трения 𝜇 между стержнем и столом стержень будет находиться в равновесии, если точка его касания с поверхностью стола расположена на расстоянии 𝑠 = 40 см от опоры? Трения между опорой и стержнем нет, толщиной опоры пренебречь.
21)В системе, изображённой на рис. 11.6, обе пружины горизонтальны, своим левым концом прикреплены к стене, а их правые концы соединены нитью, перекинутой через невесомый блок. Жёсткость одной пружины равна 𝑘, другой — 2𝑘, и в начальный момент они не деформированы. Какую работу 𝐴 нужно совершить, чтобы медленно переместить блок вправо на расстояние 𝑥? Пружины считать невесомыми, а нить — невесомой и нерастяжимой. Трение между нитью и блоком отсутствует.
22)Герметичный сосуд состоит из двух горизонтальных цилиндрических частей разного сечения, перекрытых двумя поршнями, соединёнными между собой жёстким стержнем. Начальное положение поршней и размеры показаны на рис. 11.7. Между торцами сосуда и ближайшими поршнями находится азот, причём давление газа слева в 1,2 раза выше, чем справа. Снаружи сосуда и между поршнями — вакуум. В некоторый момент в левом торце сосуда появилась микротрещина, и газ стал медленно выходить наружу. Когда из левой части сосуда вышло 4/9 находившегося там азота, поршни начали смещаться. Насколько они сместятся, если оттуда выйдет ещё такое же количество газа? Длина стержня больше 𝐿. Считать, что температура азота в обеих частях сосуда одинакова и остаётся постоянной в течение всего процесса. Трение между поршнями и стенками сосуда отсутствует.
Другие задания и ответы ВОШ 2020 по предметам олимпиады:
ВСЕРОССИЙСКИЕ олимпиады 2020-2021 муниципальный этап задания и ответы