Автор Олимпиада по физике 7, 8, 9, 10, 11 класс ответы и задания муниципального этапа 2021-2022 всероссийской олимпиады школьников ВСОШ для Республики Татарстан, официальная дата проведения олимпиады 27 ноября 2021 год.
Скачать задания олимпиады
Скачать ответы и решения
Олимпиада по физике задания и ответы 7-11 класс муниципального этапа ВСОШ 2021
1)ДимДимыч и фиксик Нолик решили устроить дружеское соревнование по бегу. Чтобы уравнять шансы, ДимДимыч поставил фиксика на расстоянии 2 м от финиша, а сам стартовал на 90 м дальше. Нолик бежал изо всех сил, со скоростью 10 фиксиметров в секунду, но ДимДимыч всё равно финишировал на 1 секунду раньше. Через неделю упорных тренировок Нолика друзья повторили забег, но теперь ДимДимыч стартовал на 8 м ближе к фиксику, чем в первый раз. Несмотря на это, Нолик, развив скорость в 12 фиксиметров в секунду, обогнал друга на 1 секунду. Определите, сколько фиксиметров содержится в одном человеческом метре. Дистанция, пробегаемая Ноликом, и скорость ДимДимыча каждый раз была одна и та же. Скорость участников во время бега считать постоянной.
2)В цилиндрическом сосуде друг на друге лежат три кубика (см. рис. 7.1). Ребро среднего кубика в два раза длиннее ребра верхнего, а ребро нижнего больше ребра верхнего кубика в три раза. В сосуд начинают медленно наливать воду. До верхней грани большого кубика вода поднимается со скоростью 𝑣1 = = 18 мм/мин. От нижней до верхней грани среднего кубика она поднимается со скоростью 𝑣2 = 8 мм/мин. 1. С какой скоростью 𝑣3 вода будет подниматься от нижней до верхней грани маленького кубика? 2. Какова средняя скорость 𝑣ср поднятия уровня воды от дна сосуда до верхней грани маленького кубика? Объём воды, поступающей в сосуд в единицу времени, в течение всего эксперимента не меняется.
3)Два автомобиля выехали из одной точки по одной и той же дороге в одном направлении, но в разное время. Графики зависимости пройденного каждым автомобилем пути от времени движения представлены на рис. 7.3. 1. Насколько позже стартовал автомобиль №2, если машины встретились на дороге через 1,5 ч после старта первого автомобиля? 2. Через сколько минут после первой встречи автомобили встретятся на дороге снова? 3. На каком расстоянии от места старта это произойдёт?
4)Моторная лодка прошла от пристани Борисово вниз по течению реки до пристани Гуськово, а через некоторое время обратно, вверх по реке, до пристани Борисово. Средняя скорость лодки на всём пути была равна 𝑣, а время стоянки в Гуськово составило 1/10 времени всего путешествия. Чему равна скорость лодки 𝑢 в стоячей воде, если она больше скорости течения реки в 3 раза? Считать, что лодка движется вверх и вниз по течению равномерно, а скорость течения реки не меняется.
5)В большой ванне с водой плавает цилиндрический пенопластовый стакан, до краёв заполненный водой, погружаясь на 75% своего объёма. Мальчик Паша стал аккуратно, на тонкой ниточке, по одному опускать в стакан алюминиевые грузики. Ёмкость стакана равна 210 см3 , масса одного грузика — 9,5 г. Какое максимальное число грузиков Паша сможет опустить, чтобы не утопить стакан? Плотность пенопласта равна 50 кг/м 3 , плотность алюминия — 2700 кг/м 3 , плотность воды — 1000 кг/м 3 .
6)В высоком теплоизолированном сосуде, разделённом тонкой вертикальной перегородкой на две неравные части, находится слой воды высотой 𝐻 = 10 см при температуре 𝑡1 = 12 ∘C. Площадь сечения широкой части сосуда в два раза больше площади сечения узкой, а между перегородкой и дном есть небольшой зазор (см. рис. 8.1). В широкую часть сосуда налили керосин при температуре 𝑡2 = 75 ∘C так, что верхняя поверхность керосина оказалась на высоте 𝐻1 = 21 см от дна сосуда. Определите установившуюся температуру жидкостей в сосуде. Удельная теплоёмкость керосина равна 2100 Дж/(кг⋅ ∘С), воды — 4200 Дж/(кг⋅ ∘С). Плотность керосина 800 кг/м 3 , плотность воды — 1000 кг/м 3 . Стенки сосуда вертикальны, теплоёмкостью стенок и перегородки можно пренебречь.
7)На двух опорах лежит однородный стержень массой 𝑀 = 450 г. К концам стержня подвешены два разных куска льда с массами 𝑚1 = 400 г и 𝑚2 = 100 г. Конструкцию осветило солнце, и обе льдинки начали одновременно таять. Скорость таяния большого куска равна 𝜇1 = 1,4 г/мин, скорость таяния маленького 𝜇2 = 1,0 г/мин. 1. Чему были равны силы давления стержня на опоры до того, как лёд начал таять? 2. Через какое время после начала таяния кусков льда конструкция опрокинется? Длина стержня в 3 раза больше расстояния между опорами, относительно которых стержень лежит симметрично (см. рис. 8.2). Ускорение свободного падения принять равным 10 Н/кг.
8)Мячик бросили вертикально вверх с некоторой большой высоты. Какова была начальная скорость мячика, если за 2 с от момента броска он прошёл путь, равный 10,4 м? Рассмотрите все возможные варианты. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 . Сопротивлением воздуха пренебречь.
9)В цилиндрическом сосуде находится сплошной металлический куб. Когда в сосуд налили 240 г керосина, он полностью покрыл куб, и вес куба оказался равным 9,6 Н. Если же вместо керосина в сосуд налить 200 г воды, вес куба не изменится. 1. Какова длина ребра куба, если площадь дна сосуда в три раза больше площади грани этого куба? 2. Чему равна плотность металла, из которого сделан куб? 3. Насколько уровень керосина в первом случае выше верхней грани куба? Жидкости могут свободно подтекать под нижнюю грань куба. Плотность воды равна 1000 кг/м 3 , керосина — 800 кг/м 3 . Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .
10)Экспериментатор Иннокентий Иванов провёл от удалённого источника постоянного напряжения провода в свою лабораторию. Уже находясь на своём рабочем месте, он вспомнил, что забыл измерить напряжение на выводах этого источника. Не растерявшись, Иннокентий взял резистор сопротивлением 20 Ом и присоединил его к концам проводов. Измерения показали, что напряжение на резисторе равно 9 В. Когда же он заменил этот резистор на другой, с сопротивлением 50 Ом, измеренное напряжение оказалось равным 12,5 В. Наконец, не меняя подключённого резистора, учёный срезал изоляцию с провода в двух местах на расстоянии 40 см друг от друга (с одной стороны от резистора) и измерил напряжение между этими точками. Теперь он получил значение 10 мВ. Чему равно напряжение на выводах источника и общая длина проводов? Провода, использованные Иннокентием, имеют постоянное сечение и сделаны из одного материала. Вольтметр учёного можно считать идеальным.
11)Сидя дома в воскресенье, девочка Наташа решила поэкспериментировать. Она принесла из морозилки 100 г льда, положила в калориметр и налила туда 180 г воды. После установления теплового равновесия выяснилось, что в калориметре осталось 75 г нерастаявшего льда. Наташа повторила свой опыт, взяв из морозилки то же количество льда, но налив 270 г воды. В этот раз в калориметре осталось только 55 г нерастаявшего льда. 1. Определите начальную температуру воды, которую Наташа наливает в калориметр. 2. Какая масса льда будет в калориметре после установления теплового равновесия, если Наташа в третий раз повторит свой опыт, но нальёт в калориметр 27 г воды? Количество льда, взятого из морозилки, то же, что и в предыдущих опытах. Начальная температура воды во всех трёх опытах была одинаковой. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг⋅ ∘С), льда — 2100 Дж/(кг⋅ ∘С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.
12)На стене комнаты висит картина 𝐾 высотой 0,9 м, верхний край которой находится на расстоянии 1,7 м от пола (см. рис. 9.1). Мальчик Паша решил, что картина висит вверх ногами, и положил на пол зеркало З. В результате оказалось, что минимальное расстояние от стены, на котором Паша может видеть в зеркале всю картину целиком, равно 2,7 м. 1. Чему равно расстояние от пола до глаз Паши? 2. Каково максимально возможное расстояние до стены, при котором мальчик будет видеть в зеркале всю картину? Расстояние от краёв зеркала до стены равно 1,0 м и 2,5 м. Паша всегда рассматривает картину, не приседая и не подпрыгивая. Толщиной зеркала и картины пренебречь.
13)Учёный Лосяш, разбирая архив, нашёл своё старое исследование по баллистике. Там он увидел незаконченный чертёж (рис. 10.1), где на координатной сетке были нанесены три положения тела, брошенного под некоторым углом к горизонту, в различные моменты времени. В подписи к чертежу было указано, что масштаб по обеим осям одинаковый, а ускорение свободного падения направлено вдоль оси 𝑦. 1. Определите, под каким углом к горизонту направлен вектор скорости в каждой из трёх отмеченных на чертеже точек. 2. Найдите отношение скоростей в левой и правой точках. Сопротивлением воздуха пренебречь.
14)Какова сила натяжения нити, перекинутой через блок, в системе, изображённой на рис. 10.3, если масса верхнего груза равна 𝑚 = 200 г, масса нижнего 𝑀 = 800 г, сила 𝐹 = 2,5 Н, а коэффициент трения между грузами 𝜇 = 0,25? Трение между нижним грузом и горизонтальной поверхностью, на которой он находится, отсутствует. Нити считать горизонтальными, невесомыми и нерастяжимыми. Массой блока и трение в его оси пренебречь. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 .
15)У экспериментатора Иннокентия Иванова есть три цилиндрических проводника, сделанных из одного и того же тугоплавкого материала (размеры указаны на рис. 10.4), к торцам которых он по очереди подключает источник постоянного напряжения. Когда Иннокентий подключил источник к проводнику №1, тот нагрелся до температуры 120 ∘C. Второй проводник смог нагреться уже до 280 ∘C. До какой температуры сможет нагреться проводник №3? Температура воздуха в комнате равна 𝑡0 = 20 ∘C. Удельное сопротивление материала зависит от его температуры 𝑡 по закону 𝜌 = 𝜌0 (1 + 𝛼(𝑡 − 𝑡0 )), где 𝜌0 — удельное сопротивление при комнатной температуре 𝑡0 , а 𝛼 — некоторый коэффициент. Считать, что мощность теплоотдачи от проводника пропорциональна разности температур между ним и воздухом, а также площади его боковой поверхности.
16)Тонкий однородный стержень массой 𝑀, согнутый под прямым углом, шарнирно закреплён на опоре так, что в положении равновесия его длинная часть является горизонтальной (рис. 10.5). Груз какой массы 𝑚 нужно подвесить к левому концу стержня, чтобы в новом положении равновесия его длинная часть образовала угол 𝛼 с горизонтом? Длина короткой части (на рис. 10.5 она расположена вертикально) равна одной трети длины всего стержня. Трение в шарнире отсутствует.
17)Из одной точки на земле одновременно брошены два тела: первое — под углом 𝛼 = 30∘ , второе — под углом 𝛽 = 60∘ к горизонту. Определите начальные скорости тел, если они одновременно упали обратно на землю на расстоянии Δ𝐿 = 4 м друг от друга. Рассмотрите все возможные варианты, считая, что траектории движения обоих тел лежат в одной плоскости. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 . Сопротивление воздуха не учитывать, а поверхность земли считать горизонтальной.
18)Груз массой 𝑚, насаженный на вертикальную гладкую спицу, тянут вверх, прикладывая к нити, перекинутой через неподвижный блок, постоянную горизонтальную силу. Ось блока находится на расстоянии 𝐿 от спицы. В начальный момент груз имеет нулевую скорость и расположен так, как показано на рис. 11.2. 1. C какой наименьшей силой 𝐹 нужно тянуть, чтобы груз смог подняться до уровня оси блока? 2. Какова в этом случае будет максимальная скорость груза в процессе его движения? Нить считать невесомой и нерастяжимой. Размерами блока и груза пренебречь. Трение в оси блока отсутствует.
19)Одноатомный идеальный газ совершает цикл 1-2-3-4-1 (см. рис. 11.3), состоящий из двух изохор и двух изобар. Температура газа в точке 1 равна 𝑇1 , в точке 3 равна 𝑇3 = 6𝑇1 , а в точке 2 температура на 𝑇1 больше, чем температура в точке 4. 1. Какова температура газа в точках 2 и 4? 2. Какую работу совершит 𝜈 молей газа за этот цикл? 3. Определите КПД данного цикла.
20)В цепи, изображённой на рис. 11.4, ключ 𝐾 вначале разомкнут, конденсатор ёмкостью 3𝐶 не заряжен, а заряд 𝑞 конденсатора ёмкостью 𝐶 отличен от нуля. Определите заряд 𝑞, если после замыкания ключа в цепи выделяется количество теплоты 𝑄 = 𝐶ℰ2 /4. Величины 𝐶 и ЭДС батареи ℰ считать заданными.
Другие ответы и задания для муниципального этапа 2021-2022:
Муниципальный этап 2021 Республика Татарстан задания и ответы всероссийская олимпиада школьников