ТОР 5 статей:
Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия
Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века
Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка
Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы
КАТЕГОРИИ:
- Археология
- Архитектура
- Астрономия
- Аудит
- Биология
- Ботаника
- Бухгалтерский учёт
- Войное дело
- Генетика
- География
- Геология
- Дизайн
- Искусство
- История
- Кино
- Кулинария
- Культура
- Литература
- Математика
- Медицина
- Металлургия
- Мифология
- Музыка
- Психология
- Религия
- Спорт
- Строительство
- Техника
- Транспорт
- Туризм
- Усадьба
- Физика
- Фотография
- Химия
- Экология
- Электричество
- Электроника
- Энергетика
Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике. Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике
Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике
Класс, 2015-2016 учебный год
Задача 1.
1. Вначале пешеход шёл один час с некоторой скоростью. Оставшийся путь пешеход двигался 30 минут со скоростью 1 м/с. Средняя скорость движения пешехода из начального пункта в конечный, оказалась равной 4 км/ч. Определите скорость пешехода на первом участке пути.
Возможное решение:
При решении этой задачи удобней скорость выражать в км/ч, а время в часах.
1. Весь путь пешехода S запишем в виде
S = S1 + S2 (1).
Путь S1, пройденный пешеходом на первом участке пути, равен
S1 = υ1t1 (2).
а путь S2, пройденный пешеходом на втором участке пути, равен
S2 = υ2t2 (3).
Весь путь пешехода S выразим через среднюю скорость
S = υсрt (4).
Запишем полное время движения пешехода t
t = t1 + t2 (5).
2. Для нахождения υ1 решаем систему уравнений (1) – (5).
Подставляя t из уравнения (5) в уравнение (4), получим
S = υср(t1 + t2) (6).
Затем, подставляя S1, S2 и S из уравнений (2), (3) и (6) в уравнение (1), получим
υср(t1 + t2) = υ1t1 + υ2t2
Находим υ1.
Ответ: υ1 = υср(t1 + t2)/t1 – υ2t2/t1 = 4,2 км/ч.
Критерий оценивания:
1. Указана связь путей, пройденных пешеходом (1) 1 балл
2. Записаны формулы для расчета пути на участках (2,3) 1 балл
3. Записана формула, связывающая среднюю скорость со временем прохождения пешехода всего пути (4) 1 балл
4. Указана формула для полного времени движения пешехода (5) 1 балл
5. Выполнено решение в общем виде и получена формула для определения скорости пешехода на первом участке пути 5 баллов
6. Получен числовой ответ 1 балл.
Задача 2.
2. В сообщающихся сосудах находится вода. Площади сообщающихся сосудов: правого S1 = 0,1 см2 и левого S2 = 0,3 см2. В правый сосуд добавляют жидкость плотностью ρ = 0,8 г/см3, которая не смешивается с водой. При этом разность уровней воды в сосудах становится равной h = 0,4 м. Определите увеличение давления воды на дно при добавлении жидкости в правый из сообщающихся сосудов.
Возможное решение.
1. Пусть длинная верхняя пунктирная линия на рисунке обозначает уровни воды в сообщающихся сосудах до добавления второй жидкости плотностью ρ. После добавления второй жидкости в правый сосуд уровень воды в нём опустился на величину x, а в левом сосуде поднялся на величину (h – x). Значит, давление на дно в левом сосуде увеличилось на
Dp = ρ0g(h – x) (1).
2. Так как вода несжимаема, то объём воды, вытесненной из правого сосуда равен объёму воды, перешедшей в левый сосуд
xS1 = (h – x)S2 (2).
3. Из уравнения (2) находим x
x = hS2/(S1 + S2) (3).
4. Подставляя x в уравнение (2), получаем ответ.
Ответ: Dp = ρghS1/(S1 + S2) = 103 Па.
Критерий оценивания:
1. Выполнен рисунок, поясняющий величины x и h, характеризующие перемещение воды из одного сосуда в другой 1 балл
2. Записана формула дляувеличения давления на дно Dp (1) 2 балла
3. Рассмотрена несжимаемость жидкостей и записана формула (2) 2 балла
4. Выплнено решение в общем виде 4 балла
5. Получен числовой ответ 1 балл.
Задача 3.
Потенциальная энергия стрелы, выпущенной из лука со скоростью 108 км/ч вертикально вверх, через 2 с после начала движения равна 40 Дж. Чему равна масса стрелы? Потенциальная энергия стрелы отсчитывается от уровня старта.
Возможное решение:
1. Переведем начальную скорость движения в систему СИ.
2. Определим по потенциальную энергию тела поднятого над землей по формуле
Eп = mgh (1), тогда масса будет равна m=E/gh.
3. Рассмотрим особенности свободного падения тел. В данном случае тело движется прямолинейно равнозамедленно вертикально вверх, тогда применяя форму перемещения для условия задачи, получим
h = vоt – gt2/2 (2)
4. Решая систему уравнений 1 и 2, получим формулу для расчета массы тела:
m = Eп/g(vоt – gt2/2).
5. Подставим в формулу численные значения физических величин и выполним расчеты.
Ответ: 0,1 кг.
Критерии оценивания:
1. Выполнен перевод единиц измерения в систему СИ 1 балл
2. Записана формула (1) 2 балла
3. Записана формула (2) 2 балла
4. Решение выполнено в общем виде и получена формула для расчета массы тела 4 балла
5. Получен правильный ответ 1 балл
Задача 4.
В электропечи полностью расплавили слиток стали массой 1 т за 2,3 часа. Какова мощность электроплитки, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500°C? Потерями энергии пренебречь.
Возможное решение:
1. Переведем единицы измерения в систему СИ.
2. Запишем закон сохранения энергии
Ат = Q1 + Q2 (1).
где: Q1 - количество теплоты, затраченное на нагревание стали,
Q1 = сm∆t (2),
Q2 - количество теплоты, затраченное на плавление стали,
Q2 = mλ (3),
Ат -работа электрического тока,
Ат = Pt (4).
3. Подставив формулы (2-4) в формулу (1) и решив задачу в общем виде, получим:
P = (сm∆t + mλ)/t.
4. Подставим в формулу численные значения физических величин и выполним расчеты.
Ответ: 100 кВт.
Критерии оценивания:
1. Выполнен перевод единиц измерения в систему СИ 1 балл
2. Записан закон сохранения энергии для тепловых и электрических явлений (1) 2 балла
3. Записана формула для расчета нагревания стали (2) 1 балл
4. Записана формула для расчета плавления стали (3) 1 балл
5. Записана формула для расчета работы тока (4) 1 балл
6. Решение выполнено в общем виде и получена формула для расчета мощности электроплитки 3 балла
7. Получен правильный ответ 1 балл
Задача 5.
Электрическая лампа мощностью 40 Вт светит 10 ч. Какова масса воды, которая должна пройти через плотину гидроэлектростанции (ГЭС) для обеспечения работы лампы? Высота плотины 20 м, КПД ГЭС равен 90 %.
Возможное решение:
1. Переведем единицы измерения в систему СИ 1 балл
2. Запишем формулу для расчета КПД ГЭС
η = Ат/Еп (1).
где: Ат - работа тока, Еп – потенциальная энергия, падающей воды
Ат = Pt, Еп = mgh (2, 3)
3. Подставив формулы (2,3) в формулу (1) и решив задачу в общем виде, получим:
m = Pt/mgη
5. Подставим в формулу численные значения физических величин и выполним расчеты.
Ответ: 8 т.
Критерии оценивания:
1. Выполнен перевод единиц измерения в систему СИ 1 балл
2. Записана формула КПД (1) 2 балла
3. Записана формула для расчета потенциальной энергии (3) 1 балл
4. Записана формула для расчета работы тока (2) 1 балл
5. Решение выполнено в общем виде и получена формула для расчета массы воды 4 балла
7. Получен правильный ответ 1 балл
Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: