Всероссийская олимпиада школьников по физике 8. Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике (8 класс)
О сновными целями и задачами Олимпиады являются выявление и развитие у обучающихся творческих способностей и интереса к научно-исследовательской деятельности, создание необходимых условий для поддержки одаренных детей, пропаганда научных знаний.
Время выполнения:
60 мин -7, 8 классы - 4 задания;
1 час 30 мин - 9 классы - 4 задания
2 часа - 10,11 классы - 5 заданий.
Олимпиада проводится в один тур индивидуальных состязаний участников. Отчёт о проделанной работе участники сдают в письменной форме. Дополнительный устный опрос не допускается.
Для выполнения заданий учащимся рекомендуем пользоваться калькулятором и набором таблиц. Для успешного выполнения работы в 9 классе необходимо выдать учащимся таблицу теплоемкостей и удельной теплоты плавления.
Жюри олимпиады оценивает записи, приведенные в чистовике. Черновики не проверяются. Все пометки в работе участника члены жюри делают только красными чернилами. Баллы за промежуточные выкладки ставятся около соответствующих мест в работе. Итоговый балл за задачу ставится в конце решения. Член жюри заносит балл в таблицу на первой странице работы и ставит свою подпись.
В случае неверного решения необходимо находить и отмечать ошибку, которая к нему привела.
Правильный ответ, приведенный без обоснования или полученный из неправильных рассуждений, не учитывается. Если задача решена не полностью, то этапы ее решения оцениваются в соответствии с критериями оценок по данной задаче.
Максимальное количество баллов при правильном решении задачи для 7 - 9 классов- 5 баллов.
Проверка работ осуществляется согласно стандартной методике оценивания решений:
Баллы | Правильность (ошибочность) решения |
Полное верное решение |
|
Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение. |
|
Решение в целом верное, однако, содержит существенные ошибки (не физические, а математические). |
|
Найдено решение одного из двух возможных случаев. |
|
Есть понимание физики явления, но не найдено одно из необходимых для решения уравнений, в результате полученная система уравнений не полна и невозможно найти решение. |
|
Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении). |
|
Решение неверное, или отсутствует. |
Максимальное количество баллов для 7, 8, 9 классов - 20, для 10, 11 классов -25 баллов.
Школьный этап. 2015-2016 учебный год.
8 класс
Табурет массой 2 кг стоит на четырёх ножках, след каждой из которых имеет форму квадрата стороной 3 см. Чему равна масса кота, сидящего на табурете, если давление табурета вместе с котом на пол равно 20 кПа?
На рисунке изображены рычаги, на которых имеются крючки, прикрепленные через одинаковые расстояния. Крючки пронумерованы от -3 до 3, причем 0 приходится на середину рычага. К некоторым крючкам прикреплено по нескольку грузов одинаковой массы. Имеется еще один такой же не подвешенный груз. К крючку с каким номером n его нужно подвесить, чтобы рычаг находился в равновесии? Решите задачу для каждого из трех случаев, представленных на рисунке.
3. Из Нижнего Новгорода в сторону Москвы с интервалом в 10 минут вышли два электропоезда со скоростью 54 км/ч. Какую скорость имел встречный поезд, если он встретил второй поезд через 4 минуты после первого?
4. Металлический стержень нагревают, поместив один его конец в пламя (см. рисунок). Через некоторое время температура металла в точке А повышается. Каким способом происходит передача энергии?
Всероссийская олимпиада школьников по физике.
Школьный этап.
2015-2016 учебный год.
Ответы и краткие решения
8 класс
1. Решение: Запишем выражение для давления p , которое табурет (вместе с котом) оказывает на пол: , где m и M - массы табурета и кота, S - площадь следа одной ножки. Отсюда найдём массу кота: .
Ответ: 5,2 кг.
2. Решение . Обозначим через массу одного груза, - расстояние между соседними крючками. Применим для каждого случая правило рычага:
(а) , отсюда ,
(б) , отсюда ,
(в) , отсюда .
3. Решение.
Расстояние между электропоездами
км. Это же расстояние встречный поезд проходит за мин со скоростью . Следовательно, , откуда км/ч. Ответ: 81 км/ч.
4. Ответ : в основном путем теплопроводности.
(2014 – 2015 учебный год)
Решение заданий оформляются в тетради. Не забудьте поставить на титульном листе тетради ваш идентификационный код и класс!
Задача № 1 (максимальный балл – 10 )
Сосуд со 100г воды при температуре 0оС 15мин 2оС 100г льда, то он растаял за 10ч . По этим данным рассчитайте удельную теплоту плавления льда?
Задача № 2 (максимальный балл – 6 )
Из Москвы в Пушкино с интервалом t=10 мин v1 = 30 км/ч . С какой скоростью v2 двигался поезд, идущий в Москву, если он повстречал эти электропоезда через промежуток времени τ = 4 мин один после другого.
Задача № 3 (максимальный балл – 8 )
Задача № 4 (максимальный балл – 4 )
Герметично закрытая коробка массой 0.1 кг и размерами 5×10×10 см плавает на поверхности воды. Снизу к коробке подвесили алюминиевый грузик такой, что она целиком погрузилась в воду, но продолжает плавать в ней. Найти массу грузика, если плотность алюминия 2.7 г/см3 , а плотность воды 1 г/см3 .
Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике 2014-2015 учебный год
Решение задач
1. Сосуд со 100г воды при температуре 0оС был подвешен посередине комнаты. Через 15мин температура воды поднялась до 2оС . Когда же в сосуде изначально при той же температуре находилось 100г льда, то он растаял за 10ч . По этим данным рассчитайте удельную теплоту плавления льда? (10 баллов )
Вариант решения:
Количество теплоты, получаемой в единицу времени водой и льдом, примерно одинаково, так как разность температур воды и комнатного воздуха примерно такая же, как и льда и воздуха. За 15мин вода получила тепло
Следовательно, лёд за 10ч (600мин) получил тепла.
Отсюда следует, что удельная теплота плавления льда .
Ответ: λ = 3.36·105Дж/кг.
Критерии оценивания:
2. Из Москвы в Пушкино с интервалом t=10 мин вышли два электропоезда со скоростью v1 = 30 км/ч . С какой скоростью v2 двигался поезд, идущий в Москву, если он повстречал эти электропоезда через промежуток времени τ = 4 мин один после другого. (6 баллов)
Вариант решения:
Расстояние между электропоездами S = v1t , c другой стороны S = v1 τ + v2 τ отсюда v2 = v1 (t – τ)/ τ = 45 км/ч.
Вариант решения :
Нормальное атмосферное давление равно приблизительно P ≈105Па . Значит вес атмосферного столба воздуха площадью 1 м2 P=105H . Зная поверхность земного шара можно подсчитать массу всей атмосферы Земли. Площадь поверхности Земли S = 4 πR2 , где R = 6370 км – средний радиус Земли.
Масса атмосферы Земли M=SP/g ≈5 1018 кг.
Критерии оценки
4. Герметично закрытая коробка массой 0.1 кг и размерами 5x10x10 см плавает на поверхности воды. Снизу к коробке подвесили алюминиевый грузик такой, что она целиком погрузилась в воду, но продолжает плавать в ней. Найти массу грузика, если плотность алюминия 2.7 г\см3 , а плотность воды 1 г\см3 (4 балла)
Вариант решения :
Условие равновесия имеет вид
Fарх1 + Fарх2 = m1g + m2g (1);
ρв = (mx g) / ρ1 + ρвv1g = m1g +mxg , где mx - масса грузика
ρвV1-m1 = mx (1-ρв/ ρ1), где ρ1 – плотность алюминия
mx = (ρвv1-m1)/(1-(ρв/ ρ1)) (2)
Ответ: 635 г.
ОЛИМПИАДНЫЕ
Задачи для 8 класса
- Девочки сделали снеговика, а мальчики соорудили точную его копию, но в два раза большей высоты. Какова масса копии, если масса оригинала равна 50 кг? (Плотность снега в обоих снеговиках одинаковая.) (9 баллов)
- Группа туристов, двигаясь цепочкой по обочине дороги со скоростью 3,6 км/ч, растянулась на 200 м. Замыкающий посылает велосипедиста к вожатому, который находится впереди группы. Велосипедист едет со скоростью 7 м/с; выполнив поручение, он тут же возвращается к замыкающему группы с той же скоростью. Через сколько времени после получения поручения велосипедист вернулся обратно? (11 баллов)
- В каком случае подъемная сила у самодельного бумажного воздушного шара, заполненного горячим воздухом, больше: когда ребята запускали его в помещении школы или на дворе школы, где было довольно прохладно? (8 баллов)
- В доску толщиной 5 см забили гвоздь длиной а=10 см так, что половина гвоздя прошла навылет. Чтобы вытащить его из доски, необходимо приложить силу 1,8 кН. Гвоздь вытащили из доски. Какую при этом совершили механическую работу? (11 баллов)
- Некоторая установка, развивающая мощность 30 кВт, охлаждается проточной водой, текущей по спиральной трубке сечением 1 см². При установившемся режиме проточная вода нагревается на ∆t=15°C. Определите скорость течения воды, предполагая, что вся энергия, выделяющаяся при работе установки, идет на нагревание воды. (12 баллов)
- Закрытый бидон из железа частично заполнен керосином. Предложите один из способов, позволяющих, не пользуясь никакими измерительными приборами (и не открывая бидон), определить примерный уровень керосина в бидоне. (9 баллов)
Ответы на задания для 8 класса
- 400 кг.
Решение. При изготовлении точной копии все размеры (длина, ширина и высота) должны быть увеличены в 2 раза. Следовательно, объем снеговика, сделанного мальчиками, будет в 8 раз больше объема оригинала, а масса копии m =50 кг · 8=400 кг.
- ≈58,3 с.
Решение . Скорость велосипедиста в системе отсчета, связанной с группой, при движении к вожатому равна υ₂-υ₁ при возвращении обратно равна υ₂+υ₁. Поэтому время движения велосипедиста к вожатому t₁= L/ υ₂-υ₁ , а время возвращения велосипедиста к замыкающему t₂= L / υ₂+υ₁ , где L - длина цепочки. Общее время движения велосипедиста t= t₁+ t₂. Таким образом можно записать:
t= L / υ₂-υ₁+ L / υ₂+υ₁= 2 L · υ₂/ υ₂²-υ₁²
Подставив числовые значения величин, получим: t ≈58,3 с.
- Подъемная сила воздушного шара равна разности между весом воздуха в объеме шара и весом газа, заполняющего шар. Чем больше разница в плотностях воздуха и газа, заполняющего шар, тем больше подъемная сила. Поэтому подъемная сила шара больше на улице, где воздух менее прогрет.
- 135 Дж.
Решение . Чтобы переместить гвоздь на пути а, надо совершить работу А₁=F·а. При дальнейшем перемещении гвоздя сила будет убывать от F до 0. Поэтому работу надо находить для средней силы: А₂=1/2·F·а. Следовательно, полная работа
А= А₁+А₂=F·а +1/2·F·а= 3/2· F·а=1,5 · F·а.
- ≈0,48 м/с
Решение . В соответствии с законом сохранения и превращения энергии
Е=Q (1)
Где Е - энергия, выделившаяся при работе установки; Q- энергия, израсходованная на нагревание воды. Но Е=Рτ (2)
τ- время работы установки, а Q= сm∆ t (3)
m- масса воды. Подставив выражения (2) и (3) в (1), получим
Рτ = сm∆ t (4)
При движении воды со скоростью υ по трубкам с сечением S за время τ проходит вода массой M=ρSυτ (5)
Подставив выражение (5) в формулу (4), получим: Р= с ρSυ∆ t
Отсюда υ= Р/сρS∆ t
- Можно, например, вначале хорошо охладить бидон с керосином. Затем поместить его в теплое помещение. В помещении в результате конденсации пара бидон покроется капельками воды. По мере нагревания бидона в теплом помещении вода на нем будет испаряться. Так как масса воздуха и паров бензина в верхней части его значительно меньше массы керосина, находящегося в нижней части бидона, то при нагревании бидона в тёплом помещении испарение будет происходить быстрее с верхней части его. В результате в какой-то момент времени можно будет наблюдать резкую границу между сухой поверхностью бидона и частью его, еще покрытой капельками воды. Эта граница и укажет на уровень керосина в бидоне.
Машина проехала расстояние L = 160 км от города до деревни за время T = 2 часа. Её скорость на первом, хорошем, участке пути была на ∆V = 10 км/час больше средней скорости на всём пути, а на втором, плохом, участке – на ∆V = 10 км/час меньше средней скорости на всём пути. Чему равна длина s плохого участка пути?
Возможное решение
Средняя скорость машины на всём пути V ср = L / T = 80 км/ч. Тогда на первом участке пути машина имела скорость V 1 = 90 км/ч, а на втором – V 2 = 70 км/ч.
Среднюю скорость на всём пути можно выразить через длины участков пути и скорости на них:
Ответ : S = 70 км
Критерии оценивания
Задача 2
На середину плоской льдины толщиной H = 60 см, плавающей в воде, ставят маленький медный кубик, в результате чего глубина погружения льдины увеличивается на Δh = 0,5 см. Чему станет равна глубина H п погружения этой льдины, если на её середину вместо медного кубика поставить железный кубик с вдвое большей стороной? Плотность льда ρ л = 900 кг/м 3 , плотность воды ρ в = 1000 кг/м 3 , плотность меди ρ м = 8900 кг/м 3 , плотность железа ρ ж = 7800 кг/м 3 .
Возможное решение
В отсутствие кубиков сила тяжести, действующая на льдину, уравновешивается силой Архимеда. Над водой выступает часть льдины высотой h = H/10 = 6 см.
Это следует из условия плавания:
S∙H∙ρ л = S∙ρ в ∙g∙(H-h),
где S – площадь льдины.
Сила тяжести, действующая на кубик, уравновешивается добавочной силой Архимеда. Запишем условия равновесия только для добавочных сил. Для медного кубика: S∙Δh∙ρ в = ρ м ∙a 3 ∙g. Для железного кубика: S∙ΔH∙ρ в ∙g = ρ ж ∙8a 3 ∙g, где ΔH – добавочная глубина погружения льдины с железным кубиком. Разделив одно уравнение на другое, получим:
Отсюда H п = (H – h) + ΔH = 57,5 см.
Это значение меньше толщины льдины, следовательно, она не утонет.
Критерии оценивания
Задача 3
Сосуды, частично заполненные ртутью, над которой находится воздух, сообщаются трубками. Левый верхний сосуд и верхняя трубка открыты в атмосферу. Ртуть по трубкам не перетекает. Найдите давление воздуха в точке А, ответ выразите в мм рт. ст.
Определите высоту L столба ртути в верхней трубке. Высота h = 5 см. Атмосферное давление p 0 = 760 мм рт. ст.
Возможное решение
Так как жидкость в системе находится в равновесии, можно связать друг с другом гидростатические давления на разных глубинах.
Давление воздуха в нижнем сосуде равно давлению на поверхности граничащей с ним ртути: p 1 = p 0 + 8 ρ∙g∙h = 1160 мм рт. ст. (здесь ρ – плотность ртути). Такое же давление воздуха и в правом верхнем сосуде (то есть в точке А).
На поверхности жидкости в среднем сосуде давление равно p 2 = p 0 + 11 ρ∙g∙h, но иначе его можно выразить через высоту L следующим образом: p 2 = p 0 + ρ∙g∙(L + 4h)
Отсюда L = 7h = 35 см.
Ответ : L = 35 см
Задача 4
В калориметре смешали десять порций воды. Первая порция имела массу m = 1 г и температуру t = 1 °С, вторая – массу 2m и температуру 2t, третья – 3m и 3t, и так далее, а десятая – массу 10m и температуру 10t. Определите установившуюся температуру смеси. Потерями теплоты пренебречь.
Возможное решение
Так как по условию система теплоизолирована, воспользуемся законом сохранения энергии. Определим количество теплоты, которое выделится при остывании всех порций воды до 0 °С.
Q = cmt + 2m∙c∙2t + … + 10m∙c∙10t = 385 cmt
Это количество теплоты пустим на нагревание всей воды, имеющей массу m + 2m + … + 10m = 55m от 0 °С до искомой температуры t x: Q = 55cmt x = 385 cmt, откуда t x = 7 °С.
Ответ : t x = 7 °С
- За каждое верно выполненное действие баллы складываются .
- При арифметической ошибке (в том числе ошибке при переводе единиц измерения) оценка снижается на 1 балл .
- Максимум за 1 задание – 10 баллов.
- Всего за работу – 40 баллов.
1. При остывании на 15°С тело потеряло количество теплоты, равное 2500 Дж.
Сколько теплоты оно потеряет, остывая на 45°С?
- А) 75 Дж
- Б) 750 Дж
- В) 7500 Дж
2. Магнитная линия магнитного поля - это...
- А) линия, по которой движутся железные опилки
- Б) линия, которая показывает действие магнитного поля на магнитные стрелочки
- В) линия, вдоль которой устанавливаются в магнитном поле оси магнитных стрелок
3. В начале XX века российский ученый Александр Чижевский впервые высказал идею о влиянии солнечной активности на живых существ и социальные процессы.
Как было названо значительное возрастание солнечной активности?
- А) Солнечным ветром
- Б) Магнитной бурей
- В) Тёмным пятном
- Г) Эффектом Чижевского
4. Какое количество теплоты необходимо для нагревания куска льда массой 4,5 кг
от температуры 0 о С до температуры 100 о С?
Удельная теплота плавления льда 3,4 10 5 Дж/кг,
удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг о С).
- А) 17,1 10 5 Дж
- Б) 34,2 10 5 Дж
- В) 3,2 10 5 Дж
- Г) 51 10 5 Дж
5. Каким источником света является Солнце?
- А) Тепловым
- Б) Люминесцирующим
- В) Отражающим
- Г) Искусственным
6. Сколько времени потребуется электрическому току,
чтобы при напряжении 100 В и силе тока 0,2 А совершить в цепи работу 400 Дж?
- А) 2 с
- Б) 20 с
- В) 2 мин
- Г) 20 мин
7. Какое вещество называют проводником электричества?
- А) Такое вещество, которому сообщён электрический заряд
- Б) Такое вещество, которое легко электризуется
- В) Такое вещество, через которое от заряженного тела к другим могут проходить только положительные заряды
- Г) Такое вещество, через которое от заряженного тела к другим могут проходить любые электрические заряды
8. Какой заряд мы получим на стеклянной палочке, если натрем её шелком?
- А) Отрицательный
- Б) Положительный
- В) Нейтральный
- Г) Любой из перечисленных
9. Какую работу совершает электродвигатель за 1 мин,
если сила тока в обмотке электродвигателя 5 А, напряжение на его клеммах равно 220 В?
КПД двигателя 80%.
- А) 2112 Дж
- Б) 1375 Дж
- В) 880 Дж
- Г) Нет правильного ответа
10. Явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел, с изменением температуры, называются…
- А) электрическими
- Б) конденсирующими
- В) тепловыми
- Г) явлениями плавления
11. Когда напряжение на концах проводника равно 8 В, сила тока в нем 0,4 А.
Чему будет равна сила тока в проводнике, когда напряжение на его концах уменьшится до 2 В?
- А) 1,6 А
- Б) 0,1 А
- В) 0,8 А
- Г) 0,2 А
12. Один и тот же проводник включают сначала в одну, потом в другую электрическую цепь,
где в нем устанавливаются силы тока соответственно 2 А и 4 А.
В какой цепи он выделит большее количество теплоты и во сколько раз?
- А) В той цепи, где I = 4А, в 2 раза
- Б) В той цепи, где I = 4А, в 4 раза
- В) В той цепи, где I = 2А, в 2 раза
- Г) В той цепи, где I = 2А, в 4 раза
13. Тело излучает энергию тем интенсивнее, чем...
- А) оно больше
- Б) больше его плотность
- В) быстрее оно движется
- Г) выше его температура
14. Немецкий физик, в честь которого названа единица измерения магнитного потока.
- А) Генрих Герц
- Б) Альберт Эйнштейн
- В) Эрвин Шрёдингер
- Г) Вильгельм Вебер
15. В каком случае речь идёт об изменении внутренней эгергии тела путём теплообмена?
- А) Нагревание лыж вследствие трения о снег
- Б) Нагревание коньков при трении о лёд
- В) Возгорание спички при трении о спичечный коробок
- Г) Нагревание воды в пробирке
16. Закончите фразу: Вследствие электризации тело...
- А) нагревается
- Б) охлаждается
- В) приходит в движение
- Г) приобретает способность притягивать к себе другие тела
17. Какие приборы нужны для определения работы электрического тока?
- А) Реостат, гальванометр, вольтметр
- Б) Вольтметр, аккумулятор, часы
- В) Амперметр, аккумулятор, вольтметр
- Г) Вольтметр, амперметр, часы
18. Зависимость силы тока от каких физических величин устанавливает закон Ома?
- А) Количества электричества и времени
- Б) Напряжения и сопротивления
- В) Сопротивления и количества электричества
- Г) Напряжения и количества электричества
19. За счёт какой энергии происходит разделение заряженных частиц в гальваническом элементе?
- А) За счёт механической энергии
- Б) За счёт внутренней энергии
- В) За счёт энергии химических реакций
- Г) За счёт энергии света
20. Верно ли утверждение:
чем больше вода при кипении получает тепла, тем выше ее температура?
- А) Да, потому что внутренняя энергия при получении тепла увеличивается
- Б) Да, потому что при получении тепла увеличивается температура воды
- В) Нет, потому что все полученное тепло идет на преодоление взаимодействия частиц воды и выход их на поверхность
- Г) Нет, потому что сколько вода принимает тепла, столько и отдает окружающему воздуху
Ответы по физике 8 класс
Номер задания | Правильный ответ |
1 | В |
2 | В |
3 | Б |
4 | Б |
5 | А |
6 | Б |
7 | Г |
8 | Б |
9 | Г |
10 | В |
11 | Б |
12 | Б |
13 | Г |
14 | Г |
15 | Г |
16 | Г |
17 | Г |
18 | Б |
19 | В |
20 | В |