Всероссийская олимпиада школьников физика задания заключительный. Всероссийская олимпиада по физике
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.
7 класс
На рисунке
1 футу соответствует расстояние в 304,8 мм
v L =100 м, его скорость u =1.5 м/с.
Всероссийская олимпиада школьников по физике.
Школьный этап. 2015-2016 учебный год.
7 класс
В Древней Греции единицей массы был «талант». В одном таланте содержалось 60 мин, а одна мина делилась на 100 драхм. Масса найденной археологами золотой чаши, согласно древнегреческим источникам, составляла 1 талант и 15 мин. Выразите это значение в килограммах, если известно, что 1 драхма соответствует 4,4 грамма.
На рисунке дана характеристика писчей бумаги «Снегурочка», которую можно обнаружить на ее упаковке. Определите массу не распакованной пачки этой бумаги. Массой упаковки можно пренебречь.
В морском флоте используется внесистемная единица длины, называемая футом. Зная, что 1 футу соответствует расстояние в 304,8 мм , оцените расстояние между килем судна и морским дном, упоминаемое в выражении «7 футов под килем». Ответ дайте в метрах и округлите до целых.
Два человека одновременно вступают на эскалатор с противоположных сторон и движутся навстречу друг другу с одинаковыми скоростями относительно эскалатора v = 2 м/с. На каком расстоянии от конца эскалатора они встретятся? Длина эскалатора L =100 м, его скорость u =1.5 м/с.
Всероссийская олимпиада школьников по физике.
Школьный этап.
2015-2016 учебный год
Ответы и краткие решения
7 класс
1. Решение. Один талант составляет 60*100=6000 драхм, 15 мин состоит из 15*100=1500 драхм. Таким образом, масса чаши - 7500 драхм или 7500*4,4=33000 г = 33 кг. Ответ: 33 кг.
2. Решение. Из характеристики бумаги следует, что 1 м 2 такой бумаги имеет
массу 80 г. Тогда один лист площадью S = 0,21 * 0,297= 0,06237 м 2 имеет массу m = 80 * 0,06237 = 4,9896 г.
Следовательно, пачка бумаги из 500 листов имеет массу M = 500 * m= 500 * 4,9896 = 2494,8 г = 2,4948 кг = 2,5 кг. Ответ: 2, 5 кг.
3. Решение.
7∙ 304,8 мм = 2133,6 мм
2133,6 мм = 21, 336 м
21, 336 м = 21 м Ответ: 21 м.
4. Решение. Человек, движущийся «по» эскалатору, перемещается относительно земли со скоростью 2+1.5=3.5 м/с, движущийся «против» эскалатора со скоростью 2-1.5=0.5 м/с. Скорость их сближения (которая от скорости эскалатора не зависит) равна 3.5+0.5=4 м/с. Относительно земли они пройдут путь 100 м, затратив на него время . Таким образом, человек, движущийся «по» эскалатору проедет относительно земли 3.5 м/с*25 с=87.5 м. Ответ: 87.5 м от конца, из которого «выходит» эскалатор.
1. Семиклассник
Семиклассник ходит в школу из дома с постоянной скоростью V ═ 2м/с. Расстояние от дома до школы L ═ 103м, и мальчик успевает как раз к началу урока. Однажды семиклассник решает вернуться с полпути домой, потому что забыл выключить электроприбор. Успеет ли он в школу к началу урока, если с этого момента будет бежать со скоростью v ═ 14,4км/ч?
2.Снег
Туристы набили котелок до краев снегом и вытопили из этого снега V ═ 0,75 л воды. Найдите объем котелка, если известно, что вода в четыре раза плотнее снега, собранного в котелок туристами.
3.Бумага
Как найти плотность бумаги, если имеется толстая тетрадь в клетку, монета массой m ═ 1г, ножницы и рычажные весы без гирь? Сторона клетки в тетради имеет длину a ═0,5см.
4. Амфора
Во время археологических раскопок была найдена старинная прозрачная бутылка, нижняя часть которой имеет форму параллелепипеда и по объѐму составляет более половины от всей бутылки. Верхняя часть бутылки имеет неправильную форму (см. рисунок). Как, имея в распоряжении линейку, пробку к этой бутылке и неограниченные запасы воды, определить объѐм бутылки?
5. Спринтер
Спортсмен, пробежав стометровку, начал останавливаться в момент пересечения линии финиша и полностью остановился на расстоянии 5 метров за ней. Определите, за какое время спортсмен пробежал дистанцию, если его наибольшая скорость была Vmax = 10м/с. Считать что при разгоне, и при торможении скорость спортсмена менялась равномерно, время разгона и время торможения одинаковы.
Всероссийская олимпиада школьников 2016-2017 учебный год
Школьный тур олимпиады по физике
7 класс
1. Семиклассник
Семиклассник ходит в школу из дома с постоянной скоростью V ═ 2м/с. Расстояние от дома до школы L ═ 103м, и мальчик успевает как раз к началу урока. Однажды семиклассник решает вернуться с полпути домой, потому что забыл выключить электроприбор. Успеет ли он в школу к началу урока, если с этого момента будет бежать со скоростью v ═ 14,4км/ч?
Решение :
| Изменение единиц измерения скорости бега Vбега = 14,4км/ч = 14,4х1000м/3600с = 4 м/с | |
| Весь запас времени ученика: Δt = L/v = 103м/2м/с = 51,5с | |
| Затратил время на ходьбу от дома до места вынужденной остановки: | |
| Время, которое затратил ученик, чтобы добежать до дома и от дома до школы:t = (L/2 + L) / Vбега = 1,5L/4м/с = 1,5х103м/(4м/с)= 38,625с ≈38,6с | |
| Сравнение t и Δt/2 показывает, что ученик к началу урока не успеет. |
2. Снег
Туристы набили котелок до краёв снегом и вытопили из этого снега V ═ 0,75 л воды.
Найдите объём котелка, если известно, что вода в четыре раза плотнее снега, собранного в котелок туристами.
Решение :
3. Бумага
Как найти плотность бумаги, если имеется толстая тетрадь в клетку, монета массой m ═ 1г, ножницы и рычажные весы без гирь? Сторона клетки в тетради имеет длину a ═0,5см.
Решение :
Для нахождения плотности бумаги осуществим мысленный эксперимент, используя предоставленный по условию задачи инвентарь.
2Пересчитаем число клеток на левой чашке весов N л 1Находим толщину одного листа бумаги, уравняв известную по условию сторону
клетки a = 0,5см с приложенным к ней торцом тетрадных листов. Пересчитав число полученных таким уравниванием листов N l , находим искомую толщину d:
d = a /N l
3Находим объём бумаги, уравновесившей монету Vб:
V б = a a d N л =a² (a/N l) N л = a³ (N л /N l)
Получаем искомую плотность бумаги: ρ = m/V б = 1г/(0,125см³ (N л /N l) =
8 (N л /N l) г/см³2
4. Амфора
Во время археологических раскопок была найдена старинная прозрачная бутылка, нижняя часть которой имеет форму параллелепипеда и по объёму составляет более половины от всей бутылки. Верхняя часть бутылки имеет неправильную форму (см. рисунок).
Как, имея в распоряжении линейку, пробку к этой бутылке и неограниченные запасы воды, определить объём бутылки?
Решение:
форме параллелепипеда.
Измерив длину (а ),ширину (b) и высоту (h) параллелепипеда, получаем объём
части бутылки, заполненной водой: V п = а b h
Закрываем бутылку пробкой
Переворачиваем бутылку
Измеряем высоту воздушного слоя h‘ и находим объём воздуха над водой:
V в =а b h‘
Получаем искомый объём бутылки: V= V п + V в = а b (h + h‘)
5. Спринтер
Спортсмен, пробежав стометровку, начал останавливаться в момент пересечения линии финиша и полностью остановился на расстоянии 5 метров за ней. Определите, за какое время спортсмен пробежал дистанцию, если его наибольшая скорость была V max = 10м/с.
Решение:
Для облегчения решения задачи имеет смысл построить график зависимости скорости бегуна от времени. При наличии графика можно столкнуться с двумя способами решения.
Способ 1 («в лоб»)
| Очевидно,что искомое время τ, за которое спортсмен пробежал дистанцию, скла — |
дывается из времени разгона τ р и времени, когда его скорость была максимальной
τ max: τ = τ р +τ max
τр можно найти, если воспользоваться тем, что скорость при разгоне менялась
равномерно: τ р = S p /v ср . Здесь S p =5м (длина разгона, равная по условию длине
торможения), v ср -средняя скорость при разгоне, равная V max /2= 5м/c: τ р =5м/5(м/с) = 1с.
τ max находится по формуле равномерного движения, когда спортсмен двигался с
постоянной максимальной скоростью: τ max = (100м - 5м) / 10м/с= 9,5с
В итоге находим ответ на вопрос задачи: τ = τ р +τ max = 1с+9,5с = 10,5с
Способ 2
Если учесть, что согласно условию треугольники разгона и торможения на чертеже скорости равны, ответ получается сразу, принимая во внимание, что пройденный путь равен площади под графиком скорости: τ = 105м/10м/с = 10,5с. За такое решение, если его сравнивать с первым, уместно добавить два бонусных балла.
Вконтакте
Второй (муниципальный) этап
Всероссийской олимпиады школьников по физике
10.1. На гладком горизонтальном столе лежит плашмя тонкий обруч массой М . По периметру обруча намотана легкая нерастяжимая нить, за свободный конец нити мы тянем с силой F , направленной по касательной к обручу. С каким ускорением движется конец нити, за который мы тянем?
Решение
Обруч будет скользить по столу, и при этом нить будет с него сматываться. В результате обруч будет совершать сложное движение, которое можно представить в виде суммы поступательного движения обруча как единого целого (при отсутствии вращения) и вращательного движения обруча вокруг своей оси (при неподвижном центре обруча). Так как нить нерастяжима, то искомое ускорение ее конца равно касательному (тангенциальному) ускорению точки обруча, в котором он касается нити. В соответствии с правилом сложения ускорений, это ускорение равно сумме ускорения, связанного с поступательным движением обруча, и касательной составляющей ускорения точек обруча, связанной с его вращательным движением: a = a пост + a вращ.
Так как обруч совершает поступательное движение под действием постоянной силы F , то a пост = F /M . Вследствие того, что обруч тонкий и все его элементы находятся на одинаковом расстоянии от оси вращения, касательная составляющая ускорения точек обруча также равна a вращ = F /M . Следовательно, искомое ускорение конца нити равно a нити = a = 2F /M .
Критерии
Баллы | За что ставятся баллы |
Полное верное решение |
|
Правильно найдены a пост и a вращ, но далее они неправильно сложены или не сложены вовсе. |
|
Правильно найдены a пост или a вращ (какая-либо одна из величин). |
|
10.2. В Вашем распоряжении 6 резисторов сопротивлением по 100 Ом. Как их нужно соединить, чтобы получить резистор сопротивлением как можно ближе к 60 Ом? Не обязательно использовать все резисторы!
Решение
Рассмотрим три схемы электрических цепей:
|
|
|
Рассчитаем сопротивления этих схем:
100 Ом/2 = 50 Ом |
|
|
≈ 66,7 Ом
= 60 ОмСоединение резисторов по схеме 3 дает наилучший результат, ровно 60 Ом.
Критерии
Баллы | За что ставятся баллы |
Приведена схема нужной цепи и сделан расчет, доказывающий, что ее сопротивление равно 60 Ом. |
|
Рассмотрено 3 и более схем различных цепей и сделаны расчеты их сопротивлений, но схемы искомой цепи (с сопротивлением ровно 60 Ом) среди них нет. |
|
Рассмотрены 1 или 2 схемы различных цепей и сделаны расчеты их сопротивлений, но схемы искомой цепи (с сопротивлением ровно 60 Ом) среди них нет. |
|
Рассмотрена 1 схема цепи и сделан расчет ее сопротивлений, но эта схема не является искомой (с сопротивлением ровно 60 Ом). |
|
Есть отдельные уравнения или чертежи, относящиеся к сути задачи, при отсутствии решения (или при ошибочном решении). |
|
Решение неверное, или отсутствует. |
10.3. По двум трубкам в сосуд подают два потока жидкостей с разными температурами. После смешивания и установления температуры в сосуде избыток жидкости вытекает наружу. В первом опыте температуры жидкостей были +50 °С и +80 °С, а результирующая температура в сосуде оказалась равной +60 °С. Во втором опыте расход первой жидкости увеличили в 1,2 раза, а ее температуру довели до +60 °С. Расход второй жидкости и ее температура не изменились. Найти установившуюся температуру.
Решение
Запишем уравнения теплового баланса для обоих опытов. Обозначим расходы жидкостей по массе через M и а ∙M, соответственно, их удельную теплоемкость – через c , температуры – через t 1 = +50 °С, t 2 = +80 °С, t 3 = +60 °С, а искомую температуру – через t .
Решим получившуюся систему уравнений:
=>
=>
Критерии
Баллы | За что ставятся баллы |
Полное верное решение |
|
Верное решение, в котором имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение (описки, ошибки в вычислениях и т. п.). |
|
Верно записаны уравнения теплового баланса для обоих опытов, но решение не получено. |
|
Верно записано уравнение теплового баланса только для одного из опытов. |
|
Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи, при отсутствии решения (или при ошибочном решении). |
|
Решение неверное, или отсутствует. |
10.4. На гладком горизонтальном столе находится легкий стержень, к концам которого привязаны короткие нерастяжимые куски легкой нити. К свободным концам кусков нити прикреплены грузы М и 3М , лежащие на столе (см. рисунок). Нити вначале не провисают. К середине стержня приложена сила F , параллельная кускам нити и перпендикулярная стержню. Найти ускорение середины стержня. Считайте побыстрее, пока стержень не повернулся!
Решение
Так как стержень легкий, то сумма моментов сил натяжения нитей T 1 и T 2 и силы F , вычисленных относительно оси, проходящей через любую точку, должна быть равна нулю. Следовательно, T 1 = T 2 = F /2.
Поскольку нити нерастяжимы и не провисают, то ускорения концов стержня равны ускорениям привязанных к ним грузов: 
для левого конца стержня и https://pandia.ru/text/78/452/images/image014_43.gif" width="123" height="42 src=">.
Критерии
Баллы | За что ставятся баллы |
Полное верное решение |
|
Верное решение, в котором имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение (например, описки). |
|
Правильно найдены ускорения концов стержня (или грузов), но ускорение середины стержня не определено. |
|
Правильно найдены силы натяжения нитей. |
|
Есть отдельные уравнения или чертежи с пояснениями, относящиеся к сути задачи, при отсутствии решения (или при ошибочном решении). |
|
Решение неверное, или отсутствует. |