Этот сайт посвящен олимпиадам школьников города Челябинска
Финальный этап открытой областной олимпиады школьников по физике |
Назад к списку блоков |
10 класс. Блок № 1 |
240 минут на выполнение блока. Из них 30 минут на ввод ответов |
Задание № 1 |
Маленькая заряженная частица массой m=1г и зарядом q=1мкКл влетает с начальной скоростью V0=2м/с по оси симметрии Z в отклоняющую систему, состоящую из 2-х одинаковых плоских конденсаторов, повернутых на 90 градусов относительно друг друга. На конденсаторы подается одинаковое напряжение U=200В. Длина пластин конденсаторов L=2см, расстояние между пластинами d=0,5см. Найдите: |
Вопрос № 1 2 балла(ов) |
Чему равна величина напряженности (в кВ/м) электрического поля внутри конденсаторов? |
Правильный ответ 40 |
Вопрос № 2 2 балла(ов) |
С каким по величине ускорением (в м/с2) движется частица внутри конденсатора? |
Правильный ответ 40 |
Вопрос № 3 2 балла(ов) |
Какую форму имеет траектория, по которой двигалась частица в первом конденсаторе? |
Прямая |
Парабола Это правильный ответ |
Гипербола |
Окружность |
Синусоида |
Циклоида |
Вопрос № 4 2 балла(ов) |
За какое время (в секундах) частица пролетит оба конденсатора? |
Правильный ответ 0.02 |
Вопрос № 5 2 балла(ов) |
На какую величину (в см/с) скорость частицы после вылета из системы окажется больше начальной? Ответ округлите до целых. |
Правильный ответ 8 |
Задание № 2 |
Рабочим телом в холодильнике является газообразный фреон, который кипит в испарителе холодильника и сжижается в конденсаторе. |
Вопрос № 1 2 балла(ов) |
В холодильнике тепло передается от менее нагретого тела к более нагретому. Нарушаются ли при этом законы термодинамики? |
Да, так как тепло не может переходить от менее нагретого тела к более нагретому телу. |
Да, так как в холодильнике компрессор сжимает фреон, который является жидкостью, а к жидкостям законы термодинамики не применимы. |
Нет, так как такой переход тепла возможен самопроизвольно. |
Нет, так как этот процесс является частью более сложного процесса. Это правильный ответ |
Вопрос № 2 2 балла(ов) |
Как изменится (увеличится, уменьшится или останется неизменной) средняя температура воздуха в комнате, если дверцу холодильника оставить открытой? |
Понизится, так как внутри холодильника температура ниже, чем во всей комнате. |
Сколько тепла поглощается в морозильнике, столько выделяется в окружающую среду, поэтому температура в комнате не изменится |
Температура в комнате повысится, так как количество тепла, которое отдается в комнату, равно суммарной энергии забираемой холодильником у охлаждаемого тела и потребляемой холодильником из сети. Это правильный ответ |
Вопрос № 3 3 балла(ов) |
Холодильник, потребляя от сети мощность P, за время t превратил воду в лед. Какое количество теплоты Q передал холодильник воздуху в комнате, если масса воды m, а ее начальная температура 0 оС? Удельная теплота плавления льда равна λ. Теплоемкостью сосуда, в которой находится вода, можно пренебречь. |
Q=Pt |
Q=λm |
Q=Pt+λm Это правильный ответ |
Q=Pt-λm |
Вопрос № 4 3 балла(ов) |
Из-за несовершенства теплоизоляции холодильник получает от воздуха в комнате количество теплоты 420 кДж за время 1 ч. Температура в комнате 20°С. Какую минимальную мощность должен потреблять холодильник от сети, чтобы поддерживать внутри холодильного шкафа температуру -5°С? Ответ дайте в Ваттах, округлив до целых. |
Правильным признавался ответ, лежащий в интервале от 10 до 11 |
Задание № 3 |
Два одинаковых, связанных пружинкой, кубика колеблются около положения равновесия на гладкой горизонтальной поверхности. Масса каждого кубика m, жесткость пружины - k. Минимальная длина пружинки при этих колебаниях Lmin = Lо, максимальная Lmах = 3Lо. |
Вопрос № 1 2 балла(ов) |
Какова длина Lнд недеформированной пружины? |
Lнд = Lо |
Lнд = 4Lо/3 |
Lнд = 3Lо/2 |
Lнд = 2Lо Это правильный ответ |
Вопрос № 2 2 балла(ов) |
Какова при этих колебаниях максимальная скорость кубиков V? |
V = (k/2m)1/2•Lо Это правильный ответ |
V = (k/m)1/2•Lо |
V = (k/m)1/2•2Lо |
V = (2k/m)1/2•Lо |
Вопрос № 3 2 балла(ов) |
В момент, когда расстояние между кубиками было минимальным, правый кубик по каким-то причинам распался на две одинаковые части (но еще какое-то время обе половинки двигались, касаясь друг друга). Каким импульсом р стала обладать система, состоящая из левого кубика, пружинки и оставшейся прикрепленной к пружинке половинки правого кубика, после окончательного распада (отделившаяся половинка потеряла контакт с половинкой, прикрепленной к пружине)? |
р = mV/2 Это правильный ответ |
р = mV |
р = 3mV/2 |
р = 3mV |
Вопрос № 4 4 балла(ов) |
Какова будет минимальная длина X пружинки при дальнейшем движении системы? |
X = Lо + (m/k)1/2•V |
X = Lо + (2m/k)1/2•V |
X = 2Lо – (2m/k)1/2•V |
X = 2Lо – (4m/3k)1/2•V Это правильный ответ |
X = 2Lо – (2m/3k)1/2•V |
X = 2Lо – (m/k)1/2•V |
X = 3Lо/2 – (2m/3k)1/2•V |
X = 3Lо/2 – (4m/3k)1/2•V |
Задание № 4 |
Бобслей – это спуск по специально подготовленной трассе в санях, которые называют «боб». Эти сани опираются на две пары коньков (переднюю и заднюю), расположенных на одинаковом расстоянии от центра боба. Рассмотрим три участка этой трассы, которые следуют друг за другом. Будем считать, что масса спортсмена с санями равномерно распределена по бобу, а ускорение свободного падения равно 10 м/с2. |
Вопрос № 1 2 балла(ов) |
Первый участок: Спуск по наклонной плоскости из состояния покоя с высоты H=20 м под углом α=300 к горизонту.
На какую пару коньков (переднюю или заднюю) действует большая сила давления во время спуска? Рассмотрите два случая: трения нет (можно пренебречь) и с учётом силы трения. |
На переднюю без трения и одинаковая с трением. |
На заднюю без трения и на переднюю с трением. |
На заднюю без трения и одинаковая с трением. |
Одинаковая без трения и на переднюю с трением. Это правильный ответ |
Одинаковая без трения и на заднюю с трением. |
На переднюю без трения и на заднюю с трением. |
Вопрос № 2 2 балла(ов) |
Во всех остальных вопросах трение не учитывать.
Какова скорость боба (в м/с) в нижней части спуска? |
Правильный ответ 20 |
Вопрос № 3 2 балла(ов) |
Второй участок: Переход на горизонтальную часть трассы по закруглению радиусом r=20 м.
В какой точке перехода вес бобслеиста (сила нормального давления на опору) будет больше силы тяжести, действующей на него, в наибольшее количество раз (максимальная перегрузка)? |
В верхней. |
В средней. |
В нижней. Это правильный ответ |
Вопрос № 4 2 балла(ов) |
Определите максимальную перегрузку, которую испытывает бобслеист при этом переходе? Ответ округлите до целых. |
Правильный ответ 3 |
Вопрос № 5 2 балла(ов) |
Третий участок: Поворот в горизонтальной плоскости по закруглению радиусом R
Получите выражение для силы F, с которой боб действует на лёд во время поворота, через массу М бобслеиста с бобом, скорость V движения боба на повороте, радиус R и угол β наклона поверхности льда к горизонту. |
Это правильный ответ |