Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Олимпиада по физике 11 класс школьный тур

Олимпиада по физике 11 класс школьный тур

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Школьный тур олимпиады

Физика

11 класс



  1. Стеклянный шарик падает в воду с ускорением 5,8м/с2. Найти плотность стекла, если плотность воды равна 1000кг/м3 (15 баллов)


hello_html_3011624e.gif

2. Шарик массой hello_html_af593.gif, заряд которого hello_html_m477c0278.gif, подвешен на нити длиной hello_html_1c38bf1d.gif. Над точкой подвеса на расстоянии hello_html_2e961a1c.gif от нее помещен заряд hello_html_m19a0cb74.gif. Шарик отклоняют от положения равновесия на угол hello_html_m4970c3e6.gif и отпускают. Найти скорость шарика и силу натяжения нити при прохождении шариком положения равновесия. Значение электрической постоянной ε0 = 8,85·10–12 Ф/м.

(35баллов)


3. По двум параллельным проводникам, находящимся друг от друга на расстоянии hello_html_60a3214.gif, перемещают перемычку с постоянной скоростью hello_html_1e7253d2.gif. Между проводниками включены последовательно два конденсатора, причем отношение их емкостей hello_html_m2fc5d255.gif. Вся система находится в постоянном магнитном поле, вектор индукции которого ортогонален плоскости, в которой лежат проводники. Какова индукция магнитного поля, если на конденсаторе hello_html_5830042c.gif напряжение hello_html_m4f25b143.gif.hello_html_m5d03fc3e.png

(30 баллов)


4. Экспериментатор набрал на улице мокрого снега, имеющего температуру 0°С, поместил его в морозильную камеру и начал через равные промежутки времени измерять его температуру, занося данные в журнал (первая запись была сделана сразу после начала эксперимента). Однако впоследствии журнал был испорчен, так что удалось прочитать только значения температуры, соответствующие десятой и одиннадцатой записям: –0,5 °С и –4 °С соответственно. Определите по этим данным массовую долю воды в мокром снеге. Удельная теплоемкость льда 2,1·103Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда 3,35·105 Дж/кг.

(20 баллов)


Решения заданий школьной олимпиады

школьников по физике


11 класс



1. Стеклянный шарик падает в воду с ускорением 5,8 м/с2. Найти плотность стекла, если плотность воды равна 1000 кг/м3 (15 баллов)



Решение


hello_html_46cf9e27.gif

hello_html_m4f90345d.gif

hello_html_m3ff621d9.gif





hello_html_137d31ff.gif









2. Шарик массой hello_html_af593.gif, заряд которого hello_html_m477c0278.gif, подвешен на нити длиной hello_html_1c38bf1d.gif. Над точкой подвеса на расстоянии hello_html_2e961a1c.gif от нее помещен заряд hello_html_m19a0cb74.gif. Шарик отклоняют от положения равновесия на угол hello_html_m4970c3e6.gif и отпускают. Найти скорость шарика и силу натяжения нити при прохождении шариком положения равновесия. Значение электрической постоянной ε0 = 8,85·10–12 Ф/м. (35баллов)hello_html_3011624e.gif



Решение



Будем отсчитывать потенциальную энергию от положения равновесия. С учетом потенциальной энергии электростатического взаимодействия, из закона сохранения энергии имеем

hello_html_7e602f82.gif (1)

Здесь hello_html_m79ad1d57.gif и hello_html_512cead8.gif расстояния между зарядами в момент, когда шарик отклонен от положения равновесия и в положении равновесия соответственно.

Очевидно hello_html_m140b2605.gif.

По теореме косинусов находим

hello_html_4ebca8d8.gif

Из (1) получаем

hello_html_m3e00632c.gif.

Подставляя сюда выражения для hello_html_m79ad1d57.gif и hello_html_512cead8.gif окончательно находим

hello_html_465b7781.gif.

Вычисляя по полученной формуле, находим hello_html_m3a902b40.gif.

Найдем силу натяжения нити в положении равновесия шарика. Под действием сил натяжения нити hello_html_m2f7811d3.gif, тяжести hello_html_3872ddbb.gif и кулона hello_html_69099938.gif шарик движется по дуге окружности, т.е. ускорено :

hello_html_399d047f.gif.

Выбирая ось hello_html_787bb2d1.gif направленную вертикально вверх, для проекция сил на эту ось находим:

hello_html_ma7f3309.gif,

hello_html_m760ffd14.gif .

Ответ: hello_html_m560289d8.gif, hello_html_ma9bc7ba.gif.


3. По двум параллельным проводникам, находящимся друг от друга на расстоянии hello_html_60a3214.gif, перемещают перемычку с постоянной скоростью hello_html_1e7253d2.gif. Между проводниками включены последовательно два конденсатора, причем отношение их емкостей hello_html_m2fc5d255.gif. Вся система находится в постоянном магнитном поле, вектор индукции которого ортогонален плоскости, в которой лежат проводники. Какова индукция магнитного поля, если на конденсаторе hello_html_5830042c.gif напряжение hello_html_m4f25b143.gif.hello_html_m5d03fc3e.png

(30 баллов)



Решение



Модуль ЭДС индукции, возникающей при перемещении перемычки в магнитном поле с индукцией hello_html_m4ae7bd71.gif, равен

hello_html_m737ac19d.gif.

Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов hello_html_m456180a1.gif и hello_html_m454e454f.gif равна

hello_html_1db5b2a8.gif.

Таким образом, заряд накопленный конденсаторами равен

hello_html_24e24953.gif.

Следовательно

hello_html_m695baccb.gif.

Но при последовательном соединении hello_html_52e306f1.gif, где hello_html_m7983c592.gif заряд на емкости hello_html_m454e454f.gif.

Отсюда

hello_html_6ab5584d.gif.

Ответ: hello_html_6ab5584d.gif


4. Экспериментатор набрал на улице мокрого снега, имеющего температуру 0°С, поместил его в морозильную камеру и начал через равные промежутки времени измерять его температуру, занося данные в журнал (первая запись была сделана сразу после начала эксперимента). Однако впоследствии журнал был испорчен, так что удалось прочитать только значения температуры, соответствующие десятой и одиннадцатой записям: –0,5 °С и –4 °С соответственно. Определите по этим данным массовую долю воды в мокром снеге. Удельная теплоемкость льда 2,1·103Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда 3,35·105 Дж/кг.

(20 баллов)



Решение



Пусть интервал времени, через который производится измерение температуры, равен T, тогда, в соответствии с записями в журнале, температура стала равной t1=–0,5°С через 9T, а t2=–4°С – через 10T. В течение первого интервала времени вся имевшаяся в мокром снеге вода замерзла. Тогда, считая мощность отъема тепла в морозильной камере постоянной, запишем уравнения теплового баланса:

От начала эксперимента до 10-го измерения:

9TPmλ+cm|t1|;

от 10-го до 11-го измерения:

TP=cm (|t2|–|t1|), где P – мощность отъема тепла, m – масса снега, φ – массовая доля воды в мокром снеге. Из полученных уравнений несложно найти

φ=c(9|t2|–10|t1|)/λ

Подставляя численные значения, получаем φ ≈0,19. Ответ: 19%.


Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Автор
Дата добавления 06.10.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров1282
Номер материала ДВ-035800
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх