Всероссийская олимпиада школьников по физике (2016-2017 уч.г.) Школьный этап, 8 класс

Всероссийская олимпиада школьников по физике (2016-2017 уч.г.) Школьный этап, 7 класс

Решения

Задача 1.

Оптический микроскоп позволяет различить объекты размером около 0,0000003 м. Можно ли в такой микроскоп увидеть капельку воды, по диаметру которой укладывается сто, тысяча, миллион молекул? Поясните ответ. Диаметр молекулы воды равен примерно 0,0000003 мм. Можно ли в такой микроскоп увидеть молекулу воды?

(10 баллов)

Возможное решениеи критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: проведены необходимые преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ в одной системе измерения: 0,0000003 мм ·100 = 0,00000003 м 0,0000003 мм ·1000 = 0,0000003 м 0,0000003 мм ·1000000 = 0,0003 м   Приведено полное правильное объяснение на первый вопрос: в оптический микроскоп можно увидеть только такую капельку воды, диаметр которой не менее чем в 1000 раз больше диаметра молекулы воды. Дан правильный ответ на второй вопрос: молекулы воды нельзя увидеть в оптический микроскоп. 0,0000003 мм < 0,0000003 м

Задача 2.

Пассажир, сидящий у окна в поезде А, идущего со скоростью v₁ = 72 км/ч, видит встречный поезд Б в течение некоторого времени. Если бы оба поезда двигались в одном направлении при неизменных скоростях, то время наблюдения пассажиром поезд Б увеличилось бы втрое. Определите скорость v₂ поезда Б.

(15 баллов)

Возможное решение
Пусть длина поезда L. При встречном движении поездов пассажир видит поезд Б в течение времени , а при движении поездов в одном направлении – за Так как t2 = 3t1, то 3|v2 - v1| = v2 + v1. При v2 > v1 имеем 3(v2 - v1) = v2 + v1 или v2 = 2v1 = 144 км/ч. При v2< v1 имеем 3(v1 - v2) = v2 + v1 или v2 = 20 v1/2 = 36 км/ч.
Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (длина поезда, время наблюдения поезда Б при встречном движении, время наблюдения поезда Б при движении поездов в одном направлении); правильно записаны формулы, выражающие закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом:   3| v2 - v1| = v2 + v1;   проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (для случая v2 > v1 и v2< v1); в общем виде приведена конечная формула (v2 = 2v1, v2 = 20 v1/2) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины (v2 = 144 км/ч, v2 = 36 км/ч).

Задача 3.

Вам даны кастрюля, ведро с водой и чайник, в который необходимо как можно точнее налить воду объемом 2,5 л. Как это можно сделать? (Вместимость ведра - 8 л, кастрюли 5 л, чайника – 3 л) Сделайте пояснительный рисунок.

(5 баллов)

Возможное решение
Надо заполнить кастрюлю водой, затем медленно наклонять ее до тех пор, пока она не примет положение, показанное на рисунке. Очевидно, в кастрюле останется вода объемом, равным половине объема кастрюли, т.е. 2,5 л
Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное верное объяснение, включающее следующие элементы: Идея использования только кастрюли; выполнен верный рисунок; Даны пояснения к рисунку.

Задача 4.

Два друга, Петр и Павел, поехали на поезде. У Петра был билет в первый вагон, а у Павла - в последний (вагоны нумеруются от локомотива). На одной из промежуточных остановок локомотив перецепили к хвосту поезда, так, что Петр приехал в конечный пункт в последнем вагоне, а Павел - в первом. Сравните пути вагонов, в которых ехали Петр и Павел. Ответ поясните.

(5 баллов)

Возможное решение
В процессе перецепления локомотива расстояние между любыми двумя вагонами, очевидно, не менялось, так как вагоны не расцеплялись. Таким образом, независимо от способа перецепления локомотива, в процессе перецепления вагоны прошли одинаковое расстояние. Также можно заметить, что и до промежуточной остановки, и после нее вагоны также проходили одинаковый путь. Итого, пути вагонов, в которых ехали Петр и Павел, одинаковы.
Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное верное объяснение, включающее следующие элементы: Указано, что: вагоны не расцеплялись; в процессе перецепления локомотива расстояние между любыми двумя вагонами не менялось; в процессе перецепления вагоны прошли одинаковое расстояние; до промежуточной остановки, и после нее вагоны также проходили одинаковый путь; представлен правильный ответ: пути вагонов, в которых ехали Петр и Павел, одинаковы.

Всероссийская олимпиада школьников по физике (2016-2017 уч.г.) Школьный этап, 8 класс

Решения

Задача 1.

Сколько нужно смешать горячей воды, имеющей температуру 80⁰С, и холодной, имеющей температуру 20⁰С, чтобы получить 60 л воды с температурой 40⁰С? Плотность воды 1000 кг/м³.

(10 баллов)

Возможное решение
Пусть mг – масса горячей воды, тогда масса холодной воды mх = m – mг = rV - mг. В результате теплообмена горячая вода отдает количество теплоты Qг = сmг(tг – t), а холодная вода получает количество теплоты Qх = сmх(t – tх), где t – температура смеси и tг(tх) – температура горячей (холодной) воды. Согласно уравнению теплового баланса Qг = Qх. Из уравнения сmг(tг – t) = с(rV - mг)(t – tх) находим mг = ; mг = 20 кг, mх = 40 кг.
Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (масса горячей (холодной) воды, температура воды) правильно записаны формулы, выражающие закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: mх = m – mг = rV - mг Qг = сmг(tг – t) - количество теплоты отдает горячая вода Qх = сmх(t – tх) - количество теплоты получает холодная вода сmг(tг – t) = с(rV - mг)(t – tх) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу; mг = представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины mг = 20 кг mг = 40 кг

Задача 2.

Два поезда одновременно выехали из пунктов А и В навстречу друг другу. Первый поезд прибыл в пункт В через t₁ = 4 часа после встречи поездов, а второй в пункт А через t₂ = 9 часов после встречи. Определите, сколько часов был в пути первый поезд.

(10 баллов)

Возможное решение
Пусть v1 (v2) -скорость первого (второго) поезда, t – время встречи поездов. Из условия задачи v1t = v2t2, v2t = v1t1 получим или . Таким образом, первый поезд был в пути T = t + t1 = = 10 часов.
Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (скорость первого (второго) поезда, время встречи поездов; общее время в пути первого поезда) правильно записаны формулы, выражающие закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: v1t = v2t2 v2t = v1t1 проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу; T = представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины (T = 10 часов).

Задача 3.

На легком жестком двухъярусном рычаге, сложной конструкции, уравновешены 4 груза. Длины частей рычага заданы на рисунке. Найдите массу неизвестного груза (m_x), если массы трех остальных грузов известны (m = 6 кг)?

(10 баллов)

Возможное решение
Несмотря на сложную конструкцию нижней «полки» рычага, для системы (рычаг + грузы) можно воспользоваться правилом моментов сил. Вычислим моменты сил относительно точки подвеса. 𝑚𝑔3𝐿+3𝑚𝑔𝐿=𝑚4𝐿+𝑚𝑥𝑔3𝐿. Откуда 𝑚𝑥=2m/3=4 кг.
Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: выполнен рисунок с указанием всех действующих сил; указано плечо каждой силы; правильно записаны формулы, выражающие закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: правило моментов сил: 𝑚𝑔3𝐿+3𝑚𝑔𝐿=𝑚𝑔4𝐿+𝑚𝑥𝑔3𝐿 Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу: 𝑚𝑥=2m/3 представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины: 𝑚𝑥=4 кг.

Задача 4.

Кусок пористого льда (содержащего воздушные пузырьки) плавает в воде, погрузившись на 1/2 своего объема. Какую часть объема всего куска льда занимают воздушные пузырьки, если отношение плотностей льда и воды равно 0,9?

(10 баллов)