Олимпиадные задания по физике 11 класс – 11 - Управленческое образование

Содержание

Олимпиада по физике 11 класс школьный тур

Школьный тур олимпиады

Физика

11 класс

Стеклянный шарик падает в воду с ускорением 5,8м/с^2.Найти плотность стекла, если плотность воды равна 1000кг/м³ (15 баллов)

2. Шарик массой , заряд которого , подвешен на нити длиной . Над точкой подвеса на расстоянии от нее помещен заряд . Шарик отклоняют от положения равновесия на угол 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 , перемещают перемычку с постоянной скоростью . Между проводниками включены последовательно два конденсатора, причем отношение их емкостей . Вся система находится в постоянном магнитном поле, вектор индукции которого ортогонален плоскости, в которой лежат проводники. Какова индукция магнитного поля, если на конденсаторе напряжение .

(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/с^2.Найти плотность стекла, если плотность воды равна 1000 кг/м³ (15 баллов)

Решение

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

(1)

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

Очевидно .

По теореме косинусов находим

Из (1) получаем

Подставляя сюда выражения для и окончательно находим

Вычисляя по полученной формуле, находим .

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

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

Ответ: , .

(30 баллов)

Решение

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

Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов и равна

Таким образом, заряд накопленный конденсаторами равен

Следовательно

Но при последовательном соединении , где заряд на емкости .

Отсюда

Ответ:

3Дж/(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:

9TP=φmλ+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%.

infourok.ru

Олимпиадные задания по физике для 11 класса

1.На горизонтальном столике лежит маленькая шайба массой m = 100 г. Столик покрыт такой смазкой, что при движении шайбы со скоростью v возникает сила вязкого трения, равная Fтр = −yv, где y = 0,4 кг/с. Сухого трения нет. На шайбу начинают действовать силой, вектор которой вращается в горизонтальной плоскости с угловой скоростью w = 3 рад/с, а модуль не меняется со временем и равен F = 0,3 Н. В установившемся режиме шайба движется с постоянной скоростью по окружности. Найдите её радиус R.

2. С порцией гелия проводят циклический процесс, состоящий из изобарного расширения, изохорного охлаждения и адиабатного сжатия. Может ли КПД такого цикла η оказаться больше 50%? Чему равен максимально возможный КПД такого цикла?

3. Элемент замыкается проволокой один раз с сопротивлением R₁ = 4 Ом, а другой R₂ = 9 Ом. В этом и другом случаях количество теплоты Q, выделяющееся в проволоках за одно и то же время, оказывается одинаковым. Каково внутреннее сопротивление элемента?

Решение: Условие задачи можно записать следующим образом: С другой стороны, на основании закона Ома для всей цепи Из последних двух равенств следует: . Решая совместно эти уравнения, находим . Откуда получаем

4. Два одинаковых шарика, массой m=0.09г каждый, заряжены одинаковыми знаками, соединены нитью и подвешены к потолку (рис.). Какой заряд должен иметь каждый шарик, чтобы натяжение нитей было одинаковым? Расстояние между центрами шариков R=0.3 м. Чему равно натяжение каждой нити? Коэффициент пропорциональности в законе Кулона k = 9·10⁹ Нм²/Кл².

Решение: На рисунке представлены силы действующие на оба тела. Из него видно, что Учитывая, что Т₁ = Т₂ = T находим

5. Под углом α= 60º к горизонту брошено тело с начальной скоростью V₀= 20 м/с. Через какое время t модуль β угла между скоростью тела и горизонтальной плоскостью равен 45º?

Решение: Вид траектории тела (см. рисунок) показывает, что существует два момента времени, удовлетворяющих поставленному условию. Из уравнения c учетом соотношений получаем . Ответ: t1 = 0,75 с; t2 = 2,8 с.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

olimpotvet.ru

Олимпиада по физике школьный тур 11 класс 2015-2016 уч г с решениями

Решение школьного этапа всероссийской олимпиады

школьников по физике в 2015 — 2016 учебном году

класс.

1.Рыбка в опасности. Проплывая со скоростью V мимо большого коралла, маленькая рыбка почувствовала опасность и начала движение с постоянным (по модулю и направлению) ускорением a = 2 м/с² . Через время t = 5 с после начала ускоренного движения её скорость оказалась направленной под углом 90 к начальному направлению движения и была в два раза больше начальной. Определите модуль начальной скорости V, с которой рыбка плыла мимо коралла.

Решение 1: Воспользуемся векторным уравнением

V кон = V + a*t . Учитывая, что Vкон = 2V и что

V кон V, его можно изобразить в виде векторного треугольника скоростей. Используя теорему Пифагора, находим ответ: V = at = 4,5 м/с.

√5

Правильность (ошибочность) решения

Баллы

Полное верное решение

Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение.

Построен треугольник скоростей

При помощи теоремы Пифагора найден ответ

Если задача решалась аналитически, первые 5 баллов даются за записанную систему уравнений (зависимости проекций скорости от времени)

Получен верный ответ

Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении).

0-1

Решение неверное, или отсутствует.

2. Два одинаковых шарика, массой каждый, заряжены одинаковыми знаками, соединены нитью и подвешены к потолку (рис.). Какой заряд должен иметь каждый шарик, чтобы натяжение нитей было одинаковым? Расстояние между центрами шариков

. Чему равно натяжение каждой нити?

Коэффициент пропорциональности в законе Кулона k = 9·10⁹Нм²/Кл².

Решение 2:

На рисунке представлены силы действующие на оба тела. Из него видно, что

Учитывая, что находим

Кл.

Правильность (ошибочность) решения

Баллы

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).

5-6

Сделан рисунок с действующими силами, записан 2 закон Ньютона для 1 и 2 тела.

Получен верный ответ

Есть понимание физики явления, но не найдено одно из необходимых для решения уравнений, в результате полученная система уравнений не полна и невозможно найти решение.

2-3

Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении).

0-1

Решение неверное, или отсутствует.

Задача 3.

В калориметре находится вода массой m_в = 0,16 кг и температурой tв = 30 ^оC. Для того,

чтобы охладить воду, из холодильника в стакан переложили лед массой m_л = 80 г. В

холодильнике поддерживается температура t_л = –12 ^оC. Определите конечную температуру в

калориметре. Удельная теплоёмкость воды C_в = 4200 Дж/(кг*^оC), удельная теплоёмкость льда

Cл = 2100 Дж/(кг*^оC), удельная теплота плавления льда λ = 334 кДж/кг.

Решение 3:

Так как неясно, каким будет конечное содержимое калориметра (растает ли весь лёд?)

будем решать задачу «в числах».

Количество теплоты, выделяемое при охлаждении воды: Q₁ = 4200*0,16*30 Дж = 20160

Дж.

Количество теплоты, поглощаемое при нагревании льда: Q₂ = 2100*0,08*12 Дж = 2016

Дж.

Количество теплоты, поглощаемое при таянии льда: Q₃ = 334000*0,08 Дж = 26720 Дж.

Видно, что количества теплоты Q₁ недостаточно для того, чтобы расплавить весь лёд

(Q₁ < Q₂ + Q₃). Это означает, что в конце процесса в сосуде будут находится и лёд, и вода, а

температура смеси будет равна t = 0 ^оC.

Правильность (ошибочность) решения

Баллы

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).

5-6

Записана формула для расчета количества теплоты для 1, 2 и 3 процесса(по 2 балла за каждую формулу)

Получен верный ответ

2-3

Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении).

0-1

Решение неверное, или отсутствует.

Задача 4

Экспериментатор собрал электрическую цепь, состоящую из разных батареек с

пренебрежимо малыми внутренними сопротивлениями и одинаковых плавких

предохранителей, и нарисовал ее схему (предохранители на схеме обозначены черными

прямоугольниками). При этом он забыл указать на рисунке часть ЭДС батареек. Однако

экспериментатор помнит, что в тот день при проведении опыта все предохранители остались

целыми. Восстановите неизвестные значения ЭДС.

Решение 4:

Если бы при обходе какого-либо замкнутого контура алгебраическая сумма ЭДС была

бы не равной нулю, то в этом контуре возник бы очень большой ток (из-за малости

внутренних сопротивлений батареек), и предохранители перегорели бы. Поскольку такого не

произошло, можно записать следующие равенства:

E1− E2 − E4 = 0, откуда E4 = 4 В,

E3 +E5 − E4 = 0, откуда E5 = 1 В,

E5 +E2 − E6 = 0, откуда E6 = 6 В.

Правильность (ошибочность) решения

Баллы

Полное верное решение

Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение.

Сформулирована идея о равенстве нулю суммы ЭДС при обходе любого контура

Правильно найденные значения трех неизвестных ЭДС – по 2 балла за каждую

2-3

Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении).

0-1

Решение неверное, или отсутствует.

infourok.ru

Олимпиада по физике с ответами 11 класс

1. Как изменится период малых колебаний математического маятника, если амплитуду колебаний уменьшить в два раза?

2. Какой процесс приводит к появлению свободных носителей заряда в газах?

3. В баллоне содержится смесь водорода и гелия. Сравните средние кинетические энергии поступательного движения молекул водорода (Eв) и атомов гелия (Eг).
4. В закрытом сосуде содержится смесь воздуха и ненасыщенного водяного пара. Как будет меняться относительная влажность воздуха при повышении температуры?

5. На какой из участков цепи мощность тока максимальна при одинаковом напряжении? Все резисторы одинаковые.

6. Источник света находится на расстоянии 0,7 м от собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,5 м. Изображение источника будет:

7. Какие световые явления свидетельствуют о волновой природе света:

1. излучение, 2. поглощение, 3. преломление 4. дифракция, 5. поляризация, 6. фотоэффект, 7. интерференция?

8. Чтобы увеличить максимальную скорость электронов, вылетающих из катода фотоэлемента при освещении желтым светом, нужно …

9. Сколько должно произойти -розпадов, чтобы из урана образовался свинец ?

10. В каком из перечисленных ниже приборов прохождение быстрой заряженной частицы вызывает появление кратковременного электрического тока в газе?

11. К телу массой 4 кг приложены три горизонтальные силы, образующие друг с другом углы 120. Модули двух сил равны 10 Н, а модуль третьей силы 16 Н. Найдите модуль ускорения тела.

12. Во сколько раз изменится период обращения Луны вокруг Земли, если масса Луны увеличится вдвое, а орбита не изменится?

13. В комнате затопили печь. Одинаковое ли давление будут оказывать молекулы воздуха на холодную стенку комнаты и на горячую стенку печи?
14. Какой станет температура 1 кг кипятка (100 С) после испарения 10 г воды? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг град; Удельная теплота парообразования 2,3 106 Дж/кг. Система теплоизолирована.

15. Какое минимальное количество резисторов по 20 Ом нужно иметь, чтобы получить сопротивление 30 Ом?

16. Воздушный конденсатор присоединён к источнику постоянного напряжения. Расстояние между его пластинами увеличивают в 3 раза. Сила взаимодействия пластин …

17. Какий из графиков соответствует вольт-амперной характеристике нити лампы накаливания?

18. Какую форму обретет гибкий замкнутый проводник, если в нем создать большой постоянный ток?

19. По двум параллельным металлическим проводникам, розмещенным в однородном магнитное поле, с постоянной скоростью V перемещается перемычка. Какой из графиков соответствует зависимости величины индукционного тока в цепи от времени?
20. Для определения числа витков в первичной обмотке трансформатора на его сердечника было намотано 30 витков провода, концы которого присоединили к вольтметрe. Сколько витков содержит первичная обмотка, если при подаче на нее напряжения 220 В вольтметр показывает 2В?

21. Вагон движется со скоростью 10 км / ч. По периметру вагона бегает собака со скоростью 10 км / ч относительно вагона. Как выглядит траектория движения собаки относительно земли?
22. Шарик отпускают над горизонтальной стальной плитой, при каждом столкновении скорость шарика уменьшается на 20%. Выберите подходящий таком движении график зависимости высоты от времени. Сопротивлением воздуха пренебречь.

23. Легкий ящик, разделенный на две половины (см. Рисунок), находится на гладком столе. В перегородке открывают отверстие. На каком из рисунков правильно показан график зависимости проекции скорости от времени?
24. В комнате температура 27 С, когда температура воздуха снаружи равна –23 С. Выполнив работу 1 МДж можно предоставить воздуху в комнате максимальное количество теплоты:

25. Определите показания второго амперметра, если первый показывает 6 А. Амперметры идеальные, сопротивления одинаковые.

26. В круге (см. Рисунок) происходят свободные угасающие электромагнитные колебания. Какая энергия электрического поля конденсатора в момент, когда сила тока достигла максимального значения 1 А? R = 100 Ом, C = 1 мкФ.

27. Ученики утверждают, что давление света, падающего нормально на белую шероховатую поверхность тела, увеличится, если: 1) отполировать поверхность; 2) покрасить в черный цвет; 3) двигать тело в направлении источника света; 4) двигать тело в направлении от источника света. Какие из утверждений являются правильными?

28. Через легкий блок без трения перекинута легкая веревка, на одном конце которой висит тело массой 2m, а к другому концу прикреплен шест длины и массы m, в нижней точке которого сидит обезьяна массой m. система в равновесии (= 0). Обезьяна поднимается из нижней точки шеста в верхнюю. На сколько опустится шест?
29. Какой из графиков соответствует зависимости плотности потока енергии в точке М от диаметра отверстия?

30. Шарик закреплен на 4 одинаковых легких пружинах (см. Рисунок). Ее отводят справа и отпускают, толкнув вверх. Как будет выглядеть траектория движения шарика? Силу тяжести не учитывайте.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
В	А	В	В	Б	Б	Б	Г	Г	А	А	Г	А	В	Б
16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Г	Г	Г	Б	В	А	Г	А	А	Б	Д	Г	Б	Г	А

testdoc.ru

Олимпиадные задания по физике 11 класс (школьный уровень)

Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников

по физике 2015 -2016 учебном году

11 класс

Задача 1. Подтягивание

На горизонтальном стальном листе покоится металлический брусок массой m = 1 кг с

прикрепленной к нему изначально не деформированной пружиной. К свободному концу

пружины прикладывают горизонтально направленную постепенно увеличивающуюся

силу. Через некоторое время брусок начинает медленно перемещаться. Зависимость

работы приложенной силы от перемещения точки приложения приведена в таблице.

Определите коэффициент жесткости пружины, перемещение бруска и коэффициент трения бруска о поверхность стола.

Задача 2. Реактивная горка

Гладкую горку высотой h с постоянным углом наклона α перемещают с постоянной скоростью υ относительно Земли (наклонной плоскостью вперёд) по горизонтальной поверхности. С неё начинает соскальзывать (без начальной скорости относительно горки) небольшая шайба массы m. Вычислите работу, которую за время всего спуска совершит над шайбой сила N реакции горки (в системе отсчета связанной с Землей).

Задача 3. Парашютист

Парашютист выполняет затяжной прыжок — в течение 30 секунд падает не раскрывая парашюта, причём к моменту истечения этого времени он летит вниз практически с постоянной установившейся скоростью. Сила сопротивления воздуха, действующая на парашютиста, пропорциональна квадрату скорости его падения.

Каково ускорение спортсмена в тот момент, когда его скорость на 5% отличается от установившейся скорости?

Ускорение свободного падения g = 10 м/с2

Задача 4. Аккумулятор.

Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при силе тока 15А он отдает во внешнюю цепь мощность 135 Вт, а при токе 6А – мощность 64,6 Вт.

xn--j1ahfl.xn--p1ai

Задания для проведения школьного этапа олимпиады по физике для 11 класса

Всероссийская олимпиада школьников по физике школьный этап 2017 – 2018 учебный год

11 класс.

Время выполнения 150 минут

Идеальный газ изохорно нагревают так, что его температура изменяется на ∆T = 240 К, а давление — в 1,8 раза. Масса газа постоянна. Найдите начальную температуру газа.

Решение.

Изохорный процесс – это термодинамический процесс при постоянном объеме.	1 балл
Учитывая, что масса газа постоянна, то для данного процесса будет справедливо соотношение: ,	2 балла
Откуда .	2 балла
По условию задачи отношение давлений , а конечная температура равна К.	2 балла
Подставляя эти значения в последнюю формулу, имеем: Ответ: 300 К.	3 балла

Неподвижная наклонная плоскость наклонена под углом α. к горизонту. Брусок может
скользить по ней с коэффициентом трения μ tgα. Бруску сообщают начальную скорость, направленную вверх вдоль горки. Определите отношение времени подъема бруска ко времени его опускания.

Решение:

На рисунке ниже показаны силы, действующие на тело, при его движении по наклонной плоскости.	2 балла
Равнодействующая сила, действующая на тело, движущееся вверх по наклонной плоскости, складывается из трех сил: силы тяжести, силы реакции опоры и силы трения. Проекция этих трех сил на ось Ox: . Сила трения равна проекции силы тяжести на ось Oy, умноженная на коэффициент трения µ: , и для равнодействующей силы можно записать Ускорение бруска во время подъема: a₁= g (sinα + μcosα).	3 балла
Ускорение бруска во время опускания: a₂= g (sinα – μcosα).	2 балла
Время движения бруска в каждую сторону где L – пройденное расстояние, а a₁,₂– соответствующее ускорение	2 балла
Отсюда	1 балл

Прямой горизонтальный проводник длиной 0,4 м скользит без трения в однородном магнитном поле по вертикальным направляющим. Сила тока в проводнике равна 2А. Вектор магнитной индукции направлен горизонтально перпендикулярно проводнику (см. рисунок), В = 2 Тл. Чему равна масса проводника, если известно, что ускорение проводника направлено вниз и равно 2 м/с²?

Решение.

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера, направление которой можно определить по правилу «левой руки» (см. рисунок). Величина силы Ампера определяется выражением F_A= B·I·l sinα , где B — индукция магнитного поля; I — сила тока в проводнике; l — длина проводника — угол между вектором магнитной индукции и проводником. При α = 90 º имеем F_A= B·I·l.	2 балла
В соответствии с правило «левой руки» получаем, что сила Ампера F_A направлена вверх и компенсируется силой тяжести проводник F₂ = mg, где m – масса проводника; g – ускорение свободного падения. Так как проводник движется вниз с ускорением a = 2 м/с², то в соответствии со вторым законом Ньютона, имеем: F₂‒F_A= ma Mg ‒ BIl = ma	4 балла
Mасса проводника равна	2 балла
Подставляя числовые значения, получаем: кг. Ответ: 0,2 кг.	2 балла

По гладкой горке начинает соскальзывать брусок массой m = 1 кг с высоты Н = 3 м, переходящей в мёртвую петлю радиусом R = 1,5 м (см. рисунок). С какой силой брусок давит на стенку петли на высоте h = 2 м от нижней точки петли? Сделайте рисунок с указанием сил, поясняющий решение.

Решение.

Пусть скорость бруска на высоте h равна ʋ, а в нижней точке петли потенциальная энергия бруска равна нулю. Тогда по закону сохранения механической энергии: mgH = mʋ²/2 + mgh, откуда ʋ²=2g(H — h)	2 балла
Когда брусок находится на высоте h, на него действуют две силы: сила тяжести mg и сила реакции опоры N. Запишем второй закон Ньютона в проекциях на радиальное направление (Ох на рисунке): mg cos α + N = mʋ²/R , где ʋ²/R = a — центростремительное ускорение бруска в этой точке.	2 балла
По третьему закону Ньютона N=F. Из рисунка видно, что cos α = (h ‒ R) / R	2 балла
Из выражений пп. 1 и 2 получим: N = mʋ²/R ‒ mg cos α = mg/ R ·(2H ‒ 3h + R)	2 балла
Подставив числовые значения величин, найдём Н. Ответ: 10 Н.	2 балла

5. Источник постоянного тока с ЭДС E = 10 В и внутренним сопротивлением r₁ = 0,4 Ом подсоединён к параллельно соединённым резисторам R₁ = 4 Ом, R₂ = 6 Ом и конденсатору. Определите ёмкость конденсатора С, если энергия электрического поля конденсатора равна W = 60 мкДж.

Решение.

Конденсатор заряжен, поэтому ток через него не течёт.	балл
Согласно закону Ома для замкнутой цепи через источник течет ток , где сопротивление внешней цепи (параллельно соединённых резисторов R₁ и R₂).	3 балла
Так как конденсатор подключён параллельно резисторам R₁ и R₂, то напряжение на конденсаторе .	2 балла
Определим энергию электрического поля конденсатора: .	2 балла
Найдём ёмкость конденсатора C: , что составляет 1,6 мкФ. Ответ: 1,6 мкФ.	2 балла