Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р icon

Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р




Скачати 56.08 Kb.
НазваЗавдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р
Дата конвертації29.03.2014
Розмір56.08 Kb.
ТипДокументи

Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики

Теоретичний тур. 9 клас

Київ, 2010 р.


  1. Маємо дві теплоізольованих посудини. В першій з них є 5 л води з температурою t1 = 600 C, в другій – 1 л води з температурою t2 = 200 С. Спочатку частину води перелили з першої посудини в другу. Потім, коли в другій посудині встановилась теплова рівновага, з неї в першу посудину відлили стільки води, щоб її об’єми в посудинах стали рівними початковим. Після цих операцій температура води в першій посудині стала рівною t1 = 590 C. Скільки води переливали з першої посудини в другу і навпаки – з другої в першу?


В результаті двох переливань маса води в першій посудині залишилась якою була, а її температура змінилась на Δt = 10 С. Отже, енергія води в першій посудині зменшилась на

ΔQ = cвm1Δt1,

де св – теплоємність води, m1 – маса води в першій посудині.

На величину ΔQ збільшилась енергія води в другій посудині. Тому

ΔQ = cвm2Δt2,

де m2 – первісна маса води в другій посудині. Отже,

cвm1Δt1 = cвm2Δt2,

звідки



Температура води в другій посудині дорівнює

t2 = t2 + Δt2 = 250 C.

Такою вона стала після переливання з першої посудини в другу деякої маси води Δm, яка має температуру t1. Запишемо рівняння теплового балансу

cвΔm(t1 – t2) = cвm2(t2 – t2).

Звідси знайдемо Δm:

кг


  1. Електроплитка має три спіралі з опором R = 120 Ом кожна, які з’єднані паралельно одна до одної. Плитка вмикається в мережу послідовно з резистором, опір якого – r = 50 Ом. Як зміниться час, необхідний для нагрівання на цій плитці чайника з водою до кипіння, якщо одна з спіралей перегорить?


Опір плитки з трьома паралельно з’єднаними спіралями дорівнює R1 = R/3 = 40 Ом. Після перегоряння однієї спіралі опір плитки стане рівним R2 = R/2 = 60 Ом.

До перегоряння спіралі у колі йде струм



(де U – напруга мережі).

Після перегоряння –



Кількість теплоти, яка необхідна для нагрівання чайника з водою до кипіння у першому випадку, виділяється за час




У другому випадку:




Знайдемо відношення часів t2 і t1:







  1. ^ В порожньому акваріумі знаходяться двоопукла лінза і предмет, що розташований в її фокусі. Акваріум наповнюють водою. Побудуйте якісно зображення предмета в лінзі.


Під час додавання води оптична сила системи зменшується n раз (n = 4/3 для води). Відповідно фокусна відстань збільшується в n раз.

Маємо зображення уявне, пряме, збільшене.





  1. Перевернута циліндрична тонка пробірка висотою H плаває так, що її дно знаходиться врівень з поверхнею води, причому вода займає частину пробірки. Таку ж пробірку, але порожню, занурюють у воду догори дном. На яку глибину h треба її занурити, щоб вона не спливла? Навколишнє повітря має температуру T1, вода – T2, атмосферний тиск дорівнює , густина води . Вважати, що маса пробірки зосереджена в її вінці.



Якщо виштовхувальна сила дорівнює силі тяжіння, то пробірка буде плавати в стані нестійкої рівноваги. Маса пробірки дорівнює масі води в об’ємі, який зайнятий повітрям (товщиною стінок нехтуємо).

Ця ситуація відповідає як першому випадку (верхній край пробірки біля поверхні води), так і другому випадку (нижній край пробірки – на глибині h).

Тобто води вийде така сама кількість, що в першому випадку, висота стовпчика повітря в пробірці має бути:

.

Спочатку розглянемо ситуацію, при якій можна знехтувати зміною температури.

На початку занурення тиск повітря в пробірці Р0 , а його об’єм V0=SH.

У випадку, коли нижній край пробірки опустимо на глибину h, тиск буде

,

Об’єм .

Якщо взяти до уваги, що тиск повітря пропорційний до концентрації молекул, то можна записати:

,

Звідки отримуємо відповідь: .


Тепер врахуємо задану в умові різницю температур повітря та води.

У цьому випадку тиск пропорційний не тільки концентрації молекул повітря, а й кінетичній енергії, яка пропорційна абсолютній температурі.

Тобто

.

Відповідь: .


(Якщо , ця відповідь збігається з попередньою).



  1. На нескінченній прямій дорозі розташована нескінченна кількість світлофорів так, що відстань між сусідніми світлофорами становить . Кожен світлофор протягом часу показує червоне світло, потім протягом часу – зелене, потім знов червоне, тощо, причому на двох сусідніх світлофорах в будь-який момент часу горить різне світло. Два автомобілі одночасно починають рух з постійними швидкостями від двох світлофорів, розташованих на відстані , в той момент, коли на них загорається зелене світло. “Задній” автомобіль рухається з максимально можливою швидкістю, що дозволяє проїжджати всі світлофори без зупинок. “Передній” автомобіль рухається з постійною швидкістю υ. Він миттєво зупиняється перед червоним світлофором і миттєво набирає швидкість υ при увімкненні зеленого світла. Визначте, чи наздожене “задній” автомобіль “передній” (якщо наздожене, то за який час), якщо вказані правила руху не порушуються, а світлофори перемикаються миттєво.





3T при 









Розв’яжемо цю задачу графічним способом.




На наведеній діаграмі зображена «просторово-годинникова картина дороги» (горизонтальною віссю відраховується час, вертикальною – відстань). «Жирним» позначені точки, що відповідають червоному світлу на світлофорі в даній точці дороги в даний момент часу. Рух автомобіля зображений у вигляді прямої лінії, тангенс кута нахилу якої до осі часу дорівнює його швидкості. Якщо лінія повинна перетинати «жирний» відрізок («закритий світлофор»), то вона переривається і відновлюється під тим самим кутом з правого кінця даного відрізку (автомобіль зупинився і дочекався включення зеленого світла). Перетин двох ліній відповідає зустрічі автомобілів.

Очевидно, що за умовою задачі «задній» автомобіль рухається зі швидкістю u = L/T, оскільки це максимально можлива швидкість, за якої лінія його руху не перетинає «жирних» відрізків, тобто автомобіль не зупиняється на світлофорах.

Для руху другого автомобіля можна розглянути декілька «граничних» ліній, що зображують рух.

Лінія 1. Відповідна швидкість υ1 = L/3T. При цьому автомобіль під’їде до наступного світлофора в той момент, коли на ньому загоряється зелене світло, і в цей момент його й наздожене «задній» автомобіль. За менших швидкостей обгін відбудеться ще раніше і його час визначатиметься як



Лінія 2. Відповідна швидкість υ2 = L/2T. Обгін відбудеться в точці 3L в момент часу , оскільки перший автомобіль буде вимушений зупинитись на світлофорі. Таким чином, для всіх швидкостей між лініями 1 і 2 t = 3T.

Аналогічно для швидкостей між лініями 2 і 3 (відповідно швидкість υ = 2L/3T) t = 4T тощо.

Лінія 4. Відповідна швидкість υ = L/T = u.

За швидкостей більших за цю, другий автомобіль не зможе наздогнати перший, оскільки середня швидкість обох буде рівна u.



Схожі:

Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р icon10-11 клас 2 тур (теоретичний)
Завдання ІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з інформаційних технологій
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р iconЗавдання ІІІ етапу 51-ї Всеукраїнської хімічної олімпіади 02. 2014 р., м. Київ) Теоретичний тур. 9 клас
При розв’язуванні всіх задач використовуйте цілочисельні значення відносних атомних мас елементів
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р iconЗавдання III етапу всеукраїнської учнівської олімпіади з хімії (луганськ – 2013, теоретичний тур) 8 клас
Тестові завдання (10 балів). У завданнях 1-10 потрібно вибрати одну правильну відповідь. Правильна відповідь на кожне завдання 1...
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р iconЗавдання III етапу всеукраїнської учнівської олімпіади з хімії (луганськ – 2013, теоретичний тур) 9 клас
Тестові завдання (10 балів). У завданнях 1-10 потрібно вибрати одну правильну відповідь. Правильна відповідь на кожне завдання 1...
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р iconЗавдання III етапу всеукраїнської учнівської олімпіади з хімії (луганськ – 2012, теоретичний тур) 8 клас
Тестові завдання (10 балів). У завданнях 1-10 потрібно вибрати одну правильну відповідь. Правильна відповідь на кожне завдання 1...
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р iconЗавдання ІІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики (теоретичний тур, Рівне 2008) 8 клас 1
При цьому тиск на стіл став рівним 14502 Па. Який тиск чинив спочатку на стіл пластиліновий куб і якою була його початкова висота?...
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р iconЗавдання III етапу всеукраїнської учнівської олімпіади з хімії (луганськ – 2012, теоретичний тур) 9 клас I. Тестові завдання (10 балів)
Тестові завдання (10 балів). У завданнях 1-10 потрібно вибрати одну правильну відповідь. Правильна відповідь на кожне завдання 1...
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р icon2008-2009 н р. Теоретичний тур "Число" (Number) 30 балів Умова
Завдання II етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з інформатики (Волинська область)
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р iconЗавдання ІІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики Теоретичний тур (13. 02. 2010 р.)
В один з днів з Рівного до Житомира виїхала маршрутка І рухалася рівномірно із встановленою швидкістю. В зв’язку з реконструкцією...
Завдання ІІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики Теоретичний тур. 9 клас Київ, 2010 р icon9 клас 1 тур (практичний) Завдання 1
Завдання ІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з інформаційних технологій
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи