Решения
Задача 1.
Два путника идут из пункта А в пункт В. Первый путник первую треть дистанции идет со скоростью 2v v 0 . Второй путник первую треть времени идет со скоростью 2v 0 , а оставшийся путь со скоростью v 0 . Какой путник придет быстрее и во сколько раз меньше времени он затратит на весь путь?
(10 баллов)
| Возможное решение | |
Пусть S – расстояние между пунктами А и В, t 1 (t 2)– полное время движения первого (второго) путника. Первый путник пройдет расстояние S за время t 1 = . Для второго путника: S =  или  Таким образом второй путник придет быстрее и затратит времени в раз меньше.
|
|
| Баллы | |
| (расстояние между пунктами, время движения первого и второго путника);
правильно записаны формулы, выражающие закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом:
t 1 = .
S = :
для первого путника t 1
для второго путника представлен правильный ответ
раз меньше.
|
Задача 2.
В сосуде находится 1 кг смеси воды и льда. Для нагревания смеси до температуры t 1 = +10 0 С необходимо теплоты в 2 раза больше, чем выделяется теплоты при охлаждении смеси до температуры t 2 = -5 0 С. Определите первоначальные массы льда и воды в сосуде, если удельная теплоёмкость воды c в = 4,2 кДж/(кг∙°C), льда c л = 2,1 кДж/(кг∙°C), удельная теплота плавления льда λ = 340 кДж/кг. Теплоемкостью сосуда пренебречь.
(10 баллов)
| Возможное решение | |
Пусть m л – масса льда, m в – масса воды. Смесь воды и льда в сосуде находится при температуре t 0 = 0 0 С. Для нагревания смеси до температуры t 1 = +10 0 С необходимо количество теплоты Q 1 = m л l + (m л + m в)с в (t 1 - t 0). При охлаждении смеси до температуры t 1 = -5 0 С выделяется количество теплоты Q 2 = m л l - (m л + m в)с в (t 2 - t 0). Из условия
Q 1 = 2Q 2 найдем отношение  Так как m л + m в = 1 кг, то m л = 647 г, m в = 353 г.
|
|
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
| Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (масса воды, масса льда); представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов: обоснован выбор температуры смеси (воды и льда); для нагревания смеси Q 1 = m л l + (m л + m в)с в (t 1 - t 0) для охлаждения смеси Q 2 = m л l - (m л + m в)с в (t 2 - t 0); ; m л = 647 г m в = 353 г. |
Задача 3.
В сообщающихся сосудах с вертикальными стенками и площадью сечения S = 20 см 2 находится вода. В один из сосудов наливают масло массой m = 160 г, при этом вода остается в обоих сосудах и не перемешивается с маслом. Определите разность Dh уровней жидкостей в сосудах. Плотность масла ρ м = 800 кг/м 3 , плотность воды ρ в = 1000 кг/м 3 .
(10 баллов)
| Возможное решение | |
Пусть h м – высота столба масла, h в – высота столба воды в другом сосуде, находящейся выше общего уровня воды в обоих сосудах. Так как давление этих столбов жидкостей должно быть одинаковыми ρ м gh м = ρ в gh в, то h в . Из уравнения m = ρ м h м S найдем высоту столба масла . Разность уровней жидкостей в сосудах Dh = h м - h в = h м (1 - ) =  |
|
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
| Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (высота столба масла, высота столба воды в другом сосуде); правильно записаны формулы, выражающие закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: равенство давлений столбов жидкости ρ м gh м = ρ в gh в высота столба масла Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу : h в = представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины h в = 2 см. |
Задача 4 .
Схема, состоящая из амперметра А, трех одинаковых резисторов сопротивлением R = 10 Ом и ключа К, подсоединена к источнику постоянного напряжения U. Чему равно сопротивление амперметра, если его показание изменилось на 25% после замыкания ключа.
(10 баллов)
| Возможное решение | |
До замыкания ключа ток через амперметр I 1 = После замыкания ключа ток через амперметр I 2 =  Так как полное сопротивление цепи уменьшилось, то показание амперметра увеличилось. При изменении показаний на 25%, имеем I 2 = nI 1 , n = 1,25. Используя соотношение между токами I 2 и I 1 , найдем сопротивление амперметра  Ом.
|
|
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
| Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин ; представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов (закон Ома для участка цепи, расчет общего сопротивления цепи) : До замыкания ключа ток через амперметр I 1 = ; После замыкания ключа ток через амперметр I 2 = ; проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу ; представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины R A = 5 Oм |
Задача 1. Маленький предмет покоится на краю горизонтального стола. Его толкают таким образом, что он падает с противоположного края стола, ширина которого м, через с. Является ли этот предмет колесом?
Решение задачи 1. Найдем коэффициент трения предмета по столу при его движении. Средняя скорость движения предмета м/с, где – ширина стола, – время движения. Максимальное ускорение предмета соответствует нулевой скорости перед его падением, поэтому начальная скорость вдвое больше средней, т. е. м/с, но тогда ускорение равно м/с2. С другой стороны, , где – коэффициент трения, равный в нашей задаче . Такое малое значение коэффициента трения говорит о том, что предмет, скорее всего, либо является колесом, либо имеет аналогичную форму (цилиндр, шар).
Задача 2. На листе бумаги стоит прямой цилиндр, высота которого 20см и диаметр основания 2 см. С каким наименьшим ускорением нужно потянуть лист, чтобы цилиндр упал? Предполагается, что цилиндр не скользит по поверхности листа.
Решение задачи 2. 
Первый способ. Ускорение тела обеспечивается равнодействующей силы и силы тяжести (см. рисунок). Сила создается силой нормального давления , приложенной в граничном случае (перед опрокидыванием) в точке C, и силой трения . Если ускорение больше граничного, то уже не может быть обеспечена соответствующая сила , так как для этого сила (которая является результирующей распределенных по опоре сил давления) должна быть приложена за пределами опоры тела. Из подобия треугольников OAB и COD
где aгр – граничное ускорение, при котором тело еще не опрокидывается. Отсюда ; для опрокидывания тела т. е. .
Второй способ. В неинерциальной системе отсчета, связанной с листом бумаги, на тело в момент отрыва действуют сила и сила тяжести . При сумма моментов этих сил относительно точки C равна нулю, т. е.
,
отсюда для опрокидывания .
Рекомендуемая оценка задачи 2. Определение сил, приложенных к телу – 3 балла, составление уравнения движения тела в инерциальной системе отсчета или составление условия равновесия сил в неинерциальной системе отсчета – 3 балла, расчетная формула для определения a – 3 балла, оценка величины ускорения a – 1 балла. Итого –10 баллов. При решении задачи двумя способами итоговое количество баллов не должно быть больше десяти.
Задача 3. В палатке, покрытой сверху шерстяными одеялами, пол застелен толстым теплонепроницаемым войлоком. Одинокий спящий индеец начинает мёрзнуть в такой палатке при уличной температуре воздуха t1 = 10°С. Два спящих индейца начинают мёрзнуть в такой палатке при уличной температуре воздуха t2 = 4°С. При какой температуре t0 воздуха индейцы начинают пользоваться палатками?
При какой температуре t3 в той же палатке будет холодно трём индейцам? Считайте, что количество теплоты, теряемое палаткой в единицу времени, пропорционально разности температур воздуха внутри и снаружи.
Решение задачи 3. Индейцы начинают пользоваться палатками, когда начинают мерзнуть на улице, т. е. при температуре воздуха t0. Индейцам станет холодно в палатке, когда температура воздуха в ней опустится до t0.
Пусть N – тепловая «мощность» одного индейца, ti – температура уличного воздуха, при которой в палатке станет холодно i индейцам. Тогда уравнение теплового баланса для палатки имеет вид:
iN = k(t0 – ti), (1)
где k – коэффициент, зависящий только от свойств палатки. Слева в уравнении стоит суммарная тепловая мощность, выделяющаяся в палатке, а справа – мощность теплоотдачи в окружающую среду. Запишем общее уравнение (1) конкретно для каждого случая (один, два или три индейца в палатке):
Решая систему, находим:
t0 = 2t1 – t2 = 16°C, t3 = 2t2 – t1 = – 2°C
Примечание. Определить N и k по отдельности по этим уравнениям невозможно, но можно найти N/k = t1 – t2 = 6°C.
Задача 4. Из круглого отверстия вытекает вертикальная струя воды так, что сечении 1-1 ее диаметр мм, а в сечении 2-2, расположенном ниже на см, диаметр струи в раза меньше. Найти объем воды , вытекающий из отверстия в 1 секунду. Поверхностным натяжением воды пренебречь.
Решение задачи 4. Если пренебречь поверхностным натяжением воды (так называемая «сухая вода»), то ее вытекание можно описать законами свободного падания по вертикали. Следовательно, скорость воды в сечениях 1-1 и 2-2 равна
Диаметр струи в сечении 2-2 в раз меньше диаметра струи в сечении 1-1: , следовательно, поскольку расход воды 
в сечениях 1-1 и 2-2 одинаков, то . Тогда из уравнений (1) получаем , . Расход воды в сечении 1-1 равен
или 3,08 мл.
Рекомендуемая оценка задачи 4. Запись системы уравнения (1) – по 2 балла за каждое уравнение, запись уравнения постоянства расхода воды – 2 балла, вычисление скорости воды – 2 балла, вычисление расхода воды – 2 балла. Итого – 10 баллов.
Задача 5. В некоторых оптических приборах требуется, чтобы световой сигнал на пути от источника А к приемнику В запоздал на время большее, чем время пробега по прямой АВ. Этого можно добиться, если послать луч из А в В не по прямой, а по ломаной. На рисунке движение луча по весьма длинной ломаной обеспечивается за счет многократного отражения от двух
параллельных зеркал CD и EF. Как изменится длина ломаной 1– 2– 3–... – 21, если расстояние между зеркалами увеличить вдвое?
Решение задачи 5.
Вариант 1 (краткий). Время, необходимое для прохождения света между зеркалами, определяется их длиной и проекцией скорости света на направление, параллельное зеркалам, а эти параметры не меняются при произвольном изменении расстояния между зеркалами. С другой стороны, это же время равно протяженности траектории света, а значит, она также не изменится.
Вариант 2 (подробный). Пока зеркало находилось в положении CD (пунктир на рисунке, приведенном ниже), траектория луча между зеркалами была 1234567 ... Когда расстояние удвоилось (C"D"), траектория стала 123"4567" ... Появившиеся новые участки пути 23"4, 67"8, ... удлиняют общий путь ровно на столько, на сколько он укоротился из-за исчезновения симметричных им старых 234, 678, ... Таким образом, протяженность пути между зеркалами не изменилась. Уменьшилось лишь число отражений.
Рекомендуемая оценка задачи 5. Замечание о том, что скорость движение светового луча между зеркалами равна проекции скорости света на это направление – 4 балла, наблюдение, что эта скорость не зависит от расстояния между зеркалами – 4 балла, окончательный вывод – 2 балла. Итого –10 баллов. Если задача решена разными способами, суммарная оценка не должна превышать 10 баллов.
Чтобы подготовиться к олимпиаде по физике ученикам 9 класса нужно серьезно отнестись к подготовке. Для этого мы предлагаем использовать задания, собранные на этой странице. Учителя физики смогут использовать их на уроках для проведения пробной олимпиады. Мы собрали тесты и задачи, которые помогут ученикам закрепить свои знания.
Внизу страницы указаны ответы и решения, благодаря чему эти задания можно использовать и без помощи учителя. Сверившись с ответами и решениями, ученики смогут оценить, насколько успешно они решили олимпиадные задания по физике для 9 класса.
Олимпиада по физике 9 класс
Скачайте задания, заполнив форму!
После того как укажете данные, кнопка скачивания станет активной
Тестовые задания
1. Благодаря какому явлению распространяется запах духов?
А) Диффузии
Б) Конвекции
В) Электризации
Г) Ионизации
2. К астрономическим телам не относятся:
А) Звёзды
Б) Планеты
В) Кометы
Г) Аметисты
3. За 2 часа автомобиль проехал 120 км. Чему равна скорость автомобиля?
А) 240 км/ч
Б) 60 км/ч
В) 122 км/ч
Г) 118 км/ч
4. Каждый из участков пути АВ, ВС и СД автомобиль проезжает за 1 мин. На каком участке скорость наибольшая, на какой наименьшая?
А) АВ и ВС
Б) СД и ВС
В) АВ и СД
Г) АС и ВС
5. Чему равен объем сосуда, в котором помещается 8 кг керосина? Плотность керосина 800 кг/м3.
А) 100 м3
Б) 0,01 м3
В) 10 м3
Г) 0,1 м3
6. Каким прибором измеряют силу тяжести?
А) Манометром
Б) Спектрометром
В) Динамометром
Г) Ареометром
7. Одинакова ли плотность воздуха во всех точках высотного здания?
А) Плотность больше в подвальных помещения
Б) Плотность одинакова во всех точках
В) Плотность больше на верхнем этаже
Г) Плотность больше в центре здания
8. Вычислите давление, которое оказывает керосин на дно бака
площадью 5 м2. Масса керосина в баке 500 кг.
А) 100 Н
Б) 100 Па
В) 980 Н
Г) 980 Па
9. В каких из нижеприведенных примеров тело совершает
механическую работу?
А) Трос натянут под действием силы тяжести
Б) Человек стоит с сумкой в руках
В) Космический корабль, отключив двигатель, движется в
космическом пространстве
Г) Человек поднимается на второй этаж
10. Чему равна работа, совершаемая при поднятии ящика
массой 4 кг на высоту 2,5 м?
А) 98 Н
Б) 98 Па
В) 9,8 Дж
Г) 98 Дж
Д) 980 Дж
Открытые вопросы
Вопрос 1
Теплоизолированный сосуд до краев наполнили водой при температуре t0 = 20 °С. В него опустили алюминиевую деталь, нагретую до температуры t = 100 °С. После установления теплового равновесия температура воды в сосуде стала t1 = 30,3 °С. Затем этот же эксперимент провели с двумя такими же деталями. В этом случае после установления в сосуде теплового равновесия температура воды стала t2 = 42,6 °С. Чему равна удельная теплоемкость с алюминия? Плотность воды ρ0 = 1000 кг/м3, ее удельная теплоемкость с0 = 4200 Дж/(кг · °С). Плотность алюминия ρ = 2700 кг/м3.
Вопрос 2
Вопрос 3
Сообщающиеся сосуды состоят из двух одинаковых трубок (U-образная трубка).
Трубки частично заполнили водой. На сколько повысится уровень воды в левой трубке, если в правую налить столько керосина, что он образует столб высотой 30 см?
Плотность керосина 900 кг/м3, плотность воды 1000 кг/м3.
Вопрос 4
Мяч объёмом V и массой m всплыл на поверхность воды с глубины Н. Чему равна механическая работа, совершённая при всплывании мяча? Трением пренебречь. Плотность воды ρо считать известной.
Вопрос 5
В плотно закрытом полиэтиленовом пакете с молоком, хранящемся при постоянной температуре, масса вещества остается неизменной. Почему со временем пакет увеличивается в объеме?
Ответы на тесты
| Тестовое задание | № 1 | № 2 | № 3 | № 4 | № 5 |
| Ответ | А | Г | Б | Б | Б |
| Тестовое задание | № 6 | № 7 | № 8 | № 9 | № 10 |
| Ответ | В | А | Г | Г | Г |
Ответы на открытые вопросы
Ответ на вопрос 1:
Пусть m – масса детали, V – объём сосуда, тогда уравнения теплового баланса
при опускании одной и двух деталей соответственно имеют вид cm(t — t1) = c0 ρ0(V – (m/ρ))∙ (t1 — t0) (*) 2cm(t — t2) = c0 ρ0(V – (2m/ρ))(t2 — t0) (**) Делим соотношение(*) на (t1 — t0), а соотношение (**) на (t2 — t0) и, вычитая соотношение (**) из (*), получаем
cm(t — t1)/ (t1 — t0) — 2 cm ∙ (t – t2)/(t2 — t0) = c0 ρ0 m/ρ, откуда можно найти с.
с ≈ 922 Дж/(кг∙°С).
Ответ на вопрос 2:
На зимней дороге при температуре снега t1 = –10 ºC автомобиль в течение 1 мин
буксует, развивая мощность 12 кВт. Сколько снега растает при буксировании автомобиля, если считать, что вся энергия, выделившаяся при буксировании, идет на нагревание и плавление снега? Удельная теплоёмкость льда с = 2100 Дж/(кг ·ºC), удельная теплота плавления льда λ = 33·104 Дж/кг.
Ответ на вопрос 3:
Предположим, что в левой трубке уровень воды повысился на h. Тогда в
правой трубке уровень воды будет ниже, чем в левой, на 2h.
ρк gH = ρв g2h. → h = 12 см.
Ответ на вопрос 4:
А = (ρо gV – mg)∙H = (ρоV – m)∙gH
Ответ на вопрос 5:
В результате деятельности молочных бактерий образуются газы. Число молекул газа в пакете увеличивается, число их соударений с внутренней стороной стенки пакета начинает превышать число соударений молекул воздуха с внешней стороной стенки пакета. Стенка приходит в движение, увеличивается объем. Давления по обе стороны стенки пакета выравниваются. Дальнейшее увеличение объема ограничено упругими свойствами пакета.
Всероссийская олимпиада школьников по физике.
2015-2016 учебный год
Школьный этап
9 класс
Время выполнения 90 мин.
1 (10 баллов). В воду массой 1 кг при 20 0 С брошен кусок мокрого снега массой 250 г. Когда весь снег растаял, общая температура стала равной 5 0 С. Определите количество воды в комке снега. Удельная теплота плавления снега 334 , удельная теплоемкость воды 4200 .
2 (5 баллов). В течение какого времени скорый поезд длиной 300 м, идущий со скоростью 72 км/ч, будет проходить мимо встречного поезда длиной 600 м, идущего со скоростью 36 км/ч?
3 (10 баллов). Определите плотность однородного тела, вес которого в воздухе 2,8 Н, а в воде 1,69 Н. Выталкивающей силой воздуха пренебречь. Плотность воды 1000 кг/м 3 .
4 (10 баллов). Поезд прошел четыре участка пути, относящиеся как 1:3:4:2, за времена, которые относились как 2:4:3:1. Движение на всех участках равномерное, скорость на последнем v=80 км/ч. Найти среднюю скорость на всем пути.
5 (5 баллов) Художник нарисовал зимний пейзаж.(см. рисунок). Как вы думаете, в каком месте на Земле он мог писать с такой натуры?
1.Решение:
2.Найдена относительная скорость поездов (10 м/с + 20 м/с = 30 м/с) ...... 2б
Найдено расстояние, проходимое поездом (300 м + 600 м = 900 м) ...... 2 б
Найдено время движения ( t = s/υ ⇒ t = 30 c) ...... 1б
3. Решение: Найдена масса тела (2,8 Н/10 м/с 2 = 0,28 кг) ...... 3б
Найдена выталкивающая сила ( F А = 2,8 Н – 1,69 Н = 1,11 Н) ...... 3б
Найден объём тела ( F А = ρ gV ⇒ V = F А /ρ g ⇒ V =1,11·10 -4 м 3 ) ...... 2б
Найдена плотность тела (ρ = m/V = 2,5·10 3 кг/м 3 ) ...... 2 б
4.Решение: Обозначим пройденные пути на четырех участках 1s, 3s, 4s, 2s, таким образом, полный путь составит 10s. ...... 2б
Обозначая времена 2t, 4t, 3t, 1t, получим полное время 10t. ...... 2б
Средняя скорость на всем пути составит . ...... 2б