Физика 8 класс - Центр дополнительного образования детей

Государственное бюджетное
образовательное учреждение
дополнительного образования детей
«Центр
дополнительного
образования для детей»
350000 г. Краснодар,
ул. Красная,76
тел. 259-84-01
E-mail:cdodd@mail.ru
КРАЕВЫЕ ЗАОЧНЫЕ КУРСЫ
«ЮНИОР»
Физика 8 класс
ответы и критерии оценки заданий
к работе № 1, 2015-2016 учебный год
1. (10 баллов)
Какой максимальный объем масла плотностью
г
𝜌1 = 0,8 3 можно налить в L-образную трубку с
см
открытыми концами, часто (до высоты h)
г
заполненную водой плотностью 𝜌2 = 1,0 3 ?
см
Площадь горизонтального сечения вертикальных
частей трубки равна S. Объем горизонтальной части
трубки можно пренебречь. Вертикальные размеры
трубки и высота столба воды приведены на рисунке (высоту h считать заданной).
Примечание. Затыкать открытые концы трубки, наклонять её или выливать
из неё воду запрещено.
Решение.
𝑉воды = 2ℎ𝑆
𝜌1
𝜌2
=
ℎ2
ℎ1
;
𝜌воды
𝜌масла
высота воды)
=
ℎмасла
=
1
ℎводы 0,8
= 1,25 (во столько раз высота масла больше, чем
Пытаясь налить наибольший объем масла в трубку, надо стараться
максимально использовать давление столба воды, чтобы уравновесить его
маслом возможно большей высоты. Для этого будем доливать в высокое
колено масло до тех пор, пока оно не вытеснит всю воду во второе колено.
При этом столб масла будет иметь высоту 𝐻 = 2ℎ ∗ 1,25 = 2,5ℎ
Далее есть два пути, приводящих к одинаковому результату. Можно в оба
колена долить по 2ℎS масла, а можно лить его только в высокое колено,
тогда из-за меньшей плотности масло станет «пробулькивать» через воду и
займет весь оставшийся во втором колене объем.
𝑉масла 1 = 2ℎ ∗ 𝑆*1,25=2,5 ℎ𝑆; 𝑉масла 2 = 4ℎ𝑆
Получаем окончательно ответ:
𝑉масла = 𝑉масла 1 = 𝑉масла 2 =2,5 ℎ𝑆 = 4ℎ𝑆=6,5ℎ𝑆
Ответ: 𝑉 = (2.5ℎ + 2 ∗ 2ℎ)𝑆 = 6.5ℎ𝑆
2. (10 баллов)
Для строительства дома требуется смесь песка со щебнем и цемента общей
массой 28 тонн, содержащая цемент и песок с щебнем в отношении 1:8 (по
объему). На стройке уже имеется 3 тонны песка со щебнем и 3 тонны цемента, а
остальные материалы хранятся на складе недалеко от стройплощадки.
1) Сколько тонн песка со щебнем и сколько тонн цемента требуется для
строительства дома?
2) Сколько поездок потребуется совершить, чтобы доставить недостающие
строительные материалы, если вместимость кузова электрокара, в котором их
будет перевозить, составляет 400 л?
Плотность смеси песка со щебнем – 1,6 г/см3, а цемента - 1,2 г/см3. За один
раз можно перевозить только один вид стройматериалов (иначе они будут
смешиваться прямо в кузове в неправильной пропорции).
Решение.
Переведем плотности в кг/м3: плотность смеси песка со щебнем 1600 кг/м3,
плотность цемента 1200 кг/м3. Если смешать 1 м3 цемента и 8 м3 песка со
щебнем, общая масса смеси составит 1200 кг/м3*1 м3 + 1600 кг/м3*8 м3 = 14000
кг=14т.
Чтобы получить 28 т смеси заданной пропорции, требуется взять вдвое
большее количество веществ: 2 м3 цемента и 16 м3 песка со щебнем. Масса
цемента составит 1200 кг/м3*2 м3 = 2400 кг=2,4 т, а масса песка 1600 кг/м3*16 м3
= 25600 кг=25,6 т.
Поскольку на стройке уже имеется 3 т цемента, дополнительно цемент
перевозить не нужно. За один раз можно перевезти 1600 кг/м3*0,4 м3 = 340
кг=0,64 т песка со щебнем. Поскольку требуется перевести 25,6-3=22,6 т песка
со щебнем, количество поездок будет равно округленному в большую сторону
отношению 22,6:0,64=35,6≈36.
Ответ.
1) Для строительства дома всего требуется 2,4т цемента и 25,6 т песка со
щебнем;
2) Недостающие стройматериалы можно перевести за 36 поездок.
3. (10 баллов)
Школьник Вова в 10ч. 46 мин. Выехал из дома покататься на велосипеде. В
11 ч. 30мин. Из сообщения, полученного на мобильный телефон, он узнал, что
пора возвращаться обратно. Проехав вперед ещё 900 м, Вова развернулся и
приехал домой в 12 ч. 20 мин. Найдите скорость движения Вовы на велосипеде,
считая её постоянной.
Решение.
Обозначим искомую скорость, выраженную в километрах в минуту, за 𝜗.
Время, прошедшее с момента выезда Вовы из дома до момента получения
сообщения,
равно
𝑡1 = 60 − 16 =
44 минуты. Путь, пройденный за это время, равен 44𝜗 км.
Путь, пройденный от момента получения сообщения до возвращения домой,
равен (44𝜗+1,8) км. Этот путь был пройден за время 𝑡2 = 30 + 20 = 50 минуты
Разделив путь на время, получим скорость. Таким образом, мы имеем
44𝜗+1,8
следующее уравнение для скорости: 𝜗 =
. Из этого уравнения находим
50
км
𝜗 = 0,3
= 18 км/ч
мин
Ответ. Скорость движения Вовы на велосипеде равна 18 км/ч
4. (10 баллов)
Два стакана с различным количеством воды
уравновешены на разноплечих рычажных весах. Расстояние
между центрами стаканов равно L. Часть воды массой m
перелили из одного стакана в другой. Оказалось, что если
при этом опору весов сдвинуть на расстояние l, то весы
снова придут в равновесие. Найти массу M всей воды в
обоих стаканах. Массой самих весов и стаканов пренебречь.
Решение.
Обозначим в начальном состоянии массу воды в стаканах – m1 и m2 , а
соответствующие плечи весов l1 и l2 . Условие равновесия весов в начальном
состоянии имеет вид: m1l1= m2l2 (1) . После перелива воды аналогичное условие
равновесия запишется в виде: (m1 – m)(l1 + l) = (m2 + m)(l2 – l) (2). Вычтя из
уравнения (2) уравнение (1), получим:
m1l - m(l1 + l)=- m2l+ m(l2 – l) или (m1 + m2) l= m(l1+ l2). Подставив сюда L=
𝐿
l1+ l2, найдем M= m1 + m2= 𝑚
𝐿
𝑙
Ответ: M= m1 + m2= 𝑚
𝑙
5. (5 баллов)
В цилиндрический сосуд с водой, площадью дна 200 см3, опустили
деревянный кубик. Уровень воды поднялся на 15 см. Какова масса, плотность и
длина ребра кубика, если он плавает на половину погруженным в воду?
Решение.
𝑉 = 𝑆ℎ = 200 ∗ 15 = 3000 см3
1
1
кг
𝜌 = 𝜌ж = ∗ 1000 = 500 3
2
2
м
𝑚𝑔 = 𝜌𝐵 𝑆ℎ𝑔 => 𝑚 = 𝜌𝐵 𝑆ℎ=0,5*3000=1500г=1,5 кг
𝐿 = 2ℎ=15*2=30 см
кг
Ответ. 𝜌 = 500 3; 𝐿 = 30 см; 𝑚 = 1,5 кг
м
6. (5 баллов)
Сосуд с лёгким и тонким приставным дном,
плотно прилегающим к стенкам сосуда, опущен
в воду на глубину ℎ=4 см и удерживается
неподвижно (см. рисунок). Гирю какой
наименьшей массы надо поставить на дно,
чтобы дно отвалилось? Сечение сосуда в
плоскости дна – круг с площадью 𝑆=0,1м2
Решение.
Для получения наименьшей массы гиря, очевидно,
должна быть расположена вблизи стенки сосуда.
Изобразим силы, действующие на дно (см. рисунок)
Запишем условие равновесия дна относительно точки
𝜌ℎ𝑆
А: 𝐹Д ∗ 𝑅 = 𝐹Т 2𝑅 , отсюда имеем окончательно 𝑚 =
= 2кг
2
Ответ. 2 кг.
7. (10 баллов)
Палка шарнирно укреплена за верхний конец и
наполовину погружена в воду (см. рисунок). Какую плотность
имеет материал, из которого изготовлена палка?
Решение.
Рассмотрим силы, действующие на
палку.
3
По правилу равновесия: 𝐹тяж ∗ 𝑙 = 𝐹𝐴 ∗ 𝑙
2
𝑉
По закону Архимеда: 𝐹𝐴 = 𝜌𝐵 𝑔
2
объем палки.
По определению : 𝐹тяж = 𝜌𝑔𝑉
3
Окончательно: 𝜌 = 𝜌𝐵
3
,
где
𝑉−
4
Ответ. 𝜌 = 𝜌𝐵
4
8. (10 баллов) Тело, состоящее из куска льда и вмёрзшего в
него алюминиевого бруска, плавает в воде так, что под водой
находится =95% объёма тела. Какой процент льда  должен
растаять, чтобы тело полностью погрузилось в воду (см.
рисунок)? Плотность воды – 1000 кг/м3, плотность льда – 900
кг/м3, плотность алюминия – 2700 кг/м3.
Решение.
Условие плавания тела при частичном погружении:
(𝑉𝑜 𝜌л + 𝑉𝑎 𝜌𝑎 )𝑔 = (𝑉𝑜 + 𝑉𝑎 )𝜌𝐵 𝑔
Условие плавания тела при полном погружении:
(𝑉 𝜌л + 𝑉𝑎 𝜌𝑎 )𝑔 = (𝑉 + 𝑉𝑎 )𝜌𝐵 𝑔
𝑉 +𝑉
По условию задачи: = 𝑜
. Выразив отсюда 𝑉 и подставив его в
𝑉𝑜
условие плавания полностью погруженного тела, имеем:
(𝑉𝑜 (1-)𝜌л + 𝑉𝑎 𝜌𝑎 )𝑔=(𝑉𝑜 (1-)+𝑉𝑎 )𝑔.
(1−)𝜌В( 𝜌𝑎 −𝜌л )
Окончательно: =(𝜌
Ответ.≈ 51%
𝑎 −𝜌𝐵 )(𝜌𝐵 −𝜌л )
= 0,51 ≈ 51%
Экспериментальная часть
Рекомендации к оформлению результатов экспериментов
(оформление отчёта).
Отчет по лабораторным исследованиям - это маленькая научная
публикация. Поэтому ваши результаты должны быть изложены грамотно и
доступно для прочтения. Вы представляете свои практические исследования.
Это значит, что из вашего отчета хотелось бы узнать:
1. что вы хотели исследовать (как вы ставили экспериментальную
задачу);
2. что вам было известно из курса физики по теме эксперимента (кратко,
без вывода формул);
3. какие приборы и приспособления вы использовали в эксперименте;
4. особенности подключения приборов, важные для проведения
измерений;
5. саму процедура измерений;
6. способ оценки ошибок;
7. способ представления обработанных данных;
8. выводы, содержащие ваши пожелания по усовершенствованию
эксперимента.
Если вы исследовали зависимость одной величины от другой, то
обязательно должен быть график (для случая не менее трех точек). На этом же
графике должно быть сопоставление с теоретическими данными. Если вы
измеряли одну и туже величину (например, коэффициент поверхностного
натяжения воды) - представьте результат на числовой оси вместе с табличным
значением данной величины. На графике и числовой оси должны быть
указаны ошибки измерений.
9. (10 баллов) Определение средней путевой скорости груза,
опускающегося на нити, переброшенной через блок.
Цель: вычислить VСР груза, опускающегося на нити для высоты h, равной
1 м.; 0,6 м; 0,2 м. Нарисовать график.
Оборудование: штатив; два разных груза, соединённых
нитью; линейка демонстрационная; секундомер. (Грузы стальной и латунный - из набора).
Указания к выполнению работы.
Один из грузов немного тяжелее другого, поэтому
система грузов 1 и 2 не будет находиться в равновесии. Более
2
лёгкий груз 1 будет двигаться вверх, более тяжёлый груз 2
будет опускаться. Движение это будет равноускоренное.
Порядок выполнения работы.
1
1. Поставьте демонстрационную линейку вертикально на
пол. Поднимите груз 2 к самому верху линейки. Расстояние от
груза 2 в этом случае будет равно 1 метру. Одновременно с пуском
секундомера отпустите груз 2. Он начнёт опускаться. В момент удара груза об
пол выключите секундомер. Повторите опыт ещё 2 раза.
2. Аналогичным образом проведите эксперименты для других высот.
3. Вычислите tСР для каждой высоты h.
4. Вычислите для каждой высоты VСР.
5. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.
6. Постройте график. Сделайте выводы.
10. (10 баллов) Определение давления тела на горизонтальную
поверхность.
Цель: определить давление бруска на стол при опоре на каждую из
трёх его граней и на шляпку гвоздя, забитого в этот брусок;
определить давление человеческой ноги на пол.
Оборудование: брусок; динамометр; ученическая линейка; лист
бумаги.
Указания к работе.
а
1. Используя линейку и динамометр,
в
определите самостоятельно давление
граней бруска на опору.
2. Используя динамометр и линейку
, определите давление шляпки гвоздя на d
d
опору.
3. Для определения давления ноги
на пол поставьте подошву вашей обуви на лист бумаги в клетку,
обведите контур подошвы карандашом. Вычислите по клеткам
площадь подошвы. Вычислите давление ноги в обуви на пол (свой вес
вы должны знать).
4. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
5.
а=
в=
с=
d=.
F=
ав
вс
ас
шляпка
S, см
P, Н
2
Максимальное количество -90 баллов
с