Задания Олимпиады ПолесГУ по физике (заочный тур)

Задания Олимпиады ПолесГУ по физике (заочный тур)
Тестовая часть. (Выделить цветом правильный ответ)
1. На первом участке пути в течение времени Δt1 = 3t/4 (где t — время
движения) средняя скорость тела в 2 раза больше его средней скорости в
оставшийся промежуток времени. Если средняя скорость тела на всем
пути <v> = 14 км/ч, то его средняя скорость <v1> на первом участке равна:
1)
2)
3)
4)
5)
14 км/ч;
16 км/ч;
19 км/ч;
21 км/ч;
28 км/ч.
2. Модули линейной скорости точек A и B, расположенных на поверхности
горизонтального диска, равномерно вращающегося вокруг неподвижной
вертикальной оси, проходящей через его центр (т. О),v1 = 9,42 м/с и v2 = 6,0
м/с соответственно. Если частота вращения диска v = 1,5 с−1, то расстояние
между точками AB равно:
1)
2)
3)
4)
5)
0,89 м;
0,79 м;
0,36 м;
0,18 м;
0,090 м.
3. На тело массой m = 2,5 кг действуют силы F1 и F2 (векторы, см. рис). Еcли
проекция силы F1 на оси координат F1x = −15 H иF1y = 5.0 Н, то модуль
ускорения a тела равен:
1) 10 м/с2;
2) 7,5 м/с2;
3) 5,0 м/с2;
4) 2,5 м/с2;
5) 2,0 м/с2.
4. Из шахты глубиной h = 112 м поднимают груз, закрепленный на конце
стального (ρ = 7,80×103 кг/м3) троса, изготовленного из N = 18 проволок
площадью поперечного сечения S = 1,10 мм2 каждая. Модуль ускорения, с
которым начинается подъем груза, a = 2,00 м/с2. Если прочность стали σпр =
500×106 Па, то максимальная масса груза m равна:
1)
2)
3)
4)
5)
710 кг;
734 кг;
750 кг;
766 кг;
782 кг.
5. При повороте на горизонтальном участке дороги мотоциклист движется по
дуге окружности радиусом R = 43,2 м со скоростью, модуль которой v = 18,0
м/с. Если масса мотоциклиста m = 60,0 кг, то модуль силы
взаимодействия F с сиденьем мотоцикла равен:
1)
2)
3)
4)
5)
150 Н;
450 Н;
600 Н;
750 Н;
1,05 кН.
6. Брусок массой M = 1,0 кг, находящийся на горизонтальной поверхности
стола, связан невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через легкий
блок, вращающийся без трения, с грузом массой m = 0,50 кг. Система
находится в лифте, движущемся вертикально вверх с ускорением a(вектор).
Коэффициент трения скольжения между бруском и поверхностью стола μ =
0,20. Если модуль силы натяжения T = 4,8 H, то модуль ускорения a лифта
равен:
1)
2)
3)
4)
5)
1,5 м/с2;
2,0 м/с2;
2,5 м/с2;
3,0 м/с2;
3,5 м/с2.
7. Кинематический закон движения вдоль оси Ox имеет вид x = At + Bt2,
где A = −8,0 м/с, B = 4,0 м/с2. Если масса тела m = 2,0 кг, то через
промежуток времени Δt = 2,0 с после начала движения модуль импульса
этого тела будет равен:
1)
2)
3)
4)
5)
0 кг•м/с;
5 кг•м/с;
8 кг•м/с;
10 кг•м/с;
16 кг•м/с.
8. Стальной (ρ = 7,8×103 кг/м3) куб находится на горизонтальном полу лифта,
движущегося с направленным вверх ускорением, модуль которого a = 2,5
м/с2. Если давление куба на пол p = 39 кПа, то длина ребра куба равна:
1)
2)
3)
4)
5)
25 см;
30 см;
40 см;
50 см;
67 см.
9. Два цилиндрических сосуда соединены внизу тонкой трубкой с закрытым
краном K. В узком сосуде, диаметр которого в 2 раза меньше диаметра
широкого сосуда, находится столбик ртути (ρ = 13,6 г/см3) высотой H.
Площадь поперечного сечения узкого сосуда S = 25 см2. Если после
открытия крана в процессе перехода ртути в состояние равновесия
выделилось количество теплоты Q = 27 Дж, то высота H равна:
1)
2)
3)
4)
5)
22 см
29 см;
35 см;
45 см;
58 см.
10. В двух сосудах, соединенных тонкой трубкой с закрытым краном, при
одинаковых температурах находится гелий. Вместимость сосуда V1 = 2,0 л,
давление в нем p1 = 4,0×105 Па. Давление во втором сосуде p2 = 2,0×105 Па.
После открытия крана в сосудах установилось давление p = 0,28 МПа. Если
температура гелия не изменяется, то вместимость V2 второго сосуда равна:
1)
2)
3)
4)
5)
1,0 л;
1,5 л;
2,0 л;
2,5 л;
3,0 л.
11. Направление индукции B магнитного поля, созданного длинным
прямолинейным проводником с током в т. A (см. рис.), обозначается цифрой:
1)
2)
3)
4)
5)
1;
2;
3;
4;
5.
12. В калориметре (С = 350 Дж/K) находится m1 = 100 г воды (с1 = 4200
Дж/(кг • К)) при температуре T1 = 277 K. После того как в воду опустили
алюминиевый (с2 = 880 Дж/(кг×К)) шарик при температуре T2 = 248 K, в
калориметре установилась температура T = 273 K. Если масса воды в
калориметре осталась неизменной, то масса m2шарика равна:
1)
2)
3)
4)
5)
110 г;
120 г;
130 г;
140 г;
150 г.
13. В цепи, схема которой изображена на рисунке, сопротивление
резисторов R1 = 2,0 Ом, R2 = 4,0 Ом, R3 = 6,0 Ом,R4 = 3,0 Ом. Если
напряжение на клеммах источника постоянного тока U = 24 B, то сила
тока I2 в резисторе R2 равна:
1)
2)
3)
4)
5)
1,0 A;
1,5 A;
2,0 A;
3,0 A;
3,5 A.
14. Электрическая цепь, схема которой изображена на рисунке, состоит из
источника постоянного тока с внутренним сопротивлением r = 0,27 Ом и
резисторов, сопротивления которых R1 = 24r, R2 = 2r, R3 = 3r, R4 = 4r, R5 =
5r, R6= 6r, R7 = 20r, R8 = 8r. Если ЭДС источника Ε = 24 B, то мощность P1,
выделяющаяся на резисторе R1, равна:
1)
2)
3)
4)
5)
32 Вт;
18 Вт;
9,6 Вт;
6,0 Вт,
3,0 Вт.
15. В течение промежутка времени Δt = 0,20 мс магнитное поле через
поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, равномерно
уменьшается на ΔФ = 0,30 мВт. В результате в контуре возбуждается ЭДС
индукции E1, равная:
1)
2)
3)
4)
5)
1,2 В;
1,3 В;
1,4 В;
1,5 В;
1,6 B.
Задачи (представить подробное решение с ответом после
формулировки задачи)
1. Стержень массой m  1 кг лежит около края стола, выступая за
край на 1/ 3 часть своей длины (см. рисунок). Какую
минимальную силу нужно приложить к выступающему концу, чтобы
опрокинуть стержень? g  10 м/с2.
2. В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем находится
идеальный газ при температуре T . Массу поршня уменьшают в два раза,
одновременно увеличивая температуру газа на величину T . Во сколько раз
увеличится объем газа? Атмосферным давлением пренебречь.
3. Четыре точечных заряда Q , 2Q , 3Q и 4Q связаны тремя
нитями длиной l так, как показано на рисунке. Найти силу
натяжения средней нити.
4. Точка А, расположенная над наклонной плоскостью на расстоянии
d от нее, соединена тонкой спицей с точкой В на плоскости. По спице
без трения соскальзывает маленькое колечко. При какой длине спицы
время движения колечка от точки А до плоскости будет минимально?
Известно, что угол наклона плоскости к горизонту равен   arccos(2 / 3) .
5. Имеется два кольца с радиусами 2R и R , плоскости которых
параллельны друг другу. Кольца расположены на очень большом
расстоянии x друг от друга так, что их центры лежат на одной прямой,
перпендикулярной плоскости колец. В кольцах текут одинаковые токи I .
Найти силу взаимодействия колец.