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 1. КРАЕВЫЕ ЗАОЧНЫЕ КУРСЫ «ЮНИОР» Физика 8 класс ответы и критерии оценки заданий к работе № 2, 2013-2014 уч. год Коса - роса Дайте физическое обоснование пословице «Коси, коса, пока роса; роса долой, и мы домой». Почему при росе косить траву легче? (5 баллов) Ответ: Роса увеличивает массу стебля. Поэтому при ударе косой он в меньшей степени изгибается, и коса сразу срезает его. 2. Сколько весит воздух? Один древний философ, желая взвесить воздух, надул им бычий пузырь и взвесил его. Затем выпустил из него воздух и снова взвесил. Вес и в том и в другом случае оказался одинаковым. Из этого он сделал вывод, что воздух ничего не весит. В чем ошибка философа? (5 баллов) Ответ: Философ не был знаком с законом Архимеда. Раздутый пузырь испытывал выталкивающую силу, равную весу заполняющего его воздуха. Чтобы взвесить воздух, надо взять сосуд, форма которого не меняется при откачивании воздуха. 3. Сколько грамм соли в стакане? Стакан объёмом 100 мл доверху наполнен водой. В стакан бросили 1 г соли, который полностью растворился. Затем содержимое стакана вылили в кастрюлю, содержащую 2 л чистой воды. Раствор хорошо перемешали. Из кастрюли зачерпывают полный стакан. Сколько грамм соли в нем содержится? (5 баллов) Возможный способ решения. После того, как содержимое стакана вылили в кастрюлю, 1 грамм соли, растворенный в 100 мл воды, попадает в (2000 мл + 100 мл) = 2100мл воды. Таким образом, концентрация соли оказывается равной 1/2100 г/мл. Если теперь зачерпнуть из кастрюли 100 мл воды, в ней окажется 100*(1/2100) = 1/21 г соли. Ответ: 1/21 соли. 4. Масса бутылки Бутылка плавает на поверхности воды так, что 84 % ее объема находится под водой. Определите массу бутылки, если ее емкость (объем внутренней полости) Vп = 0,8 л. Плотность воды 1 г/см3, стекла 2,5 г/см3. (5 баллов) Возможный способ решения. На бутылку действуют сила тяжести mg и выталкивающая сила FA . Из условия равновесия слеm дует, что mg FA o gnV , где n = 0,84. Объем бутылки V VC Vп . Объем стекла VC . Из nVп записанных уравнений найдем m o 1 кг. - n o Ответ: 1кг . 5. На уроке Ученица Варя взвешивала алюминиевую деталь неправильной формы. Уравновесила деталь на весах такой набор гирек: 50г, 10г, 2г, 2г, 500 мг. Затем девочка налила в мензурку 100 мл воды и опустила в воду деталь и измерила новый уровень воды в мензурке. Какое значение объема содержимого мензурки должна была измерить ученица? Плотность алюминия Варя посмотрела в серьезном справочнике. Она оказалась равна 2,7г/см3. (5 баллов) Возможный способ решения. Приведенный набор гирек означает, что масса детали 64,5 г. 2 балла Тогда, зная плотность детали найдем ее объем V=m/ρ = 64,5 г/2,7 г/см3≈24 см3=24 мл. 4 балла Объема содержимого мензурки во втором опыте больше исходного объема на объем детали, 2 балла следовательно, объем во втором измерении равен 100 см3+ 24см3 = 124 см3. 2балла Ответ: Ученица должна получить следующий результат измерения объема – 124 мл 6. Два жука Два жука бегут по прямой дорожке с постоянными скоростями. В начальный момент t 0 = 0 c расстояние между ними было равно S0 = 20 м. В момент времени t1 = 10 с расстояние между ними стало равным S1 = 5 м. Какое расстояние S2 между ними будет в момент t2 = 20 с? (10 баллов) Возможный способ решения. За первые t1 − t0 = 10 c расстояние между жуками уменьшилось с s0 = 20 м до s1 = 5 м, поэтому изначально они бежали навстречу друг другу и возможны два варианта: К моменту t1 они успели встретиться и теперь бегут в разные стороны. Тогда их относительная скорость равна = 25 м / 10 с = 2,5 м/с. Ещё через t2 − t1 = 10 c расстояние между ними возрастет на v(t2 − t1) = 25 м, поэтому s2 = s1 + v(t2 - t1) = 5 м + 25 м = 30 м. К моменту t1 они не успели встретиться и продолжают бежать навстречу друг другу. В таком случае их относительная скорость равна = 15 м / 10 с = 1,5 м/с. Ещё через t2 − t1 = 10 c они переместятся друг относительно друга на v(t2 − t1) = 15 м, что больше, чем s1 = 5 м. Таким образом к моменту t2 = 20 с они уже встретятся и расстояние между ними будет равным s2 = v(t2 − t1) − s1 = 15 м − 5 м = 10 м. Ответ: s2 = 30 м или s2 = 10 м. 7. Сообщающиеся сосуды В U-образную трубку наливают воду так, чтобы расстояние от уровня воды до верха трубки было 40 см. В одно колено трубки доливают масло доверху. На сколько поднимется уровень воды во втором колене трубки. Плотность масла 800 кг/м3, плотность воды 1г/см3. (10 баллов) Возможный способ решения. 1. Расстояние между уровнями 1 и 2 h = 20 см. Когда в левое колено доливают масло, уровень воды в нем опускается 1 на х (это расстояние между уровнями 2 и 3). В правом ко2 лене вода на столько же (на х) поднимется, так как какой 3 объем воды вышел из левого колена, такой же вошел в правый, а площади сечения трубок одинаковы. 3-4 балла, из них +1-2 балла за рисунок 2. Для любых двух точек на любом уровне в однородной жидкости давления сверху одинаковы. Выберем на уровне 3 точки в левом и правом колене. Атмосферное давление над ними одинаково. Гидростатическое давление над левой точкой р1= ρмgh. Гидростатическое давление над правой точкой р2= ρвg∙2х. Приравняем давления р1 = р2.+ 3-4 балла Отсюда х = ρмh/ρв = (800 кг/м3∙40 см)/1000кг/м3 = 32см. +1-2 балла Ответ: Вода в правом колене поднимется на 32 см. 8. На какую глубину погрузится шарик? Железный шарик ( = 7800 кг/м3) радиусом R = 10 см, нагретый до температуры t1 = 500 оС, положили на лед, температура которого t2 = 0 оС. На какую глубину погрузится шарик в лед? Теплопроводностью шарика и нагреванием воды пренебречь. Считать, что шарик погрузился в лед полностью. Удельная теплоемкость железа 460 Дж/кгоС, удельная теплота плавления льда 3,3105 Дж/кг, плотность льда 900 кг/м3. (10 баллов) Возможный способ решения. Объем расплавившегося льда равен сумме объемов 2 3 2 R V R 2 h R 3 2 3 цилиндра R h и полусферы 3 , т. е. Количество теплоты, отданное при охлаждении шара, 4 4 Q1 1 R 3 c(t1 t 2 ) 1 R 3 ct1 3 3 , где 1 – плотность вещества шарика; c – его теплоемкость. Количество теплоты, полученное льдом при плавлении, 2 Q2 m2 2V (R 2 h R 3 ) 2 3 , где m2, 2 – масса и плотность льда. По закону сохранения энергии Q1 = Q2, откуда . 4 2 1 Rct1 R 2 3 h 3 2 Ответ: Экспериментальные задачи. Как определить плотность неизвестной жидкости, используя только стакан, воду и весы с гирями? (5 баллов (теория) +5 баллов (практика)) 9. Ответ: Сначала нужно найти массу стакана. Затем заполнить стакан водой и вновь поставить на весы. По плотности и массе воды в стакане вычисляют его вместимость. Заполнив стакан неизвестной жидкостью, измеряют ее массу на весах. Зная массу жидкости в стакане и ее объем, вычисляют плотность жидкости. 10. Определение сил. Яйцо находится в состоянии покоя на дне сосуда с водой. Выберите в разных местах его поверхности несколько точек, например, три, и изобразите графически силы, с которыми вода действует на площади в 1 мм поверхности в окрестности этих точек. Объясните, чем и почему различаются эти силы. (10 баллов) Возможный способ решения. Силы F1, F2, F3 имеют разные направления. Каждая из них перпендикулярна к поверхности в соответствующих точках (в противном случае вода текла бы вдоль направления действия силы). По модулю эти силы так же различны, так как каждая из них определяется по формуле F pS . Где давление в точке p p A gh . F ( p A gh)S , где p A – атмосферное давление, – плотность воды h – высота столба воды над соответствующей точкой. Для точки 1 высота воды h1 – самая маленькая, а для точки 2 – самая большая. h3 h2 3 2 Ответ: Сила F1 – по модулю меньше других, а сила F2 – больше. Итого 75 баллов 1 h1