Подготовка к олимпиаде - Центр дополнительного образования

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/кгоС, удельная теплота плавления
льда 3,3105 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