Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс



Скачать 79.93 Kb.
Дата08.10.2012
Размер79.93 Kb.
ТипДокументы
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс.
11.1. Какую работу следует совершить, чтобы полностью "притопить" сосновую балку в воде. Размеры балки 2x0.3x0.2 м. Плотность сосны =400 кг/м3, плотность воды 0=1000 кг/м3.


11.2. По наклонной плоскости с углом наклона и с установившейся скоростью v соскальзывает по токоведущим шинам, замкнутым у основания наклонной плоскости, в вертикальном магнитном поле B стальная балка, длиной l и прямоугольным сечением a x b. Зная плотность стали , её удельное сопротивление , вычислите скорость движения балки. Сопротивлением контактов и токоведущих шин пренебречь. Коэффициент трения балки .

11.3.В современной физике очень широко используются ускорители элементарных частиц. Практически все из них в своей конструкции имеют такой элемент, как кольцо. Перемещаясь по кольцу в течение множества оборотов, под действием электромагнитного поля элементарные частицы разгоняются до заданных скоростей. Существует несколько способов удержания частиц на кольцевой траектории движения:

1) Разместить в центре кольца точечный электрический заряд.

2) Изготовить кольцо в виде огромного цилиндрического «конденсатора» и зарядить его обкладки разноименными зарядами.

3) Создать внутри кольца магнитное поле.

Предположим, что кольцо имеет форму большого цилиндрического «конденсатора» радиуса R=500 метров с расстоянием между обкладками d=5 см и высотой обкладок h=20 см. Пусть по нему движется поток электронов со скоростью V0=109 м/с. Определите:

1) Величину точечного заряда, который необходимо поместить в центре кольца, для удержания электронов на круговой траектории.

2) До какой разности потенциалов необходимо зарядить «конденсатор» для удержания электронов на круговой траектории.

3) Энергию этого конденсатора.

4) Какова должна быть индукция однородного магнитного поля для удержания электронов на круговой траектории.

5) Энергию магнитного поля, считая, что оно создается только внутри кольца (между его стенками).

Примечание: При решении задачи релятивистскими эффектами необходимо пренебречь. Энергия однородного магнитного поля равна , где B – индукция поля, V – объем в котором существует поле. Н/А2. Кл. кг.

11.4.
При исследовании уравнения состояния газа ученик соединил сосуд 1 объемом 150 мл с манометром 2 тонкой трубкой и опустил его в стакан с горячей водой. Чему равна плотность воздуха в сосуде? Начальные показания давления на манометре равны нулю. Шкала манометра и нижняя шкала барометра 3 проградуированы в миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст.). Верхняя шкала барометра проградуирована в килопаскалях (кПа). Объем измерительного механизма манометра и соединительной трубки значительно меньше 150 мл (см. рис.).


11.5. Определить коэффициент трения веревки (шнура, шарфа) о стол.

Оборудование: веревка, линейка.

Ответы к заданиям II (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс.
11.1. Критерии оценивания и ответы

Основные этапы выполнения задания

балл

1.

В соответствии с условием равновесия, модули сил, действующих на балку должны быть равны:



1

2. Массу балки определим через её плотность V- объём погруженной части балки: V0 - полный объём балки Подставляя все формулы в исходную получаем начальную глубину погружения балки

1

3. При принудительном погружении балка перемещается по направлению силы тяжести, но против действия силы Архимеда. Поэтому, работа силы тяжести будет положительной, а работа против силы Архимеда - отрицательной. Полная работа Работа силы тяжести Здесь использована формула для h2. Подставляя массу

2

4. Работа сил Архимеда определится как площадь фигуры под графиком зависимости силы от перемещения (площадь трапеции):


1

5. Модуль работы силы Архимеда:

где

2

6.

1

7. Окончательно, полная работа

1

8. Ответ: A=14.1 Дж.

1

Максимальный балл

10


11.2. Критерии оценивания и ответы

Основные этапы выполнения задания

балл

1.

1

2. На первом этапе определяется направление индукционного тока. При движении балки в указанном направлении, площадь контура уменьшается. По правилу Ленца, возникший индукционный ток должен циркулировать против часовой стрелки, чтобы его магнитное поле препятствовало уменьшению магнитного потока (то есть было направлено так же как перпендикулярная к контуру составляющая внешнего магнитного поля).

1

3. Возникающая ЭДС индукции, как для движущегося проводника: Так как то

1

4. Сила тока Модуль силы ампера Используем формулу ЭДС индукции и активного сопротивления Площадь сечения балки (прямоугольная) S=ab.

2

5.

1

6. Балка движется под действием 4-х сил. По 2-му закону Ньютона

В проекциях


2

7. Решая эту систему стандартным способом, получаем


1

8. Подставляем формулу для силы Ампера и получим (после ряда преобразований):

Рекомендуется проверка анализа размерностей.

1

Максимальный балл

10


11.3. Критерии оценивания и ответы

Основные этапы выполнения задания

балл

1. При движении по круговой траектории электрон обладает центростремительным ускорением .

1

2. В первом случае данное ускорение создается силой Кулона, действующей со стороны точечного заряда. , отсюда значение заряда

2

3. Во втором случае оно создается электрическим полем между обкладками конденсатора. Так как расстояние между обкладками конденсатора много меньше их радиуса, то конденсатор можно считать плоским.

Разность потенциалов

2

4 Энергия конденсатора

2

5. В третьем случае оно создается магнитным полем.

Индукция магнитного поля

1

6. Энергия магнитного поля

2

Максимальный балл

10


11.4. Критерии оценивания и ответы

Основные этапы выполнения задания

балл

1. Указано, что V1= V2, записано уравнение изохорного процесса Р1122.

2

2. Получено выражение для температуры Т21Р21

2

3. Записано показание приборов Ра=746 мм.рт.ст., t=20С0, ΔР=40 мм.рт.ст.

2

4. Указаны параметры состояния: Р1а=746 мм.рт.ст, Т1=293К, Р2=786 мм.рт.ст.

2

5. Выполнены расчеты и получен ответ Т2=390К.

2

Максимальный балл

10

Примечание Решение можно считать правильным при снятии показания барометра в интервале 745-746 мм.рт. ст. и при снятии показания манометра в интервале 40-42 мм.рт.ст. В связи с этим может измениться числовое значение ответа.
11.5. Критерии оценивания и ответы

Основные этапы выполнения задания

балл

1. Веревку растянуть на столе перпендикулярно краю стола. Измерить длину веревки линейкой L. Постепенно свешивая часть веревки со стола до тех пор, пока веревка не начнет скользить.

1

2. Измерить длину свешенной части х веревки в тот момент, когда она начала скользить.

2

3. Fтр=μN; μ=Fтр/N, где N – сила реакции опоры.

2

3. Шнур (веревка, шарф) имеет везде одинаковую толщину, то μ=х/L

4

4. Определено значение коэффициента трения скольжения μ

1

Максимальный балл

10

Похожие:

Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconЗадания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 9 клас
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 9 класс
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconЗадания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по географии. Челябинск. 2007 год. 7-8 класс
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по географии. Челябинск. 2007 год. 7-8 классы
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconЗадания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 9 класс. Задание 1
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 9 класс
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconОтветы к заданиям II (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по экономике. Челябинск. 2007 год. 10-11 класс Экономика 10 класс Тест (да/нет)
...
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconЗадания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 10 классы. Задание 1
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 10 классы
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconЗадания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 11 классы. Задание 1
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 11 классы
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconЗадания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 11 классы. Задание 1
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 11 классы
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс icon1. Тест Установите соответствие между древнерусскими терминами и их значением
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по истории. Челябинск. 2007 год. 10 класс
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconФамилия Шифр
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Челябинск. 2007 год. 5 6 классы
Задания (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Челябинск. 2007 год. 11 класс iconРекомендации по проведению и оцениванию олимпиады
Ответы к заданиям II (районно-городского) этапа Всероссийской олимпиады школьников по английскому языку (угл.). Челябинск. 2007 год....
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org