3 etap 2003 problems, Zadania z olimpiad fizycznych, Białoruskie olimpiady fizyczne

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Минская городская олимпиада
по физике
2003 год
9 класс.
1. «Погоня»
Точка
А
движется по окружности радиуса
R
с
постоянной по модулю скоростью
V
. Точка
В
начинает двигаться
из произвольного положения с
постоянной по модулю скоростью
U
(
)
r
U
< ,
причем вектор скорости точки
В
, все время
направлен на точку
А
. По какой траектории будет
двигаться точка
В
по прошествии достаточного
длительного промежутка времени? Как будет выглядеть эта траектория в
системе отсчета, связанной с точкой
А
? Чему будет равно расстояние между
точками? Чему будет равна скорость точки
В
относительно точки
А
?
2. «Комната»
Поддержание нормальной температуры воздуха в жилых помещениях является
очень важной проблемой как для жильцов, так и для работников жилищно-
коммунального хозяйства. Для изучения этой проблемы проведен следующий
модельный эксперимент. Внутри закрытого сосуда с воздухом разместили
нагреватель, который поддерживается при постоянной температуре
t
0
.
Температура наружного воздуха равна
t
1
. Проведены измерения зависимости
температуры воздуха внутри сосуда
t
от наружной температуры
t
1
, при двух
различных значениях температуры нагревателя
t
0
. Результаты этих измерений
представлены на графиках.
а) Сделайте разумные предположения о процессах теплопередачи,
объясняющие полученные зависимости;
б) постройте график зависимости температуры воздуха внутри сосуда
t
от
наружной температуры
t
1
, при температуре нагревателя
t
7= ° ;
C
0
в) постройте график зависимости температуры воздуха внутри сосуда
t
от
наружной температуры
t
1
, при температуре нагревателя
t
0
7= ° , для такого
же сосуда, но толщина стенок которого увеличена в два раза.
C
3. «Линзы»
Оптическая система состоит из двух тонких линз, главные оптические оси
которых совпадают. Радиус первой линзы
r
=
,
10
см
, радиус второй
r
=
,
30
см
,
1
2
фокусное расстояние первой
f
=
10
см
, а второй
f
=
15
см
. Линзы
1
2
расположены на расстоянии
BC
= = 5
,
a см
друг от друга. На оптической оси
= = 10 от первой линзы расположен
изотропный точечный источник света
А
, с другой стороны на расстоянии
CD
системы на расстоянии
AB
l см
==10 от второй линзы расположен экран. Укажите, какие части
экрана будут освещены. Как изменятся освещенные области экрана, если
второю линзу сместить на расстояние
x см
b см
= 1
,
перпендикулярно оптической
оси?
4. «Доски».
Две одинаковых доски лежат на горизонтальной поверхности, одна на другой.
Масса каждой доски равна
m
, коэффициент трения между досками и между
нижней доской и горизонтальной поверхностью равен µ. Доски связаны
невесомой нерастяжимой нитью, переброшенной через легкий неподвижный
блок, закрепленный на неподвижной стенке. Какую минимальную
горизонтально направленную силу
следует приложить к нижней доске,
чтобы сдвинуть ее с места?
А какую минимальную
горизонтально направленную силу
следует приложить к верхней доске,
чтобы сдвинуть ее с места?
Минская городская олимпиада
по физике (2003 год)
10 класс.
1. «Сифон»
Узкая трубка с площадью поперечного сечения
s
длиной
l
и
массы
m
с помощью короткого гибкого шланга
А
соединена с
горизонтально расположенной трубой такого же поперечного
сечения. На нижнем конце трубы закреплена насадка
В
(масса
которой
m
0
)
,
изменяющая направление движения жидкости на
90° . По трубе пропускают жидкость плотности ρ ,
движущуюся внутри трубы со скоростью
V
. Найдите угол
отклонения трубки от вертикали при движении жидкости.
2. «Шарики»
Небольшие металлические шарики могут скользить без трения
по длинному непроводящему тонкому стержню. Масса каждого
шарика равна
m
.
1. Двум шарикам сообщили одинаковые положительные заряды
+
q
, нижний шарик закрепили, а верхний отпустили. На каком
расстоянии
z
0
расположатся шарики?
2. Двум шарикам сообщили заряды ±
q
одинаковые по величине,
но противоположные по знаку. Верхний, положительно
заряженный закрепили, а нижний отпустили. На каком
расстоянии
z
1
расположатся шарики?
3. Три шарика (заряды двух, верхних равны +
q
, а нижнего −
q
)
расположили на расстоянии
z
0
(см. п.1) руг от друга.
Центральный закрепили, а крайние отпустили. На каких расстояниях
расположатся шарики?
3. «Электролит»
В кювету, имеющую форму параллелепипеда высотой
h см
= 1
,
, вдоль ее боковых стенок
поместили две металлические пластинки высотой
h
= 10
и толщиной
a см
=
,
, подключенные к источнику постоянного
напряжения
70
см
0
= 220 . Затем кювету полностью
заполнили водой, находящейся при температуре
t
U
B
0
2=°. Постройте графики зависимостей от времени
а)температуры воды; б) высоты уровня воды в кювете.
Удельное электрическое сопротивление налитой воды равно γ=⋅
C
20 10
2
,
Ом м
⋅
кг
м
, ее удельная
10 10
3
и не зависит от температуры, плотность воды ρ=⋅
,
3
Дж
кг г ад
42 10
3
теплоемкость
c
=⋅
,
, удельная теплота парообразования
⋅
р
 23 10
,
Дж
кг
, атмосферное давление нормальное, испарением воды до
начала кипения можно пренебречь.
4. «Каток»
λ=⋅
Машина для уплотнения грунта состоит и корпуса и двух одинаковых
однородных цилиндрических катков. Масса корпуса (с имеющимся внутри
оборудованием) равна
M
, масса каждого катка
m
, радиус катка -
R
,
расстояние между осями катков -
L
, центр масс корпуса находится на середине
расстояния между осями катков, на высоте равной радиусу катков от их осей.
В ходе сборки машины была допущена ошибка, в результате которой оказалось,
что катки вращаются в противоположные стороны (направление вращения
можно переключать). Угловая скорость вращения катков постоянна и равна ω
0
.
Коэффициент трения между катками и поверхностью постоянен и равен µ.
а. Машина расположили на горизонтальной
поверхности, на корпус установили небольшой
груз например, водитель) массы
m
0
, на
расстоянии
x
от оси машины. Найдите закон
движения машины.
б. Машину разместили на склон, составляющей
малый угол α с горизонтом, так что оси катков
горизонтальны. При каких условиях машина
сможет подниматься по склону?
в. Машина оказалась на длинном склоне,
составляющем угол малый α с
горизонтом, так, что оси колес направлены
вдоль склона. В результате через
некоторый промежуток времени машина
начала соскальзывать с постоянной
скоростью. Определите эту скорость.
Минская городская олимпиада
по физике (2003 год)
11 класс.
1. «Фототок»
.
Длинная плоская пластинка
длиной
l
и шириной
a
, сопротивление которой
равно
R
0
, включена последовательно в
электрическую цепь, содержащую источник
постоянного напряжения
U
0
и два одинаковых
резистора сопротивлениями
R
. Пластинка
освещается параллельным монохроматическим
световым потоком с длиной волны λ, интенсивность которого равна
I
0
. Под
действием этого излучения происходит фотоэффект, квантовая эффективность
которого равна η. Найдите силы токов через каждый резистор. Внутренним
сопротивлением источника пренебречь; считать, что плотность фототока
постоянна на всей пластине, и вылетевшие электроны на пластину не
возвращаются. Емкость источника можно считать бесконечно большой.
Примечания: - под
интенсивностью света
в данном случае понимается
энергия, переносимая световым потоком в единицы времени через площадку
единичной площади, расположенную перпендикулярно световому потоку;
квантовая эффективность фотоэффекта
- отношение числа электронов,
вылетевших из пластины, к числу фотонов, попавших на пластину.
2. «Застой».
Хорошо известно, что для большинства трущихся поверхностей
коэффициент трения покоя превышает коэффициент трения скольжения.
Увеличение силы трения покоя по сравнению с силой терния скольжения носит
название «явление застоя». Это явление приводит к ряду интересных
последствий, например, его наличием объясняется скрип дверных петель,
звучание струны скрипки и др.
Для изучения явления застоя создана следующая установка. На
движущуюся с постоянной скоростью горизонтальную ленту транспортера
помещен брусок, прикрепленный с помощью лекгорастяжимой пружины к
неподвижному упору. При этом брусок совершает незатухающие колебания.
А). Объясните механизм возникновения незатухающих колебаний.
Б). Найдите максимальную и минимальную деформации пружины в процессе
движения бруска.
В). Определите период колебаний бруска.
Г). Найдите закон движения бруска
( )
xt
и постройте его график (в качестве
координаты
x
используйте деформацию пружины).
Параметры установки:
масса бруска
m
= 100
г
; коэффициент жесткости
Н
м
см
с
пружины
k
= 10
; скорость движения ленты транспортера
v
=
,
50
;
0
  [ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • styleman.xlx.pl

    		•