XVII турнир им. М.В. Ломоносова Заочный этап Секция Председатель предметной комиссии:

XVII турнир им. М.В. Ломоносова
Заочный этап
Секция: Физика
Председатель предметной комиссии:
к.ф.-м.н., доцент Мосур Е.Ю.
г. Омск, 2015 г.
Итоги заочного этапа по физике
Класс
Число
участников
Средний
балл
Максимальный
балл
(набранный)
7
464 (177)
8,9
19
8
406 (160)
8,5
20
9
349 (134)
9,0
20
10
320 (104)
7,6
18
11
290 (96)
11,0
20
Максимальный
балл (возможный)
20
Выполнение заданий (в %)
заочного этапа по физике
Класс
Задание
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7
23,7
57,1
33,9
58,8
32,2
32,8
68,9
70,1
30,5
61,0
8
81,9
22,5
51,3
40,0
46,3
58,8
54,4
54,4
46,3
8,1
9
87,3
23,1
61,2
70,1
67,2
42,5
44,0
57,5
26,9
7,5
10
34,6
14,4
39,4
76,9
48,1
34,6
36,5
46,2
70,2
31,7
11
92,7
70,8
91,7
32,3
50,0
45,8
37,5
53,1
82,3
34,4
7 класс
Примеры решения задач
¾ своего пути автомобиль прошел со скоростью 60 км/ч, а остальную
часть пути – со скоростью 80 км/ч. Найти среднюю скорость
автомобиля.
Средняя скорость:
vср 
S S1  S 2

.
t
t1  t2
Учтем, что:
S1 
3S
S
; S2  .
4
4
Время прохождения каждой части пути:
t1 
S1 3S
S
S

; t2  2 
.
v1 4v1
v2 4v2
В результате:
vср 
S
3S
S

4v1 4v2

4v1v2
 64 (км / ч).
3v2  v1
7 класс
Примеры решения задач
Мальчик поплыл на лодке к дедушке, живущему в 5 км вниз по
течению реки. Скорость течения реки – 2 км/ч. Мальчик работал
веслами постоянно с одинаковой интенсивностью. Скорость лодки
относительно воды 3,6 км/ч. Определите, сколько времени потратил
мальчик на дорогу туда и обратно.
Время движения вниз по течению:
t1 
S
.
v  vт
Время движения вверх по течению:
t2 
S
.
v  vт
Общее время:
t  t1  t2 
S
S

 4 (ч).
v  vт v  vт
8 класс
Примеры решения задач
У рыбака вырвало течением бамбуковую удочку и понесло вниз по
течению. Через сколько времени удочка окажется у населенного пункта,
находящегося на расстоянии 60 км ниже по течению, если на катере это
расстояние можно пройти по реке вниз по течению за 3600 с, вверх – за
5400 с?
При движении катера вниз по течению:
S
 t1.
v  vт
При движении катера вверх по течению:
S
 t2 .
v  vт
Из полученной системы уравнений находим скорость течения:
v  vт  60
 vт  10 (км / ч).

v  vт  40
Искомое время:
t
S
 6 (ч).
vт
8 класс
Примеры решения задач
Древние люди огонь добывали трением. Брали деревянную дощечку
делали в ней углубление, в него вставляли один конец деревянной
палочки, который при вращении другого конца терся об углубление в
дощечке, рядом с углублением раскладывался сухой мох,
воспламеняющийся при температуре дерева 180С. При трении
нагревается только 10 г древесины (т.к. дерево плохой проводник).
Каждую секунду в окружающую среду уходит около 10 Дж тепла.
Сколько времени потребуется для получения огня при погоде на улице
0С, если при данном способе добычи огня в тепло превращается 30%
совершенной работы? Мощность вращения палочки в руках 100 Вт.
Совершаемая человеком работа:
A  P .
Выделяющееся при работе количество теплоты:
Q  mct2  t1   qп .
С учетом условия задачи:

Q
Q
100%   0,3.
A
A
В итоге:
mct2  t1   qп
mct2  t1 
 0,3   
 180 (с)  3 ( мин.).
P
0,3P  qп
9 класс
Примеры решения задач
В калориметре находится лед. Определить теплоемкость калориметра,
если для нагревания его вместе с содержимым от –3C до –1C
требуется 2100 Дж тепла, а от –1C до 1C требуется 69700 Дж.
Количество теплоты, необходимое в первом случае:
Q1  mcл t2  t1   C t2  t1 .
Количество теплоты, необходимое во втором случае:
Q2  mcл t0  t2   m  mcв t3  t0   C t3  t2 .
Из данной системы уравнений можно найти неизвестную
теплоемкость:
C  620 ( Дж / C ).
9 класс
Примеры решения задач
В каком из сопротивлений (рис.)
наибольшее количество теплоты?
выделяется
1 Ом
2 Ом
3 Ом
4 Ом
Учитывая виды соединения сопротивлений, можно записать:
I1  I 2 ; I 3  I 4 ;U12  U 34 .
Применим закон Ома для участка цепи::
U12  U 34  I1 R1  R2   I 3 R3  R4  
Из закона Джоуля-Ленца:
Q  I 2 Rt ,
следует, что:
Q2  Q1  Q4  Q3 .
I1 7
 .
I3 3
10 класс
Примеры решения задач
Определить количество теплоты, выделившееся при абсолютно
неупругом ударе двух одинаковых шаров массой 1 кг, которые
двигались со скоростями 5 м/с и 1 м/с, направленными в одну сторону.
Закон сохранения энергии:
m1v12 m2v22 m1  m2 v 2
m 2 2


Q  Q 
v1  v2  2v 2 .
2
2
2
2

Закон сохранения импульса в проекции на
горизонтальную ось:
m1v1  m2v2  m1  m2 v  v 
Окончательно:
Q
v1  v2
.
2
m
v1  v2 2  4 ( Дж ).
4

10 класс
Примеры решения задач
Чайник имеет два нагревательных элемента, сопротивлением 100 Ом
каждый, соединенных параллельно. Чайник включается в сеть
последовательно с резистором сопротивлением 300 Ом. Во сколько раз
изменится время нагревания воды в чайнике до кипения, если один из
нагревательных элементов перегорит?
Закон Джоуля-Ленца:
U12
U 22
Q1 
t1; Q2 
t2 .
R1
R2
Сопротивление чайника:
R1 
R0
; R2  R0 .
2
Закон Ома для участка цепи:
U
R
R0
2

U1
U
U
U
U
 U1  ;
 2  U2  .
R0
7 R  R0 R0
4
2
В результате:
Q1  Q2 
t1
 1,53.
t 2
11 класс
Примеры решения задач
Медный тонкий диск диаметром 0,1 м скользит по столу с постоянной
скоростью 100 м/с, касаясь стола одной из плоских поверхностей.
Магнитное поле с индукцией 0,5 Тл направлено вдоль поверхности
стола и перпендикулярно вектору скорости диска. Найдите модуль
вектора напряженности электрического поля, возникающего внутри
металла.
Сила Лоренца, действующая на электроны, которые
движутся вместе с кубом:
FЛ  qvB sin   FЛ  qvB.
Сила Кулона, действующая на электроны:
FК  qE.
Условие равновесия:
FЛ  FК .
В итоге:
qvB  qE  E  vB  50 ( В / м).
11 класс
Примеры решения задач
Груз подвешен к потолку на упругом резиновом шнуре. На груз
дважды подействовали постоянной силой, направленной вертикально
вверх и равной в первом случае F1= 3mg/4, а во втором случае F2= mg/4.
Во сколько раз максимальная высота подъема груза (отсчитанная от
начальной точки) в первом случае больше, чем во втором?
Начальное растяжение шнура:
kx0  mg  x0 
mg
.
k
Мысленно заменим шнур на пружину и запишем закон сохранения энергии:
kx02
k  x0  h 
kh2
2F
 Fh  mgh 
 Fh 
h
.
2
2
2
k
2
Условие того, что шнур останется растянутым на максимальной высоте:
h  x0 
2 F mg
mg

F
.
k
k
2
Это условие выполняется для второго случая, поэтому:
h2 
2 F2
.
k
Для первого случая перепишем закон сохранения энергии:
mg  .
kx02
 F1h1  mgh1  h1 
2
2k mg  F1 
2
В итоге:
mg 
h1

 4.


h2 4 F2 mg  F1
2
Спасибо за внимание!