Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике
11 класс, 2015-2016 учебный год.
Возможные решения и Критерии оценивания.
Задача 1.
Тело совершает два последовательных, одинаковых по модулю перемещения со скоростью υ1 = 20 м/с под углом α = 60° и со скоростью υ2 = 40 м/с под углом β = 120° к оси X (см. рис). Найти модуль средней скорости и среднюю путевую скорость.
Возможное решение:
Средняя путевая скорость , .
Модуль средней скорости .
Полное перемещение за все время движения , где γ = 120°.
Тогда .
.
.
Критерии оценивания:
- 2б
- 2б
γ = 120° - 1б
- 3б
- 1б
- 1б
Задача 2.
Стальной шарик движется по горизонтальной дороге со скоростью 5 м/с и попадает в квадратный стальной колодец. Сторона квадрата равна 1 м. Какова глубина колодца, если шарик, прежде чем упасть на дно, испытал со стенками 10 упругих столкновений?
Возможное решение:
Расстояние, которое пролетел шарик по горизонтали .
Время движения шарика в колодце .
Тогда глубина колодца .
Критерии оценивания:
Найдено общее расстояние, пройденное шариком по горизонтали – 3б
Найдено время движения шарика – 3б
Найдена глубина колодца – 4б
Задача 3.
В длинной гладкой пустой (нет внешнего давления) теплоизолированной трубке находятся два поршня массами m1 и m2 (см. рис.), между которыми в объеме V0 при давлении p0 находится одноатомный газ. Поршни отпускают. Определить их максимальные скорости, если масса газа много меньше массы поршней.
Возможное решение:
Т.к. трубка теплоизолирована, то Q = 0 – происходит адиабатное расширение газа. Тогда 0 = ΔU + A' или ΔU = - A'.
Расширение газа происходит в вакууме, следовательно .
Воспользовавшись уравнением Клапейрона – Менделеева , запишем .
Работа силы давления газа идет на изменение кинетической энергии поршней .
Тогда .
Запишем закон сохранения импульса . Выразим скорость движения второго поршня .
Тогда . Запишем выражение для максимально скорости первого поршня .
Максимальна скорость второго поршня .
Критерии оценивания:
Q = 0 – происходит адиабатное расширение – 1б
ΔU = - A' – 1б
- 2б
- 1б
- 2б
- 1б
- 1б
- 1б
Задача 4.
Ученик во время лабораторной работы собрал показанную на рисунке цепь, в которой все три вольтметра одинаковы. Показания двух вольтметров U1 =2,5 В и U2 = 2 В. Каким может быть показание третьего вольтметра?
Возможное решение:
В т. А сходятся токи, идущие через вольтметры. Возможны два случая:
1) I1 = I2 + I3. Тогда напряжения, которые показывают вольтметры U1 = U2 + U3. U3 = 0,5 B.
2) I1 + I2 = I3. Тогда U3 = 4,5 В. Ответ: 0,5 В или 4,5 В.
Критерии оценивания:
Указано, что через вольтметр идет ток – 2б
Указано, что в точке А сумма токов равна нулю – 4б
Ответ 0,5 В или 4,5 В – 2б
Оба ответа – 2б
Задача 5.
Напряженность электрического поля, созданного зарядом в точках А и В соответственно 0,2 кВ/м и 0,1 кВ/м. Определить напряженность поля в точке С (см. рис.).
Возможное решение:
Выразим напряженность электрического поля в каждой выделенной точке пространства , , .
Запишем выражение, связывающее расстояния до точек . Выразив расстояния из выражений для напряженностей, получим . Тогда .
.
Критерии оценивания:
- 1б
- 1б
- 1б
- 3б
- 3б
- 1б