Задачи для определения предметных компетенций по подготовке обучающихся к олимпиадам
олимпиадные задания по физике (10, 11 класс)

Задачи для оценки предметных компетенций по физике по теме «Подготовка обучающихся 10-11 классов к олимпиадам по физике»

1. С балкона вертикально вверх бросают камень. Через время τ = 0,3с скорость летящего вверх камня уменьшается на 10%. С какой высоты был произведён бросок, если максимальная высота подъёма камня над поверхностью земли вдвое больше начальной? Сопротивление воздуха не учитывать. (Ответ: 45 м)
2. Два комка глины, отстоящих друг от друга по горизонтали на S=6 м и по вертикали на Н=10 м, бросают одновременно со скоростями v1 под некоторым углом к горизонту вверх и v2 = 2 м/с вертикально вниз. Через время t=1c комки столкнулись. Найти v1.  (Ответ: 10 м/с)
3. Пустая стеклянная бутылка плавает в воде, погрузившись на ¾ своего объёма. Какой минимальный объём воды в миллилитрах нужно долить в бутылку, чтобы она утонула? Плотность стекла 2,5 г/см3, воды 1 г/см3, вместимость бутылки 0,7 литра. (Ответ: 250 мл)
4. Резиновый брелок массой m = 4,2 г и прикрепленный к нему ключ массой M = 27,2 г, будучи полностью погруженными в воду, имеют вес P = 252 мН. Определите плотность металла (в г/см3), из которого изготовлен ключ. Плотность воды ρ1 =1 г/см3, плотность резины ρ2 =1,4 г/см3.. Ускорение свободного падения примите равным g = 10 м/с2. (Ответ: 8,5 г/см3)
5. Брусок, двигавшийся по горизонтальной поверхности стола со скоростью 5 м/с, сталкивается с неподвижным бруском, вчетверо меньшей массы. На какое расстояние разъедутся бруски после столкновения? Удар центральный, упругий. Коэффициенты трения брусков о стол одинаковы и равны 0,22. Ускорение свободного падения 10 м/с2. (Ответ: 12,5 м)
6. Гладкий клин массой М=10 кг  может скользить по горизонтальной плоскости. На его грань, образующую угол 45º с горизонтом, положен гладкий брусок массой m=5 кг. Определите ускорение клина относительно горизонтальной поверхности. Трение не учитывайте. (Ответ: 2 м/с2)
7. Маленький шарик входит в мёртвую петлю радиуса R=90 см, соскальзывая без начальной скорости с высоты 2R. На какой высоте шарик оторвётся от поверхности петли? Ответ выразите в сантиметрах. (Ответ: 150 см)
8. Цилиндрический сосуд с идеальным газом разделён подвижным поршнем на две части. Газ в левой части имеет температуру T1, в правой — температуру T2. При этом отношение объёмов оказывается равным V1/V2 = 3/2. После того как температуры выровнялись, соотношение объёмов изменилось: Vʹ 1 /Vʹ 2 = 2/3. Найти отношение температур T1/T2. (Ответ: 2,25)
9. В трубке, запаянной с одного конца и расположенной горизонтально, покоится столбик ртути длиной L = 150 мм. Длина запертого слоя воздуха при этом равна 2L. После поворота трубки на 90◦ открытым концом вниз ртуть сместилась, но целиком осталась в трубке. Найдите величину смещения столбика ртути в миллиметрах. Атмосферное давление H = 750 мм рт. ст. (Ответ: 75 мм)
10. Идеальный газ совершает цикл, состоящий из изотермического расширения, изохорического охлаждения и адиабатического сжатия. Работа газа при расширении в 10 раз больше работы газа за цикл. Найти КПД этого цикла в процентах. (Ответ: 10)
11. В цилиндре под поршнем находится влажный воздух. В изотермическом процессе объём цилиндра уменьшается в 5 раз, при этом давление под поршнем увеличивается в 4 раза. Какая часть первоначальной массы пара сконденсировалась? В начальном состоянии парциальное давление сухого воздуха в 3/2 раза больше парциального давления пара. (Ответ: 0,5)
12. Три металлические концентрические сферы имеют радиусы R, 2R и 4R. Меньшую сферу заряжают зарядом Q, большую - зарядом −3Q, а среднюю заземляют с помощью длинного и тонкого проводника. Найти потенциал большей сферы, если R=9 см, Q=8 нКл. Ёмкостью проводника пренебречь. (Ответ:300 В)
13. Вольтметр, включенный последовательно с резистором сопротивлением 60 Ом, показывает напряжение 100В при напряжении в цепи 220В. Что покажет вольтметр, если его включить последовательно с резистором сопротивлением 300 Ом в ту же сеть? (Ответ: 38В)
14. Амперметр подключают к источнику, имеющему некоторое внутреннее сопротивление, и он показывает силу тока I1 = 1 A. Если параллельно первому амперметру подключить второй, точно такой же, то сумма показаний амперметров будет равна I2 = 1,2 A. Найти сумму показаний 8 точно таких же амперметров, подключённых к этому же источнику параллельно. (Ответ: 1,41 А)
15. Контур состоит из конденсатора емкостью C = 0,1 мкФ и катушки индуктивностью L = 10 мкГн. Сопротивление катушки равно R = 0,05 Ом. Катушка и конденсатор последовательно подключены к источнику гармонического напряжения, частота которого равна собственной частоте контура. Определить среднюю мощность, потребляемую контуром от источника напряжения, если амплитуда напряжения на конденсаторе остается практически неизменной и равной U0 = 20 В. (Ответ; 0,1 Вт)
16. Электронагреватель с сопротивлением 90 Ом помещён в баллон, в котором находится одноатомный идеальный газ под давлением 3·105Па. Электронагреватель на 5 минут подключают к источнику постоянного напряжения с ЭДС 100 В и внутренним сопротивлением 10 Ом, после чего давление в баллоне становится равным 6·105Па. Определите объём баллона в литрах. Газ не обменивается теплотой с окружающей средой. (Ответ: 60 л)
17. Плоский конденсатор ёмкостью C = 21 пФ, резистор с сопротивлением R = 10 МОм и идеальный источник напряжения номиналом U = 100 В соединены последовательно. Расстояние между обкладками быстро уменьшают в n = 3 раза. Найдите тепло Q, которое выделится после этого на резисторе. Ответ выразите в мкДж (Ответ: 0,14 мкДж).
18. Луч света падает на поверхность стеклянного шара параллельно некоторой оси OOʹ, проходящей через его центр. Угол падения этого луча на поверхность шара φ= arcsin(24/25). Преломлённый луч проходит через точку пересечения этой оси с поверхностью шара. Найти показатель преломления стекла. (Ответ: 1,6)
19. С помощью тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием 20 см получили на экране увеличенное в 4 раза чёткое изображение предмета. Затем, не меняя положения линзы, экран придвинули на 40 см к линзе и переместили предмет так, чтобы на экране вновь получилось чёткое изображение предмета. Найдите новое расстояние от предмета до линзы. Ответ выразите в сантиметрах. (Ответ:30 см)
20. Висящий на пружине груз совершает вертикальные колебания, двигаясь перпендикулярно главной оптической оси линзы с фокусным расстоянием F1 = 32 см. На экране, который можно перемещать, получено изображение груза. При этом максимальная скорость изображения оказалась в 8 раз больше максимальной скорости груза. Найдите фокусное расстояние F2 (в сантиметрах) собирающей линзы, которую надо поместить вплотную к первой линзе, чтобы максимальная скорость изображения уменьшилась в 4 раза по сравнению с предыдущей. (Ответ: 96)