Всероссийская олимпиада школьников по физике 2022-23 уч. г.

Муниципальный  тур. 8 класс

1 Мотоциклист доехал из одного поселка в другой и тут же вернулся обратно той же дорогой, причем средняя скорость его движения на всем пути оказалась равной 24 км/ч. Туда  он двигался со скоростью 36 км/ч. С какой скоростью двигался мотоциклист обратно?

2. Имеются два бруска: медный и алюминиевый. Объем одного из этих брусков на 50 см 3 больше, чем объем другого, а масса на 175 г меньше массы другого. Каковы объемы и массы брусков? Плотность меди-  8,9 г/см3,  плотность алюминия-2,7 г/см3.

3. Кубик с ребром 12см, плотностью 700 кг/м3,  плавает на границе раздела воды и неизвестной жидкости,  погружаясь в воду на 2 см. Поверхность неизвестной жидкости располагается выше, чем верхняя поверхность кубика. Определите плотность неизвестной жидкости. Плотность воды- 1000 кг/м3

4Ударная часть гидромолота массой  5т свободно падает с высоты 2м на стальную деталь массой 20 кг. Сколько ударов сделал молот, если деталь нагрелась на 20 °C? На нагревание детали расходуется 25% механической энергии молота. Удельная теплоемкость детали -500 Дж/кг*С.

5.Калориметр  содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °C. Масса льда 40 г, а масса воды 200 г. В сосуд впускают водяной пар при температуре +100 °C. Найдите массу впущенного пара, если известно, что окончательная температура, установившаяся в сосуде, равна +15 °C. Удельная теплоемкость воды -4200 Дж/кг*С, удельная теплота парообразования 2,3*106 Дж/кг, удельная теплота плавления льда -3,3*105 Дж/кг

Решение задач и критерии оценивания.(8 класс)

Критерии оценок. Если школьник довёл решение задачи до правильного ответа, он получает 10 баллов.

1. Мотоциклист доехал из одного поселка в другой и тут же вернулся обратно той же дорогой, причем средняя скорость его движения на всем пути оказалась равной 24 км/ч. Туда  он двигался со скоростью 36 км/ч. С какой скоростью двигался мотоциклист обратно?

Пусть путь от одного поселка до другого –S, тогда время затраченное на путь туда и обратно будет = 2S/Vср(2 балла). Время затраченное на путь туда t1=S/V1, а время затраченное обратно t 2=S/V2 (2 балла). Общее время затраченное на весь путь= сумме t1+t2 (2 балла), решая систему уравнений, получаем V2=Vср*V1/(2V1-Vcр)=18 км/ч.(4 балла)

2. Имеются два бруска: медный и алюминиевый. Объем одного из этих брусков на 50 см 3 больше, чем объем другого, а масса на 175 г меньше массы другого. Каковы объемы и массы брусков?

 V₁ = V₂ + 50( 1 балл)
m₂ = m₁ + 175 (1 балл)
Тогда: V₁ = m₁/ρ₁ = m₂/ρ₂ + 50
  m₁/ρ₁ = m₂/ρ₂ + 50
m₁ : 2,7 = (m₁+175) : 8,9 + 50
m₁ : 2,7 = (m₁+175+445) : 8,9
8,9m₁ = 2,7(m₁+620)
8,9m₁ = 2,7m₁ + 1674
6,2m₁ = 1674
m₁ = 270 (г)      m₂ = m₁+175 = 270+175 = 445 (г) ( 4 балла)

V₁ = m₁/ρ₁ = 270 : 2,7 = 100 (см³)
V₂ = V₁ - 50 = 50 (см³)
V₂ = m₂/ρ₂ = 445 : 8,9 = 50 (см³) (4 балла)

3. . Кубик с ребром 12см, плотностью 700 кг/м3,  плавает на границе раздела воды и неизвестной жидкости,  погружаясь в воду на 2 см. Поверхность неизвестной жидкости располагается выше, чем верхняя поверхность кубика. Определите плотность неизвестной жидкости.

1.  силу тяжести , действующую на кубик F=m*g,  m=ϸ*V, V=S*h, следовательно

F= ϸ*S*h*g (2 балла), h-высота кубика

2. Определить силу Архимеда, действующую на кубик со стороны воды:

Fa= ϸв*g*S*H  (2 балла)? H- столб воды

3. Определить силу Архимеда, действующую на кубик со стороны жидкости:

Fa= ϸж*g*S*(h-H)  (2 балла)

4.составить уравнение

ϸ*S*h*g= ϸв*g*S*H+ ϸж*g*S*(h-H)  , (2 балла)

ϸж= (ϸ *h+ ϸв*H)/h-H =640 кг/м3 , (2 балла)

 4.Ударная часть гидромолота массой  5т свободно падает с высоты 2м на стальную деталь массой 20 кг. Сколько ударов сделал молот, если деталь нагрелась на 20 °C? На нагревание детали расходуется 25% механической энергии молота? C=500кг/дж*с

 Решение: Молот падает только в поле силы тяжести, поэтому выполняется закон сохранения энергии. Непосредственно перед ударом молот имеет кинетическую энергию, равную потенциальной энергии поднятого тела E=0.25Ep=0.25n*m*g*h,(4балла ) m-масса молота, n-количество ударов

Стальная деталь нагрелась, поэтому полученное тепло равно Q=c*M*(t2-t1) (2 балла),M-масса детали

  Запишем уравнение теплового баланса и выразим оттуда количество ударов:

0.25n*m*g*h= с*M*20

N= c*M*20/(0.25*m*g*h)=8(4 балла )

5. Калориметр  содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °C. Масса льда 40 г, а масса воды 200 г. В сосуд впускают водяной пар при температуре +100 °C. Найдите массу впущенного пара, если известно, что окончательная температура, установившаяся в сосуде, равна +15 °C.

 Решение: Окончательная температура положительна, значит, весь лед расплавился, и вся получившаяся вода нагрелась.

При этом пар конденсировался и полученная вода остыла. С учетом этого запишем уравнение теплового баланса:Q пол=Qотд,

   m1*Λ+(m1+m2)c(t2-t1)= m3L+m3c(t3-t2), (4 балла ) где m1, m2, m3  — массы льда, воды, пара соответственно, λ  — удельная теплота плавления льда, c  — удельная теплоемкость воды, L — удельная теплота парообразования, t2  — конечная температура, t1  — исходная температура смеси лед-вода, t3  — температура пара.

 M3= (m1*Λ+(m1+m2)c(t2-t1))/(L+c(t3-t2)), (4 балла)

Получен ответ  10 грамм пара , (2 балла.)