Задачі для тренування при підготовці до олімпіад з фізики

Про матеріал

Представлені олімпіадні задачі з фізики та їх розв'язки. Даний матеріал може бути застосований при підготовці до олімпіад І та ІІ рівня. Використати його можуть як вчителі так і учні при самостійній підготовці.

Перегляд файлу

Задачі для підготовки до олімпіад з фізики

Задача 1.  За графіком залежності переміщення від часу, що складається з двох ділянок парабол побудувати графік залежності швидкості, прискорення і шляху від часу руху тіла. Пояснити  рух тіла на кожній ділянці.

 

Розв’язання:

Графік залежності проекції швидкості від часу

 

Графік залежності прискорення від часу

 

Графік залежності шляху від часу

 

На першій ділянці 0< t<t2 рух рівносповільнений, 

на другій ділянці t2< t<t4  - рух рівноприскорений.

Задача 2.  Кільцевою дорогою рухаються два автомобілі. При русі автомобілів назустріч один одному вони зустрічаються через кожні 8 хв. Якщо автомобілі рухаються кільцем в одному напрямку, то другий автомобіль наздоганяє перший через кожні 56 хвилин за який час проходить кільцеву дорогу кожний автомобіль?

Розв’язання:

 

1)    𝑣1𝑡1 + 𝑣2𝑡2 = 𝑙

2)    𝑙1 − 𝑙2 = 𝑣1𝑡2 − 𝑣2𝑡2 = 𝑙

 

 

Задача 3. Дерев’яне тіло плаває у воді так, що у воду занурено 90% його об’єму. Яка густина тіла? Яка частина об’єму тіла зануриться у воду, якщо поверх води налити шар масла густиною 0,8 г/см3, який повністю закриває тіло?

           

 

2) Налили шар масла

                FA2 mg

 

 

 

 

 

 

Відповідь:  

Задача 4. До мережі підключені паралельно електричний чайник і каструля, які споживають потужності Р1=600 Вт та Р2= 1200 Вт відповідно. Вода в них закипає одночасно через 20хв. На скільки хвилин пізніше закипить вода в каструлі, ніж у чайнику, якщо їх підключити до тієї ж мережі послідовно? 

Дано: СІ:                              Розв’язання:

Р1=600 Вт                                                     1)Q=P1t 2) ∆t=t2-t Р2=1200 Вт                                                   QK = P2t Qч=P11t11     t=20 хв 1200с                            Qч                       QK=P21t21

𝑈2

∆ t-?                                                             QK=

 

  ;       

 

;      ;

𝑡2 = 4𝑡1, тоді     ∆𝑡 = 4𝑡1 − 𝑡1 = 3𝑡1

 

 

𝑈1 + 𝑈2 = 𝑈

2𝑈2 + 𝑈2 = 𝑈

 

4050𝑐 = 67,5хв

Відповідь: 67,5 хв.

Задача 5. Мініатюрний калориметр масою 0,22 г з питомою теплоємністю

кДж⁄кг ∙ ℃, дає можливість виміряти зміни температури не менші за матеріалу 2,8

0,01 . В калориметр з висоти 5,2 м падає крапля води. За якого мінімального об’єму краплі термометр зможе зафіксувати її попадання в калориметр.

Розв’язання:

За законом збереження енергії

∆𝐸𝑛 = 𝑄 = 𝑄1 + 𝑄2

(зміна потенціальної енергії витрачається на нагрівання калориметра та води).

𝑄1 = 𝑐𝑘𝑚∆𝑡,          𝑄2 = 𝑐в𝑚к∆𝑡

 

∆𝐸𝑛 = 𝑚к𝑔ℎ

𝑚к𝑔ℎ = 𝑐𝑘𝑚∆𝑡 + 𝑐в𝑚к∆𝑡

𝑚к = 𝜌в𝑉маса краплі

𝑚к𝑔ℎ − 𝑐в𝑚к∆𝑡 = 𝑐𝑘𝑚∆𝑡

𝑚к(𝑔ℎ − 𝑐в∆𝑡) = 𝑐𝑘𝑚∆𝑡

𝜌𝑉(𝑔ℎ − 𝑐в∆𝑡) = 𝑐𝑘𝑚∆𝑡

 

Відповідь:  

 

Задача 6. Дві однокові невеликі зарядженні металеві кульки () притягуються  з силою 1мН, знаходячись на відстані 3 м одна від одної. Знайдіть заряди кульок . На короткий проміжок часу  кульки з’єднують тонким дротом. Виявилось, що після цього сила взаємодії між кульками зменшилася у 9 разів. Визначте середнє значення сили струму, що пройшов через дріт.

СІ: Розв’язання:

 Нехай, |𝑞1| = |𝑞2| = 𝑞

                                                                                  10−3Н  𝑞1𝑞2                           𝑞2

                                                                                 𝐹1 = 𝑘               𝑟2      = 𝑘 𝑟2

10−4𝑐  2 = 𝐹1𝑟2

                                                                                                 𝑞       

𝑘

                                                                                                  𝑞 = √𝐹1𝑟2                     𝐹1 𝑟 

𝑘

1          −6 ∗ 3 = 10−6 (Кл) 𝑞 = √9 ∗ 109 ∗ 3 = 3 ∗ 10

Якщо з’єднати кульки провідником, по ньому піде електричний струм 

заряд, що встигне пройти за даний проміжок часу.

Тоді  нові утворені заряди:

    

,     

Cила взаємодії  

 

 

Відповідь: 1мкКл; 9мА.  

Задача 7. Плоский повітряний конденсатор одним краєм доторкнули до поверхні спирту. Яку різницю потенціалів треба прикласти, щоб спирт піднявся на висоту 10 см. Відстань між пластинами 1 мм, діелектрична проникність спирту 25, густина 7100 кг/м3. Капілярністю пластин можна знехтувати.

Робота по підняттю спирту дорівнює різниці енергій до і після підняття спирту в конденсатор.

𝐴 = 𝛥𝑊

- з урахуванням центру мас рідини.

 

 

                                                                                    

           

 

            

            

  

 

 

 

Δ = 𝑈 = 6 кВ

 

Відповідь: 6 кВ. Задача 8. Схема складається з 100 лампочок опором по 100Ом кожна. Напруга на ділянці 100 В, знайти силу струму на цій ділянці, якщо опір кожної ділянки підвідного горизонтального дроту 1 Ом, а опором вертикальних дротів можна знехтувати.

 

Врахувавши опір горизонтальної ділянки і нехтуючи опором вертикальної, схему можна представити як на малюнку.

Тоді за законом Ома для ділянки кола .

Опір між точками А і В налічує 99 лампочок і майже такий як і всієї схеми.

Тоді    

 

 

Розв’яжемо рівняння відносно R:

 

𝑅𝑅л − 2𝑅1𝑅л + 𝑅2 − 2𝑅1𝑅 − 𝑅л𝑅 = 0

𝑅2 + 𝑅л𝑅 − 𝑅л𝑅 − 2𝑅1𝑅 − 2𝑅1𝑅л = 0

𝑅2 − 2𝑅1𝑅 − 2𝑅1𝑅л = 0

D=4𝑅12 + 4 ∗ 2𝑅1𝑅л = 4𝑅1(𝑅1+2𝑅л) > 0

 

 – не задовольняє фізичний зміст задачі.

 

Відповідь: 6,6 А.

Задача 9. Три сферичні краплі ртуті радіусами 3, 4 і 5 мм, заряджені до потенціалу 100 В кожна, зливаються в одну краплю. Визначте її потенціал. Потенціал електричного поля ззовні сферичного заряду на відстані r від його центру визначається за формулою .

                Дано:                          СІ: Розв’язання:

                𝑟1 = 3 мм               3

                𝑟2 = 4 мм               ∙ 10−3 м

                𝑟3 = 5 мм               4

                 𝜑𝑖 = 100 В                             ∙ 10−3 м 𝑞2 = 4𝜋𝜀𝜀0𝑟𝜑2

                𝜑−?                                            5𝑞3 = 4𝜋𝜀𝜀0𝑟𝜑3

∙ 10−3 м

 

 

При злитті трьох крапель об’єм нової краплі дорівнює сумі об’ємів крапель:

 

Відповідь: 200 В.

Задача 10. За графіком залежності координати тіла від часу побудувати графік залежності проекції швидкості та прискорення цього тіла від часу.

 

 

 

Розв’язання:

 

 

 

pdf
Пов’язані теми
Фізика, 11 клас, Інші матеріали
Додано
26 серпня 2018
Переглядів
3724
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку