Теплоизолированный сосуд до краев наполнили водой

Чтобы подготовиться к олимпиаде по физике ученикам 9 класса нужно серьезно отнестись к подготовке. Для этого мы предлагаем использовать задания, собранные на этой странице. Учителя физики смогут использовать их на уроках для проведения пробной олимпиады. Мы собрали тесты и задачи, которые помогут ученикам закрепить свои знания.

Внизу страницы указаны ответы и решения, благодаря чему эти задания можно использовать и без помощи учителя. Сверившись с ответами и решениями, ученики смогут оценить, насколько успешно они решили олимпиадные задания по физике для 9 класса.

Тестовые задания
Открытые вопросы
Ответы на тесты
Ответы на открытые вопросы

Скачайте задания, заполнив форму!

После того как укажете данные, кнопка скачивания станет активной

Тестовые задания

1. Благодаря какому явлению распространяется запах духов?
А) Диффузии
Б) Конвекции
В) Электризации
Г) Ионизации

2. К астрономическим телам не относятся:
А) Звёзды
Б) Планеты
В) Кометы
Г) Аметисты

3. За 2 часа автомобиль проехал 120 км. Чему равна скорость автомобиля?
А) 240 км/ч
Б) 60 км/ч
В) 122 км/ч
Г) 118 км/ч

4. Каждый из участков пути АВ, ВС и СД автомобиль проезжает за 1 мин. На каком участке скорость наибольшая, на какой наименьшая?
А) АВ и ВС
Б) СД и ВС
В) АВ и СД
Г) АС и ВС

5. Чему равен объем сосуда, в котором помещается 8 кг керосина? Плотность керосина 800 кг/м3.
А) 100 м3
Б) 0,01 м3
В) 10 м3
Г) 0,1 м3

6. Каким прибором измеряют силу тяжести?
А) Манометром
Б) Спектрометром
В) Динамометром
Г) Ареометром

7. Одинакова ли плотность воздуха во всех точках высотного здания?
А) Плотность больше в подвальных помещения
Б) Плотность одинакова во всех точках
В) Плотность больше на верхнем этаже
Г) Плотность больше в центре здания

8. Вычислите давление, которое оказывает керосин на дно бака
площадью 5 м2. Масса керосина в баке 500 кг.
А) 100 Н
Б) 100 Па
В) 980 Н
Г) 980 Па

9. В каких из нижеприведенных примеров тело совершает
механическую работу?
А) Трос натянут под действием силы тяжести
Б) Человек стоит с сумкой в руках
В) Космический корабль, отключив двигатель, движется в
космическом пространстве
Г) Человек поднимается на второй этаж

10. Чему равна работа, совершаемая при поднятии ящика
массой 4 кг на высоту 2,5 м?
А) 98 Н
Б) 98 Па
В) 9,8 Дж
Г) 98 Дж
Д) 980 Дж

Открытые вопросы

Вопрос 1
Теплоизолированный сосуд до краев наполнили водой при температуре t0 = 20 °С. В него опустили алюминиевую деталь, нагретую до температуры t = 100 °С. После установления теплового равновесия температура воды в сосуде стала t1 = 30,3 °С. Затем этот же эксперимент провели с двумя такими же деталями. В этом случае после установления в сосуде теплового равновесия температура воды стала t2 = 42,6 °С. Чему равна удельная теплоемкость с алюминия? Плотность воды ρ0 = 1000 кг/м3, ее удельная теплоемкость с0 = 4200 Дж/(кг · °С). Плотность алюминия ρ = 2700 кг/м3.

Вопрос 2
На зимней дороге при температуре снега t1 = –10 ºC автомобиль в течение 1 мин
буксует, развивая мощность 12 кВт. Сколько снега растает при буксировании автомобиля, если считать, что вся энергия, выделившаяся при буксировании, идет на нагревание и плавление снега? Удельная теплоёмкость льда с = 2100 Дж/(кг ·ºC), удельная теплота плавления льда λ = 33·104 Дж/кг.

Вопрос 3
Сообщающиеся сосуды состоят из двух одинаковых трубок (U-образная трубка).
Трубки частично заполнили водой. На сколько повысится уровень воды в левой трубке, если в правую налить столько керосина, что он образует столб высотой 30 см?
Плотность керосина 900 кг/м3, плотность воды 1000 кг/м3.

Вопрос 4
Мяч объёмом V и массой m всплыл на поверхность воды с глубины Н. Чему равна механическая работа, совершённая при всплывании мяча? Трением пренебречь. Плотность воды ρо считать известной.

Вопрос 5
В плотно закрытом полиэтиленовом пакете с молоком, хранящемся при постоянной температуре, масса вещества остается неизменной. Почему со временем пакет увеличивается в объеме?

Ответы на тесты

Тестовое задание	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Ответ	А	Г	Б	Б	Б

Тестовое задание	№ 6	№ 7	№ 8	№ 9	№ 10
Ответ	В	А	Г	Г	Г

Ответы на открытые вопросы

Ответ на вопрос 1:
Пусть m – масса детали, V – объём сосуда, тогда уравнения теплового баланса
при опускании одной и двух деталей соответственно имеют вид cm(t — t1) = c0 ρ0(V – (m/ρ))∙ (t1 — t0) (*) 2cm(t — t2) = c0 ρ0(V – (2m/ρ))(t2 — t0) (**) Делим соотношение(*) на (t1 — t0), а соотношение (**) на (t2 — t0) и , вычитая соотношение (**) из (*), получаем
cm(t — t1)/ (t1 — t0) — 2 cm ∙ (t – t2)/(t2 — t0) = c0 ρ0 m/ρ, откуда можно найти с.
с ≈ 922 Дж/(кг∙°С).

Ответ на вопрос 2:
На зимней дороге при температуре снега t1 = –10 ºC автомобиль в течение 1 мин
буксует, развивая мощность 12 кВт. Сколько снега растает при буксировании автомобиля, если считать, что вся энергия, выделившаяся при буксировании, идет на нагревание и плавление снега? Удельная теплоёмкость льда с = 2100 Дж/(кг ·ºC), удельная теплота плавления льда λ = 33·104 Дж/кг.

Ответ на вопрос 3:
Предположим, что в левой трубке уровень воды повысился на h. Тогда в
правой трубке уровень воды будет ниже, чем в левой, на 2h.
ρк gH = ρв g2h. → h = 12 см.

Ответ на вопрос 4:
А = (ρо gV – mg)∙H = (ρоV – m)∙gH

Ответ на вопрос 5:
В результате деятельности молочных бактерий образуются газы. Число молекул газа в пакете увеличивается, число их соударений с внутренней стороной стенки пакета начинает превышать число соударений молекул воздуха с внешней стороной стенки пакета. Стенка приходит в движение, увеличивается объем. Давления по обе стороны стенки пакета выравниваются. Дальнейшее увеличение объема ограничено упругими свойствами пакета.

Скачайте задания, заполнив форму!

После того как укажете данные, кнопка скачивания станет активной

Другие классы

Олимпиада по физике 10 класс
Олимпиада по физике 9 класс
Олимпиада по физике 8 класс
Олимпиада по физике 7 класс

Обновлено: 16/06/2015 , автор: Валерия Токарева

Источник

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по физике

Класс

Учебный год

Задача № 1

Мартышка и удав движутся навстречу по круговой дорожке, длина которой в два раза больше длины удава. Мартышка бежит со скоростью u по земле, а, встретившись с удавом, заскакивает на него и бежит по нему со скоростью u относительно удава. Добежав до хвоста, она спрыгивает на землю и бежит с той же скоростью u относительно земли… Найдите скорость удава, если после встречи с мартышкой в точке A дорожки следующая встреча произошла в диаметрально противоположной точке B. Удав всё время движется с постоянной скоростью по земле.

Решение: Мартышка добежит до хвоста удава за время t1 = L/u, где L длина удава (1 балл). Голова удава за это время сместится от A на

x = vt1 = vL/u (2 балла), на такое же расстояние сместится хвост удава от B (1 балл). Поэтому до места следующей встречи мартышке нужно пробежать по земле расстояние x, а голове удава за то же время t пройти расстояние L – x (1 балл), тогда t = x/u = (L – x)/v (1 балл). Отсюда для скорости удава получим уравнение v2 = (u – v)u (2 балла), положительный корень которого даёт искомое значение v = u(Ö5 – 1)/2, а отрицательный противоречит условию встречного движения (2 балла).

Ответ: v = u(Ö5 – 1)/2.

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по физике

Класс

Учебный год

Задача № 2

Имеются два кубика одинакового размера из разных материалов. В сосуд налита вода, а сверху масло плотности ρ = 0,8ρо, где ρо плотность воды. При опускании в сосуд первого кубика он плавает на границе раздела жидкостей, находясь наполовину объёма в воде и наполовину – в масле. Если кубики склеить и опустить в сосуд, то они плавают полностью погрузившись в воду. Выразите плотности материалов кубиков через плотность воды.

Решение:

Для плавания первого кубика из закона Архимеда следует, что масса кубика равна массе вытесненной жидкости (1 балл).

Выразим массу кубика через его плотность и объём m = ρ1V (1 балл).

Выразим суммарную массу вытесненной жидкости, учтя равенство вытесненных объёмов воды и масла m = ρV/2 + ρoV/2 (2 балла).

Откуда находим ρ1 = (ρ + ρo)/2 = 0,9ρо (2 балла).

В случае плавания склеенных кубиков в воде из закона Архимеда имеем ρ1V + ρ2V = 2ρoV (2 балла).

Откуда ρ2 = 2ρo – ρ1 = 1,1ρо (2 балла).

Ответ: ρ2 = 1,1ρо.

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по физике

Класс

Учебный год

Задача № 3

В электрочайнике с двумя нагревателями необходимо нагреть объем воды от комнатной температуры до температуры кипения. Каждый нагреватель, включенный в сеть отдельно, выделяет мощность . Через какое время закипит вода, если ее подогревать одним нагревателем или двумя, включенными в ту же сеть последовательно или параллельно друг к другу? КПД нагревателя . Удельная теплоемкость воды .

Решение: Для нагреванияводы до температуры кипения необходимо количество теплоты , где – масса воды в чайнике. При включении одного нагревателя его мощность , где – ток, текущий через него, и – напряжение сети. В этом случае на нагревание воды идет часть теплоты, выделяемой нагревателем, ; отсюда время нагревания воды одним нагревателем .

При параллельном включении двух нагревателей, как и при включении одного из них, на каждом нагревателе будет напряжение сети . Следовательно, в каждом из них будет выделяться та же мощность и общая мощность будет ; отсюда время нагревания воды двумя нагревателями .

При последовательном включении нагревателей общий ток через них будет равен . Поэтому общая мощность, выделяемая в них, . Следовательно, время нагревания водя в этом случае .

Ответ: ; ; .

Муниципальный этап

Всероссийской олимпиады школьников по физике

Класс

Учебный год

Задача № 4

Теплоизолированный сосуд был до краев наполнен водой при температуре t0 = 19◦С. В середину этого сосуда быстро, но аккуратно опустили деталь, изготовленную из металла плотностью ρ1 = 2700 кг/м3, нагретую до температуры tд = 99◦С, и закрыли крышкой. После установления теплового равновесия температура воды в сосуде равна tx = 32,2◦С. Затем в этот же сосуд, наполненный до краев водой при температуре t0 = 19◦С, вновь быстро, но аккуратно опустили две такие же детали, нагретые до той же температуры tд = 99◦С, и закрыли крышкой. В этом случае после установления в сосуде теплового равновесия температура воды равна

ty=48,8◦С. Чему равна удельная теплоемкость c1 металла, из которого изготовлены детали? Плотность воды ρ0 = 1000 кг/м3. Удельная теплоемкость воды с0 = 4200Дж/(кг ◦С).

Решение:

Пусть объем сосуда равен V0, а объем детали – V1.

Запишем уравнения теплового баланса для первого и для второго случаев:

c1ρ1V1(tд − tx) = c0ρ0(V0 − V1)(tx − t0) (1) (3 балла)

c1ρ1 ∙ 2V1(tд − ty) = c0ρ0(V0 − 2V1)(ty − t0) (2) (3 балла)

Исключим из этой системы объем V0. Для этого выразим в каждом уравнении величину c0ρ0V0 и приравняем получившиеся выражения:

(3)

Объём V1 сократится. После алгебраических преобразований получим ответ:

(4) (3 балла)

c1 = 920 Дж/(кг∙ ◦С) (1 балл).

Ответ: c1 = 920 Дж/(кг∙ ◦С).

Муниципальный этап

Источник

Школьная олимпиада по физике

9 класс

Стеклянная бутылка вместимостью V=0,5 л и массой М= 200г плавает в воде. Какую массу воды нужно налить в бутылку , чтобы она утонула? Плотность стекла ρ=2,5*103кг/м3, плотность воды ρв=1000кг/м3.
Вокруг планеты, имеющей форму шара радиусом r= 3400 км, по круговой орбите движется спутник. Определить радиус орбиты спутника R, считая известными ускорение свободного падения у поверхности планеты g=3,7 м/с2 и период обращения спутника Т=3 земных часа.
Теплоизолированный сосуд до краев наполнили водой при температуре t0 =20°С. В него опустили алюминиевую деталь, нагретую до температуры t= 100 °C. После установления теплового равновесия температура воды в сосуде стала t1 = 30,3°С. Затем этот же эксперимент провели с двумя такими же деталями. В этом случае после установления в сосуде теплового равновесия температура воды стала t2 =42,6°С. Чему равна удельная теплоемкость с алюминия? Плотность воды ρ0 =1000кг/м3 , а ее удельная теплоемкость с0=4200 Дж/(кг*°С). Плотность алюминия ρ=2700кг/м3.
В момент, когда опоздавший пассажир вышел на перрон вокзала, с ним поравнялось начало предпоследнего вагона уходящего поезда. Желая определить, насколько он опоздал, пассажир измерил время t1, за которое мимо него прошел предпоследний вагон, и время t2 , за которое мимо него прошел последний вагон. Оказалось, что t1=9c, а t2= 8с. Считая, что поезд двигался равноускоренно и длина вагонов одинакова, найти, на какое время τ пассажир опоздал к отходу поезда.
На рисунке изображен участок цепи постоянного тока, содержащий три резистора, сопротивления которых неизвестны. При этом через резистор R1 протекает ток I1 =1,6 А, а напряжение на резисторе R 2 составляет U= 2В. Найти величину сопротивления R 3 , если известно, что она в n= 3 раза превышает величину сопротивления R2.

Школьная олимпиада по физике

10 класс

1.Тело , свободно падающее с некоторой высоты без начальной скорости , за время τ=1с после начала движения проходит путь в n =5 раз меньший, чем за такой же промежуток времени в конце движения. Найдите полное время движения.

2. При повышении температуры идеального одноатомного газа на Δ Т1 =150К среднеквадратичная скорость его молекул возросла от v1=400 м/c до v2= 500м/с. На какую величину ΔТ2 нужно дополнительно повысить температуру этого газа, чтобы увеличить среднеквадратичную скорость его молекул от v2=500м/c до v3 =600м/с.

3. Максимальная дальность полета камня, выпущенного из неподвижной катапульты , равна S= 22,5 м. Найдите максимально возможную дальность полета камня , выпущенного из той же катапульты , установленной на платформе, которая движется горизонтально с постоянной скоростью v= 15 м/с. Сопротивление воздуха можно не учитывать.

4. В теплоизолированном сосуде находится вода при температуре t0=60°C. Для измерения температуры воды используют термометр, теплоемкость которого равна С1= 10 Дж/К. Определите ошибку измерения температуры , если теплоемкость сосуда равна С0= 500Дж/К. начальная температура термометра t 1=20°C.

5. Резистор в виде спирали с сопротивлением R=160 Ом используют в качестве кипятильника, работающего от сети с напряжением 220В. Будучи опущенным в трехлитровую банку с водой , он через достаточно большое время нагрел воду до температуры t=45°С. Как необходимо изменить длину спирали , чтобы при тех же условиях вода в банке закипела. Температура воздуха в комнате 20°С

Школьная олимпиада по физике

11 класс

Металлический стержень массой 7,5 г и длиной 30см подвешен горизонтально на двух невесомых гибких проводниках длиной 15см каждый. Стержень находится в однородном магнитном поле, индукция В= 57 мТл которого направлена вертикально. По стержню пропускают кратковременный импульс постоянного тока силой I 0 и длительностью τ =1с. При каком минимальном значении I 0 стержень совершит полный оборот, двигаясь по окружности вокруг оси, проходящей через точки подвеса. Считать , что смещение стержня за время τ ничтожно мало.
Пушечный снаряд массой М= 100кг разорвался в некоторой точке траектории на два осколка, разлетевшиеся с импульсами р1=3,6 *104 кг*м/с и р2= 2,4 *104 кг*м/с. Импульсы осколков направлены под углом 60° друг к другу. Определите, при каком отношении масс осколков выделившаяся при взрыве кинетическая энергия будет минимальной. Определите эту энергию.
На горизонтальной плоскости покоится тонкостенная коробка в форме куба с ребром a=1 м, изготовленная из упругого материала. В нее с высоты h=50м без начальной скорости высыпают 1000 маленьких одинаковых упругих шариков массой 5г каждый. Определите среднее давление хаотически прыгающих шариков на дно коробки.
Тонкий металлический стержень массой m и длиной L подвешен горизонтально на двух легких проводящих нитях длиной a. Система находится в однородном вертикальном магнитном поле индукции В. По стержню протекает постоянный электрический ток I . Найдите период малых колебаний стержня.

Источник