Задача 3 Цилиндр с газом.

Высокий цилиндрический сосуд с идеальным газом находится в однородном поле тяжести, ускорение свободного падения в котором равно g. Температура газа меняется по высоте так, что его плотность всюду одинакова. Молярная масса газа - μ;. Найти - изменение температуры в газе, приходящееся на единицу высоты (градиент температуры). (10 баллов)

Задача 4 Перетекание газа в сообщающихся сосудах

В двух одинаковых сосудах, соединенных между собой короткой трубкой, перекрытой краном, находится идеальный газ при одинаковой температуре Т₀ и разных давлениях. После того как кран открыли, часть газа перешла из одного сосуда в другой. В некоторый момент давления в сосудах сравнялись, перетекание газа прекратилось и температура в первом сосуде стала равной Т₁. Какова температура газа во втором сосуде в этот момент? Сосуды и трубка теплоизолированы; их теплоемкостью пренебречь. (10 баллов)

 

Задача 5 Выделение тепла в цепи.

Какое количество тепла выделится в цепи (см. рисунок) после переключения ключа К из положения 1 в положение 2? Электроемкость конденсатора – С; ЭДС источников равны Е₁ и Е₂. (10 баллов)

.

ВОЗМОЖНЫЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

XLV Всероссийская олимпиада школьников по физике. Муниципальный этап.

Возможные решения задач

 

Класс.

Задача 1. Встреча велосипедистов.

Первый велосипедист проезжает один круг за время t ₁= S/ v ₁=40 c,

второй за – t ₂= S/ v ₂=30 с.

Чтобы встретиться в том же месте, велосипедисты должны проехать каждый целое число кругов.

На это потратится время T= n t ₁=m t ₂, где m и n – целые числа.

Из последнего равенства следует m/n= t ₁/ t ₂=4/3.

Значит, первый велосипедист должен проехать минимум три круга, а второй – четыре.

Отсюда, минимальный промежуток времени до встречи 120с= 2 мин.

Критерии оценивания решения:

2 балла – вычислены t ₁ и t ₂;

3 балла – определено условие встречи в том же месте;

4 балла - получено уравнение для отношения числа кругов и вычислено их минимальное количество;

1 балл – дан численный ответ.

 

Задача 2. Таяние льда.

Уравнение теплового баланса для первого опыта

с_вm_в(t_в – θ) = λm_л + с_вm_л(θ – t_л)

Откуда

m_в/m_л= (λ + с_в (θ – t_л)) /с_в (t_в – θ) = 10.

Необходимо, чтобы с_вm_в(t_мин – 0^о) = λm_л

Значит t_мин = λm_л/ с_вm_в = 8^оС

Критерии оценивания решения:

3 балла – написано уравнение теплового баланса;

3 балла – определено отношение масс;

2 балла - написано уравнение теплового баланса для второго опыта;

2 балла – вычислена минимальная температура.

 

Задача 3. Плавание в двух жидкостях.

Когда в каждую жидкость погружена ровно половина тела,на тело действует сила Архимеда: F_А = (ρ₁+ ρ₂)g V/2 = 1.2 ρ gV

Эта сила больше силы тяжести F_T = ρ gV.

Cледовательно, для удержания тела надо приложить силу F = F_А - F_T = 0.2 ρ gV, направленную вертикально вниз

Критерии оценивания решения:

5 баллов – написана и вычислена суммарная сила Архимеда;

1 балл – сравнение ее с силой тяжести;

2 балла - вычислена приложенная сила;

2 балла – определено ее направление.

 

Задача 4. Измерение массы линейки.

Положить линейку на край стола.

На свешивающийся конец линейки поставить гирьку.

Перемещая линейку, добиться равновесия.

Измерить расстояния D и L (C – центр линейки).

По правилу моментов

mgD = MgL.

Откуда

M = mD/L.

Критерии оценивания решения:

5 баллов – идея опыта и указание нужных измерений;

3 балла – правило моментов;

2 балла - вычислена масса линейки.

 

 

XLV Всероссийская олимпиада школьников по физике. Муниципальный этап.