Ключи к олимпиадным заданиям по физике
12 Ключи к олимпиадным заданиям по физике Класс Задача 1. В цепь, состоящую их медного провода, включают свинцовый предохранитель. Какое сечение должен иметь предохранитель, чтобы при нагревании провода более чем на Dt = 10оС он расплавился? Начальная температура свинца t = 27оС, температура плавления свинца t = 327оС.
Задача 2. Тело брошено со скоростью 10 м/с под углом 60◦ к горизонту. На какой высоте кинетическая энергия тела будет равна потенциальной? Ускорение свободного падения равно 10 м/с2. Начальную высоту (и потенциальную энергию на этой высоте) примите равной нулю.
Решение. Поскольку полная механическая энергия тела сохраняется, в момент, когда кинетическая и потенциальная энергии тела будут равны друг другу, они будут равны половине начальной кинетической энергии, то есть mgh= , откуда h = = 2,5 м. Это меньше, чем максимальная высота подъема тела, равная примерно 3,75 м при условиях задачи, так что ответ правильный! Задача 3. В сосуде, содержащем 2 л воды при 0◦С, находится 500 г льда при нулевой температуре. Всосуд наливают еще 500 г воды при 100 ◦C. Определите, сколько льда растает и какова установившаяся температура. Теплоемкость воды 4200 Дж/(кг ◦С), удельная теплота плавления льда –– 335000 Дж/кг. Решение. Пусть m1 –– масса исходной воды, m2 –– масса долитой воды, m0 –– масса льда, L––удельная теплота плавления льда, c –– теплоемкость воды, T =100 ◦C. Уравнение теплового баланса в случае, когда лед полностью растаял: m0L+(m0 +m1)ct= m2(T-t)c, t= Это число получается больше 0, поэтому растает весь лед и установится ненулевая температура t =3,4 градуса Цельсия. Задача 4. Автобус за 30 минут проехал 30 км, следующие 45 минут он двигался со скоростью 70 км/ч. Определите среднюю скорость автобуса на всём пути. Решение: Общее время движения 30 мин + 45 мин = 75 мин = 5/4 ч; путь, пройденный за 45 мин – 70 км/ч∙3/4 ч = 52,5 км. Общий путь 30 км + 52,5 км = 82,5 км. Vср = S/t = 82,5/(5/4) = 66 км/ч. Задача 5 С помощью системы из подвижного и неподвижного блоков поднимают с поверхности земли груз массой m = 15 кг. За какое время груз достигнет высоты Н = 1,1 м, если верѐвку тянуть с постоянной силой Q = 90 Н? Массами верѐвки, блоков и трением в осях блоков пренебречь. Решение:
Ключи к олимпиадным заданиям по физике Класс Задача 1.Найдите объём водорода массой 1 кг при температуре 27°С и давлении 100 кПа Решение:pV=mRT/μ; V = mRT/pμ ; V= 1·8,31·300/105·2·10-3 = 12,5 м3.Критерии:4 б – записано уравнение состояния идеального газа; 4 б – получена формула для вычисления объёма; 2 б – сделаны верные расчёты. Задача 2.В сосуде под поршнем находится идеальный одноатомный газ. Масса поршня равна M, температура газа в сосуде равна T, система находится в равновесии. Сосуд теплоизолируют, а на поршень ставят груз массой m. Найдите температуру газа, которая установится в равновесии. Атмосферным давлением пренебрегите.
Решение. Процесс адиабатический, поэтому A+ΔU =0 (2 б). A =(m+M)gΔV/S . Из уравнения Менделеева-Клайперона MgV/S = vRT (M +m)g(V +ΔV)/S = vR(T +ΔT) . То естьΔV =SvR(MΔT -mT)/gM(M +m) .Так как A=-ΔU =- находим ΔT = . Задача 3 В процессе поступательного движения тела вдоль оси x на него действует сила F, зависимость проекции которой от координаты x представлена на графике. Определите работу, совершаемую силой при перемещении тела от координаты x = 0 до x = 5м. Решение. Работа численно равна площади фигуры, образованной графиком и осью x. При этом площадь фигуры над осью x берѐтся со знаком плюс (она соответствует положительной работе), а площадь фигуры под осью x со знаком минус (она соответствует отрицательной работе). Ответ: A =-2,5 Дж .
Задача 4 На P -V диаграмме изображен цикл 1-2-3-1, проводимый с одноатомным идеальным газом. Определите коэффициент полезного действия этого цикла. Решение
Задача 5 Тело движется в вязкой жидкости, сила трения в которой пропорциональна скорости F =-kv. Определите, какое расстояние пройдет тело до остановки, если начальная скорость тела равна v0.
Решение. Второй закон Ньютона: F =mΔv/Δt . Определение скорости v=Δx/Δt . Из условия задачи F =-kv, откуда mΔv =-kΔx . Здесь символ Δ соответствует очень малому приращению. Полное изменение скорости равно ––v0, а значит перемещение равно mv0/k.
12
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1350)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |