Разбор тренировочных заданий Интернет-олимпиад по физике для 7-9 классов

Для экспериментальных заданий “решений” как таковых не существует – эти задания необходимо выполнять, то есть проводить необходимые действия. Причём эти действия во многих случаях можно выполнить разными способами. Поэтому в основном проводится разбор достаточно простых тренировочных заданий, многие из которых учащиеся могут свободно выполнить в любое время в режиме гостевого входа. Олимпиадные задания гораздо сложнее. Они разбираются в других документах.

7 класс, тренировка

Определите массу неподписанных гирь (6 баллов)

Определите массу гирь, помеченных знаком "?".
При заполнении формы отчета учтите, что пары разновесов нумеруются красными цифрами по месту их расположения на столе.

Задание предназначено для ознакомления с системой и получения начальных навыков взвешивания с помощью весов и гирь. Вес гирь, помеченных знаком вопроса, “круглый” - 30 г, 40 г или 50 г для первой пары гирь, 700 г, 800 г, 900 г или 1000 г для второй пары гирь. Конкретное значение каждый раз выбирается сервером случайным образом.

Измерьте объём жидкости (6 баллов)

Измерьте объем жидкости в стакане. Занесите результаты в отчёт.

Жидкость можно переливать в мерный стакан, стоящий в раковине. Для переливания поставьте пустой стакан в раковину, и поднесите к его верху стакан с жидкостью.

Увеличительное стекло позволяет растянуть выбранную область на весь экран. Нажатие кнопки мыши возвращает нормальный размер.

Задание предназначено для ознакомления с системой наливания жидкости в стаканы, используемой в олимпиадных моделях, а также использования увеличительного стекла для считывания показаний со шкалы мерного стакана. Объём жидкости выбирается кратным 50 мл, поэтому проблемы с определением объёма жидкости не должно возникать.

Измерьте скорость тележки (6 баллов)

Измерьте с помощью оптических датчиков скорость тележки. Занесите результаты в отчёт.
Стойки с датчиками расположите так, чтобы они фиксировали моменты прохождения тележки. Позицию датчиков можно менять мышью или с помощью пункта ввода.
Конечный результат округляйте до сотых.

Задание предназначено для ознакомления с системой измерения времени с помощью оптических датчиков, а также получения начальных навыков измерения скорости движущихся объектов.

Тест (12 заданий, 17 баллов) - в качестве примера приведём разбор двух из 12 заданий.

Задание: По графику, представленному на рисунке, определите скорость движения велосипедиста через три секунды после начала движения.

Решение: Скорость велосипедиста постоянна, так как наклон графика не меняется. Она равна 9м/3с=3 м/с

Задание: Масса автомобиля 1600 кг. При какой площади соприкосновения шин с дорогой давление на дорогу равно 200 кПа?

Решение: Масса автомобиля M=1600 кг, следовательно, его вес F=m g, то есть вес равен 1600 кг *10 м/c² =16 000 Н. Давление P=F/S, где S – площадь соприкосновения шин с дорогой. Следовательно, S=F/P. Таким образом, S=16 000/200 000 м²=0.08 м²=800 см².

8 класс, тренировка

Приводятся только те задания, которые отличаются от тренировочных заданий для 7 класса.

Тест (16 баллов, 12 заданий)

Как и в предыдущих случаях, разберём два из 12 заданий теста.

Задание: Пузырёк газа поднимается со дна озера с постоянной скоростью. Найдите силу сопротивления воды, если объём пузырька 1 см³, плотность воды 1 г/см³, а плотностью воздуха можно пренебречь.

Решение: Поскольку пузырёк поднимается с постоянной скоростью, суммарная сила, действующая на него, равна нулю. Это значит, что сила сопротивления воды равна весу вытесненной пузырьком жидкости, то есть весу воды объёмом 1 см³. Поэтому сила равна 1 г *10 м/с² = 10 мН.

Решение: Поскольку КПД любого прибора всегда менее 100%, в результате его работы в замкнутой системе в среднем будет происходить отдача им тепла этой системе. Конкретное значение КПД при этом не играет никакой роли. Так что в общем случае ответ для любого прибора – повышается. Но с холодильником вопрос осложняется тем, что его начальная температура может быть ниже комнатной, и тогда после открытия дверцы может происходить кратковременное уменьшение температуры комнаты, с последующим её повышением. Однако среди ответов такой вариант отсутствует, поэтому вариант “Ответ зависит от начальной температуры комнаты” не является правильным. Правильный ответ – “Повышается”.

Остальные вопросы теста имеют аналогичный уровень сложности, в большинстве -не очень высокий. Следует учесть, что тест разрешалось проходить произвольное число раз без начисления штрафных баллов. Поэтому большинство учащихся в итоге получили за него высокие баллы.

Вычислите путь, который бы прошла тележка (8 баллов)

Вычислите путь, который бы прошла тележка за такое же время, за которое звук распространяется в воздухе на 10 километров, если бы тележка продолжала двигаться равномерно и прямолинейно, а не остановилась из-за столкновения с бортиком рельса. Занесите результаты в отчёт.

Скорость звука в воздухе считать равной 340 м/c. Позицию датчиков можно менять мышью или с помощью пункта ввода. Конечный результат округляйте до сотых.

Данное задание является усложнённым вариантом аналогичного задания для 7 класса. Сначала необходимо найти скорость тележки, а затем рассчитать по ней и времени движения путь.

9 класс, тренировка

Тест 1 (16 баллов) – рассмотрим два задания

Задание: Плот равномерно плывёт по реке со скоростью 3 км/ч. Сплавщик движется поперёк плота со скоростью 4 км/ч. Какова скорость сплавщика в системе отсчёта, связанной с берегом?

Решение: Скорости складываются как векторы, а две складываемые скорости направлены перпендикулярно друг другу. Поэтому итоговая скорость будет диагональю прямоугольного треугольника, длины катетов которого равны V₁ и V₂. Поэтому по теореме Пифагора получаем, что квадрат длины вектора результирующей скорости будет равен 25 (км/ч)². Значит, скорость равна 5 км/ч.

Задание: На рисунке представлены графики зависимости модуля скорости от времени для четырёх тел. Какое из этих тел прошло наибольший путь за промежуток времени от 0 до t₀?

Решение: На первый взгляд может показаться, что задача очень сложная, и требуется вычислять путь по формулам для разных видов движения. Но это не так. У тела 4 за время от 0 до t₀ значение скорости всё время больше, чем у тел 1, 2 и 3. Следовательно, оно всё время движется быстрее, чем остальные тела, и пройдёт больший путь.

Сравните плотности тел (10 баллов)

Расположите тела в порядке возрастания их плотности. Занесите в отчёт номера тел в порядке возрастания их плотности.

Задание на тему о законах плавания тел. Шарики имеют одинаковый размер, поэтому при плавании те из них, которые погружены глубже, являются более плотными. Задание оказалось достаточно простым – его выполнило большинство учащихся, хотя небольшая часть из них – не с первого раза.

Измерьте значение архимедовой силы (16 баллов)

Измерьте значение архимедовой силы, действующей на полностью погруженное в жидкость тело, для каждого из тел и занесите результаты в отчёт. Захват штатива можно перемещать мышью по вертикали и разворачивать в сторону. Для закрепления динамометра внесите его внутрь захвата штатива и отпустите.

Задание вырабатывает навыки взвешивания тел с помощью динамометра, считывания показаний со шкал приборов, и закрепляет материал по теме “Архимедова сила”. Оказалось относительно сложным – его не выполнила примерно треть учащихся, хотя на тренировках не было ограничений по времени.

Тест 2 (17 баллов) – рассмотрим одно задание

Задание: Лифт двигается вертикально вверх с ускорением 2 м/с². Определите вес тела массой 1 кг, находящегося в лифте. Ускорение свободного падения считать 10 м/с².

Решение: равноускоренное движение вызывает появление силы инерции, эквивалентной силе тяжести, вызывающей такое ускорение, то есть 1 кг* 2 м/с² = 2 Н. Вектор ускорения направлен вверх, значит, сила инерции будет направлена вниз, и будет складываться с силой тяжести.

Поэтому сила, действующая на тело (то есть его вес) будет равна 1 кг* 10 м/с² + 2 Н = 12 Н.