Олимпиадные задания с ответами по физике 9 класс

Решения и критерии оценки

Олимпиадной работы по физике 9 класс

2013 - 2014 учебный год

Всего 89 баллов.

Задача 1. 16 баллов.

Решение:

График в условии необычный, но очень удобный для на­хождения времени путешествия.

Время Δt прохождения малого отрезка Δх со скоростью υ легко найти: Δt = Δx· 1/υ. Это произведение равно площади под графиком величины 1 /υ как раз над ку­сочком Δх (малость Δх нужна для того, чтобы можно было считать скорость прохождения этого кусочка неиз­менной). Полное же время t равно площади под всем графиком от х = 0 до х = 30 м. Площадь эту можно при­ближенно найти по графику, например - по клеточкам. В нашем случае, учитывая половинки и четвертушки клеток, получаем всего 9 клеток. Одна клетка соответ­ствует Δх- 5 м и 1/υ =10 с/м, т.е. времени Δ t = 50 с. Тогда полное (искомое) время t = 9 · 50 с = 450 с.

Критерии:

Умение работы с графиком (нахождение перемещения по графику скорости) 4 балла,

Умение чтения графика (работа с осями) 4 балла,

Сделаны правильные выводы 4 балла,

Верный математический расчет 4 балла.

Задача 2. 22 балла.

Решение:

Мячик подскакивает на меньшую высоту из-за того, что часть энергии деформации переходит в тепло. Будем считать, что доля переходящей в тепло энергии остается неизменной при различных скоростях мячика перед уда­ром.

Решим задачу в системе отсчета, которая движется вмес­те с ракеткой вверх со скоростью u (именно эту скорость необходимо найти). В этой системе мячик на высоте Н имеет скорость u . Тогда максимальное значение энергии деформации составляет

W = mgН + mu² /2, где m - масса мячика. В тепло перешла 1/10 часть этой энергии, поэтому получаем 9/10 (mgН + ) = mgН. 0,9mgH + =

= mgH, mgH - 0,9mgH, 0,1 mgH, 0,9m=0,2mgH, 0,9=0,2gH,

=/ 3=/ 3 = 1 м/с . Ответ : =1 м/с

Критерии:

Верно выбраны процессы происходящие с мячом 4 балла,

Правильно выбрана система координат 4 балла,

Верно записано уравнение 5 баллов,

Верно произведены математические выводы 5 баллов,

Правильный расчет 4 балла.

Задача 3. 10 баллов.

Решение:

Рядом с серединой длинного магнита стрелка располагается вдоль линий магнитной индукции поля прямого длинного магнита. Если магнит разрезать посередине и половинки развести, то на половинках разреза появятся полюса, противоположные полюсам на дальних концах половинок магнита (получить однополюсной магнит принципиально невозможно). Поэтому стрелка, притягиваемая новыми торцами, которые ближе к ней и сильнее на нее влияют, перевернется.

Критерии:

Понимание характеристик магнитного поля 5 баллов,

Верный ответ 5 баллов.

Задача 4. 16 баллов.

Решение:

Чтобы освещенность центрального светлого пятна на стенке оставалась неиз­менной, необходимо, чтобы точечный источ­ник света находился в фокусе собирающей линзы, то есть длина пружинки при движе­нии тележки должна быть равна f - фокусному расстоянию линзы. См рис. Поскольку f <��������������������������угости F_ynp = k (-f), дейст­вующая на оправу со стороны сжатой пру­жинки, будет направлена вправо. Следова­тельно, ускорение оправы, а значит, и тележ­ки, направлено к стенке, а величина его оп­ределяется из уравнения движения оправы mα = k (-f).

. Ответ: α = 0,1 м/с²

Критерии:

Понимание условия задачи 4 балла,

Выбор необходимого закона 4 балла,

Запись равнодействующей силы 4 балла,

Верный математический расчет 4 балла.

Задача 5. 25 баллов.

Решение:

Обозначим через сопротивление любого из участков AE, EC, CF, FB. Найдем сопротивление участка EF - R₁. Если площадь сечения любого из участков AE, EC, CF, FB, то площадь сечения участка EF будет . Тогда R равно

а для R₁ получим

Тогда схема, эквивалентная нашему соединению представлена на рисунке :

Сопротивление среднего участка равно , а общее сопротивление цепи , поэтому падение напряже­ния на этом участке, а следовательно, и на перемычке будет

В

Критерии:

Верное распределение участков цепи 4 балла,

Верное нахождение сопротивления участков 4 балла,

Верная формула для расчета сопротивлений 2 балла,

Правильная эквивалентная формула 6 баллов,

Верный расчет сопротивления участка 5 баллов,

Верный математический расчет 4 балла.