Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Центр дополнительного образования для детей» 350000 г. Краснодар, ул. Красная,76 тел. 259-84-01 E-mail:cdodd@mail.ru КРАЕВЫЕ ЗАОЧНЫЕ КУРСЫ «ЮНИОР» Физика 7 класс ответы и критерии оценки заданий к работе № 1, 2014-2015 учебный год 1. (10 баллов) На работу Инженер ежедневно приезжал на станцию в одно и то же время, и в это же время за ним с завода приезжала машина, на которой он ехал на этот завод работать. Однажды инженер приехал на станцию на 55 мин раньше обычного, сразу пошел навстречу машине и приехал на завод на 10 мин раньше обычного. Какова скорость машины, если скорость, с которой идет инженер 5 км/ч? Решение. 1. Так как во второй раз инженер приехал на завод на 10 мин раньше (а выехала машина как обычно), то от места встречи машины и инженера до станции машина ехала бы 5 минут. +4 балла 2. Инженер пешком это же расстояние прошел за 50 мин (так как инженер прибыл на станцию на 55 минут раньше, чем пришла бы машина). + 4 балла 3. Таким образом, одно и то же расстояние (от станции до места встречи) машина проехала, затратив в 10 раз меньше времени, чем инженер, значит скорость машины в 10 раз больше скорости, с которой идет инженер. Скорость машины 50 км/ч. + 2 балла Обратите внимание, что для этой задачи возможны различные способы решения. В любом случае можно придерживаться таких общих критериев. Полное правильное решение – 10 баллов Каждая ошибка в алгебраических преобразованиях или расчетах уменьшает оценку на 1-2 балла. Отсутствие одного существенного для понимания решения пункта этого решения (или ошибка в этом пункте) позволяет за задачу поставить не более 4 баллов. Ответ: скорость машины 50 км/ч. 2. (5 баллов) Объем машинного масла. Бочку массой 30 кг и объемом 1 м3 заполнили стальными деталями разной формы, а затем залили машинным маслом. Масса доверху заполненной бочки составляет 5900 кг. Плотность масла 900 кг/м3, плотность стали 8000 кг/м3. Какой объем машинного масла залили в бочку? Решение: Пусть суммарный объем машинного масла равен V1, а суммарный объем деталей равен V2. Тогда V1 V2 V (1). При этом 1V1 m1 - общая масса машинного масла, а 2V2 m2 - общая масса стальных деталей. Суммарная масса наполненной бочки складывается из массы машинного масла, массы деталей и массы пустой бочки: m1 m2 m M (2). Таким образом, получаем два уравнения (1) и (2) с двумя неизвестными 3 V1 V2 1м 3 3 900кг / м V1 8000кг / м V2 5870кг . Решая совместно, получаем, что V1=0,3м3, V2=0,7м3. Ответ: объем машинного масла в бочке равен 0,3 м3. 3. (5 баллов) Время путешествия. 14 ноября 1889 года журналистка Нелли Блай отправилась налегке в кругосветное путешествие по маршруту: Нью-Йорк–Лондон–Париж–Бриндизи–Суэц–Цейлон– Сингапур–Гонконг–Йокогама–Сан-Франциско–Нью-Йорк с целью повторить рекорд Филеаса Фогга. Она финишировала в Нью-Йорке, преодолев 24899 мили (1 миля = 1,6 км) перемещаясь со средней скоростью 6,38128 м/с. Определите время ее путешествия, которое было зафиксировано в редакции газеты (с точностью до секунды). Решение. Расстояние в 24899 мили = 39838400 м, двигаясь со скоростью 6,38128 м/с, можно преодолеть за 6243011 секунд, что составляет 72 дня 6 часов 10 минут 11 секунд. Ответ: 72 дня 6 часов 10 минут 11 секунд. 4. (10 баллов) Два жука. Два жука бегут по прямой дорожке с постоянными одинаковыми скоростями. В начальный момент времени t 0 0 с расстояние между ними было равно s0 20 м . В момент времени t1 10с расстояние между ними стало равным s1 5м . Какое расстояние s2 между ними будет в момент времени t 2 20с ? Решение: За первые t1 t 0 10c расстояние между жуками уменьшилось с s0 20 м до s1 5м , поэтому изначально они бежали навстречу друг другу и возможны два варианта: 1. К моменту t1 они успели встретиться и теперь бегут в разные стороны. Тогда их относительная скорость равна расстояние между ними V s0 s1 25 м 2,5 м / с t1 t 0 10с . возрастет на Еще через V t 2 t1 25 м , t 2 t1 10c поэтому s2 s1 V (t 2 t1 ) 5м 25м 30 м 2. К моменту t1 они не успели встретиться и продолжают бежать навстречу друг V s0 s1 15 м 1,5 м / с t1 t 0 10с . Еще другу. В таком случае их относительная скорость равна через t 2 t1 10c , они переместятся друг относительно друга на расстояние V t 2 t1 15м , что больше, чем s =5м. Таким образом, к моменту t 2 20c они уже 1 встретятся и расстояние между ними будет равным s2 V (t 2 t1 ) s1 15м 5м 10 м Ответ: расстояние между жуками будет равно 30 м или 10 м. 5. (5 баллов) Два шара. Два шара, двигавшиеся навстречу друг другу, сталкиваются. В результате первый шар, имевший скорость 5м/с, остановился. Второй же шар, имевший скорость 3м/с, отлетел назад со скоростью 2м/с. Масса какого шара больше и во сколько раз? Решение: Причиной изменения скорости движения тела всегда является его взаимодействие с другими телами. При взаимодействии двух тел всегда изменяются скорости и первого, и второго тела. Отношение масс двух взаимодействующих тел, обратно пропорционально отношению изменения скоростей этих тел m2 V01 V1 m1 V2 V02 Подставляя числовые значения m2 5 м / с 0 м / с 5 m1 3м / с 2 м / с . Отсюда следует, что m2 5m1 Ответ: масса второго шара в 5 раз больше, чем первого. 6. (5 баллов) Космический и парусный корабль. Магеллан, совершив кругосветное плавание, обогнул земной шар за 3года. Космичеcкий корабль облетает землю в среднем за 90 минут. Путь пройденный мореплавателем, примерно в два раза больше, чем путь, пройденным космическим кораблем. Во сколько раз средняя скорость полета космического корабля превышает скорость парусного корабля, на котором плавал Магеллан. Решение: Пусть t1 - время плавания, а t2 - время полета S1 = v1t1; S2 = v2t2 v2/v1=S2/t2=S1/t1= (1/2)t1/t2 t1/2t2=3*365*24*60/180= 8,76*103раз Критерии оценки выполнения задания Баллы Приведён правильный ответ ( пусть даже с точностью до 10 десятых) Правильно записаны S1 = v1t1; S2 = v2t2, применение 7 которых необходимо для решения задачи, но в дальнейших преобразованиях допущены ошибки или не учтено, что S1 = 2S2 Представлены только формулы связи скорости, времени, 3 пройденного пути Указано только, что внешняя сила должна быть 1 приложена к центру масс системы стул-тело Все случаи решения, которые не соответствуют 0 вышеуказанным критериям Ответ: Средняя скорость полета космического корабля превышает скорость парусного корабля, на котором плавал Магеллан в 8,76*103раз. 7. (10 баллов) Петров или Иванов? Петр Петров и Иван Иванов вышли на 4 км, дистанцию школьного стадиона. Длина беговой дорожки - 400 м. Среднее время, за которое пробегает один круг по стадиону Петр - 50 с. Иван пробегает этот же круг за 60 с. Сколько раз школьники встретятся на дистанции и на каком расстоянии от точки старта Петр обгонит Ивана? Решение: Средняя скорость Пети v1 = l/t1, Средняя скорость Ивана v2 = l/t2, Скорость Петра относительно Ивана составляет v = v1 - v2 = l(1/t1-1/t2) = l* t2-t1/t1t2= 4/3м/c Для встречи Петр должен пробежать дополнительный круг относительно Ивана для этого ему потребуется (400/4)3=300с. а на всю дистанцию 500с. Следовательно, Петр обгонит Ивана лишь 1 раз, на расстоянии 2400м от точки старта Критерии оценки выполнения задания Баллы Приведено правильное решение задачи, даны ответы 10 на оба вопроса задачи Дан правильный ответ только на один из вопросов 7 задачи, а при ответе на второй вопрос возникли арифметические проблемы Дан правильный ответ только на один из вопросов 5 задачи Высказана только догадка, что необходимо найти 3 относительную скорость Все случаи решения, которые не соответствуют 0 вышеуказанным критериям Ответ: Петр обгонит Ивана лишь 1 раз, на расстоянии 2400м от точки старта 8. (10 баллов) Найти плотность Ученик измерил плотность деревянного бруска, покрытого краской, и она оказалась равной 600 кг/м3. Но на самом деле брусок состоит из двух частей, равных по массе, плотность одной из которых в два раза больше плотности другой. Найдите плотности обеих частей бруска. Массой краски можно пренебречь. Решение. Пусть m - масса каждой из частей бруска, 1 и 2 1 / 2 - их плотности. Тогда части бруска имеют объемы m / 1 и m / 2 1 , а весь брусок массу 2m и объем 3m / 1 . 2m 2 1 3m / 1 3 . Средняя плотность бруска Отсюда находим плотности частей бруска: 3 3 1 900 2 450 2 4 кг/м3, кг/м3. 2m 1. Определено, что средняя плотность бруска есть V – по 1 балл. 2. Определены объемы каждой части бруска m / 1 и m / 2 1 – 2 балла. 3. Определен весь объем бруска 3m / 1 – 2 балла. 4. Выражена средняя плотность бруска через 1 – 1 балла. 5. Найдена плотность каждого бруска – по 2 балла. Ответ: плотности обеих частей бруска равны соответственно 900 кг/м3 и 450 кг/м3 . Экспериментальный тур 9. У Вас в руках кусочек алюминиевой трубки и лист из школьной тетрадки в клеточку. Зная плотность алюминия 2700 кг/м3 и используя только листок школьной тетрадки как можно приближенно определить массу трубки. Решение: 1) Догадка лист в клеточку = бумажная линейка с ценой деления 0,5 см 2) Поставив трубку торцом на листок и повернув ее несколько раз вокруг вертикальной оси находим внутренний и внешний диаметры трубки 3) Определяем объем трубки V как разность объемов внешнего и внутреннего цилиндра 4) Определяем массу. Критерии оценки выполнения задания Баллы Приведён (описан) правильный алгоритм действий, указаны все определения, применение которых необходимо для решения задачи. Проведены все необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному ответу. Правильно записаны необходимые определения, применение которых необходимо для решения задачи, проведены необходимые преобразования но в вычислениях допущены арифметические ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. Представлена догадка, что лист в клеточку = бумажная линейка, определен объем внешнего цилиндра без других преобразований с их использованием, направленные на решение задачи и получение ответа. Представлена только догадка, что лист в клеточку = бумажная линейка Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям 10 7 5 2 0 10. Определение массы воздуха в жилой комнате по плотности и объему Цель работы – научиться определять массу воздуха в жилой комнате по плотности воздуха объему. Приборы и материалы: рулетка или измерительная лента, жилое помещение, таблица плотностей газов. Указания к работе 1. Используя рулетку или измерительную ленту, измерьте длину, ширину и высоту комнаты (длина – а, ширина – в, высота – с). Запишите эти величины в м. 2. Определите объем комнаты в м3, используя формулу V = а*в *c 3. Используя таблицу плотностей газов, определите плотность воздуха. 4. Определите массу воздуха в комнате по формуле m=ρ*V 5. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу длина – а, ширина – в, высота – с, объем Плотность Масса м м м комнаты воздуха воздуха в 3 3 V = а*в *c, м ρ, кг/м комнате m=ρ*V, кг Дополнительное задание: 1. Подумайте и ответьте, изменится ли масса воздуха в комнате, если его температура повысится? Дайте развёрнутый ответ.