Рыжий Кот Примерные задания Всероссийской олимпиады по физике

Рыжий Кот
www.ginger-cat.ru
Примерные задания Всероссийской олимпиады по физике
для 11 класса «Рыжий Кот»
Данные задания являются демонстрационными. Для получения актуальных олимпиадных заданий
необходимо подать заявку на текущее мероприятие в личном кабинете:
www.ginger-cat.ru/index.php?id=orders_create
1. Круговой контур радиусом 2 см помещен в однородное магнитное поле, индукция
которого 0,2 Тл. Плоскость контура перпендикулярна направлению магнитного поля,
сопротивление контура 1 Ом. Какое количество электричества протечет через
катушку при повороте ее на 90º?
а) q = 2,5 Кл.;
б) q = 5*10¯⁴ Кл.;
в) q = 2,5*10¯⁴ Кл.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
2. Во сколько раз энергия электростатического взаимодействия двух частиц с зарядом q
и массою m больше энергии их гравитационного взаимодействия? Задачу решить для
электронов.
а) Wэл/Wгр = 1,24*10³⁶;
б) Wэл/Wгр = 4,17*10⁴²;
в) Wэл/Wгр = 4,17*10⁴⁰.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
3. Для того, чтобы включить лампу в сеть, напряжение которой больше напряжения, на
которое рассчитана лампа, можно воспользоваться одной из схем (рисунок). У какой
из этих схем коэффициент полезного действия выше, если в каждом случае лампа
горит в нормальном режиме?
а) во втором случае КПД выше, чем в первом;
б) КПД одинаков в обоих случаях;
1
в) в первом случае КПД выше, чем во втором.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
4. Шар радиуса R соскальзывает по лестнице, ширина и высота ступенек которой a<<R.
Соударения шара со ступеньками неупругие, трения нет. Какой наибольшей скорости
достигнет шар при достаточно большой длине лестницы?
R
а)
;
б)
в)
;
.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
5. Фотограф увидел, что во время фотографирования на объектив его фотоаппарата села
муха. Очевидно, на снимке появится изображение мухи. Так ли это?
а) на снимке изображения мухи не будет;
б) на снимке будет изображение мухи;
в) изображение мухи на снимке будет расплывчатым.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
6. Является ли работа, совершаемая источником тока во внутренней части цепи,
величиной постоянной для данного источника?
а) постоянной является лишь сумма работ, совершаемых во внутренней и внешней частях
цепи;
б) постоянной является работа, совершаемая источником во внутренней части цепи;
в) постоянной является работа, совершаемая источником во внешней части цепи.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
7. Маятник представляет собой металлический шарик, подвешенный на длинной
шелковой нити. Шарику сообщен отрицательный заряд. Как изменится период
колебаний шарика, если другой шарик, заряженный положительно, поместить внизу
на одной вертикали с точкой подвеса?
а) период колебаний маятника увеличится;
б) период колебаний маятника уменьшится;
в) период колебаний маятника не изменится.
2
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
8. В цепь переменного тока включили катушку индуктивности с большим числом
витков. Измерив идущий по катушке переменный ток, установили, что ее
сопротивление равно 20 Ом. Затем поверх этой катушки намотали точно такую же
катушку и включили ее в цепь параллельно первой. Будет ли сопротивление катушек
составлять 10 Ом?
а) нет однозначного ответа;
б) да;
в) нет.
Выполните задание и введите ответ в бланк для ответов.
9. Теплоход проходит мимо стоящей на якоре шхуны. В момент наибольшего сближения
боцман шхуны вытягивает руку и, глядя только правым глазом, заслоняет
поставленным вертикально большим пальцем вытянутой руки нос теплохода.
Открыв левый глаз и закрыв правый, он видит, что теперь его палец закрывает корму
теплохода. Боцман, зная длину теплохода, сразу же называет расстояние L до него.
Каково это расстояние? Длина теплохода а = 100 м, расстояние от глаз боцмана до
большого пальца его вытянутой руки l = 60 см, расстояние между зрачками боцмана b
= 65 мм?
Выполните задание и введите ответ с единицами измерения в бланк для ответов.
10. Одна из обкладок плоского конденсатора площадью S подвешена на пружине, а другая
обкладка закреплена неподвижно. Расстояние между пластинами в начальный момент
равно l₀. Конденсатор на короткое время подключили к батарее, и он зарядился до
напряжения U. Какой должна быть жесткость k пружины, чтобы не происходило
касания платин в результате их взаимного притяжения после зарядки? Смещением
пластины конденсатора за время зарядки можно пренебречь.
Выполните задание и представьте полное решение в бланк для ответов.
3
Рыжий Кот
www.ginger-cat.ru
Ответы на примерные задания Всероссийской олимпиады
по физике для 11 класса «Рыжий Кот»
Вопрос
Решение или ответ
1
в)
2
б)
3
в)
4
б)
5
а)
6
а)
7
б)
8
в)
9
900 м
При подключении к источнику конденсатор заряжается до напряжения U и его
пластины приобретают заряды +q и –q, равные по модулю
10
Верхняя заряженная пластина конденсатора оказывается при этом в поле заряда
нижней пластины, и на нее действует сила F =qE, где Е – напряженность поля
заряда нижней пластины. Так как в плоском конденсаторе линейные размеры
4
пластин много больше расстояния между пластинами, то можно считать, что это
поле совпадает с полем бесконечной равномерно заряженной плоскости.
Напряженность такого поля не зависит от расстояния до плоскости и равна по
модулю
где σ – плотность заряда.
Под действием силы F верхняя пластина придет в движение, растягивая пружину.
Эта сила, как и сила тяжести, не зависит от положения пластины. Сила же
упругости Fупр пружины по модулю пропорциональна смещению. Поэтому
пластина будет совершать гармонические колебания около положения равновесия,
в котором
F + mg = Fупр
(1)
где m – масса пластины. Амплитуда колебаний пластины будет равна расстоянию
h между ее первоначальным положением и положением равновесия.
Следовательно, пластины не будут соприкасаться, если это расстояние h меньше
половины первоначального расстояния l₀ между пластинами (при незаряженном
конденсаторе). Обозначим Δx₀ деформацию пружины в первоначальном
положении. Ее деформация в новом положении равновесия равна Δx₀+ h. В этом
положении сила упругости пружины равна по модулю
Fупр = k(Δx₀+ h)
Так как при отсутствии на пластинах конденсатора зарядов верхняя пластина
находилась в равновесии, то
mg = kΔx₀
Подставив выражения для Fупр и mg в формулу (1), получим:
F + kΔx₀ = k(Δx₀+ h)
откуда
h = F/k
Таким образом, пластины не коснуться, если
F/k<1/2*l₀
т.е. при
5