Олимпиады · МОШ

МОШ, 2010/11, отборочный этап, 9 класс

8 задач

зад 1 Встречные поезда

Механика › КинематикаОтносительность движения, сложение скоростейсложность 1/10черновая разметка

В течение какого времени скорый поезд длиной 300 м, идущий со скоростью 72 км/ч, будет проходить мимо встречного товарного состава длиной 600 м, идущего со скоростью 36 км/ч? Ответ выразите в с.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Перейдите в систему отсчёта, связанную с одним из поездов: с какой скоростью и какой путь проходит другой поезд?

зад 2 Аэростат на привязи

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаСила АрхимедаВоздушный шар, подъёмная силасложность 2/10черновая разметка

Аэростат объемом 1000 м\(^3\) заполнен гелием. Плотность гелия 0,18 кг/м\(^3\), плотность воздуха 1,29 кг/м\(^3\). Масса оболочки аэростата 110 кг. С какой силой натянут трос, удерживающий аэростат у поверхности земли? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с\(^2\). Ответ выразите в Н.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите условие равновесия аэростата: выталкивающая сила вверх, вес гелия, вес оболочки и натяжение троса вниз.

зад 3 Удельная теплоёмкость кирпича

Термодинамика и молекулярная физика › ТеплообменКоличество теплоты, уравнение теплового балансасложность 1/10черновая разметка

Для нагревания кирпича массой 2 кг от 20 \(^\circ\)С до 85 \(^\circ\)С затрачено такое же количество теплоты, как для нагревания той же массы воды на 13 \(^\circ\)С. Зная удельную теплоемкость воды 4200 Дж/(кг\(\cdot{}^\circ\)С), найдите удельную теплоемкость кирпича. Ответ выразите в Дж/(кг\(\cdot{}^\circ\)С).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Приравняйте количества теплоты \(cm\Delta t\) для кирпича и для воды.

зад 4 Два проводника

Электрические цепи › Постоянный токЗакон Ома, сопротивлениесложность 1/10черновая разметка

Два проводника, соединённые параллельно, имеют сопротивление 2,4 Ом. Сопротивление одного из этих проводников равно 4 Ом. Найдите сопротивление цепи при последовательном соединении этих проводников. Ответ выразите в Ом.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Из формулы для параллельного соединения найдите сопротивление второго проводника.

зад 5 Бросок под углом: скорость ⊥ начальной

Механика › КинематикаБаллистика: бросок под угломВекторы в механикесложность 5/10черновая разметка

Из некоторой точки \(A\) брошено тело под углом к горизонту. Через время \(\tau\) оно достигло точки \(B\), а вектор его скорости оказался перпендикулярным вектору начальной скорости тела. Найдите расстояние \(AB\) между точками \(A\) и \(B\). Сопротивление воздуха можно не учитывать. Ускорение свободного падения \(g\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость в точке \(B\) равна \(\vec v_0 + \vec g\tau\). Какой получается треугольник скоростей, если \(\vec v \perp \vec v_0\)? Перемещение равно \(\vec v_0\tau + \vec g\tau^2/2\).

зад 6 Лёд с гайкой в воде

Термодинамика и молекулярная физика › ТеплообменКоличество теплоты, уравнение теплового балансаПлавление и кристаллизациясложность 5/10черновая разметка

В сосуд, содержащий воду массой \(m_\text{в} = 200\) г при температуре \(t_1 = 10\,^\circ\)С, бросили кусок льда с вмерзшей в него железной гайкой, имеющий суммарный объем \(V = 125\) см\(^3\) и температуру \(t_2 = 0\,^\circ\)С. После того как сосуду сообщили количество теплоты \(Q = 55\) кДж, температура его содержимого оказалась равной \(t_3 = 20\,^\circ\)С. Найдите массу гайки \(m_\text{г}\). Теплоемкостью сосуда и потерями теплоты можно пренебречь.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Выразите массу льда через \(V\) и \(m_\text{г}\) (объёмы льда и гайки складываются), затем запишите уравнение теплового баланса с плавлением льда.

зад 7 Три нагревателя и ключ

Электрические цепи › Постоянный токРабота и мощность тока, нагревателиВычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочкисложность 4/10черновая разметка

Три одинаковые количества воды, взятые при одной и той же начальной температуре, доводят до кипения на плитке при разных способах подключения трех одинаковых нагревательных элементов к источнику. При положениях ключа 1 и 2 время закипания оказалось одинаковым и равным \(\tau_0 = 25\) с. За какое время \(\tau\) закипит вода при последовательном соединении всех трех элементов и подключении к тому же источнику? Потерями теплоты можно пренебречь.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Выясните, какие элементы и как включены в положениях 1 и 2, и найдите мощность в каждом случае через сопротивление \(R\) элемента. Количество теплоты для закипания одно и то же.

зад 8 Призма из трёх зеркал

Геометрическая оптика › ОтражениеПлоское зеркалоСимметриясложность 6/10черновая разметка

Из трех плоских зеркал, одно из которых является полупрозрачным, составлена прямая треугольная призма, поперечное сечение которой изображено на рисунке. Зеркала обращены отражающими поверхностями внутрь призмы. На внешнюю поверхность полупрозрачного зеркала \(AB\) снаружи падает тонкий лазерный луч, который частично отражается от этой поверхности, а частично проходит во внутреннюю полость призмы. Известно, что, попав внутрь призмы, луч стал распространяться по замкнутой траектории, представляющей из себя трехзвенную ломаную (см. рисунок). Найдите длину \(L\) этой ломаной, считая заданными стороны треугольника: \(BC = a\), \(AC = b\), \(AB = c\) и противолежащие им углы: \(\angle BAC = \alpha\), \(\angle ABC = \beta\), \(\angle ACB = \gamma\).

Рисунок

Замечание. Ясно, что если стороны треугольника известны, то дополнительно задавать противолежащие им углы нет необходимости, поскольку они однозначно определяются, например, по теореме косинусов. Включение в условие задачи избыточных данных служит единственной цели: сделать решение и запись ответа менее громоздкими.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Развёртка: отражайте треугольник относительно сторон, чтобы траектория стала прямой. Либо найдите треугольник, вершины которого лежат на сторонах, с минимальным периметром.

Источник: Московская олимпиада школьников по физике, 2010/11, отборочный этап, 9 класс — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.