Олимпиады · МОШ

МОШ, 2012/13, отборочный этап, 9 класс

24 задачи

зад 1 Световой луч в среде

Геометрическая оптика › ПреломлениеЗакон преломлениясложность 2/10черновая разметка

Световой луч проходит в прозрачной среде за одну наносекунду расстояние, на 10 см меньшее, чем в вакууме. Во сколько раз скорость света в среде меньше, чем в вакууме? Скорость света в вакууме равна 300 000 км/с.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сравните путь света в вакууме за 1 нс и путь в среде; показатель преломления — отношение скоростей.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,5

зад 2 Два участка равноускоренного движения

Механика › КинематикаРавноускоренное движениесложность 5/10черновая разметка

Тело движется равноускоренно по прямой в одном направлении. Два последовательных участка 2 м и 12 м оно прошло за 2 с и за 6 с соответственно. Найдите модуль ускорения тела. Ответ выразите в м/с\(^2\) и округлите до сотых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите путь на первом участке и на двух участках вместе через начальную скорость и ускорение — получится система из двух уравнений.

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,25

зад 3 Три груза на стержне

Механика › СтатикаРычаги и простые механизмысложность 3/10черновая разметка

На невесомый стержень длиной 0,9 м прикрепляют грузы: груз массой 3 кг — к одному концу, груз массой 2 кг — к другому, и груз массой 4 кг — к середине. На каком расстоянии от груза массой 3 кг должна находиться точка подвеса, чтобы получившаяся система находилась в равновесии? Ответ представьте в сантиметрах и округлите до целых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите равенство моментов сил тяжести относительно точки подвеса.

▶ОтветСкрыть
Ответ

40

зад 4 Палец в стакане

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаСила Архимедасложность 2/10черновая разметка

Стакан с водой был уравновешен на весах. Когда школьник Владислав погрузил палец в стакан, равновесие весов нарушилось. Чтобы весы вновь оказались уравновешены, Владислав добавил на противоположную чашу весов гирю массой 3 г. Какой объем воды вытеснен пальцем? Ответ выразите в кубических сантиметрах и округлите до целых. Плотность воды 1000 кг/м\(^3\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Добавленная гиря уравновешивает силу, с которой палец действует на воду, — а она равна силе Архимеда.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3

зад 5 Смешивание ледяной и горячей воды

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

В сосуде находится 3 кг воды при температуре \(0^\circ\)C. В сосуд долили 1 кг воды при температуре \(100^\circ\)C. Чему будет равна температура воды после установления равновесия? Теплоемкостью сосуда можно пренебречь. Ответ выразите в градусах Цельсия и округлите до целых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Тепло, отданное горячей водой, равно теплу, полученному холодной.

▶ОтветСкрыть
Ответ

25

зад 6 Напряжение на медном проводнике

Электрические цепи › Постоянный токЗакон Ома, сопротивлениеВычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочкисложность 3/10черновая разметка

На концах цилиндрического медного проводника с удельным сопротивлением \(1{,}7\cdot10^{-8}\) Ом\(\cdot\)м поддерживается постоянное напряжение. Сила тока в проводнике равна 41 мА. Объем проводника равен 0,15 см\(^3\), а его длина 14 м. Чему равно напряжение на его концах? Ответ выразите в вольтах и округлите до десятых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Площадь сечения найдите из объёма и длины, затем сопротивление по формуле для проводника и закон Ома.

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,9

зад 7 Напыление серебряной плёнки

Термодинамика и молекулярная физика › Молекулярно-кинетическая теорияАтомы и молекулы, оценкиМасса и плотностьсложность 5/10черновая разметка

При напылении серебряной плёнки её толщина растёт со скоростью 6 слоёв атомов за 1 секунду. Сколько времени потребуется для напыления плёнки толщиной 2 мкм? Известно, что масса \(6\cdot10^{23}\) атомов серебра составляет 108 г, а плотность серебра 10,5 г/см\(^3\). Ответ представьте в минутах и округлите до целых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Найдите объём, приходящийся на один атом, и оцените размер атома как кубический корень из него.

▶ОтветСкрыть
Ответ

21

зад 8 Невесомость на мостике

Механика › ДинамикаДинамика движения по окружности, конический маятниксложность 2/10черновая разметка

Мотоциклист въезжает на горбатый мостик радиусом 90 м (центр кривизны находится под мостиком). С какой минимальной скоростью должен двигаться мотоциклист, чтобы при движении по мостику испытать состояние невесомости? Ответ выразите в м/с и округлите до целых. Ускорение свободного падения считайте равным 10 м/с\(^2\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Невесомость в верхней точке — сила реакции опоры равна нулю, значит, центростремительное ускорение создаёт одна сила тяжести.

▶ОтветСкрыть
Ответ

30

зад 9 Грузы в воде на стержне

Механика › СтатикаРычаги и простые механизмыСила Архимедасложность 5/10черновая разметка

К левому концу невесомого стержня длиной 70 см прикрепили нить с грузом массой 2 кг, к правому концу — нить с грузом массой 1 кг. Плотность материала грузов 3 г/см\(^3\). Груз меньшей массы погружен в воду полностью, груз большей массы — на половину его объема. На каком расстоянии от груза массой 2 кг должна находиться точка подвеса стержня, чтобы получившаяся система находилась в равновесии? Ответ представьте в сантиметрах и округлите до целых. Грузы в воде не касаются дна сосуда.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Каждый груз действует на стержень с силой, равной весу за вычетом силы Архимеда; затем — правило моментов.

▶ОтветСкрыть
Ответ

20

зад 10 Лёд со стальным шариком

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаПлавание тел, устойчивость плаванияПлавление и кристаллизациясложность 5/10черновая разметка

В цилиндрическом сосуде с площадью основания 10 см\(^2\) плавает в воде кусочек льда, в который вмерз стальной шарик. Масса шарика 4,0 г, плотность стали 7,8 г/см\(^3\), плотность воды 1,0 г/см\(^3\). На какое расстояние понизится уровень воды в сосуде после того, как лед растает? Ответ выразите в миллиметрах и округлите до десятых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сравните объём вытесненной воды до таяния и объём, который займут вода от льда и шарик после таяния.

▶ОтветСкрыть
Ответ

3,5

зад 11 Теплоёмкость сосуда

Термодинамика и молекулярная физика › ТеплообменКоличество теплоты, уравнение теплового балансасложность 3/10черновая разметка

В сосуд, содержащий 2 литра воды при температуре \(97^\circ\)C, долили 1,7 литра воды при температуре \(27^\circ\)C, в результате чего установившаяся температура сосуда с содержимым составила \(67^\circ\)C. Найдите теплоемкость сосуда. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг\(\cdot^\circ\)С), плотность воды 1000 кг/м\(^3\). Ответ представьте в кДж/\(^\circ\)С и округлите до сотых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Составьте уравнение теплового баланса, учитывая, что сосуд тоже нагревается.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,12

зад 12 Нагреватель в комнате

Электрические цепи › Постоянный токРабота и мощность тока, нагревателиНагреватели, КПД нагревасложность 3/10черновая разметка

Комната теряет за сутки 84 МДж тепла. Какой ток протекает по обмотке нагревателя сопротивлением 0,2 кОм, если при его включении температура в комнате остаётся постоянной? Ответ представьте в амперах и округлите до десятых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Температура постоянна, значит, мощность нагревателя равна мощности потерь тепла.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2,2

зад 13 Поворот зеркала

Геометрическая оптика › ОтражениеПлоское зеркалосложность 2/10черновая разметка

Угол между лучом, падающим на плоское зеркало, и лучом, отраженным от него, равен \(30^\circ\). Требуется увеличить этот угол в два раза. На сколько градусов надо повернуть зеркало? Ответ округлите до целых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Угол падения равен половине угла между падающим и отражённым лучами.

▶ОтветСкрыть
Ответ

15

зад 14 Ускорение точек экватора

Механика › КинематикаДвижение по окружностисложность 1/10черновая разметка

С каким центростремительным ускорением движутся точки поверхности Земли на ее экваторе? Считайте, что период вращения Земли составляет 24 ч, а радиус Земли 6400 км. Ответ выразите в см/с\(^2\) и округлите до десятых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Выразите скорость точки экватора через период и радиус, затем используйте формулу \(a = v^2/R\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

3,4

зад 15 Мышцы плеча

Механика › СтатикаРавновесие тел, моменты силРычаги и простые механизмысложность 3/10черновая разметка

Мышцы плеча крепятся сухожилием к локтю за 4 см до сустава, расстояние от сустава до центра ладони 40 см. В руке, согнутой под прямым углом, человек может удержать груз массой 16 кг. Какова при этом сила напряжения мышц плеча? Ответ представьте в килоньютонах и округлите до десятых. Ускорение свободного падения считайте равным 10 м/с\(^2\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Рассмотрите предплечье как рычаг с осью в суставе и запишите правило моментов.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,6

зад 16 U-образная трубка с поршнями

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаТрубки с жидкостью, U-образные трубкисложность 5/10черновая разметка

В U-образную вертикальную трубку, левое колено которой закрыто поршнем массой 4 кг, а правое — поршнем массой 5 кг, налита вода. На левом поршне лежит груз, при этом уровень воды в обоих коленах трубки одинаков. На сколько повысится уровень воды в левом колене, если груз переложить на другой поршень? Ответ представьте в сантиметрах и округлите до десятых. Площадь каждого из поршней 10 дм\(^2\), плотность воды 1,0 г/см\(^3\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Сначала из равенства давлений найдите массу груза, затем используйте равенство давлений на одном уровне после перекладывания.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,0

зад 17 Свинец и тугоплавкий брусок

Термодинамика и молекулярная физика › Фазовые переходыПлавление и кристаллизацияКоличество теплоты, уравнение теплового балансасложность 4/10черновая разметка

В расплавленный свинец, находящийся при температуре плавления \(327^\circ\)C, положили металлический тугоплавкий брусок массой 60 г, имеющий температуру \(67^\circ\)C. Чему равна удельная теплоемкость бруска, если в результате кристаллизовалось 0,5 кг свинца? Удельная теплота плавления свинца \(0{,}25\cdot10^5\) Дж/кг. Представьте ответ в кДж/(кг\(\cdot^\circ\)C) и округлите до десятых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Тепло кристаллизации свинца идёт на нагрев бруска до температуры плавления свинца.

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,8

зад 18 Чайник со льдом

Термодинамика и молекулярная физика › Фазовые переходыПлавление и кристаллизацияРабота и мощность тока, нагревателисложность 3/10черновая разметка

В электрочайник положили лед при температуре \(0^\circ\)C, который растаял (без изменения температуры) спустя 9 минут после включения нагревателя. Сила тока в нагревателе 10 А, сопротивление 10 Ом, а КПД составляет 55 процентов. Найдите массу льда. Ответ выразите в килограммах и округлите до десятых. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Полезное тепло — это доля КПД от работы тока за время нагрева; оно идёт на плавление.

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,9

зад 19 Водород в межзвёздном кубе

Термодинамика и молекулярная физика › Молекулярно-кинетическая теорияАтомы и молекулы, оценкисложность 2/10черновая разметка

В межзвездном пространстве один атом водорода приходится на один кубический сантиметр. Какая масса водорода сосредоточена в кубе длиной ребра 1000 км? Ответ представьте в граммах и округлите до десятых. Известно, что масса \(6\cdot10^{23}\) атомов водорода составляет 1 г.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Найдите объём куба в кубических сантиметрах, затем число атомов и массу.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,7

зад 20 Скорость точки катящегося обруча

Механика › КинематикаКачение без проскальзываниясложность 4/10черновая разметка

Обруч катится по горизонтальной поверхности без проскальзывания. Скорость центра обруча составляет 1 м/с. Найдите модуль скорости точки обруча, находящейся на одной высоте с его центром. Ответ выразите в м/с и округлите до десятых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Скорость точки — сумма скорости центра и скорости вращения вокруг центра; при качении без проскальзывания они равны по модулю.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,4

зад 21 Деревянный кубик в сосуде с водой

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаПлавание тел, устойчивость плаваниясложность 5/10черновая разметка

Сосуд с водой имеет форму куба длиной ребра 2 дм. В сосуд аккуратно кладут деревянный кубик длиной ребра 1 дм. При каком минимальном объеме воды в сосуде деревянный кубик будет плавать в воде? Ответ представьте в литрах и округлите до десятых. Плотность дерева составляет половину плотности воды.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Найдите глубину погружения плавающего кубика; вода должна доходить до этого уровня под кубиком.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1,5

зад 22 Две тележки на нити

Механика › ДинамикаСвязанные теласложность 2/10черновая разметка

Две тележки (массы 100 г и 200 г) связаны легкой нитью. За более массивную тележку потянули с силой 6 Н, и тележки стали двигаться по горизонтальной плоскости. С какой силой натянута нить? Ответ выразите в ньютонах и округлите до целых.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Найдите общее ускорение системы, затем запишите второй закон для лёгкой тележки.

▶ОтветСкрыть
Ответ

2

зад 23 Долив воды в чайник

Термодинамика и молекулярная физика › ТеплообменНагреватели, КПД нагреваКоличество теплоты, уравнение теплового балансасложность 5/10черновая разметка

В электрический чайник мощностью 1,8 кВт и КПД 60 процентов с двумя литрами воды при температуре \(60^\circ\)С долили воду при температуре \(70^\circ\)С. После включения чайника вода нагрелась до температуры \(90^\circ\)С за 5 минут. Какой объем воды долили в чайник? Ответ представьте в литрах и округлите до десятых. Теплоемкостью чайника пренебречь. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг\(\cdot^\circ\)С), плотность воды 1000 кг/м\(^3\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Полезное тепло нагревателя идёт на нагрев всей воды (исходной и долитой) от \(60^\circ\) и \(70^\circ\) до \(90^\circ\).

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,9

зад 24 Золочёная медная проволока

Электрические цепи › Постоянный токВычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочкисложность 5/10черновая разметка

Круглую медную проволоку сечением 1 мм\(^2\) покрывают слоем золота толщиной 1 мкм. На сколько уменьшится сопротивление этой проволоки? Удельное сопротивление меди равно \(1{,}75\cdot10^{-8}\) Ом\(\cdot\)м, удельное сопротивление золота равно \(2{,}3\cdot10^{-8}\) Ом\(\cdot\)м. Запишите ответ в процентах и округлите до второй значащей цифры.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Медь и золото — параллельные проводники; найдите площадь золотого слоя через радиус проволоки.

▶ОтветСкрыть
Ответ

0,27

Источник: Московская олимпиада школьников по физике, 2012/13, отборочный этап, 9 класс — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.