Олимпиады · МОШ

МОШ, 2021/22, отборочный этап, 8 класс

9 задач

зад 1 Скорость как функция пути

Механика › КинематикаГрафики движения, путь как площадьНеравномерное движение, скорость как производнаясложность 5/10черновая разметка

На графике представлена зависимость скорости автомобиля от пройденного пути.

Рисунок
  1. Чему равна средняя путевая скорость к моменту, когда автомобиль проехал 12 км? Ответ выразите в км/ч, округлите до целого числа.

  2. Найдите среднюю путевую скорость автомобиля по прошествии первой половины всего времени движения. Ответ выразите в км/ч, округлите до целого числа.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Средняя путевая скорость — это весь путь, делённый на всё время. Время на каждом участке с постоянной скоростью равно длине участка, делённой на скорость; во втором пункте сначала найдите всё время движения.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) 80 км/ч;  2) 53 км/ч.

зад 2 Резиновая конструкция

Механика › ДинамикаСила упругости, пружины и их соединениясложность 4/10черновая разметка

Резиновый шнур длиной 1 м, жёсткость которого равна 50 Н/м, разрезали на четыре части. Три части шнура оказались одинаковой длины равной 30 см, а одна часть длиной 10 см. К одной точке потолка прикрепили по одному концу каждого укороченного шнура, а оставшиеся концы скрепили между собой. На сколько сместится свободный конец полученной резиновой конструкции, если к нему прикрепить груз массой 1 кг? В ответе к задаче укажите номер столбца таблицы, в котором стоит значение, наиболее близкое к найденному вами.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Подумайте, какие из шнуров вообще натянутся, когда нагружен свободный конец: до какой длины должен растянуться самый короткий, чтобы груз повис?

▶ОтветСкрыть
Ответ

Столбец 4 (смещение около 2,0 см).

зад 3 Двухступенчатый блок

Механика › СтатикаБлоки и полиспастыРавновесие тел, моменты силсложность 4/10черновая разметка

Из нитей двух неподвижных блоков, одного подвижного двухступенчатого блока и грузов собрали систему, изображённую на рисунке, которая находится в равновесии. Двухступенчатый блок состоит из лёгких, жёстко соединенных дисков с общей осью, диаметры которых отличаются вдвое. Нити одними концами скреплены с грузами, а вторыми намотаны на диски двухступенчатого блока. Массами нитей и блоков можно пренебречь.

Рисунок
  1. Чему равна масса \(m_1\)? Ответ выразите в кг, округлите до целого числа.

  2. Найдите массу \(m_2\)? Ответ выразите в кг, округлите до целого числа.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Через неподвижный блок сила натяжения нити не меняется, поэтому каждая нить на двухступенчатом блоке натянута силой, равной весу соответствующего груза. Запишите правило моментов для двухступенчатого блока относительно его оси.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) 3 кг;  2) 2 кг.

зад 4 Подвесная конструкция из стержней

Механика › СтатикаРычаги и простые механизмыРавновесие тел, моменты силсложность 4/10черновая разметка

На рисунке изображена конструкция, которая находится в равновесии и состоит из нитей, стержней и четырёх грузов массами 100 г, 200 г, 800 г и \(m_x\), причём 200 г \(< m_x <\) 800 г. Считайте, что массы нитей и стержней пренебрежимо малы по сравнению с массами грузов.

Рисунок
  1. Напротив каждой массы напишите номер груза. Грузы: 100 г; 200 г; \(m_x\); 800 г.

  2. Чему равна масса \(m_x\)? Ответ выразите в граммах, округлите до целого числа.

  3. Какой стержень, если бы был массивным и однородным, не нарушил равновесия конструкции? Варианты: А; В; С.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Для каждого стержня масса, висящая на точке подвеса, равна сумме подвешенных к нему масс, а плечи обратно пропорциональны массам на концах. Начните с нижнего стержня: по отношению плеч (по клеткам рисунка) определите, какие грузы на нём самые лёгкие.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) 100 г — груз 3, 200 г — груз 2, \(m_x\) — груз 1, 800 г — груз 4;  2) \(m_x = 500\) г;  3) стержень А.

зад 5 Тело на динамометре

Гидростатика и гидродинамика › ГидростатикаСила АрхимедаДавление жидкостисложность 3/10черновая разметка

Тело, подвешенное к динамометру, полностью погрузили в сосуд с водой, площадь поперечного сечения которого 150 см\(^2\). Динамометр показал 9 Н, а давление на дно сосуда увеличилось на 400 Па. Найдите среднюю плотность тела. Ускорение свободного падения равно 10 Н/кг, плотность воды 1000 кг/м\(^3\). Ответ выразите в кг/м\(^3\), округлите до целого числа.

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Вода давит на тело вверх с силой Архимеда, а тело на воду — вниз с той же силой. На сколько при этом выросла сила давления воды на дно? Затем сложите показание динамометра и силу Архимеда.

▶ОтветСкрыть
Ответ

\(2500\) кг/м\(^3\).

зад 6 От пристани к пристани

Механика › КинематикаДвижение по реке, переправы, ветерсложность 4/10черновая разметка

Друг за другом по течению реки расположены три пристани: \(A\), \(B\) и \(C\). Катер стартует от пристани \(A\), движется до \(C\), очень быстро разворачивается и доходит до пристани \(B\), как показано на рисунке слева. Путь занимает 45 минут. Затем катер возвращается обратно в \(A\) подобным образом: сначала движется от \(B\) до \(C\), разворачивается и доходит до \(A\) (см. рисунок, справа), затрачивая на 10 минут больше времени, чем в первом случае. Скорость течения реки и скорость лодки в стоячей воде равны: 1 м/с и 5 м/с. Перемещения поперёк реки занимают пренебрежимо малое время. Дайте ответы на следующие вопросы, выразите их в км, округлив до десятых.

Рисунок
  1. Чему равно расстояние между пристанями \(A\) и \(C\)?

  2. Найдите расстояние между \(B\) и \(C\).

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

По течению катер идёт со скоростью 6 м/с, против течения — 4 м/с. Запишите время каждого из двух маршрутов через расстояния \(AC\) и \(BC\) и составьте систему из двух уравнений.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) 10,8 км;  2) 3,6 км.

зад 7 Уравновешивание

Механика › СтатикаРычаги и простые механизмыЭкстремум, неравенства в физических задачахсложность 4/10черновая разметка

На жёсткой лёгкой планке лежат 11 одинаковых грузов, так что расстояние между любыми двумя соседними грузами равно 1 см, а опора, на которой уравновешена планка, расположена посередине планки (рис. ниже). Любой груз можно переместить, поставив его сверху на любой другой груз. Описанную операцию можно проделать любое количество раз. Требуется расположить грузы так, чтобы система находилась в равновесии и справа от опоры располагалось максимально возможное количество грузов. В процессе перестановки грузов планку удерживают в горизонтальном положении.

Рисунок
  1. Сколько грузов окажется в итоге справа от опоры?

  2. Какое максимальное количество грузов может находиться на расстоянии 2 см от опоры?

▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Условие равновесия — равенство суммарных моментов грузов слева и справа от опоры. Чем дальше от опоры лежит груз, тем больший момент он создаёт, а груз, стоящий на опоре, момента не создаёт.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) 9;  2) 1.

зад 8 Температурные измерения

Термодинамика и молекулярная физика › ТеплообменКоличество теплоты, уравнение теплового балансаСреднее значение функциисложность 5/10черновая разметка

Термометр поочерёдно погружают в два сосуда, содержащие различные жидкости при разной температуре: сначала в первый сосуд, затем во второй, после опять в первый и так далее. При каждом погружении показания термометра некоторое время меняются, а затем устанавливаются и после этого их записывают. Результаты четырёх последовательных измерений представлены в таблице ниже.

Рисунок

При расчётах теплоёмкостью сосудов и теплообменом с окружающей средой следует пренебречь.

  1. Найдите отношение удельной теплоёмкости жидкости во втором сосуде к удельной теплоёмкости жидкости в первом: \(c_2/c_1\), если массы жидкостей равны. Ответ округлите до целого.

  2. Какую температуру \(t_1^{(3)}\) покажет термометр при третьем погружении в первый сосуд? В ответе укажите номер столбца таблицы, в котором стоит значение, наиболее близкое к найденному вами.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Термометр сам принимает температуру жидкости, в которую погружён, и при этом заметно её меняет: запишите уравнение теплового баланса для термометра и жидкости при каждом погружении, обозначив теплоёмкость термометра отдельной буквой.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) 2;  2) столбец 2 (\(t_1^{(3)} \approx 28{,}0\text{ °C}\)).

зад 9 Плотности мензурки и жидкости

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

Специальная тонкостенная стеклянная мензурка с толстым массивным дном (объём стенок мензурки пренебрежимо мал по сравнению с объёмом дна) плавает в воде. На боковую поверхность мензурки нанесена мерная шкала, состоящая из делений, расположенных на равном расстоянии друг от друга, подписей к делениям нет. Нулевое деление находится на уровне верхнего края дна мензурки. Толщине дна соответствуют два деления шкалы (определили «на глаз»). Неизвестную жидкость наливают в мензурку до двенадцатого деления по шкале и аккуратно погружают мензурку с жидкостью в воду. Мензурка плавает, при этом уровень неизвестной жидкости оказывается вровень с уровнем воды (на рисунке слева). Если теперь в мензурку долить такой же объём жидкости, что и в первом случае, то мензурка не утонет, а уровень неизвестной жидкости окажется на три деления выше уровня воды (на рисунке справа). Полагая, что плотность воды и ускорение свободного падения равны \(\rho = 1{,}0\) г/см\(^3\) и \(g = 10\) м/с\(^2\), определите следующие величины.

  1. Плотность неизвестной жидкости.

  2. Плотность стекла, из которого изготовлена мензурка.

Ответы выразите в кг/м\(^3\). Округлите до целых.

Рисунок
▶ПодсказкаСкрыть
Подсказка

Запишите условие плавания (вес всей системы равен весу вытесненной воды) для каждого из двух рисунков. Сравнивая их, вы исключите неизвестный вес стекла и найдёте плотность жидкости, а затем и плотность стекла.

▶ОтветСкрыть
Ответ

1) 750 кг/м\(^3\);  2) 2500 кг/м\(^3\).

Источник: Московская олимпиада школьников по физике, 2021/22, отборочный этап, 8 класс — условия (1) · условия (2) · решения (1) · решения (2). Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.