олімпіади.

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської учнівської олімпіади з фізики (пароль:091 120 14)

7 клас

8 клас

9 клас

10 клас

11 клас

Звіт

7 клас

1.                Коли металічну кулю, площа поверхні якої становить S= 100 см², покрили тонким шаром хрому, то маса кулі збільшилася на 36 мг. Якої товщини шар хрому нанесли на кулю, якщо відомо, що маса хрому об’ємом 1 см³ дорівнює 7,2  г?

2.                Молодий бамбук за добу може вирости на 0,82 м. На скільки він виростає за 1 с?

3.                При дослідженні хмари було встановлено, що середній об’єм крапельки води у ній дорівнює 0,000004 мм³. Яка маса води міститься у хмарі об’ємом 1000 м³, якщо у хмарі об’ємом 0,1 см³ в середньому міститься 140 крапель? Маса 1 л води дорівнює 1 кг.

4.                Запропонуйте спосіб визначення з найменшою похибкою геометричних розмірів, маси та об’єму зернини пшениці. Опишіть послідовність дій  та способи обчисленя для кожної фізичної величини.

5.                За фотографією оцініть висоту Пізанської вежі. Детально опишіть порядок ваших дій.

Кожне завдання оцінюються у 5 балів

8 клас

1.                Багато років тому швидкість вітрильних суден вимірювали так: кидали в море плавучий якір, до якого прив’язували мотузку, на якій через рівні відстані були зав’язані вузли. Іший кінець мотузки матрос брав у кулак. Якщо судно рухалося, мотузка розмотувалася, і вузли один за одним проходили через кулак матроса. Скільки вузлів пройде за 30 секунд, стільки морських миль проходить судно за годину. (Цю одиницю швидкості – 1 морська миля за годину і зараз називають «вузол».)

Якою повинна бути відстань між сусідніми вузлами, якщо в 1 морській милі 1852 м?

2.                У морі під час штилю пливуть назустріч один одному хлопчик і човен. Одночасно між ними пливе допитливий дельфін. Підпливши до хлопчика, дельфін відразу повертається й пливе до човна, а від нього знову повертається до хлопчика. Так він і плаває між човном і хлопчиком. Який шлях пропливе дельфін за час, протягом якого відстань між хлопчиком і човном зменшиться від 500 м до 100 м? Швидкість хлопчика становить 1 м/с, човна – 3  м/с, а дельфіна – 5 м/с.

3.                Вздовж головної оптичної осі тонкої збірної лінзи з фокусною відстанню F=12 см розташований предмет, один кінець якого знаходиться на відстані d₁=10 см від лінзи, а інший – на відстані d₂=14 см. Виконайте побудову та визначте у скільки разів відрізняються розміри предмета та його зображення?

4.                У куску кварцу, маса якого 102, 5 г, а об’єм 12,8 см³, знаходиться невеликий самородок золота. Яка маса цього самородка, якщо густина кварцу дорівнює 2,65 кг/м³, а золота – 19,3 кг/м³?

5.                Запропонуйте спосіб визначення з найменшою похибкою геометричних розмірів, маси та об’єму зернини пшениці. Опишіть послідовність дій  та способи обчисленя для кожної фізичної величини.

Кожне завдання оцінюються у 5 балів

9 клас.

1.                На пружині жорсткістю k =100 Н/м висить вантаж масою m =100 г.  Після того, як пружину із вантажем опустили у воду, довжина пружини зменшилася на Δx =1,6 см. Визначте густину речовини ρ, з якої виготовлений вантаж.

2.                У дві однакові посудини, в яких міститься по 1 л води температурою 10°С, відповідно опускають залізну та мідну гирі. Маса кожної з гир 100 г, а температура – 100°С. В якій посудині більше нагріється вода і на скільки градусів? Питома теплоємність води дорівнює 4200 ,  заліза – 450 і міді – 380 

3.                Заряд однієї металевої кульки дорівнює 5 нКл, а заряд іншої такої самої кульки дорівнює -12 нКл. Кульки доторкнули одна до одної та розвели на відстань 1 м. З якою силою взаємодіятимуть кульки?

4.                Дві дротини – алюмінієва перерізом 2 мм² і мідна перерізом 1 мм² – мають однакову масу. Яка дротина має більший опір? На скільки відрізняються опори дротин?

Густина алюмінію 2700 , густина міді 8900 , питомий опір алюмінію 2,8∙10^-8Ом∙м, а питомий опір міді 1,7∙10^-8Ом∙м.

5.                Припустимо, що ваш кишеньковий ліхтарик з якоїсь причини не дає світла. Опишіть, що ви вирішите стосовно дефекту у приладі. Запропонуйте три гіпотези щодо зіпсованості ліхтарика і поясніть, як ви будете перевіряти кожну з них експериментально. Вважайте, що у вас є нова батарейка, нові лампочки та інші потрібні вам запасні частини.

Кожне завдання оцінюються у 5 балів 

10 клас

І. Тестові завдання.

1.  Яке тіло знаходиться в центрі геоцентричної системи світу?

А. Сонце        Б. Юпітер            В. Сатурн.             Г. Земля.                Д. Венера.

2. Що вимірюють у світлових роках?

А. Відстань до зір.                                      Б. Відстані до планет.                В.Час

 Г. Період обертання планет.                  Д. Відстань до галактик.

3.  Чи можна в Австралії та Україні одночасно побачити Полярну зорю?

А. Не можна.                                             Б. Можна тільки влітку.            

В. Можна тільки взимку.                        Г. Можна будь-коли.                                            Д. Можна тільки восени.

4. Яка планета земної групи має найгустішу атмосферу?

А. Меркурій.                        Б. Венера.                В. Земля.                   Г. Марс.

5. Велику Червону Пляму  на Юпітері утворює:

А. Велетенський вулкан на поверхні Юпітера.

 Б. Велетен­ський вулкан на поверхні Сатурна.

В. Вихор в атмосфері Юпітера.

Г. Вихор в атмосфері Нептуна.

Д. Вогнище аборигенів на супутнику Юпітера — Європі.

6. Чому інколи кільця Сатурна зникають?

А. Випаровуються.                                                 Б. Ховаються за Сатурн.     

В. Закриваються іншими планетами.              Г. Закриваються хмарами.

 Д. Площина кільця збігається з променем зору спостерігача.

7. Які планети мають кільця?

А. Юпітер.               Б. Сатурн.               В. Уран.         Г. Нептун.               Д. Марс.

8. Які супутники відкрив Галілей за допомогою першого те­лескопа?

А. Фобос і Деймос.                                   Б. Титан, Япет та Енцелад.

В. Мімас, Янус, Рею й Тефію.                 Г. Тритон, Харон, Медузу та Нереїду.

Д. Іо, Ганімед, Каллісто та Європу.

9. Тунгуський метеорит називають загадковим тому, що:

А. Метеорит був космічним кораблем марсіян.

 Б. На місці падіння не виявлено метеоритного кратера.

В. В атмосфері стався спалах, що нагадував вибух ядерної бомби.

Г. Метеорит був брилою льоду.

Д. Після падіння метеорита над Європою спостерігалося загадкове сяйво в атмосфері і вночі не було видно зір.

10. Астроблемами називають:

А. Проблеми, які виникають під час падіння метеоритів на Землю.

 Б. Проблеми, що виникають під час зіткнення кос­мічного корабля з метеоритом.

 В. Великі зруйновані кра­тери, що утворились після падіння метеоритів.

Г. Уламки після зіткнення двох астероїдів.              

Д. Космічне сміття.

11. Сонячний вітер відхиляє хвости комет у напрямку:

А. Протилежному напрямкові на Сонце.       

Б. Протилеж­ному вектору швидкості комети.

В. Паралельно векторо­ві швидкості комети.

Г. На Землю.                                    Д. Протилежному на­прямкові на Землю.

12. Пояс Койпера знаходиться:

А. Між Сонцем і Меркурієм.                              Б. Між Землею та Марсом.

В. Між Марсом і Юпітером.                  Г. Між Юпітером і Сатурном.

Д. За Нептуном і Плутоном.

13. Які з цих хімічних елементів найбільше поширені на Сонці?

А. Оксиген і Ферум.                      Б. Гідроген і Гелій.            В. Гідроген і Оксиген.

Г. Нітроген і Оксиген.                 Д. Ферум і Нітроген.

14. Шар Сонця, що випромінює світло, називається:

А. Фотосфера.                               Б. Корона.                                       В. Хромосфера.

Г. Ядро.                                            Д. Зона радіації.

15.  Магнітна буря—це явище збурення магнітного поля Землі під дією:

А. Космічних променів із міжгалактичного простору.

Б. Ма­гнітного поля сонячних плям.                                          В. Спалаху на Сонці.         Г. Грозових розрядів в атмосфері Землі.                              Д. По­лярного сяйва.

16. Яка зоря є найяскравішою на нашому нічному небі?

А. Вега.                                             Б.Сиріус.                              В. Капелла. 

Г. Полярна зоря.                             Д.Альтаїр.

17. Зорі білі карлики бувають:

А. За розмірами менші від Землі.                      Б. За розмірами більші від Сонця.

 В. За масою менші від Землі.                 Г. За масою більші від Сонця.

Д. За густиною менші від густини води.

18. Термін “Нова зоря” означає:

А. У космосі утворилася молода зоря.                        Б. Вибухнула стара зоря.

В. Періодично збільшується яскравість зорі.           Г. Відбува­ються зіткнення зір.

Д. Космічні катастрофи з невідомим джерелом енергії.

19. Астрономи застосовують термін «чорна діра» до таких об’єктів:

А. Стадія еволюції зорі, коли з поля тяжіння не випускаються електромагнітні хвилі.

Б. Чорні планети, які обер­таються далеко віл Сонця й мають температуру, близьку до абсолютного нуля.

В. Провалля в космічному просторі, куди зникають планети й зорі.

Г. Чорні хмари космічного пилу, з яких утворюються нові зорі.

Д. Чорні зорі, що руй­нують космічні кораблі.

20.   Що означає в астрономії термін “Великий Вибух”?

А. Вибух пової зорі.           Б. Вибух ядра галактики.           В. Зіткнення галактик,

Г. Момент, коли почалося розширення космічно­го простору.

 Д. Момент, коли утворилися галактики.

Критерії оцінювання тестових завдань

№	Відповідь	бал	№	Відповідь	бал
1	Г	1	11	А	1
2	А	1	12	Д	1
	Д	1
3	А	1	13	Б	1
4	Б	1	14	А	1
5	В	1	15	В	1
6	Д	1	16	Б	1
7	А	1	17	А	1
	Б	1
	В	1		Г	1
	Г	1
8	Д	1	18	Б	1
9	Б	1	19	А	1
	Д	1
10	В	1	20	Г	1

Запитання 2, 7,9 та 17 містять більше однієї правильної відповіді

ІІ. Теоретична частина.

1. Юний любитель астрономії  Олесь з Тернополя, нещодавно познайомився через інтернет з любителем астрономії Джоні з Каліфорнії. Розповідаючи новому другу про свою сім'ю, він згадав дивний факт: в 2016 році його дідусь відмітив свій день народження в п'ятнадцятий раз, хоча виповнилося йому 60 років. Про те Джоні повідомив, що його цей факт зовсім не здивував і що він відразу здогадався, в чому тут справа. А ось  прадідусь Джоні уперше зміг відмітити день свого народження тільки коли йому виповнилося 8 років.

Коли народився дідусь Олеся? Прадідусь Джоні? Вкажіть точні дати.

Розв’язок.

Очевидно, обидва родичі народилися 29 лютого: ця дата з'являється в календарі один раз в чотири роки, коли номер року ділиться на 4. Дідусь Вані народився 29 лютого 2016 - 60 = 1956 року. Випадок з прадідусем Джоні цікавіший: він уперше зміг відмітити свій день народження в 8 років тому, що рік, коли йому виповнилося 4, високосним не був, хоча його номер і ділився на 4. Таким роком був 1900: за сучасним, григоріанським календарем роки, номери яких кратні 100, вважаються високосними тільки якщо на 4 ділиться кількість сотень в їх номерах. Отже, прадідусь Джоні народився 29 лютого 1896 року. Помітимо, що в 1900 році в Росії використовувався юліанський календар, і в лютому було 29 днів. Тому авторові завдання і було потрібно американський прадідусь.

2. Чому на картах зоряного неба не позначено планети?

Відповідь. Бо планети Сонячної системи обертаються на­вколо Сонця та змінюють своє положення на тлі зір.

3. У які дні Сонце сходить точно на сході й заходить точно на заході?

Відповідь. Сонце сходить у точці сходу й заходить у точці заходу тільки двічі на рік: у дні рівнодення — 21 березня і 23 ве­ресня.

4. На яку зорю необхідно глянути, перебуваючи на Північному полюсі Землі, щоб спрямувати свій погляд точно на південь?

Відповідь. На Північному полюсі Землі всі напрямки показують на південь.

5. В Україні за стародавньою традицією зустрічають так зва­ний старий Новий рік — 14 січня. Звідки походить ця тра­диція?

Відповідь . 14 січня відзначається свято Нового року за юліанським календарем, якого дотримуються православна та греко-католицька церкви.

6. Чому в дні рівнодення 21 березня та 23 вересня справжня тривалість дня на 10 хвилин більша, ніж тривалість ночі?

Відповідь. Тривалість дня трохи збільшує заломлення со­нячних променів в атмосфері Землі (явище рефракції). Нам тільки здається, що Сонце знаходиться на горизонті, а насправді воно в цей момент вже опустилось на 0,5° ниж­че від площини горизонту. Так само на світанку Сонце з’являється над горизонтом раніше, тому середня трива­лість дня на Землі збільшується приблизно на 10 хвилин.

7. Людина, що йде по вулиці, бачить яскраву планету поряд з Місяцем, який перебуває у повні. Що це може бути за планета?

Розв’язок. Поряд з диском повного Місяця може спостерігатися тільки зовнішня планета, оскільки те, що Місяць в повні, означає, що Сонце знаходиться з діаметрально протилежного боку від Землі. Із зовнішніх планет неозброєним оком можна спостерігати тільки Марс, Юпітер і Сатурн. Оскільки планета яскрава, то це означає, що вона або близько знаходиться або дуже велика. Таких планет дві: близька - Марс, а велика - Юпітер.

8. Обличчя старого астронома світилося від збудження: - «Сьогодні дивний, воістину астрономічний день: незабаром пополудні ми матимемо щастя спостерігати повне сонячне затемнення, а опівночі відбудеться повне затемнення Місяця. Таке трапляється усього один раз за декілька століть!»

 Чи згодні ви з цим твердженням? Обгрунтуйте.

Розв’язок. Сонячні затемнення відбуваються в моменти молодиків, а місячні - в повний місяць. Між ними обов'язково повинно пройти, як мінімум, 2 тижні. Тому твердження уявного професора помилкове.

1. Скільки кілометрів ми пролітаємо за одну добу, рухаю­чись із Землею навколо Сонця? Орбітальна швидкість Землі — 30 км/с.

Відповідь. 2 593 000 км.

2.  З 1675 року датський астроном Ремер спостерігав затем­нення супутників Юпітера й звернув увагу на те, що за­темнення то запізнюються, то відбуваються трохи раніше залежно від відстані між Землею та Юпітером. Обчисліть, на скільки часу запізнюється світло, якщо спостерігати затемнення Іо під час протистояння Юпітера й поблизу сполучення із Сонцем.

Середня відстань між Землею і Сонцем становить 150 млн. км.

Швидкість світла дорівнює 3∙10⁸ м/с

Відповідь. На 1000 с.

3. Обчисліть свою вагу на астероїді 1709 Україна, який має діаметр 20 км. Густина астероїда 3 г/см³.

4. Роберт Хайнлайн в романі "Дорога доблесті" описує планету - Центр галактичної імперії. Планета ця "розміром з Марс", сила тяжіння на ній "майже земна". Що можна сказати про густину цієї планети? Які для цієї планети перша і друга космічна швидкості? Який період обертання супутника на низькій орбіті? Радіус Марса - 3400 км, гравітаційна постійна - 6,67∙10^-11 Нм² /кг².

Розв’язок.

Із закону всесвітнього тяжіння виразимо прискорення вільного падіння поблизу поверхні планети : g=(M/R2 =4(((R/3.Звідси середня щільність планети (=3g/4((R=10317 кг/м3 - значно більше щільності заліза. Перша космічна швидкість v1=(gR) - 1/2=5,77 км/с.Вторая космічна швидкість в корінь з 2 разів більше першою: v2=8,14 км/с. Період звернення супутника на низькій орбіті Т=2(R/v1=3700 з - трохи більше години.

ІІІ. Пракична частина.

Юний астроном приніс на заняття гуртка "звіт" про проведені спостереження у вигляді малюнка. Його товариші відразу зрозуміли, що спостережень він не провів. Як вони про це здогадалися?

Відповідь. Малюнок не був зроблений "з натури": в нім декілька помилок. Із Землі не можна бачити місяць в сузір'ї Великої Ведмедиці, оскільки воно не зодіакальне. Розмір місяця перебільшений приблизно в 10 разів. Темний лімб місяця повинен був закрити від спостерігача зірку Мегрец. Зірки показані однаковими по яскравості, відсутня досить помітна зірка Алькор.

Практична частина

Юний астроном пам'ятає, що менше двох тижнів тому відбулося затемнення, але не пам'ятає, коли точно і яким воно було – місячним чи сонячним. Намагаючись згадати усе це, він дивиться на нічне небо і бачить місяць так, як це зображено на картинці. Допоможіть йому: визначте тип затемнення, а також кількість діб, які пройшли з моменту затемнення.

Розв’язок.

На малюнку зображений молодий Місяць, тобто після молодика пройшло менше тижня. Як відомо, затемнення можуть відбуватися тільки під час фаз повного місяця (місячне затемнення) і молодика (сонячне затемнення), а між повним місяцем і молодиком проходить половина місяця - два тижні. Оскільки затемнення було не більш 2-х тижнів тому, значить, найближча фаза Місяця, під час якого може відбуватися затемнення, це молодик, який спостерігався не пізніше, ніж тиждень тому. Отже, затемнення було сонячним. Для оцінки часу, що пройшов після затемнення, подивимося уважно на малюнок. Видно менше половини диска Місяця, але помітно більше чверті. Отже, з моменту затемнення пройшло не лише менше тижня, але і помітно більше половини тижня. Оскільки треба визначити лише кількість діб, то навіть такої грубої оцінки вистачає для отримання відповіді: приблизно 5 діб.

 7 клас

1.                У хлопчика є два олівці, перерізи яких показано на малюнку. На перший олівець він намотав 48 витків дроту. Скільки витків доведеться зробити, перемотуючи цей дріт на другий олівець?

2.                За добу молодий бамбук виростає на 86,4 см. На скільки він виростає за 1 хвилину?

3.                Археологи викопали два злитки. На кожному з них було викарбувано старовинними буквами, що він складається з двох частин золота і трьох частин срібла. Коли виміряли маси злитків і їх об’єми, отримали такі дані: m₁=4,6 кг, V₁=357 см³ , m₂=3,2 кг, V₂=228 см³. Який з написів може бути правильним?

4.                Коли металічну кулю, площа поверхні якої становить S=100 см², покрили тонким шаром хрому, то маса кулі збільшилася на 36 мг. Якої товщини шар хрому нанесли на кулю, якщо відомо, що маса хрому об’ємом 1 см³ дорівнює 7,2 г?

5.                У дві мензурки, в які було налито однакову кількість води, опускають два бруски однакової маси, виготовлені з свинцю та олова (Рис. 1). Визначити початковий об’єм води в мензурках. Густина олова 7300 кг/м³, свинцю 11300 кг/м³ (6 балів).

8 клас

1.                Велосипедист проїхав вздовж прямолінійної ділянки велодоріжки шлях рівний 200 м, потім виїхав на кільцеву ділянку дороги радіусом R=100 м і проїхавши відстань, рівну чверті кола, виїхав на перпендикулярну частину дороги до початкового напрямку, пройшовши по ній шлях рівний 100 м. Визначте весь пройдений велосипедистом шлях і переміщення.

2.                Швидкість поїзда 15 м/с. Скільки обертів за 1 с здійснюють колеса локомотива, якщо їх діаметр 1 м?

3.                Два кораблі рухаються по річці назустріч один одному з одинаковими відносно води швидкостями 18 км/год. Швидкість течії річки рівна 2 м/с. З палуби першого корабля при відстані між кораблями 6 км, випускають голуба-кур’єра, що летить до іншого зі швидкістю 20 м/с.

1)Виразити швидкість голуба в км/год (1б)

2) Через який час голуб долетить до другого корабля? (2б)

3) Яка відстань буде між кораблями в цей момент часу? (2б)

4.                Коли у відро, до краю наповнене водою, поклали мідну деталь, маса відра із її вмістом збільшилася на 3,2 кг. Яка маса деталі? Густина міді 8900 кг/м³.

5.                Точка S рухається між двома дзеркалами, площини яких утворюють кут 90°, із швидкістю υ=1,5 м/с у напрямку вказаному на рисунку. Якою буде відстань між першими зображеннями точки S у дзеркалах через 3 с після початку руху? Початкове положення точки S в момент початку руху визначається координатами х₀=1,5 см, а y₀=2,5 см.

9 клас

1.    В теплоізольованій посудині знаходяться лід і вода масою 2 кг і 10 кг відповідно при темп ературі 0°С. В посудину  впускають водяну пару при температурі 100°С. Яка маса води виявиться в посудині в той момент, коли температура води стане 80°С? Питома теплоємність води с=4200 Дж/(кг∙°С). Питома теплота плавлення льоду λ=334∙10³ Дж/кг. Питома теплота пароутворення води r=2,3·10⁶ Дж/кг.

2.    Посудина місткістю 200 мл містить 170 мл води,  густина якої  1000 кг/м³. В неї опускають тіло масою 150 г із густиною 4 г/см³.

1)    Якою була маса води в посудині? (2б)

2) Яка загальна маса води в посудині і тіла після його занурення? (3б)

3.    З обох боків пружини, жорсткість якої 10 Н/м, знаходяться дві різнойменно заряджені кульки, які ізольовані від пружини. Визначте, на яку відстань можуть наблизитися кульки, якщо довжина пружини в недеформованому стані 10 см, а величина зарядів становить 2 мкКл і -4 мкКл відповідно.

4.    Ніхромова спіраль нагрівального елемента при температурі t=900 °С повинна мати опір R=30 Ом. Якої довжини треба взяти дріт поперечним перерізом S=0,6 мм², щоб зробити цю спіраль?

Питомий опір ніхрому при t₀=0 °С дорівнює ρ₀=1,1·10^-6 Ом·м, температурний коефіцієнт опору ніхрому α=10^-4 К^-1. Тепловим розширенням дроту знехтувати.

5.    Ділянка кола складається з шести однакових резисторів, з’єднаних так, як показано на схемі. На ділянку подано напругу 31,2 В. Визначте загальний опір ділянки кола, напругу на резисторі 2 і силу струму в резисторах 1 і 6, якщо опір кожного резистора дорівнює 8 Ом
                                                               10 клас

1.    Автоколона довжиною 300 м рухається по мосту зі швидкістю 36 км/год. Довжина моста 600 м. За який час колона проїде міст?

2.    Два моторні човни рухаються по річці назустріч один одному. Швидкості човнів відносно води рівні 3 м/с і 4 м/с. Швидкість течії річки рівна 2 м/с. Через який час після зустрічі човнів відстань між ними стане 63 м?

3.    М’яч підкинули вгору із швидкістю, яка дорівнювала 50 м/с, а через 1 с з того ж місця у тому ж напрямку і з тією ж швидкістю підкинули ще один такий же м’яч. Коли і на якій відстіні від місця кидання мячі зустрінуться? Якою буде швидкість м’ячів в момент їхньої зустрічі? Як з часом буде змінюватися відстань між м’ячами та швидкість другого м’яча відносно першого?

4.    Хокейна шайба після удару клюшкою набула швидкості 5 м/с. Ковзнувши по льоду 10 м, вона вдарилася в борт, відскочила та пройшла ще 2,5 м. Визначити коефіцієнт тертя шайби об лід. Вважати удар абсолютно пружним. ( g = 10 м/с² )

5.    Визначити жорсткість пружини використовуючи наступне обладнання: пружина, мензурка, тіло неправильної форми, лінійка, посудина з водою.
11 клас

1.    Після вмикання електричної лампочки у кишеньковому ліхтарику через її спіраль тече струм величиною 0,45 А. Скільки електронів пройде через лампочку за 5 хв роботи?

2.    До двох однакових пружин, з’єднаних один раз послідовно, а другий – паралельно, підвішують один і той самий вантаж, маса якого дорівнює 2 кг . Яким буде видовженя пружин у обох випадках, якщо жорсткість кожної пружини дорівнює 80 Н/м.

3.    Дві однакові кульки, маси яких дорівнюють 0,2 г, підвіені на тонких шовкових нитках, довжина яких становить 0,5 м кожна так, що їх поверхні торкаються одна до одної. Після того, як кульки зарядили однаковими за велечиною електричними зарядами, вони відштовхнулися одна від одної і розійшлися так, що кут між нитками дорівнював 60°. Який заряд кожної з кульок?

4.    З гвинтівки зроблено в горизонтальному напрямку два постріли в щит, що знаходиться на відстані 50 м. Після першого пострілу перед дулом гвинтівки поставили дошку. Друга куля, пробивши дошку, потрапила в щит на 0,5 м нижче першої. На скільки зменшилася швидкість другої кулі після вильоту із дошки, якщо початкова швидкість кулі дорівнювала 300 м/с, а її маса – 5 г?

5.    Для виготовлення електромагніту використали залізне осердя діаметром  D=2 см і довжиною  L=5 см, на яке щільно намотали мідний  провідник діаметром d=1 мм і товщиною ізоляції h=0,2 мм. Яка сила струму буде іти через обмотку електромагніта, якщо його під’єднати до джерела струму з напругою U=12 В?  

Питомий опір міді дорівнює 1,7∙10^-8 Ом∙м.

 Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 7 клас.

1.                Однією з одиниць довжини, яку застосовують в астрономії, є світловий рік. Один світловий рік дорівнює відстані, яку проходить світло у вакуумі за один рік. Найближча до Сонячної системи зірка Проксима із сузір’я Центавра, знаходиться на відстані 4,24 світлових років. Виразіть цю відстань в метрах, якщо світло у вакуумі за 1 с проходить близько 300 000 км?

2.                В зв’язку з тим, що при нагріванні на 1°С розміри сталевих виробів збільшуються на 0,0012%, між рейками залізничного полотна залишають невеликі зазори. Якою має бути відстань між сталевими рейками завдовжки 20 м  при температурі 0°С, щоб після нагрівання до 50°С рейки не доторкалися? 

3.                Молекули настільки малі, що якщо подумки виокремити з повітря кубик з довжиною ребра 1 см, то за нормальних умов цей кубик міститиме 27 мільярдів молекул. Які розміри повинен мати кубик, щоб у ньому поміщалося 27 тисяч молекул?

4.                Молодий бамбук за добу може вирости на 86,4 см. На скільки він може вирости за 1 с.

5.                Годинник – це вимірювальний прилад, а циферблат – його шкала. Скільки значень може мати ціна поділки шкали циферблату для одного годинника? Відповідь обґрунтуйте.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 8 клас.

1.                М’ячик котиться із швидкістю 1 м/с до дзеркала вздовж прямої, яка утворює прямий кут із дзеркалом. З якою швидкістю буде переміщуватися зображення м’ячика відносно дзеркала? Відносно м’ячика?

2.                Школярі побували на екскурсії у київському природознавчому музеї. Повертаючись до Тернополя на автобусі, вони їхали зі швидкістю 70 км/год. Дорогою пішов дощ і водій знизив швидкість до 60 км/год. Коли дощ закінчився, до Тернополя залишалось проїхати 40 км. Автобус набрав швидкість 75 км/год і приїхав до школи точно у запланований час. Скільки часу йшов дощ? Вважайте, що автобус ніде не зупинявся у дорозі.

3.                На малюнку: S – точкове джерело світла, S’ – його зображення у тонкій лінзі АА₁, ОО₁ – її головна оптична вісь. Побудуйте зображення джерела S₁.

4.                Автомобіль віддаляється від стіни рухаючись із швидкістю 72 км/год по дорозі, яка утворює кут 90° із стіною. В момент, коли відстань до стіни була рівна 120 м, шофер подає короткий сигнал. Яку відстань проїде автомобіль до моменту, коли шофер почує відлуння? Швидкість звуку у повітрі 340 м/с.

5.                Два пасажири вирішили за допомогою секундоміра визначити швидкість поїзда: перший за стуком коліс на стику рейсів (знаючи, що довжина рейси рівна 10 м), а другий за кількістю електричних стовпців, що промайнули за вікном (знаючи, що відстань між стовпцями рівна 50 м). Перший пасажир при першому стуку коліс запустив свій секундомір і при 156-му стуку його зупинив. Виявилось, що минуло 3 хв. Інший пасажир увімкнув свій секундомір при появі у вікні 1-го стовпця і зупинив при появі 32-го стовпця. Виявилося, що і його дослідження тривало 3 хв. За розрахунками першого пасажира швидкість поїзда рівна 31,2 км/год, а другого – 32 км/год. Хто з пасажирів помилився і чому. Якою була швидкість поїзда насправді?

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 9 клас.

1.                Атом Гідрогену складається із протона і електрона, що рухається по коловій орбіті радіуса R=0,53·10 ^-10м із швидкістю υ=2·10⁶ м/с. Визначте силу колового струму, створеного цим електроном.

2.                Дві невеликі кульки А та В, кожна масою 100 г, мають однакові за модулем і протилежні за знаком заряди 10^-5 Кл. Кулька А підвішена на ізолюючій пружині жорсткістю 9,8 Н/м над кулькою В. У початковому положенні сила кулонівської взаємодії між кульками дорівнює 4 Н. Верхній кінець пружини почали повільно піднімати. На скільки потрібно перемістити точку О, щоб натяг ізолюючої і нерозтяжної нитки ВС став нульовим?

3.                При невеликих підйомах угору атмосферний тиск зменшується на 1 мм рт.ст на кожні 12 м підйому. Температура кипіння води змінюється на 0,1°С при зміні тиску на 2,7 мм рт ст. Якою буде температура кипіння води на горі, де баро­метр показує 706 мм рт ст? Яка висота гори?

4.                Літальний апарат, що складається з підвішених до кількох наповнених гелієм кульок крісла, пасажира та баласту з  мішечків із піском, завис на невеликій висоті. Раптом одна з кульок лопнула. Яку мінімальну масу баласту повинен скинути пасажир, щоб припинити падіння?

Об’єм однієї кульки – 10 м³. Густина повітря ρ_П = 1,225 кг/м³, густина гелію ρ_He = 0,178 кг/м³. Масою матеріалу, з якого виготовлено кульки, знехтувати.

5.                У відрі знаходиться суміш води і льоду. Маса суміші дорівнює m = 10 кг. Відро занесли до кімнати і почали вимірювати температуру суміші. Отримали графік залежності зміни температури суміші від часу. Чому дорівнювала маса льоду у відрі у той момент, коли його занесли до кімнати? Питома теплоємність води   с = 4200 Дж/кг·ºС, питома теплоємність плавлення льоду λ = 3,2·10⁵ Дж/кг.

Теплоємністю відра знехтувати.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

6.                 

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 10 клас.

1.                Лічильники А і В реєструють момент попадання γ-квантів і розташовані на відстані l=2 м один від одного. В деякій точці між ними відбувся розпад π⁰-мезона на два γ-кванти. Знайдіть на якій відстані від лічильників відбувся розпад, якщо лічильник А зафіксував γ-квант на 10^-9с пізніше, ніж лічильник В. Швидкість світла 3·10⁸м/с.

2.                Тенісний м’ячик падає з висоти h=0,8 м на збірну лінзу і абсолютно пружно  відбивається. В початковий момент часу відстань від м’ячика до лінзи дорівнювала відстані від лінзи до дійсного зображення м’ячика. Скільки часу існувало дійсне зображення м’ячика?

3.                Аеростат заповнюють воднем, який виділяється під час проходження електричного струму через слабкий розчин кислоти. Який заряд треба пропустити через розчин кислоти, щоб одержати стільки водню, аби його було достатньо для здійснення польоту на аеростаті? Маса кошика і оболонки аеростата 240 кг. Густина водню 0,09 кг/м³, густина повітря 1,29 кг/м³. Електрохімічний еквівалент гідрогену k=1,04·10^-8 кг/Кл.

4.                Циліндричну посудину з площею дна 100 см² заповнюють водою. В неї вставляють поршень з отвором, в який вставлено трубку. Визначити, на яку висоту підніметься вода у трубці, коли поршень перестане рухатися вниз, якщо маса поршня з трубкою дорівнює 2,4 кг, а площа внутрішнього перерізу трубки 20 см². Тертя не враховувати.

5.                До пружини жорсткістю k=40 Н/м прикріпили магніт масою m=100 г і всю систему підвісили над нерухомим електромагнітом. В результаті пружина деформувалася на Δх=3 см. Визначте за даними досліду силу взаємодії магніту і електромагніту.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 11 клас.

1.                Між горизонтальними пластинами плоского конденсатора з висоти Н вільно падає незаряджена металева кулька масою М. На яку висоту підніметься вона після абсолютно пружного удару об нижню пластинку, якщо в момент удару на кульку переходить заряд q? Конденсатор підключений до батареї з Е.Р.С., що дорівнює ε. Відстань між пластинами конденсатора d.

2.                Три тонких дротини однакового діаметра і довжини - залізна, мідна та алюмінієва - з'єднані послідовно. Їх підключають до джерела високої напруги, і одна з дротинок перегорає (плавиться). Яка? Початкова температура .

Залежністю опору від температури і втратами теплоти в навколишнє середовище можна знехтувати.

Яка з них перегорить першою після підключення до джерела високої напруги, якщо їх з'єднати паралельно?

Питомий опір:  алюмінію , міді , заліза . Густинии:  алюмінію , міді , заліза . Питомі теплоємності: алюмінію , міді , заліза . Температура плавлення алюмінію , міді , заліза .

3.                Джерело струму з ЕРС, що дорівнює 100 В, і внутрішнім опором r = 10 Ом підключили до електричного чайника. Знайдіть швидкість, з якою виривається з носика чайника пара, коли вода кипить, якщо потужність, що виділяється у чайнику, максимальна. Площа перерізу носика чайника S = 4 см². Пару вважати ідеальним газом. Тиск пари на кінці носика нормальний.

4.                З обох боків пружини, жорсткість якої 10 Н/м, знаходиться дві різнойменно заряджені кульки, які ізольовані від пружини. Визначте, на яку відстань можуть наблизитися кульки, якщо довжина пружини в недеформованому стані 10 см, а величина зарядів становить 2 мкКл і -4 мкКл відповідно.

5.                Відро з водою підвішене на довгій нерозтяжній мотузці і гойдається в одній площині. В відрі є невеликий отвір, із якого повільно але безперервно витікає вода. Як буде змінюватися з часом період коливань відра?

 Дайте відповідь на те ж питання, якщо відро буде підвішене на пружині і здійснюватиме коливання вгору-вниз.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

 Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 7 клас.

1.                Однією з одиниць довжини, яку застосовують в астрономії, є світловий рік. Один світловий рік дорівнює відстані, яку проходить світло у вакуумі за один рік. Найближча до Сонячної системи зірка Проксима із сузір’я Центавра, знаходиться на відстані 4,24 світлових років. Виразіть цю відстань в метрах, якщо світло у вакуумі за 1 с проходить близько 300 000 км?

2.                В зв’язку з тим, що при нагріванні на 1°С розміри сталевих виробів збільшуються на 0,0012%, між рейками залізничного полотна залишають невеликі зазори. Якою має бути відстань між сталевими рейками завдовжки 20 м  при температурі 0°С, щоб після нагрівання до 50°С рейки не доторкалися? 

3.                Молекули настільки малі, що якщо подумки виокремити з повітря кубик з довжиною ребра 1 см, то за нормальних умов цей кубик міститиме 27 мільярдів молекул. Які розміри повинен мати кубик, щоб у ньому поміщалося 27 тисяч молекул?

4.                Молодий бамбук за добу може вирости на 86,4 см. На скільки він може вирости за 1 с.

5.                Годинник – це вимірювальний прилад, а циферблат – його шкала. Скільки значень може мати ціна поділки шкали циферблату для одного годинника? Відповідь обґрунтуйте.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 8 клас.

1.                М’ячик котиться із швидкістю 1 м/с до дзеркала вздовж прямої, яка утворює прямий кут із дзеркалом. З якою швидкістю буде переміщуватися зображення м’ячика відносно дзеркала? Відносно м’ячика?

2.                Школярі побували на екскурсії у київському природознавчому музеї. Повертаючись до Тернополя на автобусі, вони їхали зі швидкістю 70 км/год. Дорогою пішов дощ і водій знизив швидкість до 60 км/год. Коли дощ закінчився, до Тернополя залишалось проїхати 40 км. Автобус набрав швидкість 75 км/год і приїхав до школи точно у запланований час. Скільки часу йшов дощ? Вважайте, що автобус ніде не зупинявся у дорозі.

3.                На малюнку: S – точкове джерело світла, S’ – його зображення у тонкій лінзі АА₁, ОО₁ – її головна оптична вісь. Побудуйте зображення джерела S₁.

4.                Автомобіль віддаляється від стіни рухаючись із швидкістю 72 км/год по дорозі, яка утворює кут 90° із стіною. В момент, коли відстань до стіни була рівна 120 м, шофер подає короткий сигнал. Яку відстань проїде автомобіль до моменту, коли шофер почує відлуння? Швидкість звуку у повітрі 340 м/с.

5.                Два пасажири вирішили за допомогою секундоміра визначити швидкість поїзда: перший за стуком коліс на стику рейсів (знаючи, що довжина рейси рівна 10 м), а другий за кількістю електричних стовпців, що промайнули за вікном (знаючи, що відстань між стовпцями рівна 50 м). Перший пасажир при першому стуку коліс запустив свій секундомір і при 156-му стуку його зупинив. Виявилось, що минуло 3 хв. Інший пасажир увімкнув свій секундомір при появі у вікні 1-го стовпця і зупинив при появі 32-го стовпця. Виявилося, що і його дослідження тривало 3 хв. За розрахунками першого пасажира швидкість поїзда рівна 31,2 км/год, а другого – 32 км/год. Хто з пасажирів помилився і чому. Якою була швидкість поїзда насправді?

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 9 клас.

1.                Атом Гідрогену складається із протона і електрона, що рухається по коловій орбіті радіуса R=0,53·10 ^-10м із швидкістю υ=2·10⁶ м/с. Визначте силу колового струму, створеного цим електроном.

2.                Дві невеликі кульки А та В, кожна масою 100 г, мають однакові за модулем і протилежні за знаком заряди 10^-5 Кл. Кулька А підвішена на ізолюючій пружині жорсткістю 9,8 Н/м над кулькою В. У початковому положенні сила кулонівської взаємодії між кульками дорівнює 4 Н. Верхній кінець пружини почали повільно піднімати. На скільки потрібно перемістити точку О, щоб натяг ізолюючої і нерозтяжної нитки ВС став нульовим?

3.                При невеликих підйомах угору атмосферний тиск зменшується на 1 мм рт.ст на кожні 12 м підйому. Температура кипіння води змінюється на 0,1°С при зміні тиску на 2,7 мм рт ст. Якою буде температура кипіння води на горі, де баро­метр показує 706 мм рт ст? Яка висота гори?

4.                Літальний апарат, що складається з підвішених до кількох наповнених гелієм кульок крісла, пасажира та баласту з  мішечків із піском, завис на невеликій висоті. Раптом одна з кульок лопнула. Яку мінімальну масу баласту повинен скинути пасажир, щоб припинити падіння?

Об’єм однієї кульки – 10 м³. Густина повітря ρ_П = 1,225 кг/м³, густина гелію ρ_He = 0,178 кг/м³. Масою матеріалу, з якого виготовлено кульки, знехтувати.

5.                У відрі знаходиться суміш води і льоду. Маса суміші дорівнює m = 10 кг. Відро занесли до кімнати і почали вимірювати температуру суміші. Отримали графік залежності зміни температури суміші від часу. Чому дорівнювала маса льоду у відрі у той момент, коли його занесли до кімнати? Питома теплоємність води   с = 4200 Дж/кг·ºС, питома теплоємність плавлення льоду λ = 3,2·10⁵ Дж/кг.

Теплоємністю відра знехтувати.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

6.                 

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 10 клас.

1.                Лічильники А і В реєструють момент попадання γ-квантів і розташовані на відстані l=2 м один від одного. В деякій точці між ними відбувся розпад π⁰-мезона на два γ-кванти. Знайдіть на якій відстані від лічильників відбувся розпад, якщо лічильник А зафіксував γ-квант на 10^-9с пізніше, ніж лічильник В. Швидкість світла 3·10⁸м/с.

2.                Тенісний м’ячик падає з висоти h=0,8 м на збірну лінзу і абсолютно пружно  відбивається. В початковий момент часу відстань від м’ячика до лінзи дорівнювала відстані від лінзи до дійсного зображення м’ячика. Скільки часу існувало дійсне зображення м’ячика?

3.                Аеростат заповнюють воднем, який виділяється під час проходження електричного струму через слабкий розчин кислоти. Який заряд треба пропустити через розчин кислоти, щоб одержати стільки водню, аби його було достатньо для здійснення польоту на аеростаті? Маса кошика і оболонки аеростата 240 кг. Густина водню 0,09 кг/м³, густина повітря 1,29 кг/м³. Електрохімічний еквівалент гідрогену k=1,04·10^-8 кг/Кл.

4.                Циліндричну посудину з площею дна 100 см² заповнюють водою. В неї вставляють поршень з отвором, в який вставлено трубку. Визначити, на яку висоту підніметься вода у трубці, коли поршень перестане рухатися вниз, якщо маса поршня з трубкою дорівнює 2,4 кг, а площа внутрішнього перерізу трубки 20 см². Тертя не враховувати.

5.                До пружини жорсткістю k=40 Н/м прикріпили магніт масою m=100 г і всю систему підвісили над нерухомим електромагнітом. В результаті пружина деформувалася на Δх=3 см. Визначте за даними досліду силу взаємодії магніту і електромагніту.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

Завдання ІІ етапу Всеукраїнської олімпіади з фізики. 11 клас.

1.                Між горизонтальними пластинами плоского конденсатора з висоти Н вільно падає незаряджена металева кулька масою М. На яку висоту підніметься вона після абсолютно пружного удару об нижню пластинку, якщо в момент удару на кульку переходить заряд q? Конденсатор підключений до батареї з Е.Р.С., що дорівнює ε. Відстань між пластинами конденсатора d.

2.                Три тонких дротини однакового діаметра і довжини - залізна, мідна та алюмінієва - з'єднані послідовно. Їх підключають до джерела високої напруги, і одна з дротинок перегорає (плавиться). Яка? Початкова температура .

Залежністю опору від температури і втратами теплоти в навколишнє середовище можна знехтувати.

Яка з них перегорить першою після підключення до джерела високої напруги, якщо їх з'єднати паралельно?

Питомий опір:  алюмінію , міді , заліза . Густинии:  алюмінію , міді , заліза . Питомі теплоємності: алюмінію , міді , заліза . Температура плавлення алюмінію , міді , заліза .

3.                Джерело струму з ЕРС, що дорівнює 100 В, і внутрішнім опором r = 10 Ом підключили до електричного чайника. Знайдіть швидкість, з якою виривається з носика чайника пара, коли вода кипить, якщо потужність, що виділяється у чайнику, максимальна. Площа перерізу носика чайника S = 4 см². Пару вважати ідеальним газом. Тиск пари на кінці носика нормальний.

4.                З обох боків пружини, жорсткість якої 10 Н/м, знаходиться дві різнойменно заряджені кульки, які ізольовані від пружини. Визначте, на яку відстань можуть наблизитися кульки, якщо довжина пружини в недеформованому стані 10 см, а величина зарядів становить 2 мкКл і -4 мкКл відповідно.

5.                Відро з водою підвішене на довгій нерозтяжній мотузці і гойдається в одній площині. В відрі є невеликий отвір, із якого повільно але безперервно витікає вода. Як буде змінюватися з часом період коливань відра?

 Дайте відповідь на те ж питання, якщо відро буде підвішене на пружині і здійснюватиме коливання вгору-вниз.

Всі завдання оцінюються у 5 балів.

Тернопіль 2012

  

Тернопіль 2012