«Центр дополнительного образования для детей»

Государственное бюджетное
образовательное учреждение
дополнительного образования детей
«Центр
дополнительного
образования для детей»
350000 г. Краснодар,
ул. Красная,76
тел. 259-84-01
E-mail:cdodd@mail.ru
КРАЕВЫЕ ЗАОЧНЫЕ КУРСЫ
«ЮНИОР»
Физика 8 класс
ответы и критерии оценки заданий
к работе № 1, 2014-2015 учебный год
Задача 1. (10 баллов) На динамометре висит гирька массой 100 г. К гирьке
снизу прицеплен второй динамометр, другой конец которого жестко закреплен.
Показания нижнего динамометра составляют 5 Н. Какая сила приложена к верхнему
динамометру? Считать динамометры очень легкими.
Решение. Рисунок не обязателен.
Равнодействующая всех сил, действующих на гирьку равна нулю.
Силой тяжести динамометров пренебрегаем, т.к. они очень легкие.
Сила, приложенная к верхнему динамометру равна силе упругости
пружины верхнего динамометра, с которой он действует на гирьку.
Нижний динамометр действует на гирьку вниз с силой 5 Н, плюс вниз
действует сила тяжести гирьки массой 100 г, равная приблизительно 1
Н, Всего 6 Н
Следовательно, и вверх на гирьку должна действовать сила 6 Н.
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
Ответ: Сила, приложенная к верхнему динамометру, равна 6 Н
Задача 2. (10 баллов) По свежему снегу прошел снегоход, масса которого вместе
с водителем 500 кг, а площадь опорной поверхности гусениц 0,75 м 2 . По следу
снегохода идет человек массой 80 кг. Площадь одной подошвы валенок 250 см2. Будет
ли человек проваливаться в снег?
Решение.
Человек будет проваливаться в снег, если оказываемое им давление
будет больше, чем давление снегохода.
Рассчитаем давление снегохода: pсн = mснg /Sсн; pсн = 500∙10/2∙0,75 ≈
3,3 кПа
Давление человека: pч = mчg /Sч; pч = 80∙10/2∙0,025 ≈ 16 кПа
pч >pсн, значит человек провалится.
3 балла
3 балла
3 балла
1 балл
Ответ: человек провалится.
Задача 3. (10 баллов) Ученик измерил плотность бруска, и она оказалась
равной ρ = 600 кг/м3. Но на самом деле брусок состоит из двух частей, равных по
массе, плотность одной из которых в два раза больше плотности другой. Найдите
плотности обеих частей бруска.
Решение.
Плотность ученик находил по формуле
состоит из двух частей, то:
одинаковы.

2m
m
1

m

V1 
2 1  2
1   2
m
1 ,
2
Тогда, получаем
Учитывая соотношение плотностей
2 1 2 1 4 1


1  2 1
3 .
M
3 балла
V . Так как брусок
2m
V1  V2 , т.к. массы двух частей бруска
Объемы частей можно найти по


V2 
2 балла
m
2
2 балла
ρ2
=
2
ρ1 ,
получаем: 3 балла
Отсюда ρ1 = 3 ρ/4, ρ2 = 3 ρ/2; ρ1 = 450кг/м3, ρ2 = 900кг/м3.
Ответ: плотности обеих частей бруска соответственно равны ρ1 = 450кг/м3, ρ2 =
900кг/м3.
Задача 4. (10 баллов) Парафиновая свечка горит так, что ее длина
уменьшается со скоростью u = 5•10–5 м/с, а испаряющийся парафин полностью
сгорает, не стекая вниз. Свечка плавает в широком сосуде с водой. Ее слегка
поддерживают в вертикальном положении, чтобы она не опрокидывалась. С какой
скоростью υ свечка движется относительно сосуда во время сгорания? Плотность
воды ρв = 1000 кг/м3, плотность парафина ρп = 900 кг/м3.
Решение.
Поскольку свечка плавает, то ее сила тяжести равна силе Архимеда.
Причем свеча плавает, частично погрузившись в воду, так как её
плотность меньше плотности воды.
Условие плавания свечи: mсвg = Fa; ρсвVсв g = ρвgVпог
Или: ρсвSсв lсв = ρвSсвhпог
Изменение положения свечи связано с уменьшением массы свечи
(сверху) в результате сгорания парафина, и с изменением силы
Архимеда, поскольку меняется объем погруженной части свечи.
Разделив обе части уравнения на время, получим:
ρсв u = ρвv, откуда v = u∙ ρсв /ρв ; v = 4,5∙10-5 м/с.
2 балла
2 балла
3 балла
3 балла
Ответ: свечка движется относительно сосуда во время сгорания со скоростью v
= 4,5∙10-5 м/с.
Задача 5. (5 баллов) Вмороженный камешек
Ледяной кубик с вмороженным в него небольшим камешком опустили в
цилиндрический сосуд с водой. При этом кубик стал плавать, полностью
погрузившись в воду. Во сколько раз объем камешка меньше объема льда?
Решение. Если кубик, полностью погрузившись в воду, плавает, то на основании
условия плавания тела сила тяжести равна архимедовой силе: Mg=FA. Масса кубика
складывается из массы льда mл и массы камешка mк, т.е. M= mл+ mк или M= Vлл+
Vкк. В свою очередь объем погруженной части тела будет складываться из объема
льда и объема камешка, т.е. V= Vл+ Vк. На основании этих рассуждений можно
Vк
записать: (Vлл+ Vкк)g = (Vл+ Vк)вg. Решая это уравнение относительно Vл ,
Vк
1000  900
1
Vк в   л



получим Vл к  в . Откуда Vл 2200  1000 12 .
Знает формулы: архимедовой силы FА=жVпчтg, массы
тела m=V
Знает условие плавания тел Mg=FA
Правильно получил конечное выражение
Правильно выполнил вычисления
Итого
Ответ: Объем камешка в 12 раз меньше объема льда.
1 балл
1 балл
1 балл
1 балл
4 балл
Задача 6. (5 баллов). К нижней части
воронки, помещенной в сосуд с водой, прижата
давлением тонкая пластинка, как показано на
рисунке. Если в воронку налить воду массой m1
кг, пластинка отпадет. Отпадет ли пластинка,
в воронку насыпать дробь массой m2 = 0,5 кг? Ответ обосновать.
= 0,5
если
Решение. Плотность свинца приблизительно в десять раз превышает плотность
воды и поэтому дробинки расположатся в самой нижней части воронки. 1 балл.
m g
pд  2
S , где S – площадь пластинки, или
Давление дроби на пластинку будет равно
Shg
pд   д
  д h1 g
S
. 1 балл.
Вода же зайдет и в узкую часть трубки воронки. В первом приближении давление
воды можно представить в виде p  p1  p2   вh2 g   вh3 g , где h2 – высота широкой
части воронки, а h3 – высота занятой водой узкой части воронки. 2 балла.
Как видно из формулы, давление определяется лишь высотой водяного столба. В
узкой части трубки воронки даже небольшой объем воды создает большое давление. 1
балл.
Ответ. Не отпадет.
Задача 7. (10 баллов) Груз в форме куба со стороной
a  0,3 м и массой m  100 кг прикреплен пружиной к
потолку, как показано на рисунке. Первоначально пружина
деформирована. Из-за резкого охлаждения куб быстро
сжался, так что все его стороны уменьшились на a  5 см.
сколько изменится давление куба на пол? Жесткость
пружины k  2 кН/м, постоянная g  10 Н/кг.
не
На
2
Решение. Начальное давление куба на пол было P0  mg / a  11111 Па.
Так как затем высота куба уменьшилась, то пружина растянулась и начала
действовать на груз с силой, направленной вверх и равной F  k a .
Кроме того, изменилась и площадь контакта куба с полом.
(mg  F )
P1 
 14400
2
(
a


a
)
В результате, давление стало равно
Па
Отсюда мы находим разницу давлений, величину P1  P0  14400  11111  3289 Па.
1.
2.
3.
4.
5.
Определено первоначальное давление – 1 балла.
Определено изменение силы упругости – 3 балла.
Определено изменение площади куба – 2 балла.
Определено конечное давление – 2 балла.
Определено изменение давления – 2 балла.
Ответ. Давление куба на пол изменится на 3289 Па.
Задача 8. (10 баллов) Рычаг подвешен к системе блоков так, что точки подвеса
делят его в отношении a : b : c . Блоки, рычаг и нити невесомы, трения нет. Каково
отношение масс грузов m1 и m2 , если система находится в равновесии?
Решение. Пусть перекинутая через блоки нить натянута с силой T . Тогда к
рычагу приложены следующие силы: в точке А – направленная вниз сила m1 g , в точке
В – направленная вверх сила натяжения нити 2T , в точке С – направленная вверх сила
натяжения нити T , в точке D - направленная вниз сила тяжести m2 g . Поскольку
геометрическая сумма сил, действующих на рычаг, должна быть равна нулю,
получаем первое уравнение: 3T  m1 g  m2 g ,
m1 g  m2 g
3
из которого находим,
.
Запишем правило равновесия рычага относительно одной
точек,
например,
относительно
точки
А:
2T  a  T   a  b   m2 g   a  b  c  .
T
Подставляя в это отношение значение T , находим
1
 m1  m2  ga   m1  m2  gb  m2 g   a  b  c 
3
.
из
m1 2b  3c

m
Отсюда 2 3a  b .
1. Нарисован рисунок с изображением всех сил – 2 балла.
2. Записано условие равенства нулю суммы всех сил – 2 балла.
3. Записано условие равенства нулю моментов сил – 3 балла.
4. Решена система уравнений и получен ответ – 3 балла.
Ответ. Отношение масс грузов, если система находится в равновесии
m1 2b  3c

m
соответственно равно 2 3a  b .
Экспериментальный тур
Задача 9. (10 баллов) Лабораторная работа: «Вызови тучу»
Оборудование: стеклянная прозрачна бутылка, горячая вода, кубик льда, тёмносиняя или чёрная бумага.
Ход работы:
1. Осторожно наполните бутылку горячей водой.
2. Через 3 минуты вылейте воду, оставив немного на самом дне.
3. Положите сверху на горлышко бутылки кубик льда, так чтобы он закрыл
горлышко.
4. Поставьте за бутылкой лист тёмной бумаги.
5. Опишите наблюдаемые явления.
6. Сделайте вывод.
Задача 10. (10 баллов) Лабораторная работа: «Вызови дождь»
Оборудование: Холодильник, чайник, вода, металлическая ложка (лучше
алюминиевая), блюдце, полотенце.
Ход работы:
1. Положите ложку в морозилку на 30 минут.
2. Попросите родителей провести с тобой эксперимент.
3. Вскипятите полный чайник воды.
4. Поставьте блюдце над носиком чайника.
5. Полотенцем оберни ручку ложки, поднеси к пару, поднимающегося из носика
чайника.
6. Опиши наблюдения.
7. Сделайте вывод.