Олимпиадные задания по физике для старшеклассников

ОЛИМПИАДА ПО ФИЗИКЕ ( первый тур)

ВАРИАНТ № 1

Инструкция для учащихся

На выполнение олимпиадной работы по физике отводится 1,5 часа (90 минут). Работа состоит из 20 заданий, которые разделены на 2 части.

В части 1 собраны 16 несложных заданий. К каждому заданию даны 4 варианта ответов, из которых только один верный.

Часть 2 состоит из 4 заданий разного типа.. Последние 4 задания работы требуют полного ответа (дать объяснение, описание или обоснование, привести полное решение).

Внимательно прочитайте каждый вопрос и предлагаемые варианты ответа. Отвечайте только после того, как Вы поняли вопрос, проанализировали все варианты ответа и выполнили необходимые вычисления.

Советуем выполнять задания в том порядке, в котором они даны. Однако если какое-то задание Вам не удается выполнить сразу, то для экономии времени пропустите его и постарайтесь выполнить те, в которых Вы уверены. Если останется время, то можно вернуться к пропущенным заданиям.

ЧАСТЬ А

1). Из приведенных ниже утверждений выберите определение единицы заряда в СИ.

А. Один кулон - это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 мин при силе тока 1 А.

Б. Один кулон - это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 1 А.

В. Один кулон - это заряд, проходящий через единицу площади поперечного сечения проводника за 1 с при силе тока 1 А.

Г. Один кулон - это заряд, который действует на равный ему заряд, помещённый в вакууме, на расстоянии 1 м с силой в 1 Н.

2). Физический смысл выражения: «напряжение между двумя точками электрического поля равно 220 В» означает, что электрическое поле ...

А) Обладает энергией 220 Дж по отношению к заряду 1 Кл.

Б) Совершает работу 220 Дж при перемещении заряда 1 Кл.

В) Действует силой 220 Н на заряд 1 Кл.

Г) Совершает работу 220 Дж при перемещении всех зарядов.

3) Электроемкость двух проводников вычисляется по формуле:

а) б) в) г) д)

4) Напряжение на конденсаторе возрастает с увеличением заряда конденсатора согласно графику на рисунке. Емкость этого конденсатора равна

1) 8 • 10 ^-2Ф 2)50Ф 3)4 • 10 ^-2Ф 4)2 • 10 ^-8Ф

5) Среднее время разрядов молнии равно 0,002 с. Сила тока в канале молнии около А.10⁴ А. Какой заряд проходит по каналу молнии?

А) 40 Кл Б) 10^-7Кл В) 10Кл Г) 4^.10^-8Kл

6) Если сопротивления резисторов R₁=R₂=R₃=R₄=2 Ом, то полное сопротивление цепи равно:

а) 8 Ом

б) 0,5 Ом

в) 5 Ом

г) 1 Ом

д) 6 Ом

7) Три резистора сопротивлениями R₁ =10 Ом, R₂ =15 Ом и R₃ = 25 Ом соединены последовательно и включены в электрическую сеть напряжением 100 В. Напряжение на резисторе R₃ равно:

а) 25 В б) 30 В в) 50 В г) 7 5 В д) 15 В

8) . Сила Лоренца вычисляется по формуле:

А) Б) В) Г) Д)

9) Виток провода находится в магнитном поле и своими концами замкнут на амперметр. Значение магнитной индукции поля меняется с течением времени согласно графику на рисунке. В какой промежуток времени амперметр покажет наличие электрического тока в витке?

А) от 0 с до 1с

Б) от 1 с до 3с

В) от 3 с до 4с

Г) во все промежутки времени от 0 с до 4 с

10. Три тела совершают колебания вдоль оси ОХ, их координаты изменяются со временем по законам:

А. . Б. . В. .

В каких случаях колебания гармонические?

А. Только 1. Б. Только 2. В. 1 и 2. Г. 1, 2 и 3. Д. 2 и 3.

11) По какой формуле вычисляется период Т колебаний математического маятника?

А. . Б. . В. . Г. . Д. .

12) При подвешивании груза на пружине массой 1 кг пружина в состоянии равновесия удлинилась на 10 см. Какова максимальная кинетическая энергия груза при колебаниях груза на пружине с амплитудой 20 см?

А. 1 Дж. Б. 10 Дж. В. 5 Дж. Г. 2 Дж. Д. 200 Дж.

13) Какова резонансная частота в цепи из катушки индуктивностью в 4 Гн и конденсатора электроемкостью в 9 Ф?

А. 72π Гц. Б. 12π Гц. В. 32 Гц. Г. 6 Гц. Д. Гц. Е. Гц.

14) Чему равен магнитный поток Ф через контур площадью S=100 см² в однородном магнитном поле с индукцией В, равной 2 Тл, если угол между вектором индукции и нормалью к плоскости контура равен 30º?

А. Вб. Б. Вб. В. Вб. Г. 10^-2 Вб. Д. 10^-1 Вб. Е. 100 Вб.

15) Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре происходит по закону . Чему равна частота электромагнитных колебаний в контуре?

А. 10 Гц Б. 10 Гц В. 5 Гц Г. 15 Гц

16) Лампы Л1 и Л2 включены в цепь переменного тока. При некоторой частоте накал ламп одинаков. Как изменится накал, если частоту уменьшить?

А. у лампы Л1 увеличится, у лампы Л2 - уменьшится

Б. у лампы Л1 уменьшится, у лампы Л2 - увеличится

В. не изменится

ЧАСТЬ В

1. Проводник длиной 20 см находится в магнитном поле с индукцией 25 мТл. Сила ампера при перемещении проводника равна на 8 см в направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

2. Катушка с индуктивным сопротивлением Х_L=500 Ом включена в цепь переменного тока с частотой =1,0 кГц и эффективным напряжением U=100 В. Найти амплитудное значение I_m силы тока в цепи и индуктивность L катушки, пренебрегая ее активным сопротивлением.

3. Магнитный поток, пронизываюший замкнутый контур проводника

сопротивлением 2,4 Ом, равномерно изменился на 6 Вб за 0,5 с. Какова сила индукционного тока в этот момент?

4. Из проводника длиной 2м и сопротивлением 0,1 Ом сделан квадрат, который расположен горизонтально. Какой заряд пройдет по проводнику, если квадрат потянуть за вершины так, чтобы он сложился? Вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли 50 мкТл

ОЛИМПИАДА ПО ФИЗИКЕ

ВАРИАНТ № 2

Инструкция для учащихся

На выполнение олимпиадной работы по физике отводится 1,5 часа (90 минут). Работа состоит из 20 заданий, которые разделены на 2 части.

В части 1 собраны 16 несложных заданий. К каждому заданию даны 4 варианта ответов, из которых только один верный.

Часть 2 состоит из 4 заданий разного типа.. Последние 4 задания работы требуют полного ответа (дать объяснение, описание или обоснование, привести полное решение).

Внимательно прочитайте каждый вопрос и предлагаемые варианты ответа. Отвечайте только после того, как Вы поняли вопрос, проанализировали все варианты ответа и выполнили необходимые вычисления.

Советуем выполнять задания в том порядке, в котором они даны. Однако если какое-то задание Вам не удается выполнить сразу, то для экономии времени пропустите его и постарайтесь выполнить те, в которых Вы уверены. Если останется время, то можно вернуться к пропущенным заданиям.

ЧАСТЬ А

1) Физический смысл выражения: «разность потенциалов между двумя точками электрического поля равна 220В» означает, что электрическое поле …

А. Обладает энергией 220 Дж по отношению к заряду 1 Кл.

Б. Совершает работу 220 Дж при перемещении заряда 1 Кл.

B. Действует силой 220 Н на заряд 1 Кл.

Г. Обладает энергией 220 Дж по отношению ко всем зарядам.

2) Источник тока присоединили к двум пластинам, опущенным в раствор медного купороса. Сила тока в цепи 0,5 А. Какой заряд проходит между пластинами в ванне за 1 минуту?

А) 0,5Кл Б) ЗО Кл В) 6 Кл Г) 3 Кл

3) Работа по перемещению заряда в электрическом поле вычисляется по формуле:

А) Б) В) Г)

4) Напряжение на концах металлического провода меняется с течением времени согласно графику на рисунке. Напряжение в момент времени t = 3,5 с примерно равно

А) 40 В Б) ) 40 В В) 27 В Г) 4 0 В

5) Конденсатор емкостью 20 мкФ заряжен до разности потенциалов 300 В. Энергия электрического поля конденсатора равна:

А ) 1,8 Дж Б) 0,9 Дж В ) 0,6 Дж Г) 1,2 Дж

6) По какой из приведенных ниже формул можно рассчитать тепловую мощность тока на внешнем участке цепи?

А. Б. В. Г.

7) Если сопротивления резисторов R₁=R₂=R₃, а показания второго амперметра 3 А, то показания первого амперметра равны:

А) 3 А Б) ,5 А

В ) 2 А Г) 2,5 А

8) Если сопротивления резисторов R₁=R₂=R₃=R₄=3 Ом, то полное сопротивление цепи равно:

А) 12 Ом Б) Ом

В) 1 Ом Г ) 4 Ом

9) Сила Ампера вычисляется по формуле:

А) Б) В) Г)

10) Виток провода находится в магнитном поле и своими концами замкнут на амперметр. Значение магнитной индукции поля меняется с течением времени согласно графику на рисунке. В какой промежуток времени амперметр не покажет наличие электрического тока в витке?

А ) от О с до 1 с Б ) от 1 с до 3 с В ) от 3 с до 4с Г) во все промежутки времени от 0 с до 4 с

11) Три тела совершают колебания вдоль оси ОХ, их координаты изменяются со временем по законам: 1. . 2. . 3.

В каких случаях колебания гармонические?

А. Только 1. Б. Только 2. В. 2 и 3. Г. 1, 2 и 3. Д. 1 и 2.

12) . По какой формуле вычисляется частота ω колебаний груза массой m на пружине жесткостью k?

А. . Б. . В. . Г. .

13) Тело массой m на нити длиной l совершает колебания с периодом Т. Каким будет период колебаний тела массой m на нити длиной ?

А. . Б. 2Т. В. 4Т. Г. . Д. . Е. . Ж.. Т.

14) Каков период Т собственных колебаний в контуре из катушки индуктивностью в 9 Гн и конденсатора электроемкостью в 4 Ф?

А. 72π с. Б. 12π с. В. 36 с. Г. 6 с. Д. с. Е. с.

15) Чему равен магнитный поток Ф через контур площадью S=100 см² в однородном магнитном поле с индукцией В, равной 2 Тл, если угол между вектором индукции и нормалью к плоскости контура равен 60º?

А. Вб. Б. Вб. В. Вб. Г. 10^-2 Вб.

Д. 10^-1 Вб. Е. 100 Вб.

16) Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре происходит по закону . Чему равна амплитуда силы тока в контуре?

А. 10 А Б. 10 А В. 10^-4 А Г. 10⁵

ЧАСТЬ В

1. Проводник длиной 40 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл. Проводник пришел в движение перпендикулярно силовым линиям, когда по нему пропустили ток 5 А. Определите работу магнитного поля, если проводник переместился на 20 см.

2. По катушке сопротивлением 5 Ом и индуктивностью 50 мГн проходит электрический ток силой I₁ = 17 А. Каким будет напряжение на концах катушки, если тока начнет возрастать со скоростью 100 А/с?

3. В колебательном контуре происходят свободные незатухающие электромагнитные колебания, период которых 0,2 мс. Найти амплитуду колебаний заряда, если амплитуда колебаний силы тока 3,14 мА.

4. Электрон движется в однородном магнитном поле по окружности радиуса 4 мм со скоростью 3,6 Мм/с. Найти индукцию магнитного поля. Масса электрона 9,1·10^-31 кг, заряд электрона 1,6·10^-19Кл.

ОЛИМПИАДА ПО ФИЗИКЕ ( второй тур)

Инструкция для учащихся

На выполнение олимпиадной работы по физике отводится 1,5 часа (90 минут). Работа состоит из 4 заданий.

Задания работы требуют полного ответа (дать объяснение, описание или обоснование, привести полное решение).

ВАРИАНТ № 1

1. Какой длины надо взять нихромовую проволоку, имеющую поперечное сечение 0,1 мм², чтобы изготовить нагреватель, на котором можно за 5 мин довести до кипения 1,5 л воды, взятой при температуре 20°С? Напряжение в сети 220 В, кпд кипятильника 90%, удельное сопротивление нихрома 1,1 мкОм·м.

2. В однородном магнитном поле , индукция которого й,67*10^-5 Тл движется протон перпендикулярно вектору магнитной индукции В по окружности радиусом 5м. определите скорость электрона

3. На какое расстояние по горизонтали переместится частица, имеющая массу 1 кг и заряд 2 нКл, за время 3 с в однородном магнитном поле напряженностью 50 В/м, если ее начальная скорость равно нулю? Ответ выразите в сантиметрах. Действием силы тяжести пренебречь.

4. Электрическая цепь состоит их аккумуляторной батареи, в которой последовательно включены ключ, резистор сопротивлением 2 Ом, амперметр, показывающий силу тока 0,8 А, реостат, сопротивление которого меняется от 0 до 8 Ом. Параллельно аккумулятору подключен вольтметр, показывающий напряжение 4 В. Составьте принципиальную схему этой цепи. Объясните, как изменятся( уменьшаться или увеличатся) сила тока в цепи и напряжение на аккумуляторе при уменьшении сопротивления реостата до минимального значения. Укажите законы, которые вы применили.

5. Составьте электрическую цепь из источника тока, двух электрических звонков, одной кнопки, проводов, так, чтобы оба звонка работали при нажатии кнопки.

ОЛИМПИАДА ПО ФИЗИКЕ ( второй тур)

ВАРИАНТ 2

Инструкция для учащихся

На выполнение олимпиадной работы по физике отводится 1,5 часа (90 минут). Работа состоит из 4 заданий.

Задания работы требуют полного ответа (дать объяснение, описание или обоснование, привести полное решение).

1. Медная проволока имеет круглое сечение площадью S1=1 мм². Её покрывают слоем серебра толщиной d=10 мкм. На сколько процентов изменится сопротивление этой проволоки? Удельное сопротивление меди ρ1=0,0175 Ом·мм2/м, удельное сопротивление серебра ρ2=0,016 Ом·мм²/м.

2. С какой скоростью вылетает α - частица из радиоактивного ядра, если она, попадая в однородное магнитное поле с индукцией В=2 Тл перпендикулярно его силовым линиям, движется по окружности радиусом R=1 м? масса частицы 6,7*10^-27кг, ее заряд равен 3,2*^10-19 Кл.

3. Прямой проводник длиной 50 см и массой 100г, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции, при пропускании по нему тока 4А приобрел ускорение 5м/с. Чему равно индукция магнитного поля? Силой тяжести пренебречь.

3. Электрическая цепь состоит их аккумуляторной батареи, в которой последовательно включены ключ, резистор сопротивлением 2 Ом, амперметр, показывающий силу тока 0,8 А, реостат, сопротивление которого меняется от 0 до 8 Ом. Параллельно аккумулятору подключен вольтметр, показывающий напряжение 4 В. Составьте принципиальную схему этой цепи. Объясните, как изменятся (уменьшаться или увеличатся) сила тока в цепи и напряжение на аккумуляторе при увеличении сопротивления реостата до максимального о значения. Укажите законы, которые вы применили.

3. Составьте электрическую цепь из источника тока, двух электрических звонков, одной кнопки, проводов, так, чтобы оба звонка работали при нажатии кнопки.