Школьная олимпиада по физике
Задача №1
«Любителям бильярда»
Товарный вагон объёмом V n штук шаров. Какова масса m одного шара?
Задача №2
«Ищем шарик»
Задача №3
«Вытягиваем проволоку»
)
Задача №4
«Средняя скорость»
V 1 V 2
Школьная олимпиада по физике
Задача №1
«Равновесие»
m
О В А
М m
Задача №2
«Испортили кастрюлю»
S 1 S 2 h m
Задача №3
«Кто тяжелее»
m m 1 m 2 m 1 / m 2 . Плотность меди , плотность воды .
Задача №4
«По одной ложке»
t 1 = 5 0 C t 2 = 3 0
Школьная олимпиада по физике
Задача №1
«На границе двух жидкостей»
1
Задача №2
«Коктейль»
S V , его плотность меньше плотности воды .
Задача №3
«Выстрел»
Определите время равноускоренного движения снаряда, в стволе вертикально установленного орудия, если после выстрела снаряд достигает высоты h = 4500 м. Длина ствола l = 3 м. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Задача №4
«Странный участок цепи»
Участок цепи постоянного тока состоит из трех одинаковых вольтметров и двух одинаковых амперметров (см. рис.). Показания вольтметров V 1 и V 2 равны U 1 = 6 В, U 2 V 3 .
V 1
A 1 V 2 A 2
V 3
Школьная олимпиада по физике
7 класс. 2014/2015 учебный год.
Решения
Задача №1
«Любителям бильярда»
Товарный вагон объёмом V наполнен одинаковыми бильярдными шарами. Масса всех шаров М. В каждом кубическом метре объёма вагона находится n штук шаров. Какова масса m одного шара?
Решение
10 баллов
Задача №2
«Ищем шарик»
Имеется 9 внешне совершенно одинаковых свинцовых шариков, однако внутри одного из них сделана небольшая полость. Пользуясь только рычажными весами, выделите шарик с полостью. Весы можно использовать не более двух раз. Опишите свои действия.
Решение
Шарик с полостью легче остальных. Кладем на чашки весов по три шарика. Если одна тройка легче другой, то из нее берем два шарика и кладем их на чашки весов. Более легкий будет искомым шариком. Если их вес одинаков, то искомым является третий шарик из данной тройки. Если при первом исследовании весы были в равновесии, то искомый шарик в третьей тройке, и его выделяем по описанному выше эксперименту.
10 баллов.
Задача №3
«Вытягиваем проволоку»
Проволоку производят вытягиванием из цельной заготовки меди. На изготовление медной проволоки прямоугольного сечения в течение суток израсходовано М = 8640 кг меди. Скорость протягивания проволоки постоянна в течение суток и равна . Найдите площадь перечного сечения проволоки, если за истекшие сутки производилась проволока сечением только одного размера. (Плотность меди )
Решение
10 баллов
Задача №4
«Средняя скорость»
По дороге в горку трамвай ехал со скоростью V 1 = 40 км/ч, а возвращаясь обратно по той же дороге с горки – со скоростью V 2 = 60 км/ч. Чему была равна средняя скорость трамвая?
Указание: здесь речь идёт о средней скорости, равной отношению пройденного пути ко времени.
Решение.
10 баллов
Школьная олимпиада по физике
8 класс. 2014/2015 учебный год.
Решения
Задача №1
«Равновесие»
Легкий стержень ОА, изображенный на рисунке, находится в равновесии. Определите массу груза m , если масса М = 10 кг, расстояние от оси О до точки А в 4 раза больше, чем до точки В.
Решение
Сила натяжения нити действующей на стержень в точке А F A = mg . (1) – 3 балла
Сила натяжения нити действующей на стержень в точке В F В = М g . (2) – 2 балла
Условие равновесия рычага (3) – 3 балла
(4) – 2 балла
Ответ: m = M /4 = 2,5 кг
10 баллов
Задача №2
«Испортили кастрюлю»
В две цилиндрические кастрюле площади S 1 просверлили отверстие площади S 2 и вставили в него пластмассовую трубку. Высота кастрюли h . Масса кастрюли с трубкой равна m . Кастрюля стоит на ровном листе резины дном вверх (см. рис.). Сверху в трубку осторожно наливают воду. До какого уровня Н можно налить воду, чтобы она не вытекала снизу?
Решение.
Вода начнет вытекать, когда сила, с которой она действует на кастрюлю, уравновесит силу тяжести mg . (1) – 3 балла
Силу, с которой вода действует на кастрюлю, можно рассчитать, умножив гидростатическое давление у дна на площадь ( S 1 – S 2 ). Таким образом,
(2) – 4 балла
Откуда следует ответ: (3) – 3 балла
Задача №3
«Кто тяжелее»
Имеются два цилиндрических стакана массой m каждый. На дно первого кладут медный брусок массой m 1 и стакан опускают в воду так, что он плавает, погрузившись в воду до краев. Ко дну второго стакана снизу прикрепляют медный брусок массой m 2 и тоже опускают в воду так, что стакан плавает, погрузившись в воду до краев. Найдите отношение масс медных брусков m 1 / m 2 . Плотность меди , плотность воды . Толщиной стенок и дна стакана пренебречь.
Решение.
Масса плавающего тела равна массе вытесненной жидкости. (1) – 3 балла
В первом случае , где V – объём стакана. (2) – 2 балла
Во втором случае (3) – 3 балла
Вычитая (3) из (2) получим , откуда следует ответ:
(4) – 2 балла
Задача №4
«По одной ложке»
В колориметр налили ложку горячей воды, после чего его температура возросла на Δ t 1 = 5 0 C . После того как добавили вторую ложку той же горячей воды, температура калориметра возросла на Δ t 2 = 3 0 С. На сколько градусов увеличится температура калориметра, если в него добавить третью ложку той же горячей воды? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
Решение.
Обозначим теплоемкость калориметра С К, теплоемкость одной ложки воды С, разность температуры горячей воды и начальной температуры калориметра Δ t 0 . Уравнение теплового баланса в первом случае: С К Δ t 1 = C (Δ t 0 - Δ t 1 ). (1) – 1 балл
Уравнение теплового баланса во втором случае: (С К + С) Δ t 2 = C (Δ t 0 - Δ t 1 – Δ t 2 ). (2) -2 балла
Обозначим отношение С К /С = k . Тогда уравнения (1) и (2) можно переписать в виде:
kΔt 1 = Δ t 0 - Δ t 1, ( k + 1) Δ t 2 = Δ t 0 - Δ t 1 – Δ t 2. Из этих уравнений находим
Δ t 0 = kΔt 1 + Δt 1 = 20 0 С (3) – 2 балла
Из уравнения теплового баланса в третьем случае (k + 2) Δt 3 = Δ t 0 - Δ t 1 – Δ t 2 - Δt 3,
(4) – 2 балла
Получаем ответ:
(5) – 3 балла
Школьная олимпиада по физике
9 класс. 2014/2015 учебный год.
Решения
Задача №1
«На границе двух жидкостей»
В сосуде с жидкостью плотности к дну прикреплена пружина. К пружине прикреплено цилиндрическое тело, имеющее плотность . Тело плавает на поверхности жидкости, погруженное на 2/3 своего объема, при этом пружина растянута на величину Х 1 . Чему будет равно удлинение пружины, если в сосуд долить жидкость с плотностью так, чтобы тело оказалось полностью погруженным в жидкость. Считать, что жидкости не смешиваются, и цилиндр погружен в нижнюю жидкость на 1/6 своего объема.
Решение.
В состоянии равновесия сумма сил, действующих на тело, должна быть равна нулю.
До доливания жидкости это условие запишется в виде:
Где k – жесткость пружины, V – объем тела. (1) – 3 балла
Сила упругости пружины в первом случае . (2)
После доливания
(2) – 4 балла
Разделив соотношение (2) на (1), получим , следовательно
(3) – 3 балла
Задача №2
«Коктейль»
В цилиндрическом стакане, площадь дна которого равна S , плавают ледяные кубики с вмороженными в них каплями рыбьего жира. Суммарный объем вмороженного рыбьего жира равен V , его плотность меньше плотности воды .
1. На сколько изменится уровень воды в стакане, если кубики растают и рыбий жир растечется по поверхности воды? Повысится или понизится этот уровень?
2. На сколько изменится общий уровень содержимого стакана по сравнению с начальным уровнем воды? Повысится или понизится этот уровень?
Решение.
Т.к. масса содержимого стакана не меняется, давление на дно остается неизменным. Из этого следует: , где h 1 – начальная высота уровня воды, h 2 h V 1 и V 2 равны U 1 = 6 В, U 2 = 4 В. Что показывает третий вольтметр V 3 .
Решение.
Напряжение на первом амперметре U A 1 = U 1 – U 2 = 2 B . (1) – 2 балла
Отношение напряжений на втором U A 2 и первом амперметрах равно отношению токов (сопротивления амперметров одинаковы). Ток через второй амперметр I 2 складывается из тока через первый амперметр I 1 и тока через первый вольтметр I V 1. Отношение I V1 /I 1 = U 1 /U 2 = 3 / 2, тогда I 2 = I 1 = 5 / 2 = U A2 /U A1 . (2) – 3 балла
Тогда U A 2 = 5 U A 1 / 2 = 5 B . (3) – 3 балла
Напряжение на третьем вольтметре U 3 = U 1 + U A 2 = 11 B (4) – 2 балла
§5. Испарение и кипение. Расчетные задачи.
Примеры решения задач.
Задача 1. В калориметр, содержащий 100 г льда при 0, впускают пар при 100. Сколько воды окажется в калориметре непосредственно после того, как весь лед растает?
Дано
: m 1 = 0,1 кг, 
, 
, C = 4200
, L = 2,3 
, 
.
Найти : m 0 .
Анализ :
В момент полного превращения льда в воду в калориметре окажется вода массой m 0:
, (1)
где m 2 – масса сконденсировавшегося пара.
Пренебрегая внешним теплообменом, запишем уравнение теплового баланса
(2)
- количество теплоты, которое выделяется при конденсации пара.
- количество теплоты, которое выделяется при остывании воды.
- количество теплоты, необходимое для полного превращения льда в воду.
и 
Подставив это выражение в уравнение (1), получим:
Вычисления:
кг.
Задача 2.
Определить массу воды, которая может быть превращена в лед при 0 испарением эфира, масса которого 100 г, а температура 20. Теплообмен происходит только между эфиром и водой. Начальная температура воды также 20. Удельная теплота испарения эфира 
Дж/кг.
Дано
: m 0 = 0,1 кг, 
, C 1 = 2,1 
, 
, C 2 = 4,2 , 
, 
.
Найти : m 1.
Анализ :
Поскольку теплообмен происходит между эфиром и водой, т.е. внешнего теплообмена нет, можно записать уравнение теплового баланса:
- количество теплоты, выделяющейся при охлаждении эфира.
Количество теплоты, выделяющейся при охлаждении воды.
- количество теплоты, выделяющейся при замерзании воды.
- количество теплоты, поглощаемой испаряющимся эфиром.
Таким образом:
Вычисления:
Задачи для самостоятельного решения.
Задача 274. Водяной пар при температуре 100 сконденсировался в воду той же температуры. Как изменились при этом объем, масса, сила тяжести, вес, плотность и внутренняя энергия вещества?
Задача 275. Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 2,5 кг, имеющего температуру 100?
Задача 276. Какое количество теплоты необходимо сообщить воде массой 10 г, взятой при температуре 0, для того, чтобы нагреть ее до температуры кипения и испарить?
Задача 277. Сколько температуры потребуется, чтобы 100 кг воды, взятой при 10, нагреть до 100 и обратить в пар?
Задача 278. Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75 кг от 20 до 100 и последующее образование пара массой 250 г?
Задача 279. Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой 10 кг при 100 и охлаждении образовавшейся воды до 20?
Задача 280. Какое количество теплоты потребовалось для получения дистиллированной воды объемом 5 л, если вода в дистиллятор поступила при 14? (Потерями энергии пренебречь.)
Задача 281. Какое количество теплоты необходимо, чтобы изо льда массой 2 кг, взятого при -10, получить пар при 100?
Задача 282. Сколько льда, взятого при 0, расплавится, если ему сообщить такое количество теплоты, которое выделится при конденсации водяного пара, масса которого 8 кг, а температура 100, при нормальном атмосферном давлении?
Задача 283. 200 кг водяного пара при 100 пропустили через 4 m воды при 20. До какой температуры нагреется вода?
Задача 284. Сколько водяного пара при 100 нужно пропустить через 8 m воды при 10, чтобы вода нагрелась до 40?
Задача 285. К сосуду, в котором находилось 2 л воды при 20, было подведено 1050 кДж теплоты. Определить массу пара, образовавшегося при кипении воды. Теплоемкостью сосуда пренебречь.
Задача 286. Какое количество теплоты выделится при конденсации 20 г водяного пара при 100 и охлаждении полученной воды до 20?
Задача 287. В сосуд, содержащий 30 л воды, впускают 1,85 кг водяного пара при 100. После конденсации пара температура воды в сосуде повысилась до 37. Найти первоначальную температуру воды. Теплоемкостью сосуда пренебречь.
Задача 288. До какой температуры нагреется 0,8 л воды, находящейся в медном калориметре массой 0,7 кг и имеющей температуру 12, если ввести в калориметр 0,05 кг пара при 100?
Задача 289. В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при 15, впускают 200 г водяного пара при 100. Какая общая температура установится после конденсации пара?
Задача 290. Отработанный пар при 100 направляют в 2 m воды при 20. Сколько пара необходимо пропустить для повышения температуры воды до 36?
Задача 291. Через воду, имеющую температуру 10, пропускают водяной пар при 100. Сколько процентов составит масса воды, образовавшейся из пара, от массы всей воды в сосуде в момент, когда ее температура равна 50?
Задача 292. Для опытного определения удельной температуры парообразования воды сухой пар, температура которого 100, пропустили через воду, налитую в медный калориметр. Масса воды 400 г, масса калориметра 200 г. После этого масса воды в калориметре выросла до 421 г, а температура воды повысилась от 10 до 40. Какое значение удельной теплоты парообразования было получено?
Задача 293. Через змеевик подогревателя, содержащего 12 л воды при 12, пропускают водяной пар при 100. Вытекающая из змеевика вода (конденсат) имеет в среднем температуру 60. Какое количество пара нужно пропустить через змеевик, чтобы температура воды в нагревателе повысилась до 50 ?
Задача 294. В сосуд, содержащий 400 г воды при 17, вводят 10 г пара, который превращается в воду. Определить конечную температуру воды. Потерями тепла и теплоемкостью сосуда пренебречь.
Задача 295. Алюминиевый калориметр массой 50 г содержит 250 г воды при 16. Какое количество пара нужно ввести в калориметр, чтобы температура воды в нем повысилась до 90?
Задача 296. Для определения удельной теплоты парообразования воды был произведен следующий опыт: пар при 100 ввели в алюминиевый калориметр массой 50 г, содержащий 250 г воды при 10. После пропускания пара в калориметре оказалось 259 г воды с температурой 30. Вычислить по полученным данным удельную теплоту парообразования воды.
Задача 297. В баке кипятильника содержится 208 л воды при 15. Сколько пара при 104 нужно пропустить через змеевик кипятильника, чтобы нагреть воду в нем до 92? Считать, что вода вытекает из кипятильника при той же температуре. КПД кипятильника 75%.
Задача 298. Пар поступает в змеевик подогревателя при 100, температура вытекающего из змеевика конденсата 90. В течение часа через подогреватель прошло 2 м 3 воды, имеющей начальную температуру 8, а из змеевика вытекло 360 л конденсата. До какой температуры нагрелась вода, если КПД подогревателя 80%?
Задача 299. Кусок алюминия массой 537 г, нагретый до 200, погрузили в 400 г воды при 16. При этом часть воды испарилась, а другая приобрела температуру 50. Найти массу испарившейся воды.
Задача 300. Кусок железа массой 400 г, нагретый до 800, погрузили в алюминиевый калориметр массой 80 г, содержащий 200 г воды при 20, при этом вся вода нагрелась до температуры кипения и 25 г обратилось в пар. Определить удельную теплоту парообразования воды.
Задача 301. Какая масса воды окажется в смеси, если лед массой 150 г и воду массой 200 г, находящиеся в состоянии теплового равновесия, нагреть до 100, пропуская пар при 100?
Задача 302. В теплоизолированном сосуде содержится смесь воды и льда. Масса воды 500 г, льда 54,4 г. Вода и лед находятся в тепловом равновесии. В сосуд вводится сухой водяной пар массой 6,6 г при 100. Какой будет температура после установления теплового равновесия?
Задача 303. В смесь, состоящую из 20 л воды и 10 кг льда при 0, выливают свинец при температуре плавления. Вся смесь приобретает температуру 100 и 200 г воды при этой температуре превращается в пар. Определить, сколько было вылито свинца.
Задача 304. В калориметр, содержащий лед массой 100 г при температуре 0, впустили пар, температура которого 100. Сколько воды окажется в калориметре после того, как весь лед растает?
Задача 305. Сколько водяного пара при 100 надо ввести в латунный калориметр массой 100 г, в котором находится снег массой 150 г при -20, для того чтобы весь снег растаял?
Задача 306. Смесь, состоящую из 5 кг льда и 15 кг воды, имеющую общую температуру 0, нужно нагреть до 80 паром при 100. Определить необходимое количество пара.
Задача 307. Быстро откачивая воздух из сосуда, в котором находится вода при 0, можно превратить ее в лед. Какая часть первоначального количества воды может быть обращена в лед при 0? Принять удельную теплоту парообразования при 0 L = 2,3 МДж/кг.
Задача 308. В сосуде находится смесь из 200 г воды и 130 г льда при 0. Какой будет окончательная температура, если в сосуд ввести 25 г стоградусного пара?
Задача 309. Космонавт, находясь на поверхности Луны, вскрыл ампулу с водой. Опишите поведение воды.
Задача 310. В сосуде, из которого быстро откачивают воздух, находится вода массой m при 0. В результате быстрого испарения происходит замораживание воды. Какая часть первоначальной массы обратилась в лед?
Задача 311. Под колоколом воздушного насоса находится вода, масса которой 40 г, а температура 0. Воздух из-под колокола быстро откачивают. Благодаря интенсивному испарению части воды вся остальная вода замерзает. Определить массу образовавшегося льда, если его температура 0.
Задача 312. В сосуде, из которого интенсивно откачивают воздух, находится небольшое количество воды при 0. Благодаря интенсивному испарению воды остальная часть ее замерзает. Испарившаяся часть воды имеет массу 2,71 г. Определить первоначальную массу воды.
Задача 313. В алюминиевый калориметр массой 300 г опустили кусок льда. Температура калориметра и льда -15. Затем пропустили через калориметр водяной пар при 100. После того, как температура смеси оказалась равной 25, измерили массу смеси, она оказалась равной 500 г. Найти массу сконденсировавшегося пара и массу льда, находящегося в калориметре в начале опыта.
Задача 314. В теплоизолированном сосуде содержится смесь воды массой 500 г и льда массой 54,4 г при 0. В сосуд вводится сухой насыщенный пар массой 6,6 г при 100. Какой будет общая температура после установления теплового равновесия?
Задача 315.
В прямоугольную кювету длиной 24 см и шириной 20 см, в которой находилась вода при 25, налили жидкий азот, взятый при температуре его кипения -196. После испарения азота вода охладилась до 0 и покрылась корочкой льда при той же температуре. Определить толщину ледяной корочки, если считать, что пары азота уходили от поверхности льда, нагревшись до его температуры и взяв от воды половину всего полученного им тепла. Объем воды в кювете был 1 л, масса азота 0,8 кг. Удельная теплота парообразования азота 0,2 МДж/кг, удельная теплоемкость газообразного азота 1,05 кДж/(кг
).
Задача 316. Какую массу нефти нужно сжечь в котельной установке с КПД 60%, чтобы 4,4 т воды, поступающей из водопровода при 7, нагреть до 100 и 10% всей воды превратить в пар при 100?
Задача 317. Сколько литров дистиллированной воды можно получить за 8 ч при помощи перегонного куба, потребляющего 1,5 м 3 природного газа в час и имеющего КПД 70%? Температура поступающей в куб воды 16.
Задача 318. В радиаторе парового отопления за 5 ч сконденсировалось 10 кг водяного пара при 100 и вода вышла из радиатора при 85. Какое количество теплоты радиатор передавал ежеминутно окружающей среде?
Задача 319. Колбу с 600 г воды при 10 нагревают на спиртовке с КПД 35%. Через сколько времени вода закипит? Сколько воды ежесекундно обращается в пар при кипении, если в 1 мин сгорает 2 г спирта? Теплоемкость колбы 100 Дж/.
Задача 320. Алюминиевый чайник массой 400 г, в котором находится 2 кг воды при 10, помещают на газовую горелку с КПД 40%. Какова мощность горелки, если через 10 мин вода закипела, причем 20 г выкипело?
Задача 321. Сколько надо сжечь угля, чтобы 6 m воды, взятой при 10, нагреть до 100 и 1 m обратить в пар, если КПД котла 70%?
Задача 322. Какое количество дистиллированной воды можно получить, если сжечь в топке перегонного куба 20 кг древесных чурок? КПД перегонного куба 35%, начальная температура воды 6.
Задача 323. В перегонный куб налито 20 л воды при 10. Какое количество дистиллированной воды можно получить, если израсходовать в топке куба 2 кг нефти? КПД куба 33%.
Задача 324. В дистиллятор было налито 30 л воды при 8. Для получения 5 л дистиллированной воды было израсходовано 1,6 м 3 горючего (природного газа). Каков КПД дистиллятора?
Задача 325. Сколько теплоты потребуется для сушки 10 m свежих фруктов, если масса готовой продукции составляет 20% от массы свежих фруктов, начальная температура фруктов 20, температура в сушилке 80.
Задача 326. Сосуд с водой нагревают на электроплитке от 20 до кипения за 20 мин. Сколько нужно времени, чтобы при тех же КПД и режиме работы плитки 20% воды обратилось в пар?
Задача 327. КПД холодильника, работающего на аммиачном газе, 75%. Сколько аммиака испарилось в трубах холодильника при охлаждении 0,86 кг воды от 20 до 0? ... .]. - Н. Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 2000. - ...
На учебное пособие «Методика решения задач по химии» для учащихся 8-11 классов
Учебное пособие... лицей № 40 . Пособие представляет собой обзор методических рекомендаций и... Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии. М., Новая... Нижегородский физико -математический лицей № 40 кафедра химии Школьный химический эксперимент 9 класс методическое ...
- естественные науки - физико-математические науки - химические науки - науки о земле (геодезические геофизические геологические и географические науки) (16)
Документ... задач осуществлялась в ходе постоянного общения со студентами и учащимися физико -математического ... 1813579 40 . В3 ... С 232 Сборник задач по сопротивлению... . Методические рекомендации предназначены... аудируемого лица , ... университета, Нижегородской академии...
Бюллетень новых поступлений литературы в научную библиотеку кубгу (октябрь 2006 г) физико-математические науки
БюллетеньГ.) Физико -математические науки... Сборник вопросов и задач по общей физике ... Physical Description: 40 с. Place: 20 ... Методические рекомендации ... соврешенных группой лиц : [научно-методическое пособие] ... агенство по образованию, Нижегородский гос. лингвист. ун...
Итоговая контр. работа по учебной дисциплине «Физика»
специальность АД14-1, М14-1, ИС14-1, СЗС14-1,
С14-2, СЗС14-3
ВАРИАНТ 8
1. Пассажир едет в поезде, скорость которого 80 км/ч. Навстречу этому поезду движется товарный поезд длиной 1 км со скоростью 40 км/ч. Сколько времени товарный поезд будет двигаться мимо пассажира?
2. Координата тела изменяется с течением времени согласно формуле x = t 2 +3 t – 16 . В какой момент времени координата тела будет равна 2 м?
3. Камень свободно падает, оторвавшись от скалы. Чему равен путь пройденный камнем за вторую секунду движения?
4. Как изменится центростремительное ускорение точек обода колеса, если угловая скорость увеличится в 25 раз?
5. Два шарика одного и того же диаметра, имеющие массы 1 кг и 2 кг, связаны между собой легкой и длинной нерастяжимой нитью. Шарика сбросили с достаточно большой высоты над Землей. Найдите натяжение нити при установившемся падении шариков.
6. С каким ускорением движется брусок вниз по наклонной плоскости с углом наклона 30о при коэффициенте трения 0,2?
7. Определите, сколько надо налить в сосуд горячей воды, нагретой до 60 оС, если в сосуде уже находится 20 л холодной воды при температуре 15 оС. Температура смеси должна быть 40 оС.
8. Постройте график зависимости (V–Т). Идеальный газ сначала охлаждался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объеме, затем при постоянной температуре объем газа увеличился до первоначального значения.
9. Некоторая масса идеального газа нагревается при постоянном давлении от 27 оС до температуры 127 оС. Объём газа при этом увеличивается на 1 л. Определите первоначальный объём газа.
10 Полезная мощность механизма 800 Вт, КПД равен 12 %. Какое количество теплоты получает механизм в час?
РАЗРАБОТЧИК
Преподаватель ЦМК
общеобразовательных дисциплин
«___»__сентября __2014 г
2.2 В сосуды различной формы налита горячая вода. Как изменится давление воды на дно сосудов после охлаждения ее до комнатной температуры?
2.3 В сообщающихся сосудах находится холодная вода. В каком направлении потечет вода по трубке, соединяющей сосуды, если их поместить в теплое помещение?
2.4 Невесомая жидкость находится в покое между двумя невесомыми поршнями, жестко связанными между собой тонким, нерастяжимым стержнем. На верхний поршень действует сила F , площади поршней S 1 и S 2 . Определить силу с которой стержень действует на поршни. (см. рисунок)
2.5 Сосуд имеющий форму усеченного конуса с приставным дном, опущен в воду. Если в сосуд налить 200 г воды, то дно оторвется. Отпадет ли дно, если на него поставить гирю 200 г? налить 200 г масла? налить 200 г ртути?
2.6 В сосуд с водой вставлена трубка сечением 2 см 2 . В трубку налили 72 г масла. Найти разность уровней воды и масла.
2.7 В сообщающиеся сосуды диаметрами D 1 и D 2 налита вода. На сколько изменится уровень воды в сосудах, если положить кусок дерева массой М в первый сосуд? Во второй? Плотность воды известна.
2.8 Цилиндрический сосуд с площадью дна 100 см 2 заполнен водой. В него вставляют поршень с отверстием, в которое вставлена трубка. Определите, на какую высоту поднимется вода в трубке, когда поршень прекратит свое движение вниз, если масса поршня с трубкой 2,4 кг, а внутренняя площадь поперечного сечения трубки 20 см 2 . (см. рисунок).
2.9 Коробок в форме куба заполнен водой. Определите давление воды на дно коробка, если масса воды в нем равна 64 г.
2.10 До какой высоты следует налить однородную жидкость в сосуд, имеющий форму куба со стороной а, чтобы сила давления жидкости на дно сосуда была равна силе давления жидкости на его боковые стенки? (Атмосферное давление не учитывать).
2.11 До какой высоты следует налить однородную жидкость в цилиндрический сосуд с диаметром D , чтобы сила давления жидкости на дно сосуда была равна силе давления жидкости на его боковые стенки? (Атмосферное давление не учитывать).
2.12 В сообщающиеся сосуды налита вода. Левый сосуд сверху закрыт, правый открыт. Найдите давление воды в точке A. (см. рисунок).
2.13 Сосуд в форме куба с ребром 36 см заполнен водой и керосином. Масса воды равна массе керосина. Определите давление жидкости на дно сосуда.
2.14 В цилиндрический сосуд налиты ртуть и поверх масло. Масса масла в два раза меньше, чем масса ртути. Сосуд заполнен до высоты 30 см. Определить давление на дно сосуда.
2.15 Аквариум наполнен доверху водой. С какой средней силой давит вода на стенку аквариума длиной 50 см и высотой 30 см?
2.16 Ширина шлюза 10 м. Шлюз заполнен водой на глубину 5 м. С какой силой давит вода на ворота шлюза?
2.17 Сосуд кубической формы объемом 1 л наполнен водой. Определите общую силу давления воды на дно и на четыре боковые стенки сосуда. (Атмосферное давление не учитывать).
2.18 Давление воды в кранах водопровода (на уроне пола) на втором этаже десятиэтажного дома равно 259 кПа. Определите высоту уровня воды в баке водонапорной башни над уровнем земли, а также давление воды у пола шестого и десятого этажа. Высоту одного этажа принять равной 4 м.
2.19 Концы U-образной трубки одинакового сечения на 30 см выше уровня воды в ней. Левую трубку целиком заполнили керосином. Определите высоту столба керосина в трубке.
2.20 В сосуде с водой на подставках находится цилиндр без дна. Высота выступающей из воды части цилиндра 5 см. Внутрь цилиндра заливают масло. Какую высоту должен иметь цилиндр, чтобы его можно было заполнить маслом целиком?
2.21 U-образная трубка одинакового сечения частично заполнена водой. На сколько повысится уровень воды в левой трубке, если в правую налить 30 см керосина?
2.22 В цилиндрических сообщающихся сосудах находится вода. Площадь поперечного сечения широкого сосуда в 4 раза больше площади поперечного сечения узкого сосуда. В узкий сосуд наливают керосин, который образует столб высотой 20 см. На сколько повыситься уровень воды в широком сосуде и опустится в узком?
2.23 В сообщающиеся сосуды налита ртуть. А поверх нее в один сосуд налит столб масла высотой 48 см, а в другой столб керосина высотой 0,2 м. Определит разность уровней ртути в обоих сосудах.
2.24 В цилиндрических сообщающихся сосудах находится ртуть. Площадь поперечного сечения широкого сосуда в 5 раза больше площади поперечного сечения узкого сосуда. В узкий сосуд наливают воду, который образует столб высотой 34 см. На сколько повыситься уровень ртути в широком сосуде и опустится в узком?
2.25 Сравните силы давления воды одинаковой массы на дно, налитой в цилиндрический стакан, коническую мензурку и коническую колбу.
2.26 В сосуд с водой опущена трубка квадратного сечения. В трубку сверху помещен кубик плотностью r . Трение и зазор между трубкой и кубиком, ребро которого а, отсутствуют. На какой глубине Н установится кубик, если его отпустить?
2.27 Три одинаковых сообщающихся цилиндра частично заполнены водой. Когда в левый цилиндр налили слой керосина высотой Н 1 =20 см, а в правый высотой Н 2 =25 см, то уровень воды в среднем сосуде повысился. На сколько?
2.28 В два цилиндрических сообщающих сосуда наливают ртуть. Сечение одного из сосудов вдвое больше другого. Широкий сосуд доливают водой до края. На какую высоту h поднимется при этом уровень ртути в другом сосуде? Первоначально уровень ртути был на расстоянии L от верхнего края широкого сосуда. Плотность ртути и воды r и r 0 известны.
2.29 В U-образной трубке сечением S налита жидкость плотностью r . На сколько поднимется уровень жидкости в правом колене трубки по отношению к первоначальному, если в левое колено опустили плавать тело массы m ?
2.30 В U-образную трубку с сечением S налита ртуть объемом V . Затем в одно из колен налили воду и опустили железный шарик. Масса добавки - m . На какую высоту h поднялся уровень ртути в другом колене? Плотности ртути и воды известны.
2.31 В один из двух одинаковых цилиндрических сообщающихся сосудов, частично заполненных водой, поместили деревянный шарик массой 20 г. При этом уровень воды в другом сосуде поднялся на 2 мм. Чему равна площадь поперечного сечения сообщающегося сосуда?
2.32 В сообщающихся сосудах разных сечений находится ртуть. После того, как в более узкий сосуд налили столб масла высотой 60 см, уровень ртути в широком сосуде повысился относительно первоначального на 0,7 см. Определите отношение площадей поперечных сечений сосудов.
2.33 В цилиндрический сосуд налиты равные по массе количества воды и ртути. Общая высота столба жидкостей 143 см. Найти давление у дна сосуда.
2.34 В цилиндрический сосуд налиты три несмешивающиеся жидкости. Определите давление на дно сосуда, если массы всех жидкостей одинаковы, а высота столба жидкостей 23 см. Плотности жидкостей соответственно 1,6 г/см 3 , 1,0 г/см 3 , 0,8 г/см 3 .
2.35 Какая сила действует на пробку бака с керосином, если площадь пробки 4 см 2 и находится она на глубине 1,5 м от поверхности?
2.36 Какую силу надо приложить к пробке ванной, чтобы ее выдернуть? Площадь пробки 4 см 2 . Уровень воды в ванне 0,5 м. Давление в трубе 80% от атмосферного. Трением и весом пробки пренебречь.
2.37 Сосуд с водой имеет форму перевернутого усеченного конуса, роль, крышки которого выполняет поршень. Площадь дна сосуда 100 см 2 , площадь поршня 200 см 2 , сила с которой вода действует на поршень, равна 100 Н. Чему равна сила давления воды на дно сосуда, если высота столба жидкости 50 см?
2.38 Деревянный кубик лежит на дне сосуда. Всплывет ли он, если в сосуд налить воду (вода не проникает под кубик)?
2.39 В сосуд, содержащий несмешивающиеся жидкости: воду, керосин и ртуть, опущены три шарика: парафиновый, пробковый и стеклянный. Как расположатся шарики?
2.40 Алюминиевый и железный сплошные шары уравновешены на рычаге. Нарушится ли равновесие, если шары погрузить в воду? Рассмотреть два случая: а) шары одинакового объема; б) шары одинаковой массы.
2.41 Полый шар, отлитый из чугуна, плавает в воде, погрузившись ровно на половину. Найти объём V внутренней полости шара, если масса шара М =5 кг. Плотность чугуна r =7,8 . 10 3 кг/м 3 .
2.42 Одна из стеклянных бутылок наполнена водой, другая ртутью. Потонет ли бутылка с водой, если ее опустить в воду? Потонет ли бутылка с ртутью, если ее опустить в ртуть?
2.43 На крюке динамометра висит железное ведерко. Изменится ли показание динамометра, если ведерко наполнить водой и погрузить в воду?
2.44 Сосуд предельно наполнен водой, висит на динамометре. Изменится ли показание динамометра, если в воду опустить гирю, подвешенную на нити, не касаясь дна?
2.45 На весах уравновешено тело, погруженное в жидкость. Изменится ли показание весов при нагревании жидкости вместе с погруженным в нее телом? Проанализировать разные варианты.
2.46 Жестяная банка массой 100 г и высотой 10 см плавает в воде. Площадь основания банки 100 см 2 . Определите высоту надводной части банки.
2.47 Кастрюля емкостью 2 л доверху наполнена водой. В нее ставят тело объемом 0,5 л и массой 0,6 кг. Сколько воды вытечет из кастрюли?
2.48 После разгрузки баржи ее осадка в реке уменьшилась на 60 см. Определите вес груза, снятого с баржи, если площадь сечения баржи на уровне воды 240 м 2 .
2.49 В цилиндрический сосуд с водой бросили свинцовый шарик массой 10 г. Как изменится уровень воды в сосуде, если его площадь сечения 2 см 2 ?
2.50 В цилиндрический сосуд с водой бросили деревянный шарик массой 10 г. Как изменится уровень воды в сосуде, если его площадь сечения 2 см 2 ?
2.51 Какая нужна сила, чтобы удержать под водой кусок пробкового дерева весом 0,8 Н?
2.52 Какая наибольшая масса куска железа, привязанного к пробковому кубу с ребром 3 см, чтобы оба тела, будучи погруженными, в воду не тонули?
2.53 Какую массу имеет деревянный кубик со стороной L , если при переносе его из масла в воду глубина погружения бруска уменьшилась на h ?
2.54 Шар лежит на дне сосуда, погруженный в воду на 1/2 своего объема и давит на дно сосуда с силой равной 1/5 от действующей на шар силы тяжести. Найти плотность материала шара r , если плотность воды равна r 0 .
2.55 Динамометр показывает, что мраморный шарик, подвешенный к нему, весит 1,62 Н. Что будет показывать динамометр, если шарик наполовину погрузить в воду?
2.56 Колба из стекла вместимостью 1,5 л имеет массу 250 г. Какой минимальный груз надо поместить в колбу, чтобы она потонула в воде?
2.57 Толстостенная лодка с вертикальными стенками и с отверстием в дне свободно плавала в озере. Затем отверстие заткнули, после чего внутрь пустили плавать бревно. Где уровень воды стал выше: в лодке или в озере?
2.58 Посередине большого озера просверлили прорубь. Толщина льда оказалась 8 м. Какой наименьшей длины веревку необходимо взять, чтобы зачерпнуть воду из проруби?
2.59 В сосуд с вертикальными стенками и площадью дна S налита жидкость с плотностью r 0 . На сколько изменится уровень жидкости в сосуде, если в него опустить тело произвольной формы массой m и плотность r , которое а) не тонет; б) тонет?
2.60 Какой должна быть плотность кубика, чтобы он плавал в воде погруженным на 2/3?
2.61 В одной жидкости тело плавает, погрузившись в нее на половину, а в другой – на треть объема. Найти отношение плотностей этих жидкостей.
2.62 Льдина равной толщины плавает, выступая над уровнем воды на высоту h =2 см. Найти массу льдины, если площадь её основания S =4 м 2 .
2.63 Прямоугольная коробочка из жести массой 76 г с площадью дна 38 см 2 и высотой 6 см плавает в воде. Определить высоту надводной части коробочки.
2.64 Льдина длиной 520 см и шириной 1,5 м плавает в воде, выступая над поверхностью на 10 см. Определите объем всей льдины. Плотности воды и льда известны.
2.65 Деревянный куб, имеющий массу 200 г, плавает в воде. Определите гидростатическое давление у основания куба, если его грань 6,3 см. Какая часть куба находится над водой?
2.66 Какой массы алюминиевый груз надо привязать к еловому бруску массой 5,4 кг, чтобы, при полном погружении в воду они находились в ней во взвешенном состоянии?
2.67 Утонет ли льдина равной толщины 2 м с площадью основания 10 м 2 , если на нее залезет белый медведь массой 500 кг?
2.68 На сколько погрузится в воду льдина с горизонтальными размерами 2 м ´ 500 см, если на нее встанет человек массой 70 кг?
2.69 Найдите подъемную силу воздушного шара объемом 20 м 3 , наполненного гелием, если масса оболочки шара с корзиной 12,4 кг. Плотность воздуха равна 1,3 кг/м 3 , а гелия 0,2 кг/м 3 .
2.70 Оцените массу человека, которого выдержит спасательный круг, брошенный в воду. Объем круга 0,01 м 3 , плотность 250 кг/м 3 . Считать, что плотность человека распределена равномерно и равна 1050 кг/м 3 , а при плавании он погружен на 80% своего объема.
2.71 Бревно, имеющее длину 3,5 м и сечение 500 см 2 , плавает в воде. Какова масса человека, который может стоять на бревне, не замочив ноги? Плотность дерева 700 кг/м 3 .
2.72 Каким может быть наибольший объем льдины, плавающей в воде, если алюминиевый брусок объема 0,1 м 3 , примерзший к льдине, заставляет ее утонуть?
2.73 Какой наименьшей толщины должна быть плоская льдина площадью 2 м 2 , чтобы удержать над водой человека массой 70 кг?
2.74 Баржа представляет собой коробку размером 10х4х2 м 3 .Ее масса с грузом 50 т. Можно ли погрузить в нее еще два контейнера по 20 т каждый?
2.75 В сосуде с водой плавает кусок льда, привязанный нитью к дну. Сила натяжения нити F =10 Н. На сколько изменится уровень воды в сосуде, если лёд растает? Площадь сечения сосуда S =100 cм 2 .
2.76 В полусферический колокол, края которого плотно прилегают к поверхности стола, наливают через отверстие вверху жидкость. Когда жидкость доходит до отверстия, она приподнимает колокол и начинает из-под него вытекать. Найти массу колокола, если его внутренний радиус R , а плотность жидкости r .
2.77 Цинковый шар весит 3,6 Н, а при погружении в воду 2,8 Н, имеет ли шар полость?
2.78 Взвешивание тела в воздухе дало значение Р 1 . Взвешивание того же тела в жидкости с плотностью r 0 дало значение Р 2. Чему равна плотность вещества, из которого изготовлено тело? При взвешивании жидкости тело полностью погружено в нее. Плотностью воздуха пренебречь.
2.79 Тело весом P , погруженное в жидкость с плотностью ρ 1 весит P 1 , а, погруженное в жидкость с неизвестной плотностью ρ 2 весит P 2 . Определить ρ 2 .
2.80 Полый шарик из алюминия, находясь в воде, растягивает пружину динамометра с силой 0,24 Н, а в бензине – с силой 0,33 Н. Найти объем полости.
2.81 Пустотелый медный шар весит в воздухе 17,8 Н, а в воде 14,2 Н. Найти объем полости.
2.82 Вес однородного тела в воде а) в три раза; б) в четыре раза меньше, чем в воздухе. Какова плотность материала тела?
2.83 Вес куска железа в воде 1,67 Н. Найти его объем, если плотности железа и воды известны.
2.84 Кусок сплава меди и серебра весит в воздухе 2,940 Н, а в воде 2,646 Н. Сколько серебра и меди в куске сплава (по массе)?
2.85 Недалеко от села Чугуева, по реке плывет топор, полностью погруженный в воду. Чему равно отношение объемов и масс деревянной и железной части топора? Плотности железа и дерева известны.
2.86 Определить натяжение нити, связывающей два шарика объемом 10 см 3 каждый, если верхний шарик плавает, наполовину погрузившись в воду. Нижний шарик в три раза тяжелее верхнего.
2.87 В кастрюле с площадью сечения S =200 см 2 плавает кусок льда с множеством воздушных полостей. Над водой находится половина объёма этого “айсберга”. Каков общий объём воздушных полостей, если при вынимании куска льда уровень воды в кастрюле уменьшается на Dh =6 см? Плотность льда 900 кг/м 3 .
2.88 В стакане плавает кусок льда. Как изменится уровень воды, когда весь лед растает?
2.89 В стакане плавает кусок льда с вмороженной в него свинцовой дробинкой. Как изменится уровень воды, когда весь лед растает?
2.90 В стакане плавает кусок льда с вмороженным в него деревянным кубиком. Как изменится уровень воды, когда весь лед растает? Плотность кубика меньше плотности воды.
2.91 В стакане плавает кусок льда с вмороженным в него деревянным кубиком и свинцовым шариком. Как изменится уровень воды, когда весь лед растает? Плотность кубика меньше плотности воды.
2.92 В стакане плавает кусок льда с воздушным пузырьком. Как изменится уровень воды, когда весь лед растает?
2.93 Кусок льда массы 1,9 кг плавает в цилиндрическом сосуде, наполненном жидкостью несмешивающейся с водой с плотностью 950 кг/м 3 . Площадь дна сосуда 40 см 2 . На сколько изменится уровень жидкого содержимого сосуда, когда лед растает?
2.94 Жестяная банка с камнем плавает на поверхности воды, налитой в сосуд. Как изменится уровень воды в сосуде, если камень из банки переложить на дно сосуда?
2.95 В цилиндрический сосуд с водой опустили железную коробочку, из-за чего уровень воды в сосуде поднялся на высоту 2 см. На сколько опуститься уровень воды по сравнению с самым первоначальным, если коробочка утонет?
2.96 В начальный момент, когда деревянная коробочка плавала в сосуде с водой, ее уровень был расположен на высоте Н . Но со временем в коробок через щели в нем попала вода, и коробок значительно погрузился в воду, но продолжал плавать. Изменился ли при этом уровень воды в сосуде?
2.97 В сосуде с водой плавает деревянная дощечка с приклеенным сверху железным шариком. Изменится ли уровень воды в сосуде, если дощечку перевернуть шариком вниз?
2.98 В небольшом бассейне плавает полузатопленная лодка, причем уровень воды в лодке совпадает с уровнем воды в бассейне. Из лодки зачерпнули ведро воды и вылили в бассейн. Где после этого выше уровень воды – в лодке или в бассейне? Как изменился уровень воды в бассейне?
2.99 Что произойдёт с уровнем воды в небольшом бассейне, если из лодки, плавающей в нём, бросить в воду камень?
2.100Что произойдёт с уровнем воды в небольшом бассейне, если из лодки, плавающей в нём, бросить в воду бревно?
2.101Брусок дерева плавает в воде. Как изменится глубина погружения бруска в воде, если поверх воды налить масло?
2.102Сплошное однородное тело объемом V , плотность материала которого r , плавает на границе между тяжелой жидкостью с плотностью r 1 и более легкой жидкостью с плотностью r 2 . Какая часть объема тела будет находиться в тяжелой жидкости?
2.103Однородный куб плавает в ртути, причем 1/5 его объема погружена в ртуть. Если на этот куб положить второй куб такого же размера, то первый куб погрузится в ртуть на 1/2 своего объема. Какова плотность материала второго куба?
2.104 Плавающий куб погружен в ртуть на 1/4 своего объема. Какая часть объема куба будет погружена в ртуть, если поверх нее налить слой воды, полностью закрывающий куб?
2.105На границе раздела двух несмешивающихся жидкостей с плотностями ρ 1 и ρ 2 (ρ 1 > ρ 2) плавает тело с плотностью ρ. Какая часть объема тела находится в верхней жидкости?
2.106Тело плавает на границе двух несмешивающихся жидкостей с плотностями ρ 1 и ρ 2 (ρ 1 > ρ 2). При этом отношение объемов, погруженных в нижнюю и верхнюю жидкости, равно V 1 /V 2 =n. Определить плотность тела.
2.107 Дубовый шар лежит в сосуде так, что половина его находится в воде и он давит на дно сосуда. Определить силу давления, если вес в воздухе 6Н. Плотность дуба 800 кг/м 3 .
2.108 Один конец нити закреплен на дне, а второй прикреплен к пробковому поплавку. При этом 50% объема поплавка погружено в воду. Определить силу натяжения нити, если масса поплавка 2 кг и плотность пробки 250 кг/м 3 .
2.109В цилиндрический сосуд с площадью дна 200 см 2 и высотой 30 см налили 4 литра воды. В сосуд опускают стержень сечением 100 см 2 , высота которого равна высоте сосуда. Какая минимальная масса должна быть у стержня, чтобы он опустился до дна сосуда?
2.110 В стакане с водой плавает кусок льда. На поверхности воды налит слой масла. Как изменится уровень жидкости в стакане, когда лед растает? Куда сместится при этом граница раздела воды и масла?
2.111При углублении дна реки грунт вывозят на барже в море. При переходе баржи из реки в море глубина ее осадки уменьшилась на 5 см, а при обратном переходе из моря в реку пустой баржи – увеличилась на 1 см. Определите массу вывезенного грунта, если площадь поперечного сечения баржи на уровне воды 1500 м 2 . Плотность морской воды 1030 кг/м 3 .
2.112Как изменится сила Архимеда, действующая на корабль, при выходе его из реки в море? Плотность морской воды 1030 кг/м 3 .
2.113 В стакане с соленой водой плавает кубик льда из чистой воды. Как изменится уровень воды в стакане после таяния льда?
2.114«Газированный айсберг» представляет собой плоскую ледяную пластину толщиной 40 см, плотность которой из-за неравномерного распределения пузырьков газа линейно меняется от 0,5 до 0,9 г/см 3 . Найдите высоту надводной части айсберга.
2.115Во время профилактического ремонта дно лодки-плоскодонки оклеили слоем пластика толщиной 3 см. После этого высота надводной части лодки уменьшилась на 1,8 см. Определить плотность пластика.
2.116В сосуде находится вода массой 2 кг и кусок льда. В сосуд начинают вливать спирт при температуре 0 0 С, перемешивая содержимое сосуда. Сколько спирта надо влить, чтобы лед утонул?
