Общие рекомендации членам жюри по оцениванию работ участников олимпиады.
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике 2018/2019 учебный год.
Класс.
Задача 1.
Основание гладкой полусферы закреплено на горизонтальной поверхности. Радиус полусферы 50 см. На вершине полусферы находится, в состоянии неустойчивого равновесия, небольшой грузик массой 0,01 кг. На грузик в течении 0,1 секунды подействовали силой 0,2 Н, направленной горизонтально. Определите на какой высоте от основания сферы грузик оторвётся от её поверхности? Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.
Задача 2.
Тонкостенный стеклянный сосуд имеет форму правильного цилиндра высотой h = 9 см. Сосуд плавает на поверхности воды (верхний край сосуда на уровне поверхности воды, но вода ещё не затекает в сосуд) в равновесии, если в него налит слой воды толщиной h1 = 6 см. Атмосферное давление равно 105 Па. Затем сосуд опустошают и погружают его в воду дном вверх (при погружении воздух за пределы сосуда не выходит).
На какую глубину необходимо погрузить сосуд, чтобы он снова плавал в равновесии внутри жидкости? Глубину погружения определить до поверхности воды внутри сосуда. Считать, что ускорение свободного падения равным 10 м/с2. Плотность воды равна 1 г/см3. Толщиною стенок сосуда можно пренебречь.
Задача 3.
Четыре электрона размещают в вакууме таким образом, что они образуют квадрат со стороной а. Затем электронам позволяют свободно перемещаться в пространстве. Определите максимально возможную скорость электронов относительно системы отсчёта связанной с точкой пересечения диагоналей квадрата. Масса электрона me , заряд электрона e.
|
|
|
Задача 4.
Термос почти полностью заполнили кипящей водой и герметически закрыли пробкой. Термос длительное время находился в прохладном помещении, вода в нём остыла до температуры окружающего воздуха. Какую силу необходимо приложить для того, чтобы вытащить из термоса пробку? Трением и массой пробки пренебречь. Диаметр пробки 3 см. Атмосферное давление считать нормальным.
Задача 5.
Проволочной квадратной рамке массы m со стороной a сообщают в горизонтальном направлении некоторую начальную скорость. Рамка движется в поле тяготения Земли, постоянно находясь в магнитном поле, индукция которого перпендикулярна плоскости рамки (смотри рисунок). Индукция магнитного поля изменяется по закону В( z) = В0 + kz, где k – некоторый постоянный коэффициент. Электрическое сопротивление рамки равно R. Через некоторое время рамка начинает двигаться с постоянной скоростью u. Найти начальную горизонтальную скорость рамки. Ускорение свободного падения равно g.
|
|
|
× × × × × ×
× × × × × × 
0
 |
× × × × × × 
× × × × × × 
z
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике 2018/2019 учебный год.
11 класс.
Задача 1. Возможное решение.
v1
 |
ац v2
|
|
|
mg
h R
α
x
Под действием силы грузик приобретёт некоторую начальную скорость v1 , которую можно вычислить из соотношения: Ft = mv1 – mv0 , где v0 = 0 м/с. Следовательно: v1 = Ft/m = 2 м/с. В момент отрыва сила реакции опоры N стремится к 0; на грузик будет действовать только сила тяжести и он последнее мгновение будет двигаться по дуге окружности радиуса R.
На основании 2 закона Ньютона: 
.
В проекции на ось ох: ац = g sin α. С другой стороны: 
. Таким образом: 
= R g sin α . Поверхность полусферы гладкая, следовательно, трение отсутствует. На основании закона сохранения механической энергии можно записать: 
; учитывая, что sin α = h/R, получаем: 
.
|
|
|
Ответ: h ≈ 0,47 м.
Ориентировочные критерии оценивания:
Выполнен рисунок, позволяющий выбрать правильное направление решения задачи – 2 балла.
Определена начальная скорость тела – 2 балла.
Определено центростремительное ускорение в момент отрыва грузика – 2 балла.
Получено верное уравнение для определения высоты – 3 балла.
Выполнены верные вычисления – 1 балл.
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике 2018/2019 учебный год.
11 класс.
Задача 2. Возможное решение.
 |  | ||
h1 h
H
Условие равновесия сосуда в первом случае: (m + M) g = ρ g Vц ; где m – масса воды в цилиндре, М – масса самого сосуда, Vц – объём всего цилиндра. m = ρ V1 = ρ S h1 ; Vц = S h ; где S – площадь основания цилиндра. Таким образом можно выразить массу сосуда: М = ρ S (h – h1) .
Условие равновесия сосуда во втором случае: M g = ρ g Vв , где Vв – объём воздуха в цилиндре. Определим объём воздуха в цилиндре после погружения: ρ S (h – h1) = ρ Vв ; Vв = S (h – h1).
Определим давление воздуха p2 в сосуде после погружения. Процесс изотермический, следовательно, на основании закона Бойля – Мариотта можно записать: p0 Vц = (р2 + p0) Vв ; где p0 – давление атмосферы.
p2 = 
; с другой стороны давление воздуха в цилиндре равно давлению столба воды Н:
p2 = ρ g H, таким образом: ρ g H = 
; откуда Н = 
= 20 м.
Ответ: Н = 20 м.
Ориентировочные критерии оценивания:
Записано условие равновесия сосуда для первой ситуации – 2 балла.
Определена масса сосуда – 2 балла.
Записано условие равновесия сосуда для второй ситуации – 2 балла.
Определено давление воздуха в сосуде во второй ситуации – 2 балла.
Вычислена глубина погружения – 2 балла.
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике 2018/2019 учебный год.
11 класс.
Задача 3. Возможное решение.
Электроны начинают движение и переместятся в бесконечность. Потенциальная энергия, которой обладали четыре электрона, находясь в вершинах квадрата, полностью перейдёт в кинетическую энергию их движения. Из состояния симметрии следует вывод, что максимальная конечная скорость всех электронов будет одинаковой. Поэтому: 
; где 
- максимальная скорость каждого электрона. Таким образом: 
(1). Потенциальная энергия электрона (точечного заряда) в поле, созданном другим электроном, определяется как: 
, где ϕ – потенциал электрического поля в точке расположения электрона. Так как поле создаётся тремя остальными электронами, то ϕ = ϕ2 + ϕ3 + ϕ4 . Потенциал поля точечного заряда на некотором расстоянии от него определяют по формуле: 
; где r – расстояние до заряда. Следовательно, потенциальная энергия одного электрона в поле остальных электронов определяется (с учётом знака заряда электрона): 
;
Общая энергия нескольких электрических зарядов равна половине суммы потенциальных энергий отдельных зарядов: 
; подставим полученное выражение в формулу (1) и получим выражение для определения максимальной скорости электронов: 
;
Ответ: ;
Ориентировочные критерии оценивания:
Дано обоснование решения на основе закона сохранения энергии выражена скорость электрона – 2 балла.
Определена потенциальная энергия каждого электрона – 3 балла.
Определена общая потенциальная энергия электронов – 3 балла.
Получено выражение для определения скорости – 2 балла.
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике 2018/2019 учебный год.
11 класс.
Задача 4. Возможное решение.
Над кипящей водой находится её насыщенный пар, давление которого равно атмосферному давлению, пока пробкой ещё не закрыли термос. Поэтому остатки воздуха из термоса вытеснены насыщенным паром. После охлаждения под пробкой находится насыщенный водяной пар при комнатной (или ниже комнатной) температуре; его давление пренебрежимо мало по сравнению с атмосферным давлением. Поэтому разность давлений над пробкой и под пробкой близка к атмосферному давлению (p0 = 105 Па). Таким образом: 
Ответ: F ≈ 70, 7 Н.
Ориентировочные критерии оценивания:
Определено наличие только насыщенного пара в термосе до закрытия пробкой – 3 балла.
Обосновано значение разности давлений после охлаждения термоса – 4 балла.
Проведено вычисление искомой силы – 3 балла.
Задания муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике 2018/2019 учебный год.
11 класс.
Задача 5. Возможное решение.
В установившемся режиме горизонтальная составляющая скорости равна начальной скорости 
, а вертикальная составляющая 
может быть найдена из условия равенства силы тяжести mg и силы F , действующей на рамку со стороны магнитного поля. При движении рамки в ней возникает э. д. с. индукции 
, и вследствие этого течёт ток силой 
. Сила F возникает благодаря различию в значениях магнитной индукции вблизи верхней и нижней сторон рамки: 
. Из полученных уравнений найдём вертикальную составляющую скорости: 
. Искомая начальная скорость определяется по теореме Пифагора: 
;
Ответ: 
Ориентировочные критерии оценивания:
Выполнен верный анализ установившегося режима движения – 3 балла.
Определена сила, уравновешивающая силу тяжести – 3 балла.
Получено выражение для вычисления вертикальной составляющей скорости – 3 балла.
Выведена формула для вычисления начальной скорости – 1 балл.
Общие рекомендации членам жюри по оцениванию работ участников олимпиады.
1. Жюри олимпиады оценивает записи, приведенные только в чистовике. Черновики не проверяются.
2. Не допускается снятие баллов за «плохой почерк», за решение задачи нерациональным способом, не в общем виде, или способом, не совпадающим с предложенным методической комиссией.
3. Правильный ответ, приведенный без обоснования или полученный из неправильных рассуждений, не учитывается.
4. Решение каждой задачи оценивается целым числом баллов от 0 до 10.
5. Если решение ученика отлично от авторского, то проверка работ осуществляется согласно стандартной методике оценивания решений:
| Баллы | Правильность (ошибочность) решения |
| 10 | Полное верное решение |
| 8 | Верное решение. Имеются небольшие недочеты, в целом не влияющие на решение. |
| 5-6 | Решение в целом верное, однако, содержит существенные ошибки (не физические, а математические). |
| 5 | Найдено решение одного из двух возможных случаев. |
| 2-3 | Есть понимание физики явления, но не найдено одно из необходимых для решения уравнений, в результате полученная система уравнений не полна и невозможно найти решение. |
| 0-1 | Есть отдельные уравнения, относящиеся к сути задачи при отсутствии решения (или при ошибочном решении). |
| 0 | Решение неверное, или отсутствует. |
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!