Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике
Учебный год
КЛАСС
Критерии оценивания работы
Задача 1
За какое время t0 пройдет мимо неподвижного наблюдателя поезд, состоящий из N=10 вагонов, если третий вагон прошел мимо него за t=4с? Поезд движется равноускоренно, его начальная скорость равна нулю.
Решение и критерии оценивания
1) 
, где 
- время, за которое прошел весь поезд
2) Пусть 
и 
- время, за которое прошли 3 вагона и два вагона.
3) 
4) Время движения третьего вагона
5) 
| Определено время, за которое прошел весь поезд мимо неподвижного наблюдателя | 2 балла |
| Определено время, за которое прошли три вагона и два вагона мимо наблюдателя | За каждый правильный ответ по 2 балла |
| Определено время движения третьего вагона | 2 балла |
| Выведена формула и правильно рассчитано значение t0 | 2 балла |
| Итого | 10 баллов |
Задача 2
Имеется тонкостенный теплоизолированный стакан с толстым дном (его толщина составляет 20 % высоты стакана). Если стакан нагреть до температуры t 1 = 200 oC и полностью заполнить измельченным льдом (его температура t o = 0 oC), то спустя длительное время весь лед растает. Во сколько раз нужно увеличить толщину стакана (при той же его высоте), чтобы, заполнив его полностью таким же льдом и при тех же начальных температурах льда и стакана, можно было довести воду до кипения (до температуры t 2 = 100 oC)? Испарениями и потерями теплоты пренебречь. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×оС), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.
Решение и критерии оценивания
1) Пусть S – площадь дна стакана, H – его высота, h 1 – толщина дна в первом случае, h 2 – толщина дна во втором случае, r1 – плотность льда, r2 – плотность материала стакана, c 2 – его удельная теплоемкость. Тогда пренебрегая теплоемкостью стенок стакана, запишем уравнение теплового баланса в первом случае 
2 балла
|
|
и во втором случае 
. 3 балла
2) Разделив почленно второе уравнение на первое, получим
3 балла
3) Подставляя числовые значения и обозначив 
, получим
. 1 балл
4) Отсюда 
. Так как 
, то искомая величина 
1 балл
Итого за задачу 10 баллов.
Задача 3.
Электрический нагреватель имеет три одинаковые спирали. Две параллельно соединенные спирали подключены последовательно с третьей. Нагреватель опущен в сосуд с водой. Спустя tо = 9 мин, когда вода нагрелась от температуры t 1 = 20 оС до температуры t 2 = 50 оС, спираль в параллельном соединении перегорела. На сколько больше времени из-за этого придется ждать, пока вода закипит? Потери теплоты не учитывать, напряжение на клеммах постоянно.
Решение и критерии оценивания
До перегорания спирали сопротивление нагревателя R1 = 1,5 r, где r – сопротивление одной спирали. 1 балл
Его мощность 
, где U – напряжение на клеммах источника. 1 балл
Уравнение теплового баланса при нагревании воды от t 1 до t 2 имеет вид 
, где c – теплоемкость воды. Если бы спираль не перегорела, то время нагревания воды от температуры t 2 до кипения было бы
За каждую из формул по 1 баллу.
С двумя спиралями сопротивление нагревателя R 2 = 2 r, 1 балл
его мощность 
. 1 балл
Поэтому для такого же нагревателя воды потребуется время
За каждую из формул по 1 баллу.
Тогда
1 балл
.
1 балл
Итого: 10 баллов