KONKURS FIZYCZNY [ETAP SZKOLNY] ROK SZKOLNY 2008/2009 Czas trwania: 120 minut

Transkrypt

1 KONKURS FIZYCZNY [ETAP SZKOLNY] ROK SZKOLNY 008/009 Czas trwania: 10 inut Masz do rozwiązania 6 zadań, za które w suie oŝesz otrzyać 50 punktów. Do etapu rejonowego kwalifikują się ci uczniowie, którzy uzyskają iniu 4 punkty. kg Przyjij w zadaniach wartość przyspieszenia zieskiego 10 s, gęstość wody UwaŜnie czytaj polecenia, paiętaj o wypisywaniu danych i szukanych w zadaniach i zapisywaniu odpowiedzi. Podczas trwania konkursu nie oŝesz korzystać z kalkulatora. Zadanie 1 (0-8 p.) Na wodzie połoŝono drewniany klocek o objętości 60 c 3 i stalową sztabkę takich saych roziarów. Drewniany klocek pływa po wodzie zanurzony w niej do połowy swojej objętości a stalowa sztabka tonie. a) Wyjaśnij, dlaczego klocek wykonany z drewna będzie po wodzie pływać a stalowa sztabka utonie. b) Oblicz wartość siły wyporu działającej na drewniany klocek. c) Oblicz, jaka byłaby asa klocka wykonanego z tego saego drewna, gdyby działała na niego siła wyporu o wartości 0,6 N. d) Stalową sztabkę zawieszono na siłoierzu i zanurzono w wodzie. Wartość siły, jaką wskazuje siłoierz, jest: A. równa sile cięŝkości działającej na sztabkę, B. równa sile wyporu wody działającej na sztabkę, C. równa suie wartości siły cięŝkości i siły wyporu działających na sztabkę, D. równa róŝnicy wartości siły cięŝkości i siły wyporu działających na sztabkę. (Wybierz właściwą odpowiedź.) e) Kulki 1,, 3 przedstawione na rysunku są uieszczone w wodzie. Wartość siły wyporu: A. jest największa w przypadku kulki 1, B. jest największa w przypadku kulki, C. jest największa w przypadku kulki 3 D. jest jednakowa w przypadku kaŝdej kulki. (Wybierz właściwą odpowiedź.) 1 3 1

2 Zadanie (0-7 p.) Kawałek Ŝelaza o asie 0,5 kg przy oziębianiu oddaje 6 kj ciepła. Oblicz, jaka była teperatura końcowa Ŝelaza, jeŝeli teperatura początkowa wynosiła 970 o C. (Ciepło właściwe Ŝelaza J wynosi 45 ) Wyraź teperaturę końcową w skali Celsjusza i Kelwina. kg K Zadanie 3 (0 7 p.) Gukę do azania uwiązaną na cienkiej nitce długości 40 c wprawiay w ruch jednostajny po okręgu w płaszczyźnie pozioej przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Guka w ciągu 1 in wykonuje 30 obrotów. a) Oblicz okres, częstotliwość i szybkość guki. Wyniki podaj w jednostkach Układu SI. b) Po jaki torze poruszałaby się guka, gdyby została uieszczona w warunkach, w których nie działałaby siła grawitacji i w połoŝeniu pokazany na rysunku nagle zerwała się z nitki. c) Działanie siły dośrodkowej w ruchu jednostajny po okręgu: A. powoduje zianę wartości prędkości ciała, B. powoduje zianę kierunku wektora prędkości ciała, C. powoduje zianę zarówno wartości jak i kierunku wektora prędkości ciała, D. nie powoduje ziany wartości ani kierunku wektora prędkości ciała. (Wybierz właściwą odpowiedź) Zadanie 4 (0 8 p.) Z pewnego iejsca na drodze zaczął uciekać przestępca ze stałą prędkością o wartości 5 s. W odległości 0 za ni znajdował się policjant, który gonił przestępcę ze stałą prędkością o wartości 7 s. Ruch ich odbywał się stale wzdłuŝ tej saej prostej. Oblicz, po jaki czasie policjant dogoni przestępcę i jaką drogę przebędzie w ty czasie przestępca. Zadanie 5 (0 11) Skrzynia o asie 10 kg przedstawiona na rys.1 porusza się ruche jednostajnie przyspieszony prostoliniowy z przyspieszenie 0, po pozioy podłoŝu w prawą stronę. s a) Przedstaw na rysunku wektory wszystkich sił działających na skrzynię i nazwij je. F Rys.1. b) Oblicz wartość siły ciągu wiedząc, Ŝe wartość siły tarcia skrzyni o podłoŝe stanowi 40% wartości cięŝaru skrzyni. c) Trzy jednakowe klocki ustawiono tak, jak przedstawiają to rys. i rys.3. Siła tarcia jest: A. większa w przypadku przedstawiony na rys., B. większa w przypadku przedstawiony na rys.3, C. taka saa w obu przypadkach. (Wybierz poprawną odpowiedź.) F Rys. Rys.3

3 Zadanie 6 (0 9 p.) Pocisk o asie 0 g leci z szybkością 600 s i pozioo przebija stojące drzewo o średnicy pnia 30 c. Po przebiciu drzewa a on szybkość 300 s. a) Oblicz, jak zieni się (wzrośnie czy zaleje i o ile) energia kinetyczna pocisku. b) Oblicz, jaka byłaby wartość średniej siły oporu drzewa w przypadku, gdyby wartość wykonanej przez pocisk pracy wynosiła 3000 J. c) Oblicz, jaki byłby czas przebijania drzewa przez pocisk, gdyby wartość siły oporu wynosiła N. 3

4 WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY [ETAP REJONOWY] ROK SZKOLNY 008/009 Czas trwania: 10 inut Masz do rozwiązania 5 zadań, za które w suie oŝesz otrzyać 50 punktów. Do etapu wojewódzkiego kwalifikują się ci uczniowie, którzy uzyskają iniu 45 punktów. UwaŜnie czytaj polecenia i staraj się w iarę dokładnie opisywać sposób rozwiązania. JeŜeli napotkasz trudności przy rozwiązywaniu któregoś z zadań, przejdź do następnego. Do tego wrócisz na końcu. Podczas trwania konkursu nie oŝesz korzystać z kalkulatora. Przyjij w zadaniach wartość przyspieszenia zieskiego 10 s. POWODZENIA! Zadanie 1 (0 13 p.) Wykres przedstawia zaleŝność wartości prędkości od czasu trwania ruchu ciała poruszającego się po linii prostej stale w tę saą stronę wartość prędkości [/s] ] / s [ ś ć k o d rę p czas [s] Na podstawie wykresu: a) napisz, jaki ruche poruszało się ciało w kolejnych trzech etapach, b) oblicz drogę przebytą przez ciało na poszczególnych etapach, c) oblicz wartości przyspieszenia ciała na poszczególnych etapach, d) narysuj wykres zaleŝności wartości przyspieszenia od czasu. 1

5 Zadanie (0-17 p.) Z powierzchni Ziei wyrzucono pionowo w górę kaień o asie 1 kg nadając u prędkość początkową o wartości 0 s. a) Oblicz, na jaką wysokość wzniesie się kaień, jeśli na pokonanie oporów ruchu utracił on 0 % początkowej energii kinetycznej. b) Udowodnij, Ŝe aksyalna wysokość na jaką wzniósłby się kaień, gdyby wokół Ziei nie było atosfery (poijay opory ruchu) wyniosłaby 0. c) Jaka byłaby energia kinetyczna i energia echaniczna całkowita kaienia w połowie największej wysokości przy załoŝeniu, Ŝe nie uwzględniay oporów powietrza. Odpowiedź uzasadnij. d) Oblicz czas spadku kaienia z aksyalnej wysokość przy załoŝeniu braku atosfery. e) Oblicz, na jaką wysokość wzniósłby się ten kaień, gdyby wyrzucono go z taką saą jak na Ziei prędkością początkową z powierzchni Merkurego. Wokół Merkurego nie a atosfery i ciała waŝą,5 razy niej niŝ na powierzchni Ziei. Zadanie 3 (0-3 p.) Pięciokilograowa ryba drapieŝna płynie ze stałą prędkością o wartości 1. Spotyka bezyślną rybę s o asie 1 kg płynącą naprzeciw ze stałą prędkością o wartości 4 s i połyka ją w całości. Oblicz, jaka będzie wartość prędkości duŝej ryby tuŝ po spoŝyciu obiadu. Zakładay, Ŝe obie ryby znajdowały się na tej saej głębokości i nie uwzględniay oporu wody. Zadanie 4 (0-4 p.) Do jednego raienia rurki przedstawionej na rysunku nalano rtęci, a do drugiego wody. Wysokość słupa wody wynosi 0,4 c. Oblicz, jaka jest róŝnica pozioów rtęci i wody w obu raionach. Ciecze są w stanie równowagi. kg kg Gęstość rtęci a wartość , gęstość wody a wartość h 0,4c

6 Zadanie 5 (0-13 p.) Pan Kowalski kupił grzałkę elektryczną. Na tabliczce znaionowej tej grzałki był zapis: 30 V, 500 W. a) Oblicz wartość natęŝenia prądu płynącego przez tę grzałkę, jeśli włączyy ją pod napięcie 30 V. Wynik podaj z dokładnością do dwóch iejsc po przecinku. b) WykaŜ, Ŝe wartość oporu tej grzałki wynosi około 106Ω. c) Oblicz zuŝycie energii elektrycznej po 4 godzinach uŝywania tej grzałki. Wynik podaj w kwh. śona pana Kowalskiego wybierała się na wycieczkę do USA. Pan Kowalski dał jej wcześniej zakupioną grzałkę. Okazało się, Ŝe napięcie w sieci w ty kraju wynosi 110 V. Grzałka została włączona pod napięcie 110 V. d) Zakładając, Ŝe opór elektryczny grzałki pozostanie bez zian, oblicz oc tej grzałki? Wynik zaokrąglij do liczby całkowitej. e) Czas potrzebny do zagotowania tą grzałką takiej saej asy wody, o takiej saej teperaturze początkowej będzie w USA taki sa, dłuŝszy czy krótszy niŝ w Polsce? Zakładay, Ŝe opór tej grzałki nie ulega zianie i nie a wyiany ciepła z otoczenie. Odpowiedź uzasadnij. 3

7 4

8 WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY [FINAŁ CZĘŚĆ I] ROK SZKOLNY 008/009 Czas trwania: 90 inut W części pierwszej asz do rozwiązania 5 zadań, za które w suie oŝesz otrzyać 35 punktów. UwaŜnie czytaj polecenia i staraj się w iarę dokładnie opisywać sposób rozwiązania. JeŜeli napotkasz trudności przy rozwiązywaniu któregoś z zadań, przejdź do następnego. Do tego wrócisz na końcu. Podczas trwania konkursu nie oŝesz korzystać z kalkulatora. Przyjij w zadaniach wartość przyspieszenia zieskiego 10 s. POWODZENIA! Zadanie 1 (0-5 p.) Na oblodzonej powierzchni drogi saochód osobowy jest w stanie haować z aksyalny opóźnienie o wartości 0,5 s. Zakładając, Ŝe kierowca oŝe zacząć haować z odległości 100 od przeszkody, oblicz aksyalną prędkość saochodu, z jaką oŝe jechać kierowca, aby nie doszło do wypadku. 1

9 Zadanie (0-6 p.) Kowal kując podkowę uderza w nią łote. Młot o asie 5 kg spada z wysokości 60 c. Podczas uderzenia 10% energii łota ulega rozproszeniu, a 60% pozostałej energii powoduje zwiększenie energii wewnętrznej podkowy. Oblicz, o ile stopni ogrzewa się Ŝelazna podkowa o asie 0,3 kg podczas jednego uderzenia łote. Poiń siłę, jaką kowal działa na łot w czasie jednego opadania. Wynik podaj z dokładnością do jednego J iejsca po przecinku. Ciepło właściwe Ŝelaza wynosi 460. kg K Zadanie 3 (0-8) W pracowni fizycznej uczniowie postanowili wyznaczyć opór drutu z nieznanego etalu. Podłączyli go do zasilacza z regulowany napięcie. Aperoierze dokonywali poiaru natęŝenia prądu dla pięciu wartości napięcia. Wyniki swoich poiarów zebrali w tabeli. U [V] I [A] 0,5 0,37 0,49 0,6 0,74 R [Ω] a) Uzupełnij tabelę, wyznaczając opór dla kaŝdego poiaru napięcia i natęŝenia. Wyznacz wartość średniej arytetycznej oporu tego drutu. Wyniki podaj z dokładnością do jednego iejsca po przecinku.

10 b) Na podstawie wyników uieszczonych w tabeli narysuj wykres zaleŝności natęŝenia prądu płynącego przez drut od przyłoŝonego napięcia. c) Wyień trzy paraetry od których zaleŝy wartość oporu elektrycznego drutu. d) Drut iedziany o przekroju poprzeczny w kształcie kwadratu i oporze o wartości równej 7 Ω przecięto na trzy części o jednakowej długości. Otrzyane odcinki drutu ściśle złoŝono ze sobą.. W wyniku tego otrzyano przewodnik o długości trzy razy niejszej niŝ długość drutu i trzy razy większej powierzchni przekroju poprzecznego. Ile wynosiłaby wartość oporu tak otrzyanego przewodnika? Odpowiedź uzasadnij. Zadanie 4 (0-10 p.) W odległości 1,5 od soczewki skupiającej o ogniskowej równej 50 c uieszczono świecącą strzałkę. a) Oblicz zdolność skupiającą tej soczewki. Wynik podaj w dioptriach. 3

11 b) Oblicz odległość obrazu od soczewki. c) Przyjij odpowiednią skalę i wykonaj konstrukcję obrazu otrzyanego za poocą tej soczewki. Podaj cechy tego obrazu. 0,5 d) Oblicz, jakie byłoby powiększenie obrazu uzyskanego za poocą tej soczewki wiedząc, Ŝe dla przediotu uieszczonego w odległości od soczewki obraz powstałby w odległości od soczewki. 3 4

12 Zadanie 5 (0 6 p.) Drewniana kula o asie 100 g została zanurzona w wodzie na głębokość 50 c i swobodnie puszczona. Powierzchnię wody osiągnęła po 1s. Oblicz, ile razy siła wyporu jest większa od cięŝaru kuli. Siły oporu ruchu poijay. 5

13 WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY ROK SZKOLNY 008/009 [FINAŁ CZĘŚĆ II] Czas trwania: 30 inut W części drugiej asz do rozwiązania 15 zadań zakniętych, za które w suie oŝesz otrzyać 15 punktów. W kaŝdy pytaniu tylko jedna odpowiedź jest poprawna. Wybierz poprawną odpowiedź i wpisz do koluny Wybiera odpowiedź. UwaŜnie czytaj polecenia. JeŜeli napotkasz trudności przy rozwiązywaniu któregoś z zadań, przejdź do następnego. Do tego wrócisz na końcu. Podczas trwania konkursu nie oŝesz korzystać z kalkulatora. POWODZENIA! Zadanie Liczba punktów Wybiera odpowiedź Liczba zdobytych punktów 1. PasaŜer siedzący w jadącej taksówce jest w ruchu względe: A. kierowcy B. taksówki C. doów stojących przy ulicy D. wszystkie odpowiedzi są poprawne. Na rysunku przedstawiono dwie składowe prędkości piłki kozłowanej przez zawodnika. Wypadkowa prędkość tej piłki względe podłogi a wartość: A. 1 s B. 3 s 3 /s C. 4 s D. 5 s 4 /s 3. Wahadło wykonuje 10 pełnych wahnięć w ciągu 5s. Okres drgań tego wahadła wynosi: A. 0.5 s B. s C. 5 s D. 10 s 1

14 4. Trzy jednakowych roziarów kulki: ołowiana, stalowa i aluiniowa, spadają swobodnie z wysokości h. W chwili zetknięcia z podłoŝe największą energię kinetyczną będzie iała kulka: A. ołowiana Pb Fe Al B. stalowa C. aluiniowa D. wszystkie kulki będą iały takie sae energie kinetyczne h 5. W naczyniach przedstawionych na rysunku znajduje się ta saa ciecz. Parcie na dno naczynia jest największe? A. w naczyniu I I II III B. w naczyniu II C. w naczyniu III D. parcie na dno wszystkich naczyń jest jednakowe 6. Wykres przedstawia zaleŝność teperatury od ilości dostarczonego ciepła dla trzech ciał wykonanych z róŝnych substancji o budowie krystalicznej. Ciała ają takie sae asy i ogrzewane są pod taki say ciśnienie. Na podstawie wykresu oŝna stwierdzić, Ŝe największe ciepło topnienia posiada: A. substancja I t [ o C] II III B. substancja II C. substancja III D. substancje I i III I Q [J] 7. Pierwsza prędkość kosiczna jest to prędkość: A. ucieczki z pola grawitacyjnego Ziei B. rakiety unoszącej sondę na Marsa C. satelity krąŝącego wokół Ziei tuŝ przy jej powierzchni D. Ziei w ruchu wokół Słońca 0-1p 8. Organizacja Narodów Zjednoczonych ogłosiła rok 009 jako Międzynarodowy Rok Astronoii (MRA009). Rok 009 a dla astronoii szczególne znaczenie. W ty roku przypada rocznica uŝycia po raz pierwszy teleskopu do oglądania nieba. Pierwszy, który systeatycznie uŝywał teleskopu do obserwacji nieba był: A. Kopernik B. Galileusz C. Kepler D. Newton

15 9. Dwie kulki wykonane z róŝnych ateriałów zawieszone obok siebie na jedwabnych nitkach naelektryzowano ładunkai dodatnii o róŝnej wartości. Jedna z kulek odchyliła się od pionu bardziej niŝ druga. Była to kulka: A. o większej asie B. o niejszej asie C. o większy ładunku elektryczny D. o niejszy ładunku elektryczny i większej asie 10. Stała k w prawie Couloba a wartość 8, , a jej jednostka to: A. N C B. C N C. N C D. N C 11. Elektryk usi otrzyać opornik o oporze 1,5 Ω. Ma do dyspozycji tylko oporniki o oporach 1 Ω, Ω i 3 Ω. Elektryk w celu uzyskania potrzebnego oporu usi je połączyć zgodnie ze scheate: A. I B. II C. III D. IV 1. Bieguny agnesów utrzyują stalowe gwoździe, jak na rysunku. Po zetknięciu agnesów bliŝszyi biegunai gwoździe: A. wszystkie odpadną B. odpadną tylko środkowe C. odpadną tylko skrajne D. Ŝaden nie odpadnie 0-1p 13. Siła elektrodynaiczna działająca na eleent A-B przewodu, w który płynie prąd w sytuacji przedstawionej na rysunku jest zwrócona: A. w dół B. w górę C. w prawo D. w lewo 3

16 14. W wyniku rozszczepienia światła białego w pryzacie otrzyano wido ciągłe. Najsilniej ku podstawie pryzatu załaało się światło o barwie: A. czerwonej B. Ŝółtej C. zielonej D. fioletowej 15. Proień światła padł na zwierciadło tak, Ŝe odbił się od niego tworząc z powierzchnią zwierciadła kąt 30 o. Kąt padania proienia na zwierciadło wynosi: A. 15 o B. 30 o C. 60 o D. 150 o 4