"Зубрёнок-2022"

19 января 2022
Задание для 11 классов

Участник: Данько Даниил, Шерешевская СШ, Пружанский район

На старте каждый участник получает 30 баллов

Задание 1

В один январский четверг Алиса, Ваня, Робик и Чепик захотели порешать занимательные задачи по физике. В одной из них они обнаружили таинственное послание, для расшифровки которого необходимо заполнить клетки таблицы. Ребята быстро поняли, что номера вопросов перепутаны. Помогите ребятам и найдите зашифрованное слово.

1. Раздел физики, в котором изучаются физическая природа и свойства света, а также его взаимодействие с веществом.

2. Планета, наблюдения за спутником которой позволили Олафу Рёмеру впервые экспериментально определить скорость света в 1672 году.

3. Учёный, именем которого названа формула для определения периода свободных колебаний в LC-контуре.

A) Опт       Б) Орт       В) Пик       Г) Пир       Д) Пси

Правильный ответ: Д

Ответ участника: Д

Промежуточный результат: 30 + 5 = 35

Задание 2

– Пять, шесть, семь, минус восемь! Пять, шесть, семь, минус восемь! – повторяла Алиса.

– О чём ты говоришь? – спросил Ваня.

– Пытаюсь запомнить постоянную Стефана-Больцмана, – ответила Алиса.

– Это как?

– Она равна σ = 5,67 • 10^-8 Вт • м^-2 • К^-4. То есть порядок цифр такой: пять, шесть, семь, минус восемь!

– А я обычно запоминаю формулу, а потом по ней вычисляю.

– К сожалению, я в формуле помню только величины, а вот степени забыла:

, где k = 1,38 • 10^-23 Дж/К – постоянная Больцмана; с = 3,00 • 10⁸ м/с – скорость света; h = 6,63 • 10^-34 Дж • c – постоянная Планка; π ≈ 3,14.

– Тем не менее, – заявил Ваня, – я всё равно смогу посчитать сумму безразмерных коэффициентов α + β + γ.

Посчитайте и Вы эту сумму.

A) 3       Б) 4,5       В) 6       Г) 7,5       Д) 9

Правильный ответ: Д

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 35

Задание 3

– Посмотри, это очки моего дедушки, – радостно заявил Чепик. – Он говорит, что их оптическая сила всего D = 1 дптр. Давай получим изображение настольной лампы.

– А ты уверен, что комната не окажется маленькой? – с сомнением спросила Алиса.

Определите минимальное расстояние L между предметом и его действительным изображением, которое можно получить с помощью линз этих очков.

Правильный ответ: Г

Ответ участника: А

Промежуточный результат: 35 - 1.25 = 33.75

Задание 4

Изучая биографии великих физиков, Ваня нашёл рисунок, на котором изображён учёный, имя которого ассоциируется, в том числе, и с единицей измерения электроёмкости. Назовите имя этого учёного.

A) Андре Мари Ампер

Б) Вильгельм Вебер

В) Алессандро Вольта

Г) Шарль Кулон

Д) Майкл Фарадей

Правильный ответ: Д

Ответ участника: Д

Промежуточный результат: 33.75 + 3 = 36.75

Задание 5

– Чепик, между прочим, республиканская олимпиада по физике в 2021 году прошла в Могилёве. – проинформировала Чепика Алиса. – Кстати, вот фотография памятника Звездочёту, который мы видели на экскурсии (см. рис.). Вокруг памятника расположено 12 кованых кресел – по одному на каждый знак зодиака. Ночью из трубы телескопа бьёт мощный луч прожектора. А ты знаешь, во что превращается труба телескопа в дневное время?

Помогите Чепику ответить правильно.

A) в индикатор влажности воздуха

Б) в математический маятник

В) в стрелку компаса

Г) в стрелку-указатель солнечных часов

Д) в шкалу термометра

Правильный ответ: Г

Ответ участника: Г

Промежуточный результат: 36.75 + 3 = 39.75

Задание 6

Алиса зашифровала некоторую физическую формулу, чтобы её не смогли распознать злоумышленники.

, где а – период колебаний, b – ускорение свободного падения, π = 3,14 – постоянная величина.

Какую физическую величину Алиса заменила на x?

A) амплитуду колебания

Б) длину маятника

В) жёсткость пружины

Г) массу тела

Д) энергию колебания

Правильный ответ: Б

Ответ участника: Б

Промежуточный результат: 39.75 + 3 = 42.75

Задание 7

Робик тем временем пытался повторить известный эксперимент. Он нашёл рисунок, на котором изображена установка. На одном конце коромысла закреплён проводящий шар 1, а на другом – противовес 3. Шар 1 можно заряжать с помощью такого же проводящего шара 2.

Назовите закон, который был открыт с помощью подобной установки.

A) закон всемирного тяготения Ньютона

Б) закон Гука

В) закон Кулона

Г) закон сохранения электрического заряда

Д) закон сохранение энергии

Правильный ответ: В

Ответ участника: Г

Промежуточный результат: 42.75 - 0.75 = 42

Задание 8

Алиса изучала колебания пружинного маятника и по результатам эксперимента построила график зависимости квадрата периода T² его колебаний от массы m (см. рис.). Используя график, определите жёсткость пружины k маятника.

A) 0,33 Н/м       Б) 12 Н/м       В) 60 Н/м       Г) 120 Н/м       Д) 240 Н/м

Правильный ответ: Г

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 42

Задание 9

Ваня проводил эксперимент над идеальным газом, по результатам которого построил диаграмму состояния, однако забыл обозначить оси (см. рис.). Известно, что количество вещества в ходе эксперимента не изменялось, процесс 1 → 2 – изохорный, процесс 2 → 3 – изотермический. Определите процессы 3 → 4 и 4 → 1.

A) 3 → 4 – изобарный; 4 → 1 – изотермический

Б) 3 → 4 – изохорный; 4 → 1 – изобарный

В) 3 → 4 – изохорный; 4 → 1 – изотермический

Г) 3 → 4 – изотермический; 4 → 1 – изобарный

Д) 3 → 4 – изобарный; 4 → 1 – изохорный

Правильный ответ: Б

Ответ участника: Б

Промежуточный результат: 42 + 3 = 45

Задание 10

Робик проводил эксперименты с движением частиц в магнитном поле. Он получил траекторию движения частицы (см. рис.), которая влетела в область магнитного поля (частица движется в плоскости рисунка). Магнитная индукция В поля направлена внутрь плоскости рисунка. Какая из перечисленных частиц может двигаться по такой траектории?

A) альфа-частица       Б) нейтрон       В) протон       Г) фотон       Д) электрон

Правильный ответ: Д

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 45

Задание 11

Продолжая опыты с магнитными полями, Робик положил в горизонтальное однородное магнитном поле индукцией B = 25 мТл, перпендикулярно линиям индукции кусок провода длиной l = 50 см . Если к концам провода подсоединить источник тока, то при минимальном значении напряжения U_min = 30 мВ провод перестанет давить на опору. Используя таблицу, определите, из какого материала изготовлен провод.

A) алюминий       Б) золото       В) медь       Г) серебро       Д) сталь

Правильный ответ: В

Ответ участника: В

Промежуточный результат: 45 + 3 = 48

Задание 12

Чепик поставил на весы три одинаковые ёмкости, уровень воды в которых одинаковый (см. рис.). Внутрь первой ёмкости он поместил воздушный шарик, который привязал ко дну. В третью ёмкость на тонкой бечёвке он опустил стальной шар, объём которого равен объёму воздушного шара. Выберите правильное соотношение показаний весов, если их обозначить как P₁, P₂, P₃, соответственно.

A) P₁ = P₂ = P₃

Б) P₁ < P₂ = P₃

В) P₁ < P₂ < P₃

Г) P₁ < P₃ < P₂

Д) P₁ = P₂ < P₃

Правильный ответ: Б

Ответ участника: Д

Промежуточный результат: 48 - 1 = 47

Задание 13

Чепик посмотрел, как Ваня, при помощи магнитных опилок получал картину силовых линий полосового магнита, и сделал несколько рисунков. На каком рисунке Чепик не допустил ошибки?

A) на рисунке 1

Б) на рисунке 2

В) на рисунке 3

Г) на рисунке 4

Д) ошибки допущены на всех рисунках

Правильный ответ: В

Ответ участника: Г

Промежуточный результат: 47 - 1 = 46

Задание 14

Когда Чепик решил заняться изучением электричества, Ваня дал ему очередное задание: определить сопротивление участка электрической цепи AB, изображённого на рисунке, если сопротивления всех резисторов одинаковы R₁ = 10 Ом.

Помогите Чепику.

Примечание. Сопротивлением соединительных проводов можно пренебречь.

A) 5,0 Ом       Б) 10 Ом       В) 15 Ом       Г) 20 Ом       Д) 25 Ом

Правильный ответ: А

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 46

Задание 15

Продолжая заниматься изучением движения частиц, Робик попытался определить потенциальную энергию Е_р взаимодействия протона и электрона в атоме водорода. Чему равно значение Е_р, если электрон, вращаясь вокруг протона, имеет кинетическую энергию Е_k?

A) 0,25 Е_k

Б) 0,5 Е_k

В) Е_k

Г) 1,5 Е_k

Д) 2 Е_k

Правильный ответ: Д

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 46

Задание 16

Чепик отклонил математический маятник длиной l = 90 см от положения равновесия на расстояние А = 3,0 см и отпустил. Помогите Чепику определить максимальную скорость v_max маятника.

A) 10 см/с       Б) 15 см/с       В) 20 см/с       Г) 30 см/с       Д) 2,7 см/с

Правильный ответ: А

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 46

Задание 17

Изучая колебания маятника Чепик совершенно забыл единицу измерения фазы колебаний в СИ. Помогите Чепику.

A) 1 вольт       Б) 1 герц       В) 1 радиан       Г) 1 секунда       Д) 1 фарад

Правильный ответ: В

Ответ участника: Г

Промежуточный результат: 46 - 0.75 = 45.25

Задание 18

Ваня нарисовал горизонтальную плоскость, на которой изобразил два положения одного и того же шарика. Какой пример равновесия демонстрирует рисунок Вани?

A) безразличного       Б) возбуждённого       В) неустойчивого       Г) основного       Д) уУстойчивого

Правильный ответ: А

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 45.25

Задание 19

Робик подарил Алисе на день рождения часы, на циферблат которых он поместил точечные электрические заряды (см. рис.), причем на нечетные числа отрицательные (светлые точки), а на четные – положительные (темные точки). Величина заряда пропорциональна числу на циферблате, рядом с которым находится заряд. Помогите Алисе рассчитать потенциал φ, созданный этими зарядами в точке крепления стрелок часов, если заряд, расположенный на единице, создаёт в данной точке потенциал φ₁ = –1,0 B.

Примечание. Значение времени на часах носит иллюстративный характер.

A) 0,0 В       Б) –1,0 В       В) 6,0 В       Г) –78 В       Д) 78 В

Правильный ответ: В

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 45.25

Задание 20

В ясный солнечный день в полдень Ваня шёл по футбольному полю в сторону севера, а потом повернул на восток. Чепик спросил у Алисы:

– Как при движении Вани изменяется его тень?

– Если считать расстояние от головы Вани до поверхности Земли постоянным, а скорость его движения достаточно большой, то длина его тени …

Закончите фразу Алисы, если с точки зрения физики она не ошиблась.

A) всё время увеличивалась

Б) всё время уменьшалась

В) не изменялась

Г) вначале увеличивалась, а потом не изменялась

Д) вначале уменьшалась, а потом не изменялась

Правильный ответ: В

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 45.25

Задание 21

Разбирая обрушение Такомского моста в 1940 году Ваня и Алиса изучали старые документы. В одном из них указывалось, что причиной обрушения моста ошибочно считается… К сожалению, бумага была в очень плохом состоянии, поэтому дальше удалось разобрать только несколько слов: «резкого», «амплитуды», «внешней силы», «совпадают». О чем шла речь в документе?

A) о законе Гука

Б) о колебательной системе

В) о конвекции

Г) о резонансе

Д) о третьем законе Ньютона

Правильный ответ: Г

Ответ участника: Г

Промежуточный результат: 45.25 + 3 = 48.25

Задание 22

Продолжая исследование магнитного поля, Робик изучал действие на изолированный проводник с током в магнитном поле силы Ампера F_A. Подскажите Робику, как изменится сила Ампера, если проводник сложить пополам при той же силе токе?

A) увеличится в два раза

Б) не изменится

В) уменьшится в два раза

Г) уменьшится в четыре раза

Д) уменьшится до нуля

Правильный ответ: Д

Ответ участника: Г

Промежуточный результат: 48.25 - 1.25 = 47

Задание 23

– В 2022 году первое Лунное затмение будет 16 мая, – объявила ребятам Алиса.

– Интересно, – задумчиво сказал Ваня, – солнечные затмения происходят примерно в полтора раза чаще, чем лунные. Но в Беларуси лунные затмения наблюдаются гораздо чаще солнечных. Почему?

A) Беларусь – страна с особым географическим положением

Б) в северных широтах Солнце светит меньше

В) Луна ближе к Земле, чем Солнце

Г) лунное затмение можно наблюдать с большей части земной поверхности, а солнечное – только в узкой полосе

Д) солнечные затмения часто происходят в пасмурные дни

Правильный ответ: Г

Ответ участника: Г

Промежуточный результат: 47 + 3 = 50

Задание 24

Робик смастерил тёмный ящик для оптических опытов (см. рис.). Луч света попадает в ящик через отверстие так, как показано на рисунке. Верхняя, нижняя и левая стенки коробки зеркальные, а правая представляет собой экран, на котором расположены пять фотоэлементов (А, Б, В, Г, Д), которые срабатывают, если на них попадает свет. Внутри коробки расположены два двухсторонних зеркала Z1 и Z2 и собирающая линза L1, фокусное расстояние которой равно длине 2 клеточек.

Какой фотоэлемент сработает, после попадания луча в коробку?

A) А       Б) Б       В) В       Г) Г       Д) Д

Правильный ответ: А

Ответ участника: В

Промежуточный результат: 50 - 1.25 = 48.75

Задание 25

Когда Чепик опустил в цилиндрический сосуд, наполненный водой, алюминиевую чашку, то уровень воды в сосуде повысился на ∆h₁ = 16 см. Чепик хотел достать чашку, но нечаянно её утопил. Как при этом изменился уровень воды ∆h в сосуде?

A) уменьшится на 10 см

Б) уменьшится на 9,5 см

В) уменьшится на 6,7 см

Г) уменьшится на 6,0 см

Д) уровень воды не изменится

Правильный ответ: А

Ответ участника: Д

Промежуточный результат: 48.75 - 1.25 = 47.5

Задание 26

В теплоизолированном сосуде находится некоторая масса m₁ воды при определенной температуре t₀. Робик спрогнозировал (см. график), какая температура t установится в сосуде в зависимости от того, какую массу m₂ льда (t_Л = 0°C) в него поместить. Определите начальную массу m₁ воды.

A) 390 г       Б) 330 г       В) 290 г       Г) 170 г       Д) 130 г

Правильный ответ: А

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 47.5

Задание 27

Однажды Чепик, Алиса и Робик поняли, что их познания в теоретической физике на должном уровне и самое время заняться физикой экспериментальной. Они посчитали, что лучше начать с конструирования воздушных конденсаторов. Все использовали пластины квадратной формы, но изготовленные из разных металлов. Чепик использовал сталь, Алиса медь, а Робик алюминий. В каком соотношении находятся электроемкости конденсаторов, собранных ребятами, если их поперечные сечения изображены на рисунке?

A) С_Ч = С_А = С_Р

Б)  С_А > С_Ч = С_Р

В) С_Ч = С_А > С_Р

Г) С_Р > С_А > С_Ч

Д) С_А > С_Р > С_Ч

Правильный ответ: Б

Ответ участника: Б

Промежуточный результат: 47.5 + 4 = 51.5

Задание 28

Робик работал над созданием теплового двигателя. В цилиндрический сосуд он поместил одноатомный газ. Сверху сосуд закрыт, а снизу сосуда находится подвижный поршень толщиной d = 12,5 см, изготовленный из материала плотностью ρ = 8,0 г/см³. Помогите Робику рассчитать работу А, которую совершит газ при медленном нагревании, если его объем над поршнем увеличится на ∆V = 40 л.

A) 1,8 кДж       Б) 2,4 кДж       В) 3,2 кДж       Г) 3,6 кДж       Д) 4,0 кДж

Правильный ответ: Г

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 51.5

Задание 29

Ваня решил спрыгнуть с тарзанки, длина которой в свободном состоянии l₀ = 10 м, а жёсткость k = 360 Н/м. Какой максимальной скорости v_max он достиг во время прыжка, если масса Вани вместе со снаряжением m = 90 кг?

A) 14 м/с       Б) 15 м/с       В) 16 м/с       Г) 18 м/с       Д) 20 м/с

Правильный ответ: Б

Ответ участника: нет ответа

Промежуточный результат: 51.5

Задание 30

К лампочке в качестве источника тока подключен контур. Чепик поводил неодимовым магнитом около этого контура, а Робик построил зависимость магнитного потока, пронизывающего контур, от времени (см. график). Если лампочка работает, когда подаваемое на нее напряжение находится в диапазоне от U_min = 4,5 B до U_max = 7,5 B, то в течение какого промежутка времени ∆t она светилась?

A) 0 мс       Б) 2 мс       В) 3 мс       Г) 4 мс       Д) 11 мс

Правильный ответ: Б

Ответ участника: Б

Промежуточный результат: 51.5 + 4 = 55.5

Окончательный результат: 55.5

Место в Беларуси: 423

Место в области: 85

Место в районе: 5

Место в школе: 1

Участник получает свидетельство и "приз для всех".