Готовимся к Олимпиаде.

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ

Требования к проведению регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике в 2012/2013 учебном году

Москва 2012

Форма и порядок проведения регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике

Порядок регистрации участников регионального этапа:

1. Все участники регионального этапа Олимпиады проходят в обязательном порядке процедуру регистрации.

2. Регистрация обучающихся для участия в региональном этапе Олимпиады осуществляется оргкомитетом регионального этапа Олимпиады перед началом его проведения в соответствии с информационным письмом, рассылаемым организаторами регионального этапа в адрес органов государственной власти субъектов Российской Федерации в сфере образования.

3. При регистрации представители оргкомитета регионального этапа Олимпиады проверяют правомочность участия в региональном этапе Олимпиады прибывших обучающихся и достоверность имеющейся в распоряжении оргкомитета информации о них.

Форма проведения регионального этапа:

Региональный этап Олимпиады по физике проводится в 2 тура:

Первый теоретический тур – 20 января 2013 г.

Второй экспериментальный – 22 января 2013 г.

в соответствии с приказом Минобрнауки РФ. Длительность каждого тура составляет 5 астрономических часов.

В течение тура и последующей проверки работ участников олимпиады руководители команд и сопровождающие участников олимпиады лица не должны находиться поблизости от места проведения тура.

Задания обоих туров составляются для трех возрастных параллелей: 9, 10 и 11 классов.

На теоретическом туре участникам олимпиады (для каждой возрастной параллели) предлагается решить по 5 задач из различных разделов физики.

Задание экспериментального тура представляет собой исследование явления и получение количественных результатов.

Проведению теоретического тура должен предшествовать инструктаж участников о правилах участия в Олимпиаде.

Перед началом экспериментального тура учащихся необходимо кратко проинструктировать о правилах техники безопасности (при необходимости сделать соответствующие записи в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте) и дать рекомендации по выполнению той или иной процедуры, с которой они столкнутся при выполнении задания. При выполнении экспериментального тура членам жюри и дежурным преподавателям, находящимся в лаборатории, необходимо наблюдать за ходом выполнения учащимися предложенной работы.

Порядок проведения туров регионального этапа Олимпиады:

Теоретический тур

1. Перед входом в аудиторию участник должен предъявить паспорт или другое удостоверение личности.
2. Дежурный по аудитории размещает участников согласно списку, предоставленному оргкомитетом.
3. Задания каждого из комплектов составлены в одном варианте, поэтому участники должны сидеть по одному за столом (партой).
4. Участник может взять с собой в аудиторию письменные принадлежности, линейку, циркуль, инженерный калькулятор, прохладительные напитки, шоколад.
5. В аудиторию категорически запрещается приносить с собой любые электронные приборы (средства сотовой связи, плееры, электронные записные книжки, ноутбуки) бумагу, справочные материалы, книги.
6. Следует предупредить участников олимпиады, что переписывать условие задач нецелесообразно.
7. Во время выполнения задания участник может выходить из аудитории только в сопровождении дежурного. При этом работа в обязательном порядке остается в аудитории. На ее обложке делается пометка о времени ухода и прихода учащегося. Учащийся не может выйти из аудитории с заданием или работой.

В помещениях, где проводятся теоретические туры, должны быть дежурные из числа технического персонала (по 1 человеку на аудиторию). Около аудиторий также находятся дежурные. Дежурными рекомендуется назначать учителей, не являющихся специалистами по физике.

Инструкция для дежурного в аудитории.

После рассадки участников (рассадка участников осуществляется таким образом, чтобы в аудитории рядом не оказались участники из одного муниципального образования или школы):

1. раздать тетради,
2. проследить за правильным заполнением обложки:

0. фамилия, имя отчество (ФИО) участника полностью,
1. полное наименование общеобразовательного заведения (согласно уставу),
2. населенный пункт,

0. ФИО преподавателя-наставника,
1. домашний адрес с индексом,
2. координаты для связи (телефон, e-mail).

3.  на первую страницу (не обложку!) каждой тетради прикрепить бланк для шифрования и оценивания работы,
4. раздать задания,

5) записать на доске время начала и окончания теоретического тура.

8. Во время проведения теоретического тура в специально отведенных помещениях дежурят 3 члена жюри (по одному на класс), которые должны отвечать на вопросы участников по сути задания.
9. Для нормальной работы участников в помещениях необходимо обеспечивать комфортные условия: тишину, чистоту, свежий воздух, достаточную освещенность рабочих мест, температуру 20-22оС, влажность 40-60%.

Вопросы участников олимпиады по условиям задач

1. В течение получаса после выдачи условий вопросы участников по условиям не принимаются.
2. Если участник хочет задать вопрос по условиям задач, то ему следует написать на листе бумаги номер аудитории, номер места, класс, номер задачи и изложить суть вопроса. Лист с вопросом следует отдать дежурному по аудитории, которые передаст его члену жюри, ответственному за данную параллель. Вопросы следует задавать по условиям задач и только в письменном виде, так как озвученный вопрос часто является подсказкой к решению для других участников.
3. Дежурный по аудитории не отвечает на вопросы по задачам или заданиям.
4. Во время тура жюри в отдельных аудиториях обсуждает задачи и уточняет критерии оценок, а также отвечает на вопросы участников.
5. Участники могут задавать вопросы не раньше, чем через полчаса после начала тура. (Это время необходимо учащемуся для внимательного прочтения и осмысления условий задач или задания. Нужно так же иметь в виду, что большая часть вопросов задается участниками с целью снятия эмоционального напряжения, возникающего перед началом тура. Как правило, через пол часа такое напряжение проходит.)
6. Если ответ на вопрос является явной подсказкой к решению, то жюри дает участнику, задавшему вопрос, стандартный ответ «Без комментариев».
7. В случае, когда вопрос задан по существу, жюри формулирует ответ в форме пояснения к условию задачи и озвучивает его во всех аудиториях, где есть участники по данному классу.

Экспериментальный тур

1. Для выполнения экспериментального тура участникам выдается необходимое оборудование.
2. При выполнении экспериментального тура запрещается пользоваться теми принадлежностями, которые не указаны в условии задачи в качестве оборудования.
3. Подготовка экспериментального тура проводится по методическим рекомендациям и согласно требованиям к материально-техническому оснащению, разрабатываемым центральной предметно-методической комиссии для 9, 10 и 11 классов.

Процедура оценивания выполненных заданий:

1. Решения задания обоих туров, приведённые участником олимпиады) перед началом проверки шифруются представителями оргкомитета. Конфиденциальность данной информации является основным принципом проверки теоретических туров регионального этапа Олимпиады.

Жюри олимпиады оценивает записи, приведенные в чистовике. Черновики не проверяются.

2. Оценка работ проводится рабочими группами из членов жюри в составе 2-3 человек. Каждая рабочая группа проверяет только одну задачу теоретического тура в работах всех участников. Максимальный балл за каждую задачу теоретического тура – 10, за каждую задачу экспериментального тура – 15 баллов. Таким образом, за теоретический тур каждый участник может набрать максимум 50 баллов, за экспериментальный – 30.

3. Если участник привёл несколько решений теоретической задачи, но не указал, какое из них он считает лучшим (правильным), то жюри делает вывод, что участник не может это определить самостоятельно, и оценивает задачу по худшему из решений.

4. По каждому олимпиадному заданию члены жюри заполняют оценочные ведомости (листы) (приложение 6).

8. Любые пометки в работе участника член жюри делает только красными чернилами.
9. Баллы за промежуточные выкладки ставятся около соответствующих утверждений в работе и обводятся кружочком. Это поможет не пропустить никакой из пунктов критериев оценивания.
10. Итоговая оценка за задачу ставится в конце решения и обводится прямоугольной рамочкой. Кроме того, проверяющий выносит ее в таблицу на первой странице работы и ставит свою подпись под оценкой.
11. Проверяющим не следует скупиться на комментарии, чтобы участник или другой член жюри, зная критерии оценивания, мог понять, за что поставлены или сняты баллы.
12. В случае неверного ответа настоятельно рекомендуется находить и отмечать ошибку, которая к нему привела. Это позволит точнее оценить правильную часть решения и сэкономит время на апелляции.

Процедура разбора заданий и показа работ:

1. Основная цель разбора заданий – объяснить участникам Олимпиады основные идеи решения каждого из предложенных заданий на турах, возможные способы выполнения заданий. Основная цель показа работ – ознакомить участников с результатами оценивания их работ, снять возникающие вопросы.

2. В процессе проведения разбора заданий участники Олимпиады должны получить всю необходимую информацию для самостоятельной оценки правильности сданных на проверку жюри решений, чтобы свести к минимуму вопросы к жюри по поводу объективности их оценки и, тем самым, уменьшить число необоснованных апелляций по результатам проверки решений всех участников.

3. Разбор олимпиадных заданий и показ работ проводится после проверки и анализа олимпиадных заданий в отведенное программой проведения регионального этапа (приложение 1) время.

4. На разборе заданий могут присутствовать все участники Олимпиады, а также сопровождающие их лица, на показ работ допускаются только участники.

5. В ходе разбора заданий представители жюри подробно объясняют критерии оценивания каждого из заданий и дают общую оценку по итогам выполнения заданий теоретического тура. Показ работ проводится в спокойной и доброжелательной обстановке.

6. В ходе разбора заданий представляются наиболее удачные варианты выполнения олимпиадных заданий, анализируются типичные ошибки, допущенные участниками Олимпиады.

Порядок проведения апелляции по результатам проверки заданий:

1. Апелляция проводится после показа работ в случаях несогласия участника Олимпиады с результатами оценивания его олимпиадной работы или нарушения процедуры проведения Олимпиады. Заявление на апелляцию принимаются, как правило, в течение 1-го астрономического часа после окончания показа работ участников.

2. Порядок проведения апелляции доводится до сведения участников Олимпиады, их сопровождающих лиц перед началом проведения Олимпиады.

3. Для проведения апелляции оргкомитет Олимпиады создает апелляционную комиссию из членов жюри (не менее трех человек).

4. Рассмотрение апелляции проводится в спокойной и доброжелательной обстановке. Участнику Олимпиады, подавшему апелляцию, предоставляется возможность убедиться в том, что его работа проверена и оценена в соответствии с установленными требованиями.

5. Апелляция участника Олимпиады рассматривается строго в день объявления результатов выполнения олимпиадного задания.

6. Для проведения апелляции участник Олимпиады подает письменное заявление на имя председателя жюри по установленной форме (приложение 7).

7. При рассмотрении апелляции имеют право присутствовать участник Олимпиады, подавший заявление и в качестве наблюдателя (без права голоса) его сопровождающее лицо. Указанные лица должны иметь при себе документы, удостоверяющие их личность.

8. На апелляции перепроверяется только текст решения задачи. Устные пояснения участника не оцениваются.

9. По результатам рассмотрения апелляции о нарушении процедуры Олимпиады школьников апелляционная комиссия выносит одно из следующих решений:

0. об отклонении апелляции;
1. об удовлетворении апелляции.

10. По результатам рассмотрения апелляции о несогласии с оценкой жюри выполнения олимпиадного задания апелляционная комиссия принимает одно из решений:

- об отклонении апелляции и сохранении выставленных баллов;

- об изменении оценки с ______ на _____.баллов.

11. Система оценивания олимпиадных заданий не может быть предметом апелляции и пересмотру не подлежит.

12. Решения апелляционной комиссии принимаются простым большинством голосов от списочного состава комиссии. В случае равенства голосов председатель комиссии имеет право решающего голоса.

13. Решения апелляционной комиссии являются окончательными и пересмотру не подлежат.

14. Работа апелляционной комиссии оформляется протоколами (приложение 8), которые подписываются председателем и всеми членами комиссии.

15. Протоколы проведения апелляции передаются председателю жюри для внесения соответствующих изменений в отчетную документацию.

16. Официальным объявлением итогов Олимпиады считается вывешенная на всеобщее обозрение в месте проведения Олимпиады итоговая таблица результатов выполнения олимпиадных заданий, заверенная подписями председателя и членов жюри.

17. Документами по основным видам работы апелляционной комиссии являются:

0. письменные заявления об апелляциях участников Олимпиады;
1. журнал (листы) регистрации апелляций;
2. протоколы заседания апелляционной комиссии, которые хранятся в органе исполнительной власти субъекта Российской Федерации в сфере образования в течение 2 лет.

18. Окончательные итоги регионального этапа Олимпиады утверждаются оргкомитетом с учетом результатов работы апелляционной комиссии.

Материально-техническое обеспечение проведения регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике

Для выполнения заданий требуются тетради в клетку (по 16 стр.) (для каждого участника одна тетрадь).

Для проведения экспериментального тура в расчете на одного участника необходимо оборудование, перечисленное в соответствующем перечне.

Для жюри: Компьютер, принтер, копир, 1-2 пачки бумаги, ручки синие и красные (в расчете по 2 на каждого члена жюри), карандаши простые (из расчета по 1 на каждого члена жюри), тетради (из расчета по 1 - 2 на каждого члена жюри), ножницы (6 штук),  степлер и скрепки к нему, антистеплер, клеящий карандаш (6 шт.), стикеры (5-6 блоков);

Подведение итогов регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике

Порядок подведения итогов регионального этапа:

Подведение итогов проводится согласно Положению о всероссийской олимпиаде школьников.

1. Победители и призеры регионального этапа Олимпиады определяются по результатам решения участниками задач двух туров. Итоговый результат каждого участника подсчитывается как сумма полученных этим участником баллов за решение каждой задачи на теоретическом и экспериментальном турах.

2. Окончательные итоги Олимпиады подводятся на последнем заседании жюри после завершения процесса рассмотрения всех поданных участниками апелляций (если была апелляция). Документом, фиксирующим итоговые результаты регионального этапа Олимпиады, является протокол жюри регионального этапа, подписанный его председателем, а также всеми членами жюри.

3. Окончательные результаты проверки решений всех участников фиксируются в итоговой таблице (по каждой возрастной параллели отдельной), представляющей собой ранжированный список участников, расположенных по мере убывания набранных ими баллов. Участники с одинаковыми баллами располагаются в алфавитном порядке. На основании итоговой таблицы и в соответствии с квотой, установленной Центральным оргкомитетом, жюри определяет победителей и призеров регионального этапа Олимпиады.

4. Председатель жюри передает протокол (приложение 4) по определению победителей и призеров в Оргкомитет для утверждения списка победителей и призеров регионального этапа Олимпиады по физике.

5. Список всех участников регионального этапа Олимпиады, с указанием набранных ими баллов и типом полученного диплома (победителя или призера), заверяется председателем Оргкомитета регионального этапа Олимпиады и передается представителям всех муниципальных образований субъекта Российской Федерации, принявшим участие в региональном этапе Олимпиады или вывешивается для всеобщего обозрения на сайте Олимпиады.

Приложения

Приложение 1

к требованиям проведения Олимпиады

ПРОГРАММА

регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике 2013 г.

Дата проведения: 

Место проведения: 

Приложение 2.

ПРОТОКОЛ №

заседания Оргкомитета по подведению итогов регионального этапа

всероссийской олимпиады школьников по физике

от «____» января 2013 г.

На заседании присутствовали ____ членов оргкомитета.

Повестка: подведение итогов регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике; утверждение списка победителей и призеров.

Выступили:

1. Председатель жюри (заслушан доклад по итогам проведения теоретического и экспериментального туров регионального этапа олимпиады)

2. Члены оргкомитета

3. Председатель оргкомитета

Голосование членов оргкомитета:

«за» _____

«против»_____

Решение: утвердить список победителей и призеров регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике (прилагается).

Председатель оргкомитета

Секретарь оргкомитета

Члены оргкомитета

Приложение 3.

Отчет Оргкомитета

по утверждению победителей и призеров регионального этапа

всероссийской олимпиады школьников по физике

от «____» января 2013 г.

Данный отчет составлен на основании протокола №____ заседания жюри  и протокола №____ заседания оргкомитета по подведению итогов регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике, а также на основании отчета жюри об итогах выполнения участниками олимпиадных заданий.

Региональный этап всероссийской олимпиады школьников по физике проводился в соответствии со следующими нормативными документами (перечислить) в (субъект РФ) с «____» по «_____» ____________ 201__ г.

Программа проведения олимпиады предусматривала (перечислить конкурсные и внеконкурсные мероприятия). Все мероприятия выполнены успешно, серьезных происшествий и ситуаций не зафиксировано (другое). Все возникающие проблемы своевременно решались организаторами олимпиады (другое).

К участию в региональном этапе всероссийской олимпиады школьников по физике были допущены _____ участников из _____ субъектов Российской Федерации.

Из них учащихся 9 класса ______, 10 класса ______, 11 класса ______.

В ходе проведения регионального этапа олимпиады было рассмотрено _____ апелляций, из них удовлетворено ______, отклонено _____.

Участниками олимпиады был продемонстрирован высокий творческий уровень выполнения заданий (другое).

Решение по итогам регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике было принято (результаты голосования).

Председатель оргкомитета

Ответственный секретарь оргкомитета

Члены оргкомитета

Приложение 4.

ПРОТОКОЛ №

заседания жюри регионального этапа

всероссийской олимпиады школьников по физике

от «____» января 2013 г.

На заседании присутствовали ____ членов жюри.

Повестка: подведение итогов регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике; утверждение списка победителей и призеров.

Выступили:

1. Председатель жюри

2. Члены жюри

3. ………

Голосование членов жюри:

«за» _____

«против»_____

Решение: предложить оргкомитету список победителей и призеров регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике для утверждения (прилагается).

Председатель жюри

Ответственный секретарь

Члены жюри

Приложение 5.

Отчет жюри

об итогах выполнения участниками олимпиадных заданий

Общее количество участников, прошедших регистрацию и допущенных к выполнению заданий ________

Из них учащихся 9 класса ______, 10 класса ______, 11 класса ______.

Отдельно 9 класс; 10 класс; 11 класс:

Итоги выполнения заданий 1 тура: (средний балл по каждой задаче, описание типичных ошибок и недочетов в решении каждой задачи, пожелания для ЦМК по совершенствованию задач).

Итоги выполнения заданий экспериментального тура: средний балл по каждой задаче, описание типичных ошибок и недочетов в решении каждой задачи, пожелания для ЦМК по совершенствованию задач).

По итогам работы апелляционной комиссии были изменены результаты ______ участников (список с изменением результатов).

По итогам выполнения заданий 2 туров в соответствии с балльным рейтингом жюри предложило оргкомитету признать победителями _____ участников и призерами _____ участников.

Председатель жюри

Ответственный секретарь

Члены жюри

                                                                                «     » _______________ 2013 г.

Приложение 6.

Ведомость оценивания работ участников

9 класс

10 класс

11 класс

Председатель жюри

Члены жюри

Ответственный секретарь

                                                                                «     » _______________ 2013 г.

Приложение 7.

Заявление участника олимпиады на апелляцию

Председателю жюри регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике

ученика ____ класса

(полное название образовательного учреждения)

        _________________ (фамилия, имя, отчество)

заявление.

Прошу Вас пересмотреть мою работу, выполненную мной на 1(2) туре, (указывается № задачи или олимпиадное задание), так как я не согласен с выставленными мне баллами. Далее участник Олимпиады обосновывает свое заявление

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата

Подпись

Приложение 8.

Протокол №

Заседания апелляционной комиссии по итогам проведения апелляции участника регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике

(Ф.И.О. полностью)

ученика_______класса ______________________________________________

                              (полное название образовательного учреждения)

Место проведения _________________________________________________

(субъект федерации, город)

Дата и время ________________________________________________

Присутствуют:

члены апелляционной комиссии: (указываются  Ф.И.О. - полностью).

члены Жюри: (указываются  Ф.И.О. - полностью).

Краткая запись разъяснений членов жюри (по сути апелляции)__________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Результат апелляции:

1. оценка, выставленная участнику олимпиады, оставлена без изменения;
2.  оценка, выставленная участнику олимпиады, изменена на _____________;

С результатом апелляции согласен (не согласен)  ________ (подпись заявителя)

Председатель апелляционной комиссии

Секретарь апелляционной комиссии

Члены апелляционной комиссии.

                                                                                «     » _______________ 2013 г.

Региональный этап Всероссийской олимпиады школьников по физике (теоретический тур) для учеников 9-11 классов  состоится  20 января.

Начало в 10.00.

Место проведения:

9-й класс - второй учебный корпус МГУ (тот, где факультет ВМиК).

10 и 11 классы - физический факультет МГУ. Приглашаются победители и призеры окружного этапа этого года, победители и призеры регионального этапа прошлого года.

Экспериментальный тур пройдет 22 января. О местах проведения экспериментального тура участникам будет объявлено 20 января.

Олимпиада "Максвелл - 2013" для учеников 7 и 8 класса

Начало в 10.00

Место проведения: ЦО 1329 (ул. Никулинская, д. 10).

20 января - теоретический тур, 22 января - экспериментальный тур.

Приглашаются ученики 7 и 8 класса, ставшие победителями и призерами окружного этапа Всероссийской олимпиады..

1. Перед входом в аудиторию участник должен предъявить паспорт или другое удостоверение личности.
2. Участник может взять с собой в аудиторию письменные принадлежности, линейку, циркуль, инженерный калькулятор, прохладительные напитки, шоколад.
3. В аудиторию категорически запрещается приносить с собой любые электронные приборы (средства сотовой связи, плееры, электронные записные книжки, ноутбуки) бумагу, справочные материалы, книги.

_________________________________________________________________

Региональный этап Всероссийской олимпиады школьников по астрономии  17 января

Начало в 10.00.

Место проведения:

физический факультет МПГУ, ул. Малая Пироговская д.29.

Метро Спортивная.

7 класс

1. Рыбак и лодки.

От пункта A до пункта B можно добраться по реке и по старому руслу реки. Скорость течения в реке 5 км/ч, в старом русле вода стоячая. Рыбак должен съездить из пункта A в пункт B и вернуться обратно. Какой путь займет у рыбака меньше времени  туда и обратно по реке или туда и обратно по старому руслу реки? Расстояния, проплываемые рыбаком в обоих случаях одинаковые. В распоряжении рыбака имеются старая моторная лодка, которая может двигаться в стоячей воде со скоростью 8 км/ч, и новая моторная лодка, которая может двигаться в стоячей воде со скоростью 20 км/ч.

Решение

Пусть расстояние между пунктами A и B равно L. Тогда, если используется старая лодка, то общее время движения по реке равно , а по старому руслу – . Видно, что t2 < t1, поэтому при использовании старой лодки путь по старому руслу займет меньше времени.

Если же используется новая лодка, то время движения по реке равно , а по старому руслу . Так как  t2 < t1, то по старому руслу опять же получится добраться быстрее.

Ответ: по старому руслу.

2. «Хитрый» сплав.

Сплав состоит из 100 г золота и 100 см3 меди. Определите плотность этого сплава. Плотность золота равна 19,3 г/см3 , плотность меди – 8,9 г/см3.

Решение

Масса сплава равна m = 100 + 1008,9 = 990 г. Объем сплава равен  см3. Поэтому плотность сплава получается равной  г/см3.

Ответ: плотность сплава примерно равна 9,4 г/см3.

3. Неутомимый турист.

Турист пошел в поход и преодолел некоторое расстояние. При этом первую половину пути он шел со скоростью 6 км/ч, половину оставшегося времени ехал на велосипеде со скоростью 16 км/ч, а оставшийся путь поднимался в гору со скоростью 2 км/ч. Определите среднюю скорость туриста за время его движения.

Решение

Пусть общая длина пути туриста равна L км, а общее время его движения – T часов. Тогда первую половину пути турист преодолел за время  часов. Половина оставшегося времени, которую он проехал на велосипеде, равна  часов. Оставшийся путь, который турист поднимался в гору, занял у него время  часов. Следовательно, полное время движения туриста

.

Отсюда  и средняя скорость туриста за все время его движения  км/ч.

Ответ:  км/ч.

Второй (окружной) этап Всероссийской олимпиады школьников по физике

г. Москва, 2012 г.

8 класс

1. Супермарафон.

Три спортсмена-супермарафонца одновременно стартуют с одного и того же места кольцевой беговой дорожки и 10 часов бегут в одну сторону с постоянной скоростью: первый 9 км/ч, второй 10 км/ч, третий 12 км/ч. Длина дорожки 400 м. Мы говорим, что произошла встреча, если либо два, либо сразу все три бегуна поравнялись друг с другом. Момент старта встречей не считается. Сколько всего «двойных» и «тройных» встреч произошло во время забега? Кто из спортсменов чаще всех участвовал во встречах и сколько раз?

Решение

Второй спортсмен бежит быстрее первого на 1 км/ч. Значит, за 10 часов первый бегун обгонит второго на 10 км, то есть произойдет N12 = (10 км)/(400 м) = 25 встреч. Аналогично, число встреч первого спортсмена с третьим N13 = (30 км)/(400 м) = 75 встреч, второго спортсмена с третьим N23 = (20 км)/(400 м) = 50 встреч.

Каждый раз, когда встречаются первый и второй бегун, третий оказывается там же, значит, число «тройных» встреч N3 = 25. Суммарное число «двойных» встреч

N2 = N12 + N13 + N23 – 2N3 = 100.

Ответ: всего произошло 100 «двойных встречи» и 25 тройных встреч; чаще всего встречались первый и третий спортсмены, это случилось 75 раз.

2. Ртуть и вода.

В тонкой U-образной трубке имеется перемычка между коленами, находящаяся на расстоянии 6a от нижней части трубки, причем а = 5 см. В правое колено трубки налита ртуть, в левое – вода, которая может затекать в левую половину перемычки. Посередине перемычки находится закрытый кран. В состоянии равновесия граница ртуть-вода проходит посередине нижней части трубки. Высота ртути над нижней частью трубки равна а, длина нижней части трубки и перемычки 2а. Площади сечения всех частей трубки и перемычки одинаковые. Плотность ртути 13,6 г/см3, воды – 1 г/см3.

Кран в перемычке открывают.

1) Как после этого расположится ртуть в трубке?

2) Какова будет после этого высота уровня воды над нижней частью трубки?

Решение

До открытия крана ртуть и вода находились в гидростатическом равновесии. Таким образом, высота водяного столба в левом колене была равна 13,6а. Так как вода заполняла половину перемычки и половину нижней части трубки, то суммарный объем воды пропорционален 15,6а. После открывания крана вода начнет переливаться в другое колено и заливать ртуть сверху. Поскольку плотность ртути больше плотности воды, ртуть опустится вниз и займет всю нижнюю часть трубки. Вода же займет оба колена и всю перемычку, и высота уровня воды над нижней частью трубки в обоих коленах будет равна (15,6  2)a/2 = 6,8а, то есть 34 см.

3. Плавает или тонет?

Школьница Алиса проводит опыты с глубоким и широким сосудом, имеющим форму прямоугольного параллелепипеда. В сосуде находится неизвестная жидкость. Алиса аккуратно кладет в сосуд на поверхность жидкости кубики одинакового объема 1 дм3. Сначала в сосуд был помещен кубик массой 0,4 кг  после этого уровень жидкости в сосуде поднялся на 5 мм. Затем Алиса положила в сосуд кубик массой 0,6 кг  уровень жидкости после этого поднялся еще на 7,5 мм. Наконец, при погружении в сосуд кубика массой 1 кг подъем уровня жидкости составил еще 10 мм. Найдите плотность жидкости и площадь дна сосуда.

Решение

При погружении кубика в жидкость следует рассматривать два случая: кубик объемом V может тонуть в жидкости или оставаться плавать на поверхности. В первом случае (реализуется, когда плотность кубика ρ больше плотности жидкости ρ0) уровень жидкости поднимается на h = V/S, где S – площадь поперечного сечения сосуда.

Во втором случае объем погруженной в жидкость части кубика V1 определяется из условия равновесия: действующая на кубик сила тяжести ρgV должна уравновешиваться силой Архимеда: ρgV = ρ0gV1. Отсюда V1 = ρV/ρ0, и уровень жидкости поднимается на h = V1/S = ρV/(Sρ0).

Таким образом, высота h подъема жидкости при ρ < ρ0 оказывается пропорциональна ρ (то есть массе кубика), а при ρ > ρ0 является постоянной. Из представленных в условии числовых данных вытекает, что для первых двух кубиков зависимость h от массы кубика является прямо пропорциональной, а для третьего – уже не является. Следовательно, плотность третьего кубика превосходит плотность жидкости, поэтому для третьего кубика высота подъема h3 = V/S и S = V/h3 = 10 дм2. Первый и второй кубики плавают в жидкости. Поэтому высота подъема жидкости в первом случае выражается через плотность ρ1 и массу m1 кубика как

h1 = ρ1V/(Sρ0) = m1/(Sρ0). Отсюда ρ0 = m1/(Sh1) = m1h3/(Vh1) = 800 кг/м3.

Ответ: площадь дна сосуда составляет 10 дм2, плотность жидкости 800 кг/м3.

4. Суперящик.

Некий изобретатель заявил, что ему удалось сделать суперящик, стенки которого совершенно не проводят теплоту. Он предложил использовать такие ящики для запасания энергии вместо аккумуляторных батарей. По его замыслу, на специальном инновационном заводе в ящик при нормальном атмосферном давлении закачивают некоторое вещество, имеющее температуру 72 градуса Цельсия, и закрывают ящик. Потом его привозят на место использования и остужают до температуры окружающей среды, а выделившуюся при этом теплоту используют в общественно полезных целях.

1) Какое вещество позволяет получить из суперящика больше теплоты при температуре окружающей среды 30 градусов Цельсия  вода или спирт, и во сколько раз?

2) Во сколько раз увеличится эффективность использования суперящика с этим веществом при температуре окружающей среды минус 20 градусов Цельсия?

Температура кипения воды t1к = 100 °C, спирта – t2к = 78 °C; удельная теплоемкость воды С1ж = 4,2 кДж/(кг°C), спирта – С2ж = 2,4 кДж/(кг°C), льда – С1к = 2,1 кДж/(кг°C); удельная теплота плавления льда λ1 = 330 кДж/кг; плотность воды ρ1 = 1,0 г/см3, спирта – ρ2 = 0,8 г/см3.

Решение

1) Для расчетов примем объём суперящика равным 1 м3. Тогда количество теплоты, получаемое при использовании воды: Q1 = 1 м3  1000 кг/м3  4,2 кДж/(кг°C)  42 °C = 176,4 МДж. При использования спирта: Q2 = 1 м3  800 кг/м3  2,4 кДж/(кг°C)  42 °C = 80,64 МДж. Значит, воду использовать выгоднее в Q1/Q2  2,2 раза.

2) При температуре окружающей среды 20 °C помимо остывания воды, произойдёт её кристаллизация и дальнейшее остывание льда. Выделяющаяся при этом теплота: Q = 1 м3  1000 кг/м3  (4,2 кДж/(кг°C)  72 °C + 330 кДж/кг + 2,1 кДж/(кг°C)  20 °C) = 674,4 МДж. Значит, эффективность увеличится в Q/Q1  3,8 раза.

10 класс

1. Бег по кругу.

Мастер спорта, второразрядник и новичок бегают на лыжах по кольцевому маршруту с длиной кольца 1 км. Соревнование заключается в том, кто пробежит большее расстояние за 2 часа. Стартовали они одновременно в одном месте кольца. Каждый спортсмен бежит со своей постоянной по модулю скоростью. Новичок, бегущий не очень быстро со скоростью 4 км/час, заметил, что каждый раз, когда он проходит место старта, его обязательно обгоняют оба других спортсмена (они могут обгонять его и в других местах маршрута). Другое его наблюдение состоит в том, что когда мастер обгоняет только второразрядника, то они оба находятся от новичка на максимальном расстоянии. Сколько километров пробежал каждый из спортсменов за 2 часа? Для справки: наибольшая средняя скорость, достигнутая спортсменом на чемпионате мира по лыжным гонкам, составляет примерно 26 км/час.

Решение

Скорости спортсменов могут относиться друг к другу как целые числа

1 : (n + 1) : (2n + 1), где n – целое положительное число.

То есть условию задачи удовлетворяют следующие наборы скоростей:

4 км/час : 8 км/час : 12 км/час;

4 км/час : 12 км/час : 20 км/час;

4 км/час : 16 км/час : 28 км/час,

и так далее. Разумно рассматривать только второй из этих наборов, так как для мастера спорта скорость 12 км/час маловата, а 28 км/час – великовата (превышает мировой рекорд). Но, поскольку про уровень подготовки мастера спорта в условии задачи ничего не сказано, то первый набор скоростей также годится.

Следовательно, новичок пробежал 8 км, второразрядник – 16 км или 24 км, мастер спорта – 24 км или 40 км.

2. Красавица Мальвина.

Мальвина рассматривает свое изображение в зеркале, плоскость которого вертикальна и находится на расстоянии L от носа Мальвины. Зеркало имеет две отражающие поверхности, оно укреплено на вертикальной оси, вокруг которой может вращаться. Ось вращения лежит в плоскости зеркала и также находится на расстоянии L от носа Мальвины. Буратино закрутил зеркало так, что оно приобрело начальную угловую скорость ω0. Вследствие наличия трения угловая скорость вращения зеркала равномерно уменьшилась до нуля за время τ.

1) По какой траектории движется изображение носа Мальвины в зеркале?

2) С какой угловой скоростью движется изображение носа Мальвины в зеркале через время τ/2 после начала вращения зеркала?

3) Чему равен модуль ускорения, с которым движется изображение носа Мальвины в момент времени τ/2 после начала вращения зеркала?

Решение

1) Пусть зеркало повернулось вокруг оси на некоторый угол α. Если построить изображение носа Мальвины в плоском зеркале в начальный момент времени и в произвольный момент времени, то из чертежа становится очевидно, что изображение носа Мальвины движется по окружности радиусом L.

2) Если мгновенная угловая скорость зеркала равна ω, то мгновенная угловая скорость изображения носа в зеркале равна 2ω. Коэффициент «2» в формуле возникает потому, что за пол-оборота зеркала изображение совершает полный оборот. За время τ/2 угловая скорость зеркала уменьшилась до величины ω0/2. Поэтому угловая скорость изображения носа в этот момент равна ω0.

3) Линейная скорость изображения носа равна V = 2ωL. Составляющая ускорения, направленная вдоль мгновенной скорости и навстречу этой скорости равна 2ω0L/τ, поскольку линейная скорость равномерно уменьшается до нуля за время . Поперечная к мгновенной скорости составляющая мгновенного ускорения равна V2/L. Таким образом, в интересующий нас момент времени, когда  = 0/2, эта составляющая равна ω02L. Следовательно, искомый модуль ускорения носа Мальвины равен

.

3. Минимальная сила.

На горизонтальной шероховатой поверхности находится маленькая плоская шайба. Если действовать на нее горизонтально направленной силой F, то она движется по поверхности поступательно с ускорением a. Коэффициент трения шайбы о поверхность равен μ. Действуя какой минимальной по модулю силой, можно заставить эту же шайбу двигаться поступательно по той же горизонтальной поверхности

1) равномерно;

2) с ускорением, равным по модулю a/2?

Решение

Понятно, что минимальная по модулю сила должна быть направлена не горизонтально. Будем решать задачу в два этапа. Сначала приложим к шайбе такую минимальную силу f, при которой шайба будет скользить по поверхности с постоянной скоростью, а затем увеличим горизонтальную составляющую этой силы так, чтобы шайба двигалась по поверхности с ускорением a/2.

1) Из условия задачи следует, что ma = F – μmg. Значит, масса шайбы равна: m = F/(a + μg). Направим силу f, приложенную к шайбе, под некоторым углом β к горизонту. Найдем минимальное значение этой силы, при которой шайба будет двигаться с постоянной скоростью. В проекциях на горизонтальное и вертикальное направление уравнение равномерного движения шайбы имеет вид:

     и     ,

где N – сила нормальной реакции поверхности. Отсюда . Минимальное значение модуля силы f достигается при угле β = arctg(μ). При этом горизонтальная составляющая силы f равна μmg/(1 + μ2), а вертикальная составляющая этой силы равна μ2mg/(1 + μ2). Модуль минимальной силы, обеспечивающей равномерное движение, равен .

2) Для того чтобы шайба двигалась поступательно с ускорением a/2, нужно, чтобы горизонтальная составляющая силы была равна μmg/(1 + μ2) + ma/2. Подставим в полученные выражения ранее найденное значение массы шайбы. Тогда горизонтальная составляющая нужной нам минимальной силы равна , ее вертикальная составляющая равна . Отсюда модуль искомой минимальной силы равен

.

4. Правильное подключение.

В перерыве между лабораторными работами расшалившиеся дети собрали цепочку из нескольких одинаковых амперметров и вольтметра. Из объяснений учителя дети твердо помнили, что амперметры надо включать последовательно, а вольтметры – параллельно. Поэтому собранная схема выглядела так, как показано на рисунке.

После включения источника тока, на удивление, амперметры не сгорели и даже стали что-то показывать. Некоторые показывали силу тока 2 А, а некоторые 2,2 А. Вольтметр показывал напряжение 10 В. Определите по этим данным напряжение на источнике тока, сопротивление амперметра и сопротивление вольтметра.

Решение

Сила тока больше в неразветвленном участке цепи, содержащем источник тока и шесть амперметров, следовательно, именно в ней амперметры показывают 2,2 А. Пять амперметров, параллельных вольтметру, показывают меньшую силу тока – 2 А. Сила тока в цепи вольтметра равна разности первых двух токов, то есть IV = 0,2 А. Отсюда легко найти сопротивление вольтметра: 50 Ом.

Из соотношения сил тока в параллельных ветвях цепи следует, что сопротивление пяти амперметров в 10 раз меньше, чем сопротивление одного вольтметра, то есть RА = 1 Ом.

Напряжение на источнике тока можно найти, сложив напряжения на всех амперметрах. Обозначив I1 = 2,2 А и I2 = 2 А, получаем: U = 6I1RA + 5I2RA = 23,2 В.

5. Сосулька в стакане.

Юный физик Глеб решил исследовать процесс таяния льда. К дну цилиндрического стакана он приморозил цилиндрическую сосульку и налил в стакан ледяной воды (при температуре 0 C) так, что сосулька оказалась полностью под водой. Площадь поверхности воды в стакане S = 10 см2. Глеб поставил стакан на стол в комнате и стал измерять зависимость высоты H уровня воды в стакане от времени t. Результаты измерений он аккуратно заносил в таблицу.

2) найдите мощность притока теплоты из комнаты к содержимому стакана (то есть определите, какая энергия поступает за одну секунду к содержимому стакана через его стенки).

Решение

Так как стакан всё время имеет температуру 0 C, и комнатная температура также не меняется, то постоянной будет и мощность подводимой теплоты. Докажем, что график зависимости H(t) должен быть линейным.

Пусть за малое Δt системе передано количество теплоты NΔt, где N – искомая мощность подводимой теплоты. Оно целиком расходуется только на плавление льда, следовательно, за это время растает лед массой Δm = . Изменение объема содержимого стакана можно найти, как разность объемов растаявшего льда и воды, полученной из этого льда: , при этом изменение уровня воды в стакане будет равно . Видно, что высота линейно уменьшается с течением времени.

1) Для ответа на первый вопрос задачи следует, пользуясь таблицей, нанести точки на график зависимости H(t), провести через них прямую линию и экстраполировать полученную зависимость до пересечения с уровнем 145 мм (это уровень воды в стакане после полного таяния льда). Отсюда получим ответ – 135 минут (с точностью до 5 минут).

2) Для нахождения мощности воспользуемся выведенным соотношением , из которого находим: 2,93 Вт. Здесь при подстановке взято ΔH = 0,008 м (полное уменьшение уровня воды в стакане за время таяния льда), Δt = 135 мин.

Замечание. Вообще говоря, при таком разбросе точек на графике следует пытаться провести через них две прямые линии для того, чтобы можно было оценить погрешность найденного времени таяния льда – оно может лежать в интервале 130–140 минут. На данном этапе олимпиады авторы задачи не требуют этого от школьников во избежание излишнего усложнения решения задачи. Однако, для школьников, проделавших эту процедуру и получивших разумные оценки для погрешности, предусмотрен призовой балл.

Второй (окружной) этап Всероссийской олимпиады школьников по физике

г. Москва, 2012 г.

11 класс

1. Если не оторвется…

Однородный канат массой  лежит на краю горизонтальной гладкой поверхности, оканчивающейся закруглением радиусом  так, как показано на рисунке. Канат удерживают, а потом аккуратно прикрепляют к его нижнему концу груз массой  и отпускают. Найдите скорость груза в тот момент времени, когда он опустится на расстояние  ниже исходного положения. Общая длина каната в 6 раз больше радиуса закругления. Считать, что канат в ходе такого смещения не отрывается от поверхности.

Решение

Ясно, что кинетическая энергия системы связана со скоростью груза (скорость всех точек каната точно такая же) соотношением . Изменение (убыль) потенциальной энергии каната длиной L при смещении его конца на  связана с «переносом» кусочка каната длиной  из «начала» в «хвост». Масса этого кусочка , а смещение его центра масс по вертикали , поэтому . Убыль потенциальной энергии груза . Теперь из закона сохранения механической энергии для всего перемещения находим:

,

ОТВЕТ: скорость каната при  равна .

2. Воздушный шар.

Для удержания у поверхности Земли заполненного легким газом резинового воздушного шара общей массой  кг необходимо приложить вертикально направленную силу  H. Если шар освободить, то он поднимется на такую высоту, где его объем увеличится в два раза, и там зависнет. Температура воздуха на этой высоте  К. Найдите давление на этой высоте (в мм рт. ст), если у поверхности Земли давление  мм рт. ст., а температура  К. Для расчетов принять  м/с2.

Решение

В соответствии с условиями задачи, условие равновесия шара у поверхности Земли имеет вид

,

где  – плотность воздуха, а – объем шара у поверхности Земли. Соответственно условие равновесия шара на максимальной высоте подъема

.

Из уравнения Клапейрона-Менделеева находим, что плотность газа может быть выражена через его давление и температуру:

.

Таким образом,

 мм рт. ст.

ОТВЕТ: давление на высоте максимального подъема шара  мм рт. ст.

3. Маятник или термометр?

Один изобретатель создал часы с «гелиевым маятником». Этот маятник представлял собой горизонтальный цилиндрический сосуд объемом с площадью поперечного сечения , содержащий  молей гелия. Сосуд разделен на две части поршнем массой , который может двигаться без трения. В равновесии поршень находится посередине цилиндра, а при малых смещениях из положения равновесия совершает колебания. Оказалось, что ход часов зависит от температуры. Исследуйте этот эффект:

1) найдите модуль силы, которая будет действовать на поршень со стороны газа при смещении поршня на малое расстояние x от положения равновесия;

2) считая колебания изотермическими, найдите зависимость периода колебаний маятника от температуры T.

Решение

1) Пусть в положении равновесия давление газа на поршень равно p (оно, очевидно, одинаково с двух сторон). Число молей газа в каждой части цилиндра также одинаково и равно , и из уравнения Клапейрона-Менделеева:

 или .

Сместим поршень влево на малую величину , тогда, т.к. в каждой части объема процессы изотермические, то изменения давления в левой () и правой () половинах цилиндра удовлетворяют соотношениям

.

В левой части последнего равенства второе слагаемое мало, т.к. , поэтому разность давлений гелия слева и справа от поршня . Сила, действующая на поршень, направлена противоположно смещению и равна по модулю:

.

2) Уравнение движения поршня имеет вид:

,

и поэтому поршень массой М будет совершать гармонические колебания с частотой

.

Соответственно, период малых колебаний равен

.

ОТВЕТ: при смещении поршня на малое расстояние x от положения равновесия на поршень со стороны газа будет действовать сила ; зависимость периода τ от температуры T описывается формулой .

4. Последняя вспышка.

В схеме, показанной на рисунке, при замкнутом ключе обе лампы светились, потребляя одинаковую мощность. После размыкания ключа лампа Л1 вспыхнула и перегорела, причем заряд конденсатора при этом возрос ровно в два раза по сравнению с его величиной при замкнутом ключе. Величину сопротивления ламп можно считать примерно постоянной. Сопротивление Л1 равно внутреннему сопротивлению источника, ЭДС батареи равно  В, емкость конденсатора  мкФ.

1) Найдите заряд конденсатора, накопленный им до размыкания ключа.

2) Чему равна работа сторонних сил источника после размыкания ключа?

3) Какое количество теплоты выделилась в Л1 после размыкания ключа?

Решение

1) Из условия ясно, что сопротивления нитей обеих ламп следует считать одинаковыми (при одинаковом токе они потребляют одинаковую мощность), к тому же они равны внутреннему сопротивлению батареи. Поэтому до размыкания ключа в цепи течет постоянный ток, причем на каждом из сопротивлений Л1, Л2 и внутреннем сопротивлении батареи напряжение составляет . Такое же напряжение устанавливается на конденсаторе, который подключен параллельно Л2. Значит, заряд конденсатора до замыкания ключа равен  мКл.

2) После размыкания ключа батарея дозаряжает конденсатор через лампу Л1. Если бы зарядка закончилась, заряд конденсатора возрос бы до . Но, по условию задачи, он возрос только в два раза. Это означает, что до перегорания нити лампы конденсатор не успел зарядиться полностью. В процессе дозарядки батарея переместила заряд , и сторонние силы при этом совершили работу  мДж.

3) Эта работа пошла на увеличение энергии конденсатора  и на выделение энергии в нити лампы Л1 и на внутреннем сопротивлении батареи. Так как их сопротивления одинаковы, и они соединены последовательно, то энергия между ними распределяется поровну, то есть

 мДж.

ОТВЕТ: 1) заряд конденсатора, накопленный до размыкания ключа,  мКл; 2) работа сторонних сил источника после размыкания ключа мДж; 3) в Л1 после размыкания  ключа выделяется энергия мДж.

5. Возвращайся, сделав круг!

В некоторой области над плоским участком поверхности Земли создано однородное магнитное поле, линии индукции которого вертикальны. Маленьким шариком с зарядом  и массой  выстрелили из некоторой точки на этой поверхности со скоростью  под углом  к горизонту. Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

1) Через какое время шарик упадет обратно на поверхность?

2) Что представляет собой проекция траектории шарика на горизонтальную плоскость?

3) При каком минимальном модуле индукции магнитного поля шарик вернется в исходную точку?

Решение

1) Шарик движется под действием силы тяжести , направленной вертикально вниз, и силы Лоренца, которая направлена перпендикулярно вектору , то есть горизонтально. Как видно, сила тяжести не влияет на движение шарика в проекции на горизонтальную плоскость , а сила Лоренца не влияет на его движение вдоль вертикальной оси . Значит, закон движения шарика вдоль оси  соответствует закону движения с постоянным ускорением , то есть

.

Отсюда время полета шарика до его падения на землю равно .

2) В проекции на плоскость  шарик движется с постоянной по модулю скоростью  под действием силы Лоренца. Значит, движение шарика происходит по окружности, радиус которой определяется как раз из того условия, что центростремительное ускорение создается силой Лоренца:

.

3) Период обращения по этой окружности . Ясно, что для попадания шарика в точку старта необходимо, чтобы время полета соответствовало целому числу периодов обращения: . Таким образом, минимальная величина индукции отвечает случаю, когда за время полета шарик проходит окружность один раз (n = 1), то есть

.

ОТВЕТ: 1) время полета шарика до его падения на землю равно ; 2) проекция траектории на горизонтальную плоскость – дуга окружности радиусом ; 3) минимальный модуль индукции магнитного поля, обеспечивающий попадание шарика в исходную точку, .

R

h

R

Л2

Л1

z

x

y