Konkurs Fizyczny „Lwiątko 2003” klasa 3 gimnazjum
Transkrypt
Konkurs Fizyczny „Lwiątko 2003” klasa 3 gimnazjum
Olimpiady, konkursy, zadania Konkurs Fizyczny „Lwiàtko 2003” klasa 3 gimnazjum Zadania 1–10 za trzy punkty 1. Dwie szklane butelki nape∏nione sà ca∏kowicie – pierwsza wodà, druga rt´cià. Czy utonà, jeÊli pierwszà w∏o˝ymy do wody, a drugà do rt´ci? A. 1 tak; 2 nie B. 1 nie; 2 tak C. 1 tak; 2 tak D. 1 nie; 2 nie E. Sytuacja nie jest mo˝liwa, poniewa˝ szk∏o rozpuszcza si´ w rt´ci 2. Dwóch ch∏opców rozciàga lin´, przyk∏adajàc do jej koƒców si∏y po 100 N ka˝dy. Si∏a naciàgu liny wynosi A. 0 N B. 50 N C. 100 N D. 200 N E. 400 N A. Promieniowanie B. Konwekcja C. Przewodnictwo cieplne D. Wszystkie trzy sposoby A, B, C w równym stopniu E. ˚aden z wymienionych sposobów 8. W kalorymetrze równomiernie podgrzewamy lód. Który z wykresów poprawnie opisuje zale˝noÊç temperatury T od czasu t ? Ciep∏o w∏aÊciwe lodu jest ponad dwa razy mniejsze ni˝ wody. 3. Kawa∏ek drewna p∏ywa w wodzie, zanurzajàc si´ do 3/4 swojej obj´toÊci. G´stoÊç drewna to A. 7,5 g /cm3 B. 750 kg/ m3 C. 7,5 g / dm3 3 D. 7,5 kg/ m E. 75 kg/ m3 4. W wyniku potarcia ebonitowej pa∏eczki o futerko na pa∏eczce pojawia si´ ∏adunek q. Ale i futerko si´ przy tym elektryzuje. Ile jest równy sumaryczny ∏adunek pa∏eczki i futerka? A. 2q B. q C. q/2 D. 0 E. −q 5. 100 gramów ˝elaza, otrzymawszy 900 d˝uli ciep∏a, zwi´kszy∏o swà temperatur´ o 20◦C. Ile wynosi ciep∏o w∏aÊciwe ˝elaza? A. 1800 J/(kg · ◦ C) B. 180 J/(kg · ◦ C) ◦ J/(kg · C) C. 450 D. 4,5 J/(kg · ◦ C) E. 900 J/(kg · ◦ C) 6. Do wyznaczenia oporu zaproponowano trzy schematy. Który z nich jest poprawny? A. Tylko 1 B. Tylko 2 C. Tylko 3 D. 2 i 3 E. 1 i 3 7. Patelnia stoi na gazie. Sposób, w jaki odbywa si´ przekaz ciep∏a mi´dzy spodnià stronà patelni, a jej stronà wierzchnià, to przede wszystkim 176 FIZYKA W SZKOLE 9. W rurce o kszta∏cie pokazanym na rysunku znajdujà si´ dwa s∏upki cieczy o takiej samej g´stoÊci. Zjawiska w∏oskowatoÊci mo˝na nie braç pod uwag´. Przestrzeƒ pomi´dzy s∏upkami wype∏nia powietrze. WartoÊci ciÊnieƒ spe∏niajà A. p1 = p0 < p2 B. p1 = p0 > p2 C. p1 = p2 < p0 D. p1 = p2 > p0 E. p1 < p2 < p0 10. Ko∏o toczy si´ po drodze bez poÊlizgu. Ârodek ko∏a porusza si´ z szybkoÊcià 4 m/s. Ile jest równa szybkoÊç wzgl´dem drogi: punktu A; punktu B? A. 0 m/s; 8 m/s B. 2 m/s; 6 m/s C. 4 m/s; 4 m/s D. 6 m/s; 2 m/s E. 8 m/s; 0 m/s Zadania 11–20 za cztery punkty 11. Samochód porusza si´ z szybkoÊcià 90 km/godz. i spala 1 litr paliwa na 5 km. Ile gramów paliwa zu˝ywane jest w ciàgu sekundy, jeÊli litr paliwa ma mas´ 840 g? A. 2,6 B. 3,9 C. 4,2 D. 4,5 E. 5 3/2003 Olimpiady, konkursy, zadania 12. W rurze znajdujà si´ ruchome t∏oki o ró˝nym kszta∏cie. Które z nich b´dà si´ poruszaç pod wp∏ywem parcia cieczy? Po obu stronach t∏oka panuje takie samo ciÊnienie cieczy. A. ˚aden D. Tylko 3 i 4 B. Tylko 1 E. Tylko 4 i 5 C. Tylko 4 A. Kangura o 50 okrà˝eƒ, ma∏p´ o 150 okrà˝eƒ B. Kangura o 5 okrà˝eƒ, ma∏p´ o 15 okrà˝eƒ C. Kangura o 0,5 okrà˝enia, ma∏p´ o 1,5 okrà˝enia D. Kangura o 0,05 okrà˝enia, ma∏p´ o 0,15 okrà˝enia E. Kangura o 0,005 okrà˝enia, ma∏p´ o 0,015 okrà˝enia 18. Przez który z pokazanych odcinków obwodu przy takim samym napi´ciu pop∏ynie najwi´kszy pràd? Oporniki sà jednakowe. 13. Drewniany klocek p∏ywa w cieczy. Jak zmieni si´ zanurzenie klocka, jeÊli naczynie przeniesiemy na planet´, gdzie gplanety = 2gZiemi ?(gZiemi = 9,8 N/kg) . A. Zwi´kszy si´ B. Nie zmieni si´ C. Zmniejszy si´ D. Mo˝liwe sà wszystkie warianty E. Si∏a wyporu wyst´puje tylko na Ziemi 14. Aby jednostajnie przesunàç cia∏o pod gór´ po równi pochy∏ej, trzeba dzia∏aç si∏à F = 4 N. Wyznacz sprawnoÊç, tzn. stosunek efektu (czyli zmiany energii potencjalnej cia∏a) do kosztów (czyli w∏o˝onej pracy). Inne dane: l = 1 m, h = 20 cm, m = 1 kg, g = 10 N/kg. A. 100% D. 33% B. 66% E. 0 C. 50% 15. Do punktów K i L pod∏àczono opornik. Jak zmienià si´ wskazania amperomierzy? Przyrzàdy sà idealne, a opór wewn´trzny êród∏a mo˝na pominàç. (↑ – wzroÊnie, ↓ – zmaleje, b.z. – bez zmian) A. I1 ↑ , I2 ↑ B. I1 b.z., I2 ↓ C. I1 ↑ , I2 ↓ D. I1 ↓ , I2 b.z. E. I1 ↑ , I2 b.z. 16. Który z woltomierzy wskazuje najwy˝sze napi´cie? A. 1 B. 2 C. 3 D. Wskazania sà jednakowe E. To zale˝y od oporu wewn´trznego baterii 17. Lwiàtko na mistrzostwach Êwiata na dystansie 10 km przyby∏o pierwsze na met´ w czasie 16 minut i 40 sekund. Wyprzedzi∏o kangura (20 min 50 s) i ma∏p´ (41 min 40 s). Jedno okrà˝enie mia∏o 400 m, a sportowcy poruszali si´ ze sta∏à szybkoÊcià. O ile okrà˝eƒ lwiàtko wyprzedzi∏o przyjació∏? 3/2003 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. Wsz´dzie jednakowy 19. èród∏o Êwiat∏a znajduje si´ w odleg∏oÊci 0,7 m od soczewki o ogniskowej 0,5 m. Obraz êród∏a b´dzie A. rzeczywisty, pomniejszony B. rzeczywisty, powi´kszony C. pozorny, zmniejszony D. pozorny, zwi´kszony E. rzeczywisty, o niezmienionych rozmiarach 20. Skoczywszy z tratwy, ch∏opiec przez 10 minut p∏ynà∏ pod pràd, a potem obróciwszy si´ i p∏ynàc z tym samym wysi∏kiem dogoni∏ tratw´. Jak d∏ugo trwa∏o doganianie tratwy? A. 5 min B. 10 min C. 15 min D. 20 min E. 30 min Zadania 21–30 za pi´ç punktów 21. D∏ugi sznur KL porusza si´ po g∏adkim stole w lewo z szybkoÊcià 2 m/s. W pewnej chwili koƒcem K zaczynamy poruszaç w prawo z szybkoÊcià 1 m/s. Jak d∏uga cz´Êç sznura b´dzie poruszaç si´ w prawo po dwóch sekundach? A. 1 m B. 1,5 m C. 2 m D. 3 m E. 4 m 22. Jakà minimalnà prac´ (w megad˝ulach) trzeba wykonaç przy wynoszeniu ziemi na powierzchni´, aby wykopaç studni´ o g∏´bokoÊci 10 m i polu przekroju 2 m2 . G´stoÊç ziemi 2000 kg/m3, g = 10 m/s2. A. 0,5 MJ B. 1 MJ C. 2 MJ D. 4 MJ E. 8 MJ 23. W rurce o przekroju S znajdujà si´ dwa s∏upki cieczy (o g´stoÊci ρ ) i lekki (m = 0 ) korek K, rozdzielone gazem. Zjawiska w∏oskowatoÊci mo˝na FIZYKA W SZKOLE 177 Olimpiady, konkursy, zadania nie braç pod uwag´. Jak jest skierowana i jakà ma wartoÊç si∏a tarcia T , dzia∏ajàca na korek? (↓ – w dó∏, ↑ – w gór´). A. ↑ T = ρg(h1 − h2 )S B. ↓ T = ρg(h1 − h2 )S C. ↑ T = ρg(h1 + h2 )S D. ↓ T = ρg(h1 + h2 )S E. ↑ T = ρgh1 S 24. Uk∏ad pokazany na rysunku jest w równowadze. Czy zostanie ona naruszona, jeÊli do cia∏ m1 , m2 do∏àczymy jednakowe cia∏a o masie m0 > 0 ? A. Tak B. Nie C. Zale˝y od m0 D. Zale˝y od l1 /l2 E. Równowaga w sytuacji na rysunku nie jest mo˝liwa 25. Oblicz opór pomi´dzy punktami K i L. Oporniki sà jednakowe i równe R . A. R/6 B. R/3 L C. 3R/2 D. 3R E. 6R 26. Do na∏adowanego dodatnio elektroskopu zbli˝amy (nie dotykajàc) 1 – d∏oƒ, 2 – dodatnio na∏adowanà pa∏eczk´ szklanà. Co si´ stanie z listkami elektroskopu? a – rozchylà si´ bardziej, b – ich rozchylenie zmaleje, c – rozchylenie nie zmieni si´. A. 1c, 2b B. 1a, 2b C. 1 b, 2b D. 1a, 2a E. 1b, 2a 27. Jednakowym metalowym kulom dostarczono takie same iloÊci ciep∏a. Stygni´cia kul mo˝na nie braç pod uwag´. Kula 1 le˝y na stole, kula 2 wisi na nitce. Która z kul bardziej si´ nagrzeje? A. 1 B. 2 C. Jednakowo D. Zale˝y od rozmiarów kul E. Zale˝y od d∏ugoÊci nitki 28. Przech∏odzona do −10◦ C woda zaczyna szybko krzepnàç. Jaka cz´Êç wody skrzepnie? Ciep∏o w∏aÊciwe wody 4200 J/(kg · ◦ C) . Przyjmij ciep∏o przemiany 336 kJ/kg. A. Ca∏a B. Oko∏o 1/2 C. Oko∏o 1/4 D. Oko∏o 1/8 E. Oko∏o 1/16 29. Ile minimalnie trzeba by po∏àczyç oporników 20-omowych, aby otrzymaç opór 30 omów? A. 2 B. 3 C. 4 D. 6 E. Powy˝ej szeÊciu 30. Przez lekki blok przerzucono lekki sznur, na którym uczepione sà w równowadze dwie ma∏py o jednakowych masach. Ma∏py zaczynajà wspinaç si´ po sznurze, jedna z szybkoÊcià v, druga z szybkoÊcià 2v wzgl´dem sznura. Po jakim czasie ka˝da z ma∏p dosi´gnie bloku? l l ,t = A. t1 = 2v 2 4v l B. t1 = t2 = 6v l C. t1 = t2 = 3v l D. t1 = t2 = 2v l l E. t1 = ,t = 4v 2 2v Konkurs Fizyczny „Lwiàtko 2003” klasa IV liceum i technikum Zadania 1–10 za trzy punkty 1. Jak zmieni si´ okres ma∏ych drgaƒ wahad∏a matematycznego, jeÊli amplitud´ wahaƒ dwukrotnie zmniejszymy? A. Zwi´kszy si´ 2 razy B. Zwi´kszy si´ 2 razy C. Nie zmieni si´ D. Zmniejszy si´ 2 razy E. Zmniejszy si´ 2 razy 178 FIZYKA W SZKOLE 2. Jaki proces prowadzi do powstania swobodnych noÊników ∏adunku w gazach? A. Jonizacja B. Dysocjacja C. Polaryzacja D. Elektryzowanie E. Rekombinacja 3. W balonie znajduje si´ hel zmieszany z wodorem. Porównaj Êrednià energi´ kinetycznà ruchu post´powego czàsteczki wodoru Ew i atomu helu Eh . A. Ew = Eh /4 B. Ew = Eh /2 C. Ew = Eh D. Ew = 2Eh E. Ew = 4Eh 3/2003 Olimpiady, konkursy, zadania 4. D∏ugi sznur KL porusza si´ po g∏adkim stole w lewo z szybkoÊcià 1 m/s. W pewnej chwili koƒcem K zaczynamy poruszaç w prawo z szybkoÊcià 2 m/s. Jak d∏uga cz´Êç sznura b´dzie poruszaç si´ w prawo po dwóch sekundach? A. 1 m B. 1,5 m C. 2 m D. 3 m E. 6 m 5. W zamkni´tym naczyniu znajduje si´ mieszanina powietrza i nienasyconej pary wodnej. Temperatur´ w naczyniu podwy˝szamy od 20◦C do 100◦C. W trakcie podgrzewania, wilgotnoÊç wzgl´dna powietrza w naczyniu A. Nie zmieni si´ B. B´dzie wzrastaç C. B´dzie si´ zmniejszaç D. Na poczàtku b´dzie wzrastaç, a potem przestanie si´ zmieniaç E. Na poczàtku b´dzie maleç, a potem przestanie si´ zmieniaç 6. ˚arówka znajduje si´ w odleg∏oÊci 1 m od jej ostrego obrazu, uzyskanego na ekranie przy u˝yciu soczewki o ogniskowej 16 cm. Z informacji tych wynika, ˝e odleg∏oÊç ˝arówki od soczewki wynosi A. 20 cm B. 25 cm C. 40 cm D. 80 cm E. Inna odpowiedê 7. Aby zwi´kszyç maksymalnà pr´dkoÊç elektronów wybijanych z katody fotoelementu oÊwietlonej Êwiat∏em ˝ó∏tym, trzeba A. Przybli˝yç êród∏o Êwiat∏a B. Zmieniç kàt padania promieni C. Wstawiç niebieski filtr D. Zamieniç Êwiat∏o ˝ó∏te na niebieskie E. Zamieniç Êwiat∏o ˝ó∏te na czerwone 8. Stan gazu doskona∏ego zmienia si´ zgodnie z wykresem pokazanym na rysunku. W stanie 1 energia wewn´trzna gazu by∏a równa U0 . Jakà energi´ wewn´trznà posiada gaz w stanie 2? A. U0 B. 2U0 C. 4U0 D. 6U0 E. 8U0 9. Ile musi nastàpiç rozpadów alfa, a ile beta, aby 92 82 z uranu 234 U powsta∏ o∏ów 206 Pb ? A. 5 alfa, 2 beta B. 5 alfa, 4 beta C. 7 alfa, 4 beta D. 7 alfa, 10 beta E. 28 alfa, 10 beta 10. Na schemacie opory oporników podane sà w omach. Nat´˝enie pràdu I wynosi 3/2003 A. 0,25 A B. 0,33 A C. 0,5 A D. 1 A E. 2 A Zadania 11–20 za cztery punkty 11. Do cia∏a o masie 4 kg przy∏o˝ono trzy poziome si∏y, le˝àce w jednej p∏aszczyênie, tworzàce mi´dzy sobà kàty 120◦. Dwie z tych si∏ majà wartoÊç 10 N, a trzecia 16 N. Cia∏o uzyska przyspieszenie o wartoÊci A. 1,5 m/s2 B. 2,5 m/s2 C. 4 m/s2 D. 6,5 m/s2 E. 5 m/s2 12. Planeta X posiada niedu˝y ksi´˝yc K, zaÊ planeta Y niedu˝y ksi´˝yc L. Oba ksi´˝yce krà˝à po ko∏owych orbitach o takim samym promieniu. Jednak planeta X ma dwa razy wi´kszà mas´, ni˝ planeta Y. Stosunek okresów obiegu ksi´˝yców K i L wynosi A. 3 2 B. 2 C. 1 D. 0, 5 E. 3 0, 5 13. Z 1 kg wrzàtku (100◦C) odparowa∏o 10 g wody. Ciep∏o w∏aÊciwe wody 4200 J/kgK, ciep∏o parowania 2,3 · 106 J/kg. Âcianki naczynia nie przewodzà ciep∏a. W rezultacie woda ma temperatur´ A. Poni˝ej 100◦C, ale nie mniej ni˝ 99◦C B. Poni˝ej 99◦C, ale nie mniej ni˝ 97◦C C. Poni˝ej 97◦C, ale nie mniej ni˝ 95◦C D. Poni˝ej 95◦C E. Nadal 100◦C 14. Ile wskazuje drugi amperomierz, jeÊli pierwszy wskazuje 6 A? Przyrzàdy sà idealne, oporniki jednakowe. A. 1 A B. 2 A C. 3 A D. 4 A E. 5 A 15. Do jednej z rurek naczyƒ po∏àczonych, gdzie znajdowa∏a si´ woda, dolano oleju. S∏upek oleju ma wysokoÊç 10 cm. O ile podniós∏ si´ poziom wody w pozosta∏ych rurkach? G´stoÊci wody i oleju to 1000 kg/m3 i 800 kg/m3 . A. 0,8 cm B. 1 cm C. 1,6 cm D. 2 cm E. 2,5 cm 16. Na∏adowany kondensator powietrzny jest od∏àczony od êród∏a napi´cia. Bardzo ma∏à odleg∏oÊç mi´dzy ok∏adkami zwi´kszamy trzykrotnie. Si∏a wzajemnego oddzia∏ywania ok∏adek FIZYKA W SZKOLE 179 Olimpiady, konkursy, zadania A. Nie zmieni si´ C. Zmaleje 6 razy E. WzroÊnie 3 razy B. Zmaleje 3 razy D. Zmaleje 9 razy 17. Który z wykresów pokazuje charakterystyk´ pràdowo-napi´ciowà w∏ókna ˝arówki? ni˝ druga. Kula p∏ywa w wodzie (g´stoÊç 1 g/cm3), zanurzajàc si´ dok∏adnie do po∏owy. G´stoÊç l˝ejszej pó∏kuli wynosi 1 A. 1 g/cm3 B. g/cm3 2 1 1 3 D. g/cm E. g/cm3 4 5 C. 1 g/cm3 3 22. Na pionowà stalowà p∏yt´ zrzucamy kulk´, która przy ka˝dym odbiciu traci 20% szybkoÊci. Wybierz odpowiedni wykres zale˝noÊci wysokoÊci kulki od czasu 18. Po dwóch równoleg∏ych, idealnie przewodzàcych drutach, umieszczonych w jednorodnym polu magnetycznym, przesuwa si´ ze sta∏à szybkoÊcià poprzeczka. Który z wykresów pokazuje zale˝noÊç nat´˝enia pràdu indukcyjnego od czasu? 19. Jednorodne, pe∏ne w Êrodku kula i walec o jednakowych promieniach oraz pierÊcieƒ o takim samym promieniu zewn´trznym staczajà si´ po równi pochy∏ej od tego samego po∏o˝enia poczàtkowego. Które z tych cia∏ w najkrótszym czasie dociera do podstawy równi? Tarcie toczne i opór powietrza zaniedbujemy. A. Kula B. PierÊcieƒ C. Walec D. Wszystkie w takim samym czasie E. To zale˝y od g´stoÊci materia∏ów, z których wykonane sà bry∏y 20. Wagon towarowy jedzie z szybkoÊcià 5 km/h. Wewnàtrz po obwodzie wagonu biega pies z szybkoÊcià 10 km/h wzgl´dem wagonu. Tor psa wzgl´dem ziemi ma kszta∏t A. B. D. E. C. 23. Lekkie pude∏ko, podzielone na po∏owy (rysunek), le˝y na idealnie g∏adkim stole. W przegrodzie powstaje otwór. Zale˝noÊç x -owej wspó∏rz´dnej pr´dkoÊci pude∏ka od czasu pokazuje wykres C. A. B. D. E. 24. W pomieszczeniu trzeba utrzymywaç temperatur´ 27◦C, podczas gdy na zewnàtrz temperatura wynosi −23◦C. Zu˝ywajàc 1 MJ energii elektrycznej, mo˝na powietrzu wewnàtrz pomieszczenia przekazaç maksymalnà iloÊç ciep∏a wynoszàcà A. 6 MJ B. 1,833 MJ C. 1 MJ D. 0,833 MJ E. 0,167 MJ 25. Ile minimalnie trzeba by po∏àczyç oporników 30-omowych, aby otrzymaç opór 48 omów? A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 E. Powy˝ej siedmiu Zadania 21–30 za pi´ç punktów 21. Z pó∏kul o jednakowych rozmiarach sklejono kul´. Jedna z pó∏kul ma trzy razy wi´kszà mas´ 180 FIZYKA W SZKOLE 26. W obwodzie RLC (rysunek) odbywajà si´ swobodne gasnàce drgania. Jakà wartoÊç ma energia pola w kondensatorze w momencie, gdy nat´˝enie pràdu osiàgn´∏o maksymalnà wartoÊç 1 A? R = 100 Ω , C = 1 µF , L = 2 H. 3/2003 Olimpiady, konkursy, zadania A. 0 C. 1 mJ E. 5 mJ B. 0,5 mJ D. 2 mJ 27. Uczeƒ twierdzi, ˝e ciÊnienie Êwiat∏a padajàcego na bia∏à szorstkà powierzchni´ ulegnie zwi´kszeniu, jeÊli powierzchni´: 1) wypolerujemy 2) pomalujemy na czarno 3) wprawimy w ruch w stron´ êród∏a Êwiat∏a 4) wprawimy w ruch oddalajàc od êród∏a Êwiat∏a. Które z tych twierdzeƒ sà poprawne? A. Tylko 1 B. Tylko 2 C. Tylko 3 D. 1 i 3 E. 2 i 4 28. Kulka umocowana jest na czterech jednakowych spr´˝ynach (rysunek). Odciàgamy jà w prawo i popychamy w gór´. Si∏y ci´˝koÊci nie trzeba uwzgl´dniaç. Tor ruchu kulki ma kszta∏t A. 3/2003 B. C. D. E. 29. Przewodzàca p∏yta o gruboÊci 2 cm i polu powierzchni 100 cm2 znajduje si´ w jednorodnym polu elektrycznym o nat´˝eniu 108 V/m, prostopad∏ym do p∏yty. Jaka iloÊç ciep∏a wydzieli si´ w p∏ycie, jeÊli pole zostanie wy∏àczone? ε0 = 8,85 · 10−12 F/m. A. 17,7 J; B. 35,4 · 108 J; C. 8,85 J; D. 17,7 · 108 J; E. 35,4 J 30. Przez lekki blok przerzucono lekki sznur, na którego jednym koƒcu wisi balast o masie 2m . Na drugim koƒcu wisi dràg o d∏ugoÊci l i o masie m , na koƒcu dràga zaÊ ma∏pa, te˝ o masie m . Uk∏ad jest w równowadze. Tarcie zaniedbujemy. Gdy ma∏pa wejdzie po dràgu a˝ do jego górnego koƒca, dràg obni˝y si´ o A. l/8 B. l/4 C. l/2 D. l E. 5l/4 FIZYKA W SZKOLE 181