on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 5 гостей.
Вход в систему
Яндекс.Метрика

Задачи для подготовки к экспериментальному туру.

Задачи с решениями.

Механика.
Жидкости и газы.
Теплота.
Электродинамика.
 Колебания и волны.
 Оптика.

Задачи для самостоятельной работы.

Задача 1. Гидростатическое взвешивание.
Оборудование: линейка деревянная длиной 40 см, пластилин, кусок мела, мерный стакан с водой, нитки, лезвие бритвы, штатив с держателем.
Задание.
Измерьте

  • плотность пластилина;
  • плотность мела;
  • массу деревянной линейки.

Примечания:

  1. Кусок мела желательно не мочить – может развалиться.
  2. Плотность воды считать равной 1000 кг/м3

   Задача 2. Удельная теплота растворения гипосульфита.
   При растворении гипосульфита в воде температура раствора сильно понижается.
   Измерьте удельную теплоту растворения данного вещества.
Под удельной теплотой растворения понимают количество теплоты, необходимое для растворения единицы массы вещества.
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × K), плотность воды 1000 кг/м3.
Оборудование: калориметр; мензурка или мерный стакан; весы с разновесами; термометр; гипосульфит кристаллический; теплая вода.

   Задача 3. Математический маятник и ускорение свободного падения.

Оборудование: штатив с лапкой, секундомер, кусок пластилина, линейка, нить.
Задание: измерить ускорение свободного падения с помощью математического маятника.

   Задача 4. Показатель преломления материала линзы.
Задание: измерьте показатель преломления стекла, из которого изготовлена линза.

Оборудование: двояковыпуклая линза на подставке, источник света (лампочка на подставке с источником тока и соединительными проводами), экран на подставке, штангенциркуль, линейка.

   Задача 5. «Колебания стержня»

Оборудование: штатив с лапкой, секундомер, спица вязальная, ластик, иголка, линейка, пробка пластиковая от пластиковой бутылки.

  • Исследуйте зависимость периода колебаний получившегося физического ма-ятника от длины верхней части спицы. Постройте график полученной зависимости. Проверьте выполнимость формулы (1) в вашем случае.
  • Определите с максимально возможной точностью минимальный период колебаний полученного маятника.
  • Определите значение ускорения свободного падения.

   Задача 6. Определите с максимально возможной точностью сопротивление резистора.
Оборудование: источник тока, резистор с известным сопротивлением, резистор с неизвестным сопротивлением, стаканчик (стеклянный, на 100 мл), термометр, часы (можно использовать свои наручные), миллиметровая бумага, кусок пенопласта.

   Задача 7. Определите коэффициент трения бруска о стол.
Оборудование: брусок, линейка, штатив, нитки, гиря известной массы.

   Задача 8. Определите вес плоской фигуры.
Оборудование: плоская фигура, линейка, гирька.

   Задача 9. Исследуйте зависимость скорости истечения струи, вытекающей из сосуда, от высоты уровня воды в этом сосуде.
Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, стеклянная бюретка со шкалой и резиновой трубкой; пружинный зажим; винтовой зажим; секундомер; воронка; кювета; стакан с водой; лист миллиметровой бумаги.

   Задача 10. Определите температуру воды, при которой ее плотность максимальна.
Оборудование: стакан с водой, при температуре t = 0 °С; металлическая подставка; термометр; ложечка; часы; маленький стакан.

   Задача 11. Определите силу разрыва Т нити, mg < T.
Оборудование: планка, длина которой 50 см; нить или тонкая проволока; линейка; груз известной массы; штатив.

   Задача 12. Определите коэффициент трения металлического цилиндра, масса которого известна, о поверхность стола.
Оборудование: два металлических цилиндра приблизительно одинаковой массы (масса одного из них известна (m = 0,4 — 0,6 кг)); линейка длины 40 — 50 см; динамометр Бакушинского.

   Задача 13. Исследуйте содержимое механического «черного ящика». Определите характеристики твердого тела, заключенного в «ящике».
Оборудование: динамометр, линейка, миллиметровая бумага, «черный ящик» – закрытая банка, частично заполненная водой, в которой находятся твердое тело с прикрепленной к нему жесткой проволокой. Проволока выходит из банки сквозь малое отверстие в крышке.

   Задача 14. Оределите плотность и удельную теплоемкость неизвестного вам металла.
Оборудование: калориметр, пластмассовый стакан, ванночка для проявки фотографий, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, нитки, 2 цилиндра из неизвестного металла, сосуд с горячей (tг = 60° –70°) и холодной (tх = 10° – 15°) водой. Удельная теплоемкость воды cв = 4200 Дж/(кг × K).

   Задача 15. Определите модуль Юнга стальной проволоки.
Оборудование: штатив с двумя лапками для крепления оборудования; два стальных стержня; стальная проволока (диаметром 0,26 мм); линейка; динамометр; пластилин; булавка.
Примечание. Коэффициент жесткости проволоки зависит от модуля Юнга и геометрических размеров проволоки следующим образом k = ES/l, где l – длина проволоки, a S – площадь ее поперечного сечения.

   Задача 16. Определите концентрацию поваренной соли в выданном вам водном растворе.
Оборудование: стеклянная банка объемом 0,5 л; сосуд с водным раствором поваренной соли неизвестной концентрации; источник переменного тока с регулируемым напряжением; амперметр; вольтметр; два электрода; соединительные провода; ключ; набор из 8 навесков поваренной соли; миллиметровая бумага; емкость с пресной водой.

   Задача 17. Определите сопротивления милливольтметра и миллиамперметра для двух диапазонов измерений.
Оборудование: милливольтметр (50/250 мВ), миллиамперметр (5/50 мА), два соединительных провода, медная и цинковая пластины, соленый огурец.

   Задача 18. Определите плотность тела.
Оборудование: тело неправильной формы, металлический стержень, линейка, штатив, сосуд с водой, нить.

   Задача 19. Определите сопротивления резисторов R1, …, R7, амперметра и вольтметра.
Оборудование: батарейка, вольтметр, амперметр, соединительные провода, переключатель, резисторы: R1 – R7.

   Задача 20. Определите коэффициент жесткости пружины.
Оборудование: пружина, линейка, лист миллиметровой бумаги, брусок, груз массой 100 г.
Внимание! Не подвешивайте груз на пружине, так как при этом вы превысите предел упругой деформации пружины.

   Задача 21. Определите коэффициент трения скольжения спичечной головки о шероховатую поверхность спичечного коробка.
Оборудование: коробка со спичками, динамометр, груз, лист бумаги, линейка, нить.

   Задача 22. Деталь волоконно-оптического соединителя представляет собой стеклянный цилиндр (показатель преломления n = 1,51), в котором имеется два круглых цилиндрических канала. Торцы детали заклеены. Определите расстояние между каналами.
Оборудование: деталь соединителя, миллиметровая бумага, лупа.

   Задача 23. «Черный сосуд». В «черный сосуд» с водой на нити опущено тело. Найдите плотность тела ρm, его высоту l уровень воды в сосуде с погруженным телом (h) и когда тело находится вне жидкости (ho).
Оборудование. «Черный сосуд», динамометр, миллиметровая бумага, линейка.
   Плотность воды 1000 кг/м3. Глубина сосуда Н = 32 см.

   Задача 24. Трение. Определите коэффициенты трения скольжения деревянной и пластмассовой линеек о поверхность стола.
Оборудование. Штатив с лапкой, отвес, деревянная линейка, пластмассовая линейка, стол.

   Задача 25. Заводная игрушка. Определите энергию, запасенную пружиной заводной игрушки (машинки), при фиксированном «заводе» (числе поворотов ключа).
Оборудование: заводная игрушка известной массы, линейка, штатив с лапкой и муфтой, наклонная плоскость.
Примечание. Заводите игрушку так, чтобы ее пробег не превышал длину стола.

   Задача 26. Определение плотности тел. Определите плотность груза (резиновой пробки) и рычага (деревянной рейки), используя предложенное оборудование.
Оборудование: груз известной массы (пробка маркированная); рычаг (деревянная рейка); цилиндрический стакан (200 - 250 мл); нить (1 м); деревянная линейка, сосуд с водой.

   Задача 27. Изучаем движение шарика.
Приподнимем на некоторую высоту над поверхностью стола шарик. Отпустим его и понаблюдаем за его движением. Если бы соударения были абсолютно упругими (иногда говорят упругими), то шарик всё время подскакивал бы на одну и ту же высоту. В действительности же, высота подскоков постоянно уменьшается. Уменьшается и интервал времени между последовательными подскоками, что явно ощутимо на слух. Спустя некоторое время подскоки прекращаются, и шарик остаётся на столе.
   1 задание – теоретическое.
   1.1. Определите долю теряемой (коэффициент энергетических потерь) энергии после первого, второго, третьего отскока.
   1.2. Получите зависимость времени от количества отскоков.

   2 задание – экспериментальное.
   2.1. Прямым методом, используя линейку, определите коэффициент энергетических потерь после первого, второго, третьего удара.
Можно определить коэффициент энергетических потерь, используя метод, основанный на измерении суммарного времени движения шарика с момента его бросания с высоты H до момента прекращения подскоков. Для этого вам предстоит установить зависимость общего времени движения с коэффициентом энергетических потерь.
   2.2. Определите коэффициент энергетических потерь, используя метод, основанный на измерении суммарного времени движения шарика.
   3. Погрешности.
   3.1. Сравните погрешности измерений коэффициента энергетических потерь в п. 2.1 и 2.2.

   Задача 28. Устойчивая пробирка.

  • Найдите массу выданной вам пробирки и её внешний и внутренний диаметры.
  • Вычислите теоретически, при какой наименьшей высоте hmin и наибольшей высоте hmax налитой в пробирку воды она будет устойчиво плавать в вертикальном положении, и найдите численные значения, используя результаты первого пункта.
  • Определите hmin и hmax экспериментально и сравните с результатами пункта 2.

Оборудование. Пробирка неизвестной массы с наклеенной шкалой, сосуд с водой, стаканчик, лист миллиметровой бумаги, нитка.
Примечание. Отклеивать шкалу от пробирки запрещается!

   Задача 29. Угол между зеркалами. Определите двугранный угол между зеркалами с наибольшей точностью.
Оборудование. Система из двух зеркал, измерительная лента, 3 булавки, лист картона.

   Задача 30. Шаровой сегмент.
Шаровым сегментом называется тело, ограниченное сферической поверхностью и плоскостью. При помощи данного оборудования постройте график зависимости объёма V шарового сегмента единичного радиуса r = 1 от его высоты h.
Примечание. Формула объёма шарового сегмента не предполагается известной. Плотность воды принять равной 1,0 г/см3.
Оборудование. Стакан с водой, теннисный шарик известной массы m с проколом, шприц с иглой, лист миллиметровой бумаги, скотч, ножницы.

   Задача 31. Снег с водой.
Определите массовую долю снега в смеси снега и воды на момент выдачи.
Оборудование. Смесь снега со льдом, термометр, часы.
Примечание. Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг × °С), удельная теплота плавления льда λ = 335 кДж/кг.

   Задача 32. Регулируемый «чёрный ящик».
В «черном ящике», имеющем 3 вывода, собрана электрическая цепь, состоящая из нескольких резисторов с постоянным сопротивлением и одного переменного резистора. Сопротивление переменного резистора можно изменять от нуля до некоторого максимального значения Ro с помощью регулировочной ручки, выведенной наружу.
С помощью омметра исследуйте схему «черного ящика» и, предполагая, что число находящихся в нем резисторов минимально,

  • изобразите схему электрической цепи, заключенной в «черном ящике»;
  • вычислите сопротивления постоянных резисторов и величину Ro;
  • оцените точность вычисленных вами значений сопротивлений.

   Задача 33. Измерение электрических сопротивлений.
Определите сопротивления вольтметра, батарейки и резистора. Известно, что реальную батарейку можно представлять как идеальную, последовательно соединенную с некоторым резистором, а реальный вольтметр – как идеальный, параллельно которому включен резистор.
Оборудование. Батарейка, вольтметр, резистор с неизвестным сопротивлением, резистор с известным сопротивлением.

   Задача 34. Взвешивание сверхлёгких грузов.
Определить с помощью предложенного оборудования массу m кусочка фольги.
Оборудование. Банка с водой, кусок пенопласта, набор гвоздей, деревянные зубочистки, линейка с миллиметровыми делениями или миллиметровая бумага, остро отточенный карандаш, фольга, салфетки.

   Задача 35. ВАХ ЧЯ.
Определите вольт амперную характеристику (ВАХ) «чёрного ящика» (ЧЯ). Опишите методику снятия ВАХ и постройте её график. Оцените погрешности.
Оборудование. ЧЯ, ограничивающий резистор известным сопротивлением R, мультиметр в режиме вольтметра, регулируемый источник тока, соединительные провода, миллиметровая бумага.
Внимание. Подключать ЧЯ к источнику тока в обход ограничивающего резистора строго запрещается.

   Задача 36. Мягкая пружина.

  • Экспериментально исследуйте зависимость удлинения мягкой пружины под действием ее собственного веса от числа витков пружины. Дайте теоретическое объяснение найденной зависимости.
  • Определите коэффициент упругости и массу пружины.
  • Исследуйте зависимость периода колебания пружины от ее числа витков.

Оборудование: мягкая пружина, штатив с лапкой, рулетка, часы с секундной стрелкой, шарик из пластилина массой m = 10 г, миллиметровая бумага.

   Задача 37. Плотность проволоки.
Определите плотность проволоки. Ломать проволоку не разрешается.
Оборудование: кусок проволоки, миллиметровая бумага, нить, вода, сосуд.
Примечание. Плотность воды 1000 кг/м3.

   Задача 38. Коэффициент трения.
Определить коэффициент трения скольжения материала шпульки по дереву. Ось шпульки должна быть горизонтальна.
Оборудование: шпулька, нить длиной 0,5 м, деревянная линейка, закрепленная под углом в штативе, миллиметровая бумага.
Примечание. Во время проведения работы запрещается изменять положение линейки.

   Задача 39. Доля механической энергии.
Определите долю механической энергии, теряемой шариком при падении без начальной скорости с высоты 1 м.
Оборудование: теннисный шарик, линейка длиной 1,5 м, лист белой бумаги формата А4, лист копировальной бумаги, стеклянная пластинка, линейка; кирпич.
Примечание: при малых деформациях шарика можно (но не обязательно) считать справедливым закон Гука.

   Задача 40. Сосуд с водой «черный ящик».
«Черный ящик» представляет собой сосуд с водой, в который опущена нить, на которой закреплены два груза на некотором расстоянии друг от друга. Найдите массы грузов и их плотности. Оцените размеры грузов, расстояние между ними и уровень воды в сосуде.
Оборудование: «черный ящик», динамометр, миллиметровая бумага.

   Задача 41. Оптический «черный ящик».
Оптический «черный ящик» состоит из двух линз, одна из которых является собирающей, а другая - рассеивающей. Определите их фокусные расстояния.
Оборудование: трубка с двумя линзами (оптический «черный» ящик), лампочка, источник тока, линейка, экран с листом миллиметровой бумаги, лист миллиметровой бумаги.
Примечание. Допускается использование света удаленного источника. Приближать лампочку вплотную к линзам (то есть ближе, чем позволяют стойки) не разрешается.

Смотрите еще:
Задачник по физике для олимпиадника.
Подготовка олимпиадника по физике.
Городская олимпиада II этап РФО
Областная олимпиада III этап РФО
Республиканская олимпиада РБ
Питерская олимпиада.