Республикалық «дарын» ғылыми-тәжірибелік орталығы физикадан аймақтық олимпиада 2015

11 Сынып, теориялық сайыс (30 ұпай)

Е сеп 1. Біртекті иілгіш бұрау (жгут) (суретте қою сызықпен көрсетілген), дөңгелек қимасы бар тегіс құбыр үстіне, құбырға перпендикуляр орналастырылады. Бұрауды сол жақ ұшынан бұрышпен белгіленген күйде ( сызығы – құбыр диаметрі) ұстап тұрады. Содан соң ұшын босатып жібереді, осы кезде бұрау құбыр бойымен сырғи бастайды. Сол жақ ұшы ( ) құбырдың ( ) төбесіне жеткен мезетте, бұраудың ( ) оң жақ ұшының үдеуін табыңыз. Еркін түсу үдеуін тең деп алыңыз. (8 ұпай)

Е сеп 2. Конденсаторлардан құрылған «көпірге» (суретті қараңыз) кернеуі батарейка қосады, одан кейін оны ажыратып, және нүктелерінің арасына индуктивтілігі катушка қосады. Катушка арқылы өтетін максималь токты табыңыз. Сондай-ақ, катушка арқылы ағып өтетін толық зарядты, және онда бөлініп шығатын жылу мөлшерін табыңыз. Қосқыш сымдардың кедергісі өте аз, катушка оралған сымның кедергісі мардымсыз деп есептеңіз. (9 ұпай)

Есеп 3. Қимасы болатын өткізгіш темірден жасалған. Ол арқылы ток өтеді. Бірлік көлемдегі бос электрондар саны өткізгіштің бірлік көлеміндегі атомдар санына тең болады деп ескеріп, электрондардың бағдарланған қозғалысының орташа жылдамдығын анықтаңыз. Темір тығыздығы , темірдің молярлық массасы , электрон заряды , Авогадро саны . (7 ұпай)

Есеп 4. Суретте, Планк тұрақтысын өлшейтін эксперименттің схемасы келтірілген. Осы экспериментте вакуумдық фотоэлементтің К катоды монохроматты жарықпен сәулелендіріледі. Егер катод пен анод арасына қандай-да бір мәнінен аз болмайтын тежеуші кернеу қосылатын болса, сәулеленудің толқын ұзындығы ( ) болған кезде, фотоэлектрондар тоғы тоқтатылады. Толқын ұзындығын 25 %-ға арттырған кезде тежеуші кернеу мәніне кем болған. Осы мәліметтердің көмегімен Планк тұрақтысының мәнін анықтаңыз. Вакуумдағы жарық жылдамдығы , электрон заряды . (6 ұпай)

Сайыстың ұзақтығы 4 сағат.

Республиканский научно-практический центр «дарын» областная олимпиада по физике 2015

11 Класс, теоретический тур (30 баллов)

Задача 1. Гибкий однородный жгут (показан на рисунке жирней линией) положен на гладкую трубу с круглым сечением, перпендикулярно трубе. Жгут придерживают за левый конец в положении, задаваемым углом (линия – диаметр трубы). Затем конец отпускают, и шнур начинает скользить по трубе. Найдите ускорение правого конца шнура ( ) в момент, когда левый конец ( ) достигнет вершины трубы ( ). Ускорение свободного падения принять равным . (8 баллов)

З адача 2. К «мостику» из конденсаторов (см. рисунок) подключили батарейку напряжением , затем ее отключили, а между точками и включили катушку индуктивностью . Найдите максимальный ток через катушку. Найдите также полный заряд, протекший через катушку, и выделившееся в ней количество теплоты. Сопротивление соединительных проводов очень мало, сопротивление провода, которым намотана катушка, считать небольшим. (9 баллов)

Задача 3. Проводник сечение, которого изготовлен из железа. По нему течет ток . Определить среднюю скорость направленного движения электронов, считая, что число свободных электронов в единице объема равно числу атомов в единице объема проводника. Плотность железа , молярная масса железа , заряд электрона равен , число Авогадро . (7 баллов)

З адача 4. На рисунке показана схема эксперимента, где измеряют постоянную Планка. В этом эксперименте катод К вакуумного фотоэлемента освещается монохроматическим светом. При длине волны излучения ( ) ток фотоэлектронов прекращается, если между катодом и анодом включить задерживающее напряжение , не меньшее определенной величины. При увеличении длины волны на 25 % задерживающее напряжение оказалось на меньше. Определите по этим данным величину постоянной Планка. Скорость света в вакууме , заряд электрона . (6 баллов).

Продолжительность тура 4 часа.