Задача 1.
1) Определить длину, внутренний диаметр, внешний диаметр, внутренний объем стеклянной пробирки.
2) Определить плотность стекла, из которого изготовлена пробирка.
3) Определить экспериментально объем воды, который необходимо налить в пробирку для того, чтобы она устойчиво плавала в вертикальном положении.
Оборудование: стеклянная пробирка, мерный цилиндр с внутренним диаметром
D = 2,73 см, резервуар с водой, салфетки.
Примечание: При выполнении данной работы пользоваться линейкой категорически запрещено.
Задача 2.
1) Представьте в виде таблицы и графика результаты экспериментального исследования зависимости силы тока от напряжения (вольтамперную характеристику (ВАХ)) лампочки накаливания.
2) Представьте в виде таблицы и графика результаты экспериментального исследования зависимости сопротивления лампочки накаливания от напряжения.
3) Объясните по какой причине для лампочки накаливания не выполняется закон Ома.
4) По результатам проведенных исследований определите какова будет величина силы тока в этой лампочке, если ее включить в сеть последовательно с источником питания напряжением U = 6 вольт и сопротивлением величиной R = 20 Ом.
Примечание: Цифровой измерительный прибор разрешается использовать только в качестве вольтметра.
Оборудование: Лампочка накаливания, магазин сопротивлений, источник питания (батарейка), цифровой вольтметр, соединительные провода (8 шт).
Проверка работ осуществлялась по следующим критериям:
Задача №1
1. Идея перерасчета шкалы объема мерного стакана в миллиметровую шкалу - 2 б.
2. Определение длины пробирки) - 1 б
3. Определение внутреннего объема - 1 б
4. Расчет внутреннего диаметра - 1 б
5. Определение внешнего диаметра : идея (внешний объем) - 1 б
расчет внешнего диаметра - 1 б
6. Определение массы пробирки : идея (закон Архимеда) - 1 б
результат - 1 б
7. Определение объема стенок пробирки (объем стекла) - 1 б
8. Вычисление плотности - 1 б.
9. Определение объема воды необходимого для устойчивого плавания пробирки в вертикальном
положении - 2 б.
10. Попытки оценить погрешность измерений - 2 б.
Сразу следует отметить, что те участники, которые набрали в этой задаче не более 6-7 баллов не придумали, как использовать шкалу мерного стакана в качестве линейки. В пункте 9 было необходимо указать диапазон значений объема, так как пробирка устойчивого плавает от некоторого минимального объема воды в ней (когда она только встает в вертикальное положение) до того количества воды в ней, при котором она тонет. Те, кто указал одно конкретное значение объема воды получили 1 б. Оценкой погрешности не утруждал себя практически никто.
Задача №2
1. Схема измерительной установки с вольтметром - 2 б.
2. Технология измерений - 2 б
3. Измерения. Таблица измерений. Оформление таблицы, указание размерностей - 1 б
До 5 эксп. точек -1 б, Более 5 эксп. точек - 2 б
4. Пересчет тока и напряжения в величину сопротивления лампочки - 1 б
5. Оформление и построение графиков I(U) - до 2 баллов
R(U) - до 2 баллов
6. Объяснение нелинейности - 1 б
7. Вычисление тока через лампочку при заданных параметрах схемы - 2 б.
С этой задачей участники справились значительно хуже, чем с первой задачей.
Ниже приведен протокол проверки работ по указанным критериям:
| Протокол |
фрязинской городской экспериментальной олимпиады по физике |
| 10 класс, гимназия, 28 октября 2013 года |
|
|
|
|
|
| № |
Код |
ФИО |
школа |
№1 |
№2 |
Сумма |
Место |
| 1 |
16 |
Сысоев Никита |
лицей |
11 |
7 |
18 |
|
| 2 |
10 |
Твердов Константин |
1 |
6 |
12 |
18 |
|
| 3 |
09 |
Горячева Катя |
1 |
6 |
10 |
16 |
|
| 4 |
07 |
Барашкова Мария |
1 |
6 |
9 |
15 |
|
| 5 |
11 |
Нечаева Татьяна |
5 |
12 |
1 |
13 |
|
| 6 |
14 |
Лапина Елена |
лицей |
9 |
2 |
11 |
|
| 7 |
05 |
Ждакаев Сергей |
1 |
4 |
5 |
9 |
|
| 8 |
04 |
Луканин Ярослав |
3 |
7 |
0 |
7 |
|
| 9 |
03 |
Симаков Сергей |
гимназия |
6 |
1 |
7 |
|
| 10 |
12 |
Меледин Станислав |
1 |
6 |
1 |
7 |
|
| 11 |
15 |
Джиджаваадзе Луиза |
лицей |
6 |
1 |
7 |
|
| 12 |
06 |
Клюев Александр |
1 |
5 |
0 |
5 |
|
| 13 |
08 |
Ворович Дарья |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
| 14 |
13 |
Шилов Лев |
лицей |
1 |
0 |
1 |
|