Физика (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2022-2023 год) - часть 12

Заключительный этап Всероссийской олимпиады по физике 10 апреля 2023 г.

Задача №10-E2. Насыщенный пар

Рис. 1

Для этого закрепим на столе полотно рулетки с помощью скотча. Положим

на полотно рулетки трубку, также закрепим ее скотчем. С помощью шприца

объемом 1 мл поместим в трубку каплю жидкости на небольшом расстоянии от

одного из концов трубки. Вставим в этот конец трубки кончик шприца объемом

Заключительный этап Всероссийской олимпиады по физике 10 апреля 2023 г.

20 мл. После подключения шприца к трубке сделаем отметку на трубке, соответ-

ствующую дальней от шприца границе капли жидкости. Следить за дальней от

шприца границей капли необходимо по причине того, что при движении капли

по трубке, капля может дробиться на более мелкие. Последнее приводит к тому,

что часть воздуха попадает в пространство между вновь образованными капля-

ми и смещение ближней к шприцу границы не отвечает изменению суммарного

объема воздуха. Возьмем шприц в руку и засечем время на секундомере. Капля

начнет движение по трубке в направлении от шприца. По прошествии 5 минут

вновь сделаем отметку на трубке, соответствующую дальней от шприца грани-

це капли. Измерим расстояние между отметками на трубке

l

d

= (10

,

7

±

0

,

1)

см.

Будем предполагать, что воздух, вышедший из шприца в трубку, имеет темпера-

туру окружающей среды. Также известно, что давление внутри шприца и трубки

равно атмосферному

p

0

. Запишем тогда условие сохранения количества воздуха

внутри системы при изменении температуры воздуха в шприце:

Отключим от трубки нагретый шприц. Поместим в трубку с помощью шпри-

ца объемом 1 мл каплю достаточно большого объема. Расположим каплю при

этом достаточно близко к одному из концов трубки. Измерим ее длину

l

0

=

(16

,

0

±

0

,

1)

см. Подключим к этому концу трубки новый шприц объемом 20 мл.

Сделаем отметку на трубке, соответствующую дальней от шприца границе капли,

и запишем ее координату

x

0

= (31

,

5

±

0

,

1)

см. Подключим к противоположному

концу трубки шприц объемом 1 мл, предварительно наполнив его воздухом. Бу-

дем нажимать на поршень малого шприца так, чтобы капля начала движение к

большому шприцу. Контролируя движение капли с помощью малого шприца, по-

местим таким образом каплю объемом приблизительно 0,2 мл в большой шприц.

Заключительный этап Всероссийской олимпиады по физике 10 апреля 2023 г.

приблизительной трех точек графика на границах и в середине измеренного диа-

пазона.

Видно, что точки не описываются прямой линией. Угловой коэффициент

графика при малых временах больше, чем в конце. Можно сделать вывод, что

предложенная модель не выполняется.

Также экспериментальные точки можно обработать и другим способом. По-

строим график зависимости давления от времени и проведем к графику каса-

тельные в нескольких точках.

Видно, что построенный график можно описать линейной функцией, что

согласуется с предложенной в условии моделью. Однако, экстраполяция графика

Заключительный этап Всероссийской олимпиады по физике 10 апреля 2023 г.

Резисторы

R

2

и

R

3

не соответствуют контрольным значениям.

Заключительный этап Всероссийской олимпиады по физике 12 апреля 2023 г.

11 класс

Задача №1. Щель Кассини

Заключительный этап Всероссийской олимпиады по физике 12 апреля 2023 г.

Задача №11-T1. Щель Кассини

1. Рассмотрим пучок лучей падающих на правое (по рисунку) основание ко-

нуса диаметром

D

. Часть лучей, идущих в пределах круга диаметром

d

с центром

на оси конуса, проходит без препятствий и образует на экране круглое пятно того

же диаметра.

Остальные лучи, прошедшие через входное сечение конуса, испытывают не

менее одного отражения от боковой поверхности конуса. Поскольку оптическая

схема имеет осевую симметрию, то эти, испытавшие отражения, лучи будут об-

разовывать кольца, с центром в точке пересечения экрана осью конуса. Выясним

количество и геометрию этих колец (радиусы и ширину колец, а также возмож-

ность их перекрытия друг с другом).