ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP MÔN VẬT LÝ II CHỦ ĐỀ 2: LỰC ĐẨY AC-SI-MET Bài 1: Một khối nhôm hình lập phương cạnh 20 cm châu thuỷ ngân Người ta đổ mặt thuỷ ngân lớp dầu hoả cho dầu ngập ngang mặt khối lập phương a Tìm chiều cao lớp thuỷ ngân biết khối lượng riêng nhôm 2,7 g/cm3 , thuỷ ngân 13,6 g/cm3, dầu 800 kg/m3 b Tính áp suất mặt khối lập phương Bài 2: Một khối kim loại có trọng lượng 12 N, nhúng vào nước trọng lượng 8,4N a Tính lực đẩy Acsimet nước tác dụng vào khối lượng kim loại b Tính thể tích khối kim loại Biết trọng lượng riêng nước 10 000N/m III.CHỦ ĐỀ 3:NHIỆT HỌC Bài 1: Dẫn m1 =300g nước nhiệt độ t1 = 100oC vào bình có m2 =500g nước đá nhiệt độ t2 =00C Tính nhiệt độ khối lượng nước có bình có cân nhiệt Biết nhiệt hoá nước 2,3.106 J/kg , nhiệt nóng chảy nước đá 3,4.105 J/kg Bài 2:Trong bình nhiệt lượng kế ban đầu có chứa m0=400g nước nhiệt độ t0=250C Cho thêm khối lượng nước t1=200C Cho thêm cục nước đá có khối lượng m2 nhiệt độ t2= -100C vào bình cuối bình có khối lượng M=700g nước nhiệt độ t3=500C Tìm m1,tx,m2 ? Biết nhiệt dung riêng nước c1= 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng nước đá c2 = 1800J/kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 336000J/kg Bỏ qua trao đổi chất bình nhiệt lượng kế môi trường I.CHỦ ĐỀ :ĐIỆN HỌC R1 Bài 1: Cho đoạn mạch điện hình vẽ A Với R1 = 30 Ω ; R2 = R3 = R4 = 20 Ω UAB không đổi R3 Dòng điện qua Ampekế 6A a Tìm điện trở tương đương đoạn mạch (0,75đ) b Tìm cường độ qua điện trở (1,5đ) R2 R4 c Bỏ R4 cường độ dòng điện qua Ampekế ? (0,75đ) Bài 2:Cho mạch điện hình vẽ Hiệu điện hai dầu đoạn mạch U = 60 V, R1 = 10 Ω ,R2 = R5 = 20 Ω , R3 = R4 = 40 Ω Vôn kế V lý tưởng, bỏ qua điện trở dây nối R P R3 Câu a: Tìm số vôn kế Câu b: Nếu thay vôn kế V bóng đèn có dòng điện định mức R3 V Id = 0,4 A mắc vào hai điểm P Q mạch điện bóng đèn R4 R5 sáng bình thường.Tìm điện trở bóng đèn? M N Q R1 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP MÔN VẬT LÝ ĐÁP ÁN II CHỦ ĐỀ 2: LỰC ĐẨY AC-SI-MET Bài 1: a) Gọi khối lượng riêng nhôm D , thuỷ ngân D1 Trọng lượng riêng nhôm, thuỷ ngân, dầu là: d, d1, d2 D=2,7g/cm3 → d=27000N/m3 D1 = 13,6g/cm3 =13600 kg/m3 → d1 = 136000N/m3 ; d2 = 8000N/m3 Gọi x chiều cao khối nhôm nhập thuỷ ngân Vậy 0,2- x :là chiều caocủa khối nhôm nhập dầu V1 = 0,2 0,2.x = 0,04x V2 = 0,2.0,2.( 0,2-x) = 0,04(0,2-x) Lực thuỷ ngân đẩy khối nhôm : F1= d1.V1= 0,04.d1.x Lực dầu đẩy khối nhôm: F2 = d2.V2 = 0,04(0,2-x).d2 Lực đẩy thuỷ ngân dầu lên khối nhôm: F = F1+F2 = 0,04.d1.x + 0,04.(0,2-x).d2 Trọng lượng khối nhôm: P = d.V = 0,008.d Khối nhôm dầu thuỷ ngân trọng lượng phải lực đẩy thuỷ ngân dầu tức là: 0,008.d = 0,04.d1.x + 0,04(0,2-x).d2 0,2d = d1.x + (0,2-x).d2 0,2d = d1.x +0,2.d2-x.d2 0,2(d-d2) = x(d1-d2) 0, 2(d − d ) 0, 2(27000 − 8000) = ≈ 0, 03m x= d1 − d 136000 − 8000 =>chiều dày lớp dầu : 0,2-0,03 = 0,17m =17 cm b Áp suất mặt khối lập phương áp suất gây cột thuỷ ngân cao 0,03m cột dầu cao 17cm Vậy áp suất mặt khối lập phương là: p =d1.0,03+d2.0,17 p=136000.0,03+8000.0,17 p=5440N/m2 Bài 2: a) Lực đẩy Acsimet đặt vào khối kim loại F = P – P’=12 – 8,4= 3,6(N) b) Thể tích khối kim loại : F 3, = 3, 6.10−4 m3 = 360cm3 F= d.V=> V= = d 10000 III.CHỦ ĐỀ 3:NHIỆT HỌC Bài 1: Nếu nước ngưng tụ hết , toả nhiệt lượng : Q1 = L.m1 = 2,3.106.0,3 = 6,9.105 (J) Nhiệt lượng cần để nước đá nóng chảy hết: Q2 = λ m2 =0,5.3,4.105= 1,7.105 (J) Q1> Q2 chứng tỏ nước đá nóng chảy hết Nhiệt lượng Q’2 cần thiết để làm nước từ t2 nóng tới t1: Q’2=c.m(t1-t2)= 4200.0,5.100=2,1.105 (J) Q2+Q’2=3,8.105 (J) Vậy Q1>Q2+Q’2 → Chứng tỏ nước nóng tới 100oC Còn nước dẫn vào không ngưng tụ hết, nên: Nhiệt độ cần nhiệt 1000C Q2 + Q '2 1, 7.105 + 2,1.105 = = 0,165 Kg Khối lượng nước ngưng tụ : m’= λ 2,3.106 Khối lượng nước có bình là: M = m2 +m’ = 0,5+0,165= 0,665 Kg = 665g Bài 2: Quá trình cân nhiệt sau đổ m1 nhiệt độ tx vào bình nhiệt độ cân cuối t1: c1.m0(t0-t1) = c1.m1(t1-tx) m0t0 + m1t x 0, 4.25 + m1t x = = 20 (1) =>t1= m0 + m1 0, + m1 Ta có m0+ m1+ m2 = M =>m1+ m2 = M-m0 = 700-400 =3 00g = 0,3 kg (2) Khi thả cục nước đá vào ta có: Qtoả ==c1(m0+m1).(t1-t3) Qthu=m2c2.(0-t2)+ λ m2+m2c1.(t3-0) Ta có Qtoả = Qthu c1.(m0+m1).(t1-t3)=m2c2.(0-t2)+ λ m2+m2c1.(t3-0) c1.(m0+m1).(t1-t3)=-m2c2t2+ λ m2+m2c1t3 (3) Thay số vào ta được: 375m2=(0,4+m1).63 (4) Từ(2)và (4) ta được: m1= 0,19932kg m2= 0,10068kg Thay m1 vào m2 vào (1) =>ta tx=9,970C LỚP ĐIỆN HỌC I.CHỦ ĐỀ : Bài 1: Mạch điện vẽ lại sau : R1 R3 R2 R4 a Tính R1234 Ampekế dây nối có điện trở không đáng kể nên U = Ta tìm điện trở : R34 = R3.R4/ (R3+R4) =20.20/(20+20) =10 Ω R234 = R2+ R34 = 20 + 10 =30 Ω R1234 = R1 R234 = 30.30/(30+30) = 15 Ω b Tính cường độ dòng điện R3 = R4 => I3 = I4 R1 = R234 => I1= I2 I3 = I4= I1/2 = I2/2 Mặt khác ta có IA = I3+ I1 = 6A => I1 + I2/2 = 3I1/2 = 6A => I1 = 4A = I I3 = I4 = 2A c Số Ampekế bỏ R4 mạch điện vẽ lại R1234 = R1.R23/ (R1 + R23) = 30.40/ (34+40) = 1200/70 = 120/7 Ω UAB = R1.I1 = 30.4 = 120 V Số Ampekế lúc R1 I = U/R =120/ (120/7) = A A R2 R3 Bài 2: R2 R4 a) Khi vôn kế mắc vào hai điểm P Q ta có (R2 n tR3)// (R4 nt R5) R23 = R45 = 60 Ω => RMN= 30 Ω - Điện trở tương đ ương toàn mạch: R = RMN + R1 = 30 + 10 = 40 Ω - Cường độ dòng điện mạch U 60 I= = = −1,5 A R 40 - Cường độ dòng địên qua R2 R4 I 1,5 = 0, 75 A I2 = I = = 2 => UPQ = R4.I4 –R2.I2 = 40.0,75 -20 0,75 = 15 V Vậy số vôn kế 15 V b) Khi thay vôn kế V đèn Do R2=R5 R3=R4 (mạch đối xứng) Ta có: I2=I5 ; I3=I4 => I=I2+I3 Iđ=I2-I3=0,4A (1) Mặt khác ta có: U=U1+U2+U3=(I2+I3)R1+R2I2+R3I3 60=10(I2+I3)+20I2+40I3 =3I2 + 5I3 (2) Giải hệ phương trình (1) (2) Ta được: I2 =1A = I5 ; I3 = 0,6A = I4 Mặt khác ta có: UMN=I2R2+I3R3=I2R2+IđRđ+I5R5 I3R3= IđRđ+I5R5 0,6.40=0,4Rđ +1.20 => Rđ =10 Ω P R3 V R R1 Q U II CHỦ ĐỀ 2: QUANG HỌC Bài 1: • Trường hợp ảnh chiều với vật: ∆OA/1 B /1 đồng dạng ∆OA1 B1 nên: A/1 B /1 OB /1 OB /1 = = = OB/1= 3(a − 5) A1 B1 OB1 a −5 A/1 ∆FA/1 B /1 đồng dạng ∆FOI nên: A/1 B /1 A/1 B /1 FB /1 OB /1 + f OB /1 = = = = +1 = OI A1 B1 FO f f Từ phương trình ta suy ra: 3(a − 5) =2 (1) f • Trường hợp ảnh ngược chiều (ảnh thật) ∆OA/ B / đồng dạng ∆OA2 B2 nên: A1 B/ F B1 O A/ B / A/ B / OB / = = = OB/2= 3(a + 5) A2 B2 OB2 a+5 ∆FA/ B / đồng dạng ∆FOI nên: A/ B / A/ B / FB / OB / − f OB / = = −1 = OI A2 B2 FO f f 3(a + 5) =4 Kết hợp phương trình ta có: f Giải (1) (2) ta a = 15 cm ; f = 15 cm A2 (2) I B2 O F B/ A/2 ...ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP MÔN VẬT LÝ ĐÁP ÁN II CHỦ ĐỀ 2: LỰC ĐẨY AC-SI-MET Bài 1: a) Gọi khối lượng riêng nhôm D , thuỷ... c1.(m0+m1).(t1-t3)=-m2c2t2+ λ m2+m2c1t3 (3) Thay số vào ta được: 375m2=(0,4+m1).63 (4) Từ(2 )và (4) ta được: m1= 0, 199 32kg m2= 0,10068kg Thay m1 vào m2 vào (1) =>ta tx =9, 970C LỚP ĐIỆN HỌC I.CHỦ ĐỀ : Bài 1: Mạch điện vẽ... a) Lực đẩy Acsimet đặt vào khối kim loại F = P – P’=12 – 8,4= 3,6(N) b) Thể tích khối kim loại : F 3, = 3, 6.10−4 m3 = 360cm3 F= d.V=> V= = d 10000 III.CHỦ ĐỀ 3:NHIỆT HỌC Bài 1: Nếu nước ngưng