PHÒNG GD&ĐT TAM ĐẢO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014-2015 Môn: Vật lý Thời gian làm bài: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu (1,5 điểm): Một người xe đạp từ A đến B thời gian đầu với vận tốc v1= 12km/h, thời gian lại với vận tốc v Biết vận tốc trung bình quãng đường 11km/h Hãy tính vận tốc v2 Câu (2,5 điểm): Một tòa nhà cao 10 tầng tầng cao 3,4m, thang máy có khối lượng 200kg sức chở tối đa 16 người, người có khối lượng trung bình 50 kg Thang máy lên đều, chuyến lên tầng 10 không dừng tầng khác thời gian phút a) Tính công suất tối thiểu động thang máy b) Nếu muốn động thang máy hoạt động với công suất trên, thời gian phút thang máy (có chở người) di chuyển 50m số người chở tối đa ? Câu (2,5 điểm): Một thùng chứa lượng nước m nhiệt độ 250C Người ta đổ lượng 2m nước sôi (ở 1000C) vào thùng Khi đạt cân nhiệt, nhiệt độ nước thùng 700C Nếu trước đổ lượng 2m nước sôi nói vào thùng ta đổ tất lượng nước m có thùng nhiệt độ nước cân bao nhiêu? Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Câu (2,0 điểm): Một búp bê chế tạo từ hai loại gỗ Đầu làm gỗ sồi, phần thân lại làm gỗ thông Biết khối lượng phần thân búp bê ¼ khối lượng búp bê; thể tích phần thân 1/3 thể tích búp bê Biết khối lượng riêng gỗ sồi D1= 690kg/m3 Hãy tìm khối lượng riêng D2 gỗ thông làm phần thân búp bê G1 Câu (1,5 điểm): Hai gương G1, G2 vuông góc với Tia sáng SI phản xạ qua gương hình vẽ bên Chứng I minh tia phản xạ cuối KR song song với SI Hết -Lưu ý: Giám thị coi thi không giải thích thêm S R K G2 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014-2015 Câ u MÔN: Vật lý Hướng dẫn chấm ý Than g điểm - Gọi t thời gian hết quãng đường AB Có: AB = 11 ⇒ AB = 11t t 0,50 - Quãng đường thời gian đầu là: t t v1 = 12 3 v2 2t - Quãng đường thời gian sau là: - Lập quan hệ theo quãng đường AB tính v2: t 2t 12 + v = 11t 3 a 4+ 2v = 11 ⇒ v = 10,5 ⇒ (km/h) Để thang máy chuyển động thì: F =Fth + Fng Để lên đến tầng 10, thang máy phải vượt qua tầng Vậy độ cao thang máy phải vượt qua là: h = 3,4 = 30,6 m Công phải tiêu tốn tối thiểu cho lần lên là: A = P.h =10.(Fth + Fng).h = 10.1000 30,6 = 306000 (J) Công suất tối thiểu động kéo thang là: 306000 p= A t = 60 = 5100(w) b 0,25 0,50 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Gọi khối lượng người mà thang máy vận chuyển trường hợp là: mng Ta có: A = P.h = 10.(200 + mng) 50 = 100000 + 500mng (J) 0,25 p=A t ⇒ A = p.t 0,25 = 5100.60 100000 + 500m ng = 5100.60 0,25 Suy ra: => mng = (306000-100000) : 500 = 412(kg) Vậy, muốn động thang máy hoạt động với công suất trên, lên cao 50m phút thang máy chở tối đa người - Gọi m lượng nước nguội Lượng nước sôi 2m - Gọi c, m1 nhiệt dung riêng, khối lượng thùng chứa - Nhiệt lượng tỏa nước sôi (Khi hạ từ 1000C xuống 700C) : 2mcn(100 - 70) - Nhiệt thu vào nước 250C: mcn(70 - 25) - Nhiệt lượng thu vào bình chứa (để tăng từ 250C lên 700C): 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 m1c(70 - 25) - Lập phương trình: mcn(70 - 25) + m1c(70 - 25) = 2mc n(100 - 70) 45m1c = 60mcn - 45mcn 3m1c = mcn - Gọi t nhiệt độ đổ nước sôi vào thùng: - Nhiệt lượng tỏa nước sôi (Khi hạ từ 1000C xuống t0C) : 2mcn(100 - t) - Nhiệt lượng thu vào bình chứa (để tăng từ 250C lên t0C): m1c(t - 25) - Lập phương trình: 2mcn(100 - t) = m1c(t - 25) - Thay 3m1c = mcn ta được: 6m1c(100 - t) = m1c(t - 25) 6(100 - t) = t - 25 ⇔ 7t = 625 ⇔ t = 89,28 0C Gọi khối lượng thể tích phần đầu búp bê (gỗ sồi) m1 V1 Gọi khối lượng thể tích phần thân búp bê (gỗ thông) m2 V1 - Theo đề tỉ lệ khối lượng: ⇔ 4 m = ( m1 + m ) m2 = m1 - Theo đề tỉ lệ thể tích: ⇔ V2 = ( V1 + V2 ) V2 = - Từ (1) (2) ta lập tỉ số: m2 V2 = m1 V1 = 3 V1 m1 V1 ⇔ ⇔ m2 = V2 = m1 (1) V1 Suy ra: D2 = (2) I 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 S N R Kẻ IN ⊥ G1, KN ⊥ G2 Có : 0,25 D1 - Thay số: D2 = 690 = 460 Vậy khối lượng riêng gỗ thông làm phần thân búp bê 460kg/m3 G1 0,25 0,5 0,50 K G2 0,25 INK = 900 $ I1 = $ I2 µ1 =K µ2 K $ I1 + $ I2 = 900 0,25 0,25 $ µ = $ µ +K µ2 I+K I1 + $ I2 + K µ )= 1800 = 2(I$2 + K 0,50 ⇒ SI // KR (Trong phía bù nhau) Tổng cộng 0,25 10,0