Người ta đặt một quả cân có trọng lượng P lên trên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ra ngoài). Tính độ chênh lệch mực chất lỏng giữa hai nhánh khi hệ đạt tới trạng thái cân bằn[r]
(1)Phòng giáo dục vĩnh Tường Đề khảo sát HSG năm học 2011-2012
Môn: Vật lý
Thời gian: (150 phút không kể thời gian giao đề)
Câu 1: B C
Có hai tơ xuất phát từ A chuyển động đều; Xe thứ chuyển động theo hướng ABCD (hình vẽ)
với vận tốc 40 km/h, điểm B C xe
nghỉ 15 phút Hỏi: A D
Phũng giỏo dục vĩnh Tường Đề khảo sát HSG năm học 2011-2012
Mụn: Vật lý
Thời gian: (150 phỳt khụng kể thời gian giao đề)
Cõu 1: B C
Có hai ô tô xuất phát từ A chuyển động đều; Xe thứ chuyển động theo hướng ABCD (hỡnh vẽ)
với vận tốc 40 km/h, điểm B C xe
nghỉ 15 phút Hỏi: A D a) Xe thứ hai chuyển động theo hướng ACD phải với vận tốc V2 để gặp xe thứ C
b) Nếu xe thứ hai nghỉ C 30 phỳt thỡ phải với vận tốc để D xe thứ ? Biết hỡnh chữ nhật ABCD cú cạnh AB=30 km, BC=40 km
Cõu 2:
Một khối gỗ hỡnh hộp chữ nhật, tiết diện đáy S=150 cm2 , cao h=30 cm thả hồ nước cho khối gỗ thẳng đứng Tính cơng lực cần thiết để nhấn chỡm khối gỗ xuống đáy hồ? Mực nước hồ có độ sâu L=100 cm Biết trọng lượng riêng nước gỗ d1=10000N/m3 , d2=8000N/m3
Cõu 3:
a)Một cầu sắt bờn cú phần rỗng Hóy nờu cỏch xỏc định thể tích phần rỗng với dụng cụ có phũng thớ nghiệm Biết khối lượng riêng sắt Ds
b) Một cỏi phao bỡnh nước, bên treo cầu chỡ Mực nước bỡnh thay đổi dây treo bị đứt
Cõu 4: Cho hệ rũng rọc giống ( hỡnh vẽ) Vật A có khối lượng M = 10 kg
a) Lực kế bao nhiờu? (bỏ qua ma sỏt khối lượng rũng rọc)
b) Bỏ lực kế ra, để kéo vật lên cao thêm 50 cm
(2)+ Trọng lượng rũng rọc (bỏ qua ma sỏt)
Cừu 5:
Hai nhỏnh bỡnh thụng chứa chất lỏng cú tiết diện S Trờn nhỏnh cú pitton cú khối lượng không đáng kể Người ta đặt cân có trọng lượng P lên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ngồi) Tính độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh hệ đạt tới trạng thái cân học? Khối lượng riêng chất lỏng D
Phũng giỏo dục vĩnh Tường Hướng dẫn chấm
khảo sát HSG năm học 2011-2012
Mụn: Vật lý
Câu 1: (3đ) B C
a) Đường chéo AC2 = AB2 =BC2 = 2500
AC = 50 km
Thời gian xe1 đoạn AB t1=AB/V1 = 3/4 h
Thời gian xe1 nghỉ B , c 15p = 1/4 h A D Thời gian xe1 đoạn BC t2=BC/V1 = 40/40 = h
+Trường hợp 1: Xe gặp xe lúc xe vừa tới C
Vận tốc xe phải V2 = AC/ (t1+t2+1/4) = 25 km/h +Trường hợp 2: Xe gặp xe lúc xe bắt đầu rời khỏi C
Vận tốc xe phải V3 = AC/ (t1+t2+1/4+1/4) = 22,22 km/h
Vậy để gặp xe C thỡ xe phải với vận tốc 22,22 V2 25 km/h
b)Thời gian xe1 hết quóng đường AB-BC-CD t3=(t1+1/4+t2+1/4+t1) = 3h Để xe D xe thỡ thời gian xe2 phải hết quóng đường AC- CD t4 =t3-1/2 =2,5h
Vận tốc xe V2’ = (50+30)/2,5 = 32 km/h
Cõu 2:(2đ)
Trọng lượng gỗ P= S.h.d2 = 150 30 10-6 8000 =36N Lực đẩy Acsimet lên gỗ chỡm hoàn toàn
FA(mac) = S.h.d1 = 150 30 10-6 10000 =45N L Khi gỗ cõn P =FA thể tớch phần chỡm gỗ
Vc = P/d1 = 4.V/5 Chiều cao phần gỗ chỡm nước Vc/S = 24cm chiều cao nhô mặt nước x=6cm
Cụng nhấn chỡm gỗ xuống đáy chia làm giai đoạn
Giai đoạn 1: Nhấn từ vị trí đầu đến mặt gỗ ngang mặt nước, lực nhấn tăng dần từ FA(mac) –P lực nhấn Tbỡnh FTB = (FA(mac) –P)/2 = 9/2= 4,5N
Cụng sinh A1= FTB x = 4,5 0,06 = 0,27j 0,25đ
(3)Giai đoạn 2: Nhấn gỗ chạm đáy, lực nhấn không đổi F= FA(mac) –P = 9N Quóng đường di chuyển lực S =L- h = 100-30 =70cm = 0,7m
Cụng sinh A2 = F.S = 0,7 = 6,3j
Cụng tổng cộng A=A1+ A2 = 0,27+6,3 = 6,57j
Cõu 3: (2 đ)
a) Dụng cụ cần: Cõn cõn, bỡnh chia độ, (bỡnh tràn cầu to bỡnh chia độ),bỡnh nước, cốc +Các bước:
- Cân cầu ta khối lượng M thể tích phần đặc (sắt) cầu Vđ = M/D
- Đổ lượng nước vào bỡnh chia độ cho đủ chỡm vật, xỏc định thể tích V1 -Thả cầu vào bỡnh chia độ, mực nước dâng lên, xác định thể tích V2
Thể tớch cầu V= V2 – V1
- Thể tớch phần rỗng bờn cầu Vr= V – Vđ = V2 – V1- M/D
b) Gọi thể tớch phần chỡm phao lúc đầu Vc , thể tích cầu V, trọng lượng hệ tương ứng P1 P2
-Lúc đầu hệ cân ta có (Vc + V)dn = P1 + P2 Vc dn+ Vdn = P1 + P2 (1)
Khi dây bị đứt cầu chỡm xuống, gọi thể tớch phần chỡm phao lỳc Vc’
Ta cú: Vc ‘dn+ Vdn < P1 + P2 (vỡ Vdn < P)
Vc ‘dn+ Vdn < Vc dn+ Vdn Vc ‘dn < Vc dn hay Vc ‘<Vc
Vậy thể tích chiếm chỗ phao lúc sau nhỏ thể tích chiếm chỗ phao lúc trước nên mực nước bỡnh giảm xuống
Câu 4: ( điểm)
Biểu diễn cỏc lực (hỡnh vẽ) a)Vật A có trọng lượng P=100N
RRọc RRọc động F1 = P/2 =50N RRọc RRọc động F2 = F1/2 =50/2 = 25N Số lực kế F0=F2= 25N b)Để nâng vật lờn cao 50 cm thỡ RRọc phải lờn cao
50 cm RRọc lờn cao 100 cm Điểm đạt lực Phải di chuyển quóng đường 200 cm = 2m Cụng cú ớch nõng vật lờn
A1= P.h = 100 0,5 = 50j
Cụng toàn phần lực kộo sinh A= F.S = 28 = 56j
Hiệu suất pa lăng H= A1 100%/A = 5000/56 =89,3%
+ Cơng hao phí nâng RRọc động A2= A-A1= 56-50 =6j Gọi trọng lượng RRọc Pr , ta cú:
A2 = Pr 0,5 + Pr Pr = A2/1,5 = 6/1,5 = N trọng lượng RRọc Pr = 4N
Bài 5: (1d)
Gọi h1 chiều cao cột chất lỏng nhỏnh khụng cỳ pitton, h2 chiều cao cột chất lỏng nhỏnh cỳ pitton Dễ thấy h1 > h2
Áp suất tỏc dụng lên điểm chất lỏng đáy chung nhánh gồm 0,25đ
(4)Áp suất gừy nhỏnh khụng cỳ pitton: P1 = 10Dh1 Áp suất gừy nhỏnh cỳ pitton: P2 = 10Dh2 + S
P
Khi chất lỏng cừn thỡ P1 = P2 nờn 10Dh1 = 10Dh2 + S P
Độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh là: h1 – h2 = DS P 10
a) Xe thứ hai chuyển động theo hướng ACD phải với vận tốc V2 để gặp xe thứ C
b) Nếu xe thứ hai nghỉ C 30 phút phải với vận tốc để D xe thứ ? Biết hình chữ nhật ABCD có cạnh AB=30 km, BC=40 km
Câu 2:
Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy S=150 cm2 , cao h=30 cm thả hồ nước cho khối gỗ thẳng đứng Tính cơng lực cần thiết để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ? Mực nước hồ có độ sâu L=100 cm Biết trọng lượng riêng nước gỗ d1=10000N/m3 , d2=8000N/m3
Câu 3:
a)Một cầu sắt bên có phần rỗng Hãy nêu cách xác định thể tích phần rỗng với dụng cụ có phịng thí nghiệm Biết khối lượng riêng sắt Ds
b) Một phao bình nước, bên treo cầu chì Mực nước bình thay đổi dây treo bị đứt
Câu 4: Cho hệ ròng rọc giống ( hình vẽ) Vật A có khối lượng M = 10 kg
b) Lực kế bao nhiêu? (bỏ qua ma sát khối lượng ròng rọc)
b) Bỏ lực kế ra, để kéo vật lên cao thêm 50 cm
người ta phải tác dụng lực F = 28N vào điểm B Tính: + Hiệu suất Pa lăng
+ Trọng lượng ròng rọc (bỏ qua ma sát)
Cõu 5:
Hai nhỏnh bỡnh thụng chứa chất lỏng cú tiết diện S Trờn nhỏnh cú pitton cú khối lượng không đáng kể Người ta đặt cân có trọng lượng P lên pitton ( Giả sử không làm chất lỏng tràn ngồi) Tính độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh hệ đạt tới trạng thái cân học? Khối lượng riêng chất lỏng D
(5)Phòng giáo dục vĩnh Tường Hướng dẫn chấm
khảo sát HSG năm học 2011-2012
Môn: Vật lý
Câu 1: (3đ) B C
b) Đường chéo AC2 = AB2 =BC2 = 2500
AC = 50 km
Thời gian xe1 đoạn AB t1=AB/V1 = 3/4 h
Thời gian xe1 nghỉ B , c 15p = 1/4 h A D Thời gian xe1 đoạn BC t2=BC/V1 = 40/40 = h
+Trường hợp 1: Xe gặp xe lúc xe vừa tới C
Vận tốc xe phải V2 = AC/ (t1+t2+1/4) = 25 km/h +Trường hợp 2: Xe gặp xe lúc xe bắt đầu rời khỏi C
Vận tốc xe phải V3 = AC/ (t1+t2+1/4+1/4) = 22,22 km/h
Vậy để gặp xe C xe phải với vận tốc 22,22 V2 25 km/h
b)Thời gian xe1 hết quãng đường AB-BC-CD t3=(t1+1/4+t2+1/4+t1) = 3h Để xe D xe thời gian xe2 phải hết quãng đường AC- CD t4 =t3-1/2 =2,5h
Vận tốc xe V2’ = (50+30)/2,5 = 32 km/h
Câu 2:(2đ)
Trọng lượng gỗ P= S.h.d2 = 150 30 10-6 8000 =36N Lực đẩy Acsimet lên gỗ chìm hồn toàn
FA(mac) = S.h.d1 = 150 30 10-6 10000 =45N L Khi gỗ cân P =FA thể tích phần chìm gỗ
Vc = P/d1 = 4.V/5 Chiều cao phần gỗ chìm nước Vc/S = 24cm chiều cao nhơ mặt nước x=6cm
Cơng nhấn chìm gỗ xuống đáy chia làm giai đoạn
Giai đoạn 1: Nhấn từ vị trí đầu đến mặt gỗ ngang mặt nước, lực nhấn tăng dần từ FA(mac) –P lực nhấn Tbình FTB = (FA(mac) –P)/2 = 9/2= 4,5N
Công sinh A1= FTB x = 4,5 0,06 = 0,27j
Giai đoạn 2: Nhấn gỗ chạm đáy, lực nhấn không đổi F= FA(mac) –P = 9N Quãng đường di chuyển lực S =L- h = 100-30 =70cm = 0,7m
Công sinh A2 = F.S = 0,7 = 6,3j
Công tổng cộng A=A1+ A2 = 0,27+6,3 = 6,57j
Câu 3: (2 đ)
b) Dụng cụ cần: Cân cân, bình chia độ, (bình tràn cầu to bình chia độ),bình nước, cốc +Các bước:
- Cân cầu ta khối lượng M thể tích phần đặc (sắt) cầu Vđ = M/D
- Đổ lượng nước vào bình chia độ cho đủ chìm vật, xác định thể tích V1 -Thả cầu vào bình chia độ, mực nước dâng lên, xác định thể tích V2
Thể tích cầu V= V2 – V1
- Thể tích phần rỗng bên cầu Vr= V – Vđ = V2 – V1- M/D
b) Gọi thể tích phần chìm phao lúc đầu Vc , thể tích cầu V, trọng lượng hệ tương ứng P1 P2
0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ
(6)-Lúc đầu hệ cân ta có (Vc + V)dn = P1 + P2 Vc dn+ Vdn = P1 + P2 (1)
Khi dây bị đứt cầu chìm xuống, gọi thể tích phần chìm phao lúc Vc’ Ta có: Vc ‘dn+ Vdn < P1 + P2 (vì Vdn < P)
Vc ‘dn+ Vdn < Vc dn+ Vdn Vc ‘dn < Vc dn hay Vc ‘<Vc
Vậy thể tích chiếm chỗ phao lúc sau nhỏ thể tích chiếm chỗ phao lúc trước nên mực nước bình giảm xuống
Câu 4: ( điểm)
Biểu diễn lực (hình vẽ) a)Vật A có trọng lượng P=100N
RRọc RRọc động F1 = P/2 =50N RRọc RRọc động F2 = F1/2 =50/2 = 25N Số lực kế F0=F2= 25N b)Để nâng vật lên cao 50 cm RRọc phải lên cao
50 cm RRọc lên cao 100 cm Điểm đạt lực Phải di chuyển quãng đường 200 cm = 2m Cơng có ích nâng vật lên
A1= P.h = 100 0,5 = 50j
Công toàn phần lực kéo sinh A= F.S = 28 = 56j
Hiệu suất pa lăng H= A1 100%/A = 5000/56 =89,3%
+ Công hao phí nâng RRọc động A2= A-A1= 56-50 =6j Gọi trọng lượng RRọc Pr , ta có:
A2 = Pr 0,5 + Pr Pr = A2/1,5 = 6/1,5 = N trọng lượng RRọc Pr = 4N
Bài 5: (1d)
Gọi h1 chiều cao cột chất lỏng nhỏnh khụng cú pitton, h2 chiều cao cột chất lỏng nhỏnh cú pitton Dễ thấy h1 > h2
Áp suất tác dụng lên điểm chất lỏng đáy chung nhánh gồm Áp suất gõy nhỏnh khụng cú pitton: P1 = 10Dh1
Áp suất gõy nhỏnh cú pitton: P2 = 10Dh2 + S P
Khi chất lỏng cõn thỡ P1 = P2 nờn 10Dh1 = 10Dh2 + S P
Độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh là: h1 – h2 = DS P 10 0,25đ