Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện một chu trình thuận nghịch trong một động cơ nhiệt nào đó được biểu diễn như hình vẽ?. Hỏi chất khí nhận hay nhả bao nhiêu nhiệt lượng trong[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KON TUM TRƯỜNG TH CHUYÊN KON TUM
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30 – LẦN THỨ 14 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÝ ; LỚP: 11
_Đường cắt phách
Câu : ( Cơ học vật rắn)
Thanh AB có trọng lượng Q tựa lăn có trọng lượng P Đặt lên lực Fr có phương nằm ngang hình vẽ Coi khơng có trượt AB lăn khơng có trượt lăn ngang Coi lăn khối trụ đồng chất Bỏ qua ma sát lăn?
a) Tính gia tốc AB?
b) Tính lực ma sát tổng cộng mà ngang tác dụng lên lăn?
Đáp án câu 1:
a) Do ba lăn giống nên ta coi lăn có trọng lượng 3P
- Ta cần xét lực tác dụng
theo phương ngang hình vẽ 0,5 điểm
Trong f1
r
, f2
r
lực ma sát nghỉ
- Phương trình động lực học :
(m ) F f1 1m a1 (1) 0,5 điểm
(m2) f1 + f2 = m2a2 (2) 0,5 điểm (f1 - f2)R =
2
m R
2 (3) 0,5 điểm
Trong lăn lăn không trượt nên : a2 R (4) 0,5 điểm
a1 aN / M 2R 2a (5) 0,5 điểm
(M, N điểm tiếp xúc lăn với A, B) - Thay (4) vào (3) ta được:
2 2 m a f f
(6) 0,5 điểm
- Cộng (6) (2) ta đồng thời thay a1 2a2 : 1 3m a f
(7) 0,5 điểm
Số phách
Số phách
AB
(2)_Đường cắt phách b) Lực ma sát tổng cộng mà ngang tác dụng lên lăn:
Trừ (2) cho (6) ta được:
2
2
m 3P 8F
f a g F
Q
8 8g 8Q 9P 8 9
P
(3)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KON TUM TRƯỜNG TH CHUYÊN KON TUM
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30 – LẦN THỨ 14 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÝ ; LỚP: 11
_Đường cắt phách Câu : ( Cơ học chất điểm)
Một ván có khối lượng M treo thẳng đứng đầu sợi dây dài Viên đạn có khối lượng m bay ngang đến đập vng góc vào mặt ván Nếu đạn có vận tốc vo, dừng lại mặt sau ván Tìm vận tốc ván sau đạn có vận tốc v1 bay xuyên qua ván ( v1 > vo )
Coi lực cản ván đạn không phụ thuộc vào vận tốc đạn
Đáp án câu 2: + Trường hợp bắn với vận tốc v0 :
Định luật bảo toàn động lượng : mv0(M m)V '
r r
0,25 điểm Định luật bảo toàn lượng :
2
0
mv (M m)v Q
2
0,25 điểm Suy :
2 mMV Q (1) 2(m M)
1 điểm
+ Trường hợp bắn với vận tốc v1 : Công lực cân Q
Định luật bảo toàn động lượng : m v1 1r Mv mvr r2 (2) 0,25 điểm Định luật bảo toàn lượng :
2 2
1
mv Mv mv
Q (3)
2 0,25 điểm
Với v2 vận tốc dạng sau khỏi ván
Từ (2) suy ra:
M
v v v (4)
m
Thay (1), (4) vào (3) ta có : 2
2
2
m v 2mv
v v (5)
m M (m M)
0,5 điểm
Giải phương trình (5) ta có : Số phách
(4)_Đường cắt phách Choïn nghieäm :
Đạn chuyển động chậm dần, ván chuyển động nhanh dần, hai vật
chuyển động chiều, đạn bay khỏi ván chứng tỏ v2 > v 0,5 điểm
Mặt khác theo (4) ta có : v2 = v1 -
M
v v (7)
m
Suy
mv v
m M
0,5 điểm
Để (7) thỏa mãn từ (6) ta chọn :
2 1
m
v v v v
m M
1 điểm
(5)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KON TUM TRƯỜNG TH CHUYÊN KON TUM
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30 – LẦN THỨ 14 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÝ ; LỚP: 11
_Đường cắt phách Câu : ( Điện từ học )
Giữa tụ phẳng đồng đặt song song có bề dày 1/3 khoảng cách hai tụ Điện dung tụ khơng có đồng C0 = 0,025 F Tụ đợc
nối vào nguồn có suất điện động E = 100 V, điện trở khơng a) Tính điện dung tụ có đồng ?
b) Tính cơng nguồn kéo đồng khỏi tụ ?
c) Tính cơng cần tiêu tốn để thực kéo đồng khỏi tụ ? ( Bỏ qua đốt nóng tụ )
Đáp án câu 3:
a) CM đợc : C = ε0 s
d − l=
3
2C0=37,5 10
−3
μF 1 điểm
b) + Có đồng : Q = C E = 1,5 C0 E 0,5 im
Năng lợng tụ : W =
2CU
2
=1
2 1,5C0E
2 0,5 điểm
+Khơng có đồng : Q0 = C0E 0,5 im
Năng lợng tụ : W0 = 2C0U
2
=1
2C0E
2 0,5 im
+ Điện lợng qua nguồn ( Q > Q0 ) nên điện lợng vµo cùc + - )
Q = Q- Q0 = 0,5 C0E 0,5 điểm
+ Vậy nguồn nhận công ( điện ) :
Wn = Q E/2 = 0,5 C0E2 = 125J 0,5 im
c) Năng lợng tụ giảm : W = W – W0 = 0,25 C0 E2 0,5 im
Công cần tốn lên hÖ : A = Wn - W = 0,25 C0 E2 = 62,5J 0,5 điểm _
Số phách
(6)Câu 4: ( Dòng điện xoay chiều )
Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Cuộn dây L cảm Đặt vào A, B hiệu điện xoay chiều có hiệu điện hiệu dụng khơng đổi tần số f thay đổi Ban đầu chỉnh f = 1000Hz
+ Mắc thêm vào M,B ampekế A1 (có R1≈ 0), số A1 I1 = 0,1A dòng điện qua A1 trễ pha
π
6 so với hiệu điện đầu A,B
+ Thay ampekế A1 vơn kế V2 (có R2 ≈ ∞) số V2 U2 = 20V hiệu điện đầu vôn kế trễ pha π
6 so với hiệu điện đầu A,B Khi biến đổi tần số tìm f = f0 cho hiệu điện đầu vôn kế vuông pha so với hiệu điện đầu A,B
Tính giá trị R ,L C mạch giá trị tần số f0 ? _ ĐÁP ÁN CÂU 4: (5 điểm)
- Khi mắc A1 vào M,B -mạch gồm R,L Nên tan 1 =
ZL R=tan
π
6=
√
33 R =
√
3 ZL (1) 0,5 Và cos1 =UR
U =¿ cos
π
6=
√
2 U = 2Uñ
√
3 = 2I1R√
3 = 0,2.R√
3 (2) 0,5 - Khi mắc vôn kế vào M,B - mạch gồm R,L,C nối tiếpDo uv trễ pha 2 = π6 so với uAB
uAB trễ pha π
3 so với i = −
π
3 0,5 Mà: tan = ZL− ZC
R ZC = ZL +
√
3 R (3)0,5 Từ (3) (1) : ZC = ZL UC = UL UL = 5V
Số phách
A R L M C
B
(7)_Đường cắt phách
Ta có : cos2 =
UC−UL
U U = 10
√
3 V (4)0,5
Từ (4) và(2) : R = 150 ; Thay vào (1) : ZL = 50
√
3 L = 13,8 mH 1,0Và : ZC = ZL = 200
√
3 C ≈ 0,46µF+ Khi f = f0 , uV vuông pha AB uAB pha i mạch cộng hưởng 1,0
Nên : f0 =
√
12π√
LC = 2000Hz 0,5 (8)-Câu 5: ( Quang hình học )
Hai thấu kính phân kì L1 L3 giống có tiêu cự f1 = f3 = -f , đặt trục cách 2f Một ngn sáng điểm S nằm trục phía ngồi hai thấu kính Hỏi phải đặt điểm hai thấu kính thấu kính L2 có tiêu cự bao nhiêu? để với vị trí S ngồi hệ ảnh qua hệ ln ảnh thật ?
ĐÁP ÁN CÂU 5: (5 điểm) Sơ đồ tạo ảnh : S ⃗L
1 S1(d1,d1/) ⃗L2 S1(d2,d2/) ⃗L3 S1(d3,d3/) 0,5đ
0,5
- S3 ảnh thật S2 phải vật ảo L3 nằm O3F3
Nên S2 ảnh thật L2 (1) 0,5 Suy : f ≤ d2/ ≤ 2f (2) 0,5 - S1 ảnh ảo L1, nằm O1F1/ , nên S1 vật thật L2 (3) 0,5 Và : f ≤ d2 ≤ 2f (4) 0,5
Từ (1) (2) suy L2 thấu kính hội tụ 0,5
- Do vật ảnh qua thấu kính dịch chuyển chiều Nên từ (3) (4) ta có :
d2 = 2f d2/ ≥ f Suy : f2 =
d2d❑2 d2+d2❑ ≥
2f
3 (5) 0,5
O1 O2 O3
F1 F3/
F1/ S F3
(9)_Đường cắt phách
Tương tự : Khi d2 = f d2/ ≤ 2f Suy : f2 =
d2d2 ❑
d2+d2 ❑ ≤
2f
3 (6) 0,5
Từ (5) và(6) Suy : f2 = 23f 0,5
(10)
Một mol khí lý tưởng đơn nguyên tử thực chu trình thuận nghịch động nhiệt biểu diễn hình vẽ trình → q trình đoạn nhiệt Hỏi chất khí nhận hay nhả nhiệt lượng trình? Nhận haysinh cơng q trình? Tính hiệu suất chu trình
Biết nhiệt độ T1= 300K, T2 = 600K, T3 = 350K
_ Đáp án câu 6
Lược giải Điểm
* Quá trình → đẳng áp
- Công A12 = P1.∆V = P1 ( V1 – V2) = R( T1 – T2) = 8,31.( 300 – 600) = -2493J → Khí sinh cơng
- Nhiệt lượng Q12 = Cp∆T = Cp.( T2 – T1) = 2,5.8,31.( 600- 300) = 6232,5J > → Khí nhận nhiệt lượng
* Quá trình → đẳng tích ∆V =0 - Cơng A23 =
- Nhiệt lượng Q23 = Cv∆T = Cv.( T3 – T2) = 1,5.8,31.( 350 – 600) = -3116,25J → Khí toả nhiệt
* Quá trình → đoạn nhiệt Q =
∆U31 = A31 = γ −11 ( P3V3 – P1V1) = γ −11 ( RT3 – RT1)
= 1,41−1 8,31( 350- 300)=1038,75J → Khí nhận cơng * Hiệu suất chu trình
H = A
Q=
A12− A31 Q12
= 24936232−,51038,75 = 23,3% _
1 1
1 P
3