Đang tải... (xem toàn văn)
(4,0 điểm) Trên bàn có rất nhiều bình giống nhau đựng các lượng nước như nhau ở cùng nhiệt độ. Đổ M gam nước nóng vào bình thứ nhất, khi có cân bằng nhiệt thì múc M gam nước từ bình[r]
(1)PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HS GIỎI CẤP TỈNH
TĨNH GIA Năm học 2019 - 2020 Mơn:Vật lí - Bài số 2
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1. (2,0 điểm) Hai người khởi hành lúc từ hai vị trí A B, chuyển động hai đường thẳng vng góc nhau, A giao điểm hai quỹ đạo Khoảng cách AB = l Người I khởi hành từ A với tốc độ 12 km/h, người II khởi hành từ B với tốc độ km/h chuyển động theo hướng đến A Cho biết sau bắt đầu chuyển động 24 phút, hai người lại có khoảng cách với lúc khởi hành
a Tìm l
b Bao lâu sau bắt đầu chuyển động, hai người có khoảng cách gần nhất? Khoảng cách gần bao nhiêu?
Câu (3,0 điểm) Thanh AB quay quanh lề gắn tường thẳng đứng đầu B (hình vẽ) Biết AB = BC trọng lượng AB P = 100 N :
a) Khi nằm ngang, tính sức căng dây T xuất dây AC để cân (hình )
b) Khi AB treo hình 2, biết tam giác ABC Tính lực căng dây T’ AC lúc ?
Câu (4,0 điểm) Trên bàn có nhiều bình giống đựng lượng nước nhiệt độ Đổ M gam nước nóng vào bình thứ nhất, có cân nhiệt múc M gam nước từ bình thứ đổ vào bình thứ hai Sau múc M gam nước từ bình cân nhiệt đổ vào bình thứ ba Tiếp tục trình cho bình Độ tăng nhiệt độ nước bình thứ thứ hai t1= 200C t2 = 160C Coi có trao đổi nhiệt lượng nước
a) Tìm độ tăng nhiệt độ t3 nước bình thứ ba
b) Kể từ bình thứ nhiệt độ nước bình tăng không 50C? Câu 4: (5,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ. Biết R3 = 20, hiệu điện hai
điểm A B U = 22V; Rx biến trở Điện trở vôn kế V1 V2 lớn, điện
trở ampe kế A dây nối không đáng kể
a) Khi điều chỉnh Rx = Rxo = 20 số vôn kế V1 gấp 1,2 lần số vôn kế V2 ampe kế A 0,1A Hãy tìm cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB và giá trị
điện trở R1 R2.
b) Nếu ta điều chỉnh giảm liên tục giá trị biến trở Rx từ Rxo đến 0 cơng
suất tiêu thụ Rx sẽ thay đổi nào?
R1
R2
V1
A
+
O A
B P
T’ C
Hình 2 Hình 1
O A
B
P T C
(2)c) Rx có giá trị nằm khoảng để dịng
điện qua ampe kế A có chiều từ C đến D?
Câu 5: (4,0 điểm) Một sơ đồ quang học vẽ ảnh điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ mỏng nét, lại điểm M, N, F’, S’ (hình 4) Trong M, N
nằm thấu kính; F’ tiêu điểm; S’ ảnh thật S; ba điểm M, F’, S’ thẳng hàng
a) Bằng phép vẽ khơi phục vị trí quang tâm điểm sáng S b) Khi đo khoảng cách điểm ta có: MF’ = 15cm; NF’ =
13cm; MN = 4cm Tính tiêu cự thấu kính
Câu (2,0 điểm) Trình bầy phương án xác định khối lượng riêng (gần đúng)
chất lỏng x với dụng cụ sau Một cứng, đồng chất, thước thẳng có
thang đo, dây buộc khơng thấm nước, cốc nước (đã biết Dn), Một vật rắn không
thấm nước( chìm hai chất lỏng), Cốc đựng chất x
(3)HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1 (2.0 điểm)
a) Sau chuyển động thời gian t, hai người đến vị trí M1, M2
Ta có: M1M22 = AM12 + AM22 = (v1t)2 + (AB – v2t)2 (1) 0,5
Khi M1M2 = l t = 0,4 h, từ phương trình (1) tìm được: l = km 0,5
b) M1M22 = 225t2 – 90t + 25 = (15t – 3)2 + 16 0,5
M1M2 nhỏ t = 0,2 h, M1M2 = km 0,5
Câu 2
C C H
H T’
Hình T Hình K I A
O O
B A B P
P
HD : Trong hai trường hợp, vẽ BH AC Theo quy tắc cân đòn bẩy ta có : 1) T BH = P OB (1) Vì OB = AB
2 tam giác ABC vuông cân B nên BAH = 450 Trong
tam giác BAH vuông H ta có BH = AB Sin BAH = AB √2
2 ; thay vào (1) ta có : T.AB
√2
2
= P AB2 ⇒ T = ?
2) Tương tự câu : T’.BH = P.IK (2) Có BAH vng H ⇒ BH = AB sinBAH = AB.sin600 =
AB √3
2 Vì OI đường trung bình ABK ⇒ IK = 1/2 AK = 1/2 BH ( AK = BH )
⇒ IK = AB √3
4 ; thay vào (2) : T’
AB √3
2 = P
AB √3
4 ⇒ T’ = ? ĐS : T = 20
√2 N T’ = 20N
Câu 3: Gọi nhiệt độ ban đầu nước nóng t nước bình t0; khối lượng
nước bình m lượng nước nóng M Từ phương trình cân nhiệt: Qthu = Q toả, ta có:
Mc(t – t1) = mc(t1 – t0) Δt1=t1− t0=
M
m (t −t1)=
M
(4)Δt2=t2− t0=M
m(t1−t2)=
M
M+m(t1−t0)= M M+mΔt1 Δt3=t3− t0= M
M+mΔt2=( M M+m)
2
Δt1,
Δtn=tn−t0= M
M+mΔtn −1=( M M+m)
n −1
Δt1 a) Ở bình thứ ba, nhiệt độ nước tăng thêm: Δt3=
(Δt2)
Δt1 =12,8
0
C b) Theo cơng thức trên, ta có: Δtn=0,8n −1.20≤5⇒n ≥8
Từ cốc thứ trở đi, độ tăng nhiệt độ nước khơng vượt q 50C (Học sinh tính độ tăng nhiệt độ bình:
Δt4=10,240C ; Δt5=8,190C ; Δt6=6,550C ; Δt7=5,240C ; Δt8=4,190C )
a) Khôi phục quang tâm điểm sáng S: - Nối MN ta đường thẳng đặt thấu kính
- Từ F’ kẻ đường thẳng vng góc với MN, cắt thấu kính O Điểm O quang tâm Đường thẳng trục thấu kính.
- Nối S’O kéo dài Từ M kẻ đường song song với trục gặp S’O kéo dài S Vậy S điểm sáng
b) Xác định tiêu cự:
Đặt ON = x; OF’ = f Xét hai tam giác vng ONF’ OMF’ Theo định lí Pitago ta có:
2 ' 2
2 ' 2
x f F N 13
(x 4) f F M 15
Giải hệ phương trình ta có x = 5cm; f = 12cm
4điểm 1,0đ 0,5đ 0,5đ 1,0đ 1,0đ a - Gọi số Vôn kế V1 V2 U1và U2 ta có:
12
1, (1)
X
R U
R U
3 3 10 (2) X X X R R R R R
, R
AB= R12 + R3X (3)
Từ (1), (2) (3) suy ra: R12 = 12 RAB = 22.
- Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB là:
2 22W AB U P R
- Cường độ dòng điện mạch là: I =
22 22
P
A U
Suy ra: I3 = Ix = I
= 0,5 (A)
- Nếu dòng điện qua A có chiều từ C đến D thì: I1=IA + I3=0,6A (4)
và I 2= IX - IA = 0,4A (5). Từ (4) (5) suy ra:
1 1 20 U R I 2 30 U R I
- Nếu dịng điện qua A có chiều từ D đến C tính đối xứng nên ta có: R1=30 R2=20 .
0,5
0,5
0,5
0,5
b - Công suất tiêu thụ RX biến trở thay đổi giá trị là:
2 (6) X X x U P R
- Mặt khác ta lại có:
3X (7) X
AB R U
U R và
3
20
( ) (8) 20
X X
X
X X
R R R
R
R R R
; 12
240 32 (9) 20 X AB X X R
R R R
R
- Từ (6), (7) (8) suy ra:
2 2 2 440 440 240
(240 32 ) 32 240.32
X X X X X R P R R R
Ta tìm thấy PX lớn :
2
240
32 X X 7,5
X
R R
R
- Vậy ta thấy giảm liên tục giá trị Rx từ Rx0 = 20 đến
RX = 7,5 cơng suất tỏa nhiệt RX tăng liên tục tới giá trị
cực đại sau giảm liên tục giá trị RX từ Rx = 7,5 đến
0,5
0,5
(5)Câu 6
+ Dùng dây treo cứng, thăng bằng, đánh dấu vị trí dây treo G( G trọng tâm thanh)
+ Treo vật nặng vào cứng, dịch chuyển dây treo để thước thăng trở lại,
đánh dấu vị trí treo treo vật O1 A, dùng thước đo khoảng cách AO1=l1,
O1G=l2 ta có phương trình cân bằng: l1 P1=p0l2 (1)
+ Nhúng chìm vật rắn vào chất lỏng x , dịch dây treo thước đến vị trí O2 để thước
thăng trở lại đo khoảng cách AO2 =l3, O2G=l4 Ta có phương trình cân bằng:
l3( P1- 10 V Dx) = P0.l4 (2)
+ Nhúng chìm vật rắn vào cốc nước , dịch dây treo thước đến vị trí O3 để thước
thăng trở lại đo khoảng cách AO3 =l5, O3G=l6 , Ta có phương trình cân bằng:
l5( P1- 10 V Dn) = P0.l6 (3)