De thi hoc sinh gioi huyen Van Yenvong 2 20082009

T×m träng lîng cña khèi gç.[r]

đề thi chọn học sinh giỏi Môn Vt Lớ vũng 2

Năm học 2008 - 2009

(Thời gian làm 150 phút không kể thi gian giao )

Đề bài

Cõu 1: Một đĩa trịn tâm O1, bán kính R1 = 20cm, phát sáng, đợc đặt song song với một ảnh cách khoảng D = 136cm Một đĩa trịn khác, tâm O2, bán kính R2 = 12cm, chắn sáng, đợc đặt song song với đờng nối O1O2 vng góc với a) Tìm vị trí đặt O2 để bịng đen có bán kính R = 3cm Khi bán kính R’ đ-ờng giới hạn miền nửa tối bao nhiêu?

b) Từ vị trí O2 xác định câu a, cần di chuyển đĩa chắn sáng nh để vừa vặn khơng cịn bóng đen?

Câu 2: Một ngời bắt đầu xuất phát từ đầu đoàn tầu cuối đoàn tầu, bắt đầu xuất phát ngời nhìn thấy cột số bên đờng vị trí ngang với có ghi số 10 (tức 10km) Ngời cuối đoàn tầu với vận tốc 1m/s, đến cuối đồn tàu ngời nhìm thấy bên đờng vị trí ngang cột số có ghi 10km + 900m Biết đồn tầu dài 100m Tìm vận tốc đồn tầu

C©u 3: Dïng lùc F = 3N nhấn vào khối gỗ hình lập phơng cạnh a = 10cm thấy toàn bộ khối gỗ chìm chất lỏng Biết chất lỏng có khối lợng riêng D0 = 1000kg/m3 Tìm trọng lợng khối gỗ Nếu thả tay khúc gỗ lên mặt nớc đoạn xentimét

Cõu 4: Khi cho dịng điện có cơng suất 1,5KW chạy qua dây nung đặt bình cách nhiệt chứa m kilôgam nớc ta thấy sau thời gian T =10 phút nhiệt độ nớc bình tăng thêm 200C, hỏi dùng lợng nớc m - (kg) cung cấp nhiệt lợng nh nớc bình nóng thêm độ? Cho nhiệt dung riêng n ớc c = 4200J/kg.K

C©u 5:

a) Có số bóng đèn loại 6V- 3W (Đ1) 6V- 4,5W (Đ2) đợc mắc nh hình vẽ bên Tìm số bóng đèn loại để cho tổng cơng suất tồn mạch 54W Biết UAB = 12V đèn sáng bình thờng

b) Ngời ta dùng đoạn dây, dây có điện trở R0 = 1 để tạo nên điện trở R, sau nối tiếp R với điện trở r = 1 mắc vào hiệu điện U = 8V Hỏi phải mắc đoạn dây nói nh để cơng suất toả nhiệt R lớn Tìm cơng suất ln nht ú

Hết

Đáp án

Câu Bài giải Điểm

1

1 A2

A1

B1 O1 R1

O2 R2 B2

H A

B M

N I O

O

1 A1

B

1

O

’2 A

’2

B

’2 O

2

O

§1

§1

§2

§2

a) b)

a) Trên hình vẽ a) OA = R bán kính bóng đen OM = R bán kính đ-ơng giới hạn miền nửa tối

AOI A1O1I nên

1 1

IO AO

IO A O hay   1

IO R

IO D R thay số ta tính đợc: IO =

24cm Do IO1 = IO + OO1 = 160cm

A2O2I A1O1I nªn



2 2

1 1

IO A O

IO A O thay sè cã: IO2 = 96cm.

Vậy phải đặt O2 cách O1 đoạn: O1O2 = IO1 – IO2 = 64cm Vì HA1O1 HB2O2 nên:

 

1 1

2 2

HO A O 20

HO B O 12 (1)

Mặt khác: HO1 + HO2 = O1O2 = 64 (2)

từ (1) (2) ta đợc HO1 = 40cm Vì HA1O1 HNO nên



1 1

ON OH

A O HO (3)

ta có: O1A1 = 20cm, O1H = 40cm, OH = OO1 – O1H = 96cm Thay vào (3) ta đợc: ON = R’ = 48cm

Vậy, bán kính đờng giới hạn ngồi vùng nửa tối R’ = 48cm

b) Để chắn hình vừa vặn khơng cịn bóng đen, tâm đĩa chắn sáng phải vị trí O’2 nh hình b) Dựa vào tam giác đồng dạng A1O1O A’2O’2O ta dễ ràng tính đợc OO’2 = 81,6cm

Do O1O’2 = OO1 – OO’2 = 54,4cm

Vậy phải dịch chuyển đĩa chắn sáng lại gần O1 đoạn: O2O’2 = O1O2 – O1O’2 = 9,6cm

0.5

0.5 0.5 0.5 0.5

0.5 0.5 0.5

2

Khi ngời từ đầu đồn tầu đến cuối đồn tầu qng đờng đoàn tầu đ-ợc là: S = (10km + 900m – 10km) + 100m = 1000m

Thời gian ngời từ đầu đồn tầu đến cuối đồn tầu là: t = 100:1 = 100(s) thời gian thời gian đồn tầu đợc qng đờng 1000m Vậy, vận tốc đoàn tầu là: v = 1000:100 = 10(m/s)

1 1

3

* Các lực tác dụng lên khối gỗ: + Lùc t¸c dơng cđa tay: F = 3N

+ Trọng lực: P (chính trọng lợng vật) + Lực đẩy ác-si-mét: FA = 10D0V

* Do khối gỗ nằm cân nớc nên ta có: FA = F + P  P = FA – F thay sè: P = 10.1000.0,13 – = 7(N)

* Khi thả tay giả sử khúc gỗ lên mặt nớc đoạn x, nh thể tích khối gỗ chìm nớc VC = V – VN = a3 – x.a2

lóc nµy có hai lực tác dụng lên khối gỗ trọng lực P lực đẩy ác-si-mét FA Ta có P = F’A hay P = 10D0.VC

thay sè: = 10.1000.0,12(0,1 – x)  x = 0,03m = 3cm

Vậy, thả tay khối gỗ nhô lên mặt chất lỏng đoạn 3cm

1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Ta cã: P = 1,5kW = 1500W, T = 10’ = 600s

Gọi khối lợng bình chứa nớc m nhiệt dung riêng bình chứa nớc c cung cấp nhiệt lợng cho bình chứa nớc làm nớc nóng thêm 200C cã: PT = (m’c’ + mc) t hay 1500.600 = (m’c’ + mc).20  (m’c’ + mc) = 45000 (1)

Gọi độ tăng nhiệt độ bình sau t’ Ta có:

PT = (m’c’ + (m – 1)ct’ hay PT = (m’c’ + mc – 1.c) t’ thay số ý đến (1) có: 1500.600 = (45000 – 4200) t’

t’ = 900000:40800  220C

Vậy, nhiệt độ bình tăng lên lợng nớc bớt 1kg là: 220C.

0.5 0.5

5

5 a)

Gọi số bóng đèn Đ1 m, số bóng đèn Đ2 n Để cơng suất tồn mạch 54W, ta có: 3m + 4,5n = 54 hay 2m + 3n = 36 (1)

Mặt khác đèn sáng bình thờng tức hiệu điện đặt vào hai đầu dây tóc bóng đèn 6V tổng cơng suất đoạn mạch chứa nhóm đèn Đ1 phải với tổng công suất đoạn mạch chứa nhóm đèn Đ2 đó: 3m = 4,5n hay 2m = 3n (2)

Thay (2) vào (1) ta đợc: 6n = 36  n = Thay n = vào (2) ta đợc m =

Vậy, dùng bóng đèn Đ1 bóng đèn Đ2 mắc vào mạch cơng suất tồn mạch 54W đèn sáng bình thờng

b) Giả sử điện trở R r c mc nh trờn hỡnh v:

Công suất toả nhiệt R là:

2

2

2

2

 

   



 

 

U U

P I R R

r

R r

R r

R

Do U không đổi, r = 1 không đổi, để công suất toả nhiệt R lớn ta phải có

2

 r

A R

R nhá nhÊt, mµ

2

2

 r 

A R r

R do giá trị nhỏ A

b»ng 2r vµ Amin = 2r

2

r R

R suy R = r = 1, đó:

2 Max

U U

P (W)

4r

 

Do R đợc tạo từ điện trở R0 = 1 nên cách mắc điện trở R0 để đợc điện trở R là:

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

0.25

0.25

0.5 0.25 0.25

0.25

Ghi chú: Nếu học sinh giải theo cách khác cho điểm tối đa.

§1

§1

§2

§2

A B

U

r R

R0 R0