Đổ đầy xăng vào ống rồi nhẹ nhàng thả ống xuống nước theo phương thẳng đứng sao cho xăng không tràn ra ngoài.. Tìm chiều cao phần nổi của ống.[r]
(1)PHÒNG GD& ĐT PHÙ MỸ ĐỀ ĐỀ XUẤT THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
TRƯỜNG THCS MỸ CÁT MƠN: VẬT LÍ – NĂM HỌC : 2011-2012
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề ) Câu 1:(5điểm)
Một ống gỗ có dạng hình trụ rỗng chiều cao h = 10cm, bán kính R1 = 8cm, bán
kính ngồi R2 = 10cm Khối lượng riêng gỗ làm ống D1 = 800kg/m3 Ống không thấm
nước xăng
a- Ban đầu người ta dán kín đầu nilon mỏng ( đầu gọi đáy ) Đổ đầy xăng vào ống nhẹ nhàng thả ống xuống nước theo phương thẳng đứng cho xăng khơng tràn ngồi Tìm chiều cao phần ống Biết khối lượng riêng xăng D2 = 750kg/m3,
nước D0 = 1000kg/m3
b- Đổ hết xăng khỏi ống, bóc ống nilon đặt ống trở lại nước theo phương thẳng đứng, sau từ từ đổ xăng vào ống Tìm khối lượng xăng tối đa đổ vào ống ? Câu :(5điểm)
Một lượng đồng vụn có khối lượng m1 = 0,2kg đốt nóng tới nhiệt độ t1, thả vào
nhiệt lượng kế chứa m2 = 0,28kg nước nhiệt độ t2 = 200C Nhiệt độ nhiệt lượng kế cân
bằng nhiệt t3= 800C Biết nhiệt dung riêng đồng nước tương ứng : c1 =
400J/kg.độ; c2 = 4200J/kg.độ Khối lượng riêng nhiệt hoá đồng nước là: D1 =
8900kg/m3; D
2 = 1000kg/m3; L = 2,3.106J/kg
1.Xác định nhịêt độ ban đầu đồng
2 Người ta đổ tiếp lượng đồng vụn m3 nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế sau
cân nhiệt mực nước nhiệt lượng kế mực nước 800C Xác định khối lượng
đồng vụn m3 ?
Câu 3: (5điểm)
Cho sơ đồ mạch điện hình 2.1 Biết ampe lí tưởng ; R1 = 3; R2 =
; R3 = 4.
Khi K mở ampe kế 1A cịn K đóng ampe kế 3A Hãy tìm UAB R4 ?
Câu 4: (5điểm)
Điểm sáng S đặt cách gương phẳng G đoạn SI = d (hình vẽ) Anh S qua gương dịch chuyển khi:
a)Gương quay quanh trục vng góc với mặt phẳng hình vẽ S
b)Gương quay góc quanh trục vng
góc với mặt phẳng hình vẽ I
S
G
I
C A
A(+) B(-)
K R2 R3 R4
(2)ĐÁP ÁN- BIỂU ĐIỂM Câu 1:(5điểm)
a- Gọi x chiều cao phần ống
Khi ống cân bằng, ống chịu tác dụng hai lực: lực đẩy Acsimet với trọng lượng xăng ống
FA = .R22.(h-x ).D0.10 (0,25điểm)
Trọng lượng ống: P1 = .( R22- R12 ).h.D1.10
Trọng lượng xăng ống P2 = .R12 h.D2.10 (0,25điểm)
Theo đề ta có: FA = P1 + P2. (0,25điểm) .R22.(h-x ).D
0 = .( R22- R12 ).h.D1+ .R12 h.D2 x .R22.D
0 = h(.R22.D0+.R12.D1- .R12.D2 -
.R22.D1)
=> x = h [1 +
2
1 1
0 2
( ) ( )
D R D R D
D R D R D ] (0,5điểm)
= h[1
-2
1
0 0
( )( )
D D D R
D D D R ] (0,5điểm)
= 10[
1-2 800 750 800
( ) 1000 1000 10
]
= 10[ – 0,8 + 0,82.0,05] = 2,32cm. (0,5điểm)
b- Khi thả ống vào nước (đã bóc đáy ), ống Gọi chiều cao phần x1
F/
A =.( R22- R12 ).(h- x1).D0.10. (0,25điểm)
Trọng lượng ống:
P1= .( R22- R12 ).h.D1.10. (0,25điểm)
Theo đề tacó: Lực đẩy Acsimet trọng lượng ống
.( R22- R
12 ).(h- x1).D0.10 =.( R22- R12 ).h.D1.10 D0 h- D0 x1 = h.D1. (0,25điểm)
=> x1 =
0 1
0
800
(1 ) 10(1 ) 1000
D h D h D
h cm
D D
(0,5điểm)
Lúc đổ xăng vào ống lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên ống không bị thay đổi, nên phần ống ngồi khơng khí x1 =2cm xăng đẩy bớt nước khỏi ống
Gọi x2 chiều cao cột xăng ống
Ta có: * PM = P0 + (h-x1).D0.10. (0,25điểm)
* PN = P0 + x2.D2.10 + (h-x2).D0.10. (0,25điểm)
Áp suất hai điểm M N nhau:
P0 + (h-x1).D0.10 = P0 + x2.D2.10 + (h-x2).D0.10 D0.h – D0.x1 = (D2 - D0) x2 + D0.h. (0,5điểm)
=> x2 = x1
0
2
D
D D = h.
0
0
8
D D
cm
D D
.
Khối lượng xăng ống:
R2 R1
x h
x1
x2 h=x1
(3)mx = R12.x2.D2 = .R12.h.D2 1, D D kg D D
(0, 5điểm)
Câu 2:(5điểm)
a Nhiệt lượng toả m1 kg đồng vụn để hạ nhiệt độ từ t1 đến 800C :
Q1 = c1.m1 (t1 – 80 ). (0,25điểm)
Nhiệt lượng thu vào m2 kg nước để tăng nhiệt độ từ 200C đến 800C:
Q2 = c2.m2 (80-20 ) = 60 c2.m2 (0,25điểm)
Theo phương trình cân nhiệt tacó : Q1 = Q2 c1.m1 (t1 – 80 )= 60 c2.m2. (0,5điểm)
t1 = 80 +
0 2
1
69 60.4200.0, 28
80 962
400.0,
c m
C
c m .(0,5điểm)
b Đổ thêm m3 kg đồng vụn nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế sau cân nhiệt mực
nước nhiệt kế không đổi Điều chứng tỏ: Nhiệt độ cuối hốn hợp 1000C.
Thể tích nước bay phải thể tích đồng vụn chiếm chỗ: V2/ =
3
1
m
D .(0,5điểm)
Khối lượng nước bay 1000C là:
m2/ = V2/.D2 =
3 m D
D .(0,5điểm)
Nhiệt lượng thu vào m1 kg đồng vụn, m2 kg nước để tăng nhiệt độ từ 800C đến 1000C
của m2 kg nước để chuyển thành 1000C :
Q3 = 20 (c1.m1+ c2.m2 ) + L
3 m D
D .(0,5điểm)
Nhiệt lượng toả m3 kg đồng vụn để hạ nhiệt độ từ t1 xuống 1000C là:
Q4 = c1.m3.t Trong : t = t1 – 100 = 926 – 100 = 8260C. (0,5điểm)
Theo phương trình cân nhiệt ta có: Q3 = Q4 20 (c1.m1+ c2.m2 ) + L
3 m D
D = c
1.m3.t. (0,5điểm) m3 (c1 t- L
2
D
D )= 20(c
1.m1 + c2.m2 ). (0,5điểm)
=> m3 =
1 2
7
1
1
20( ) 20(80 1176)
0, 29 2,3.10
344800
89
c m c m
kg D
c t L D
.(0,5điểm)
Câu 3:(5điểm)
* K mở, khơng có dịng chạy qua R4, R4 coi bỏ khỏi sơ đồ.Nên sơ đồ mạch điện
lại điện trở : R3 nt(R1//R2)
Hiệu điện hai điểm CB:
UCB = U2 = I2.R2 = 1.6 = 6(V) ( I2 = số ampe kế ). (0,25điểm)
Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch AB:
IAB = I3 = ICB =
1
1 2
1
( ) 6(3 6) 3.6
CB CB CB
CB
U U U R R
R R
R R R
R R
= (A). (1điểm)
(4)UAB = IAB RAB = IAB( R3 +
1 2
R R
R R ) = (4 +
3.6
3 6 )= 3.6 = 18 (V). (1điểm)
* K đóng có dịng chạy qua R4, nên sơ đồ mạch điện có điện trở : R4 // R nt(R //R )3 (ampe kế
lí tưởng )
Điện trở tương đương đoạn mạch CB: RCB = R12 =
1 2
3.6
2
R R
R R .(0,25điểm)
Điện trở tương đương đoạn mạch ACB: RACB = R312 = R3 + R12 = 4+ = 6
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2:
I2 =
312 12
2 12 12
2 2 2
CB CB CB
U I R I R
U I R
R R R R R (vì R
3nt (R1//R2) ) (1điểm)
= 312
12
312 312 12 12
2 312 312
AB
U R
R U R U R
R R R R R (Vì R
ACB //R4 ). (0,75điểm)
= 18.2
1 6.6 A
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R4:
I4 =
4
4 4
18 AB
U U
R R R .(0,25điểm)
Theo đề ta có: I2 + I4 = 3. (0,25điểm)
=> I4 = – I2 = 3- 1=
Hay : 18
2
R => R
4 = 9.(0,25điểm)
Câu 4:(5điểm)
S a) Khi gương chưa xoay ảnh S1 cách
S khoảng:
S1S = SI1 = 2d (1điểm)
Khi gương xoay quanh trục qua S I2 khoảng cách SI2 d
G2 S2S = SI2 = 2d (1điểm)
I1 Vậy S1, S2 nằm đường tròn tâm S
G1 bán kính 2d
I
S2 S1
S b) Khi gương chưa xoay ta có: S1I1 = I1S = d
Khi gương xoay góc ta có S2
đối xứng S qua G2
I2 SI1I2 = S2I1I2 (1điểm)
I1 S = I1S2 = I1S1 = d
K G1 ta thấy góc I2I1K = (đ đ)
(5)I1 G2 góc I2I1 K+ góc SKI1 = 900(1điểm)
S2 nên góc S2SS1 = I2I1 K =
S2I1 S1 = 2 (1điểm)
S1