Sau 1,5h ca nô tới điểm B rồi lập tức quay lại và gặp bè tại điểm C cách A 9km về phía hạ lưu.Xác định vận tốc dòng nước .Biết động cơ ca nô hoạt động như nhau ở cả 2 chiều chuyển động v[r]
(1)PHÒNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO HUYỆN TĨNH GIA ĐỀ THỊ HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN Năm học: 2012-2013 Môn Vật lí-Lớp Thời gian 150 phút(không kể thời gian giao đề) Câu1(3đ):a,Một khí cầu có thể tích 10m ❑3 chứa khí hiđro, có thể kéo lên trên không vật nặng bao nhiêu? Biết trọng lượng vỏ khí cầu là 100N, trọng lượng riêng không khí là 12,9N/m ❑3 , khí hiđrô là 0,9N/m ❑3 b, Muốn kéo người nặng 60kg lên thì khí cầu phải có thể tích tối thiểu là bao nhiêu? Nếu coi trọng lượng vỏ khí cầu không đổi Câu 2(4đ): Dùng ca không có vạch chia để múc nước thùng chứa và thùng chứa đổ vào thùng chứa Nhiệt độ nước thùng chứa là t ❑1 =20 ❑0 C; thùng chứa là t ❑2 =80 ❑0 C Thùng có sẵn lượng nước nhiệt độ t ❑3 =40 ❑0 C và tổng số ca vừa đổ thêm Cho không có mát nhiệt lượng môi trường xung quanh Hãy tính số ca nước cần múc từ thùng và thùng để thùng có nhiệt độ là 50 ❑0 C Câu 3(5đ): Hai gương phẳng quay mặt phản xạ vào và hợp với góc α Một tia sáng song song với gương thứ đến gương thứ Tìm góc α để tia sáng quay lại đường truyền ban đầu khi: a, Chỉ phản xạ trên gương lần b, Phản xạ trên gương đầu tiên lần; gương lần Câu4(2đ) Một bếp điện mắc vào mạng điện U=100V qua điện trở r =1,5 Ω (hình vẽ 1) Công suất tiêu thụ bếp là P= 666W Hãy xác định điện trở bếp và hiệu điện cực bếp r (Hình 1) U Câu 5(2đ) Cho mạch điện (hình vẽ 2) U=30V, bóng đèn Đ loại 6V-3W; AB là dây dẫn đồng chất tiết diện có điện trở là R ❑0 = 36 Ω a, Xác định vị trí chạy C để đèn Đ sáng bình thường b, Từ vị trí chạy C câu a, dịch chuyển nó phía B thì đèn sáng mạnh hay yếu bình thường +U ( Hình 2) A R0 C B Đ Câu 6(4đ) Khi xuôi dòng sông,một ca nô vượt bè điểm A Sau 1,5h ca nô tới điểm B quay lại và gặp bè điểm C cách A 9km phía hạ lưu.Xác định vận tốc dòng nước Biết động ca nô hoạt động chiều chuyển động và bè trôi theo dòng nước (2) Đáp án và biểu điểm Câu Câu1 3đ Hướng dẫn giải a.Trọng lượng khí hiđro khí cầu P ❑H =d ❑H V= 0,9.10=9N Trọng lượng khí cầu P=P ❑v +P ❑H =100+9=109N Lực đẩy Ác simet tác dụng lên khí cầu F ❑A =d ❑kk V=12,9.10=129N Trọng lượng tối đa vật mà khí cầu có thể kéo lên là P ❑' =F-P=129-109=20N Hình b.Gọi thể tích khí cầu kéo người làV ❑x Trọng lượng khí khí cầu đó là: P’ ❑H =d ❑H V ❑x Trọng lượng người: P ❑N =60.10=600N Lực đẩy Ác si mét F’ ❑A =d ❑k V ❑x Muốn bay lên thì khí cầu phải thỏa mãn điều kiện sau : F’ ❑A >P ❑v +P’ ❑H +P ❑N d k V ❑x >100+d ❑H V ❑x +600 V ❑x (d ❑k -d ❑H )>700 V ❑x = 700 d k − d H =700/12,9-0,9=58,33m ❑3 Điểm 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu2 4đ Câu3 5đ Gọi m là khối lượng ca nước n ❑1 là số ca nước múc từ thùng n ❑2 là số ca nước múc từ thùng n ❑1 +n ❑2 là số ca nước có thùng Nhiệt lượng thu vào để n ❑1 ca nước tăng từ 20 C đến 50 ❑0 C Q ❑1 = n ❑1 m.c(t-t ❑1 )=30.n ❑1 m.c Nhiệt lượng nước thu vào để n ❑1 +n ❑2 ca nước tăng từ 40 ❑0 C đến 50 ❑0 C Q ❑3 =(n ❑1 +n ❑2 )m.c.(t-t ❑3 )=(n ❑1 +n ❑2 ).m.c.10 Nhiệt lượng tỏa n ❑2 ca nước hạ từ 80 ❑0 C đến 50 ❑0 C Q ❑2 = n ❑2 m.c.(t ❑2 -t)=n ❑2 m.c.30 Theo pt cân nhiệt ta có:Q ❑1 +Q ❑3 =Q ❑2 30n ❑1 m.c+n ❑1 m.c.10+n ❑2 m.c.10=n ❑2 m.c.30 n ❑2 =2n ❑1 Vậy số ca nước múc từ thùng là n ca Số ca nước thùng là 2n ca Thùng là 3n ca a/ Để tia sáng quay lại theo đường cũ sau lần phản xạ trên gương Do đó IJ vuông góc với G hay J =0 M 0.25đ 0.75đ 0.75đ 0.75đ 0.75đ 0.5đ 0.25đ 1đ 1đ (3) α =90 ; α =45 G 1đ J J b/ Để tia sáng trở lại theo phương cũ JK vuông góc với M Xét tam giác IJK có J+ α =90 J = α (góc có cạnh tương ứng) M α =90 1đ α =300 1đ Câu4 2đ Công suất tiêu thụ bếp P = UI = I2R=666W (1) Cường độ dòng điện Từ (1); (2) P= U 100 I= = R+ r R+ r 0.25đ 0.25đ (2) 100 R=666 R +r ( ) R -12R+2,2=0 Phương trình có nghiệm R1=11,8 Ω ; R2= 0.2 Ω 0.5đ U Với R1=11,8 Ω thì I1 = R +r =7 A Ub= U R =U - Ir = 88,7V Với R2= 0.2 Ω 0.25đ U thì I2 = R + r =59 A Ub= U R =U - Ir = 11,5V Với I2=59A U R =11,5V là không hợp lý Với thực tiễn R1=11,8 Ω ; Ub= 88,7V 0.25đ 0.5đ Câu5 2đ a/ Đặt RAC=x ta có RCB=R0-x + U đ 62 Điện trở đèn Rđ= P = =12 Ω đ Rđ x 12 x Rđx= R + x =12+ x đ Do đèn sáng bình thường nên Uđx = 6V Ucb = U – Uđx = 24V I= U đx 12+ x = = R đx 12 x 2x 12+ x U 0.25đ A C x Rđ B R0-x 0.25đ (4) U cb 24 I= R − x =36 − x o 12+ x 24 =¿ ⇒ x 2+ 24 x − 432=0 2x 36 − x x=12 Ω và x= -36 Ω (loại) AB Ro = RAC = ρ S AC x = RAC = ρ S R 36 AB = =3 nên AC = x 12 giải phương trình ta 0.25đ 0.25đ R x đ b/ Điện trở tương đương mạch R=R đx+ R CB= R + x + ( R0 − x ) đ 2 x Rđx + Rđ R − x R đ + x R − x x =R0 − Rđ + x Rđ + x 1 R=R − =36 − Rđ 12 + + x2 x x2 x R= Khi chạy di chuyển B thì x tăng, suy R giảm Mà U I= R Rđx= nên I tăng thì Rđ x 12 = Rđ +x 12 +1 x Khi x tăng Rđx tăng Uđx = I.Rđx tăng đèn sáng mạnh Câu6 4đ Gọi v1 là vận tốc ca nô, v2 là vận tốc dòng nước (v1>v2; v1,v2 ) Quãng đường ca nô từ A đến B (xuôi dòng) SAB = (v1 + v2) t1 (1) Quãng đường ca nô từ B đến C (ngược dòng) SBC = (v1 - v2) t2 (2) Quãng đường bè trôi thời gian t1, t2 là SAC= v2(t1+t2) (3) Từ (1) ; (2) ; (3) ta có SAB = SBC + SAC (v1 + v2) t1 = (v1 - v2) t2 + v2(t1+t2) v1t1 = v1t2 t1=t2=1,5h S 0.5đ 0.5đ 0.25đ 0.75đ 0.75đ 0.75đ 1đ AC SAC = v2(t1+t2) ⇒ v2 = t +t => v2 = =3 km/h * Học sinh giải cách khác đúng cho điểm tối đa 0.5đ (5)