Đang tải... (xem toàn văn)
Hỏi nếu lần thứ ba đổ thêm vào cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa?. Hết..[r]
(1)UBND HUYỆN VĂN YÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO SBD: ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI Môn: Vật Lí Năm học 2012-2013 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian phát đề) ĐỀ BÀI Bài 1: Hai gương phẳng (G1), (G2) có mặt phản xạ hướng (G1 (G2 O vào và đặt cách khoảng AB = d Giữa hai ) ) gương trên đường thẳng AB người ta đặt điểm sáng S cách (G1) đoạn SA = a Xét điểm O nằm trên đường thẳng qua S và vuông góc với AB với OS = h (Hình 1) a Vẽ và trình bày cách vẽ đường tia sáng xuất phát từ S, phản xạ trên gương (G1) I qua O B b Vẽ và trình bày cách vẽ đường tia sáng xuất phát A S từ S phản xạ trên (G2) H, trên (G1) K qua O (Hình 1) Tính các khoảng cách từ I, K, H đến AB A x Bài 2: Hai vật nhỏ A, B chuyển động trên hai đường thẳng vuông góc (Hình 2) Tại thời điểm bắt đầu chuyển động, hai vật cách đoạn L = 90m Biết vận tốc vật A là vA = 9m/s chuyển động theo tia Ax, vận tốc vật B là L vB = 12m/s theo phương AB và theo chiều từ B đến A a Sau bao lâu kể từ bắt đầu chuyển động, hai vật A và B lại cách 90m .B (Hình 2) b Xác định khoảng cách nhỏ hai vật A và B Bài 3: Bình thông gồm hai nhánh hình trụ có tiết diện S1 là S1, S2 và có chứa nước (Hình 3) Trên mặt nước có S2 đặt các pittông mỏng, khối lượng pittông S là m1, h pittông S2 là m2 Mực nước hai bên chênh đoạn h a Tìm khối lượng m cân đặt lên pittông lớn S để mực nước hai bên ngang (Hình 3) b Nếu đặt cân sang bên pittông nhỏ thì mực nước lúc chênh đoạn H bao nhiêu? Bài 4: Dùng nguồn điện có hiệu điện không đổi U0 = 15V để thắp sáng bình thường bóng đèn cùng loại (2,5V-1,25W) Dây nối bóng có điện trở không đáng kể Dây Rd nối từ bóng đến nguồn điện có điện trở là a Tìm công suất tối đa mà bóng có thể tiêu thụ b Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thường Trong các cách ghép đó cách ghép nào để công suất hao phí tỏa nhiệt trên dây nối là nhỏ Bài 5: Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t Đổ vào nhiệt lượng kế ca nước nóng thì nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 50C Lần thứ hai, đổ thêm vào nhiệt lượng kế ca nước nóng trên thì nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 30C Hỏi lần thứ ba đổ thêm vào cùng lúc ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa? Hết (2) Đáp án bài thi học sinh giỏi Lí năm học 2012-2013 Câu Lời giải (G1 O1 ) K .O Điểm (G2 ) 0,5 I H S1 A S B S2 a Dựng ảnh S1 S qua gương (G1) Nối S1O cắt (G1) I Đường truyền tia sáng là SIO b Dựng ảnh S2 S qua (G2), O1 O qua gương (G1) (4đ) Nối S2O1 cắt gương (G1) K, (G2) H Đường truyền tia sáng là SHKO os h AI 2 Ta có AI là đường trung bình ∆SS1O nên Có S2B = SB = d – a, S2A = 2d – a ∆S2BH đồng dạng với ∆S2S1O1 suy ra: HB S2 B d a d a HB h S1O1 S2S1 2d 2d ∆S2AK đồng dạng với ∆S2S1O1 suy ra: AK S2 A 2d a S1O1 S2S1 2d 2d a AK h 2d (4đ) a Giải sử sau thời gian t vật B chuyển động đến B’, vật A chuyển động đến A’ Quãng đường vật A là: SA = vAt = 9t Quãng đường vật B là: SB = vBt = 12t khoảng cách AB’ = ׀L – BB’12 – 90׀ = ׀t׀ A 'B' A 'A B'A (9t) (90 12t) Ta có : = 90 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 (3) Hay 225t 2160t 8100 90 225t2 – 2160t =0 (225t – 2160)t = t1 = 0, t2 =9,6(s) t = là vật bắt đầu chuyển động, sau chuyển động 9,6s hai vật lại cách 90m b Khoảng cách vật A và B nhỏ 225t 2160t 8100 nhỏ Ta có : 225t 2160t 8100 (15t) 2.15.72t 722 8100 72 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 15t 72 2916 2916 54 72 t 4,8(s) Dấu xảy 15t – 72 = hay 15 Vậy, khoảng cách nhỏ vật A và B là 54m vật thời gian là 4,8s S1 S1 A S1 h ۩ S2 B S2 S2 C ۩ D a Khi chưa để cân khối lượng m vào pittông S1, chọn điểm tính áp suất là A và B nhánh bình cho A, B cùng nằm trên mặt phẳng ngang, B bên pittông S2, ta có : pA = pB hay 10m1 10m m m 10Dh hay Dh S1 S2 S1 S2 (1) Khi đặt cân khối lượng m lên pittông S1 vì mực nước bên ngang 10m1 10m 10m m m m2 hay S S S S2 (2) (4đ) nhau, ta có : m Dh S Từ (1) và (2) ta suy : m = DS h b Khi đặt cân khối lượng m sang pittông S2, chọn điểm tính áp suất là C và D nhánh bình cho C, D cùng nằm trên mặt phẳng ngang, D nằm sát pittông S2, ta có : pC = pD hay 10m1 10m 10m m m DS1h DH hay DH S1 S2 S1 S2 DH m DS1h m1 DS h S Dh Dh S2 S1 S2 S2 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 (4) S H h S2 Suy a.Gọi công suất toàn phần là P, công suất bóng là P1, công suất hao phí là P2, ta có : P = UI = 15I, P2 = rI2 = I2 5 đó P1 = 15I - I2 = - (I2 – 2.I.4,5 + 4,52 – 4,52) = =- (I – 4,5)2 + 33,75 33,75 Vậy công suất tối đa mà bóng có thể tiêu thụ là 33,75W b Giả sử bóng ghép thành m dãy song song, dãy có n bóng 2,52 R1 5() 1,25 Điện trở bóng đèn là: điện trở bóng là R nR1 5n ( ) m m 1,25 I1 0,5(A) 2,5 Cường độ dòng điện chạy dãy là: cường độ dòng điện mạch là I = mI1 = 0,5m(A) U 15 I 0,5m 2,5 r R 5n 15 m 2,5n m Ta có: hay m 5m + 15n = 90 m + 3n = 18 n = - vì m, n nguyên dương nên có: m 12 15 n Công suất hao phí tỏa nhiệt trên dây nối là: 5 P2 = rI2 = I2 = 0,5m, P2 nhỏ m = P2 = 2,5W Vậy, có cách mắc bóng đèn để đèn sáng bình thường và công suất hao phí nhỏ mắc thành dãy song song, dãy bóng - Đặt q = mc là nhiệt dung vật (3đ) - Gọi khối lượng và nhiệt dung riêng nhiệt lượng kế là m1 và c1, khối lượng và nhiệt dung ca nước là m2 và c2, ta có: q1 = m1c1, q2 = m2c2 - Khi đổ ca nước nóng lần đầu: q2[t – (t0 + 5)] = 5q1 (1) - Khi đổ thêm ca nước nòng lần thứ 2: q2[t – (t0 + + 3)] = 3(q1 + q2) (2) - Khi đổ thêm ca nước nòng lần thứ 3: 5q2[t – (t0 + + ∆t)] = (q1 + 2q2) ∆t (3) q q2 - Từ (1) và (2) ta có: 3q2 = 2q1 - 3q2 (5đ) 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 (5) - Từ (2) và (3) ta có: 7q2∆t = 15q1 + 15q2 – q1∆t thay 10q1∆t = 60q1 ∆t = 60C q2 q1 ta Lưu ý: Nếu học sinh giải theo cách khác đúng cho điểm tối đa 0,25 (6)