Đang tải... (xem toàn văn)
Nếu thả cốc vào một bình nước lớn thì cốc nổi thẳng đứng và chìm 3cm trong nước.Nếu đổ vào cốc một chất lỏng chưa xác định có độ cao 3cm thì cốc chìm trong nước 5 cm.. Hỏi phải đổ thêm v[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT HẠ HÒA KÌ THI HỌC SINH GIỎI LỚP Năm học: 2012 – 2013 Môn: Vật lý Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1(4 đ): Một khối gỗ thả nước thì thể tích, thả dầu thì thể tích Hãy xác định khối lượng riêng dầu, biết khối lượng riêng nước là 1g/cm3 Bài 2(4 đ): Một vật nặng gỗ, kích thước nhỏ, hình trụ, hai đầu hình nón thả không có vận tốc ban đầu từ độ cao 15 cm xuống nước Vật tiếp tục rơi nước, tới độ sâu 65 cm thì dừng lại, từ từ lên Xác định gần đúng khối lượng riêng vật Coi có lực ác si mét là lực cản đáng kể mà thôi Biết khối lượng riêng nước là 1000 kg/m3 Bài 3(4 đ): Một cốc hình trụ có đáy dày 1cm và thành mỏng Nếu thả cốc vào bình nước lớn thì cốc thẳng đứng và chìm 3cm nước.Nếu đổ vào cốc chất lỏng chưa xác định có độ cao 3cm thì cốc chìm nước cm Hỏi phải đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng nói trên có độ cao bao nhiêu để mực chất lỏng cốc và ngoài cốc Bài (5 đ): Một ô tô xuất phát từ A đến B, trên nửa quãng đờng đầu với vận tốc v1, nửa quãng đờng sau với vận tốc v2 Một ô tô khác xuất phát từ B đến A, nöa thêi gian ®Çu ®i víi vËn tèc v vµ nöa thêi gian sau ®i víi vËn tèc v BiÕt v1= 20 km/h, v2= 60 km/h NÕu xe ®i tõ B xuÊt ph¸t muén h¬n 30 phót so víi xe ®i từ A thì hai xe đến địa điểm đã định cùng lúc Nếu hai xe xuất phát cùng lúc và ®i víi vËn tèc trung b×nh cña chóng th× chóng sÏ gÆp t¹i vÞ trÝ c¸ch A bao xa? Bài 5(3 đ): Trong tay có cốc thủy tinh hình trụ thành mỏng, bình lớn đựng nước, thước thẳng có vạch chia tới milimet Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng chất lỏng nào đó và khối lượng riêng cốc thủy tinh Cho bạn đã biết khối lượng riêng nước Ghi chú: Cán coi không giải thích gì thêm (2) Híng dÉn chÊm vµ biÓu ®iÓm Thi häc sinh giái Môn Vật lý lớp năm học 2012 - 2013 Đáp án Điểm Bài 1: (4 đ) Gọi thể tích khối gỗ là V; Trọng lượng riêng nước là D và trọng lượng riêng dầu là D’; Trọng lượng khối gỗ là P 10 DV Khi thả gỗ vào nước: lực Ác si met tác dụng lên vât là: F A = Vì vật nên: FA = P 10 DV =P 0,5 (1) 0,5 Khi thả khúc gỗ vào dầu Lực Ác si mét tác dụng lên vật là: 10 D' V 10 D' V =P Vì vật nên: F’A = P 10 DV 10 D ' V = Từ (1) và (2) ta có: Ta tìm được: D' = D Thay D = 1g/cm3 ta được: D’ = 0,75 'A F = (2) 0,5 0,75 0,5 g/cm3 0,5 Bài 2(4 đ):Vì cần tính gần đúng khối lượng riêng vật và vì vật có kích thước nhỏ nên ta có thể coi gần đúng vật rơi tới mặt nước là chìm hoàn toàn Gọi thể tích vật là V và khối lượng riêng vật là D, Khối lượng riêng nước là D’ h = 15 cm; h’ = 65 cm Khi vật rơi không khí Lực tác dụng vào vật là trọng lực P = 10DV Công trọng lực là: A1 = 10DVh Khi vật rơi nước lực ác si mét tác dụng lên vật là: FA = 10D’V Vì sau đó vật lên, nên FA > P Hợp lực tác dụng lên vật vật rơi nước là: F = FA – P = 10D’V – 10DV Công lực này là: A2 = (10D’V – 10DV)h’ Theo định luật bảo toàn công: A1 = A2 10DVh = (10D’V – 10DV)h’ 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 h' D = h+h ' D ' Thay số, tính D = 812,5 Kg/m3 Bài 3(4 đ): Gọi diện tích đáy cốc là S khối lượng riêng cốc là D0, Khối lượng riêng nước là D1, khối lượng riêng chất lỏng đổ vào cốc là D2, thể tích cốc là V Trọng lượng cốc là P1 = 10D0V 0,5 0,5 0,5 0.5 (3) Khi thả cốc xuống nước, lực đẩy ác si mét tác dụng lên cốc là: FA1 = 10D1Sh1 Với h1 là phần cốc chìm nước 10D1Sh1 = 10D0V D0V = D1Sh1 (1) Khi đổ vào cốc chất lỏng có độ cao h2 thì phần cốc chìm nước là h3 Trọng lượng cốc chất lỏng là: P2 = 10D0V + 10D2Sh2 Lực đẩy ác si mét đó là: FA2 = 10D1Sh3 Cốc đứng cân nên: 10D0V + 10D2Sh2 = 10D1Sh3 Kết hợp với (1) ta được: D1h1 + D2h2 = D1h3 h −h D 2= D h2 h4 = h3 − h1 h =h4 + h’ h2 Thay h1 = 3cm; h2 = 3cm; h3 = 5cm và h’ = 1cm vào Tính h4 = cm Vậy lượng chất lỏng cần đổ thêm vào là – = ( cm) Bài ( điểm) Gọi độ dài quãng đờng AB là S (km) (Điều kiện S >0) Thời gian xe từ A đến B xe A là: s v1 + s v2 s (v +v ) v1 v2 = VA = = sv v2 s (v +v ) = 0.25 0.25 v1 v = v +v 0.5 0.25 0.5 0.25 1,5 Vận tốc trung bình trên quãng đờng AB xe A là: s s = s( v 1+ v 2) t1 v1 v2 0.25 0.5 h1 h2 −h ' h h1 +h2 −h3 t1= 0.25 (2) Gọi h4 là chiều cao lượng chất lỏng cần đổ vào cốc cho mực chất lỏng cốc và ngoài cốc là ngang Trọng lượng cốc chất lỏng đó là: P3 = 10D0V + 10D2Sh4 Lực ác si mét tác dụng lên cốc chất lỏng là: FA3 = 10D1S( h4 + h’) (với h’ là bề dày đáy cốc) Cốc cân nên: 10D0V + 10D2Sh4 = 10D1S( h4 + h’) D1h1 + D2h4 = D1(h4 + h’) h1 + 0.5 20 60 20+60 = 30 (km/h) +Gọi thời gian từ B đến A xe B là t2 Theo đề bài ta có: s = t2 v t2 v 2 + = t2 ( v +v2 ) Vận tốc trung bình trên quãng đờng BA xe B là: VB = s = t2 v +v t2 2 t2 ( +Theo bµi ta cã: s = s + ) = = 20+60 = 40 (km/h) 4s = 3s + 60 ⇒ s = 60 (km/h) +Gäi C lµ ®iÓm mµ xe A vµ xe B gÆp sau thêi gian t (kÓ tõ lóc hai xe cïng xuÊt ph¸t tõ hai ®iÓm A vµ B) nh h×nh vÏ 30 40 ⇔ v 1+ v 2 1 1,5 (4) A vA C B vB Theo h×nh vÏ ta cã ph¬ng tr×nh: s = vA.t + vB.t hay 60 = 30t + 40t ⇒ t = (h) VËy xe gÆp sau sAC = 30 = 180 7 giê vµ n¬i gÆp c¸ch A lµ: (km) Bài 5(3 đ): Gọi diện tích đáy cốc là S, Khối lượng riêng cốc là D0; Khối lượng riêng nước là D1; khối lượng riêng chất lỏng cần xác định là D2 và thể tích cốc là V chiều cao cốc là h Lần 1: thả cốc không có chất lỏng vào nước phần chìm cốc nước là h1 Ta có: 10D0V = 10D1Sh1 D0V = D1Sh1 (1) 0.5 h1 D1 xác định khối lượng riêng cốc h 0.5 D0Sh = D1Sh1 D0 = Lần 2: Đổ thêm vào cốc lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng ( vừa phải) có chiều cao h2, phần cốc chìm nước có chiều cao h3 Ta có: D1Sh1 + D2Sh2 = D1Sh3 ( theo (1) và P = FA) D2 = (h3 – h1)D1 xác định khối lượng riêng chất lỏng Các chiều cao h, h1, h2, h3 xác định thước thẳng D1 đã biết 0.5 0.5 0.5 (5) (6)