Người ta rót một lượng nước m từ bình thứ nhất sang bình thứ hai, sau khi có sự cân bằng nhiệt người ta lại rót một lượng nước m từ bình hai sang bình thứ nhất.. Tìm m và nhiệt độ cân bằ[r]
(1)PHÒNG GD - ĐT NAM SÁCH TRƯỜNG THCS ĐỒNG LẠC ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI MÔN: VẬT LÍ NĂM HỌC 2015 - 2016 Thời gian làm bài: 150 phút Câu (2,0®) Hai xe máy đồng thời xuất phát, chuyển động lại gặp nhau, xe từ thành phố A đến thành phố B và xe từ thành phố B đến thành phố A Sau gặp C cách A 30km, hai xe tiếp tục hành trình mình với vận tốc cũ Khi đã tới nơi quy định (xe tới B, xe tới A), hai xe quay trở và gặp lần thứ hai D cách B đoạn 36 km Coi quãng đường AB là thẳng, vận tốc hai xe không thay đổi quá trình chuyển động Tìm khoảng cách AB và tỉ số vận tốc hai xe Câu (2,0đ) Có hai bình cách nhiệt Bình thứ chứa m1= 3kg nước nhiệt độ t1= 300C, bình thứ hai chứa m2 = 3kg nước nhiệt độ t2 = 700C Người ta rót lượng nước m từ bình thứ sang bình thứ hai, sau có cân nhiệt người ta lại rót lượng nước m từ bình hai sang bình thứ Tìm m và nhiệt độ cân t1' bình thứ Biết nhiệt độ cân t2' = 600C bình thứ hai và có nước trao đổi nhiệt với Câu (2,0đ) R1 K R2 Cho mạch điện hình vẽ.UAB= 12 V không C D đổi, R1= 15 , R2= 10 , R3= , R4= Điện trở khóa K và dây nối không đáng kể + A R4 R3 Tính điện trở tương đương mạch AB K đóng và K mở B Thay khóa K ampe kế có điện trở không đáng E kể thì số ampe kế là bao nhiêu? Câu (2,0đ) Cho mạch điện hình vẽ R1= R2= , R3 = , R4 là biến trở, các đồng hồ đo lí tưởng, các dây nối và khóa K có điện trở không đáng kể M Điều chỉnh biến trở để R4 = : R2 a, Khi UAB = 6V và đóng khóa K, tìm số R1 _ + K vôn kế và ampe kế A B b, Khi khóa K mở cần thay đổi UAB đến V A giá trị nào để vôn kế 2V? C Giữ nguyên UAB = 6V và đóng khóa K Khi đó di N chuyển chạy C biến trở từ đầu bên trái sang R4 R3 đầu bên phải thì số ampe kế thay đổi nào? Câu (2,0đ) Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có tiết diện S1 = 40cm2 cao h = 10 cm, có khối lượng m = 160g a, Thả khối gỗ vào nước Tìm chiều cao phần gỗ trên mặt nước Cho khối lượng riêng nước là D0 = 1000 Kg/m3 b Bây khối gỗ khoét lỗ hình trụ có tiết diện S = cm2, sâu h và lấp đầy chì có khối lượng riêng D2 = 11300 kg/m3 thả vào nước người ta thấy mực nước với mặt trên khối gỗ Tìm độ sâu h lỗ -Hết (2) (3) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu (2,0 đ) (2,0 đ) Đáp án Gọi v1 là vận tốc xe xuất phát từ A, v2 là vận tốc xe xuất phát từ B, t1 là khoảng thời gian từ lúc xuất phát đến lúc gặp lần 1, t2 là khoảng thời gian từ lúc gặp lần 1đến lúc gặp lần và đặt x = AB Biểu điểm v1 30 = (1) x-30 Gặp lần 1: v1t1 30 , v t1 = x - 30 suy v Gặp lần 2: v1t = (x - 30) + 36 = x + ; v t = 30 + (x - 36) = x - v1 x + = (2) v x =>suy 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ Từ (1) và (2) suy x = 54km Thay x = 54 km vào (1) ta 0,25đ v1 v 1, 25 hay 0,8 v2 v1 0,25đ * XÐt lÇn rãt níc thø nhÊt: -Nhiệt lợng thu vào để m (kg) lấy từ bình tăng nhiệt độ từ t1 đến t’2 là: Q1= mc(t’2-t1) (J) ( c lµ nhiÖt dung riªng cña níc) -Nhiệt lợng toả nớc bình hạ nhiệt độ từ t2 đén t2’ là : Q2= m2c(t2-t2’) (J) ¸p dông ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: Q1= Q2 mc(t’2-t1) = m2c(t2-t2’) 0,25đ m2 (t2 t2' ) 5(70 60) (kg ) ' 60 30 m = t2 t1 *XÐt lÇn rãt níc thø 2: - Nhiệt lợng toả để m (kg) lấy từ bình hạ nhiệt độ từ t’2 đến t1’ là: Q3= mc(t’2-t1’) (J) -Nhiệt lợng thu vào nớc còn lại bình tăng nhiệt độ từ t1 đến t1’ là : Q4= (m1-m) c(t1’- t1) (J) ¸p dông ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: Q1= Q2 mc(t’2-t1’) = (m1-m) c(t1’- t1) (m m)t1 mt2' t1' m1 5 (3 ).30 60 3 46, 0C 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ (2,0 đ) R ntR // R 3 1/ *Khi K më : m¹ch nt R1 Ta cã:+ R24= R2+ R4= 10 + = 18( ) R24 R3 18.6 4,5() R R 18 24 +R234= +RAB= R234+ R1= 4,5 + 15= 19,5 ( ) *Khi K đóng; mạch 0,25đ 0,25đ ( R1 / / R2 ) ntR3 / / R4 R1 R2 15.10 6() R R 15 10 Ta cã:+ R12 = +R123 = R12+ R3 = 6+6 = 12 ( ) R123 R4 12.8 4,8() R R 12 123 +R = AB 0,25đ 0,25đ 0,25đ (4) 2/ Thay kho¸ K b»ng ampe kÕ lÝ tëng ( R / / R2 )ntR3 / / R4 M¹ch ®iÖn gåm Ta cã: + RAB= 4,8 ( ) 0,25đ 0,25đ U AB 12 2,5( A) R 4,8 AB +I= U AB 12 1( A) R 12 123 +I = 0,25đ 123 +U1 = I123.R12= 1.6 = (V) U1 0, 4( A) R +I1= 15 (2,0 đ) +T¹i A: Ia= I - I1= 2,5 - 0,4 = 2,1 (A) a, *Khi K đóng mạch điện gồm : (R1//R3)nt(R2//R4) R1 R3 3.2 ( ) + R13= R1 R3 R2 R4 3.4 12 ( ) R R +R = 0,25đ 24 12 20, 102 ( ) 35 +RAB= R13+R24 = U 35 ( A) RAB 102 17 35 +I = 35 42 1, (V ) 17 + U13= I.R13= 17 35 12 60 (V ) +U24 = I.R24= 17 17 U13 42 14 U 24 60 20 ( A) ( A) R R 17.3 17 17.3 17 +I= = +I = 0,25đ 0,25đ I1 I ( A) 17 +T¹i M: Ia= + Sè chØ cña v«n kÕ: Uv= Ia.Ra = b *Khi K më m¹ch ®iÖn gåm: (R1nt R2) // (R2 nt R4) Ta cã: + R12= R1+R2= 3+3 = 6( Ω ) +R34 = R3+R4= 2+4 = 6( Ω ) U AB U AB ( A) R 12 +I1= U AB U AB ( A) R 34 +I = +Sè chØ cña v«n kÕ: U v U MN I1 R1 I R3 U AB U AB U AB 2(V ) U AB 12(V ) Ta cã: + R13 = 1,2 Ω R2 R4 3x +R24 = R2 R4 x ( §Æt R4= x 0) 0,25đ 0,25đ (5) 4, x 3, Ω + RAB= R13+ R24= x ( ) U 6( x 3) 7, 2( x 3) U13 I R13 4, x 3,6 (V) + I = RAB 4, x 3, 0,25đ U13 2, 4( x 3) ( A) R 4, x 3,6 I1= 18 x U 6x (V ) I 24 ( A) 4, x 3, R 4, x 3, +U24=I.R24= 0,25đ Ta xÐt hai trêng hîp: *Dòng điện qua ampe kế có chiều từ M đến N: 7, 3, x ( A) Ia = I1-I2= 4, x 3, Ta thÊy: +khi x=0 th× Ia= 2A +Khi x tăng thì (7,2-3,6x) giảm và (4,2x+3,6) tăng Do đó Ia giảm + Khi x= Ω th× Ia= *Dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M: 7, 3, 3, x 7, x ( A) 3, 4, x 3, 4, x Khi đó: Ia= I2-I1= 7, 3, Ω + Khi x t¨ng tõ trở lên thì x và x giảm Do đó Ia tăng 7, 3, + Khi x lớn thì x và x tiến tới đó 3, 0,86( A) Ia= 4, (2,0 đ) x h S h h P P FA 0,25 FA a Khi khèi gç c©n b»ng níc th× träng lîng cña khèi gç c©n b»ng víi lùc ®Èy Acsimet Gäi x lµ phÇn khèi gç næi trªn mÆt níc, ta cã P = FA 10.m =10.D0.S.(h-x) m ⇒x = h =6 cm D0 S b Khèi gç sau khoÐt lç cã khèi lîng lµ m1 = m - m = D1.(S.h - S h) D1 0,25 0,25 m S h Víi D1 lµ khèi lîng riªng cña gç: Khèi lîng m2 cña ch× lÊp vµo lµ: m2=D ΔS Δh Khèi lîng tæng céng cña khèi gç vµ ch× lóc nµy lµ M = m1 + m2 = m + (D2 - 0,25đ m ).S.h Sh V× khèi gç ngËp hoµn toµn níc nªn 0,25 0,5 (6) 10.M=10.D0.S.h ==> h = D S h −m =5,5 cm m (D − ) ΔS S h 0,5 - Các đáp số không đúng đơn vị, không có đơn vị trừ bài 0,25 điểm Nếu học sinh giải theo phương pháp khác đúng điểm tối đa (7)