UBND HUYỆN NGỌC HỒI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO.. MÔN: VẬT LÝ Câu.[r]
UBND HUYỆN NGỌC HỒI KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LỚP PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2012-2013 Mơn: Vật lý Khóa thi ngày: 24/01/2013 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ BÀI: (Đề thi có 01 trang) Bài (2.5 điểm): Một vật trượt từ đỉnh dốc nghiêng góc 45 so với mặt sàn từ độ cao h Khi xuống hết dốc, vật tiếp tục trượt mặt nằm ngang một đoạn đúng bằng h thì dừng lại Xác định tỉ số giữa lực ma sát của vật với mặt nằm ngang và trọng lượng của vật, biết rằng lực ma sát vật ở mặt ngang gấp lần lực ma sát vật mặt nghiêng 450 h Bài (3.5 điểm): Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m 1= 100g chứa m2= 400g nước ở nhiệt độ t1= 100C Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m= 200g được nung nóng đến nhiệt độ t = 1200C Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 14 0C Tính khối lượng nhôm và thiếc có hợp kim Cho nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là: c1 = 900J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K; c4 = 230J/kg.K Bài (3.0 điểm): Cho một điện trở AB có RAB = 1 Trên AB người ta mắc thêm hai chạy M và N Nối điện trở AB vào mạch theo sơ đồ hình vẽ Cho U= 9V a Tính công suất tỏa nhiệt AB RAM= RNB= 0,25 ; RMN= 0,5 b Khi M và N di chuyển AB (nhưng vẫn giữ đúng thứ tự hình) thì với những giá trị nào của các điện trở R AM; RNB; RMN để cường độ dòng điện qua nguồn đạt cực tiểu? Tính giá trị cực tiểu đó N A B M U Bài (1.0 điểm): Khi truyền cùng một công suất điện, một học sinh nói rằng giảm điện trở của đường dây tải điện ba lần hoặc tăng hiệu điện thế lên ba lần thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt hai trường hợp đó là bằng Điều đó đúng hay sai? Tại sao? - - - - - Hết - - - - - UBND HUYỆN NGỌC HỒI PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LỚP NĂM HỌC 2012-2013 MÔN: VẬT LÝ Câu Đáp án Giải: Ta có chiều dài dốc nghiêng là: s = h Gọi F1, F2 là lực ma sát vật mặt nghiêng và mặt ngang Ta có F2 = F1 Công của trọng lực thực hiện được là: A= P.h (4.5điểm) Công của lực ma sát là: Ams= F1.s + F2.h = F1 h + F2.h = 2F2.h Công của trọng lực thực hiện bằng công của lực ma sát: A = Ams => P.h = 2F2.h => P = 2F2 F2 0,5 => P Vậy tỉ số giữa lực ma sát của vật với mặt nằm ngang và trọng lượng của vật là 0,5 Tóm tắt: m1= 100g = 0,1kg; m2 = 400g = 0,4kg; t1= 100C; m = 200g = 0,2kg; t2 = 1200C; t3 = 140C; c1 = 900J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K; c4 = 230J/kg.K Tính: mNhôm = ? mThiếc = ? Giải: Gọi m3, m4 là khối lượng nhôm và thiếc có thỏi hợp kim (7.0điểm) Ta có: m3 + m4 = 0,2kg (1) Nhiệt lượng thỏi hợp kim tỏa để giảm nhiệt độ từ t = 1200C xuống t3 = 140C là: Q = ( m3c1+ m4c4)( t2- t3) = 106( 900m3+ 230m4) Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước thu vào để tăng lên đến 140C là: Q' = ( m1c1+ m2c2)( t3- t1) = ( 0,1.900 + 0,4 4200)( 14- 10) = 7080J Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước thu vào bằng nhiệt lượng thỏi hợp kim tỏa ra, đó: Q = Q' => 106( 900m3+ 230m4) = 7080 (2) Từ (1) suy m3 = 0,2 - m4 thay vào (2) 900 0, m 230m 7080 4 Ta có: 106 J => 1200 = 71070m4 => m4 = 0,169kg = 169g => m4 = 169g Thay m4 = 0,169kg vào (1) => m3 = 0,031kg = 31g Đáp số m3 = 31g, m4 = 169g Điểm 0.25 0.5 0.5 0.5 0.25 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 0.25 0.5 0.5 0.25 a) Ta vẽ lại mạch điện sau: N B N M A M 1.0 U Vì các điện trở RNB; RNM; RAM mắc song song (6 điểm) 1 1 Nên RAB = RAM RNB RNM Công suất tỏa nhiệt đoạn AB là: 1 P= U2/RAB = U2( RAM RNB RNM ) 1 = 92( 0, 25 0, 25 0,5 ) = 810W => P = 810W b) Khi M, N di chuyển AB vẫn giữ đúng thứ tự , nghĩa là không có điện trở nào bằng 1 1 Ta có RAB = RAM RNB RNM 1 Do đó RNB = RNM = RAM = và RAB = U 9.9 81A R AB Vậy dòng điện cực tiểu lúc này I = (2.5điểm) 1.0 0.5 0.25 0.5 0.5 Để dòng điện qua nguồn cực tiểu (U không đổi ) thì RAB phải có giá trị lớn nhất Mặt khác RAB là ba điện trở song song mà RNB + RNM + RAM = 1 nên RAB chỉ lớn nhất ba điện trở đó bằng 0,25 0.25 =>Imin = 81A Đáp số: P = 810W; Imin = 81A - Điều đó là sai - Tại vì: Nếu ta gọi Php1 là công suất hao phí giảm điện trở của đường dây lần và Php2 là công suất hao phí tăng hiệu điện thế lên lần R.P R.P P R.P P ; hp hp1 (3U ) 3U Ta có: Php = U 0.5 0.5 0.5 0.25 0.5 0,25 0.75 0.5 => Php1= Php2 Vậy giảm điện trở lần thì công suất hao phí lớn gấp lần so với 0.5 tăng hiệu điện thế lên lần