Tài liệu Kiểm tra chất lượng học sinh giỏi

KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI Môn: Vật lí Câu 1: Một bình hình trụ có chiều cao h1 = 20cm, diện tích đáy trong là S1 = 100cm2 đặt trên mặt bàn nằm ngang. Đổ vào bình 1 lít nước ở nhiệt độ t 1 = 800C. Sau đó thả vào bình một khối trụ đồng chất có diện tích đáy là S 2 = 60cm2, chiều cao h2 = 25 cm ở nhiệt độ t2. Khi đã cân bằng nhiệt thì đáy dưới của khối trụ song song và cách đáy trong của bình là x = 2cm. Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t = 650C. Bỏ qua sự nở vì nhiệt của các chất và sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường xung quanh. Biết khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là c1= 4200J/kg.K, của chất làm khối trụ là c2 = 2000J/kg.K. a/ Tính khối lượng của khối trụ và nhiệt độ t2. b/ Phải đặt thêm lên khối trụ một vật có khối lượng tối thiểu bằng bao nhiêu, để khối trụ chạm đáy bình. Câu 2: Cho mạch điện như hình 1: Ampe kế A2 chỉ 2A, các điện trở có giá trị là: 1, 2, 3, 4 nhưng chưa biết vị trí của chúng trong mạch điện. Xác định vị trí các điện trở đó và số chỉ ampe kế A1. Biết vôn kế V chỉ 10V và số chỉ các ampe kế là số nguyên. Các dụng cụ đo là lý tưởng. C A2 A A1 D B V Hình 1 Câu 3: Hai canô xuất phát đồng thời từ một cái phao được neo cố định ở giữa một dòng sông rộng. Các canô chuyển động sao cho quỹ đạo của chúng luôn là hai đường thẳng vuông góc nhau, canô A đi dọc theo bờ sông. Sau khi đi được cùng quãng đường L đối với phao, hai canô lập tức quay trở về phao. Cho biết độ lớn vận tốc của mỗi canô đối với nước luôn gấp n lần vận tốc u của dòng nước so với bờ. Gọi thời gian chuyển động đi và về của mỗi canô A và B lần lượt là t A và tB (bỏ qua thời gian quay đầu). Xác định tỉ số tA/tB. HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1 ( 3đ) - Khi đáy dưới khối trụ cách đáy bình x = 2cm thì thể tích còn lại của bình (phần chứa nước): V' = x.S1 + (h1 - x)(S1 - S2) = 920cm3 < Vnước => có một lượng nước trào ra khỏi bình Lượng nước còn lại trong bình: m = 920g - Khi khối trụ đứng cân bằng ta có: P = F A; Gọi M là khối lượng khối trụ.  10M = dn.V = dn.S2(h1 - x)  M = 1,08kg - Phương trình cân bằng nhiệt giữa nước trong bình và khối trụ: c1.m(t1 - t) = c2.M(t - t2) Thay số: 4200.0,92(80 - 65) = 2000.1,08(65-t2)  t2 = 38,20C Khi chạm đáy bình thì phần vật nằm trong chất lỏng là h1: Gọi m' là khối lượng vật đặt thêm lên khối trụ: P + P'  F'A => 10(M + m')  dn.S2.h1 Thay số: m'  0,12kg, vậy khối lượng m' tối thiểu là 0,12kg. Câu 2 ( 4đ) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Gọi R1, R2, R3, R4 là trị số các điện trở tương ứng như hình vẽ. Ta có: R C R 1 R R R1R 2  3 4 R1  R 2 R 3  R 4 U R2 I1   R AB R1  R 2 R4 U I3   R AB R 3  R 4 I A2 | I1  I3 | R AB     A R2 3 0.5 A2 R4 D A1 V B 0.5 0.5 0.5 R2 R4 10 2   R AB R1  R 2 R 3  R 4 10 | R 2 R 3  R1R 4 | 2  R1R 2 R 3  R 2 R 3R 4  R 1R 2 R 4  R 1R 3R 4 100  10 | R 2 R 3  R1R 4 |  Hay: | R 2 R 3  R1R 4 | 10 0.5 0.5 Giá trị các điện trở và số chỉ ampe kế A1 cho bởi kết quả sau: UV R2() R3() R1() R4() RAB() IA1 = R (A) AB 3 2 4 1 2 4 1 3 2 25/12 5 4,8 (loại) 0.5 0.5 Câu 3 ( 3 đ) Vận tốc của canô A khi đi xuôi, ngược dòng là: vAx = nu + u = u(n + 1) vAng = nu – u = u(n – 1) Thời gian đi và về của canô A: tA  L L 2Ln   u(n  1) u(n  1) u(n 2  1) (1) Vận tốc của canô B khi đi ngang sông là: vB = (nu) 2  u 2  u n 2  1 Thời gian đi và về của canô B: tB  2L t n A Từ (1) và (2) ta có: t  2 n 1 B 0.5 0.5 (2) u n2 1 0.5 0.5 0.5 0.5