De thi HSG vat li 9 20172018

Bài 1: Một ô tô xuất phát từ M đi đến N, nửa quãng đường đầu đi với vận tốc v1, quãng đường còn lại đi với vận tốc v2. Một ô tô khác xuất phát từ N đi đến M, trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1 và thời gian còn lại đi với vận tốc v2. Nếu xe đi từ N xuất phát muộn hơn 0.5 giờ so với xe đi từ M thì hai xe đến địa điểm đã định cùng một lúc. Biết v1= 20 kmh và v2= 60 kmh. a. Tính quãng đường MN. b. Nếu hai xe xuất phát cùng một lúc thì chúng gặp nhau tại vị trí cách N bao xa. Bài 2 : Một bình hình trụ có bán kính đáy R = 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t = 20 c. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R = 10cm ở nhiệt độ t = 40 c vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kgm và của nhôm D = 2700kgm , nhiệt dung riêng của nước C = 4200Jkg.K và của nhôm C = 880Jkg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường. a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt. b.Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t = 15 c vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu D = 800kgm và C = 2800Jkg.K. Xác định: Nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt? Áp lực của quả cầu lên đáy bình? Bài 3: Một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước ở nhiệt độ t0 = 200 C. Người ta lần lượt thả vào bình này những quả cầu giống nhau đã được đốt nóng đến 100oC. Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t1 = 400 C. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200Jkg.độ. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình nhiệt lượng kế. Giả thiết nước không bị tràn ra ngoài. a) Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu nếu ta thả tiếp quả cầu thứ hai, thứ ba? b) Cần phải thả bao nhiêu quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 900 C. Câu 4 : Một chiếc cốc hình trụ khối lượng m trong đó chứa một lượng nước cũng có khối lượng m. Cả hệ đang ở nhiệt độ t1 = 100C. Người ta thả vào cốc một cục nước đá khối lượng M đang ở nhiệt độ 00C thì cục nước đá đó chỉ tan được khối lượng của nó và luôn nổi trong khi tan. Rót thêm một lượng nước có nhiệt độ t2 = 400C vào cốc. Khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của hệ lại là 100C, còn mực nước trong cốc có độ cao gấp đôi mực nước sau khi thả cục nước đá. Hãy xác định nhiệt dung riêng của chất làm cốc. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh và sự giãn nở vì nhiệt của cốc và nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4200 Jkg.K và nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg nước đá nóng chảy hoàn toàn ở 00C là 336.103 J. Câu 5: Hai g­¬ng ph¼ng gièng nhau AB vµ AC ®­îc ®Æt hîp víi nhau mét gãc 600, mÆt ph¶n x¹ h­íng vµo nhau sao cho tam gi¸c ABC lµ tam gi¸c ®Òu. Mét nguån s¸ng ®iÓm S di chuyÓn trªn c¹nh BC. Ta chØ xÐt trong mÆt ph¼ng h×nh vÏ. Gäi S1 lµ ¶nh cña S qua AB, S2 lµ ¶nh cña S1 qua AC. a. H•y nªu c¸ch vÏ ®­êng ®i cña tia s¸ng ph¸t ra tõ S, ph¶n x¹ lÇn l­ît trªn AB, AC råi ®i vÒ S. Chøng tá r»ng ®é dµi ®ã b»ng SS2; b. Víi vÞ trÝ nµo cña S trªn BC ®Ó tæng ®­êng ®i cña tia s¸ng trong c©u a lµ bÐ nhÊt? Câu 6: Một quả cầu rổng bằng đồng thả vào trong cốc nước thì chìm. Chỉ với các dụng cụ là lực kế và cốc nước hãy xác định thể tích phần rổng ( nước có trọng lượng riêng dn, đồng có trọng lượng riêng ) Chúc học tốt

Bài 1:

tốc v2 Một ụ tụ khỏc xuất phỏt từ N đi đến M, trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1 và thời gian cũn lại

đi với vận tốc v2 Nếu xe đi từ N xuất phỏt muộn hơn 0.5 giờ so với xe đi từ M thỡ hai xe đến địa điểm đó định cựng một lỳc Biết v1= 20 km/h và v2= 60 km/h

a Tớnh quóng đường MN

b Nếu hai xe xuất phỏt cựng một lỳc thỡ chỳng gặp nhau tại vị trớ cỏch N bao xa

Bài 2 :

Một bỡnh hỡnh trụ cú bỏn kớnh đỏy R1= 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t1= 200c Người ta

nhiệt với bỡnh và với mụi trường

a Tỡm nhiệt độ của nước khi cõn bằng nhiệt

b.Đổ thờm dầu ở nhiệt độ t3= 150c vào bỡnh cho vừa đủ ngập quả cầu Biết khối lượng riờng và nhiệt dung

của quả cầu lờn đỏy bỡnh?

Bài 3:

Một bỡnh nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước ở nhiệt độ t0 = 200 C Người ta lần lượt thả vào bỡnh này những quả cầu giống nhau đó được đốt núng đến 100oC Sau khi thả quả cầu thứ nhất thỡ nhiệt độ của nước trong bỡnh khi cõn bằng nhiệt là t1 = 400 C Biết nhiệt dung riờng của nước là 4200J/kg.độ Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với mụi trường và bỡnh nhiệt lượng kế Giả thiết nước khụng bị tràn ra ngoài

a) Nhiệt độ của nước trong bỡnh khi cõn bằng nhiệt là bao nhiờu nếu ta thả tiếp quả cầu thứ hai, thứ ba? b) Cần phải thả bao nhiờu quả cầu để nhiệt độ của nước trong bỡnh khi cõn bằng nhiệt là 900 C

Cõu 4 :

Một chiếc cốc hỡnh trụ khối lượng m trong đú chứa một lượng nước cũng cú khối lượng m Cả hệ đang ở nhiệt độ t1 = 100C Người ta thả vào cốc một cục nước đỏ khối lượng M đang ở nhiệt độ 00C thỡ cục nước đỏ

đú chỉ tan được 1

3 khối lượng của nú và luụn nổi trong khi tan Rút thờm một lượng nước cú nhiệt độ t2 =

400C vào cốc Khi cõn bằng nhiệt thỡ nhiệt độ của hệ lại là 100C, cũn mực nước trong cốc cú độ cao gấp đụi mực nước sau khi thả cục nước đỏ Hóy xỏc định nhiệt dung riờng của chất làm cốc Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với mụi trường xung quanh và sự gión nở vỡ nhiệt của cốc và nước Biết nhiệt dung riờng của nước là C =

4200 J/kg.K và nhiệt lượng cần cung cấp cho 1 kg nước đỏ núng chảy hoàn toàn ở 00C là 336.103 J

Cõu 5:

mặt phản xạ hớng vào nhau sao cho tam giác ABC là

tam giác đều Một nguồn sáng điểm S di chuyển trên

nêu cách vẽ đờng đi của tia sáng phát ra từ S, phản xạ

lần lợt trên AB, AC rồi đi về S Chứng tỏ rằng độ dài

b Với vị trí nào của S trên BC để tổng đờng đi của

tia sáng trong câu a là bé nhất?

Cõu 6:

Một quả cầu rổng bằng đồng thả vào trong cốc nước thỡ chỡm Chỉ với cỏc dụng cụ là lực kế và cốc nước hóy xỏc định thể tớch phần rổng ( nước cú trọng lượng riờng dn, đồng cú trọng lượng riờng dcu)

STT Nội dung

1

a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S

Thời gian đi từ M đến N của xe M là t1:

2 1

2 1 2

1 1

2

) (

2

v v S v

S v

S

(a)

Gọi thời gian đi từ N đến M của xe N là t2 Ta có:

) 2

( 2

2

2 1 2 2

2 1

t v

t v

t

( b) Theo bài ra ta có : t1−t2 =0,5(h) hay :

Thay giá trị của vM ; vN vào ta có S = 60 km

Thay S vào (a) và (b) ta tính được: t1=2h; t2=1,5 h

b) Gọi t là thời gian mà hai xe đi được từ lúc xuất phát đến khi gặp nhau

Khi đó quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là:

20

M

S = t nếu t ≤1,5h (1)

30 ( 1,5)60

M

20

N

S = t nếu t≤0,75h (3)

N

S = + −t nếu t ≥0,75h (4)

Hai xe gặp nhau khi : SM + SN = S = 60 và chỉ xảy ra khi 0,75≤t ≤1,5h

Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4):

20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60

8

9

2.

a)

Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt :

- Khối lượng của nước trong bình là:

m1= V1.D1= (πR2

1 R2- 2

1 3

4

πR3

2).D1 ≈ 10,467 (kg)

- Khối lượng của quả cầu là: m2= V2.D2= 3

4

π R3

2.D2= 11,304 (kg)

- Phương trình cân bằng nhiệt: c1m1( t - t1 ) = c2m2( t2- t )

2 2 2 1 1 1

m c m c

t m c t m c

+

+

= 23,70c

b)

Thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là:

3 1

D

D m

= 8,37 (kg)

- Tương tự như trên, nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt là:

3 3 3 2 2 2 1 1 1

m c m c m c

t m c t m c t m c

+ +

+ +

≈ 210

c

- Áp lực của quả cầu lên đáy bình là:

F = P2- FA= 10.m2 - 2

1 3

4

π R3

2( D1+ D3).10 ≈ 75,4(N)

3 a Gọi khối lượng của nước là m, khối lượng và nhiệt dung riờng của quả cầu là m1 và c1 Nhiệt độ khi cõn bằng nhiệt là tcb và số quả cầu thả vào nước là N

Ta cú: Nhiệt lượng tỏa ra từ cỏc quả cầu là: Qtỏa = Nm1c1(100 – tcb)

* Nhiệt lượng thu vào của nước là: Qthu = 4200m(tcb – 20)

* Điều kiện cõn bằng: Qtỏa = Qthu ⇒ Nm1c1(100 – tcb) = 4200m(tcb – 20) (1)

* Khi thả quả cầu thứ nhất: N = 1; tcb = 400 C, ta cú:

1.m1c1(100 – 40) = 4200m(40 – 20)⇒ m1c1 = 1400m (2)

Thay (2) và (1) ta được: N.1400m(100 – tcb) = 4200m(tcb – 20)

⇒ 100N - Ntcb = 3tcb – 60 (*)

* Khi thả thờm quả cầu thứ hai: N = 2, từ phương trỡnh (*) ta được:

200 – 2tcb = 3tcb – 60 ⇒ tcb = 520 C

Võy khi thả thờm quả cầu thứ hai thỡ nhiệt độ cõn bằng của nước là 520 C

* Khi thả thờm quả cầu thứ ba: N = 3, từ phương trỡnh (*) ta được:

300 – 3tcb = 3tcb – 60 ⇒ tcb = 600 C Võy khi thả thờm quả cầu thứ ba thỡ nhiệt độ cõn bằng của nước

là 600 C

b * Khi tcb = 900 C, từ phương trỡnh (*) ta được:

bằng là 900 C

4.

- Vỡ vật hỡnh trụ nờn

=

- Mà h1 + h2 = h ⇒

2 1

1 2 1 2

1 2

d - d

d - d

d - d

d - d











-Gọi H2, H1 lần lượt là độ sõu của lớp chất lỏng d2 và lớp chất lỏng d1

- Điều kiện để vật nổi lờn trờn chất lỏng phớa trờn là : H1 < h1 tức là

2 1

1 2

d - d

d - d

- Để vật khụng chạm đỏy thỡ: H2 > h2 tức là

1 2

1 2

d - d

d - d

- Thả cục nước đỏ vào cốc nước, khi cõn bằng nhiệt cục nước đỏ chỉ tan 1/3 khối lượng của nú nờn nhiệt độ cõn bằng là 00C

- Ta cú phương trỡnh cõn bằng nhiệt:

M λ

3 = m(C + Cx).∆t1 = m(C + Cx).10 (1) Trong đú λ = 336.103 J/kg, Cx là nhiệt dung riờng của chất làm cốc

- Sau khi rút thờm một lượng nước, khi cõn bằng nhiệt mực nước trong cốc cú độ cao gấp đụi mực nước sau khi thả cục nước đỏ nờn khối lượng nước vừa đổ bằng (m + M)

2 Mλ + (MC + mC + mC ).Δt = (m + M).C.Δt 3

2 (λ - 20C).M = m(2C - C )

3 Chia (2) cho (1) ta được: Cx =

2

20C

λ - 20C = 1400 J/kg.K

5. a Hãy nêu cách vẽ đ ờng đi của tia sáng phát ra từ S, phản xạ lần l ợt trên AB, AC rồi đi về S Chứng tỏ rằng độ dài đó bằng SS 2 ;

-Ta nối S2 với S cắt AC tại J, nối J với S1 cắt AB tại I

( Đối xứng trục )

b.Tìm vị trí của S trên BC để SS 2 nhỏ nhất :

+S1AS2 = 2S1AC ( 2)

Lấy (2) - (1) ta đợc: S1AS2 - S1AS = 2(S1AC - S1AB)

⇔ SAS2 = 2SAB

⇔ SAS2 = 1200

2

3

Ta cú: P = dcu.V (1) , V là thể tớch phần đồng tạo nờn quả cầu

Bước 2: Thả quả cầu ngập hoàn toàn trong cốc nước và cõn( quả cầu khụng chạm đỏy)

Ta được: P' = P – FA = P – dH20.V' (2) với V' là thể tớch quả cầu

Từ (1) và (2) ta cú: V = d cu

P

' '

H

d

P P

V = −

Ta cú, thể tớch phần rổng là:

cu

P d

P P V V

v = − = − −

∆

20 ' '