Vì chỉ cần tính gần đúng khối lượng riêng của vật và vì vật có kích thước nhỏ nên ta có thể coi gần đúng rằng khi vật rơi tới mặt nước là chìm hoàn toàn ngay. Khi vật rơi trong không k[r]
Trang 1PHÒNG GD-ĐT THỊ XÃ PHÚC YÊN
Môn: Vật Lí
Thời gian làm bài: 150 Phút
-
Bài 1:
Một chiếc xe khởi hành từ A lức 8 giờ 15 phút để đi tới B Quãng đường AB dài 100 km Xe
cứ chạy 15 phút thì dừng lại 5 phút Trong 15 phút đầu xe chạy với vận tốc không đổi
v1 = 10km/h, các thời gian 15 phút tiếp theo xe chạy với tốc độ lần lượt là 2v1, 3v1, 4v1…nv1
a Tính vận tốc trung bình của xe trên quãng đường AB
b Xe tới B lúc mấy giờ
Bài 2:
Cho mạch điện như hình vẽ Đặt vào mạch điện hiệu điện thế
U = 2V, các điện trở R0 = 0,5Ω; R1 = 1Ω; R2 = 2Ω; R3 = 6Ω;
R4 = 0,5Ω; R5 là một biến trở có giá trị lớn nhất là 2,5Ω
Bỏ qua điện trở của Ampe kế và dây nối Thay đổi giá trị của R5,
và xác định giá trị của R5để:
a Ampe kế A chỉ 0,2A
b Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất
Bài 3:
Một hộp kín H có ba đầu ra Biết rằng trong hộp kín là sơ đồ
mạch điện được tạo bởi các điện trở Nếu mắc hai chốt 1 và 3 vào
hiệu điện thế nguồn không đổi U = 15 V thì hiệu điện thế giữa các
cặp chốt 1-2 và 2-3 lần lượt là U12 = 6 V và U23 = 9 V Nếu mắc hai
chốt 2 và 3 cũng vào hiệu điện thế U trên thì hiệu điện thế giữa các
cặp chốt 2-1 và 1-3 lần lượt là U21 = 10 V và U13 = 5 V
a, Hãy vẽ một sơ đồ mạch điện trong hộp kín H với số điện trở ít nhất Cho rằng điện trở nhỏ nhất trong mạch điện này là R, hãy tính các điện trở còn lại trong mạch đó
b, Với sơ đồ mạch điện trên, nếu mắc hai chốt 1 và 2 vào hiệu điện thế U trên thì các hiệu điện thế U13 và U32 là bao nhiêu ?
Bài 4:
Một vật nặng bằng gỗ, kích thước nhỏ, hình trụ, hai đầu hình nón được thả không có vận tốc ban đầu từ độ cao 15cm xuống nước Vật tiếp tục rơi trong nước, tới độ sâu 65 cm thì dừng lại, rồi từ từ nổi lên Xác định gần đúng khối lượng riêng của vật Coi rằng chỉ có lực Ácsimét là lực cản đáng kể Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3
Bài 5:
Trong tay em chỉ có 1 chiếc 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 của một chất lỏng nào đó và khối lượng riêng của cốc thủy tinh Cho rằng đã biết khối lượng riêng của nước là D1
- Hết -
Họ tên học sinh: : Lớp
Trường:
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
A
U -
+
A
R 4
R 1
R 0
R 5
R 3
R 2
B
D
C
1
2
3 H
Trang 2ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM CHẤM
Câu 1
2điểm
a Tính vận tốc trung bình
• Gọi S1, S2, …Sn lần lượt là các quãng đường đi được trong 1/4h kế tiếp
nhau v1, v2,…vn là giá trị của vận tốc khi xe chạy trên các quãng đường ấy
v1=10km/h
v2=2v1 =20km/h
v3=3v1=30km/h
………
Vn=kv1= 10n (km/h)
• Quãng đường đi được:
S1 = v1t = 10.1/4 = 2,5km
S2 = v2t = 20.1/4 = 5km
S3 = v3t = 30.1/4 = 7,5km
………
Sk = vnt = 10n.1/4 = 2,5n (km)
• Tổng quãng đường : S = S1 + S2 + S3 … +Sn = 2,5(1+2+3….+n)
với (n nguyên dương)
• S = 2,5n(n+1)/2 = 100 => n(n+1) = 80 => n2 +n- 80 =0
=> n =8,45 hoặc n= - 9,45
Vì n nguyên dương, nếu n= 8 thì S = 2,5.8(8+1) = 90 (km)
• Như vậy vận tốc trung bình là vTB = AB/t
• Thời gian 8 lần xe chuyển động là t1 = 8.1/4 = 2h
- Thời gian 8 lần xe nghỉ 15 phút là t2 = 8.1/12 = 2/3h
- Thời gian xe chuyển động 10km cuối là t3 = 10/90 = 1/9h
Vậy t = t1+ t2 + t3 = 2+ 2/3 + 1/9 = 25/9h
• Vận tốc trung bình vTB = 100/(25/9) = 36km/h
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
b Thời điểm tới B
• Xe tới B đồng hồ chỉ lúc 8h15’ + 2h 46’40’’ = 11h01’40’’ 0,5
Câu 2
2điểm
a Xác định R5 để ampe kế chỉ 0,2A
• Vẽ lại mạch điện như hình vẽ
• Ký hiệu điện trở đoạn AC là
x = 0,5 + R5 Điện trở toàn mạch là
3 2 3 1
1 0
2
R R
R R x R
x R R
R tm
+
+ + +
=
Thay số: Rtm = 2 3 2
+
• Cường độ dòng điện mạch chính: ( )
2 3
1 2 +
+
=
=
x
x R
U I
tm
• Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(có chứa x):
2 3
2 +
=
x
I x
0,5
0,25
0,25
Trang 3Cường độ dòng điện qua R3 là: 2(3 2)
1
+
=
x
x I
• Xét tại nút C: IA= Ix – I3 ⇒ ( ) 2(3 2) 0,2
3 2
3 2
1 2
3
2
= +
−
= +
+
− +
=
x
x x
x x
(do I x ≥ I3)
• Giải phương trình trên ta được x = 1Ω ⇒ R5= 0,5Ω
0,25
b Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất
• Từ phương trình (1), ta có: 2(3 2)
3 +
−
=
x
x
I A
(với x = 0,5 + R5 Biến đổi từ 0,5Ω - Khi R5=0 đến 3,0Ω - Khi R5=2,5Ω)
4
6
x
−
• Nhận thấy IA max ⇔ mẫu (6x+4)Min và (6+4/x)Min ⇔ xmin
Theo đầu bài có xmin= 0,5Ω ⇒ R5 = 0
Thay vào IA ta được IAmax= 0,357A
0,25
0,5
câu 3
2 điểm
- Theo bài ra, khi thay đổi các cặp đầu vào của mạch điện thì hiệu điện thế
giữa các cặp đầu ra cũng thay đổi, ta suy ra rằng giữa các cặp chốt phải có
điện trở khác nhau và số điện trở ít nhất của mạch trong hộp kín H là 3
- Hình vẽ
(Học sinh có thể trình bày một trong hai sơ đồ cách mắc sau và tính các
đại lượng mà bài toán yêu cầu theo sơ đồ đó, mỗi cách trình bày hoàn toàn
đúng đều cho điểm tối đa của bài Hoặc trình bày cách giải khác nhưng số
điện trở lớn hơn 3 thì chỉ cho 50% điểm của bài nếu lời giải đúng)
Cách 1 :
- Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V)
Ta có : 1 12
3 23
R = U = = 9 3 (1)
- Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V)
Ta có : 2 21
3 13
2
R = U = 5 = (2)
Từ (1) và (2) suy ra : R1là điện trở nhỏ nhất
⇒ R1 = R, R2 = 3R, R3 = 1,5R
- Khi U12 = 15(V) Ta có : 13 1
32 2
U = R = 3R = 3 (1) Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (2)
Từ (1) và (2) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V)
Cách 2 :
- Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V)
Ta có : 3 12
1 23
R = U = = 9 3 (3)
- Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V)
0,25 0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
1
2
3
R
2
3
1
2
3 R
R
R1
2 3
Trang 4Ta có : 3 21
2 13
2
R = U = 5 = (4)
Từ (1) và (2) suy ra : R2là điện trở nhỏ nhất
⇒ R2 = R, R1 = 3R, R3 = 2R
- Khi U12 = 15(V) Ta có : 13 2
32 1
U = R = 3R = 3 (3) Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (4)
Từ (3) và (4) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V)
1,5
Câu 4
2điểm
Vì chỉ cần tính gần đúng khối lượng riêng của vật và vì vật có kích thước
nhỏ nên ta có thể coi gần đúng rằng khi vật rơi tới mặt nước là chìm hoàn
toàn ngay
Gọi thể tích của vật là V và khối lượng riêng của vật là D, Khối lượng
riêng của nước là D’ h = 15 cm; h’ = 65 cm
Khi vật rơi trong không khí Lực tác dụng vào vật là trọng lực
P = 10DV
0,25
Công của trọng lực là: A1 = 10DVh 0,25 Khi vật rơi trong nước lực ác si mét tác dụng lên vật là: FA = 10D’V 0,25
Vì sau đó vật nổi lên, nên FA > P
Hợp lực tác dụng lên vật khi vật rơi trong nước là: F = FA – P = 10D’V –
10DV
0,25
Theo định luật bảo toàn công:
'
'
D h h
h
Câu 5
2điểm
Gọi diện tích đáy cốc là S, Khối lượng riêng của cốc là D0; Khối lượng
riêng của nước là D1; khối lượng riêng của chất lỏng cần xác định là D2 và
thể tích cốc là V chiều cao của cốc là h
Lần 1: thả cốc không có chất lỏng vào nước phần chìm của cốc trong nước
là h1
Ta có: 10D0V = 10D1Sh1 ⇒ D0V = D1Sh1 (1)
0.5
⇒ D0Sh = D1Sh1 ⇒ D0 =
h
h1
D1 ⇒ xác định được khối lượng riêng của
Lần 2: Đổ thêm vào cốc 1 lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng (
vừa phải) có chiều cao h2, phần cốc chìm trong nước có chiều cao h3
Ta có: D1Sh1 + D2Sh2 = D1Sh3 ( theo (1) và P = FA)
0.5
D2 = (h3 – h1)D1 ⇒ xác định được khối lượng riêng chất lỏng 0.25 Các chiều cao h, h1, h2, h3 được xác định bằng thước thẳng D1đã biết 0.25
Lưu ý: Nếu thí sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa
- HẾT -