Hỏi nhiệt lượng toả ra trong hệ này là bao nhiêu nếu thay đổi chất lỏng trên bằng một chất lỏng khác có khối lượng riêng 2 và hằng số.. điện môi 2.[r]
Trang 1SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010 – 2011
Môn thi: VẬT LÝ
Ngày thi: 8/ 10 / 2010
Thời gian làm bài: 180 phút
Bài 1 (3,0 điểm): Vệ tinh chuyển động tròn đều quanh Trái
Đất (có bán kính R0) ở độ cao là H = R0 Người ta muốn
chuyển vệ tinh lên quỹ đạo tròn ở độ cao là H’ = 3R0, bằng quỹ
đạo hình elip AB tiếp tuyến với hai quỹ đạo trên tại A và B
Các điểm A, O và B thẳng hàng (hình 1) Cần phải tăng hoặc
giảm (tăng giảm rất nhanh) vận tốc vệ tinh ở các điểm A và B
một giá trị bao nhiêu để có sự thay đổi trên Biết vận tốc vũ trụ
cấp một là V1 = 7,9 km/s
Bài 2 (4,0 điểm): Một quả cầu đặc, đồng chất, có khối
lượng m và bán kính R Cho quả cầu quay quanh một trục nằm
ngang đi qua tâm đứng yên với tốc độ góc
0
rồi buông nhẹ
cho nó rơi xuống sàn nằm ngang Độ cao của điểm thấp nhất của quả cầu khi bắt đầu rơi là h (hình 2) Quả cầu va chạm vào sàn rồi nẩy lên tới độ cao a2h, tính cho điểm thấp nhất Trong thời gian va chạm quả cầu trượt trên sàn Bỏ qua lực cản của không khí và sự biến dạng của quả cầu và sàn khi va chạm Thời gian va chạm là bé nhưng hữu hạn Gia tốc trọng trường là
g, hệ số ma sát trượt giữa quả cầu và sàn là Hãy tìm:
1 Điều kiện 0để xẩy ra sự trượt trong quá trình va chạm
2 Tan , với là góc nẩy lên như trong hình 2.
3 Quãng đường nằm ngang d mà tâm quả cầu đi được giữa lần va chạm thứ nhất đến lần va chạm thứ hai
Bài 3 (3,0 điểm): Một đoạn dây dẫn mảnh dài có bọc cách
điện được uốn thành đường hình sin, chiều cao đường hình sin
bằng a (hình 3) Nối hai đầu dây MN bằng một đoạn dây dẫn
thẳng cùng loại tạo thành một khung dây kín có điện trở của khung
là R, có độ tự cảm L Cho khung dây chuyển động vào một từ
trường đều B đủ rộng, vuông góc với mặt phẳng của khung, với
vận tốc không đổi V hướng dọc theo đoạn dây thẳng Thời gian để
một chu kì hình sin của khung đi vào từ trường là Tính công suất tỏa nhiệt trung bình trên khung trong thời gian khung chuyển động trong từ trường
1
Đề chính thức
Hình 3
0
Hình 2
a h h
Đề thi gồm 02 trang
R 0
O.
Hình 1
B
V
a +
B
Trang 2Bài 4 (3,0 điểm): Hai bản tụ điện phẳng được mắc vào một nguồn có suất điện động là E và điện trở
trong r Các bản tụ đặt thẳng đứng và đưa một bình lớn chứa chất lỏng có khối lượng riêng 1 và hằng
số điện môi 1, tới sát mép dưới của các bản tụ Khi đó chất lỏng sẽ bắt đầu được hút vào trong tụ Trong thời gian thiết lập cân bằng trong hệ có toả ra nhiệt lượng là Q Hỏi nhiệt lượng toả ra trong hệ này là bao nhiêu nếu thay đổi chất lỏng trên bằng một chất lỏng khác có khối lượng riêng 2 và hằng số điện môi 2 Bỏ qua sức căng của mặt ngoài
Bài 5 (4,0 điểm): Bình Điu-a là một bình có hai thành tráng bạc ở mặt đối diện (để giảm bức xạ),
giữa hai thành là khí kém (để giảm dẫn nhiệt) Áp suất khí giữa hai thành bình nhỏ đến mức quãng đường tự do trung bình của phân tử lớn hơn kích thước của bình rất nhiều Phích nước là một kiểu bình Điu-a
1 Thiết lập công thức cho sự phụ thuộc của mật độ dòng nhiệt truyền qua thành bình vào nhiệt độ ở
thành bình ngoài là T0, thành bình trong là T1 ( T1 < T0) và mật độ phân tử khí là n ở khoảng giữa hai thành bình Biết rằng khí giữa hai thành bình là đơn nguyên tử (Mật độ dòng nhiệt bằng nhiệt lượng truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền nhiệt trong một đơn vị thời gian)
2 Hai bình Điu-a giống hệt nhau đặt trong không khí ở 300K Một bình chứa đầy Nitơ lỏng(sôi ở
77,3K dưới áp suất khí quyển), bình kia chứa đầy Hiđrô lỏng (sôi ở 20,4K dưới áp suất khí quyển) Tính
tỉ số khối lượng M1 của Nitơ bay hơi và khối lượng M2 của Hiđrô đã bay hơi trong cùng một thời gian
Bỏ qua sự dẫn nhiệt qua miệng bình Biết ẩn nhiệt hóa hơi của Nitơ là L1 = 2,0.105(J/kg), của Hiđrô là
L2 = 4,5.105 (J/kg)
Bài 6 (3,0 điểm): Đo độ từ thẩm của lõi sắt từ.
Trong phòng thí nghiệm có các dụng cụ sau: Một lõi sắt từ hình xuyến về hai phía đối xứng trên đó
có cuốn hai cuộn dây đồng sơn cách điện(có số vòng nguyên), một Ampekế, một Vôn kế, một biến trở, một điện kế xung kích, một nguồn điện một chiều, một thước đo chiều dài, khoá và các dây nối cần thiết Em hãy trình bày cơ sở lý thuyết và cách tiến hành thí nghiệm để đo độ từ thẩm của lõi sắt từ
……… Hết ………
2
Trang 3Họ và tên thí sinh: ……….Số báo danh:………
3