HYPERLINK "mailto:Physicsyenthanh@gmail.com" Physicsyenthanh@gmail.com Mob: 0983.807.828
KIỂM TRA ĐỘI TUYỂN TỈNH - 2024
Câu 1 (4,0 điểm). Cho hai vật rắn đặc A, B hình lập phương có cạnh a = 20cm, có khối lượng lần lượt là m1 = 12kg và m2 = 6,4kg được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh không giãn ở tâm mỗi vật. Thả hai vật vào bể đựng nước có độ sâu đủ lớn, nước có khối lượng riêng D0 = 1000kg/m3.
a. Mô tả trạng thái của hệ hai vật.
b. Tìm lực căng của dây nối.
c. Lực căng lớn nhất mà sợi dây chịu được là 70N. Kéo từ từ hệ vật lên trên theo phương thẳng đứng với lực kéo đặt vào tâm vật ở trên. Dây bị đứt khi nào?
Câu 2 (3,5điểm). Dùng một ấm điện loại 220V-1000W mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 220V không đổi để đun một lượng nước ở nhiệt độ ban đầu là 20oC. Khi đun, sau 5 phút thì nhiệt độ nước lên đến 45oC. Ngay sau đó bị mất điện trong 3 phút, vì vậy nhiệt độ nước giảm xuống đến 40oC. Khi nhiệt độ nước còn 40oC, lại có điện và tiếp tục đun cho đến khi nước sôi. Biết nhiệt lượng nước toả ra môi trường tỉ lệ thuận với thời gian; nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của ấm đun. Hãy tính:
a) Khối lượng nước đã đun.
b) Thời gian cần thiết kể từ khi bắt đầu đun cho tới khi nước sôi.
Câu 3 (4,0 điểm).
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết r = 3Ω, R2 là một biến trở.
a. Điều chỉnh biến trở R2 để cho công suất trên nó là lớn nhất, khi đó công suất trên R2 bằng 3 lần công suất trên R1. Tìm R1?
Đ3
Đ1
Đ1
Đ2
Đ2
Đ3
U
U
r
r
b. Thay R2 bằng một bóng đèn thì đèn sáng bình thường, khi đó công suất trên đoạn mạch AB là lớn nhất. Tính công suất và hiệu điện thế định mức của đèn? Biết U = 12V. + U -
r
R2
R1
A
B
HYPERLINK "mailto:Physicsyenthanh@gmail.com" Physicsyenthanh@gmail.com Mob: 0983.807.828
KIỂM TRA ĐỘI TUYỂN TỈNH - 2024
Câu 1 (4,0 điểm). Cho hai vật rắn đặc A, B hình lập phương có cạnh a = 20cm, có khối lượng lần lượt là m1 = 12kg và m2 = 6,4kg được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh không giãn ở tâm mỗi vật. Thả hai vật vào bể đựng nước có độ sâu đủ lớn, nước có khối lượng riêng D0 = 1000kg/m3.
a. Mô tả trạng thái của hệ hai vật.
b. Tìm lực căng của dây nối.
c. Lực căng lớn nhất mà sợi dây chịu được là 70N. Kéo từ từ hệ vật lên trên theo phương thẳng đứng với lực kéo đặt vào tâm vật ở trên. Dây bị đứt khi nào?
Câu 2 (3,5điểm). Dùng một ấm điện loại 220V-1000W mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 220V không đổi để đun một lượng nước ở nhiệt độ ban đầu là 20oC. Khi đun, sau 5 phút thì nhiệt độ nước lên đến 45oC. Ngay sau đó bị mất điện trong 3 phút, vì vậy nhiệt độ nước giảm xuống đến 40oC. Khi nhiệt độ nước còn 40oC, lại có điện và tiếp tục đun cho đến khi nước sôi. Biết nhiệt lượng nước toả ra môi trường tỉ lệ thuận với thời gian; nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của ấm đun. Hãy tính:
a) Khối lượng nước đã đun.
b) Thời gian cần thiết kể từ khi bắt đầu đun cho tới khi nước sôi.
Câu 3 (4,0 điểm).
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết r = 3Ω, R2 là một biến trở.
a. Điều chỉnh biến trở R2 để cho công suất trên nó là lớn nhất, khi đó công suất trên R2 bằng 3 lần công suất trên R1. Tìm R1?
Đ3
Đ1
Đ1
Đ2
Đ2
Đ3
U
U
r
r
b. Thay R2 bằng một bóng đèn thì đèn sáng bình thường, khi đó công suất trên đoạn mạch AB là lớn nhất. Tính công suất và hiệu điện thế định mức của đèn? Biết U = 12V. + U -
r
R2
R1
A
B
Câu 4 (3,0 điểm).
Có 3 đèn Đ1, Đ2 và Đ3 mắc vào nguồn hiệu điện
thế U = 15V không đổi qua điện trở r như 2
sơ đồ bên. Biết đèn Đ1 và Đ2 giống nhau, trong
cả 2 sơ đồ a,b. cả 3 đèn đều sáng bình thường.
a. Tìm hiệu điện thế định mức đối với mỗi đèn.
a bb.Với sơ đồ hình a, công suất nguồn cung cấp là P = 15W. Xác định công suất định mức của mỗi đèn.
c. Xác định hiệu suất của các cách mắc các bóng đèn. Chọn cách mắc ở sơ đồ nào có lợi hơn? Tại sao?
Xem rằng điện năng tiêu thụ trên các bóng đèn là có ích, còn điện năng tiêu thụ trên điện trở r là vô ích. Bỏ qua điện trở của các dây nối.
Câu 5 (2,0 điểm).
Một điện trở R0 = 10Ω mắc nối tiếp với một tủ sấy điện có điện trở R = 20Ω rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi. Sau một thời gian nhiệt độ của tủ sấy nóng tới nhiệt độ ổn định t1 = 520C. Hỏi nếu mắc thêm một tủ sấy giống như tủ sấy trước và mắc song song với tủ đó thì các tủ sấy sẽ nóng tới nhiệt độ ổn định t2 là bao nhiêu? Coi công suất tỏa nhiệt từ tủ sấy ra môi trường tỉ lệ thuận với độ chênh lệch giữa nhiệt độ của tủ và môi trường. Nhiệt độ của phòng là t0 = 200C.
Câu 6 (2,5 điểm).
Cho các dụng cụ sau: Cốc, cân và bộ quả cân, nước đã biết khối lượng riêng, chất lỏng cần xác định khối lượng riêng. Hãy trình bày cách xác định khối lượng riêng của chất lỏng trên. (Biết các chất không phản ứng với nhau). Biện luận sai số,cách khắc phục.
CâuNội dung đáp ánĐiểm1
a. Khối lượng riêng của hệ vật:
Vì DV > D0 nên hệ vật chìm hoàn toàn trong nước.
Vì m1 > m2 nên khi thả hệ hai vật vào nước thì vật A chạm đáy và vật B ở trên (hình vẽ)
b. Xét vật B: Tác dụng lên vật B có: Trọng lực , lực căng của dây , lực đẩy Acsimet
Vì vật B cân bằng ta có:
P2 + T = FA2
=> T = FA2 - P2
=> T = 10.D0.a3 – 10.m2
= 10.1000.(0,2)3 – 10.6,4 = 16(N)
0,5
0,5
0,5
0,5
c. Khi kéo hệ vật lên:
Xét khi vật B ra khỏi nước, vật A rời khỏi đáy bình nhưng vẫn chìm hoàn toàn trong nước:
Xét vật A, ta có: P1 = FA1 + T
Lực căng dây T = P1 - FA1 = 10m1 - 10D0a3 = 10.12 – 10.1000.( 0,2)3 = 40N Vì T < Tmax nên dây chưa bị đứt
Xét khi vật A ra khỏi nước, ta có:
Lực căng của dây T = P1 = 10.12 = 120N
Vì T > Tmax nên dây bị đứt
Vậy dây bắt đầu bị đứt khi vật A còn chìm một phần trong nước. Gọi chiều cao vật A chìm trong nước là x. (0 < x < a)
Xét vật A lúc đó, ta có: FA1’ = P1 - Tmax = 120 – 70 = 50N
=> 10.D0.a2.x = 50
Vậy dây bắt đầu bị đứt khi vật A còn chìm trong nước là 12,5cm.
* HS không biểu diễn lực trừ 0,125đ
0,5
0,5
0,5
0,52
Bài 3: 3,5 điểm
1) 2,0 điểm. Tính khối lượng nước đem đun.
- Vì nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = Uđm công suất tỏa nhiệt của ấm bằng công suất định mức P = Pđm = 1000W.
- Gọi k là hệ số tỉ lệ giữa nhiệt lượng nước toả ra môi trường với thời gian.
- Khi đun nước từ 20oC lên đến 45oC, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
P.t1 = mc(45-20) + k.t1
1000.300 = m.4200.25+ k.300
300000 =105000m + 300k (*)
- Khi mất điện, ta có: k.t2 = mc(45-40)
k.180 = m.4200.5
k =
- Thay k vào (*) ta được: 300000 =105000m + 300.
m = (kg)
b) 1,5 điểm. Thời gian cần thiết để đun sôi nước
- Khi tiếp tục đun từ 400C đến sôi ta có phương trình cân bằng nhiệt:
P.t3 = mc(100-40) + k.t3
1000. t3 =4200.60 +.. t3
750. t3 = 540000
t3 = 720s = 12 phút
- Vậy tổng thời gian cần để đun sôi nước là:
t = t1 + t2 + t3 = 5 + 3 + 12 = 20 phút.
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,53 a. Điện trở toàn mạch: R = r + RAB = r +
- Dòng điện mạch chính: I =
- Từ hình vẽ ta có: U2 = UAB = I.RAB=
- Công suất trên R2: P2 = =
Vận dụng bất đẳng thức côsi ta có:
P 2 =
Vậy P2MAX = Khi R2(r + R1) = rR1 => R2 = (1)
Mặt khác theo bài ra ta có: = =>.=
=> = => R1= 3R2 (2)
Từ (1) và (2) Giải ra ta có: R2 = 2; R1= 6
b. Thay R2 bằng đèn. Từ hình vẽ ta có:
- Cường độ dòng điện mạch chính. I =
- Công suất trên AB: P AB= I2.RAB => P AB= => P ABMAX= Khi r = RAB = 3
Mặt khác RAB= = 3 => =3 => Rđ = 6
Do Rđ = R1 => P đ = P 1=== 6W
Mặt khác vì RAB = r => Uđ = UAB = = 6V
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
4 a. Vì 3 bóng đèn sáng bình thường: I3 = 2I1, U3 = 2U1
Xét hình 2a có:
U = I3.r + U3 + U1 = 2I1.r + 3U1 (1)
Xét hình 2b có:
U = (I3 + I1).r +2U1 = 3I1.r + 2U1 (2)
Từ (1) và (2):
2I1.r + 3U1 = 3I1.r + 2U1
=> I1.r = U1 = I1.RĐ1 => RĐ1 = RĐ2= r
Thay vào (1) có U = 5U1 => UĐ1 = UĐ2 = 3 (V), U3 = 2.U1 = 2.3 = 6(V)
Vậy hiệu điện thế của Đ1, Đ2, Đ3 lần lượt là: 3V; 3V; 6V
0,5
0,5b) Theo sơ đồ hình 2a, ta có công suất tiêu thụ của toàn mạch điện là:
P2a= U.I3 = 2U.I1 → I1 = → I3 = 2I1 = 1A
Công suất định mức của mỗi bóng đèn là
P1 = P2 = U1 I1 = 3.0,5 = 1,5 W
P3 = U3 I3 = 6.1 = 6W
0,5
0,5c) Hiệu suất trong hai cách mắc trên là:
Vậy mắc các bóng đèn như sơ đồ hình 2a có lợi hơn cách mắc bóng đèn như sơ đồ hình 2b
0,5
0,5
5
Khi tủ sấy nóng tới nhiệt độ ổn định thì công suất tỏa nhiệt của dòng điện ở tủ sấy bằng công suất tỏa nhiệt từ tủ sấy ra môi trường xung quanh.
Lúc đầu mạch điện chỉ có điện trở R0 mắc nối tiếp với một tủ sấy có điện trở R, cường độ dòng điện chạy qua tủ sấy là : I1 =
Ta có: I12.R = k(t1 – t0)
=> = k(t1 – t0)
=> (1)
Khi mắc thêm một tủ sấy nữa song song với tủ trước, cường độ dòng điện chạy qua mỗi tủ sấy là: I2 =
Ta có: I22.R = k(t2 – t0)
=> = k(t2 – t0)
=> (2)
Từ (1) và (2) ta được:
Thay số được: t2 = 380C.
Vậy nếu mắc thêm một tủ sấy giống như tủ sấy trước và mắc song song với tủ đó thì các tủ sấy sẽ nóng tới nhiệt độ ổn định 380C.
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
6
a. Cơ sở lý thuyết:
- Có khối lượng riêng được xác định bởi công thức:
- Để xác định được D ta cần xác định m và V
- Với các dụng cụ đã cho để xác định được m ta dùng cân, còn xác định V ta đo thông qua thể tích của nước.
b. Tiến hành đo:
- Dùng cân đo khối lượng của cốc (m1)
- Đổ nước vào đầy cốc đo khối lượng của cốc nước (m2)
Ta có: khối lượng của nước mn = m2 – m1
- Đổ nước ra đổ đầy chất lỏng cần xác định khối lượng riêng vào cốc, dùng cân đo khối lượng của cốc chất lỏng (m3)
Ta có: khối lượng của chất lỏng: mx = m3 – m1
c. Tính toán: Trên cơ cở của các phép đo ta có: thể tích của nước bằng thể tích của chất lỏng cần xác định.
Ta có: Vn => Vx
= => Dx = . Thay kết quả m1, m2, m3 và Dn đã biết, ta xác định được Dx.
d. Biện luận sai số:
- Sai số do cách đo:
+ Trong quá trình cân khối lượng của cốc, cốc nước và cốc chất lỏng đọc số chỉ thiếu chính xác
+ Có sự dính ướt của nước trong cốc.
- Sai số do dụng cụ đo: Chọn dụng cụ đo (cân và bộ quả cân) có GHĐ và ĐCNN thích hợp
- Khắc phục bằng cách đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình.
0,5
0,5
0,25
0,5
0,25
0,25