Bài khảo sát đt thành phố tháng 3/2023
Câu 1 :
Một vật xuất phát từ A chuyển động về phía B trên đường thẳng AB theo quy luật: trong 10 s đầu vật chuyển động đều hướng về B với vận tốc v1 = 10 cm/s, sau đó vật chuyển động lùi lại về phía A với vận tốc v2 = 4 cm/s trong thời gian 5 s. Tiếp đó vật lại chuyển động về B với vận tốc v1 trong 10 s, rồi lại giật lùi với vận tốc v2 trong 5 s. Quá trình lặp lại liên tục như vậy.
a . Sau thời gian bao lâu kể từ thời điểm bắt đầu chuyển động vật cách điểm xuất phát 500 cm.
b. Cùng một lúc với vật trên có một vật khác xuất phát từ B chuyển động về A với vận tốc không đổi v3 = 6 cm/s. Tìm vị trí hai vật gặp nhau. Biết khoảng cách AB = 10 m.
Câu 3:
Cho một cốc mỏng, khối lượng mc = 50g có chứa m1 = 400g nước ở nhiết độ t1 = 200C, và một số viên nước đá ở nhiệt độ t2 = -50C, mỗi viên có khối lượng m2 = 20g.
a. Thả hai viên nước đá vào cốc nước trên thí các viên nước đá có tan hết không? Nhiệt độ
trong cốc sau khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu?
b. Phải thả tiếp vào cốc ít nhất bao nhiêu viên nước đá nữa để cuối cùng trong cốc có hỗn hợp nước và nước đá.
Cho biết nhiệt dung riêng của cốc là c = 250J/kgK. Nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là: c1= 4,2.103J/kgK, c2 = 1,8.103J/kgK. Nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 00C. Nhiệt nóng chảy của nước đá (là nhiệt cần cung cấp cho 1kg nước đá nóng chảy hoàn toàn) là:
= 3,4.105J/kg. Bỏ qua mọi sự mất mát nhiêt.
Câu 4 :
Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế U giữa hai điểm A và B không đổi. Các điện trở R2 = R3 = R4 = R;
R1 = 3R; Rx là biến trở.
a. Điều chỉnh biến trở Rx đến giá trị sao cho công suất tỏa nhiệt trên điện trở R1 là P1 = 12W. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở R4 khi đó.
b. Tính giá trị của Rx theo R để công suất tỏa nhiệt trên Rx là lớn nhất.
Bài 5
Vật AB có dạng một đoạn thẳng đặt trước và vuông góc với trục chính xy của một thấu kính hội tụ L1 (hình H.3). Qua thấu kính L1, vật AB cho ảnh thật A1B1 cách vật 90cm và cao gấp đôi vật.
- Tìm tiêu cự f1 của thấu kính L1.
2. Bây giờ, đặt thêm một thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2 = 10cm sau thấu kính hội tụ L1 và cách L1 một đoạn a. Hai thấu kính có cùng trục chính xy. Tìm a để ảnh cuối cùng A’B’ của vật AB cho bởi hệ hai thấu kính là ảnh thật và cao bằng vật AB.
Bài 6: Trong giờ thực hành môn lí. Hai bạn An và Bình muốn thắp sáng hai bóng đèn sọi đốt Đ1: 6V- 3W và Đ2: 6V- 4,5W, chỉ có nguồn điện ổn định 12V, 4 điện trở giống nhau có giá tri 8 ôm và một số dây nối có điện trở không đáng kể.Với các dụng cụ như trên hai bạn thiết kế được 4 mạch điện chứa đồng thời 2 bóng đèn sáng bình thường (số điện trở trong mỗi mạch điện nhỏ hơn hoặc bằng 4).
- Hãy vẽ lại các sơ đồ mạch điện đó.
- Hiệu suất thắp sáng của mạch nào cao nhất vì sao? Tính hiệu suất đó?
|
Gọi khối lượng nước rót là m(kg); nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là t2 ta có:
Nhiệt lượng thu vào của bình 2 là: Q1 = 4200.2(t2 – 20)
Nhiệt lượng toả ra của m kg nước rót sang bình 2: Q2 = 4200.m(60 – t2)
Do Q1 = Q2, ta có phương trình:4200.2(t2 – 20) = 4200.m(60 – t2) => 2t2 – 40 = m (60 – t2)(1)
Ở bình 1 nhiệt lượng toả ra để hạ nhiệt độ:Q3 = 4200(10 - m)(60 – 58)= 4200.2(10 - m)Nhiệt lượng thu vào của m kg nước từ bình 2 rót sang là;Q4 = 4200.m(58 – t2)
Do Q3 = Q4, ta có phương trình: 4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2)
=> 2(10 - m) = m(58 – t2) (2)Từ (1) và (2) ta lập hệ phương trình:  Giải hệ phương trình tìm ra t2 = 300 C; m = 
|
|
|
Nhiệt lượng mà cốc và nước trong cốc hạ nhiệt độ đến O0CQ1 = ( Cc mc + C1m1) 20 = 33850(J).
Nhiệt lượng mà 2 viên nước đá thu vào để tăng nhiệt độ đến OOC.Q2 = 2C2m2.5= 360 (J).
Nhiệt lượng cần thiết để 2 viên nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toan ở 00C.
Q3 = 2m2λ = 13600 (J).
Nhận thấy: Q2< Q1 (360< 33850) nên nước đá bị nóng chảy.
Q2 + Q3 < Q1 ( 360 + 13600< 33850) nên nước đá nóng chảy hết tiếp tục tăng nhiệt độ.
Gọi t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt. Theo bài ra ta có phương trình cân bằng nhiêt:
mc.c(t1 – t) + m1.c1(t1 – t) = 2m2c2(0 – t2) + 2m2.+ 2m2c1(t – 0)
Giải PT ta tính được t  10,70C (t > 00C) Vậy hai viên đã tan hết.
|
|
|
Gọi M là khối lượng đá cần thả tiếp vào để nó thu nhiệt và nóng chảy hoàn toàn.
Ta có phương trình cân bằng nhiệt: mc.c(t – 0) + (m1 + 2m2)c1(t – 0) = Mc2(0 – t2) + M
Giải PT tính được M 57g Vậy số viên đá ít nhất cần thả vào cốc là:  (viên)
|
|
|
Có: I1 + I3 = I2 + I4   RI1 + RI3 = RI2 + RI4 (1)
Lại có U1 + U2 = U3 + U4 3RI1 + RI2 = RI3 + RI4 (2)
Từ (1) và (2), cộng vế ta có: 4RI1 = 2RI4 I4 = 2I1
Ta có:  P4 = 16W
|
|
Giả sử dòng điện qua Rx có chiều từ D tới C Tại C ta có I2 =I1 + Ix
  (1)Tại D ta có I3 =I4 + Ix
  (2)
Từ (1) và (2), biến đổi ra hệ phương trình sau: 
 
Cộng vế ta được:
U3(8Rx2 +10RRx) = 6URRx + 4URx2 U3(4Rx +5R) = U(3R + 2Rx)
U3 = I3 = = ; I4 = = =
Tại D ta có Ix = I3 - I4 = - Ix = (thỏa mãn)
Có Px = Ix2.Rx =  =  Để Pmax thì ( )min Ta thấy  = 20R (không đổi)Áp dụng hệ quả Bđt Côsi có ()min khi 
Rx = 1,25RVậy khi Rx = 1,25R thì công suất tiêu thụ trên Rx là lớn nhất.
|
Bài 4 :
Cho các thiết bị sau: Một ắc quy có hiệu điện thế không đổi U = 12V, một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 10V, một biến trở con chạy, các dây nối có điện trở không đáng kể.
a. Hãy nêu các phương án lắp các thiết bị trên thành mạch điện để bóng đèn có thể sáng bình thường (bằng cách vẽ sơ đồ các mạch điện).
b. Xác định mạch điện có hiệu suất thắp sáng lớn nhất (bỏ qua mọi hao phí trên bóng đèn). Tính hiệu suất đó.
Bài 5 :
Cho hai gương phẳng G1 và G2. G1 cố định, G2 có thể quay tự do quanh trục K vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Một điểm sáng S nằm trước hai gương như hình 3. Gọi S1 là ảnh của S sau lần tạo ảnh thứ nhất qua gương G1, S2 là ảnh của S sau lần tạo ảnh thứ nhất qua gương G2. Hãy xác định khoảng cách nhỏ nhất và lớn nhất từ S1 đến S2. Biết khoảng cách từ S đến G1 là SH = 6cm, SK = 9cm và = 900.
|
  Mạch 1:
|
|
Mạch 2:
|
|
+ Hiệu suất thắp sáng của mạch:  (1)+ Trong biểu thức (1) chỉ có I thay đổi
|
|
+ Từ các sơ đồ ta thấy: I ≥ Iđ+ Từ (1) ta thấy Hmax khi Imin = Iđ
|
|
+ Vì bóng sáng bình thường nên I = Iđ ứng với mạch 1 và mạch 3+ 
|
|
+ Ảnh S2 nằm trên đường tròn tâm K bán kính KS
|
|
 + Vẽ hình:
|
|
+ Kẻ đường thẳng đi qua S1, K cắt đường tròn tâm K bán kính KS tại S2 và S2’
|
|
+ Vị trí S2 gần với S1 nhất ứng với khoảng cách nhỏ nhất
|
|
+ Vị trí S2 xa với S1 nhất ứng với khoảng cách lớn nhất + Ta có: S1K2 = S1S2 + SK2 => S1K = 15 (cm)
|
|
+ Vậy khoảng cách nhỏ nhất là: S1S2 = S1K – S2K = 6 (cm)
|
|
+ Vậy khoảng cách lớn nhất là: S1S’2 = S1K + KS’2 = 15 + 9 = 24 (cm)
|
Câu 3 (3,0 điểm):
Cho mạch điện như Hình 1. Biết hiệu điện thế giữa hai điểm M, N là không đổi: U = 36V, 
, R3 = 12Ω; R2 là một biến trở, các ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể.
a) Đặt con chạy C ở vị trí sao cho RAC = 10Ω, khi đó ampe kế A2 chỉ 0,9A. Tìm giá trị của toàn biến trở R2.
b) Dịch chuyển con chạy đến vị trí mới, khi đó ampe kế A2 chỉ 0,5A. Tính số chỉ của ampe kế A1 và công suất tiêu thụ trên toàn biến trở R2.
c) Cho con chạy dịch chuyển từ A đến B. Xác định sự thay đổi số chỉ của 2 ampe kế?
Câu 2 (7,0 điểm):
1. Thùng A chứa m1(kg) nước ở nhiệt độ t1 = 800C; thùng B chứa m2(kg) nước ở nhiệt độ 
; thùng C chứa m3(kg) nước ở nhiệt độ t3 = 400C với m1 = m2= 0,5m3. Người ta đổ nước từ ba bình trên vào nhau. Tính nhiệt độ của nước khi có sự cân bằng nhiệt? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình chứa.
2. Dây chì của một cầu chì trong mạch điện có tiết diện đều S = 0,1mm2, ở nhiệt độ 270C. Biết rằng khi đoản mạch thì cường độ dòng điện qua dây chì là I = 20A. Hỏi sau bao lâu tính từ lúc đoản mạch thì dây chì bị nóng chảy hoàn toàn? Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh và sự thay đổi điện trở, kích thước dây chì theo nhiệt độ. Cho biết nhiệt dung riêng, điện trở suất, khối lượng riêng, nhiệt nóng chảy và nhiệt độ nóng chảy của chì lần lượt là: c = 120J/kg.K; 
; D = 11300kg/m3; 
; tc=3270C.