Tiêu đề 2_Thi vào chuyên vật lí trường THPT chuyên Đại Học Sư Phạm Hà Nội - Năm học 2018 - 2019.Image.Marked.pdf ✅

Thi vào chuyên vật lí trường THPT chuyên Đại Học Sư Phạm Hà Nội - Năm học 2018 - 2019 Câu 1: Để đo nhiệt dung riêng của những chiếc tháp kim loại giống hệt nhau, có khối lượng m0 = 100g, người ta ngâm chúng đủ lâu trong một nồi nước đang sôi rồi thả một trong những chiếc tháp đó vào một nhiệt lượng kế. Biết rằng, nhiệt độ của nhiệt lượng kế trước khi cho tháp vào ngay sau khi cân bằng nhiệt có giá trị lần lượt là t0 = 30,00C và t1 = 35,00C, khối lượng của nhiệt lượng kế sau khi thả một chiếc tháp bất kì lấy ra từ nồi nước sôi vào đều tăng thêm một lượng không đổi m1 = 125g. Nước có nhiệt dung riêng c = 4,18J/(g.0C) và sôi ở nhiệt độ ts = 1000C. 1. Giả sử nhiệt lượng kế cách nhiệt tuyệt đối, thả vào nó 5 chiếc tháp ngay sau khi lấy ra từ nồi nước sôi, nhiệt lượng kế sẽ cân bằng nhiệt với những chiếc tháp đó ở nhiệt độ nào? 2. Trong thực tế, nhiệt lượng kế có trao đổi nhiệt với môi trường ngoài, sự trao đổi nhiệt này phụ thuộc vào nhiệt độ của nhiệt lượng kế, nhiệt độ của môi trường và bề mặt của nhiệt lượng kế. Để xác định nhiệt dung riêng của những chiếc tháp bằng nhiệt lượng kế này, người ta đổ nước sôi vào nhiệt lượng kế đó khi nó ở nhiệt độ t0 sao cho nhiệt lượng kế và nước sôi đổ vào cân bằng nhiệt ở nhiệt độ t1 thì thấy rằng khối lượng nước sôi đổ vào nhiệt lượng kế là m2 = 34,0g. Biết rằng, thời gian tăng nhiệt độ từ t0 đến t1 là như nhau ở tất cả các thí nghiệm. Tìm nhiệt dung riêng của vật liệu làm những chiếc tháp trên. Câu 2: Một thiết bị điện tương đương với điện trở không đổi R0 = 25,0Ω chỉ có thể hoạt động ổn định khi hiệu điện thế giữa hai đầu của nó nằm trong khoảng 24,0 ≤ U0 ≤ 26,0 V. Tuy nhiên nguồn điện cấp cho thiết bị này hoạt động có những biến đổi mạnh, vì thế để đảm bảo cho R0 hoạt động ổn định người ta nghĩ ra mạch bảo vệ nó có sơ đồ như hình 1, biết điện trở tổng cộng của biến trở R = 100Ω. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Người ta nhận thấy rằng khi nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U và con chạy C nằm ở vị trí sao cho điện trở hai đoạn mạch BC và CD có giá trị như nhau ( RBC = R/2) thì vôn kế chỉ giá trị UV = 250V 1. Tìm giá trị của U 2. Nếu con chạy C nằm cố định ở điểm chia đôi điện trơ của biến trở thì vớ miền giá trị nào của U để R0 hoạt động ổn định 3. Tại một thời điểm nào đó thì U = 50,0V để R0 vẫn hoạt động ổn định, ta phải điều chỉnh điện trơ đoạn BC nằm trong giá trị nào Gợi ý: nếu phương trình có hai nghiệm phân biệt x1,x2 và x1 < x2 thì biểu thức 2 x  ax  b  0 sẽ bé hơn 0 khi x1 < x < x2 và lớn hơn 0 khi x < x1 hoặc x > x2 2 A  x  ax  b  0
Câu 3: Để đo khích thước dây tóc của một bóng đèn điện nhỏ ( có thể coi như vật thẳng, mảnh và nhỏ có chiều cao h), một học sinh thắp ánh sáng bòng đèn rồi đặt nó trên trục chính cua một thấu kính hội tụ mỏng. Đằng sau thấu kính, học sinh đó đặt một màn vuông góc với trục chính của thấu kính. Trong một lần đo, học sinh ấy giữ màn và bóng đèn cố định rồi dịch chuyển thấu kính theo phương song song với trục chính của nó thì nhận thấy có hai vị trí O1 và O2 của thấu kính cho anh củ dây tóc bóng đè trên rõ nét trên màn với các chiều cao tương ứng là h1 = 4,00mm và h2 = 9,00mm. Biết rằng O1 và O2 cách nhau một khoảng l = 20,0 cm. Hãy xác định 1. Chiều cao h 2. Khoảng cách giữa màn ảnh và dây tóc bóng đèn trong lần đo kể trên 3. Tiêu cự của thấu kính mỏng và đã được sự dụng trong thí nghiệm này Gợi ý : Nếu gọi khoảng cách từ vật tới thấu kính là d, khoảng cách từ ảnh thật của nó tới thấu kính là d’, chiều cao của vật là h, chiều cap của h’, tiêu cự của thấu kính là f, thì 1 1 1 ; d h h d d f d       Câu 4: Trên thực tế, các Vôn kế có điện trở hữu hạn và hiệu điện thế giữa hai cực của một nguồn điện bất kì phụ thuộc vào dòng điện chạy qua nó. Nhà vật lí người Đức, Giooc Ôm đã phát hiện, thông thường, hiệu điện thế U giữa hai cực của một nguồn điện liên hệ với cường độ dòng điện I chạy qua nó theo hệ thức U = U0 – Ir, trong đó U0 và r là những hằng số. Để xác định điện trở RV của một Vôn kế và các thông số U0, r của một nguồn điện khi chỉ được sử dụng thêm một điện trở R = 2,4kΩ, một học sinh tiến hành các bước sau: - Đầu tiên học sinh này mắc Vôn kế vào hai cực của nguồn, khi đó Vôn kế chỉ giá trị U1 = 23,5V. - Tiếp đó học sinh ấy mắc Vôn kế trên nối tiếp với điện trở R rồi mắc đoạn mạch điện trở và Vôn kế ấy vào hai cực của nguồn thì thấy Vôn kế chỉ giá trị U2 = 11,5V
- Cuối cùng học sinh này mắc điện trở R vào hai cực của nguồn rồi dùng Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở thì thấy Vôn kế chỉ giá trị U3 = 23,0V. Từ các kết quả đo trên, hãy tìm các giá trị U0, r và điện trở RV của Vôn kế. Biết rằng các điện trở không thay đổi theo nhiệt độ, bỏ qua điện trở các dây nối. Câu 5: Người ta cho một vành tròn mảnh tâm C2 có bán kính r = 50,0cm tiếp xúc trong với một vành tròn mảnh tâm C1 có bán kính R = 2r cố định. Cho vành tròn tâm C2 lăn không trượt ở mặt trong của vành tròn C1, nghĩa là nếu ban đầu hai vành tròn tiếp xúc với nhau tại A ≡ T, thì các cung tròn AA0 và TT0 có cùng độ dài (A, A0 là những điểm cố định trên vành tròn tâm C2 và T, T0 là những điểm cố định trên vành tròn tâm C1) (xem hình 2). Biết rằng C2 luôn chuyển động trên đường tròn tâm C1 bán kính r theo chiều quay của kim đồng hồ với tốc độ không đổi v0 = 20,0 cm/s. Trên vành tròn tâm C1 có một con chuột nhỏ (coi như một điểm) đang chạy, biết rằng vị trí của con chuột này luôn trùng với vị trí của tiếp điểm T. 1. Tìm tốc độ của con chuột trên. 2. Xác định quỹ đạo của điểm A0 và tìm tốc độ trung bình của A0 trong khoảng thời gian tính từ lúc A0 ≡ T0 cho đến lúc tiếp điểm T đối xứng với T0 qua C1 lần đầu tiên. LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Khi thả tháp vào nhiệt lượng kế thì khối lượng của nhiệt lượng kế tăng lên 125g (> 100g là khối lượng của tháp) vậy tháp đã dính một lượng nước là 25g. 1. Gọi nhiệt dung của tháp sau khi vớt ra ( có tính cả phần nước bám vào) là P1 của nhiệt lượng kế là P2 . Khi thả 1 tháp vào trong nhiệt lượng kế ta có: 1 2 2 1 P  (100  35)  P  (35  30)  P  13P Khi thả 5 tháp vào nhiệt lượng kế nhiệt độ cân bằng tại t. Ta có : 1 2 445 5 (100 ) ( 30) 5 (100 ) 13 ( 30) ( ) 9 o P   t  P  t     t   t   t  C
2. Nhiệt độ hạ từ t0 đến t1 là như nhau trong mọi thí nghiệm vậy nhiệt dung của tháp ( có dính nước ) bằng với nhiệt dung của m2 nước. Mà tháp có dính sẵn 25 g nước nên nhiệt dung của tháp bằng với nhiệt dung của 34 -25 = 9 (g) nước 0 0 0 0 9 4,18 0,3762( / ( . )) 100 m o m c mc c c J g C m        Câu 2: 1) Ta có 0 0 0 1 ; 0,5 1,5 . 75 V V BC CD BC CD CD CD BC U U I A I A I I I V U R I V R R            Vậy 100 U  UV UCD  V 2) Ta có 0 2 2 4 V V V V R U U U U U U R R            Để R0 hoạt động bình thường : 24 26 96 104 V  UV  V  V  U  V 3) Đặt RBC CD  x  R  R  x Ta có: 0 2 2 0 0 1250 ( ) 100 2500 Ux V V V V U U R x U R x U U R x xR x R R x x                  Để R0 hoạt động bình thường 24 26 V  UV  V + 2 UV  24V  24x 1150x  60000  0  x  79,4Ω + 2 UV  26V  26x 1350x  65000  0  x  82,3Ω Vậy 79,4  RCD  82,3Ω Câu 3: - Sơ đồ tạo ảnh : Dây tóc ; 1 1 1 O d d 2 2 2 O d d  Ảnh - Ta có hình vẽ: