Physic Labs

Olympic Vật lý Quốc tế · Năm 2011

Đề thi

  1. Bài 1Nguồn lý tưởng V=12 VV=12\,\mathrm V mắc nối tiếp với hai điện trở R1=2.0 ΩR_1=2.0\,\Omega và R2=4.0 ΩR_2=4.0\,\Omega. Mạch đóng trong t=60 st=60\,\mathrm s; bỏ qua điện trở trong và coi các giá trị không đổi. Các điện trở tuân theo định luật Ohm và được mắc nối tiếp bằng dây lý tưởng có điện trở không đáng kể. Nguồn duy trì hiệu điện thế không đổi trong suốt thời gian mạch đóng. Quy ước dòng điện đi từ cực dương qua hai điện trở về cực âm; năng lượng điện tiêu thụ chuyển thành nhiệt. (a) Tìm điện trở tương đương và dòng điện trong mạch. (b) Tính hiệu điện thế trên từng điện trở và kiểm tra định luật vòng kín. (c) Tính công suất tiêu thụ toàn mạch và năng lượng nguồn cung cấp trong 60 s60\,\mathrm s.Các cách giải: 1
  2. Bài 2Trong bình cách nhiệt, trộn mh=0.20 kgm_h=0.20\,\mathrm{kg} nước ở 80∘C80^\circ\mathrm C với mc=0.30 kgm_c=0.30\,\mathrm{kg} nước ở 20∘C20^\circ\mathrm C. Nhiệt dung riêng của nước c=4200 J kg−1K−1c=4200\,\mathrm{J\,kg^{-1}K^{-1}}; bỏ qua nhiệt dung bình và thất thoát nhiệt. Sau khi trộn, nước đạt một nhiệt độ cuối đồng nhất và không có sự bay hơi hay chuyển pha. Nhiệt truyền chỉ diễn ra giữa hai phần nước; bình cách nhiệt không nhận năng lượng. Quy ước nhiệt lượng dương khi phần nước đang xét nhận nhiệt, âm khi phần đó tỏa nhiệt. (a) Tìm nhiệt độ cân bằng TfT_f. (b) Tính nhiệt lượng có dấu mà phần nước nóng trao đổi. (c) Tính nhiệt lượng phần nước lạnh nhận được và kiểm tra bảo toàn năng lượng. (d) Xác định thứ tự của Tc,Tf,ThT_c,T_f,T_h.Các cách giải: 1
  3. Bài 3Hai vật m1=3.0 kgm_1=3.0\,\mathrm{kg} và m2=5.0 kgm_2=5.0\,\mathrm{kg} treo ở hai đầu dây nhẹ, không dãn, qua ròng rọc không khối lượng và không ma sát; ban đầu hệ đứng yên. Lấy g=10 m s−2g=10\,\mathrm{m\,s^{-2}}. Dây luôn căng và không trượt trên rãnh ròng rọc; ròng rọc quay tự do nên lực căng ở hai nhánh bằng nhau. Hai vật chỉ chuyển động theo phương thẳng đứng, do đó khi vật nặng đi xuống thì vật nhẹ đi lên cùng độ dịch chuyển và tốc độ. Xét khoảng thời gian ngay sau khi thả. (a) Tìm gia tốc của mỗi vật và lực căng dây. (b) Tính vận tốc của mỗi vật sau 3.0 s3.0\,\mathrm s. (c) Mỗi vật đã dịch chuyển bao xa trong thời gian đó?Các cách giải: 1