Đề thi Đánh giá tư duy Đại học Bách khoa Hà Nội có đáp án (Đề 12)

Một chiếc đồng hồ cát như hình vẽ, gồm hai

32/100

Một chiếc đồng hồ cát như hình vẽ, gồm hai phần đối xứng nhau qua mặt phẳng nằm ngang và đặt trong một hình trụ. Thiết diện thẳng đứng qua trục của nó là hai Parabol chung đỉnh và đối xứng nhau qua mặt phẳng nằm ngang. Ban đầu lượng cát dồn hết ở phần trên của đồng hồ thì chiều cao của mực cát bằng blobid574-1729856244.png chiều cao của bên đó (xem hình vẽ). Cát chảy từ trên xuống dưới với lưu lượng không đổi 12,72 cm3/phút. Khi chiều cao của cát còn 4 cm thì bề mặt trên cùng của cát tạo thành một đường tròn chu vi blobid575-1729856243.png cm (xem hình vẽ). Biết sau 10 phút thì cát chảy hết xuống phần bên dưới của đồng hồ. Hỏi chiều cao của khối trụ bên ngoài là bao nhiêu?

blobid576-1729856244.png

10 cm.

9 cm.

8 cm.

12 cm.

Giải thích

blobid577-1729856260.png

Gọi blobid578-1729856260.png là chiều cao của khối trụ cần tìm ta có blobid579-1729856260.png

Cắt chiếc đồng hồ cát theo một mặt phẳng chứa trục dọc của nó và gắn hệ trục blobid580-1729856260.png với gốc tọa độ blobid581-1729856260.png là điểm giao giữa hai Parabol, mỗi đơn vị trên trục dài blobid582-1729856260.png Khi đó gọi blobid583-1729856260.png là điểm đo chiều cao của lượng cát lúc ban đầu, blobid584-1729856260.png là điểm đo chiều cao của lượng cát lúc còn 4 cm và blobid585-1729856260.png là điểm nằm ngang với blobid584-1729856260.png trên thành Parabol phía trên như hình vẽ.

Theo giả thiết blobid586-1729856260.png suy ra blobid587-1729856260.png có phương trình blobid588-1729856260.png 

Thể tích ban đầu của cát là blobid589-1729856260.png

Thể tích này bằng thể tích của khối tròn xoay khi quay hình phẳng giới hạn bởi đường blobid590-1729856260.png và các đường blobid591-1729856260.png xoay quanh trục blobid592-1729856260.png

Vậy ta có blobid593-1729856260.png Chọn D.