Câu 49THPT#Toán 12#Thi thử TN THPT 2024
Thuộc đề: Đề thi thử TN THPT năm 2024 môn Toán trường THPT Trần Phú – Hoàn Kiếm, Hà Nội (Mã đề 110)Một chiếc đồng hồ cát gồm hai phần đối xứng nhau qua mặt phẳng nằm ngang và đặt trong một hình trụ như hình vẽ (mặt nằm ngang là mặt phẳng đi qua tâm mặt cầu ngoại tiếp hình trụ và song song với hai mặt đáy của 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 cát thì chiều cao của mực cát bằng chiều cao của phần trên đó. Cát chảy từ trên xuống dưới với lưu lượng không đổi . Khi chiều cao của cát còn thì bề mặt trên cùng của cát tạo thành một đường tròn có chu vi . Biết sau phút thì cát chảy hết xuống phần bên dưới của đồng hồ. Hỏi chiều cao của khối trụ bên ngoài gần với số nào nhất?
Một chiếc đồng hồ cát gồm hai phần đối xứng nhau qua mặt phẳng nằm ngang và đặt trong một hình trụ như hình vẽ (mặt nằm ngang là mặt phẳng đi qua tâm mặt cầu ngoại tiếp hình trụ và song song với hai mặt đáy của 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 cát thì chiều cao của mực cát bằng chiều cao của phần trên đó. Cát chảy từ trên xuống dưới với lưu lượng không đổi . Khi chiều cao của cát còn thì bề mặt trên cùng của cát tạo thành một đường tròn có chu vi . Biết sau phút thì cát chảy hết xuống phần bên dưới của đồng hồ. Hỏi chiều cao của khối trụ bên ngoài gần với số nào nhất?

Chọn một phương án bên dưới để kiểm tra đáp án ngay:
Đáp án chính thức: D
Hướng dẫn giải chi tiết
Thể tích cát là . Chọn hệ trục tọa độ có gốc tại đỉnh chung của hai parabol: khi thì bán kính , nên parabol có phương trình . Thể tích cát ban đầu với chiều cao là . Khi đó chiều cao khối trụ là .