VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP CẤP THCS NĂM HỌC 2015 – 2016 Đề thức Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (4,0 điểm) Có hai xe khởi hành A Xe thứ khởi hành lúc sáng theo hướng AB (đường kính vòng tròn) với vận tốc không đổi v1 = 10 km/h; xe thứ hai chuyển động đường tròn thời gian đầu với vận tốc không đổi v Khi tới B xe thứ hai nghỉ phút chưa thấy xe thứ tới, tiếp tục chuyển động với vận tốc 3v Lần tới B xe thứ hai nghỉ 10 phút chưa gặp xe thứ Xe thứ hai tiếp tục chuyển động với vận tốc 4v sau hai xe gặp B (Hình 1) A B a) Hỏi hai xe gặp lúc giờ? Hình b) Tính vận tốc xe thứ hai? Biết xe thứ khởi hành lúc sáng Vòng tròn có bán kính R = 50 km Câu (3,0 điểm) Một bình có dung tích 1dm3 đựng 800g nước 200C, người ta thả vào cục sắt đặc tích 500cm3 1000C Cục sắt ngập hoàn toàn nước Hãy tính: a) Nhiệt độ hệ có cân nhiệt Biết hiệu suất trình 80% Cho: Nhiệt dung riêng, khối lượng riêng sắt nước tương ứng 460J/kg.K; 7800kg/m3 4200J/kg.K; 1000kg/m3 b) Áp lực cục sắt tác dụng lên đáy bình? Câu (4,0 điểm) Một hộp kín có đầu (hình 2) Biết hộp kín sơ đồ mạch điện tạo điện trở Nếu mắc chốt 3 vào hiệu điện U = 15V hiệu điện đo chốt 1, Hình U12 = 6V, chốt 2,3 U23 = 9V Nếu mắc chốt 2, vào hiệu điện U U21 = 10V U13 = 5V Nếu mắc chốt 1, vào hiệu điện U hiệu điện U13 U32 bao nhiêu? Vẽ sơ đồ mạch điện hộp kín với số điện trở Cho điện trở nhỏ mạch điện R, tìm giá trị điện trở lại mạch điện theo R VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Câu (4,0 điểm) Cho đèn Đ1, Đ2, Đ3 điện trở r Chúng mắc vào cực A, B nguồn điện có hiệu điện U = 15V, theo cách mắc hình vẽ Biết hai cách mắc đèn sáng bình thường a) Tìm điện trở đèn theo r b) Cho r =  Tìm số ghi đèn c) Không tính toán, lập luận cho biết cách mắc có hiệu suất cao hơn? (Coi điện tiêu thụ r hao phí) A+ Đ1 Đ2 X X Đ1 Đ3 X r -B Hình X Đ2 Hình S Câu (5,0 điểm) a) Cho AB trục thấu kính, S điểm sáng, -B X A+ X Đ3 r S’ A S’ ảnh S tạo thấu kính (hình 5) Hỏi thấu kính loại gì? B Hình Trình bày cách xác định quang tâm tiêu điểm thấu kính b) Hai điểm sáng S1 S2 nằm trục hai bên thấu kính, cách thấu kính cm 12 cm Khi ảnh S1 S2 tạo thấu kính trùng Vẽ hình, giải thích tạo ảnh từ hình vẽ, tính tiêu cự thấu kính VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH MÔN VẬT LÝ LỚP Câu a) Chọn mốc thời gian lúc sáng Lúc đó: - Xe 1h đến C (trên đ.kính AB) AC = 10 km/h.1h = 10 km - Xe bắt đầu khởi hành A Như vậy, ta coi lúc hai xe khởi hành: Xe C, xe A Khi hai xe gặp B thời gian chuyển động hai xe - Gọi T1 thời gian chuyển động xe từ C đến B: T1 = CB AB  10 R  10 2.50  10     9(h) (1) v1 v1 v1 10 Khi xe đến B xe vừa tới đó, hai xe gặp lúc + = 18 giờ, tức chiều b) - Gọi t2 thời gian xe chuyển động lần đầu ½ đường tròn với vận tốc v: t2 = R v - Gọi t’2 thời gian xe chuyển động trọn vòng tròn từ B với vận tốc 3v: t’2 = 2 R 3v - Gọi t’’2 thời gian xe chuyển động tiếp vòng tròn từ B với vận tốc 4v: t’’2 = 2 R 4v - Thời gian xe nghỉ B là: t3 = 5ph + 10 ph = 15 ph = h - Thời gian kể từ lúc xe khởi hành lúc gặp xe là: T2 = t2 + t’2 + t’’2 + t3 =  R 2 R 2 R v + 3v + 4v + VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí = R v (1  1  R 13  ) =  (2) v - Khi xe gặp T1 = T2 => = =>  R 13 v  R 13  => 9-  4 v 35  R 13 = v => Vận tốc v = 13.4. R 13.4.3,14.50   39km / h 35.6 35.6 - Vậy ta có: + Vận tốc lúc đầu xe v  39km/h + Vận tốc lần hai xe 3v  117 km/h + Vận tốc lần ba xe 4v  156 km/h Thang điểm Câu 1: 4,0 điểm chia ra: a) 1,5 điểm - Tính thời gian xe đến B cho 1,0 điểm - Kết luận hai xe gặp lúc 18 (6 chiều) 0,5 điểm b)2,50 điểm chia ra: Tính T2 cho 1,0 điểm T1 = T2 suy ra: v  39km/h cho 0,5 điểm Tính kết 2v, 3v kết cho 0,5 điểm Câu a/ Khi thả cục sắt có V1 = 500cm3 vào bình, có lượng nước tràn thể tích phần nước lại là: V2 = Vb – V1 = 1000 – 500 = 500 (cm3) Khối lượng nước có bình là: m2 = V2.D2 = 500.1 = 500(g) = 0,5 kg Khối lượng cục sắt là: m1 = V1.D1 = 500.7,8 = 3900 (g) = 3,9kg Vì H = 80% = 0,8 nên: Qthu = 0,8 Qtoả c2m2 (t – t2) = 0,8 c1m1 (t1 – t) VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí 4200.0,5.(t – 20) = 0,8.460.3,9(100 – t) Biến đổi tính t  52,50 C b/ Cục sắt nằm yên, áp lực tác dụng lên đáy bình: F = P - FA = 10m1 – dn.V1 = 10 3,9 – 10000 0,0005 = 34 (N) Vậy áp lực cục sắt tác dụng lên đáy bình là: 34N Thang điểm a) 2,0 điểm b) Tính F = 34N cho 1,0 điểm Câu Hiệu điện nguồn không đổi U = 15V Theo ra: Khi thay đổi hiệu điện đầu vào hiệu điện đầu thay đổi, suy chốt phải có điện trở khác Vì số điện trở gọi điện trở R1, R2, R3 Có hai cách mắc khác nhau: Cách 1: Mắc dạng hình sao: - Khi U13 = 15V U12 = 6V, U23 = 9V R2 R U =>Ta có:  12 =  (1) R3 U 23 - Khi U23 = 15V U21 = 10V, U13 = 5V => R1 R3 R2 U 21 10    (2) R3 U13 Từ (1) (2) suy R1 nhỏ nhất: R1 = R; R3 = 1,5R; R2 = 3R - Khi U12 = 15V, ta có: U13 R1 R    (3) U 32 R2 3R Lại có: U13 + U32 = U12 = 15V (4) Suy ra: U13 = 3,75V, U32 = 11,25V R3 R1 Cách 2: Mắc hình tam giác - Khi U13 = 15V, U12 = 6V, U23 = 9V, R U Ta có:  12   (1) R1 U 23 - Khi U23 = 15V U21 = 10V, U13 = 5V, R2 VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Ta có: R3 U 21 10    (2) R2 U13 Từ (1) (2) suy R2 nhỏ nhất, R2 = R, suy ra: R3 = 2R, R1 = 3R - Khi U12 = 15V, ta có: U13 R2 R    (3) U 32 R1 3R - Lại có: U13 + U23 = U12 = 15V (4) suy ra: U13 = 3,75V, U32 = 11,25V Thang điểm * Cách mắc 1: 2,0 điểm - Vẽ hình: 0,50 điểm - Đưa pt (1), (2) cho 0,25 điểm - Tính giá trị điện trở: 0,5 điểm - Đưa pt (3), (4) cho 0,25 điểm - Tính U13, U32 cho 0,5 điểm * Cách mắc 2: 2,0 điểm - Vẽ hình: 0,5 điểm - Đưa pt (1), (2) cho 0,25 điểm - Tính giá trị điện trở: 0,5 điểm - Đưa pt (3), (4) cho 0,25 điểm - Tính U13, U32 cho 0,5 điểm Câu a) Gọi cường độ dòng điện hiệu điện định mức đèn 1, đèn đèn tương ứng I1, U1, I2, U2 I3, U3 Ta có: Theo sơ đồ 3: I1 = I2, U3 = U1 + U2 (1) Theo sơ đồ 4: U1 = U2 ; I3 = I1 + I2 (2) Từ ta có: P1 = P2 => R1 = R2 ; P3 = 4P1 (3) hay R3 I 32 = 4R1 I12 => I2 R1 (2 I1 )  32 =  , suy ra: R3 = R1 = R2 = R (4) R3 I1 I12 Theo sơ đồ 3: U = 2I1.R + 3I1r (5) VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Theo sơ đồ 4: U = I1R + 2I1R + 2I1r (6) Từ (5) (6) ta có: 2I1.R + 3I1r = I1R + 2I1R + 2I1r hay: r = R = R1 = R2 = R3 b) Theo kết mục a giả thiết: r = R = R1 = R2 = R3 = 3Ω Thay vào pt (5): 15 = 2.I1.3 + 3I1.3 => I1 = 1(A) Hiệu điện định mức đèn là: U1 = U2 = I1.R1 = 1.3 = (V) Công suất định mức đèn đèn là: P1 = P2 = I1U1 = 1.3 = (W) Hiệu điện định mức đèn 3: U3 = 2U1 = 6V Công suất định mức đèn 3: P3 = 4P1 = 4.3 = 12W Vậy số ghi đèn 1và đèn giống 3V - 3W Số ghi đèn 6V - 12W c) Công suất có ích hai sơ đồ tổng công suất đèn Công suất hao phí công suất nhiệt điện trở r tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện qua r, theo cường độ dòng điện qua r sơ đồ hình lớn cường độ dòng điện qua r sơ đồ hình Vậy hao phí điện r sơ đồ hình lớn hơn, hiệu suất mạch điện hình cao Thang điểm a) Cho 1,75, chia ra: - Đưa (4) cho 1,0 điểm - Tính r = R1 = R2 = R3 cho 0,75 điểm b) Cho 1,5 điểm - Tính I1 cho 0,5 điểm - Tìm kết số ghi đèn 1,2 cho 0,5 điểm; Tìm số ghi đèn cho 0,5 điểm c) Cho 0,75 điểm Câu a) Vì ảnh S’nằm phía với S xa trục AB hơn, nên thấu kính hội tụ - Kẻ S’S cắt trục AB O, O quang tâm thấu kính hội tụ Dựng TK hội tụ O - Từ S kẻ tia SI//AB cắt thấu kính I Kẻ S’I cắt AB F’, lấy F đối xứng với F’ A F’ S’ I S O F B VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí qua O F F’ hai tiêu điểm thấu kính b) N S I M F S1 O F’ S2 - Hai ảnh S1 S2 tạo thấu kính phải có ảnh thật ảnh ảo trùng S - Vì S1O < S2O suy S1 nằm khoảng tiêu cự cho ảnh ảo S2 nằm khoảng tiêu cự cho ảnh thật Hai ảnh trùng S (hình vẽ) * Tìm tiêu cự: Sử dụng tính chất đồng dạng tam giác, ta có: SS1 SI SO    SO SN SO S1I//ON => OI//NF’ => => SO SI SO   (Với: OF = OF’= f ) SF ' SN SO  f SO  SO (1)   SO SO  f f => f.SO = 6(SO + f) (2) Vì S2I//OM, tương tự ta có: SF S SM SO  f SO f => =  f SO  12( SO  f ) (3)    SO SS2 SI SO SO  12 12 Từ (2) (3) suy ra: 6(SO + f) = 12(SO – f) => 3f = SO Thay vào (1) ta được: 3f  tính f = 8cm 4f f Thang điểm a) 2,0 điểm - Xác định thấu kính hội tụ: 0,5 điểm - Xác định quang tâm: 0,5 điểm - Xác định tiêu điểm: 0,5 điểm - Vẽ hình đúng: 0,5 điểm VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí b) 3,0 điểm - Lập luận Hai ảnh S1 S2 tạo thấu kính phải có ảnh thật ảnh ảo trùng S Cho 1,0 điểm - Vẽ hình 1,0 điểm - Tính tiêu cự cho 1,0 điểm ... VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH MÔN VẬT LÝ LỚP Câu a) Chọn mốc thời gian lúc sáng Lúc đó: - Xe 1h đến C (trên đ.kính AB) AC = 10 km/h.1h... hành: Xe C, xe A Khi hai xe gặp B thời gian chuyển động hai xe - Gọi T1 thời gian chuyển động xe từ C đến B: T1 = CB AB  10 R  10 2.50  10     9( h) (1) v1 v1 v1 10 Khi xe đến B xe vừa... Gọi t2 thời gian xe chuyển động lần đầu ½ đường tròn với vận tốc v: t2 = R v - Gọi t’2 thời gian xe chuyển động trọn vòng tròn từ B với vận tốc 3v: t’2 = 2 R 3v - Gọi t’’2 thời gian xe chuyển