ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ Câu 1: 1,5 điểm Bài này có 2 cách giải: Cách 1. Chọn bờ sông làm mốc. Gọi v là vận tốc của ca nô, v n là vận tốc của bè (chính là vận tốc của dòng nước) C là điểm ca nô quay lại Ta có thời gian bè trôi từ khi gặp ca nô ngược dòng đến khi gặp lại là: Tổng thời gian ca nô cả đi và về là t = t ngược + t xuôi Theo đề bài t ngược = 30 phút = 1/2h Phân tích thời gian xuôi dòng ta thấy: Thời gian xuôi dòng sẽ bẳng tổng thời gian đi từ chỗ C đến A và thời gian ca nô đi từ A đến B. Quãng đường AC là: AC = nên thời gian khi ca nô xuôi dòng sẽ là: t xuôi = Vậy ta có phương trình: = Thay AB = 2 km ta có: Vậy vn = 2km/h Cách 2. Chọn bè làm mốc. Nếu chọn bè làm mốc thì vận tốc của ca nô đối với bè là không đổi và thời gian cả đi và về sẽ là như nhau và tổng thời gian sẽ là ½ + ½ = 1h. Trong thời gian đó điểm B (điểm gặp nhau lần thứ 2) phải chạy ngược dòng để gặp ca nô với vận tốc đúng bằng vận tốc dòng nước và nó đi được quãng đường đúng bằng quãng đường AB = 2km nên v n = = 2km/h Câu 2: 1,5 đ Gọi khối lượng ấm nhôm là m Đổi 12 phút = 720 s Nhiệt lượng để đun sôi 2 lit nước ở 20 0 C là Q 1 = C nước .m nước .(t 2 – t 1 ) = 4200.2.(100-20) = 672 000J Nhiệt lượng ấm nhôm thu vào để nóng từ 20 lên đến 100 0 C là Q 2 = C nhôm. m.(100-20) = 70400m Nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra: Q tỏa = 82%.Q = 80%.P.t = 0,8.1200.720 = 708740J Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q 1 + Q 2 = Q tỏa Hay: 672000 + 70400m = 708740 70400m = 36480 vậy m = 0,518 kg Khối lượng ấm nhôm là 0,518 kg Câu 3: 2,5 đ a. Vì đề bài cho 3 đèn có điện trở giống nhau nhưng có 2 đèn giống nhau còn đèn thứ 3 khác loại và cả 3 đèn cùng sáng bình thường nên chúng không thể cùng mắc song song với nhau hoặc cùng mắc nối tiếp được vì khi đó công suất tiêu thụ sẽ như nhau. Nên chỉ có cách mắc hỗn hợp. Có 2 cách mắc hỗn hợp 3 bóng đèn này mà chúng vẫn sáng bình thường. Cách 1: Đèn 1 nối tiếp với đèn 2 rồi mắc song song với đèn 3 Cách 2: Đèn 1 song song với đèn 2 rồi nối tiếp với đèn 3 Với cách 1 công suất tiêu thụ trên đèn 3 sẽ là P 3 = U 2 /r = 18.18/24 = 13,5 W. Cộng với công suất trên đèn 1 và 2 thì công suất toàn mạch sẽ vượt quá 13,5W không phù hợp với đề bài nên ta chỉ còn lại cách 2. Theo cách 2. Điện trở toàn mạch sẽ là: R = r/2 + r = 3/2r = 36Ω Cường độ dòng điện trong mạch chính: I = U/R = 18/36 = 0,5A Hiệu điện thế giữa các bóng đèn: U 1 = U 2 = 0,5.12 = 6V U 3 = 0,5.24 = 12V Công suất tiêu thụ: P 1 = P 2 = U 1 .I/2=6.0,25 = 1,5W P 3 = U 3 .I = 12.0,5 = 6W Như vậy các thông số trên các đèn là: Đ 1 và Đ 2 : 6V – 1,5W; Đ 3 : 12V – 6W b. + Khi U toàn mạch tăng lên 20V để đảm bảo cho các đèn vẫn sáng bình thường thì phải duy trì hiệu điện thế định mức vì vậy hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở phải có giá trị 20 – 18 = 2V. Do cường độ dòng điện trong mạch không đổi nên cường độ dòng điện trong mạch chính vẫn duy trì 0,5A Giá trị của biến trở lúc đó: R b = U b /I b = 2/0,5 = 4 Ω. Mà điện trở toàn phần của biến trở bằng 8Ω nên vị trí của con chạy lúc đó nằm chính giữa. + Khi điều chỉnh biến trở, để cho các đèn khỏi bị cháy ta phải điều chỉnh từ giá trị lớn đến giá trị bé. Câu 4: (2,5 đ) + Lập luận để tìm ra mạch điện. Nếu mạch điện bên trong hộp chỉ có một điện trở thì khi đảo vị trí nó sẽ không cho kết quả như bài toán đã cho. Do đó bên trong hộp phải có từ 2 điện trở trở lên. Nếu chỉ có 2 điện trở. Có thể mắc như hình bên: Sơ đồ này có thể đáp ứng được yêu cầu Khi đưa U CD = 3,0 V thì U AB = 2,0 V A B D C Nhưng nếu đặt U AB = 3,2 V thì mắc vôn kế vào CD nó sẽ vẫn chỉ 3,2V (vì vôn kế là lý tưởng). Như vậy phải có thêm điện trở thứ 3 mắc. Ta có sơ đồ như sau + Tính toán các yếu tố của sơ đồ: Khi U AB = 3,2V ta có U CD = I 1 xR 3 = = 2,0 V ta có phương trình: (1) Thay vôn kế bằng ampe kế chỉ 200 mA. Lúc đó dòng điện chạy qua R 2 là: I 2 = U 2 /R 2 mà tỷ số I 2 /I 3 = R 3 /R 2 (tính chất đoạn mạch mắc //) nên: I 2 /(I 2 + I 3 ) = R 3 /(R 2 +R 3 ) hay I 2 /I = R 3 /(R 2 + R 3 ) mà I = U AB /{R 1 + R 2 .R 3 /(R 2 +R 3 ) Thay số vào ta có phương trình (2): Khi đặt U CD = 3,0 V vôn kế vẫn chỉ 2,0 V ta có biểu thức để tính U AB . U AB = I 3 xR 3 = = 2,0 V. Thay số vào ta có phương trình (3) (3) Kết hợp (1), (2), (3) ta có hệ 3 phương trình bậc nhất 3 ẩn số R 1 , R 2 , R 3 Giải hệ phương trình này ra ta có kết quả R 1 = Ω ; R 2 = Ω ; R 3 = Ω Với cách lập luận và tính toán như trên ta có thêm sơ đồ sau và các yếu tố của sơ đồ đó như trên hình vẽ: R 1 =32 R 3 =16 R 2 = 80 3 B A C D Lưu ý: Chỉ cần học tìm đúng 1 trong 2 sơ đồ là có thể cho điểm tối đa Câu 5: (1,0 điểm) + Cách xác định vị trí: • Lấy điểm S’’ đối xứng với S’ qua trục OO’. • Nối S với S’’ cắt OO’ ở đâu đó chính là vị trí của Gương B D C A R 1 R 2 R 3 • Nối SS’ cắt OO’ ở đâu thì đó chính là tâm của gương C • Trung điểm của đoạn CG chính là tiêu điểm F của gương cầu lồi + Chứng minh: Xét 2 tam giác vuông GHS’và GHS’’ bằng nhau do đó 2 góc HGS’= HGS’’ Nên các góc SGO và Ogy bằng nhau. Nên khi tia tới là tia SG thì tia phản xạ sẽ là tia Gy nên G sẽ là đỉnh của gương cầu. ● s S’ ● F O G H F C y S’’ ● Câu 6: (1,0 đ) Dòng điện I 1 sẽ tạo ra từ trường. I 2 đặt trong từ trường I 1 nên I 2 chịu tác dụng của lực từ F 12 . Ngược lại I 1 đặt trong từ trường của I 2 nên I 1 bị I 2 tác dụng lực từ F 21. Áp dụng quy tắc vặn nút chai và quy tắc bàn tay trái ta có thể chỉ ra chiều của lực từ trong các trường hợp sau đây. a. I 1 và I 2 ngược chiều b. I 1 và I 2 cùng chiều I 1 I 2 F 21 F 12 F 21 F 12 Lưu ý: Học sinh có thể giải bằng nhiều cách, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. F’ O’ ● ● + ● . ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ Câu 1: 1,5 điểm Bài này có 2 cách giải: Cách 1. Chọn bờ sông. kg Câu 3: 2,5 đ a. Vì đề bài cho 3 đèn có điện trở giống nhau nhưng có 2 đèn giống nhau còn đèn thứ 3 khác loại và cả 3 đèn cùng sáng bình thường nên chúng