de thi HSG ly 9 quang nam 2017 2018

thuvienhoclieu.com SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NAM ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi có 02 trang) KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2017-2018 Môn thi : Thời gian : đề) Ngày thi : VẬT LÝ 150 phút (không kể thời gian giao 17/4/2018 Câu (5,0 điểm) Thanh AB chiều dài L dựa vào tường thẳng đứng (hình 1) Tại đầu B có bọ Tại thời điểm mà đầu B bắt đầu chuyển động sang phải theo mặt sàn với vận tốc v bọ bị lên với vận tốc không đổi u so với Độ cao lớn đạt bọ thời gian bị theo đầu A khơng bị rời khỏi tường? Hình Hai vật rắn M N có dạng hình lập phương, chiều dài cạnh 30cm Khối lượng M, N 40kg 21kg Một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể nối hai vật với tâm mặt vật Biết dây nối chịu lực căng tối đa 300N Hai vật thả vào bể nước đủ sâu Cho biết trọng lượng riêng nước d0 = 10000N/m3 a) Tính lực căng dây hệ cân Biết cân mặt đáy vật song song mặt thoáng nước b) Một lực đặt vào tâm mặt vật N để kéo từ từ hệ vật lên theo phương thẳng đứng Hỏi dây nối có bị đứt q trình kéo vật hay khơng? Nếu bị đứt xảy nào? Câu (2,0 điểm) Các phận làm nóng ấm đun điện nối hình Khi đặt hiệu điện U điểm A B, thời gian t = 10 phút, khối lượng nước m đun sôi Hỏi đặt hiệu điện U vào điểm A C hai điểm B C lượng nước m sau sôi? (bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường)? Hình Câu (3,0 điểm) Giữa hai điểm A B có hiệu điện khơng đổi U = 12V mắc nối tiếp với điện trở R = 3Ω (hình 3) Mắc vào A B bóng đèn giống 3V-2W Bỏ qua điện trở dây nối Mắc bóng đèn vào A B để chúng sáng cơng suất tiêu thụ Hình bóng đèn lớn nhất? Biết tổng số bóng đèn khơng q 50 bóng Khơng dùng thêm điện trở Hỏi có cách mắc để tất bóng đèn sáng bình thường khơng? Vẽ sơ đồ mạch điện tính số bóng đèn mắc Câu (5,0 điểm) Vào mùa hè, để có cốc nước mát bạn làm sau: Bỏ cục nước đá vào cốc sau rót nước vào Biết khối lượng cục nước đá m nhiệt độ - 3,5 0C Xem có trao đổi nhiệt nước nước đá Cho nhiệt dung riêng nước đá nước thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Cđ = 2000J/kgK Cn = 4200J/kgK, nước đá bắt đầu nóng chảy 00C nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hồn tồn 1kg nước đá 00C   34.10 J/kg Nếu khối lượng nước rót vào m nhiệt độ 30 0C nhiệt độ vật chất cốc cân nhiệt thiết lập bao nhiêu? Giả sử trước bị tan hết cục nước đá ln bị dính vào đáy cốc, khối lượng nước rót vào 2m cục nước đá bị ngập hoàn toàn Khi cân nhiệt mức nước cốc giảm 2% so với mức nước ban đầu Biết cốc hình trụ, khối lượng riêng nước đá nước Dđ = 0,9kg/lít Dn = 1kg/lít Tính nhiệt độ nước đổ vào cốc Câu (5,0 điểm) Thấu kính (TK) hội tụ có tiêu cự f, vật phẳng nhỏ AB đặt vng góc trục cách TK đoạn d, ảnh vật tạo TK ảnh thật A 'B' cách thấu kính 1 A ' B' f    d d  ; AB d  f đoạn d' Chứng minh rằng: f Đặt vật phẳng nhỏ AB trước TK, vng góc với trục TK Trên vng góc với trục chính, phía sau TK, thu ảnh rõ nét lớn vật, cao cm Giữ vật cố định, dịch chuyển TK dọc theo trục cm phía phải dịch chuyển dọc theo trục 35 cm lại thu ảnh rõ nét, cao cm Tính tiêu cự chiều cao vật AB Hết SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NAM KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2017-2018 HƯỚNG DẪN CHẤM CHÍNH THỨC MƠN VẬT LÍ Câu Câu 1.(2 đ) Nội dung Điể m Tại thời điểm t bọ lên đoạn BG = u.t, đầu B L OM  , độ cao bọ lên đoạn OB = v.t M trung điểm AB, GK = h, khoảng cách từ AB đến O ON = H Vẽ hình 0,25 0,25 Ta có: GK BG h ut u     ON OB H vt v hH 0,5 u v, thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com H  H max  L (tam giác Khi bọ đến độ cao lớn khoảng cách AOB vng cân) Khi đó: L OB BG  u.t  L  u Lu Luv v v TH1: u  v hmax  H max 0,25 0,5 u L u  v v TH2: u  v L Con bọ đến đầu A mà H chưa đạt Khi L L t OB  vt  v 2 u , hmax=  L  OB , u hmax= 2.(3đ) 2.a (1,75đ ) L 1 0,25 v2 u2 2a Trọng lượng riêng vật A : PA 10m A 10.40    14815 N / m 3 a 0,3 dA = V Trọng lượng riêng vật B : PB 10m B 10.21    7777,8N / m3 a 0,3 dB = V Trọng lng riờng ca h vt l : Đ áy bì nh PM  PN 10m M  10m N 400  210    11296,3 N / m 3 2V 2.a 2.0,3 d= FB 0,25 T T PB 0,25 FA Q 0,25 PA Ta thấy d > d0 nên hệ vật chìm hồn tồn nước Vì dN < d0 < dM nên vật M chìm tới đáy bể kéo theo vật N chìm vào nước làm dây nối bị căng (hình vẽ) Vật N chịu tác dụng lực : + Trọng lực PN : PN = 10 mN = 10.21 = 210N + Lực đẩy Acsimet nước FN: FN = d0.V = d0.a3 = 10000.0,33 = 270N + Lực căng T sợi dây Khi hệ vật nằm cân bằng, xét vật N ta có: PN + T = FN => T = FN – PN = 270 – 210 = 60N Vậy lực căng dây nối hai vật 60N 2b Nếu vật M kéo khỏi mặt nước: Lực căng dây nối hai vật lúc là: 2.b T = PA = 400N > 300N: Dây đứt (1,25đ Vậy dây nối hai vật đứt vật M cịn chìm phần nước ) Khi dây vừa đứt lực căng dây Tmax = 300N Gọi chiều cao phần vật M chìm nước lúc x ( 0 d0a2x = PM - Tmax PM  Tmax 400  300   11,11(cm) 2 d a 10000.0,3 => x = Câu 2đ 0,25 Vậy dây bắt đầu đứt vật M cịn chìm nước đoạn 11,11 cm Điện trở AB, BC, AC: R AB  R; R BC  R; R AC  R 14 Nhiệt lượng cần đun sôi nước là: U2 Q AB  t R AB 0,25 0,75 0,25 So sánh nhiệt lượng: cần đun sôi nước: Q AB  Q BC  Q AC Thời gian đun sôi nước nối U vào BC là: U2 U2 Q BC  Q AB  t BC  t R BC R AB t BC R BC 8/7 16   t BC  t  t  17, 78ph t R AB / 14 Thời gian đu sôi nước nối U vào BC là: U2 U2 Q AC  Q AB  t AC  t R AC R AB t AC R AC 3/   t AC  t  t  23,3ph t R AB /14 Câu 3.1 (2,0đ) U d2 32   4,5 P 1.Điện trở bóng đèn là: Để đèn đèn sáng giống đèn phải mắc đối xứng: m dãy, dãy có n đèn Điện trở tương đương đèn nR d 4,5n Rn    m m , Cơng suất tiêu thụ đèn tính: U2 P  RnI  Rn (R n  R) Rd  U2 R2 Rn   2R Rn Công suất tiêu thụ đèn lớn R n  R  3 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 P 4,5n 3 m Với tổng số đèn khơng q 50 bóng, có cách mắc sau: + n = 2, m = 3, tổng số đèn bóng + n = 4, m = 6, tổng số đèn 24 bóng thuvienhoclieu.com 0,5 0,25 0,25 Trang 3.2 (1,0 đ) Câu thuvienhoclieu.com Cách mắc để đèn sáng bình thường: Để đèn sáng bình thường cường độ dịng điện qua đèn cường độ dòng điện định mức Các đèn mắc đối xứng câu Ta có: U 12 I  mId  m  4,5n R  Rn 3 m  2m  3n  12 Với n, m số tự nhiên phương trình có nghiệm: m = 3, n = Vậy cần sử dụng đèn mắc thành dãy song song, dãy có hai đèn nối tiếp a) Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ đến 00C: 0,5 0,5 Q1 = m cđ[0 – (– 3,5)] = m.2000.3,5 = 7000m (J) 4.a(2đ ) 0,5 Nhiệt lượng cần thiết để làm khối nước đá 00C nóng chảy hồn tồn: Q2 = m λ = m.34.104 = 340000m (J) 0,5 Nhiệt lượng mà nước tỏa để giảm nhiệt độ đến 00C: 4.b(3đ ) Qn = m cn (30 – 0) = m.4200.30 = 126000m (J) 0,5 Vì Q1 < Qn < (Q1 + Q2) nên nước đá có tan tan chưa hết, nhiệt độ hệ 00C 0,5 b) Gọi S tiết diện đáy cốc, h độ cao cột nước ban đầu, h độ cao cột nước sau cân nhiệt, m khối lượng nước đá lại cân nhiệt (nếu có): (1) 0,5 Thể tích hỗn hợp cân nhiệt: 0,75 (2) Từ (1) (2): 0,75 Đá tan chưa hết, nhiệt độ cân 00C 0,25 Phương trình cân nhiệt: 2mcn(t – 0) = mcđ[0 – (– 3,5)] + (m – ∆m)λ t = 23,50C Câu 5.a(2đ ) - Vẽ hình A ' B ' OA ' d '   OA d ΔOAB~ΔOA’B’ => AB (1) ΔF’OI~ΔF’A’B’ A ' B' OF' A ' B' f     OI F'A ' AB d ' f (2) d' d' 1     f d' d Từ (1) (2): d d ' f thuvienhoclieu.com 0,75 0,5 0,5 0,5 0,5 Trang thuvienhoclieu.com 5.b(3đ) Do ảnh A1B1 hứng nên ảnh thật thấu kính TK hội tụ 1 1 1   '   ' f d d f d2 d2 1 Khi có ảnh A B ta có: (1) Khi có ảnh A B ta có: 1 0,5 (2) Dịch thấu kính xa vật 5cm: d  d1  (3) 0,25 ' ' Nếu dịch xa vật mà có ảnh d  d1  30 , không thỏa 0,25 mãn (1) (2) ' ' Vậy phải dịch chuyển lại gần (hình vẽ): d  d1  40 (4) A1B1 AB 2 2 AB AB Mặt khác: f f f 2 2 d1  f d2  f d1   f (5) Từ (5) suy ra: d1  f  5, d  f  10 ;  f  5 f d1'  Từ (1) suy ra:  f  10  f d '2  10 Từ (2) suy ra: ;  f  10  f   f  5 f  40 d1' , d '2 10 Thay vào (4): Giải phương trình ta có nghiệm: f = 20cm d1 = 25cm AB = 1cm A1B1  2A B2  0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 Thí sinh giải cách khác với đáp án kết cho điểm tối đa, sai đơn vị kết u cầu tính tốn trừ kết 0,25 điểm thuvienhoclieu.com Trang ... tiêu cự chiều cao vật AB Hết SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NAM KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2017- 2018 HƯỚNG DẪN CHẤM CHÍNH THỨC MƠN VẬT LÍ Câu Câu 1.(2 đ) Nội dung Điể... nóng chảy 00C nhiệt lượng cần thi? ??t để làm nóng chảy hồn tồn 1kg nước đá 00C   34.10 J/kg Nếu khối lượng nước rót vào m nhiệt độ 30 0C nhiệt độ vật chất cốc cân nhiệt thi? ??t lập bao nhiêu? Giả sử... nước cốc giảm 2% so với mức nước ban đầu Biết cốc hình trụ, khối lượng riêng nước đá nước Dđ = 0,9kg/lít Dn = 1kg/lít Tính nhiệt độ nước đổ vào cốc Câu (5,0 điểm) Thấu kính (TK) hội tụ có tiêu