Bài 1: Một người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc dự kiến là v1 = 15km/h

Bài 1 Một người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc dự kiến là v1 = 15km/h SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm 02 trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 – 2[.]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm 02 trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 – 2016 MƠN THI: VẬT LÍ - LỚP Ngày thi: 20/3/2016 Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Bài (3,5 điểm) Hai ca nô làm nhiệm vụ đưa thư hai bến sông A B dọc theo bờ sông sau: hàng ngày vào lúc quy định hai ca nô rời bến A B chạy đến gặp nhau, trao đổi bưu kiện cho quay trở lại Nếu hai ca nô rời bến lúc ca nơ từ A phải 1,5h trở đến bến, ca nô từ B phải 2,5h Biết hai ca nơ có tốc độ nước v1 không đổi nước chảy với tốc độ v2 không đổi Bỏ qua thời gian trao đổi bưu kiện Tính tốc độ trung bình ca nơ quãng đường Muốn cho hai ca nơ thời gian ca nô B phải xuất phát muộn ca nô A khoảng thời gian bao nhiêu? Bài (3,5 điểm) Người ta bỏ thỏi sắt hình trụ có diện tích đáy 5cm 2, khối lượng m1 = 200g có nhiệt độ t1 = 3770C vào bình hình trụ có diện tích đáy S = 20cm chứa m2 = 500g nước nhiệt độ t2 = 200C Bỏ qua hao phí Tính nhiệt độ nước cân nhiệt thiết lập Bỏ qua phần nước bị hóa Do có lượng nước bị hóa hơi, nên nhiệt độ cân hệ t = 280C a Tính lượng nước bị hóa b Tính mực nước chênh lệch bình trước sau thả khối trụ, cân nhiệt thiết lập Cho biết nhiệt dung riêng sắt 460 J/kg.K, nước 4200 J/kg.K khối lượng riêng sắt D1 = 7800 kg/m3, khối lượng riêng nước D2 = 1000 kg/m3, nhiệt hóa nước L = 2,3.106 J/Kg Bài (4,0 điểm) K A Cho mạch điện hình 1: nguồn điện khơng đổi có suất điện động E = V, điện trở r = ; điện trở đèn không đổi R đ = Ω, R1 = Ω; AB biến trở Ampe kế, dây nối khoá K N + _ E, r M Đ D có điện trở không đáng kể R1 K mở, chạy C vị trí A B cơng suất tỏa nhiệt mạch ngồi Tính điện trở tồn phần biến C trở B A Hình K đóng, di chuyển chạy C để đèn sáng Xác định điện trở phần AC biến trở K đóng, di chuyển chạy C từ A đến B Hãy vẽ đồ thị biểu diễn hiệu điện hai cực đèn theo cường độ dòng điện chạy qua nguồn Bài (4,0 điểm) Vật sáng AB có dạng đoạn thẳng nhỏ đặt trục vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm Cho AB cách thấu kính 30 cm Xác định vị trí, tính chất số phóng đại ảnh AB qua thấu kính Vẽ hình 2 Sau thấu kính, đặt gương phẳng G có mặt phản xạ hướng thấu kính, vng góc với trục cách thấu kính khoảng a Di chuyển vật AB dọc theo trục khoảng thấu kính gương, hệ cho hai ảnh ảnh thật ảnh ảo có kích thước Xác định a Bài (3,0 điểm) Đường sức từ Hai ray dẫn điện thẳng dài song song nằm mặt B phẳng ngang, hai đầu nối với điện trở R Một kim loại AB đặt hai ray, toàn hệ thống đặt từ trường với đường sức R từ có phương thẳng đứng (hình 2) Kéo AB trượt thẳng từ trái A sang phải (trong q trình chuyển động AB ln tiếp xúc với hai ray), mạch xuất dòng điện chạy qua AB theo chiều từ Hình A đến B Xác định chiều đường sức từ Người ta truyền tải công suất điện không đổi P đường dây dẫn máy biến Ban đầu hiệu điện truyền U1 = 110 KV cơng suất hao phí ∆P1 Khi hiệu điện truyền U2 = 220 KV cơng suất hao phí tăng hay giảm phần trăm so với trước Bài (2,0 điểm) Một xe lăn nhỏ chuyển động mặt phẳng ngang với tốc độ không đổi v Để xác định tốc độ v xe, học sinh tiến hành sau: - Chọn điểm O cố định làm mốc xác định vị trí xe theo thời gian - Số liệu thu bảng sau: Thời gian (s) 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Vị trí (cm) 17,4 31,5 40,6 51,2 61,3 72,5 85,1 94,5 Từ số liệu trên, em vẽ đồ thị biểu diễn vị trí xe theo thời gian Từ đồ thị trên, xác định tốc độ xe Hết (Cán coi thi khơng giải thích thêm) Họ tên thí sinh:………………………………………………………….SBD………………… Giám thị 1: (Họ tên chữ kí)……………………………………………………………………… Giám thị 2: (Họ tên chữ kí)……………………………………………………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HĨA CẤP TỈNH NGÀY THI: 20/3/2016 MƠN THI: VẬT LÍ - LỚP Bản hướng dẫn chấm có 05 trang Bài Nội dung A Điểm B C a Gọi vị trí hai ca nơ gặp C, đặt AC = s1 ; CB = s ; AB = s = s1 + s2 Vì thời gian ca nơ B hết nhiều ca nô A chứng tỏ nước chảy từ B đến A Vận tốc trung bình ca nô A ca nô B là: 2s1 2s1 2s1 v12 - v 22 vA = = = = s1 s (1) t A t1 +t1' v1 + v1 + v v1 - v Bài 2s 2s 2s v12 - v 22 vB = = = = s2 s2 t B t +t '2 v1 + v1 -v v1 + v2 (2) 0,75 0,75 Từ (1) (2) ⇒ vA = vB b Thời gian ca nô từ A đến C từ C A là: s s s t A = t1 +t1' = t + t1' = + = v1 +v v1 +v v1 +v - Thời gian ca nô từ B → C → B: s s s t B = t + t '2 = t1 + t '2 = + = v1 -v v1 -v v1 -v 0,25 0,25 Theo ra: tA = 1,5 ⇔ s = 1,5 ⇔ s = 1,5v1 + 1,5v2 v1 +v (3) tB = 2,5 ⇔ s = 1,5 ⇔ s = 2,5v1 - 2,5v2 v1 - v (4) Từ (1) (2) ⇒ 2,5v1 – 2,5v2 = 1,5v1 + 1,5v2 ⇒ v1 = v Thay vào (3) ta có: s = 4.1,5v2 + 1,5v2 = 7,5 v Vì vận tốc trung bình hai ca nô nên để hai ca nô hết thời gian tổng quãng đường phải tức chúng phải gặp quãng đường điểm D Thời gian ca nô từ A đến D là: s 7,5v t= = = 1,25h (h) 2(v1 - v ) 2(4v - v ) Thời gian ca nô từ B đến D là: s 7,5v t' = = = 0,75 (h) 2(v1 +v ) 2(4v + v ) 0,5 0,25 0,25 Hai ca nô đến D lúc nên ca nô B phải sau khoảng thời gian là: t’- t = 1,25 – 0,75 = 0,5h = 30 phút m1 0.2.106 = ≈ 5,12cm Chiều cao khối trụ: h1 = D1S1 7800.5 Chiều cao ban đầu mực nước bình: h = Bài m2 0.5.106 = = 25cm D 2S 1000.20 Khối trụ chìm hồn tồn nước Phương trình cân nhiệt: m1c1 (t1 − t cb ) = m c (t cb − t ) m c t + m c t 0, 2.460.377 + 0,5.4200.20 ⇒ t cb = 1 = ≈ 350 m1c1 + m c2 0, 2.460 + 0,5.4200 Gọi ∆m khối lượng nước bị hóa hơi: a.Phương trình cân nhiệt: ⇒ m1c1 (t1 − t ) = (m − ∆m)c (t − t ) + ∆mc (100 − t ) + ∆m.L ⇔ ∆m(L + c (100 − t ) − c (t − t )) = m1c1 (t1 − t) − m 2c (t − t ) ⇒ ∆m = m1c1 (t1 − t) − m c (t − t ) ≈ 5,88g L + c (100 − t ) − c (t − t ) b.Thể tích nước lúc sau: V2′ = 494,12cm m1 ≈ 25, 64cm3 Thể tích khối trụ: V1 = D1 V + V2′ ≈ 26cm Chiều cao cột nước lúc sau: h ′ = S Sự chênh lệch mức nước bình: ∆h = h ′ − h = 1cm Bài K mở, chạy C A, mạch vẽ lại sau: Đặt RMN = x, ta có:  ( RABđ+ R ) R1  3( RAB + 3) = x= RABđ+ R + R1 AB R + E x+r E2x P = Công suất tỏa nhiệt mạch là: ( x + r )2 - Khi chạy C B, mạch vẽ lại sau: - Đặt R’MN = y, ta có:  Rđ + R1 = RAB + 1,5 y = RAB + Rđ + R1 Cường độ dịng điện qua mạch là: I = - Cường độ dòng điện qua mạch là: E I’ = y+r ' Cơng suất tỏa nhiệt mạch là: P = 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 E2 y ( y + r )2 Theo ra, ta có: P = P’ ⇔ E2x E2 y = ( x + r )2 ( y + r )2 0,25 ⇔ ( x + r ) y = ( y + r ) x ⇔ ( x + r + xr ) y = ( y + r + yr ) x ⇔ x y + r y + xry = y x + r x + yrx ⇔ xy ( y − x) = r ( y − x )  3( RAB + 3) ( RAB + 1,5) = 32= ⇒xy = r2 ⇔ RAB + Giải phương trình ta được: RAB = (t/m) RAB = -4,5 (loại) Vậy điện trở toàn phần biến trở AB 3 Bài Khi K đóng: Ta chập điểm A B lại với hình vẽ - Đặt điện trở tương đương cụm AC X, điện trở phần AC biến trở x Ta có: ( X + 3) R ACD = X + R1 =X+3, R AD = X+6 - Cường độ dịng điện mạch : E E 6(X+6) I= = = R AD +r ( X + 3) 6X+27 +3 X+6 Cường độ dòng điện chạy qua đèn là: R AD 18X+54 6(X+6) ( X + 3) = Iđ =I = R AD +R đ 6X+27 X + 6X+27 Ta thấy đèn sáng Iđ lớn Xmax x ( - x) 0,5 0,25 0,25 0,25  x + (3 - x)  - Mặt khác: X = (*) (BĐT Cô - si) ≤  =  3  Dấu “=” xảy khi: x = – x → x = 1,5(Ω) Khi K đóng hiệu điện đèn hiệu điện mạch ngoài: U d = E − Ir E E 6(X+6) I= = = =1+ R AD +r ( X + 3) 6X+27 6X+27 +3 X+6 I max = + = (A) 27 I = (A) Vậy đồ thị Ud theo I đoạn thẳng * Chú ý: Tính Imax ; Imin: 0,25 điểm/ý Vẽ đồ thị 0,25 điểm 0,25 0,25 0,75 Vị trí, tính chất ảnh AB qua thấu kính: df ' = 60cm - Vị trí ảnh: d = d− f d' - Số phóng đại ảnh: k = − = −2 d - Kết luận: AB qua thấu kính cho ảnh thật cách thấu kính 60 cm ảnh cao gấp ba lần vật 0,5 0,5 0,5 -Vẽ hình minh họa B F’ A A’ F 0,5 B’ Bài Sơ đồ tạo ảnh O AB  → A'B ' +) số phóng đại ảnh k1 d d' 0,25 B G O AB  → A1 B1  → A2 B2 +) d1' ; d d1 d 2' số phóng đại ảnh k2 O G A d1 d +) k1 = f f −d a ' ' +) Với: a = d + d1 ; d1 = − d1 ; d = a − d1 ⇒ d = 2a − d f f k2 = = f − d f − 2a + d1 +) Theo giả thiết k1 = − k ⇒ a = f = 20 cm Khi kéo AB sang phải, dòng điện cảm ứng chạy qua AB nên AB chịu tác dụng lực từ hướng ngược chiều chuyển động AB Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều đường sức từ hướng thẳng đứng từ xuống P 2R U2 - Vì P R khơng đổi nên tăng hiệu điện ∆P giảm ∆P1 − ∆P2 U 22 − U12 100 = 100 = 75% - Ta có: ∆P1 U 22 Áp dụng cơng thức: ∆P = Bài 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,75 0,75 0,5 0,75 Vậy cơng suất hao phí giảm 75% so với trước 0,25 Đồ thị: Kẻ đường thẳng gần qua điểm thực nghiệm Vị trí(cm) 1,0 Bài t(s) Chú ý: Nếu HS lấy tọa độ điểm xác, vẽ hình chưa dạng trừ 0,5 điểm - Vì theo cách chọn mốc O nên ta có: S = khoảng cách từ vị trí đến O - Từ đồ thị, hệ số góc đường thẳng v +) Lấy hai điểm đồ thị 87 − 39 = 24, (cm/s) +) Tính hệ số góc đường thẳng: v = 4−2 Chú ý: - Học sinh làm cách khác cho điểm tối đa phần đó; - Giải sai kết không cho điểm; - Sai thiếu đơn vị trừ 0,25 điểm cho lỗi, tồn trừ khơng q 0,5 điểm lỗi đơn vị 0,25 0,25 0,25 0,25