48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9 KÈM ĐÁP ÁN

48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2009-2010 MÔN: VẬT LÝ ĐỀ SỐ ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP ( Thời gian 150 phút ) Bài Hai kim loại đồng chất, tiết diện nhau, chiều dài  = 20cm có trọng lượng riêng khác : d1 = 1,25.d2 Hai hàn dính với đầu treo sợi dây mảnh ( Hvẽ ) /////////// Để nằm ngang, người ta thực cách sau :   1) Cắt phần thứ đem đặt lên phần cịn lại Tính chiều dài phần bị cắt ? 2) Cắt bỏ phần thứ Tính phần bị cắt ? Bài Một ống thuỷ tinh hình trụ, chứa lượng nước lượng thuỷ ngân có khối lượng Độ cao tổng cộng cột chất lỏng ống H = 94cm a/ Tính độ cao chất lỏng ống ? b/ Tính áp suất chất lỏng lên đáy ống biết khối lượng riêng nước thuỷ ngân D1 = 1g/cm3 D2 = 13,6g/cm3 ? Bài Cho mạch điện sau Cho U = 6V , r = 1Ω = R1 ; R2 = R3 = 3Ω U r biết số A K đóng 9/5 số R1 R3 A K mở Tính : a/ Điện trở R4 ? R2 R4 A K b/ Khi K đóng, tính IK ? Bài a) Đặt vật AB trước thấu kính hội tụ L có tiêu cự f hình vẽ Qua TK người ta thấy AB cho ảnh ngược chiều cao gấp lần vật Giữ nguyên vị trí Tkính L, dịch chuyển vật sáng dọc theo xy lại gần Tkính đoạn 10cm ảnh vật AB lúc cao gấp lần vật Hỏi ảnh AB trường hợp ảnh ? Tính tiêu cự f vẽ hình minh hoạ ? B L1 (M) B x y A O A O1 O2 L2 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ b)Thấu kính L cắt ngang qua quang tâm thành hai nửa tkính L1 & L2 Phần bị cắt L2 thay gương phẳng (M) có mặt phản xạ quay L1 Khoảng cách O1O2 = 2f Vẽ ảnh vật sáng AB qua hệ quang số lượng ảnh AB qua hệ ? ( Câu a b độc lập ) HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ - HSG LÝ LỚP Bài HD : a) Gọi x ( cm ) chiều dài phần bị cắt, đặt lên phần cịn lại cân nên ta có : P1 − x  = P2 Gọi S tiết diện 2 kim loại, ta có d1.S  − x  = d2.S  2 /////////// - x  ⇔ d1(  - x ) = d2  ⇒ x = 4cm P1 P2 b) Gọi y (cm) ( ĐK : y < 20 ) phần phải cắt bỏ đi, trọng lượng phần lại : P’1 = P1 − y Do cân nên ta có :  d2 d1.S.(  - y ) − y  = d2.S  ⇔ (  - y )2 2 = d  hay d2 y2 -  y + ( - d ) 2 Thay số phương trình bậc theo y: y - 40y + 80 = Giải PT y = 2,11cm ( loại 37,6 ) Bài HD :a/ + Gọi h1 h2 theo thứ tự độ cao cột nước cột thuỷ ngân, ta có H = h1 + h2 = 94 cm + Gọi S diện tích đáy ống, TNgân nước có khối lượng nên S.h1 D1 = S h2 D2 D h ⇒ h1 D1 = h2 D2 ⇒ D = h ⇒ D1 + D2 h1 + h2 H D2 H = = ⇒ h1 = D + D D2 h1 h1 h2 = H - h1 b/ Áp suất chất lỏng lên đáy ống : P= 10m1 + 10m2 10 Sh1 D1 + 10 Sh2 D2 = = 10( D1 h1 + D2 h2 ) Thay h1 h2 vào, ta tính P S S Bài HD : * Khi K mở, cách mắc ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) ⇒ Điện trở tương đương mạch U 4(3 + R4 ) R=r+ ⇒ Cường độ dòng điện mạch : I = + 4(3 + R4 ) Hiệu điện + R4 + R4 ( R1 + R3 )( R2 + R4 ) hai điểm A B UAB = R + R + R + R I ⇒ I4 = 4U ( R1 + R3 ).I U AB = = ( Thay số, I ) = 19 + 5R4 R2 + R4 R1 + R2 + R3 + R4 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ * Khi K đóng, cách mắc (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) ⇒ Điện trở tương đương mạch U + 15 R4 + 15 R4 R' = r + ⇒ Cường độ dòng điện mạch lúc : I’ = + 12 + R4 12 + R4 R3 R4 R3 I ' U AB Hiệu điện hai điểm A B UAB = R + R I ' ⇒ I’4 = R = R + R = ( Thay 4 12U số, I’ ) = 21 + 19 R * Theo đề I’4 = I ; từ tính R4 = 1Ω b/ Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A I’ = 2,4A ⇒ UAC = RAC I’ = 1,8V U AC ⇒ I’2 = R = 0,6 A Ta có I’2 + IK = I’4 ⇒ IK = 1,2A Bài HD :a/ B’2 ( Hãy bổ sung hình vẽ cho đầy đủ ) B1 B2 I F A1 F’ A’2 A2 A’1 O B’1 • Xét cặp tam giác đồng dạng F’A’1B’1 F’OI : ⇒ (d’ - f )/f = ⇒ d = 3f • Xét cặp tam giác đồng dạng OA’1B’1 OA1B1 : ⇒ d1 = d’/2 ⇒ d1 = 3/2f Khi dời đến A2B2 , lý luận tương tự ta có d2 = f/2 Theo đề ta có d1 = 10 + d2 ⇒ f = 10cm b) Hệ cho ảnh : AB qua L1 cho A1B1 qua L2 cho ảnh ảo A2B2 AB qua L2 cho ảnh A3B3 Không có ảnh qua gương (M) Hãy tự dựng ảnh ! ĐỀ SỐ ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP ( Thời gian 150 phút ) Bài Một đồng chất tiết diện có chiều dài AB =  = 40cm dựng chậu cho OA = OB ABx = 300 Thanh giữ nguyên quay quanh điểm O ( Hvẽ ) A Người ta đổ nước vào chậu bắt đầu O 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ (đầu B khơng cịn tựa lên đáy chậu ): a) Tìm độ cao cột nước cần đổ vào chậu ( tính từ đáy đến mặt thống ) biết khối lượng riêng AB 300 nước : Dt = 1120 kg/m3 Dn = 1000 kg/m3 ? B x b) Thay nước chất lỏng khác, KLR chất lỏng phải để thực việc ? Bài Có hai bình cách nhiệt, bình chứa m1 = 2kg nước t1 = 200C, bình chứa m2 = 4kg nước nhiệt độ t2 = 600C Người ta rót lượng nước m từ bình sang bình 2, sau cân nhiệt, người ta lại rót lượng nước từ bình sang bình nhiệt độ cân bình lúc t’1 = 21,950C : 1) Tính lượng nước m nhiệt độ có cân nhiệt bình ( t’2 ) ? 2) Nếu tiếp tục lần nữa, tìm nhiệt độ có cân nhiệt bình lúc ? Bài Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 18V khơng đổi cho tốn, bóng đèn Đ1 ( 3V - 3W ) Bóng đèn Đ2 ( 6V - 12W ) Rb giá trị biến trở Và chạy vị trí C để đèn sáng bình thường : UAB 1) Đèn Đ1 đèn Đ2 vị trí mạch ? r 2) Tính giá trị tồn phần biến trở vị trí (1) (2) chạy C ? 3) Khi dịch chuyển chạy phía N độ sáng hai đèn thay đổi ? M Rb C N Bài Hai vật sáng A1B1 A2B2 cao h đặt vng góc với trục xy ( A1 & A2 ∈ xy ) hai bên thấu kính (L) Ảnh hai vật tạo thấu kính vị trí xy Biết OA1 = d1 ; OA2 = d2 : 1) Thấu kính thấu kính ? Vẽ hình ? 2) Tính tiêu cự thấu kính độ lớn ảnh theo h ; d1 d2 ? 3) Bỏ A1B1 đi, đặt gương phẳng vng góc với trục I ( I nằm phía với A2B2 OI > OA2 ), gương quay mặt phản xạ phía thấu kính Xác định vị trí I để ảnh A2B2 qua Tk qua hệ gương - Tk cao ? HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ - HSG LÝ LỚP Bài HD: a) Gọi mực nước đổ vào chậu để bắt đầu ( tính từ B theo chiều dài ) x ( cm ) ĐK : x < OB = 30cm, theo hình vẽ x = BI A Gọi S tiết diện thanh, chịu tác dụng trọng O lượng P đặt trung điểm M AB lực đẩy Acsimet M H F đặt trung điểm N BI Theo điều kiện cân I 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ đòn bẩy : P.MH = F.NK(1) P = 10m = 10.Dt.S  K Và F = 10.Dn.S.x Thay vào (1) D MH ⇒ x = t  Dn NK B Xét cặp tam giác đồng dạng OMH ONK ta có OA =10cm NO = OB - NB = N (H2O) E MH MO = ; ta tính MO = MA NK NO 60 − x Thay số biến đổi để có phương trình bậc theo x : x2 - 60x + 896 = Giải phương trình loại nghiệm x = 32 ( > 30 ) ta x = 28 cm Từ I hạ IE ⊥ Bx, tam giác IBE vng E IE = IB.sin IBE = 28.sin300 = 28 = 14cm ( sử dụng kiến thức nửa tam giác ) Dt 20 b) Trong phép biến đổi để đưa PT bậc theo x, ta gặp biểu thức : x = D  60 − x ; n từ biểu thức rút Dn ?Mực nước tối đa ta đổ vào chậu x = OB = 30cm, đóminDn = 995,5 kg/m3 Bài 1) Viết Pt toả nhiệt Pt thu nhiệt lần trút để từ có : + Phương trình cân nhiệt bình : m.(t’2 - t1 ) = m2.( t2 - t’2 ) (1) + Phương trình cân nhiệt bình : m.( t’2 - t’1 ) = ( m1 - m )( t’1 - t1 ) (2) + Từ (1) & (2) ⇒ t ' = m2 t − m1 (t '1 −t1 ) = ? (3) Thay (3) vào (2) ⇒ m = ? ĐS : m2 590C 100g 2) Để ý tới nhiệt độ lúc hai bình, lí luận tương tự ta có kết : 58,120C 23,760C Bài 1) Có I1đm = P1 / U1 = 1A I2đm = P2 / U2 = 2A Vì I2đm > I1đm nên đèn Đ1 mạch rẽ ( vị trí 1) cịn đèn Đ2 mạch ( vị trí ) 2) Đặt I Đ1 = I1 I Đ2 = I2 = I cường độ dòng điện qua phần biến trở MC Ib + Vì hai đèn sáng bình thường nên I1 = 1A ; I = 2A ⇒ Ib = 1A Do Ib = I1 = 1A nên U1 RMC = R1 = I = 3Ω + Điện trở tương đương mạch : Rtđ = r + R1 RMC + ( Rb − RMC ) + R2 = r + Rb + 1,5 R1 + RMC U AB + CĐDĐ mạch : I = R = ⇒ Rb = 5,5Ω td Vậy C vị trí cho RMC = 3Ω RCN = 2,5Ω 3) Khi dịch chuyển chạy C phía N điện trở tương đương mạch ngồi giảm ⇒ I ( ) tăng 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ ⇒ Đèn Đ2 sáng mạnh lên Khi RCM tăng UMC tăng ( I1 cố định I tăng nên Ib tăng ) ⇒ Đèn Đ1 sáng mạnh lên Bài HD : 1) Vì ảnh hai vật nằm vị trí trục xy nên có hai vật sáng cho ảnh nằm khác phía với vật ⇒ thấu kính phải Tk hội tụ, ta có hình vẽ sau : ( Bổ sung thêm vào hình vẽ cho đầy đủ ) B2’ (L) B1 H B2 x F’ A2 ’ y A1 F O A2 A1’ B1’ 2) + Xét cặp tam giác đồng dạng trường hợp vật A1B1 cho ảnh A1’B1’ để có d1 f OA1’ = d + f + Xét cặp tam giác đồng dạng trường hợp vật A2B2 cho ảnh A2’B2’ để có d2 f OA2’ = f − d d1 f d2 f + Theo ta có : OA1’ = OA2’ ⇒ d + f = f − d ⇒ f = ? Thay f vào trường hợp OA1’ = OA2’ ; từ : A1’B1’ = = h.OA1 ' A2’B2’ d1 h.OA2 ' d2 3) Vì vật A2B2 thấu kính cố định nên ảnh qua thấu kính A2’B2’ Bằng phép vẽ ta xác định vị trí đặt gương OI, ta có nhận xét sau : + Ảnh A2B2 qua gương ảnh ảo, vị trí đối xứng với vật qua gương cao A2B2 ( ảnh A3B3 ) + Ảnh ảo A3B3 qua thấu kính cho ảnh thật A4B4, ngược chiều cao ảnh A2’B2’ + Vì A4B4 > A3B3 nên vật ảo A3B3 phải nằm khoảng từ f đến 2f ⇒ điểm I thuộc khoảng + Vị trí đặt gương trung điểm đoạn A2A3, nằm cách Tk đoạn OI = OA2 + 1/2 A2A3 * Hình vẽ : ( bổ sung cho đầy đủ ) B2’ B2 B3 x A4 F y O A2 F’ A3 A2’ 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ B4 * Tính : K Do A4B4 // = A2’B2’ nên tứ giác A4B4A2’B2” hình bình hành ⇒ FA4 = FA2’ = f + OA2’ = ? ⇒ OA4 = ? Dựa vào tam giác đồng dạng OA4B4 OA3B3 ta tính OA3 ⇒ A2A3 ⇒ vị trí đặt gương ĐỀ SỐ ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP ( Thời gian 150 phút ) Bài 1) Một bình thơng gồm hai nhánh hình trụ giống chứa nước Người ta thả vào nhánh A cầu gỗ nặng 20g, cầu ngập phần nước thấy mực nước dâng lên nhánh 2mm Sau người ta lấy cầu gỗ đổ vào nhánh A lượng dầu 100g Tính độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh ? Cho Dn = g/cm3 ; Dd = 0,8 g/cm3 2) Một ống thuỷ tinh hình trụ, chứa lượng nước lượng thuỷ ngân có khối lượng Độ cao tổng cộng chất lỏng ống 94cm a/ Tính độ cao chất lỏng ống ? b/ Tính áp suất chất lỏng lên đáy ống biết khối lượng riêng nước thuỷ ngân D1 = 1g/cm3 D2 = 13,6g/cm3 ? Bài Thanh AB quay quanh lề gắn tường thẳng đứng đầu B ( hvẽ ) Biết AB = BC trọng lượng AB P = 100 N : 1) Khi nằm ngang, tính sức căng dây T xuất dây AC để cân ( hình ) ? C C T’ Hình T Hình A O O B A B P P 2) Khi AB treo hình 2, biết tam giác ABC Tính lực căng dây T’ AC lúc ? Bài Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện khơng đổi U = 150V điện trở r = 2Ω Người ta mắc vào hai điểm lấy điện A B hộp bóng đèn Đ có cơng suất định mức P = 180W nối tiếp với biến trở có điện trở Rb ( Hvẽ ) A U B 1) Để đèn Đ sáng bình thường phải điều chỉnh Rb = 18Ω Tính r hiệu điện định mức đèn Đ ? 2) Mắc song song với đèn Đ bóng đèn giống hệt Hỏi Rb để hai đèn sáng bình thường phải tăng hay giảm Rb ? Tính Đ độ tăng ( giảm ) ? 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 3) Với hộp điện kín trên, thắp sáng tối đa bóng đèn đèn Đ ? Hiệu suất sử dụng điện phần trăm ? Bài Có hai thấu kính (L1) & (L2) bố trí song song với cho chúng có trục đường thẳng xy Người ta chiếu đến thấu kính (L1) chùm sáng song song di chuyển thấu kính (L2) dọc theo trục cho chùm sáng khúc xạ sau qua thấu kính (L2) chùm sáng song song Khi đổi hai thấu kính TK khác loại có tiêu cự làm trên, người ta đo khoảng cách TK hai trường hợp 1 = 24 cm  = cm 1) Các thấu kính (L1) (L2) thấu kính ? vẽ đường truyền chùm sáng qua TK ? 2) Trong trường hợp hai TK TK hội tụ (L1) có tiêu cự nhỏ (L2), người ta đặt vật sáng AB cao cm vuông góc với trục cách (L1) đoạn d1 = 12 cm Hãy : + Dựng ảnh vật sáng AB qua hai thấu kính ? + Tính khoảng cách từ ảnh AB qua TK (L2) đến (L1) độ lớn ảnh ? HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ - HSG LÝ LỚP Bài (A) (B) (A) (B) HD : + h = mm = 0,2 cm Khi cột nước M N nhánh dâng lên 2.h = 0,4 cm + Quả cầu nên lực đẩy Acsimet mà nước tác dụng lên cầu trọng lượng cầu ; gọi tiết diện nhánh S, ta có P = FA ⇔ 10.m = S.2h.dn ⇔ 10.m = S.2h.10Dn ⇒ S = 50cm2 + Gọi h’ (cm) độ cao cột dầu md = D.Vd = D.S.h’ ⇒ h’ ? Xét áp suất mà dầu nước gây M N, từ cân áp suất ta có độ cao h’’ cột nước nhánh B Độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh : h’ h’’ Bài C C H H T’ Hình T Hình K I A O O B A B P P HD : Trong hai trường hợp, vẽ BH ⊥ AC Theo quy tắc cân địn bẩy ta có : 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ AB tam giác ABC vuông cân B nên BAH = 2 450 Trong tam giác BAH vuông H ta có BH = AB Sin BAH = AB ; thay vào AB ⇒ T=? (1) ta có : T.AB = P 2 2) Tương tự câu : T’.BH = P.IK (2) Có ∆BAH vng H ⇒ BH = AB sinBAH = 1) T BH = P OB (1) Vì OB = AB.sin600 = AB Vì OI đường trung bình ∆ABK ⇒ IK = 1/2 AK = 1/2 BH ( AK = BH ) ⇒ IK = AB ; thay vào (2) : T’ AB = P AB ⇒ T’ = ? ĐS : T = 20 N 4 T’ = 20N Bài HD : 1) Gọi I cường độ dịng điện mạch U.I = P + ( Rb + r ).I2 ; thay số ta phương trình bậc theo I : 2I2 - 15I + 18 = Giải PT ta giá trị I I1 = 1,5A I2 = 6A P + Với I = I1 = 1,5A ⇒ Ud = I = 120V d sử dụng điện trường hợp : H = ; + Làm tt với I = I2 = 6A ⇒ Hiệu suất p 180 = = 20 % nên thấp ⇒ loại bỏ U I 150.6 nghiệm I2 = 6A 2) Khi mắc đèn // I = 2.Id = 3A, đèn sáng bình thường nên Ud = U - ( r + Rb ).I ⇒ Rb ? ⇒ độ giảm Rb ? ( ĐS : 10Ω ) 3) Ta nhận thấy U = 150V Ud = 120V nên để đèn sáng bình thường, ta khơng thể mắc nối tiếp từ bóng đèn trở lên mà phải mắc chúng song song Giả sử ta mắc // tối đa n đèn vào điểm A & B ⇒ cường độ dịng điện mạch I = n Id Ta có U.I = ( r + Rb ).I2 + n P ⇔ U n Id = ( r + Rb ).n2 I2d + n P ⇔ U.Id = ( r + Rb ).n.Id + P U I d − P U I − P 150.1,5 − 180 = 10 ⇒ n max = 10 −r ≥ ⇔ n ≤ d = ⇒ Rb = 2.(1,5) r.I d n.I d Rb = + Hiệu suất sử dụng điện : H = Ud = 80 % U Bài 1) Chúng ta học qua loại thấu kính, xét hết trường hợp : Cả hai TK phân kì ; hai thấu kính hội tụ ; TK (L1) TK hội tụ TK (L2) TK phân kì ; TK (L1) phân kì cịn TK (L2) hội tụ a) Sẽ không thu chùm sáng sau chùm sáng // hai thấu kính phân kì chùm tia khúc xạ sau khỏi thấu kính phân kì khơng chùm sáng // ( loại trường hợp ) b)Trường hợp hai TK TK hội tụ ta thấy chùm sáng cuối khúc xạ qua (L2) chùm sáng // tia tới TK (L2) phải qua tiêu điểm TK này, mặt khác (L1) TK hội tụ trùng trục với (L2) tiêu điểm ảnh (L1) 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ phải trùng với tiêu điểm vật (L2) ( chọn trường hợp ) ⇒ Đường truyền tia sáng minh hoạ hình : ( Bổ sung hình vẽ ) (L1) (L2) F1 x y F’1=F2 F’2 c) Trường hợp TK (L1) phân kì TK (L2) hội tụ :Lí luận tương tự ta có tiêu điểm vật hai thấu kính phải trùng ( chọn trường hợp ) Đường truyền tia sángđược minh hoạ hình : (L2) (L1) x y F’1 F’2 Do tính chất thuận nghịch đường truyền ánh sáng nên khơng có khác (L1) TH hội tụ cịn (L2) phân kì 2) + Dựng ảnh vật sáng AB trường hợp TK hội tụ : (L1) B F’1= F2 A F1 A2 A1 O1 O2 B1 F’2 B2 (L2) + Ta thấy việc đổi thấu kính đổi TK phân kì thấu kính hội tụ có tiêu cự ( theo a ) Nên : - Từ c) ta có : F1O1 + O1O2 = F2O2 = f2 f2 - f1 =  = cm - Từ 2) ta có : O1F’1 + F2O = O1O2 ⇔ f2 + f1 = 1 = 24cm Vậy f1 = 8cm f2 = 16cm + Áp dụng cặp tam giác đồng dạng yếu tố cho ta tính khoảng cách từ ảnh A1B1 đến thấu kính (L2) ( O1O2 - O1A1 ), sau tính khoảng cách O2A2 suy điều cần tính ( A2O1 ) ĐỀ SỐ ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP ( Thời gian 150 phút ) Bài 10 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ a) QuÃng đờng AB S thì: S Thời gian xuôi dòng: t1 = v + v (0,5điểm) n S Thời gian ngợc dòng: t = v v n Theo công thức qTB ta có: Biến đổi đợc: vTB = (0,5®iĨm) S+S S S + v + v − v n v2 − v vTB = (0,5®iĨm) * Nhận xét: v không đổi Khi tăng qTB gi¶m b) vTB = v −v v =v− v v 2 n (0,5điểm) n (0,5điểm) (0,25điểm) Đồ thị có dạng y = a bx2 với x; y (0,25điểm) Vậy đồ thị có dạng nhánh Parabôn thuộc góc phần t thứ qua tung độ v (0,5điểm) Hình vẽ: (0,5điểm) Câu 2: Gọi khối lợng rót m(kg); nhiệt độ bình t2 ta có: Nhiệt lợng thu vào bình là: Qthu = 4200 (t2 20) (0,5điểm) Nhiệt lợng toả m kg nớc rót sang bình Qtoả = 4200 m (60 t2) (0,5điểm) ta có phơng trình: 4200 (t2 – 20) = 4200 m (60 – t2) => 2t2 – 40 = m (60 – t2) (1) (0,25®iĨm) ë bình nhiệt lợng toả để hạ nhiệt độ: Qto¶ = 4200 (10 –m) (60 – 58) = 4200 (10 m) (0,5điểm) nhiệt lợng thu vào m kg nớc từ bình rót sang là; Qthu = 4200 m (58 t2) (0,5điểm) theo phơng trình cân nhiệt ta có: 4200 (10 m) = 4200 m (58 – t2) (0,25®iĨm) => (10 –m) = m (58 – t2)(2) Tõ (1) vµ (2) ta lập hệ phơng trình: { 2t 40 = m(60 − t )  2(10 − m) = m(58 t ) Giải hệ phơng tr×nh t×m t2 = 300 C; m = kg (0,5điểm) b) Nếu đổ lại nhiều lần nhiệt độ cuối bình gần nhiệt độ hỗn hợp đổ bình vào (0,5điểm) gọi nhiệt độ cuối t ta cã Qto¶ = 10 4200 (60 – t) Qthu = 4200 (t – 20) Qto¶ = Qthu => 5(60 – t) = t – 20 => t 53,30C (1điểm) Câu3: (2điểm) Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài (1điểm) 59 48 THI HC SINH GII VT Lí Đây dây chất, tiết diện nên R1 l2 = R2 l1 (đáp án b đúng) (1điểm) Câu 4: (4điểm) a) Vì đèn sáng bình thờng nên * U§ =6V; I§ = = 0,5 A * mạch gồm [(MC//CN)//R1] nt Đ nên: U1 = UB = (9 – 6) = 3(V) I1 = U1 = = 0,25( A) R1 12 -> IB = 0,5 – 0,25 = 0,25 (A) -> RB = 3V = 12Ω 0,25 A * Ampe kÕ chØ IB lµ 0,25 (A) * Vôn kế UĐ (V) * RMN = 48 Ω =4 RB -> ch¹y ë chÝnh gi÷a b) RB = RMC R NC RMC + R NC (0,5®iĨm) (0,5®iĨm) (0,25®iĨm) (0,25®iĨm) (0,25®iĨm) (0,25®iĨm) (0,5®iĨm) (0,5®iĨm) (0,5®iĨm) -> RB lín nhÊt C ë chÝnh gi÷a -> Khi dịch chạy phía RB giảm -> Đèn sáng mạnh (0,5điểm) Câu 5: (5điểm) * Vì AB vật thật; AB ảnh thật nên thấu kính hội tụ (0,75điểm) * Mọi tia sáng qua quang tâm thẳng -> Nối AA; BB cắt O O quang tâm (vị trí đặt thấu kính) (0,75điểm) * Tia sáng tới qua A B cho tia khúc xạ qua A B -> kéo dài ABvà AB cắt đâu, điểm kéo dài thấu kính (1điểm) * Vẽ hình: KO vị trí đặt thấu kính (1điểm) * Vẽ hình: Xác định tiêu điểm (0,5điểm) * Cách xác định tiêu điểm - Từ O kẻ đờng trục vuông góc với thấu kÝnh OK - tõ A vÏ tia s¸ng // trơc cắt thấu kính H - Nối H với A cắt trục F F tiêu điểm (1điểm) ===================================================== đề thi 11- Đề bài: 60 48 THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ C©u 1: (4 đ) Một ngời xe đạp đoạn đờng AB Nữa đoạn đờng đầu ngời với vận tốc V1 = 20Km/h Trong nửa thời gian lại víi vËn tèc V2 = 10Km/h, cuèi cïng ngêi Êy ®i víi vËn tèc V3 = 5Km/h TÝnh vËn tèc trung bình đoạn đờng AB Câu 2: (4đ) Một bếp dầu đun lít nớc đựng ấm nhôm, khối lợng m2 = 300g sau thời gian t1 = 10 níc s«i NÕu dïg bÕp ấm để đun lít nớc điều kiện sau nớc sôi Cho nhiệt dung riêng nớc ấm nhôm C1 = 4200J/Kgđộ, C2 = 880J/Kgđộ Biết nhiệt bếp dầu cung cấp cách đặn Câu 3:( 3đ) Cho mạch điện có sơ đồ nh hình Trong đó: UAB = 12V, R1 = 12Ω BiÕt ampekÕ (RA = 0) chØ 1,5A NÕu thay ampekÕ b»ng R1 B A C A vôn kế (RV = ) vôn kế 7,2 V a) Tính điện trở R2và R3 b) So sánh công suất tiêu thụ đoạn mạch AB Hình R3 R2 trờng hợp ( trờng hợp nh hình vẽ trờng hợp D thay ampe kế vôn kế) Câu 4:( 3đ) Cho mạch điện nh hình vẽ 2, Đ1 Đ4 bóng đèn loại 6V 9W; Đ2 Đ3 bóng đèn loại 6V - 4W Hiệu điện điểmA, B U = 12V a) Tính công suất tiêu thụ đèn cho biết chúng sáng Đ1 Đ2 C nh nào, hai trờng hợp : K mở K đóng b) Khi đóng khóa K, dòng điện qua khóa K có độ A K B lớn bao nhiêuvà có chiều nh nào? Hình Đ3 Câu 5: (6đ) Cho hệ thấu kính hội tụ, gơng D Đ4 phẳng nh hình vẽ Thấu kính hội tụ có tiêu cự f Gơng đặt cách thấu kính khoảng f, mặt phản xạ quay phía thấu kính Trên trục thấu kính đặt điểm sáng S Bằng phép vẽ hình học hÃy xác định vị trí đặt S để tia sáng xuất phát từ S qua thấu kính phản xạ gơng cuối khúc xạ qua thấu kính song song víi trơc chÝnh S F' F G H×nh đáp án Câu 1: ( điểm) ( số - 200 BTVL) Gọi S quÃng đờng AB t1 thời gian nửa đoạn đờng đầu t2 thời gian nửa đoạn đờng lại (0,5đ) Ta cã : t1 = S1 : V1 = S : 2V1 (0,5®) Thêi gian ®i víi vËn tèc V2 là: t2:2 Đoạn đờng đợc tơng ứng với thời gian : S2 = V2.t2:2 Thời gian với vận tốc V3 t2:2 Đoạn đờng đợc tơng ứng S3 = V3.t2:2 Theo ta cã: S2 + S3 = S:2 (0,5®) (0,5®) ( 0,5®) 61 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Hay V2.t2:2 +V3.t2:2 = S:2 ⇔ (V2+ V3).t2 = S ⇒ t2 = S:(V2+V3) Thêi gian ®i hÕt qu·ng ®êng : S (0,5đ) S S S + t= t1 + t2 = 2V + V + V = 40 15 (0,5đ) Vận tốc trung bình đoạn đờng AB là: S S 40.15 = = ≈ 10,9 Vtb = t S + S 40 + 15 Km/h 40 15 (0,5đ) Vậy Vtb = 10,9Km/h Câu 2: (4đ) ( 149-200BTVL) Gọi Q1 Q2 nhiệt lợng cần cung cấp cho ấm cho nớc lần đun ta có: (0,5đ) Q1 = ( C1.m1 + C2.m2).∆t ; Q2 = ( C1.2m1 + C2.m2) ∆t (0,5đ) ( m1 m2 khối lợng nớc ấm lần đun đầu) Mặt khác nhiệt tỏa cách đặn nghĩa thời gian T đun lớn nhiệt tỏa lớn Do ®ã : Q1 = K.T1; Q2 = K.T2 ( K hệ số tỉ lệ đó) (0,5đ) Nên : K.T1 = ( C1.m1 + C2.m2).∆t ; K.T2 = = ( C1.2m1 + C2.m2) ∆t (0,5®) (2m C + m C ).∆t KT 2m C + m C T 1 2 1 2 ⇒ KT = (m C + m C ).∆t ⇒ m C + m C = T 1 2 1 2 (0,5®) m1 C1 ⇒ T2 = ( + m C + m C )T1 1 2 (0,5®) VËy T2 = ( + 4200 ).10 = ( + 0,94).10 = 19,4 phút 4200 + 0,3.880 (0,5đ) Trả lời: T2 = 19,4 phút (0,5đ) Câu 3: ( 3đ) ( 182 - 500 BTVL) U 12 a) Điện trở R3 bị Am pe kÕ nèi t¾t ⇒ R12 = I = 1,5 = 8Ω A 1 1 1 32 (0,5đ) Mà R = R + R ⇒ R = R − R = − 12 = 24 = 24 ⇒ R2 = 24 Ω 12 2 12 (0,5®) Khi Thay A b»ng V th×: U12 = U = UV = 12 - 7,2 = 4,8V U U 4,8 7,2 12 ⇒ I3 = R = = 0,6A (0,5®)VËy R3 = I = 0,6 = 12Ω 12 b) Khi thay A b»ng V th× R' =R12 + R3 = + 12 = 20 Ω (0,5®) (0,5®) R ' 20 20 V× = ⇒ R' = R = 2,5R R 8 Nên P = 2,5P' (0,5đ) Câu 4: ( 3®) ( 240 - 500 BTVL) a) R1 = R4 = 62:9 = Ω ; R2 = R3 = 62:4 = Ω (0,5®) 62 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ *Khi K më: R12 = R34= 4+9 = 13 Ω ⇒ I12 = I34 = 12 A 13 ( 0,5®) 12 ≈ 3,4W < 9W Đ1 Đ4 tối mức bình thêng 13 12 ⇒ P2 = P3 = ≈ 7,6W > 4W Đ2 Đ3 sáng mức b×nh thêng 13 P1 = P4 = * Khi K ®ãng:R13 = R24 ⇒ U13 = U24 = 12:2 = V = UĐM Nên đèn sáng bình thêng b) Khi K ®ãng: I1 = I4 = 6: 4= Vì I1> I2 nên C, I1 = I2 + IK A; (0,5®) = A 3 ⇒ IK = I1 -I2 = - = A I2 = I3 = Đ1 I Vậy dòng điện từ CD qua khóa K nh hình vẽ (0,5đ) A (0,5đ) C I2 Đ2 (0,5đ) B IK Câu 5: ( 6điểm) Đ3 D Đ4 Để tia phản xạ gơng sau khóc x¹ qua thÊu kÝnh song song víi trơc chÝnh tia phản xạ phải qua tiêu điểm F ( 1đ) Muốn chùm tia xuất phát từ S qua thấu kính phải hội tụ F1, đối xứng với F qua gơng Vì OG = OF nªn OF1 = 2OF Tøc S1 cđa S qua thấu kính phải trùng F1 (1đ) Vậy vị trí S nằm cáchthấu kính đoạn 2f S F' F O F ( 1®) G F1≡S1 ®Ị thi 12 Câu 1: ( điểm) - Một ngời dùng hệ thống ròng rọc nh hình vẽ để trục vớt tợng cổ đồng có trọng lợng P = 5340 N từ đáy hồ sâu H = 10 m lªn H·y tÝnh: Lùc kÐo a Tợng đà phía mặt nớc b Tợng chìm hoàn toàn nớc Tính công tổng cộng lực kéo từ đáy hồ lên mặt nớc h = m Biết trọng lợng riêng ®ång lµ 89000 N/m3, cđa níc 10.000N/m3 ( bá qua trọng lợng ròng rọc) Câu 2: ( điểm): 63 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Một hộp kim chì, kẽm có khối lợng 500 g nhiệt độ 1200 C đợc thả vào nhiệt lợng kế có nhiệt dung 300J/độ chứa kg nớc 200 C Nhiệt độ cần 220 C Tìm khối lợng chì, kẽm, biết nhiệt dung riêng chì, kẽm, nớc lần lợt 130 J/ kg 0K, 400 J/kg 0K 4200 j/kg 0K *C©u 3: ( điểm) Một tia sáng SI tới gơng phẳng hợp với phơng nằm ngang góc 600 Hỏi phải đặt gơng hợp với mặt phẳng nằm ngang góc độ để tia phản xạ có phơng a Nằm ngang ; b Thắng đứng Câu 4: ( điểm) Mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ ®ã R1 = 12 Ω R2 = R3 = Ω ; UAB 12 v RA ≈ ; Rv rÊt lín.A R1 R3 B a TÝnh sè ampekế, vôn kế công suất thiêu thụ điện đoạn mạch AB b Đổi am pe kế, vôn kế cho v Thì am pe kế vôn kế giá trị Tính công xuất đoạn mạch điện v Câu 5: (4điểm): Cho dụng cụ sau: nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 12v hai bóng ®Ìn D1 ( v - 0,4 A) §2 ( 6v - 0,1A) vµ mét biÕn trë Rb a cã thể mắc chúng thành mạch nh để hai đèn sáng bình thờng vẽ sơ đồ mạch tính điện trở biến trở tơng ứng với cách mắc b Tính công suất tiêu thụ biến trở ứng với sơ đồ Từ suy dùng sơ đồ có lợi hỡng dẫn chấm Đáp án - Biểu điểm Câu 1: (4 điểm): 1.a Dòng rọng động đợc lợi lần lực -> lực kéo vật đà lên khỏi mặt nớc F = P/2 = 2670 N ( ®iĨm) 1.b TÝnh thĨ tÝch ë díi níc P = dv => V = p = 0,06 m3 d - TÝnh lùc đẩy Ac si mét tác dụng lên tợng FA = v d0 = 600 N ( ®iĨm) - Lực dây treo tác dụng lên ròng rọc ®éng P1 = P - FA = 4740 N - Lực kéo vật cân chìm hoàn toàn dới nớc F1= P1 = 2370 N ( ®iĨm) Đờng lực bị triệt lần nên tổng công lực kéo A= F1 H + F 2h = 23720 + 2670.8 = 68760 (J) ( điểm) Câu 2: (4 điểm) Gọi m1 m2 khối lợng chì kẽm có hỉn hỵp ta cã m1 + m2 = m = 0,5 kg (1) (1 điểm) - Chì, kẽm toả nhiệt, nhiệt lợng kế nớc trụ nhiệt cân b»ng nhiÖt ta cã C1m1 (t1 - t ) + C2m2 ( t1 - t) = C3 m3 ( t - t2) + C4m4 (t -t2) ⇒ C1m1 + C2m = ( C3 m3 + C m4 )( t − t ) (t −t ) ⇒ 130 m1 + 400 m2 = 90 (2) ( 1điểm) Giải hệ phơng trình m1 + m2 = 0,5 m2 = 92,6 g ; m1 = 407, g ( điểm) 130 m1 + 400 m2 = 90 Bài 3: ( điểm): Đúng trờng hợp đợc ®iÓm 64 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ a Tia phản xạ nằm ngang ( điểm) góc hợp với tia tới tia phản xạ 60 1200 - ứng với hai trờng hợp vết gơng vị trí M1 ( hợp với mặt phẳng nằm ngang góc 60 ) vị trí M2 ( hợp với mặt phẳng n»m ngang mét gãc 300 ) (1 ®iĨm) b Tia phản xạ thẳng đứng M1 - góc hợp với tia tới tia phản xạ 300 1500 (1 điểm) - ứng với trờng hợp vết gơng vị trí M1 ( hợp với mặt nằm ngang góc 15 0) vị trí M2 ( hợp với mặt nằm ngang góc 750) ( điểm) Câu 4: (4 điểm) 12.6 + = 10 Ω a R1 // R2 nt R3 ⇒ R = R1,2 + R3 = ( 0,5 ®iĨm) 12 + Cờng độ dòng toàn mạch I = U = 1,2 A R ( 0,5 ®iĨm) TÝnh U3 = I R3 = 7,2 v ⇒ v«n kÕ chØ 7,2 v U1,2 = I R1,2 = 1,2 = 4,8 v ®iĨm) U2 = 0,8 A -> am pe kÕ chØ IA = 0,8 A R2 ⇒ I2 = P = UI = 14, w b ( R1nt R3) // R2 ⇒ I1,3 = ( 0,5 ®iĨm) ⇒ v«n kÕ chØ v U + IA = I2 = R = A -> I = I1,3 + I2 = + = (A) 3 + P = U I = 12 = 32 (w) + U3 = I3 R3 = v Câu 5: ( điểm) a mắc theo sơ đồ + Sơ đồ 1: (1,5 ®iĨm) A U 12 = =6v 2 1 = + ⇒ R2Rx = R1 = 15 Ω ⇒ 15 60 R x ⇒ Rx = 20 Đ1 (0,5 điểm) (0,5 điểm) (0,5 điểm) C §Ó U1 = U2Rx = Pb = U = Rx (0,5 ®iĨm) ( 0,5 ®iĨm) U = A R1,3 ( 0,5 §2 B Rx §2 A C Rx B §1 = 1,8 w 20 * Sơ đồ : (1.5 đ) U1,,2 =Ux' = 6v ⇒ R'x = R12 1 -> R' = 15 + 60 ⇒ R'x = 12 Ω P'x = = 12 x 3w b So s¸nh Px P'x hai sơ đồ ( điểm) P'x > Px ( 3w > 1,8 w) nªn ta chän sơ đồ 1( công xuất toả nhiệt Rx vô ích) đề thi 14 65 48 THI HC SINH GIỎI VẬT LÝ C©u 1: Lóc 7h mét «t« ®i tõ A ®Õn B víi vËn tèc 50km/h Đợc 30 phút dừng 30 phút tiếp tục víi vËn tèc cị Lóc h « t« thø cịng ®i tõ A ®i theo xe thø nhÊt với vận tốc 75km/h a.Vẽ đồ thị chuyển động hệ toạ độ S(km) t(h) b.Xác định nơi xe gặp c.Nghiệm lại phơng pháp đại số Câu 2: Một ấm nhôm có khối lợng 300g chứa lít nớc Tính nhiệt cần thiết ®Ĩ ®un níc tõ 200C ®Õn 1000C C©u 3: Mét dây dẫn tiết diện có điện trở R Nếu cắt đôi dây dẫn điện trở tơng đơng Câu 4: Em hÃy biểu diễn lực xe cầu Tại ngời ta lại xây dựng cầu hình cong Câu 5: Cho sơ đồ mạch điện nh hình vẽ Đ1(6V-12W) R=6 Khi mắc vào nguồn điện Đ 1, Đ2 sáng bình thờng vôn kế 12V a.Tính hiệu điện nguồn b.Tính dòng điện chạy qua R, Đ1, Đ2 c.Tính công suất Đ2 d.Tính công tiêu thụ toàn mạch R Câu 6: Vì ngời ta lại xây dựng A dây 500Kv Bắc Nam mà không đờng dây khác có hiệu nhỏ hơn? Hớng dẫn chấm môn lý Đ2 C B đờng thay điện V Đ1 Câu 1: Theo đề 75 B 50 25 A Xe ®i víi vËn tốc 50km/h đợc K 0.5 1 h nghỉ lại h (KH) 2 0.25đ Xe sau với vận tốc V2=75km/h 0.25đ Thì xe gặp B B cách O 75 km sau thờigian Vẽ trục toạ ®é 0.25® VÏ ®óng c¸c giao ®iĨm 0.5® 0.5® 66 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ b Nhận xét đồ thị biểu diễn đờng Sau xe gặp 0.5đ 0.5đ c 50(t- )=75(t-1) 0.5đ t=2h Vậy xe gặp lúc h Câu 2: (3đ) ấm có khối lợng m=0.3kg thu đợc nhiệt Q1 Làm ấm nóng từ 250C –1000C Níc thu nhiƯt 250C –1000C cÇn thu nhiƯt Q2 VËy Q=Q1 +Q2 = 0.3.880(100-25) + 2.400.1(100-25) Q=19.800 +315.000=334.800J = 334.8J Vậy Nhiệt lợng cần thiết để đun ấm nớc từ 200C lên 1000C Câu 3: (3đ) Điện trở ban đầu R 0.25đ 0.25đ 0.5đ Cắt thành phần, phần có điện trở Khi mắc song song 0.5® 1® 0.5® 0.5® 0.5® R 1® 1 + = Rt®= R R R 2 1® Vậy điện trở tơng đơng giảm lần Câu 4: Lực tác dụng lên cầu là: P trọng lực F phản lực cầu *Lực phát động động Phản lực cầu lên ôtô F=P.Sin ( góc nghiêng cầu) Do ngời ta xây cầu hình cong Câu 5: a.UAB=UAC+UCB Đ1 sáng bình thờng UAC=6V UCB=12V Hiệu điện UAB=6+12=18(V) b.Dòng ®iÖn qua R1 IR= 0.5® 0.5® 0.5® 0.5® 1® 0.5® 0.25® 0.5® 0.5® 0.25® U AC = =1 R 0.5đ Đèn sáng bình thờng nên IĐ1 = PĐ1 R = =2(A) U Đ1 Dòng điện chạy qua §2 lµ I§2=IR + I§1=2+1=3(A) C P § =U Đ I= 12.3 =36(W) PTM=U.ITM=18.3=54(W) Câu 6: Từ công thøc P=U.I= U2 R 0.5® 0.5® 1® 1® 0.75® ⇒P tỉ lệ thuận với bình phơng hiệu điện V 0.75d Do ®ã dï chi phÝ cao nhng ngêi ta xây dựng đờng dây 500KV 0.5đ Đề số 15 67 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Câu 1: Cho dụng cụ vật liệu sau: Lực kế, bình nớc ( Nớc đựng bình có khối lợng riêng D0) Em hÃy trình bày cách xác định khối lợng riêng vật kim loại có hình dạng bất kì? Câu 2: Có hai bình cách nhiệt bình thứ chứa lít nớc nhiệt độ t1= 600c, bình thứ hai chứa lít nớc nhiệt độ t2= 200c Đầu tiên, rót phần nớc từ bình thứ sang bình thứ hai Sau bình thứ hai đà đạt cân nhiệt, ngời ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ lợng nớc hai bình lại có dung tích nớc lúc ban đầu Sau thao tác nhiệt độ nớc bình thứ t1 = 590c hỏi đà rót nớc từ bình thứ sang bình thứ hai ngợc lại Câu 3: Một điểm sáng đặt cách khoảng m điểm sáng ngời ta đặt đĩa chắn sáng hình tròn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục đĩa: a/ Tìm đờng kích bóng đen in biết đờng kích đĩa d= 20 cm đĩa cách điểm sáng 50 cm b/ Cần di chuyển đià theo phơng vuông góc với đoạn theo chiều ®Ĩ ®êng kÝnh bãng ®en gi¶m ®i mét nưa c/ BiÕt ®Üa di chun ®Ịu víi vËn tèc v= 2m/s tìm tốc độ thay đổi đờng kính bóng đen d/ Giữ nguyên vị trí đĩa nh câu b, thay điểm sáng vật sáng hình cầu đờng kính d1= cm Tìm vị trí đặt vật sáng để đờng kính bóng đen nh câu a Câu 4: Cho đèn Đ giống mắc theo sơ đồ hình bên, thành đoạn mạch AB Lập đầu AB hiệu điện U Nhận thấy vôn kế 12v; ampekế 1A Cho biết điện trở vôn kế vô lớn; ampekế dây nối không đáng kể a/ tìm điện trở tơng đơng đoạn mạch AB từ suy điện trở đèn b/ Tìm công suất tiêu thụ đèn c/ Có thể tìm điện trở đèn mà không qua diện trở tơng đơng không Nếu có , làm phép tính để tìm công suất đèn So sánh với kết câu a câu b Đáp án Câu 1: -Để XĐ khối lợng riêng vật kim loại ta cần biết m V (0.5đ) - Dùng lực kế xác định trọng lợng P1 vật không khí P2 nớc ( 0.5 đ) - Hiệu hai trọng lợng lực đẩy ácsimét FA= P1-P2 ( 0.5đ) FA p p2 = - Mặt khác FA= V.d0 mà d0= 10 D0 nên FA= V.10 D0( 0.5đ) => V = 10D 10D ( 0.5®) p1 p1 D= = D m p1 (p1 − p ) ( p1 − p ) ( 0.5®) Khối lợng riêng vật D = = ( 0.5đ) 10 V 10 V 10D p1 D ( 0.5 đ) Làm nh ta đà xác định đợc khối lợng riêng vật D = p1 p Câu 2:Do chuyển nớc từ bình sang bình từ bình sang bình Giá trị khối lợng nớc bình nh cũ Còn nhiệt độ bình thứ nấht hạ xuống lợng: t = 600c- 590c= 10c ( 0.5®) nh vËy nớc bình đà lợgn nhiệt Q1= m1.C t ( 0.5đ) Nhiệt lợng đà đợc truyền sang b×nh 68 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Do ®ã m2.C Δt = Q1= m1.C t1 ( 0.5đ) Trong t độ biến thiên nhiệt độ bình Vì lít nớc có khối lợng kg nên khối lợng nớc bình lần lợt m1= kg m2= kg ( 0.5đ) Từ phơng trình suy ra: t = m1 Δ t = = c m2 ( 0.5®) Nh vËy sau chun khèi lợng nớc m từ bình sang bình nhiệt độ nớc bình trở thành : t2= t2 + Δt = 20+5 = 25 0c ( 0.5đ) Theo phơng trình cân nhiệt m C( t1-t2’) = m2C( t2’ – t2) ( 0.5®) t '−t 25 − 20 m = = => Δ m = t1 − t ' 60 − 25 ( kg) VËy khèi lỵng níc ®· rãt cã khèi lỵng Δ m = ( 0.5®) ( kg ) A ( 0.15đ) Câu 3: ( 6.0đ) - Vẽ hình A2 A (0.5đ) A1 S I B I1 I’ B1 B2 AB SI AB.SI' = => A' B' = B’ (0.5®) A' B' SI' SI Với AB,AB đờng kính đĩa chắn sáng bóng đen; SI, SI khoảng cách 20.200 = 80 (cm) từ điểm sáng đến đĩa => A' B' = (0.5đ) 50 b/ Để đờng kính bóng đen giảm xuống ta phải di chuyển đĩa phía Gọi A2B2 1 A2 đờng kính bóng đen lúc A2B2 = A' B' = 80 = 40(cm) (0.5đ) 2 a/ Xét SBA Mặt kh¸c Δ SA1B1 => SI1 = SB’A’ cã: Δ SA2B2 ta cã: SI1 A1B1 = (A1B1 = AB ) SI' A B AB.SI' 20.200 = = 100cm = 1m A2B 40 (0.5đ) Vậy cần phải di chuyển víi vËn tèc I I1= SI1-SI= 100-50 = 50 ( cm) ( 0.5®) c/ Do ®Üa di chun víi vËn tốc = 2m/ đợc quÃng đờng s = I I1 = 50 cm = s 0.5 = 0.25 0.5 m mÊt thêi gian lµ = ( 0.5 ®) ϑ Tõ ®ã tèc ®é thay ®æi ®êng kính bóng đen 69 48 THI HC SINH GIỎI VẬT LÝ Α′Β′ − ΑΒ 80 − 40 ϑ′ = = = 160 (cm/ ) τ 0.25 => ϑ′ = 1.6 m/ A’ ( 0.5®) d/ VÏ hình ( 0.5đ) A1 M P I1 I N O B1 B gọi MN đờng kính vệt sáng, O tâm vệt sáng P giao điểm MA’ vµ NB’ XÐt Δ PA1B1 Δ PA’B’ PI1 A1B1 20 = = = PI' A' B' 30 => PI1 = PI' = PI1 + I1I => I I' 100 cm => PI1= = 3 XÐt Δ PMN B2 (1) Δ PA1B1 cã => ( 0.5®) PO MN = = = PI1 A1B1 20 2 100 40 => PO = PI1 (2) thay (1) vµo (2) ta cã: PO = = (cm) 5 3 mµ OI1= PI1- PO= ( 0.5®) 100 40 60 − = = 20(cm) 3 Câu 4: ( 6.0đ) a/ Vì điện trở A (A), B (B) không đáng kể nên điểm A B coi nh trùng với điểm (A) (B) : Nh ta có mạch điện AB gồm nhánh ghép song song nhánh gồm hai đèn nối tiếp ( 0.5đ) Gọi R điện trở đèn điện trở nhánh 2R=> điện trở tơgn đơng đoạn mạch mạch là: Rtđ=2R/2=R Rtđ= R ( 0.5đ) - Vôn kế cho biết hiệu điện đầu đoạn mạch AB: U= 12v Ampe kế cho biết cờng độ mạch I=1A ( 0.5đ) - Từ I=U/Rtđ Rm=U/I=12/1=12 ôm b/ Công suất tiêu thụ toàn mạch AB P=U.I=12.1=12(w) Đó công suất tổng cộng đèn ( 0.5đ) ( 0.5đ) ( 0.5đ) công suất đèn chịu cờng độ nh ( hai đoạn mạch song song giống nhau) ( 0.5đ) 70 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ công suất đèn P= P/4=12/4=3 ( 0.5đ) c/ Vì hai nhánh hoàn toàn giống nên cờng độ I/2=1/2=0.5 (A) điện trở nhánh 2R Ta có I=U/2R= =12ôm (0.5đ) ( 0.5đ) Csuất nhánh đèn là: ' = U.I' => công suất đèn P=3W( 0.5đ) So sánh ta thấy giống kết câu a,b ( 0.5đ) đề thi 16 Đề bài: Bài 1: (điểm) Cùng lúc có hai xe xuất phát từ hai điểm A B cách 60Km, chóng chun ®éng cïng chiỊu tõ A ®Õn B Xe thø nhÊt khëi hµnh tõ A víi vËn tèc V1 = 30Km/h Xe thø hai khëi hµnh tõ B víi vËn tèc V2 = 40Km/h ( c¶ hai xe đèu chuyển động thẳng đều) Tính khoảng cách hai xe sau giê kĨ tõ lóc xt ph¸t sau xuất phát đợc 30 phút xe thứ đột ngột tăng vận tốc với V1' = 50Km/h HÃy xác định thời điểm vị trí hai xe gặp Bài : ( 4điểm) Một nhiệt lợng kế nhômcó khối lợng m1 = 100g chøa m2= 400g níc ë nhiƯ ®é t1 = 100C Ngời ta thêm vào nhiệt lợng kế thỏi hợp kim nhôm thiếc có khối lợng m = 200g ®ỵc ®un nãng ®Õn nhiƯt ®é t2 = 1200C nhiƯt độ cân hệ lúc 140 C Tính khối lợng nhôm thiếc có hợp kim Cho biết nhiệt dung riêng nhôm, nớc, thiếc là: C1 = 900J/KgK; C2 = 4200J/KgK; C4 = 230J/KgK Bµi 3: (6điểm.) Cho mạch điện nh hình vẽ Hiệu điện thÕ V = 18V; R0 = 0,4Ω; §1 , §2 hai bóng đèn giống R0 bóng ghi 12V - 6W Rx lµ mét biÕn trë + U Vôn kế có điện trở vô lớn RA 0, Rdây A Tính điện trở tơng đơng đoạn mạch B V hai bóng đèn §1 , §2 A NÕu Am pe kÕ chØ 1A vôn kế bao nhiêu? Đ1 Khi đèn sáng bình thờng không? Phải để biến trở Rx có gía trị nào? Khi dịch chuyển chạy Rx sang phía a độ sáng bóng đèn thay đổi Đ2 nh Rx c nào? Tại sao? Bài 4: điểm b a Hai gơng phẳng (M) (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào cách khoảng AB = d đoạn AB có đặt điểm sáng S, cách gơng (M) đoạn SA = a Xét điểm O nằm đờng thẳng qua S vuông góc với AB có khoảng cách OS = h Vẽ đờng tia sáng xuất phát từ S, phản xạ gơng (N) I truyền qua O Vẽ đờng tia sáng xuất phát từ S phản xạ gơng (N) H, tren gơng (M) K truyền qua O Tính khoảng cách từ I , K, H tới AB Đáp án V2 V1 71 S1 S2 N A M B 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Bài 1: ( 4điểm) SAB = 60Km 1) QuÃng ®êng xe ®i ®ỵc giê Xe 1: S1 = v1.t = 30Km (0.25®) Xe : S2 = v2 t = 40 Km ( 0,25đ) Vì SAB = 60Km Kí hiệu khoảng cách xe MN ⇒ MN = S2 +S - S1 = 40 +60-30=70 Km (0,5đ) Sau xuất phát 30 phút quÃng đờng xe là: Xe 1: S1 = v1.t = 45Km (0.25®) Xe : S2 = v2 t = 60 Km ( 0,25đ) Khoảng cách xe lµ: l = S2 +S - S1 = 75Km (0.5đ) Sau thời gian t xe đuổi kịp xe QuÃng đờng xe là: Xe 1: S1' = v1'.t = 50t (0.25®) Xe : S2' = v2' t = 40t (0,25đ) Khi hai xe gặp ta cã S2' = S1' - l ⇒ l = S1' - S2' ⇒ 75 = 50t - 40 t = 10t t = 7,5 ( giờ) (1đ) Vị trí gặp cách A khoảng L, ta có: S1'= v1'.t = 50.7,5 = 375 Km ( 0,25®) L = S1'+S1 = 375 + 45 = 420 Km ( 0,25®) Bài 2: ( 4điểm) Gọi m3 , m4 khối lợng nhôm thiếc có hợp kim, ta có : m3 + m4 = 200g (1) ( 0,25®) - NhiƯt lỵng hỵp kim táa Q = (m3C1 + m4C4)(t2-t1) (0,25®) Q = ( 900m3 + 230m4)(120 - 14) (0,25®) Q = 10600(9m3 + 2,3m4) (0,25®) - NhiƯt lợng nhiệt lợng kế nớc thả vào là: Q' = (m1C1 + m2C2)(t3-t1) (0,25®) = ( 0,1.900 + 0,4.4200)( 14 - 10) (0,25®) = 7080 J (0,25®) Theo phơng trình cân nhiệt : Q = Q' 10600(9m3 + 2,3m4) = 7080 J (0,25®) ⇒ 9m3 + 2,3m4 = 708 (2) 1060 (0,25®) Tõ (1) ⇒ m4 = 0,2 - m3 Thay vào (2) ta đợc 9m3 + 2,3(0,2 - m3) = 708 1060 (0,5®) ⇒ 6,7m3 = = 0.2079(0,25đ)m3 = 31g (0,25đ) m4 = 169g(0,25đ)Trả lời: (0,25đ) Bài 3: ( 6đ)1 Điện trở bóng đènADCT: Rđ = U2đm: Pđm = 24 (1đ)R12 = Rđ: = 2(0,5đ) Vôn kế UAB : UAB = U -IR0 = 17,6 V (1®) Hiệu điện cực bóng đènUđ =IR12 = 12V = U®m (0,5®)Ux = UAB - U® = 5,6 V (0,5đ) Vậy phải để biến trở Rx giá trị : Rx = Ux : I = 5,6 Ω (1®) 72 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ Khi di chun ch¹y sang phÝa a, Rx tăng dần Rmạch tăng dần, I mạch, Iđ giảm dần Các đèn Đ1, Đ2 tối Bài 4: (6®).1 VÏ ®êng ®i tia SIO - LÊy S' ®èi xøng S qua (N) (N) - Nèi S'O c¾t gơng (N) I (M) SIO cần vẽ ( 2®) O' VÏ ®êng ®i S HKO - LÊy S' đối xứng với S qua gơng (N) - Lấy O' đối xứng với O qua gơng (M) Nối S'O' cắt (N) H, cắt gơng (M) K O Tia S HKO cần vẽ ( 2đ) O I A Tính IB, HB, KA Tam giác S'IB đồng dạng víi tam gi¸c S'OS ⇒ IB S ' B S' B = ⇒ IB = OS ⇒ IB = h:2 OS S ' S S' S S B S' (0,5®) Tam giác S'HB đồng dạng với tam giác S'O'C HB S ' B = ⇒ HB = h( d- a):(2d) O' C S ' C (0,5đ) Tam giác S'KA đồng dạng với tam giác S'O'C nên ta có: KA S ' A S' A h( 2d − a ) = ⇒ KA = O' C ⇒ KA = O' C S ' C S'C 2d (1đ) Đề thi 17 Câu 1: Một ca nô ngang sông xuất phát từ A nhằm thẳng hớng đến B A cách B khoảng AB = 400m(Hình vẽ 1) Do nớc chảy nên ca nô đến vị trí C cách B ®o¹n b»ng BC = 300m BiÕt vËn tèc cđa nớc chảy 3m/s a Tính thời gian ca nô chuyển động; b Tính vận tốc ca nô so với nớc so với bờ sông B C A (Hình vẽ 1) Câu 2: Một cốc hình trụ khối lợng m chứa lợng nớc có khối lơng m nhiệt độ t1 = 100C Ngời ta thả vào cốc cục nớc đá khối lợng M nhiệt độ 0oC cục nớc đá tan đợc 1/3 khối lợng tan Rót thêm lơng nớc có nhiệt độ t2 = 400C vào cốc Khi cân nhiệt nhiệt độ cốc nớc lại 100C mực nớc cốc có chiều cao gấp đôi mực nớc sau thả cục nớc đá HÃy xác định nhiệt dung riêng chất làm cốc Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trêng xung quanh, sù gi·n në nhiƯt cđa níc vµ cốc Biết nhiệt dung riêng nớc C = 4200J/Kg.K, nhiệt nóng chảy nớc đá = 336.103J/kg Câu 3:a Hai gơng phẳng G1và G2 đặt song song quay mặt phản xạ vào Một nguồn sáng S điểm A khoảng hai gơng(Hình vẽ 2) HÃy nêu cách vẽ, tia sáng phát từ S phản xạ lần G - G2- G1 råi ®i qua A 73 ... M N 21 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ dụng cụ đo thay đổi dịch chuyển chạy C phía N? Hãy giải thích sao? H ế t 22 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH... = = = (48 + 16 R2 ) R2 (48 + 16 R2 ) R2 R 0,25 điểm 0,5 điểm 120 2 Chia vÕ cho R2 → P2 = 48 + 16 R2 + 2 .48. 16 R2 31 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ  48  §Ĩ P2 max →   R + 16 R2 + 2 .48. 16 ... U 48 = = ( A) R 31 31 (0,5 điểm) Từ sơ đồ mạch điện ta thÊy: 35 48 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ U1 = IR1 = 48 96 ×2 = 31 31 '' '' (V) U = U1 + U D ⇒ U D = U − U1 = − 96 90 = 31 31 (0,5 ®iĨm)  90