Đề thi học sinh giỏi môn vật lý tỉnh long an năm học 2012 2013(có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH MÔN THI: VẬT LÝ NGÀY THI: 09/ 04/ 2013 THỜI GIAN: 150 PHÚT (Không kể thời gian phát đề) Câu 1: (5 điểm) Hai địa điểm A B cách 700m Xe thứ khởi hành từ A chuyển động thẳng đến B với vận tốc v1 Xe thứ hai khởi hành từ B lúc với xe thứ nhất, chuyển động thẳng với vận tốc v2 Biết xe thứ hai chuyển động đường AB phía A hai xe gặp sau chuyển động 50s Khi xe thứ hai chuyển động đường AB xa A hai xe gặp sau chuyển động 350s a/ Tìm vận tốc v1, v2 b/ Nếu xe thứ hai chuyển động đường vuông góc với AB sau kể từ lúc khởi hành khoảng cách hai xe ngắn nhất? Khoảng cách ngắn bao nhiêu? Câu 2: (3 điểm) Cho hợp kim chì kẽm có khối lượng 50g nhiệt độ 1360C vào nhiệt lượng kế chứa 50g nước nhiệt độ 140C nhiệt độ cân 180C Biết để nhiệt lượng kế tăng thêm 10C cần 65,1J Tính khối lượng chì, kẽm hợp kim? Cho nhiệt dung riêng nước 4190J/kg.K, chì 130J/kg.K, kẽm 210J/kg.K (Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh) + Câu 3: (5 điểm) A B Cho mạch điện hình Biết UAB = 36V không đổi R R2 R3 R1 biến trở; R2 = 12; R4 = 24; R5 = 8; M điện trở ampe kế dây nối nhỏ a/ k mở: R1 = 6, ampe kế 1,125A Tính điện trở R3 A b/ k đóng: R1 = 6 R4 R5 k Tìm số ampe kế chiều dòng điện qua ampe kế c/ k đóng: R1 = 8 Mắc thêm Rx song song với R5 N Hình Để ampe kế 0,9A Rx bao nhiêu? Câu 4: (4 điểm) A1 Cho mạch điện hình Biết UAB = 6V không đổi R4 F R R D R3 + C R1 = R2 = R3 = R4 = 2; R5 = R6 = 1; R7 = 4 A E Các ampe kế dây nối có điện trở nhỏ, vôn kế A2 có điện trở lớn R5 R7 V a/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB cường độ dòng điện chạy qua điện trở B b/ Tìm số ampe kế, vôn kế R6 Hình Câu 5: (3 điểm) Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vuông góc với trục thấu kính, điểm A nằm trục tạo ảnh A’B’ chiều, cao gấp lần vật AB cách vật AB khoảng 20cm a/ Xác định loại thấu kính Vẽ hình b/ Vận dụng kiến thức hình học tính tiêu cự thấu kính c/ Đặt phía sau thấu kính thấu kính phân kì có tiêu cự 15cm hai thấu kính cách đoạn 30cm cho trục hai thấu kính trùng Từ tia tới BI song song với trục thấu kính lúc đầu, vẽ tia ló sau qua hệ thấu kính (Nêu cách vẽ) HẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH MÔN THI: VẬT LÝ NGÀY THI: 09/ 04/ 2013 THỜI GIAN: 150 PHÚT (Không kể thời gian phát đề) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung a/ Khi hai xe ngược chiều: s1 + s2 = s  v1t + v2t = s  v1 + v2 = Điểm 0,25đ 0,5đ s t 0,25đ  v1 + v2 = 700 50  v1 + v2 = 14 (1) Khi hai xe chiều: s1 – s2 = s  v1t’ - v2t’ = s 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,5đ s 0,25đ  v1 - v2 = t' (5đ)  v1 - v2 = 700 350  v1 - v2 = (2) Ta có hệ phương trình: v1 + v2 = 14 (1) v1 - v2 = (2) Giải hệ phương trình ta được: v1 = 8m/s; v2 = 6m/s b/ Khi hai xe chuyển động theo hai phương vuông góc khoảng cách ngắn hai xe CD = x x2 = s2CB + s2BD 0,25đ 0,5đ 0,5đ D x S20,25đ S1 A 2 2 C B x = (AB – s1) + s2 = (AB – v1t) + (v2t) x2 = ( 700 – 8t)2 + (6t)2 = 100t2 – 11200t + 490000 x2 = (10t – 560)2 + 176400 x2 nhỏ (10t – 560)2 =  10t – 560 =  t = 56s xmin = 176400  420 m Vậy khoảng cách ngắn hai xe xmin = 420m Gọi m1, c1; m2, c2: khối lượng, nhiệt dung riêng chì, kẽm m3, c3, m4, c4: khối lượng, nhiệt dung riêng nước, nhiệt lượng kế Để nhiệt lượng kế tăng thêm 10C cần 65,1J nên: m4.c4 = 65,1 Ta có: m + m = 50g = 0,05kg => m = 0,05 – m 2 (3đ) Khi cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  (m1.c1 + m2.c2).(t1 – t) = (m3.c3 + m4.c4).(t – t2)  [(0,05 – m2 ).130 + m2.210].(136 – 18) = (0,05.4190 + 65,1).(18 – 14)  (6,5 - 130m2 + 210m2).118 = (209,5 + 65,1).4 767 + 9440m2 = 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1098,4 => m2  35g ; => m1  15g a/ k mở: R4 không hoạt động, điện trở ampe kế nhỏ: chập M, N lại + Mạch điện vẽ lại: 0,5đ R3 R1 R2 - 0,25đ R5 I = I = 1,125A (5đ) A 0,25đ 0,25đ U35 = U3 = U5 = I5.R5 = 1,125.8 = 9(V) U12= U - U35 = 36 – = 27(V) U12 27 I1 = I2 = I12 = = 1,5(A)  R1  R2  12 I3 = I2 – I5 = 1,5 – 1,125 = 0,375(A) U R3 =  = 24() I 0,375 b/ k đóng: R1 = 6() điện trở ampe kế nhỏ: chập M,N lại + Mạch điện vẽ lại: 0,25đ 0,25đ 0,25đ R2 R1 - 0,25đ R4 Rtđ = R1 + R24 + R35 = R1 + R3 R2 R4 R R + R2  R4 R3  R3 12.24 24.8 =6+ + = + + = 20() 12  24 24  U 36 I1 = I24 = I35 = I =  = 1,8(A) Rtd 20 U2 = U4 = U24 = I24.R24 = 1,8.8 = 14,4(V) U 14,4 I2 =  = 1,2(A) R2 12 U3 = U5 = U35 = I35.R35 = 1,8.6 = 10,8(V) U 10,8 I3 =  = 0,45(A) R3 24 Do I2 > I3 nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ M đến N IA = I2 - I3 = 1,2 – 0,45 = 0,75(A) c/ k đóng: R1 = 8() Mắc thêm Rx song song với R5 (R24 = 8) 1 1 1 1 6.Rx         => R35x = R35 x R3 R5 Rx 24 Rx Rx  Rx 6.Rx 6.Rx 96  22.Rx Rtđ = R1 + R24 + R35x = + + = 16 + =  Rx  Rx  Rx R5 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ U 36(6  Rx )  Rtd 96  22.Rx 36(6  Rx ) 288(6  Rx ) U2 = U4 = U24 = I24.R24 = = 96  22.Rx 96  22.Rx U 288(6  Rx ) 24(6  Rx ) 144  24 Rx I2 =  = = R2 (96  22.Rx ).12 96  22.Rx 96  22.Rx I1 = I24 = I35x = I = 0,25đ 0,25đ 36(6  Rx ) 6.Rx 216 Rx = 96  22.Rx  Rx 96  22.Rx U 216 Rx Rx I3 = = = R3 (96  22.Rx ).24 96  22.Rx IA = I2 - I3 144  24 Rx  Rx 144  15Rx  0,9= = 96  22.Rx 96  22.Rx => Rx = 12() R1 R7 a/ Do ampe kế có điện trở nhỏ, C vôn kế có điện trở lớn nên chập E A, D F Mạch điện vẽ lại: + U3 = U5 = Ux = U35x = I35x.R35x = 0,25đ 0,25đ B 0,5đ R2 R3 A 0,25đ R5 R6 D R4 R3  = 1() 2 R56 = 2.R5 = 2.1 = 2() R1 R56 =2.2 = => mạch cầu cân (4đ) R7 R34 = 4.1 = => I2 = 0A tháo R2 ra, mạch điện vẽ lại R34= 0,5đ 0,25đ R1 + A C R3 R7 R5 R6 B 0,25đ D R17 = R1 + R7 = + = 6() R3456 = R34 + R5 + R6 = + + = 3() R R 6.3 Rtđ = 17 3456  = 2() R17  R3456  U b/ I1 = I7 = I17 =  = 1(A) R17 R4 0,25đ 0,25đ 0,25đ I34 = I5 = I6 = I3456 = U  = 2(A) R3456 Do U3 = U4 ; Mà R3 = R4 => I3 = I4 = 0,25đ I5  = 1(A) 2 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ IA1 = I3 + I4 = + = 2(A) IA2 = I5 - I4 = - = 1(A) Uv = UDB = UCB = U7 = I7.R7 = 1.4 = 4(V) a/ Do ảnh A’B’ chiều, lớn vật nên thấu kính cho thấu kính hội 0,25đ tụ B’ (Hình vẽ tỉ lệ: ảnh gấp lần vật) B I 0,5đ ’ F A O A ’ F’ ’ b/ Xét  OA B  OAB OA A B OA' = 3  3 OA AB OA ' ' '  OA’ = 3OA (1) 0,25đ ’ (3đ)  OA + AA = 3OA AA' 20  2OA = AA  OA =   10 (cm) 2 ’ 0,25đ Thay OA = 10cm vào (1) ta được: OA’ = 30(cm) Xét  F’A’B’  F’OI 0,25đ F 'O  OA' A' B '   F 'O AB ' 30 OA 2 F’O = OA’  OF '  = = 15(cm) 2 F ' A' A' B '  F 'O OI 0,25đ 0,25đ c/ Khi tia tới BI song song với trục thấu kính hội tụ tia ló qua tiêu điểm F1’ thấu kính hội tụ tia ló trở thành tia tới 0,5đ thấu kính phân kì, tia tới cho tia ló sau có đường kéo dài qua tiêu điểm phụ F2p trục phụ (’) B ()  F1 A I F2p O1 0,5đ O2 F’1 F2 (’) Chú ý: - Nếu sai thiếu đơn vị trừ lần 0,25đ/câu - HS giải theo cách khác trọn số điểm câu HẾT ...SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH MÔN THI: VẬT LÝ NGÀY THI: 09/ 04/ 2013 THỜI GIAN: 150 PHÚT (Không kể thời gian phát đề) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu... chiều: s1 – s2 = s  v1t’ - v2t’ = s 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,5đ s 0,25đ  v1 - v2 = t' (5đ)  v1 - v2 = 700 350  v1 - v2 = (2) Ta có hệ phương trình: v1 + v2 = 14 (1) v1 - v2 = (2) Giải hệ phương... = 2(A) IA2 = I5 - I4 = - = 1(A) Uv = UDB = UCB = U7 = I7.R7 = 1.4 = 4(V) a/ Do ảnh A’B’ chiều, lớn vật nên thấu kính cho thấu kính hội 0,25đ tụ B’ (Hình vẽ tỉ lệ: ảnh gấp lần vật) B I 0,5đ ’