PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CẨM THỦY ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học: 2018- 2019 Mơn thi: Vật lí Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 06/12/2018 (Đề thi gồm 05 câu, 02 trang) Câu (4,0 điểm): Cho bình thơng có hai nhánh hình trụ A B tiết diện S = 100 cm2 S2 = 200 cm2 Hai miệng ống nằm mặt phẳng nằm ngang Lúc đầu ống chứa nước có độ cao đủ lớn, mặt thoáng cách miệng nhánh h = 20 cm (Hình 1) Người ta đổ từ từ dầu vào nhánh B lúc đầy Cho khối lượng riêng nước dầu D1 = 1000 kg/m3 D2 = 750 kg/m3 a Tính khối lượng dầu đổ vào nhánh B chứng minh tốn ln thực b Sau đổ đầy dầu vào nhánh B, người ta thả nhẹ nhàng vật hình trụ đặc, đồng chất, tiết diện S3 = 60 cm2, chiều cao h3 = 10 cm, khối lượng riêng D3 = 600 kg/m3 vào nhánh A cho khối trụ thẳng đứng Hãy tính khối lượng dầu tràn ngồi Câu (4,0 điểm): Một bình cách nhiệt chứa nước nhiệt độ ban đầu t = 400C Thả vào bình viên bi kim loại có nhiệt độ t = 120 0C, nhiệt độ nước bình sau cân nhiệt t = h/h l H/ S H S/ Q P 440C Tiếp theo ta gắp viên bi thả vào bình viên bi thứ hai giống viên bi trước Coi có trao đổi nhiệt viên bi nước bình, bỏ qua hóa nước a Xác định nhiệt độ cân nước bình sau thả viên bi thứ hai b Sau cân nhiệt, ta lại gắp viên bi thứ hai thả vào bình nước viên bi thứ ba giống hai viên bi trên,…, làm tiếp tục Hỏi phải thả vào bình viên bi thứ nước bắt đầu sơi nhiệt độ 1000C? Câu (5,0 điểm): Cho hình vẽ Biết: PQ trục thấu kính, S nguồn sáng điểm, S/ ảnh S tạo thấu kính a Xác định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm thấu kính cách vẽ đường truyền tia sáng Trang 1/2 b Biết S, S/ cách trục PQ khoảng tương ứng h = SH = 1cm; h / = S/H/ = 3cm HH/ = l = 32cm Tính tiêu cự f thấu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kính c Đặt bìa cứng vng góc với trục phía trước che kín nửa thấu kính Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đường kính đường rìa thấu kính D = 3cm Câu (5,0 điểm): Cho sơ đồ mạch điện hình 2, hiệu điện U khơng đổi Khi ta điều chỉnh cho giá trị biến trở Ω 36 Ω cơng suất điện đoạn mạch AB có độ lớn Biết điện trở R1 = Ω R2 = Ω a Tìm giá trị điện trở R0 b Cần điều chỉnh cho giá trị biến trở cơng suất tỏa nhiệt biến trở lớn Dây nối cầu chì bị cháy, đứt hiệu điện U Với hiệu điện dây nối cầu chì bị đứt độ dài dây chì tăng n lần đường kính dây chì tăng k lần? Coi nhiệt lượng tỏa môi trường tỉ lệ với diện tích tiếp xúc dây chì môi trường với hiệu nhiệt độ chúng Câu (2,0 điểm): a Hãy nêu cách giúp nhà bác học Ác si met xác định xem vương miện nhà vua có phải vàng nguyên chất hay bên có độn bạc dụng cụ: Bình tràn (đủ rộng để bỏ lọt vương miện); bình chia độ; cân; nước đủ dùng Cho biết khối lượng riêng vàng bạc D1, D2 (D1> D2) b Nếu vương miện có độn bạc, xác định khối lượng bạc độn vương miện A B h Rb A R1 ● U Hình R2 B R0 ● Hình - Hết Cán coi thi không giải thích thêm Họ tên thí sinh: SBD: Chữ ký giám thị Chữ ký giám thị Trang 2/2 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CẨM THỦY KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học: 2018- 2019 Mơn thi: Vật lí ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 06/12/2018 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ CÂU NỘI DUNG ĐIỂM - Giả sử đổ đầy dầu vào nhánh B, nước nhánh B hạ xuống đoạn h2, nước nhánh A dâng cao thêm A B đoạn h1, chiều cao cột dầu đổ vào (h + h2) - Ta có: h1S1 = h2S2 (1) 0,5 đ h - Xét hai điểm C D, ta có: pC = pD h1 ⇔ p0 + (h1 + h2).10.D1 = p0 + (h + h2).10.D2 h2 (p0 áp suất khí quyển) ● ● C D ⇔ h1D1 + h2D1 = hD2 + h2D2 (2) 0,5 đ hD 2S1 1.a 2,0 - Từ (1) (2), ta có: h + h2 = h + S2 D1 + S1D1 - S1D2 (3) Hình Điểm - Thay số vào (3), chiều cao cột dầu đổ vào: h + h2 = 15 (m) 0,5 đ - Khối lượng dầu đổ vào: m = (h + h2).S2.D2 = kg - Theo biểu thức (3), với giá trị S1, S2, D1, D2, ta ln có (S2D1 + S1D1 0,5 đ S1D2) > suy biểu thứ (3) ln có nghĩa, tức ta ln đổ đầy dầu vào nhánh B Vậy tốn ln thực - Giả sử sau thả vật vào nhánh A mực nước nhánh A dâng lên đoạn h4, mực nước B A nhánh B dâng lên đoạn h5 (đây 1.b chiều cao cột dầu tràn ngoài) h4 2,0 h - Khi vật cân mặt nước ta có: h1 Điểm P = FA ⇔ 10.D3.S3h3 = 10.D1.VC 0,5 đ h2 h5 -4 - Thay số ta được: VC = 3,6.10 (m ) ● E ● K - Mặt khác: VC = h4S1 + h5S2 Trang 3/2 Hình Thay số: h4 + 2h5 = 0,036 (4) - Xét điểm E K, ta có: pE = pK ⇔ p0 + (h1 + h2 + h4).10.D1 = = p0 + (h + h2 - h5).10.D2 + h5.10.D1 (5) (với p0 áp suất khí quyển) 0,5 đ - Từ (1) (3) tính được: h1 = 15 (m); h2 = 15 (m) - Rút gọn (5) thay số: h4 = 0,25h5 I (6) 0,5 đ L - Từ (4) (6) suy ra: h5 = 125 (m) O - L/ Khối lượng dầu F tràn là: m = S2.h5.D2 = 0,02 125 750 = 0,24 kg - Gọi q1 q2 nhiệt dung viên bi nước bình (Nhiệt dung vật nhiệt lượng cần cung cấp để vật tăng thêm 10C) - Sau thả viên bi thứ vào nước ta có phương trình cân nhiệt: 2.a q1(t - t1) = q2(t1 - t0) (1) 2,0 - Sau thả viên bi thứ hai, ta có phương trình cân nhiệt Điểm q1(t - t2) = q2(t2 - t1) (2) t -t t - t1 = - Lấy (1) : (2), ta có: t - t t - t1 Thay số ta được: t2 = 47,80C q1t + q t (q + q )t - (t - t )q q2 = q1 + q - Từ (1) suy ra: t = q1 + q = t - (t - t ) q1 + q 0,5 đ 0,5đ 0,5 đ 0,5đ 0,5 đ (3) q2 - Tương tự, từ (2) kết hợp với (3) suy ra: t2 = t - (t - t1) q1 + q = t - (t - t0) q2 ÷ q1 + q (4) 2.b viên bi thứ n vào bình, tương tự nhiệt độ nước bình t n; (với tn 1,0 - Khi thả ≤ Điểm 100 C) n q2 ÷ q1 + q tn = t - (t - t0) 0,5 đ 0,5 đ h h/ 0,5 đ n 19 ÷ - Mặt khác, thay số vào (1), ta có: q2 = 19q1 ⇒ tn = 120 - 80 20 - Nhận xét: Nếu n = 27 t27 ≈ 99,97 0C; Nếu n = 28 t28 ≈ 100,97 0C 0,5 đ - Vậy: Bỏ vào bình viên bi thứ 28 nước bắt đầu sơi 3.a 2,0 Điểm (hình vẽ 0,5đ) Trang 4/2 L L/ E a Lập luận được: - Do S/ phía với S qua trục nên S/ ảnh ảo - Do ảnh ảo S/ xa trục S nên thấu kính hội tụ O F - Vẽ K hình, xác định vị trí thấu kính - Vẽ, xác định vị trí tiêu điểm 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ b Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f Ta có: ∆ S/H/F đồng dạng với ∆ IOF: 0,5đ / / / h HF h l + d+ f = = → OI OF → h f (1) ∆ S/H/O đồng dạng với ∆ SHO: h/ l + d l +1 = → h d = d (2) 3.b / / h.l h l h −h l d= / − 1= = 1,5 d → h d → h − h (3) Điểm → h h.l l+ / +f l.h.h/ 1.3.32 h/ h −h = / f → f = (h − h) = ( − 1) Thay (3) vào (1) → h 0,5đ 0,5đ = 24 (cm) h.l 1.32 = d = h − h 3− = 16 (cm) / c, 0,5 đ Nối S với mép ngồi L/ thấu kính, cắt trục thấu kính K K 3.c vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên thấu kính ta 0,5đ 1,5 không quan sát ảnh S/ điểm KO OL/ Do: ∆ KOL/ đồng dạng với ∆ KHS → HK dmin → 16 − dmin = D 1,5 = 2= h = 1,5 → d = 24 - 1,5d min SH , (KO = dmin) 0,5đ → dmin = 9,6 (cm) https://nguyenthienhuongvp77.violet.vn/ Trang 5/2 - Mạch mắc: { R b //(R1nt R } nt R Khi biến trở có điện trở Ω điện đoạn mạch AB R AB = R b (R + R ) =4Ω R b + R1 + R trở Rb A R1 - Điện trở mạch Rtđ = RAB + R0 = + R0 - Cường độ dòng điện mạch chính: R2 ● U U U = I = R td + R 0,25đ B R0 ● Hình 0,25đ 4.1.a AB 1,5 - Vậy cơng suất đoạn mạch 4.U Điểm PAB = R AB I = 0,25đ (4 + R ) - Khi biến trở có điện trở 36 Ω điện trở đoạn mạch AB R ' AB R 'b (R + R ) = ' = 36(4 + 8) = Ω R b + R1 + R 36 + + 0,25đ - Tương tự, công suất đoạn mạch AB lúc là: - Theo đề bài: ' AB PAB = P ' PAB = R 'AB I'2 = 9.U (9 + R ) 4.U 9.U ⇔ = ⇒ R0 = Ω (4+R ) (9+R ) x(4 + 8) 12x = x+4+8 x + 12 - Gọi giá trị biến trở x, ta có: 12x 18x + 72 R tm = R AB + R = +6= x + 12 x +12 - Suy điện trở toàn mạch R AB = U AB = 4.1.b - Hiệu điện hai đầu A, B là: 1,5 Điểm - Công suất tỏa nhiệt biến trở Px = - Ta thấy: PxMax U U(x + 12) 12x U.12x R AB = = R tm 18x + 72 x + 12 18x + 72 U 2x U2 U 144x 144U = AB = = 5184 x x x.(18x + 72) 324x + + 2592 x 5184 5184 ⇔ (324x + ) ⇒x=4Ω ⇔ 324x = x x 0,25đ 0,25 đ 0,25đ 0,25đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5đ (Tích khơng đổi, tổng bé hai số nhau) 4.2 - Gọi ρ điện trở suất chì, ban đầu dây có chiều dài ℓ, đường kính dây chì 2,0 d 0,25 đ l 4ρ l Điểm ρ Điện trở dây chì: R = S = πd Trang 6/2 - Khi hiệu điện dây chì U0 cơng suất tỏa nhiệt P1 = U 02 UπU d = S = Rρ l 4ρ 2 0,5đ l - Công suất tỏa nhiệt dây chì mơi trường xung P2 = αStx (t - t ) = απdl (t - t ) (Trong α hệ số tỉ lệ, Stx = πdl diện tích tiếp xúc dây chì với mơi 0,25 đ trường, t nhiệt độ dây chì t0 nhiệt độ mơi trường) πU 02d αρ(t - t ) = απdl (t - t ) ⇒ U = 2l d ⇔ 4ρl - Khi dây chì bị đứt thì: P1 = P2 - Tương tự: chiều dài dây ℓ1 = n ℓ đường kính dây d1 = kd hiệu điện U1 = 2l αρ(t - t ) αρ(t - t ) n = 2nl = U0 d1 kd k dây chì để dây đứt là: a - Đặt vương miện lên cân, cân giá trị m khối lượng vương miện - Đổ nước vào bình tràn cho ngang miêng vòi, dùng ống nghiệm hứng miệng vòi nước Thả vương miện từ từ vào bình tràn cho ngập vương miện Lượng nước tràn đo ống nghiệm thể tích vương miện V b Tính giá trị Nếu D = D1 vương miện làm vàng nguyên chất 2,0 Nếu D < D1 vương miện có độn thêm bạc Điểm Ta có: m = m1 + m2 (1) Với m1 khối lượng vàng, m2 khối lượng bạc Lại có: V = V1 + V2 (2) Với V1 thể tích vàng, V2 thể tích bạc Giải hệ (1) (2), ta khối lượng bạc 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,75đ 0,25 đ 0,25đ 0,5đ Chú ý: Đáp án lời giải phổ biến Nếu thí sinh làm cách khác cho điểm tối đa Trang 7/2 UBND HUYỆN QUỲ HỢP PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề có trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP VÒNG - NĂM HỌC 2018 - 2019 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút( không kể thời gian giao đề) Câu 1(4 điểm): Hai ô tô chuyển động đường quốc lộ Lúc 6h, ô tô từ điểm A theo chiều đến điểm B với vận tốc 60(km/h) Cùng lúc 6h, ô tô khác từ B chuyển động chiều với ô tô từ A đầu chuyển động với vận tốc 40(km/h) sau chuyển động với vận tốc 80(Km/h) Hai điểm A, B cách 40(km) Vào lúc hai xe gặp Câu (4 điểm): Bình thơng gồm hai nhánh hình trụ tiết S1 diện S1 =400cm2, S2 = 200cm2 có chứa nước hình vẽ Trên mặt nước có đặt pittơng mỏng, khối lượng m1 = 1(kg) m2 h Mực nước hai nhánh chênh đoạn h = 15cm Cho khối lượng riêng nước D = 1000kg/m3 Bỏ qua áp suất khí Hình a Tính khối pittông m2 b Nếu đặt cân vào pittơng có khối lượng mực nước hai nhánh ngang Câu 3(5 điểm): E R1 R3 Cho mạch điện có sơ đồ hình Cho biết: A R1 = 8Ω; R2 = R3 = 12Ω; R4 biến trở Đặt vào hai đầu A, B M N F R4 R2 mạch điện hiệu điện UAB = 66V Mắc vào hai điểm E F mạch ampe kế có điện trở U Hình nhỏ khơng đáng kể điều chỉnh biến trở R4 = 28Ω Tìm số ampe kế chiều dòng điện qua ampe kế Thay ampe kế vôn kế có điện trở lớn a Tìm số vôn kế Cho biết cực dương vôn kế mắc vào điểm nào? b Điều chỉnh biến trở vơn kế Tìm hệ thức điện trở R1, R2, R3 R4 tính R4 Câu 4(4 điểm): Đ1 Cho mạch điện hình vẽ: Đèn Đ1 ghi 12V - 12W; Đèn Đ2 ghi 3V - l,5W; UAB = 19,2V giữ không đổi; Đ2 Rx M N Rx biến trở; bỏ qua điện trở dây nối Chỉnh Rx đến giá trị thích hợp để đèn sáng bình thường R a Tìm giá trị thích hợp Rx b Tính nhiệt lượng tỏa điện trở R 10 phút Chỉnh Rx = Ro để công suất tiêu thụ đoạn mạch MN công suất tiêu thụ R a Tìm R0 Trang 8/2 S2 b Bình luận độ sáng đèn đèn Câu 5(3 điểm): Hai gương phẳng G1 G2 giống hệt đặt song song theo phương thẳng đứng, cách 10 cm, chiều dài gương 60 (cm) Một điểm sáng S đặt hai gương nằm ngang mép gương Một tia sáng truyền từ S nằm mặt phẳng thẳng đến gương G1 trước cách mép gương G1 khoảng h a Giá trị h để tia sáng có phản xạ gương G1 không tới gương G2 b Giá trị h = 5cm , Tìm tổng số lần tia sáng phản xạ G1 Lưu ý : Học sinh bảng B không làm Câu ý 2.b; Câu ý Hết -Họ tên thí sinh SBD Trang 9/2 UBND HUYỆN QUỲ HỢP PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP VÒNG - NĂM HỌC 2018 - 2019 ĐÁP ÁN MÔN THI: VẬT LÝ Câu Ý Câu (4 điểm) 10 Trang 10/2 ... TẠO CẨM THỦY KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học: 2018- 20 19 Mơn thi: Vật lí ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC Thời gian: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) Ngày thi: 06/12 /2018 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ... 0,5 đ 0,5 đ h h/ 0,5 đ n 19 ÷ - Mặt khác, thay số vào (1), ta có: q2 = 19q1 ⇒ tn = 120 - 80 20 - Nhận xét: Nếu n = 27 t27 ≈ 99 ,97 0C; Nếu n = 28 t28 ≈ 100 ,97 0C 0,5 đ - Vậy: Bỏ vào bình... -Họ tên thí sinh SBD Trang 9/ 2 UBND HUYỆN QUỲ HỢP PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP VÒNG - NĂM HỌC 2018 - 20 19 ĐÁP ÁN MÔN THI: VẬT LÝ Câu Ý Câu (4 điểm) 10 Trang 10/2