SỞ GD&ĐT NGHỆ AN kú thi chän häc sinh giái tỉnh lớp thcs năm học 2010 - 2011 THI CHÍNH THỨC Mơn thi: VẬT LÝ- BẢNG B Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (3,0 điểm) Một thuyền bơi từ bến A đến bến B bên bờ sông với vận tốc nước v1 = 3km/h Cùng lúc ca nơ chạy từ bến B theo hướng đến bến A với vận tốc nước v2 = 10km/h Trong thời gian thuyền từ A đến B ca nơ kịp lần quãng đường đến B lúc với thuyền Hãy xác định hướng độ lớn vận tốc nước sông Câu (4,0 điểm) Một bình hình trụ có bán kính đáy R = 20cm đặt thẳng đứng chứa nước nhiệt độ t = 20 c Người ta thả cầu nhơm có bán kính R = 10cm nhiệt độ t = 40 c vào bình cân mực nước bình ngập cầu Cho khối lượng riêng nước D = 1000kg/m nhôm D = 2700kg/m , nhiệt dung riêng nước C = 4200J/kg.K nhôm C = 880J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình với mơi trường a Tìm nhiệt độ nước cân nhiệt b Đổ thêm dầu nhiệt độ t = 15 c vào bình cho vừa đủ ngập cầu Biết khối lượng riêng nhiệt dung riêng dầu D = 800kg/m C = 2800J/kg.K Xác định: Nhiệt độ hệ cân nhiệt? Áp lực cầu lên đáy bình? Câu (5,0 điểm) Cho điện trở có giá trị R0, mắc với theo cách khác Lần lượt nối đoạn mạch vào nguồn điện khơng đổi ln mắc nối tiếp với điện trở r Khi điện trở mắc nối tiếp (cách 1), điện trở mắc song song (cách 2) cường độ dòng điện qua điện trở 0,2A a Xác định cường độ dòng điện qua điện trở R0 cách mắc lại b Trong cách mắc trên, cách mắc tiêu thụ điện nhất? Nhiều nhất? Câu (4,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Nguồn điện U có hiệu điện không đổi 21V; R = 4,5Ω, R1 = 3Ω, bóng đèn có điện trở khơng đổi RĐ = 4,5Ω Ampe kế dây nối có điện trở khơng đáng kể a Khi khóa K đóng, chạy C biến trở vị trí điểm N, ampe kế 4A Tìm giá trị R2 b Xác định giá trị đoạn biến trở RX ( từ M tới C) để đèn tối khóa K mở U R1 R2 P Đ N C RX R M K A Câu (4,0 điểm) Vật AB xác định (A nằm trục chính) đặt trước thấu kính hội tụ vng góc với trục thấu kính cho ảnh thật lớn gấp lần vật Nếu đưa vật lại gần thấu kính thêm 4cm gần thêm 6cm cho ảnh có độ lớn Khơng dùng cơng thức thấu kính, tính khoảng cách ban đầu vật so với thấu kính tiêu cự thấu kính - - - Ht - - - Họ tên thí sinh: Sè b¸o danh: SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC Mơn: Vật lý – Bảng B Nội dung Câu Câu Gọi khoảng cách hai bến sông S = AB, giả sử nước chảy từ A đến B với vận tốc u ( u < 3km/h ) S v1 u 2S 2S - Thời gian chuyển động ca nô là: t2 = v2 u v2 u S 2S 2S Theo ra: t1 = t2 = v1 u v2 u v2 u 2 Hay: = u 4v2 u 4v1v2 v22 (1) v1 u v2 u v2 u Giải phương trình (1) ta được: u - 0,506 km/h - Thời gian thuyền chuyển động từ A đến B là: t1 = Vậy nước sông chảy theo hướng BA với vận tốc gần 0,506 km/h Câu a (2,25) Nhiệt độ nước cân nhiệt - Khối lượng nước bình là: m = V D = ( R 12 R - R 32 ).D 10,467 (kg) - Khối lượng cầu là: m = V D = R 32 D = 11,304 (kg) - Phương trình cân nhiệt: c m ( t - t ) = c m ( t - t ) Suy ra: t = b (1,75) c1 m1t1 c m2 t = 23,7 c c1 m1 c m2 - Thể tích dầu nước nên khối lượng dầu là: m3= m1 D3 = 8,37 (kg) D1 - Tương tự trên, nhiệt độ hệ cân nhiệt là: tx= c1 m1t1 c2 m2 t c3 m3t 21 c c1 m1 c2 m2 c3 m3 - Áp lực cầu lên đáy bình là: F = P2- FA= 10.m2 Câu R 32 ( D + D ).10 75,4(N) a (4,0) Các cách mắc lại gồm: Cách 3: [(R0//R0)ntR0]nt r ; Cách 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r Theo ta có cđdđ mạch mắc nối tiếp: U 0,2 A (1) r 3R0 Int = R1 R2 Cđdđ mạch mắc song song: U 3.0,2 0,6 A Iss = R0 r Từ (1) (2) ta có: r R3 R1 (2) r R2 R3 r 3R0 r R0 R0 r Đem giá trị r thay vào (1) U = 0,8R0 Với cách mắc 3: [(R0//R0)ntR0]nt r [(R1//R2)ntR3]nt r (đặt R1 = R2 = R3 = R0) Cđdđ qua R3: I3 = U r R0 Do R1 = R2 nên I1 = I2 = R0 0,8R0 0,32 A 2,5R0 R1 R3 I3 0,16 A R2 R1 Với cách mắc 4: Cđdđ mạch I4 r R2 r 0,8R0 U 0,48 A 2.R0 R0 5R0 r 3R0 R3 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R0: 2.R0 R0 0,32 R0 cđdđ qua mạch nối tiếp là: 3R0 0,32 R0 U1 0,16 A cđdđ qua điện trở lại I/3 = 0,32A I/1 = I/2 = R0 R0 U12 = I b (1,0) Câu a (1,5) Ta nhận thấy U khơng đổi cơng suất tiêu thụ mạch ngồi P = U.I nhỏ I mạch nhỏ cách mắc tiêu thụ điện cách mắc tiêu thụ điện lớn Khi K đóng chạy đầu N tồn biến trở MN mắc song song với ampe kế Khi mạch điện trở thành: (R2 // Đ) nt R1 Lúc ampe kế đo cường độ dịng điện mạch U 21 5,25 (1) I R R 4,5.R2 (2) Mặt khác: Rtm đ R1 Rđ R2 4,5 R2 Rtm b (2,5) Từ (1) (2) giải ra: R2 = 4,5Ω Gọi điện trở phần biến trở từ M tới chạy RX, điện trở đoạn từ C đến N R - RX Khi K mở mạch điện thành: U R1ntRXnt{R2//[(R-RXntRđ)]} R1 Đ R-RX RX Điện trở toàn mạch: Rtm ( R R X Rđ ) R2 R X2 R X 81 R X R1 R R X Rđ R2 13,5 R X Cường độ dịng điện mạch chính: I U (13,5 R X ) U Rtm R X2 R X 81 U (13,5 R X ) (9 R X ).4,5 4,5U (9 R X ) R X R X 81 13,5 R X R X2 R X 81 U 4,5U Cường độ dòng điện chạy qua đèn: I đ PC (3) R X R X R X 81 UPC = I.RPC = Đèn tối Iđ nhỏ Mẫu biểu thức vế phải (3) tam thức bậc hai mà hệ số RX âm Do mẫu đạt giá trị lớn khi: RX 4,5.U để RX = 3 phân tích: I d 2.(1) 90 (Rx 3) Vậy Rx = 3Ω Iđ nhỏ nhất, đèn tối Câu N B A A A F A A/ F/ O A B/ A - Từ hình vẽ ta có: AOB ~ A / OB / / ∆ONF ~ ∆ A/ /B/ /F/ / / AB AB OA/ f ON AB f 4 A/ O A/ B / A / O AO AO AB 4.OA f f f 0,8.OA (1) Do vật đặt trước TKHT khơng thể có ảnh thật nên: - Khi OA1 = OA – 4, thấu kính cho ảnh thật - Khi OA2 = OA – 6, thấu kính cho ảnh ảo B1 I A A1 / B/2 K B2 A/2 A A2 F O / F/ A Trường hợp ảnh thật: A1/ B1/ F / A1/ F / B1/ Do ∆IOF ~ ∆B 1A 1F (*) A1 B1 OF / IF / / / / / Do ∆F/OB/1 ~ ∆IB1B/1 F / B1/ OF / F / B1/ OF / f / / / / / B1 I OA1 f IB1 IB1 F B1 B1 I OF hay F / B1/ f (**) / OA1 f IF Từ (*) (**) A1/ B1/ f A1 B1 OA1 f (2) Trường hợp ảnh ảo: Ta có ∆KOF/~∆B/2A/2F/ ∆B/2KB2~∆B/2F/O Tương tự ta có: A2/ B2/ OF / f / A2 B2 OF B2 K f A2 O Mặt khác: A/1B/1 = A/2B/2 ; A1B1 = A2B2 = AB Từ (2), (3), (4) OA1 – f = f – OA2 Mà OA1 = OA – 4; OA2 = OA – OA – f = Từ (1) (6) OA = 25cm, f = 20cm (3) (4) (5) (6) ... ảnh ảo B1 I A A1 / B/ 2 K B2 A/2 A A2 F O / F/ A Trường hợp ảnh thật: A1/ B1 / F / A1/ F / B1 / Do ∆IOF ~ ? ?B 1A 1F (*) A1 B1 OF / IF / / / / / Do ∆F/OB/1 ~ ∆IB 1B/ 1 F / B1 / OF / F / B1 / OF... / / / / / B1 I OA1 f IB1 IB1 F B1 B1 I OF hay F / B1 / f (**) / OA1 f IF Từ (*) (**) A1/ B1 / f A1 B1 OA1 f (2) Trường hợp ảnh ảo: Ta có ∆KOF/~? ?B/ 2A/2F/ ? ?B/ 2KB2~? ?B/ 2F/O Tương... F A A/ F/ O A B/ A - Từ hình vẽ ta có: AOB ~ A / OB / / ∆ONF ~ ∆ A/ /B/ /F/ / / AB AB OA/ f ON AB f 4 A/ O A/ B / A / O AO AO AB 4.OA f f f 0,8.OA (1) Do vật đặt