Khi đó chiều cao phần khối trụ ngập trong nước là h 2... Nối SIJO ta được tia cần vẽ..[r]
(1)PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014-2015 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN THI: VẬT LÝ
(Hướng dẫn chấm gồm 05 câu, 05 trang)
Câu Ý Nội dung Điểm
TP
Tổng điểm
1 a
Gọi h1 chiều cao phần khối trụ chìm nước
Phân tích lực tác dụng lên khối trụ vẽ hình biểu diễn lực
Khối trụ nổi, lực đẩy Acsimet cân với trọng lực tác dụng lên vật FA = P
=> S3h1D0.10 = S3 h D.10
h1 =
0
900
.10 9( ) 1000
D
h cm
D
Chiều cao mực nước dâng lên nhánh là:
1 2
1,8( )
S h Vc
h cm
S S S S
0,25
0,5
0,25
1,0
1 b
+ Đổ thêm dầu vào nhánh B cho toàn khối trụ bị ngập nước dầu Khi chiều cao phần khối trụ ngập nước h2
+ Lực đẩy Acsimet tổng cộng nước dầu (FA1; FA2) trọng
lượng khối trụ: FA1 + FA2= P
=> S3h2D0.10 + S3(h - h2)D1.10= S3h.D.10
=> h2(D0 - D1)= h(D - D1)
=> h2=
0
900 800
.10
1000 800
D D
h cm
D D
Khối lượng tối thiểu cần đổ thêm là:
m1= (h - h2)(S2 - S3)D1= 0,05.(30.10-4 - 10.10-4).800= 0,08kg= 80g
0,25 0,25 0,25 0,25
1,0
2
Gọi m, c khối lượng nhiệt dung riêng nhiệt lượng kế (kg, J/kg) m0, c0 khối lượng nhiệt dung riêng ca nước (kg, J/kg)
t0, t nhiệt độ ban đầu nhiệt lượng kế nước nóng.(0C)
+ Nếu đổ ca nước nóng :
Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế thu vào tăng nhiệt độ thêm 50C Q(thu1)= mct1= mc
Nhiệt lượng mà nước toả để giảm nhiệt độ từ t0C (t0 + 5)0C Q(toả1)= m0c0t1= m c t (t0 0 05)
1,5 h1
h S2 S1
S3
(2)Theo phương trình cân nhiệt : Q(thu1)= Q(toả1) 5mc= m c t (t0 0 05) (1)
+ Nếu đổ thêm ca nước nóng :
Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế ca nước ban đầu thu vào tăng nhiệt độ thêm 30
C
Q(thu2)= (mc + m0c0)t2= (m0c0 + mc)
Nhiệt lượng mà nước toả để giảm nhiệt độ từ t0C (t0+3+5)0C Q(toả2)= m0c0t2= m c t (t0 0 08)
Theo phương trình cân nhiệt : Q(thu2)= Q(toả2) 3(m0c0 + mc)= m c t (t0 0 08) (2)
+ Nếu đổ thêm ca nước nóng nữa:
Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế ca nước thu vào tăng nhiệt độ thêm t0C
Q(thu3)= (2m0c0 + mc)t3= (2m0c0 + mc)t
Nhiệt lượng mà nước toả để giảm nhiệt độ từ t0C (t0+t+8)0C Q(toả3)= 3m0c0t3=3m c t 0 (t0 t 8)
Theo phương trình cân nhiệt: Q(thu3)= Q(toả3) (2m0c0+mc)t=3m c t 0 0 (t0 t 8) (3)
Chia vế (1) cho (2) ta có: t t C t
t t
t
0
0
20 )
11 (
) (
3
5
Thay (tt0)200C vào (1) ta được: mc = m0c0 thay vào (3) ta được: 5m c0 0 t 3m c (120 0 t)
t 4,5 C
Vậy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 4,50C đổ tiếp ca nước nóng vào nhiệt lượng kế
* (HS sử dụng khái niệm nhiệt dung để giải toán trên)
0,25
0,25
0,25 0,25
0,5
3
a HS vẽ hình :
Cách vẽ: Vẽ S1 đối xứng S qua gương M1 ; Vẽ O1 đối xứng O qua gương M2 , nối S1O1 cắt gương M1 I , gương M2 J Nối SIJO ta tia cần vẽ
(HS vẽ cách khác cho điểm tối đa)
0,5
0,25
(3)b) S1AI ~ S1BJ d a a B S A S BJ AI 1
AI =
d a
a
BJ (1) Xét S1AI ~ S1HO1
d a H S A S HO AI 1
AI = h
d a
Thay vào (1) ta BJ =
d h d a ) ( 0,25 0,25 0,25 4 a b
Khi K đóng chạy N tồn tồn biến trở MN bị nối tắt, mạch gồm: (R2//Rđ) nt R1
Ampe kế đo cường độ dịng điện mạch nên: m
U R I 2 2 d d d m d d
R R R R
R R R
R R R R
2
6
6 R R R
Khi K mở
R ntRd NC R ntR2 CMntR1 Gọi RMC x R; NC 6 x
2 12
(12 )6 (12 )6
12 18
dNC
dNC BC
dNC
R x
R R x x
R
R R x x
(12 )6 126
3
18 18
td BC CM
td td
R R R R
x x x
R x R
x x 2 (18 ) 126 (12 )
9 126 td
BC BC
U U x
I
R x x
U x
U I R
x x 2 144 (1)
9 126 126
BC
d d
dNC
U U
I I
R x x x x
+ Ta thấy 2
9 126 146, 25 ( 4,5)
x x x
Vậy
Max
9 126 4,5
x x khi x
Vậy RMC = 4,5 độ sáng đèn tối
(4)+ Ta thấy x 9x126x(9 x) 126 Mà 0 x nên
144 144
(9 ) (9 ) 126 126 ( )
(9 ) 126 126
d
x x x x I A
x x
Dấu xảy x = Vậy RMC = 0 đèn sáng mạnh 0,25
5
1. Ta có : UM = Ux+Ur + UAB
80= I(x + r) + UV + U2 80= 48I + 24 + (I – 0,8)R2 80= 48I + 24 + 40(I – 0,8) I = 1(A)
Vậy hiệu điện đoạn mạch AB UAB = 32V nên RAB= 32
AB CB
.150 U = U + U = 0,2.40 + 0,
150 V V
R R
V V
V
120(R +150) = 150R R = 600( )
AB a
a a
Ta có: U = 0,8(R + R ) => 32 = 0,8(30 + R )
R =10( )
2. Chuyển điện trở x mắc song song với mạch AB
a Ta có cơng suất tiêu thụ đoạn AB x :
2
2
(x,AB) M AB,x 2
,
, 80
P = I R =
( )
MN
ABx ABx
AB x
AB x
U
R
R r
r R
R
Để công suất tiêu thụ đoạn AB x lớn nhât :
,
, AB x
AB x
r R
R
min
2
,
,
Ta có: AB x
AB x
r
R r
R
Dấu “=” xảy khi: ,
, AB x
AB x
r R
R
=> RAB,x = r
Vậy P(x,AB) lớn xảy 32
48 32
32
x
x x
x
Suy ra: P(x,AB) lớn 100(W)
b Cường độ dòng điện điện trở x là: I =X 2560 (32 ) 32
x r r
Công suất tiêu thụ điện trở x là:
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
(5)2
X X
2560 P = I x =
32
(32 ) r
x r
x
Để công suất tiêu thụ x lớn nhât
32
(32 ) r
x r
x
nhỏ Theo bất đẳng thức CơSi ta có:
2 32
(32 ) r 4(32 ).32
x r r r
x
X
32 (48 )32
P max 16
32 32 48
r x
x x x
r x
Suy Px lớn 25W
0,25
0,25 0,25
* Chú ý: Học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa