[r]
(1)ĐÁP ÁN – BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI HSG MƠN VẬT LÍ NĂM HỌC 2014 - 2015
CÂU ĐÁP ÁN ĐIỂM
1 (2 điểm)
1 (1,5 điểm)
Gọi M vị trí người xe đạp quay lại; N vị trí người xe đạp quay lại đón người trước
- Thời gian người trước hết đoạn đường AB là:
36
4 12 12
AN NB AN AN
t
- Thời gian người sau hết đoạn đường AB là:
36
12 12
AM MB AM AM
t
- Thời gian người xe đạp hết đoạn đường AB là:
36 2
12 12
AM MN NB AM AN
t
Ta có: t1 = t2 = t3 Khi đó:
36 36
36 (1)
4 12 12
AN AN AM AM
AM AN
36 36 2
2 (2)
4 12 12
AN AN AM AN
AM AN
Từ (1),(2): AM = 24 km; AN = 12 km
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ 2 (0,5 điểm)
Thời gian mà người xe đạp không chở người là: 12
1( ) 12 12
MN
t h
0,5 đ
1 (1 điểm)
Gọi nhiệt độ ban đầu nước nóng t2; nhiệt độ ban đầu nước lạnh bình chứa t1; nhiệt độ hỗn hợp có cân nhiệt t, nhiệt dung riêng nước C, nhiệt dung riêng kim loại làm bình chứa C’
Ta có: t2 – t = 70 (1) ; t – t1 = 10 (2) 0,25 đ
(2)2 (2 điểm)
Theo phương trình cân nhiệt ta có: m2C(t2 – t) = m1C(t – t1) + m1C’(t – t1)
2 1 1
2
1
( ) ( ) ( )
4
(3)
4
C m C t t m C t t m t t
m t t m t t
Lấy (1) - (2) ta được: t2 – t = 60 (4) Từ (2), (3), (4) ta có :
1
5 10
4 60 24
m
m
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ 2 (1 điểm)
Gọi t’ nhiệt độ cân hỗn hợp đổ thêm 2m
2 gam nước nóng
2
m
gam nước lạnh vào hỗn hợp Theo phương trình cân nhiệt ta có: 2m2C(t2 – t’) =
2
m
C(t’- t
1) + (m1+ m2)C(t’ – t) + m1C’(t’ – t) 2m2(t2 – t’) =
2
m
(t’- t
1) + (m1+ m2)(t’ – t) +
m
(t’ – t) Mà: m2 =
24m1; t2 = 60 + t; t1 = t – 10 Khi đó:
24m1 (60 + t – t
’) =
m
(t’- t + 10) + 29 24
m
(t’ – t) +
4
m
(t’ – t)
t – t’ 160 8, 42 19
Vậy nhiệt độ hỗn hợp tăng thêm 8,42oC
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
1 (1 điểm)
Các cách mắc lại gồm:
Cách 3: [(R0//R0)ntR0]nt r ; Cách 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r * Cđdđ mạch mắc nối tiếp điện trở : Int =
0
0,15
U
A r R (1)
* Cđdđ mạch mắc song song điện trở:
Iss =
3.0,15 0, 45
U
A R
r
(2)
R0 R0 R0 r
R0 R0 R0
(3)3
( 2điểm) Từ (1) (2) ta có: 0 3
3
R r R
r R r
Đem giá trị r thay vào (1) U = 0,6R0 * Với cách mắc 3: [(R0//R0)ntR0]nt r
+ I3 =
0 0
0
0,6
0, 24 2,5
2
R U
A
R R
r R
+ I1 = I2 = 0,12
I
A
* Với cách mắc 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r Cđdđ mạch
0
0 0
0
0,6
0,36
3
R U
I A
R R R
r
R
+ U12 = 0
0
0, 24
R R
I R
R
+ I1 = I2 = 12
0
0, 24
0,12
2
R U
A
R R
+ I3 = 12
0
0, 24
0, 24
R U
A
R R
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
2 (0,5 điểm)
Ta nhận thấy U không đổi công suất tiêu thụ mạch P = U.I nhỏ I mạch nhỏ nhất, cơng suất tiêu thụ mạch P = U.I lớn I mạch lớn
cách mắc tiêu thụ điện cách mắc tiêu thụ điện lớn
0,25 đ
0,25 đ 3 (0,5 điểm)
Để cường độ dòng điện chạy qua điện trở R0 có giá trị phải mắc điện trở thành n dãy song song, dãy có m điện trở R0 mắc nối tiếp.(với m ; n N )
Cường độ dòng điện mạch
0 0
0,6
U U
I
m m m
r R R R
n n n
Để cđdđ qua điện trở R0 0,1A ta phải có: 0,6
0,1
I n
m n
m + n = 0,25 đ
r R0
R0
R0 I1
I2
I3
r R0
R0 R0 I12
I3
I
n
m R0
r R0
(4)Ta có trường hợp sau:
m
n
Số đ.trở R0
Theo bảng ta cần điện trở R0 có cách mắc chúng - dãy song song, dãy điện trở
- dãy gồm điện trở mắc nối tiếp
0,25 đ
4 (2 điểm)
1 (1,25 điểm)
Tính điện trở dây biến trở, UMN độ sáng đèn Đ2
- Điện trở đèn Đ: 2 30
9( ) 100
R
- Đoạn mạch MN gồm: r nt [R2 // (R1 nt Rb)] Rb =
2 AC AD AC AC AD
R R R
R R (1)
R1b = R1 + Rb = 12 + Rb ; R2.1b = 2
9(12 ) 21
b b
b b
R R R
R R R
RMN = R2.1b + r = 150 11 21
b b
R R
I2.1b = IMN =
(21 ) 150 11 MN MN b MN b
U U R
R R
U1b = U2.1b = I2.1b.R2.1b = (12 ) 150 11
MN b b
U R
R
Ib = I1 = I1b = 1
9 150 11 b MN
b b
U U
R R (2) Pb =
2
2
2
2
81 81
150
(150 11 ) ( 11 ) MN b MN b b
b
b b
U R U
I R
R R
R
Pb cực đại
2 150
11 b b
R R
cực tiểu Theo BĐT Cosi xảy
khi: 150 11 150( )
11 b b b
R R
R
RAC = RAD = 2Rb = 300 11
điện trở vòng dây làm biến trở R = 4RAC = 1200 11 + Theo :
9
1 150 11
MN b
U I
R
UMN=
100 V + U2 = U1b = I1b R1b = 1.(12 150) 282 25,63( )
11 11 V
U2 < Uđm2 đèn Đ2 sáng yếu mức bình thường
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ 0,25 đ
0,25 đ 2 (0,75) điểm
(5)+ Từ biểu thức Rb = AC AD AC AD
R R
R R
Mà RAC + RAD không đổi Rbmax (RAC RAD)max
Theo BĐT Cosi: 2 ( )2
2 AC AD AC AD AC AD AC AD
R R
R R R R R R
Dấu “=” xảy : RAC = RAD
Vậy Rbmax RAC = RAD, tức CD vng góc với OA (trường hợp xét) Khi C A D A Rb=0
* Khi quay CD từ vị trí ban đầu (α =00) đến vị trí góc α =900 Khi đó:
Rb giảm dần Rb + R1 = R1b giảm 1 Rb
tăng
2 21
1 1
b b
R R R tăng
R2.1b giảm r + R2.1b = RMN giảm
cường độ dịng điện mạch Ir tăng Ur = Ir.r tăng U2 giảm
I2 giảm đèn Đtối dần
* Khi quay CD từ vị trí ban đầu (α =900) đến vị trí góc α =1800 Khi đó:
Rb tăng dần Rb + R1 = R1b tăng 1 Rb
giảm
2 21
1 1
b b
R R R giảm
R2.1b tăng r + R2.1b = RMN tăng
cường độ dịng điện mạch Ir giảm Ur = Ir.r giảm U2 tăng
I2 tăng đèn Đ sáng dần lên
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ 1 (1 điểm)
Ảnh A1B1 tạo thấu kính O1 ảnh thật, ngược chiều với vật lớn vật
0,25 đ
F2
F1
A B A1
B1
A2
B2
O1 O2
I2
I1
F2’
(6)5 (2 điểm)
Ảnh A2B2 tạo thấu kính O2 ảnh ảo, chiều với vật lớn vật
Ta có:
1 1
1
1 1 1 40
(1)
O AB O A B
O A AB
A B O A O A
:
Ta có:
' '
1 1 1 ' 1 1
'
1 1 1 1
30
(2) 30
F O I F A B
O I O F AB
A B F A O A A B
:
Từ (1) (2) ta có: 1 1 1
40 30
120( )
30 O A cm
O A O A
Vậy ảnh A1B1 cách thấu kính O1 120 cm Ta có:
2 2
2
2 2 2 35
(3)
O AB O A B
O A AB
A B O A O A
:
Ta có:
' '
2 2 2 ' 2 2
'
2 2 2 2
60
(4) 60
F O I F A B
O I O F AB
A B F A O A A B
:
Từ (3) (4) ta có: 2 2 2
35 60
84( )
60 O A cm
O A O A
Vậy ảnh A2B2 cách thấu kính O2 84 cm
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ 2 (1 điểm)
* Vật khoảng O1F2 thấu kính O1 cho ảnh ảo, chiều vật; thấu kính O2 cho ảnh thật, ngược chiều vật
* Vật khoảng O2F1 thấu kính O1 cho ảnh thật, ngược chiều vật; thấu kính O2 cho ảnh ảo, chiều vật
* Vật khoảng F1F2 thấu kính cho ảnh ảo, chiều vật
Vậy muốn hai thấu kính cho ảnh chiều, cao vật nằm khoảng F1F2 cho ảnh hình vẽ
(7)Ta có:
1 1
1
1 1 1 (1)
O AB O A B
O A
AB x
A B O A O A
:
Ta có:
' '
1 1 1 ' 1 1
'
1 1 1 1
30
(2) 30
F O I F A B
O I O F AB
A B F A O A A B
:
Ta có:
2 2
2
2 2 2 75
(3)
O AB O A B
O A
AB x
A B O A O A
:
Ta có:
' '
2 2 2 ' 2 2
'
2 2 2 2
60
(4) 60
F O I F A B
O I O F AB
A B F A O A A B
:
Từ (2) (4) ta có: 2 1
1 2
30 60
2 (5)
30 60 O A O A
O A O A
Từ (1), (3) (5) ta có:
1 2 1 1
75 75
25( )
x x x x
x cm
O A O A O A O A
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
Chú ý: Nếu thí sinh làm theo cách khác mà cho điểm tối đa
F2
F1
A B
A1
B1
A2
B2
O1 O2
I2
I1
F2’