Đang tải... (xem toàn văn)
b, Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m3 cũng ở nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế trên thì khi lập lại cân bằng nhiệt, mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn bằng mực nước trước[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP THCS PHÚ THỌ NĂM HỌC 2008- 2009
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm : 150 phút , không kể thời gian phát đề (Đề có trang, câu)
Câu 1 : (2,0 điểm)
Một người đến bến xe buýt chậm 20 phút sau xe buýt rời bến A, người taxi đuổi theo để kịp lên xe buýt bến B Taxi đuổi kịp xe buýt 2/3 quãng đường từ A đến B Hỏi người phải đợi xe buýt bến B ? Coi chuyển động xe chuyển động
Câu 2 : (2,0 điểm)
Người ta thả miếng đồng có khối lượng m1 = 0,2 kg đốt nóng đến nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế chứa m2 = 0,28 kg nước nhiệt độ t2 = 20 0C Nhiệt độ có cân nhiệt t3 = 80 0C Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng đồng nước lần lượt
c1 = 400 J/(kg.K), D1 = 8900 kg/m3, c2 = 4200 J/(kg.K), D2 = 1000 kg/m3; nhiệt hoá của nước (nhiệt lượng cần cung cấp cho kg nước hố hồn tồn nhiệt độ sôi) L = 2,3.106 J/kg Bỏ qua trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế với môi trường.
a, Xác định nhiệt độ ban đầu t1 đồng
b, Sau đó, người ta thả thêm miếng đồng khối lượng m3 nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế lập lại cân nhiệt, mực nước nhiệt lượng kế mực nước trước thả miếng đồng m3 Xác định khối lượng đồng m3
Câu : (1,5 điểm)
Hai điểm sáng S1 S2 nằm trục chính, hai bên thấu kính hội tụ, cách thấu kính cm 12 cm Khi ảnh S1 ảnh S2 tạo thấu kính trùng
a, Hãy vẽ hình giải thích tạo ảnh b, Từ hình vẽ tính tiêu cự thấu kính
Câu : (2,0 điểm).
a) Cho mạch điện hình vẽ
Lập hệ thức liên hệ R1, R2, R3, R4 để
khi mở đóng khố K dịng điện qua chúng khơng thay đổi
b) Hệ gồm có điện trở r = Ω nối tiếp với điện trở R mắc vào hiệu điện
U = 10V Tìm giá trị điện trở R để cơng suất tiêu thụ R cực đại Tính cơng suất tiêu thụ R trường hợp
Câu 5: (2,0 điểm). Một mạch điện sơ đồ bên mắc vào hiệu điện không đổi U = 22V
Hai đèn Đ1 Đ2 có hiệu điện định mức Khi khoá K mở hiệu điện đèn U1=21,2V Khi khố K đóng hiệu điện đèn U2=20V
R1 R3
R2 R4
R5 K
U
D B
A
C
r
Đ1 Đ2
K A
C
(2)Tính cơng suất định mức P2 đèn Đ2, biết đèn Đ1 có cơng suất định mức P1=10W Coi điện trở đèn không thay đổi theo nhiệt độ
(3)-Hết -SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP THCS PHÚ THỌ NĂM HỌC 2008 – 2009
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MƠN V T LẬ Í
CÂU NỘI DUNG – YÊU CẦU ĐIỂ
M
1
(2,0đ)
- Gọi C điểm taxi đuổi kịp xe buýt vàt thời gian taxi đoạn AC
2 AC AB
3
;
1 CB AB
3
AC 2CB .
- Thời gian xe buýt đoạn AC : t+ 20 (phút);
- Thời gian xe tỷ lệ thuận với quãng đường chúng, nên thời gian taxi đoạn CB
t
2 (phút)
Thời gian xe buýt đoạn CB :
t + 20 t
= + 10
2 (phút);
- Vậy, thời gian người phải đợi xe buýt bến B :
t t
Δt = + 10 - = 10
2
(phút).
0,25 0,25 0,5 0,5 0,5
2
(2,0đ) a 1,0
Tính nhiệt độ t1 :
- Nhiệt lượng m1 kg đồng toả để hạ nhiệt độ từ t1 xuống 800C : Q1 = c1.m1(t1 – 80);
- Nhiệt lượng m2 kg nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 200C đến 800C là : Q2 = 60c2.m2;
- Phương trình cân nhiệt: Q1 = Q2 t1 =
2 1
60m c
+ 80
m c = 962 ( 0C).
0,25 0,25 0,5
b 1,5
Tính m3 :
- Khi thả thêm m3 kg đồng nhiệt độ t1 vào NLK, sau có cân nhiệt mà mực nước khơng thay đổi Điều chứng tỏ :
+ Nhiệt độ cân nhiệt 1000C.
+ Có lượng nước bị hóa Thể tích nước hóa thể tích miếng đồng m3 chiếm chỗ:
3
1
m V =
D
- Khối lượng nước hóa 1000C :
2
2 2
1
D m = V D = m
D
- Nhiệt lượng thu vào m1 kg đồng, m2 kg nước để tăng nhiệt độ từ 80 0C đến 100 0C m’2 kg nước hố hồn tồn 100 0C :
2
3 1 2
1
D Q = 20(c m + c m ) + Lm
D .
- Nhiệt lượng toả m3 kg đồng để hạ nhiệt độ từ t1 = 962 0C xuống 100 0C là: Q4 862c m1 3.
0,25
0,25
(4)- Phương trình cân nhiệt : Q3 Q4
2
1 2
1
D 20(c m + c m ) + Lm
D = 862c m1 3
1 2
2
1
20(c m + c m ) m =
D 862c - L
D 0,29 (kg).
0,25
3
(2,0đ)
a
Vẽ hình : (HS vẽ hình dưới, cho điểm tối đa phần vẽ hình 0,5 đ)
Giải thích :
- Hai ảnh S1 S2 tạo thấu kính trùng nên phải có một ảnh thật một ảnh ảo
- Vì S1O < S2O S1 nằm khoảng tiêu cự cho ảnh ảo; S2 nằm ngoài khoảng tiêu cự cho ảnh thật
0,5
0,25 0,25 b Tính tiêu cự f :
- Gọi S’ ảnh S1 S2 Ta có : S I // ON1
1
S S S I S O S O S N S O
OI// NF'
S O S I S O S F' S N S O f
S O S O
=
S O S O f
f.S O = 6(S O + f) (1)
- Vì S I // OM2 , tương tự ta có :
S F S O S M S O S S S I
S O f S O
S O
S O 12 f.S O = 12(S O - f) (2)
Từ (1) (2) ta có : f = (cm)
* C hú y : HS làm cách khác, theo bước:
a, Giải thích tạo ảnh (cho 0,5 đ)
b, Áp dụng cơng thức thấu kính (mà khơng chứng minh công thức) cho trường hợp: + Với S1 :
1 1
= -
f d (*)
+ Với S2 :
1 1
= +
f 12 d (**) (cho 0,5 đ)
Từ (*) (**) tính : f = (cm) d’ = 24 (cm)
c, Áp dụng kết để vẽ hình (cho 0,5 đ)
1,0
M I
N
O F '
F S S
S '
(5)( Như vậy, điểm tối đa của theo cách làm của ý 1,5 điểm)
(2,0đ)
a
1đ
+ Khi K mở: UAC = R1
R1+R3 U ; UAD =
R2
R2+R4 U
+Khi K đóng, dịng điện qua điện trở R1, R2, R3, R4 không đổi nghĩa
là dòng điện qua R5 nên UAC = UAD =>
R1 R1+R3 =
R2 R2+R4
=> R1
R2 =
R1+R3
R2+R4 =
R3
R4 (tính chất tỉ lệ thức)
+ Hệ thức liên hệ R1, R2, R3, R4 dịng điện qua chúng khơng đổi
laø:
R1 R2 =
R3 R4
0,25 0,5
0,25
b 1ñ
đ
+ R r mắc nối tiếp nên I = U/(R+r)
+ Công suất tiêu thụ R: PR =RI2 = R (RU+r)
2
= U2 R R2
+2 Rr+r2
+ Vì U không đổi nên PR đạt cực đại R
2
+2 Rr+r2
R nhỏ
<=> (R + 2r + rR2 ) nhỏ <=> (R + rR2 ) nhỏ ( r khơng đổi )
+ Vì R , rR2 dương R rR2 = r2 = không đổi nên (R + r2
R ) nhoû
nhaát khi:
R = rR2 => R = r = Ω
+R = r mắc nối tiếp nên UR = U/2 = 5V
+ Công suất tiêu thụ R trường hợp này: PR = U2R / R = 52 /1 = 25(W
0,25
0,25
0,25
0,25
5 (2,0 điểm)
Hình Hình 2
Khi K mở (hình 1) mạch điện gồm r nối tiếp với Đ1: 0,25 rI2
Đ1 Đ2
A
C
B U
rI1
Đ1 A
C
(6)UAC=U=UAB+UBC=rI1+U1
1
U - U 22 - 21, 0,8
I = =
r r r
(1) Khi khố K đóng (hình 2) dịng điện mạch I2:
2
U - U 22 - 20
I
r r r
(2)
0,25
Chia (2) cho (1):
2
2
1
I
2,5 I 2,5I
I 0,8 hay (3) 0,25
Đặt R1 R2 điện trở đàn Đ1 Đ2
Ở hình ta có U1=R1I1 (4) Ở hình ta có U2=RtđI1=
1 2
R R I
(R + R ) (5)
0,5
Chia (4) cho (5):
1 1 1
2 2 2
U R I (R + R ) I R
= = (1+ )
U R R I I R
1 2
R U I 21,
Suy = × -1 = ( × 2,5) -1 = 1,65
R U I 20
Mặt khác Pđ=
2
d1 d2
1
1
U U
U
và P = P =
R R R
2 d
0,5
Vậy
2
2
1 d2 d2
1
2
2 d1 d1
R × U U
P
= = 1,65( )
P R × U U
Mà Ud1=Ud2
2
16,5 P
P
2 1,65 1,65 10 16,5W
P P
0,25