§Æt mét tÊm b×a cøng vu«ng gãc víi trôc chÝnh ë phÝa tríc vµ che kÝn nöa trªn cña thÊu kÝnh.c[r]
(1)Së Gd&§t NghƯ an kú thi chän học sinh giỏi tỉnh lớp thcs
năm häc 2008 - 2009
M«n thi: vËt lý- B¶ng A
Thời gian: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề)
C©u (4,0 ®iÓm).
Một xe phải từ địa điểm A đến địa điểm B khoảng thời gian dự định t Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v1 = 48 km/h xe tới B sớm dự định 18 phút Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v2
= 12 km/h xe đến B muộn dự định 27 phút a Tìm chiều dài quãng đờng AB thời gian dự định t
b Để đến B thời gian dự định t, xe chuyển động từ A đến C (C nằm AB) với vận tốc v1 = 48 km/h
tiếp tục từ C đến B với vận tốc v2 = 12 km/h Tìm chiều dài quãng đờng AC
Câu (4,0 điểm).
Cú mt s chai sữa hoàn toàn giống nhau, nhiệt độ x
t C
Ngời ta thả chai lần lợt vào bình cách nhiệt chứa nớc, sau cân nhiệt lấy thả chai khác vào Nhiệt độ nớc ban đầu bình t0 =
360C, chai thứ lấy có nhiệt độ t
1 = 330C, chai thứ hai lấy có nhiệt độ t2 = 30,50C Bỏ qua hao
phÝ nhiÖt
a Tìm nhiệt độ tx
b Đến chai thứ lấy nhiệt độ nớc bình bắt đầu nhỏ 260C.
C©u (4,0 điểm).
Cho mạch điện nh hình 1: Các điện trở R1, R2, R3, R4 am pe kế hữu hạn,
hiu in th gia hai điểm A, B không đổi
a Chøng minh rằng: Nếu dòng điện qua am pe kế IA = th×
1
2
R R
=
4
R R
b Cho U = 6V, R1 = 3, R2 = R3= R4 = 6 §iƯn trë am pe kÕ nhá kh«ng
đáng kể Xác định chiều dịng điện qua ampe kế số nó?
c Thay am pe kế vôn kế có điện trở lớn Hỏi vôn kế bao nhiêu? cực dơng vôn kế mắc vào điểm C hay D
Câu (4,0 điểm).
Cú điện trở: R1 ghi (30 - 15A), R2 ghi (10 - 5A), R3 ghi (20 - 20A), giá trị sau cờng độ
dòng điện cao mà điện trở chịu đợc
a Mắc điện trở theo yêu cầu R1 // (R2 nt R3) Xác định hiệu điện lớn mà cụm điện trở khơng bị
ch¸y
b Sử dụng cụm điện trở (câu a) mắc nối tiếp với cụm bóng đèn loại 30V - 40W mắc tất vào nguồn điện có hiệu điện U = 220V Tìm cách mắc để bóng đèn sáng bình thờng mà cụm điện trở khơng bị cháy Câu (4,0 điểm).
Cho h×nh vẽ nh hình Biết: PQ trục thấu kính, S nguồn sáng điểm, S/ ảnh cđa S t¹o bëi thÊu
kÝnh
a Xác định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm thấu kính cách vẽ đ ờng truyền tia sáng
b BiÕt S, S/ c¸ch trục PQ khoảng tơng ứng h = SH = 1cm; h/ = S/H/ = 3cm vµ HH/ = l = 32cm TÝnh
tiªu cù f cđa thÊu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kÝnh
c Đặt bìa cứng vng góc với trục phía trớc che kín nửa thấu kính Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đờng kính đờng rìa
cđa thÊu kÝnh lµ D = 3cm
-Hết
-Họ tên thí sinh: SBD:
Së Gd&§t NghƯ an Kú thi chän häc sinh giái tØnh líp THCS
Năm học 2008 - 2009
hng dn v biểu điểm Chấm đề thức
(Híng dÉn vµ biểu điểm chấm gồm 04 trang)
Môn: vật lý - bảng A
-Câu Nội dung ®iÓm
1 4,0
P Q
S/
S H H/
l h/
h H×nh
A A
B
R3 R4
R2 R1
C D
(2)a Gọi t1, t2 lần lợt thời gian từ A đến B tơng ng với vận tốc v1, v2 Ta có:
AB = v1t1 = v2t2 0,25
AB = 48t1 = 12t2 t2 = 4t1 (1) 0,25
Theo bµi ta cã t1 = 18 t
60
(2) ; t2 = 27 t 60 (3) 0,5
Thay (2) ; (3) vào (1) ta đợc: 27 t 60 = 4( 18 t 60
) t = 33
60 = 0,55 (h)
0,5
Quảng đờng AB: AB = v1t1 = 48( 33 60 -
18
60 ) = 12 km 0,5
b Chiều dài quãng đờng AC Ta có: t =
AC 48 +
BC 12
0,5
t =
AC AB AC 48 12
=
AC 12 AC 48 12
0,5
0,55 = +
AC AC 3AC
48 12 48 0,5
AC = 7,2 km 0,5
2 4,0
a Gọi q1 nhiệt lợng toả nớc bình giảm nhiệt độ 10C, q2 l
nhiệt lợng thu vào chai sữa tăng lên 10C 0,5
Phơng trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ lµ: q1(t0 - t1) = q2(t1 - tx) (1)
Phơng trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ là: q1(t1 - t2) = q2(t2 - tx) (2)
0,5 0,5 Chia (1) cho (2) thay số với t0 = 360C, t1 = 330C, t2 = 30,50C ta đợc:
x
x
33 t
2,5 30,5 t
0,5
Gi¶i ta cã tx = 180C 0,5
b
Thay tx = 180C vµo (1) vµ (2)
2
1
q
q 5 0,25
Tõ (1) t1 =
1 x 1 x x x
1 2
q t q t (q t q t ) (q t q t )
q q q q
= t
x +
1
0 x
1
q
.(t t ) q q (3)
0,25 T¬ng tù lÊy chai thø ra, vai trß cđa t0 t1 ta có:
t2 = tx +
1
1 x
1
q
(t t )
q q (4) Thay (3) vµo (4): t
2 = tx +
2
0 x
1
q
( ) (t t )
q q 0,25
Tổng quát: Chai thứ n lấy có nhiệt độ
tn = tx +
n
0 x
1
q
( ) (t t ) q q = t
x +
0 x n
2
1
1
(t t ) q (1 ) q 0,25
Theo ®iỊu kiƯn tn < 260 ;
2
1
q q 5
tn = 18 +
n
5
( ) (36 18)
6 < 26 n
5 ( )
6 18 (5)
0,25 n ≥ học sinh cần chai thứ nhiệt độ nc trong
bình bắt đầu nhỏ 260C.
(3)cđa b×nh theo n nh sau:
n
tn 33 30,5 28,42 26,28 25,23
VÉn cho ®iĨm tèi ®a chØ tõ chai thø
3
Gäi dòng điện qua điện trở R1, R2, R3, R4
và qua am pe kế tơng ứng là: I1, I2, I3, I4 vµ IA
Học sinh vẽ lại sơ đồ tơng đ-ơng
a
Theo IA = nên I1 = I3 = U R R ; I
2 = I4 = U
R R (1) 0,5
Tõ h×nh vÏ ta cã UCD = UA = IARA = UAC = UAD hay I1R1 = I2R2 (2) 0,5 Tõ (1) vµ (2) ta cã:
1
1
U.R U.R R R R R
1
1
R R
R R R R
3
1
R R R R
1
2
R R
R R 0,5
b Vì RA = nên ta chập C với D Khi đó: R1 // R2 nên R12 =
1
1
R R 3.6 R R 3 6
R3 // R4 nªn R34 =
3
3
R R 6.6 R R 66
0,5
Hiệu điện R12: U12 =
12 12 34
U R
R R = 2,4V
cờng độ dòng điện qua R1 I1 = 12
1
U 2,
0,8A R
0,25
Hiệu điện R34: U34 = U U12 = 3,6V
cờng độ dòng điện qua R3 I3 = 34
3
U 3,6
0, 6A
R 0,25
V× I3 < I1 dòng điện qua am pe kế có chiều từ C D Sè chØ cđa am pe kÕ lµ:
IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A
0,5 c Theo RV = ∞ nối vào C, D thay cho am pe kế đó:
I1 = I3 =
U
R R 3 6 3A
I2 = I4 =
U
R R 6 6 = 0,5A
0,25
Hiệu điện R1: U1 = I1R1 =
.3
3 = 2V HiƯu ®iƯn thÕ trªn R2: U2 = I2R2 = 0,5.6 = 3V
0,25
Ta cã U1 + UCD = U2 UCD = U2 - U1 = 1V 0,25
V«n kế 1V cực dơng vôn kế mắc vào C 0,25
4 4,0
a M¾c R1 // (R2 nt R3):
Hiệu điện lớn mà R1 chịu đợc U1 = 15.30 = 450 (V) 0,25 Hiệu điện lớn mà (R2 nt R3) chịu đợc U23 = (10 + 20).5 = 150 (V) 0,25 Vì R1 // (R2 nt R3) nên hiệu điện lớn U = 150V 0,5
A B
R2 R4
R3 R1 C
A
D I3 I1
(4)b
Cụm điện trở R1 // (R2 nt R3) có điện trở tơng đơng R =
1
1
R (R R ) 15 R R R
0,5
Để cụm điện trở không bị cháy hiệu điện đặt vào cụm phải thoả mãn:
UR ≤ 150 V 0,25
Theo dòng điện định mức đèn: Iđm =
40W A
30V 3 0,25
Giả sử bóng đèn đợc mắc thành cụm có m dãy song song, dãy có n
bãng nèi tiÕp Ta cã: UR + n.U§ = 220 (V) 0,5
4
15 m 30n 220
3 2m + 3n = 22 (*) 0,5
Với: m, n (nguyên dơng) (**) 0,5
Từ (*) (**) giải ta đợc: + m = ; n = (2 dãy // dãy bóng nối tiếp)
+ m = ; n = (5 d·y // dÃy bóng nối tiếp)
0,25 0,25
5. 4,0
a Lập luận đợc:
- Do S/ cïng phÝa víi S qua trơc chÝnh nªn S/ ảnh ảo
- Do nh o S/ xa trục S nên thấu kính hội tụ 0,5
Vẽ hình, xác định đợc vị trí thấu kính 0,5
Vẽ, xác định đợc vị trí tiêu điểm 0,5
b Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f Ta có: ∆ S/H/F đồng dạng với ∆ IOF:
/ /
h H F OI OF
/
h l d f
h f
(1)
0,25
∆ S/H/O đồng dạng với ∆ SHO:
/
h l d h d
= l
1
d (2)
0,25
/
h l
1
h d /
h h l h d
/
h.l d
h h
(3) 0,5
Thay (3) vµo (1)
/ l /h.l f
h h h
h f
f =
/
/
l.h.h
(h h) = 1.2.32
(3 1) = 24 (cm)
d = /
h.l 1.32
h h = 16 (cm)
0,25 0,25 c
Nèi S víi mÐp ngoµi L/ cđa thấu kính, cắt cắt trục thấu kính K K là
P Q
S/
S
H H/
l h/
h O F
K
E L
L/
P Q
S/
S
H H/
l h/
h O F
L
(5)vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên thấu kính ta khơng quan sát đợc ảnh S/.
Do: ∆ KOL/ đồng dạng với ∆ KHS
/
KO OL
HK SH , (KO = dmin)
0,5
min
min
D d 2 1,5
16 d h = 1,5 d
min = 24 - 1,5dmin dmin = 9,6 (cm)
0,5