Đề thi học sinh giỏi cấp quốc gia lớp 12 năm 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 Mơn: HỐ HỌC Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ hai: 12/01/2011 Đề thi có 02 trang, gồm 05 câu Câu (4,5 điểm) Xitral (CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCH=O có tinh dầu chanh, gồm đồng phân a b a) Cấu tạo phân tử xitral có tuân theo qui tắc isoprenoit hay không? Hai chất a b thuộc loại đồng phân nào? Hãy viết công thức cấu trúc gọi tên hệ thống hai đồng phân b) Để tách riêng hai đồng phân a b, người ta sử dụng semicacbazit axit vô Hãy nêu vắn tắt q trình thực nghiệm c) Khử xitral chuyển hoá sản phẩm A theo sơ đồ: Xitral LiAlH4 H+ B A (C H , d¹ng m¹ch hë) 10 16 (C10H18O) t o C 2,5,5-Trimetylbixiclo[4.1.0]hept-2-en Viết công thức cấu tạo A, B, C hoàn thành sơ đồ phản ứng Giải thích q trình chuyển hóa tạo thành C Cho n-butylmetylete phản ứng với dung dịch HI (đặc), người ta nhận hai sản phẩm A B Khi cho hai sản phẩm phản ứng với bazơ mạnh thu C Thuỷ phân C mơi trường axit, D Oxi hố C KMnO4, chọn lấy sản phẩm E tạo thành cho phản ứng với D, F (có cacbon) Mặt khác, chuyển hóa C thành G, sau G thành H Nếu cho H phản ứng với F thủy phân thu I (C11H24O) Viết sơ đồ phản ứng chuyển hóa từ A đến I (dạng cơng thức cấu tạo) gọi tên hợp chất hữu Viết đồng phân lập thể metylxiclohexanon Đồng phân có tính quang hoạt? Giải thích tác dụng bazơ, xeton quang hoạt bị raxemic hoá? Câu (4,5 điểm) Viết tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) công thức cấu tạo hợp chất hữu A, B, C, D để hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: o ? KMnO4, H 2O, t HNO3 / H 2SO4 H2 / Ni Fe / HCl C6H6 C6H5C2H5 A B D C o + o H3O t to t Hãy so sánh nhiệt độ nóng chảy so sánh lực axit chất A, B, C, D Giải thích cis-1-Đecyl-2-(5-metylhexyl)etilenoxit (hay disparlure) pheromon loài bướm Hãy: a) Vẽ công thức đồng phân lập thể dispalure b) Viết sơ đồ tổng hợp dispalure từ axetilen, chất vô cơ, hữu (chứa không cacbon) Từ bồ kết, người ta tách hợp chất K (C15H18O6) Khi cho K tác dụng với CH3I/Ag2O (dư) thuỷ phân với xúc tác α-glycozidaza thu M (C9H18O5) N Hợp chất M thuộc dãy L với cấu hình tuyệt đối C2 giống C3 khác C4 C5 Nếu oxi hoá M axit nitric hỗn hợp sản phẩm có axit axetic mà khơng có axit propionic dẫn xuất Khi cho N tác dụng với dung dịch KMnO4 tạo thành cặp đồng phân threo có công thức phân tử C9H10O4 không làm màu nước brom Hãy xác định công thức lập thể K, M, N vẽ cấu dạng bền K Câu (3,5 điểm) Viết tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) viết công thức cấu tạo hợp chất hữu F, G, H, I, J để hồn thành sơ đồ chuyển hóa sau: O2N NO2 H2N A E NO2 ? ? N N B O F (CH3CO)2O NO2 HO Zn(Hg) / HCl H NH2 ? D C G HO NO2 ? CH3I 1:1 I H+ / H2O - OH E J (C9H13ON) Trang 1/2 Hãy giải thích chế phản ứng sau: a) O O H CHO O O b) H2C(COOH)2 H3O+ O + O O H Câu (3,5 điểm) Từ xiclohexen 4-clorobutan-1-ol tổng hợp O OH- O HOOC O OCH3 D-Galactopiranozơ chuyển hoá thành axit ascorbic theo sơ đồ sau: OH HO OH O (a) HO OH OH D-Galactopiranoz¬ OH NH3 NaOCl HO A (b) B (c) HO HO OH OH (f) (g) F HO O O E OH OH OH OH C HCN O COOH H HCl O G Na (Hg) OH OH OH HO COOH OH H H HO OH D O O OH Axit ascorbic Viết tác nhân (a), (b), (c), (f), (g) công thức lập thể phù hợp với đề hợp chất hữu D-galactopiranozơ, A, B, F, H Biết rằng, giai đoạn cuối xảy thủy phân, tautome hóa lacton hóa Câu (4,0 điểm) Ở 25 oC, cho dịng điện chiều có cường độ 0,5A qua bình điện phân chứa điện cực platin nhúng 200 mL dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,020 M, Co(NO3)2 1,0 M, HNO3 0,010 M Viết phương trình nửa phản ứng xảy catot anot trình điện phân Khi 10% lượng ion kim loại bị điện phân, người ta ngắt mạch điện nối đoản mạch hai cực bình điện phân Hãy cho biết tượng xảy viết phương trình phản ứng minh họa Xác định khoảng nguồn điện đặt vào catot để điện phân hồn tồn ion thứ catot (coi trình điện phân hoàn toàn nồng độ ion bị điện phân lại dung dịch 0,005% so với nồng độ ban đầu) Tính thể tích khí (đktc) anot sau điện phân 25 phút Khi đó, giá trị catot bao nhiêu? Chấp nhận: Áp suất riêng phần khí hiđro p H2 = atm; tính tốn khơng kể đến q thế; nhiệt độ dung dịch không thay đổi suốt trình điện phân Cho: E 2+ = 0,337 V; E 2+ = - 0,277 V; Cu /Cu Co /Co số Faraday F = 96500 C.mol–1, 25 oC: 2,303 RT = 0,0592 F HẾT -* Thí sinh không sử dụng tài liệu; * Giám thị khơng giải thích thêm Trang 2/2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Mơn: SINH HỌC Ngày thi thứ nhất: 11/01/2011 (Gồm 06 trang) Câu (1,0 điểm) a) Hãy mô tả tiến trình thí nghiệm dung hợp hai tế bào hai loài động vật khác để chứng minh phân tử prơtêin màng sinh chất có khả di chuyển hay không Trước tiên người ta phải đánh dấu protein màng hai loài khác cho phân biệt chúng (đánh dấu đồng vị phóng xạ chất phát quang), sau cho tế bào hai lồi tiếp xúc dung hợp với (nhờ trợ giúp chất định) Sau khoảng thời gian một, quan sát dấu chuẩn loài "tế bào lai" kính hiển vi Nếu protein màng loài đan xen với tế bào lai chứng tỏ prơtêin màng dịch chuyển Tuy nhiên, protein lồi khơng pha trộn vào mà nằm hai phía riêng biệt tế bào lai ta chưa thể kết luận chắn protein màng không di chuyển Vì protein lồi di chuyển loại tế bào khó di chuyển sang màng tế bào loài khác b) Để điều trị bệnh loét dày thừa axit, người ta sử dụng thuốc ức chế hoạt động loại prôtêin màng tế bào niêm mạc dày? Giải thích Tế bào niêm mạc dày tạo axit HCl cách có số bơm H + (bơm proton) số khác bơm Cl– vào dày để ion kết hợp với tạo HCl dịch vị dày Nếu lý việc tiết ion tăng lên mức khiến cho dày bị dư thừa axit bị loét Do vậy, dùng thuốc ức chế bơm proton màng sinh chất để giảm bớt axit dày Câu (2,0 điểm) a) Nêu chức chủ yếu lưới nội chất Cho ví dụ loại tế bào người có lưới nội chất hạt phát triển, loại tế bào có lưới nội chất trơn phát triển giải thích chức loại tế bào Chức lưới nội chất hạt tổng hợp loại prơtêin dùng để tiết ngồi tế bào prôtêin màng tế bào prôtêin lizôxôm Chức lưới nội chất trơn: Chứa enzim tham gia vào trình tổng hợp lipit, chuyển hoá đường giải độc Tế bào bạch cầu có lưới nội chất hạt phát triển chúng có chức tổng hợp tiết kháng thể Tế bào gan có lưới nội chất trơn phát triển gan có chức giải độc b) Vì tế bào bình thường khơng thể gia tăng kích thước? Trong điều kiện chọn lọc tự nhiên làm cho sinh vật đơn bào gia tăng kích thước? Tế bào khơng thể gia tăng kích thước có kích thước lớn tỉ lệ S/V giảm làm giảm tốc độ trao đổi chất tế bào với mơi trường Khi tế bào có kích thước lớn khuếch tán chất tới nơi bên tế bào cần nhiều thời gian Khi tế bào có kích thước lớn đáp ứng tế bào với tín hiệu từ bên ngồi chậm tế bào thu nhận đáp ứng lại tín hiệu từ môi trường chủ yếu dựa đường truyền tin hoá học Trong điều kiện sinh vật đơn bào sống chung với loài sinh vật đơn bào ăn thịt chúng tế bào có kích thước lớn bị ăn thịt Câu (1,0 điểm) a) Bằng chế tế bào ngừng việc tổng hợp chất định cần? Tế bào điều khiển tổng hợp chất chế ức chế ngược âm tính Sản phẩm tổng hợp nhiều trở thành chất ức chế quay lại ức chế enzim xúc tác cho phản ứng chuỗi phản ứng tạo sản phẩm b) Thế chất ức chế cạnh tranh chất ức chế không cạnh tranh enzim? Nếu có chất ức chế chất dụng cụ xác định hoạt tính enzim làm để phân biệt hai loại chất ức chế này? Chất ức chế cạnh tranh chất có cấu hình phân tử giống với chất enzim, chúng cạnh tranh với chất việc chiếm vùng trung tâm hoạt động Chất ức chế không cạnh tranh liên kết với vùng định (không phải trung tâm hoạt động), làm biến đổi cấu hình phân tử nên enzim khơng liên kết với chất vùng trung tâm hoạt động Ta phân biệt hai loại chất ức chế cách cho lượng enzim định với chất chất ức chế vào ống nghiệm, sau tăng dần lượng chất thêm vào ống nghiệm, tốc độ phản ứng gia tăng chất ức chế chất ức chế cạnh tranh Câu (1,0 điểm) Bằng thao tác vô trùng, người ta cho 40ml dung dịch 10% đường glucôzơ vào hai bình tam giác cỡ 100ml (kí hiệu bình A B), cấy vào bình 4ml dịch huyền phù nấm men bia (Saccharomyces cerevisiae) có nồng độ 103 tế bào nấm men/1ml Cả hai bình đậy nút bơng đưa vào phịng ni cấy 35oC 18 Tuy nhiên, bình A để giá tĩnh cịn bình B lắc liên tục (120 vịng/phút) Hãy cho biết khác biệt có mùi vị, độ đục kiểu hô hấp tế bào nấm men hai bình A B Giải thích Bình thí nghiệm A có mùi rượu rõ độ đục thấp so với bình B: Trong bình A để giá tĩnh tế bào phía hơ hấp hiếu khí cịn tế bào phía có ơxi nên chủ yếu tiến hành lên men etylic, theo phương trình giản lược sau: Glucơzơ →2etanol + 2CO2 + 2ATP Vì lên men tạo lượng nên tế bào sinh trưởng chậm phân chia dẫn đến sinh khối thấp, tạo nhiều etanol Bình thí nghiệm B khơng có mùi rượu, độ đục cao bình thí nghiệm A: Do để máy lắc ơxi hồ tan bình nên tế bào chủ yếu hơ hấp hiếu khí theo phương trình giản lược sau: Glucơzơ + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + 38ATP Nấm men có nhiều lượng nên sinh trưởng mạnh làm xuất nhiều tế bào bình dẫn đến đục hơn, tạo etanol nhiều CO2 Kiểu hô hấp tế bào nấm men bình A: Chủ yếu lên men, chất nhận điện tử chất hữu cơ, khơng có chuỗi truyền điện tử, sản phẩm lên men chất hữu (trong trường hợp etanol), tạo ATP Kiểu hơ hấp tế bào nấm men bình B: Chủ yếu hơ hấp hiếu khí, lắc có nhiều ơxi, chất nhận điện tử cuối oxi thông qua chuỗi truyền điện tử, tạo nhiều ATP Sản phẩm cuối CO2 H2O Câu (2,0 điểm) a) Hãy nêu chế hình thành lớp vỏ ngồi số virut người vai trò lớp vỏ virut Các loại virut gây bệnh cho người cách nào? Nguồn gốc lớp màng (vỏ ngoài) virut tuỳ thuộc vào lồi virut, từ màng ngồi tế bào màng nhân mạng lưới nội chất Màng bọc virut bị biến đổi so với màng tế bào chủ số protein tế bào chủ bị thay số protein virut, protein tổng hợp tế bào chủ nhờ hệ gen virut Lớp màng có chức bảo vệ virut khỏi bị cơng enzim chất hố học khác cơng vào tế bào thể người (VD: nhờ có lớp màng mà virut bại liệt đường ruột người chúng không bị enzim hệ tiêu hoá phá huỷ.) Lớp màng giúp cho virut nhận biết tế bào chủ thông qua thụ thể đặc hiệu nhờ mà chúng lại công sang tế bào khác Gây đột biến, phá huỷ tế bào làm tổn thương mô gây sốt cao b) Giải thích virut cúm lại có tốc độ biến đổi cao Nếu dùng vacxin cúm năm trước để tiêm phịng chống dịch cúm năm sau có khơng? Giải thích Vật chất di truyền virut cúm ARN vật chất di truyền nhân nhờ ARN polimeraza phụ thuộc ARN (dùng ARN làm khuôn để tổng hợp nên ADN- gọi chép ngược) Enzim chép ngược khơng có khả tự sửa chữa nên vật chất di truyền virut dễ bị đột biến Cần phải xác định xem vụ dịch cúm năm sau chủng virut gây Nếu chủng virut trùng hợp với chủng năm trước khơng cần đổi vacxin Nếu xuất chủng đột biến phải dùng vacxin VD: Năm trước virut H5N1 năm sau H1N1 đương nhiên năm sau phải dùng vacxin để chống virut H1N1 Câu (2,0 điểm) a) Giải thích người ta chọn ba phương pháp: Xác định điểm bù CO2, giải phẫu nhu cầu nước để phân biệt C3 với C4 Trình bày ba phương pháp Điểm bù CO2 thực vật C3 C4 khác (C3: 30-70 ppm; C4: 0-10 ppm) Nhu cầu nước thực vật C3 C4 khác nhau, nhu cầu nước thực vật C3 gấp đơi C4 Ví dụ: để hình thành gram chất khơ, lúa (thực vật C3) cần 600 gram nước, ngơ (thực vật C4) cần 300 gram nước Giải phẫu C3 C4 khác Lá C3 có loại lục lạp tế bào mơ giậu có chứa tinh bột, C4 có hai loại lục lạp, loại tế bào mô giậu không chứa tinh bột, loại tế bào bao bó mạch chứa tinh bột Phương pháp xác định điểm bù CO2: Cho vào chng thuỷ tinh kín chiếu sáng liên tục Phương pháp xác định nhu cầu nước: Tiến hành thí nghiệm xác định lượng gram nước cần thiết cho việc hình thành gram chất khơ Phương pháp giải phẫu lá: Giải phẫu nhuộm màu với dung dịch iơt quan sát kính hiển vi tìm khác biệt b) Trong điều kiện loại thực vật hơ hấp sáng xảy ra? Giải thích Nếu khí hậu vùng địa lí tiếp tục trở nên nóng khơ thành phần loại thực vật (C3 , C4 CAM) vùng thay đổi nào? Trong điều kiện khí hậu khơ, nóng vào ban ngày, C3 khép hờ khí khổng nhờ tránh nước q nhiều Khi khí khổng khép hờ hồn tồn nồng độ CO2 xoang khí thấp nồng độ oxi cao enzim rubisco xúc tác cho RiDP liên kết với oxi thay với CO2 tạo axit glicôlic khỏi lục lạp đến peroxixom bị phân giải thành CO2 Hiện tượng gọi hô hấp sáng Hô hấp sáng không tạo ATP không tạo đường q trình quang hợp Nếu khí hậu vùng bị nóng khơ chọn lọc tự nhiên làm gia tăng dần số lượng loài C4 CAM có chế quang hợp thích hợp với điều kiện khơ nóng Ngược lại, số lượng lồi C3 bị giảm điều kiện khí hậu khơ nóng hiệu quang hợp chúng bị giảm Câu (1,0 điểm) a) Nêu biện pháp kĩ thuật xử lí đất để giúp tăng cường khả hấp thu chất dinh dưỡng từ đất Một số loài trước gieo hạt, người ta cho hạt nhiễm loại bào tử nấm cộng sinh với rễ Việc làm đem lại lợi ích cho trồng? Giải thích Điều chỉnh độ pH đất cách bón vơi pH đất thấp, độ pH đất ảnh hưởng đến hồ tan chất khoáng đất nên cần điều chỉnh độ pH thích hợp cho loại Điều chỉnh độ thống khí xới xáo đất thường xun giúp rễ có đủ oxi để hơ hấp, giúp tăng khả hấp thu ion khoáng bám bề mặt keo đất Điều chỉnh độ ẩm đất cách tưới tiêu hợp lí loại trồng thích hợp với loại đất Tưới nhiều nước giảm khả hấp thu muối khống từ đất Ví dụ, vùng khơ nóng, lượng nước bốc q lớn nên tưới nhiều nước nước bốc nhiều, để lại nhiều chất khống hịa tan nước tưới tích tụ dần đất, làm tăng nồng độ muối khơng hịa tan đất dẫn đến khó hấp thu nước muối khống Cây nấm cộng sinh với hệ rễ làm tăng bề mặt hấp thu nước chất dinh dưỡng b) Khi bón dạng phân đạm khác NH4Cl, (NH4)2SO4, NaNO3 có làm thay đổi đặc điểm đất trồng khơng? Giải thích Bón dạng phân đạm khác làm thay đổi pH môi trường đất Ví dụ, bón phân đạm NH4Cl, (NH4)2SO4 hấp thu NH4+ cịn lại mơi trường Cl- SO42- kết hợp với H+ tạo HCl H2SO4 dẫn đến mơi trường axit Nếu bón NaNO3 hấp thụ NO3- lại Na+ kết hợp với OH- tạo môi trường bazơ Câu (2,0 điểm) a) Nêu vai trò axit abxixic êtilen sinh trưởng thực vật + Axit abxixic: Có vai trị làm chậm q trình sinh trưởng, có tác động đối nghịch với loại hoomôn sinh trưởng (ức chế sinh trưởng) Duy trì trạng thái ngủ hạt chồi giúp hạt nảy mầm điều kiện thích hợp mơi trường Trong hạt chín thường có chứa hàm lượng axit abxixic cao ngăn cản nảy mầm hạt Giúp thực vật chống chịu với hạn hán Khi nguồn nước đất bị cạn kiệt, axit abxixic tăng lên làm mở kênh K+ màng tế bào bảo vệ (tế bào khí khổng) khiến cho K+ nhanh chóng khỏi tế bào dẫn đến tế bào bị nước khí khổng đóng lại giúp khơng bị nước + Etilen: Có vai trị làm chín Làm rụng b) Nêu yếu tố kích thích thực vật mở khí khổng vào lúc mặt trời mọc.Vì thực vật CAM đóng khí khổng vào ban ngày mở vào ban đêm? + Các yếu tố kích thích: Ánh sáng kích thích tế bào khí khổng mở: Ánh sáng kích thích thụ thể ánh sáng màng tế bào khí khổng (tế bào bảo vệ) làm hoạt hố bơm prơton, bơm H+ khỏi tế bào kích thích tế bào hấp thu K+ vào tế bào khiến cho tế bào hút nước trương lên làm khí khổng mở Khi thiếu CO2 kích thích tế bào khí khổng mở để lấy CO2 Cây mở khí khổng mở theo nhịp ngày đêm + Khí khổng thực vật CAM: Có thể đóng vào ban ngày mở vào ban đêm khí khổng mở vào ban ngày điều kiện khơ nóng bị nhiều nước Khi bị nước nhiều lượng axit abscisic (AAB) tăng lên kích thích kênh K+ mở cho ion khỏi tế bào bảo vệ làm chúng nước xẹp lại nên khí khổng đóng Ngược lại, ban đên khơng bị thiếu nước, khí khổng lại mở để lấy CO2 CO2 dùng quang hợp (Có thể giải thích thêm chế theo SGK hành) Câu (1,0 điểm) Các loài Xanthium strunarium hoa chiếu sáng tối đa 16 giờ/ngày Trong thí nghiệm, người ta chiếu sáng ngày liên tục 16 để tối Tuy nhiên, đêm lại ngắt quãng cách chiếu ánh sáng trắng kéo dài vài phút Hãy cho biết trồng điều kiện thí nghiệm có hoa khơng? Giải thích Các khơng hoa trồng điều kiện chiếu sáng chúng ngày ngắn cần thời gian tối liên tục lớn Giải thích: Cây ngày ngắn thực chất đêm dài mà cụ thể ngày ngắn cần số tối liên tục, tối thiểu định hoa Trong trường hợp loài này, số tối liên tục phải lớn Khi bị chiếu sáng đêm, số tối không đủ liên tục nên hoa Cây ngày dài thực chất đêm ngắn, chúng cần thời gian tối liên tục tối đa định hoa Đối với trường hợp loài này, ngày dài hoa thời gian chiếu sáng tối thiểu 16 giờ, đồng nghĩa với thời gian tối liên tục Câu 10 (1,0 điểm) Một nữ niên bị bệnh phải cắt bỏ hai buồng trứng, cho biết nồng độ hoocmôn tuyến yên máu biến động nào? Chu kì kinh nguyệt xương bị ảnh hưởng sao? Giải thích Nồng độ FSH LH tăng lên tuyến yên vùng đồi không bị ức chế ngược estrogen progesteron Chu kì kinh nguyệt khơng diễn chu kì kinh nguyệt xảy estrogen progesteron buồng trứng tiết gây phát triển bong lớp niêm mạc tử cung kèm máu theo chu kì Xương xốp dễ gẫy (bệnh loãng xương) nguyên nhân thiếu estrogen nên giảm lắng đọng canxi vào xương Câu 11 (2,0 điểm) a) Khi huyết áp thấp trình lọc cầu thận quan tiết nước tiểu bị trở ngại, thận tự điều chỉnh huyết áp cách để trình lọc trở lại bình thường? Cầu thận lọc dễ dàng có áp suất lọc, mà áp suất lọc = huyết áp - (áp suất keo + áp suất thuỷ tĩnh dịch lọc nang Bao man) Huyết áp thấp áp suất lọc thấp nên trở ngại cho trình lọc máu tạo nước tiểu đầu Thận đáp ứng lại cách tiết renin điều chỉnh huyết áp qua hệ thống renin-angiotensin-aldosteron (RAAS) để tạo thành Angiotensin II Chất làm co mạch máu dẫn đến tăng huyết áp Angiotensin II kích thích tuyến thượng thận tăng tiết hoocmon aldosteron hoocmon tác động lên ống lượn xa làm tăng tái hấp thu Na+ nước ống lượn xa dẫn đến tăng thể tích máu tăng huyết áp b) Nêu khác biệt cấu trúc thận lồi động vật có vú sống sa mạc với cấu trúc thận loài động vật có vú sống nước Giải thích Thận lồi có vú sống sa mạc có vùng tuỷ thận dày nhiều so với vùng tuỷ thận động vật sống nước Lý vùng tuỷ thận dày chứa quai Henle dài ống góp nhằm tái hấp thu nhiều nước trở lại thể, chúng tiết kiệm nước Câu 12 (1,0 điểm) Nêu đặc điểm mao mạch phù hợp với chức chúng Giải thích bình thường người có chừng 5% tổng số mao mạch ln có máu chảy qua Mao mạch có đường kính nhỏ đủ tế bào hồng cầu di chuyển theo hàng nhằm tối đa hoá việc trao đổi chất với dịch mô Mao mạch cấu tạo từ lớp tế bào khơng xếp sít với nhằm giúp cho số chất cần thiết bạch cầu dễ vào mao mạch nhằm thực chức vận chuyển chất bảo vệ thể Số lượng mao mạch quan lớn, cần khoảng 5% số mao mạch có máu lưu thơng đủ, số cịn lại có tácdụng điều tiết lượng máu đến quan khác theo nhu cầu sinh lý thể Lượng máu tới mao mạch điều tiết vòng đầu động mạch máu nhỏ trước tới lưới mao mạch Câu 13 (2,0 điểm) a) Giải thích chế truyền tin qua xinap hóa học Tại có xinap điện lẫn xinap hóa học, đại phận xinap động vật lại xinap hóa học? Cơ chế dẫn truyền xung thần kinh qua xinap: Khi điện hoạt động tới đầu xinap gây khử cực màng sinh chất, làm mở kênh điện dẫn đến giải phóng Ca2+ vào chuỳ xinap Ca2+ làm bóng tải gắn kết với màng giải phóng chất truyền tin axetincolin vào khe xinap Chất truyền tin sau gắn vào thụ thể màng sau xinap làm xuất điện động tế bào sau xinap Ưu điểm xinap hoá học: - Việc truyền thơng tin xinap hố học dễ điều chỉnh so với xinap điện, nhờ điều chỉnh lượng chất truyền tin tiết vào khe xinap Ngồi ra, mức độ đáp ứng với tín hiệu màng sau xinap dễ điều chỉnh - Dẫn truyền xung thần kinh theo chiều - Chất trung gian hóa học khác xinap gây đáp ứng khác b) Để tối ưu hóa hiệu trao đổi khí bề mặt hơ hấp phải có đặc điểm gì? Giải thích đặc điểm cấu tạo quan hô hấp chim thích nghi với đời sống bay lượn + Đặc điểm bề mặt hô hấp: Bề mặt hô hấp cần phải mỏng, rộng ẩm ướt để chất khí dễ dàng khuếch tán Có mạng lưới mao mạch phát triển thường chảy theo hướng ngược chiều với dịng khí vào để làm chênh lệch phân áp chất khí hai phía bề mặt hô hấp + Đặc điểm quan hô hấp chim: Dòng máu chảy mao mạch thành ống khí ngược chiều với dịng khí qua ống khí Phổi chim gồm nhiều ống khí song song túi khí co giãn giúp cho việc thơng khí qua phổi theo chiều ln giàu ơxi hít vào thở Câu 14 (1,0 điểm) Loài chim cánh cụt có kiểu phân bố cá thể cách tương đối đồng vùng phân bố Hãy cho biết lồi có tập tính tập tính đem lại lợi ích cho lồi? Những lồi có phân bố cá thể cách tương đối đồng thường có tập tính lãnh thổ cao Mỗi vật thường có tập tính chiếm vùng lãnh thổ định bảo vệ chủ quyền cách đe doạ đánh đuổi kẻ đến xâm phạm Tập tính lãnh thổ giúp trì kích thước quần thể phù hợp với nguồn sống môi trường Khi số lượng cá thể quần thể tăng lên mức số khơng có nơi ở, thức ăn nơi sinh sản, buộc phải tìm tìm nơi bị chết Vì vậy, số lượng cá thể quần thể ln kiểm sốt./ -Hết BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Mơn: VẬT LÍ Ngày thi thứ nhất: 11/01/2011 (Gồm 04 trang) Câu (4,5 điểm) Do tính đối xứng, ta thấy G nằm đường thẳng đứng Oy (xem hình vẽ) nên cần tính tọa độ yG = OG vật 2m O G Mật độ khối lượng ρ = g πR dα 2m 2m Xét phần tử dài dA , có khối lượng dm = ρdA = dA = dα B A πR π Theo công thức tính tọa độ khối tâm : G π dA 2m 2R 2R y yG = R cos α dα = Vậy OG = ∫ π m −π π π Chú ý: dùng phương pháp lượng để tính OG Xét vật vị trí ứng với góc lệch β Gọi ϕ góc mà vật tự quay quanh Chọn chiều dương tất chuyển động ngược chiều kim đồng hồ Lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực, phản lực, lực ma sát nghỉ Phương trình chuyển động khối tâm vật xét theo phương tiếp O tuyến với quỹ đạo: m a = Fms − m g sin β Vì β nhỏ sin β ≈ β (rad) ⇒ m (R − r)β′′ = Fms − m gβ (1) β G Phương trình chuyển độngquay khối trụ nhỏ quanh khối tâm: A N B G (2) m r ϕ′′ = Fms r Fms Điều kiện lăn không trượt: (R − r)β′ = − rϕ′ ⇒ (R − r)β′′ = − rϕ′′ (3) C G g P Thay (2) (3) vào (1) ta được: β′′ + β=0 (4) 2(R − r) Phương trình (4) biểu diễn dao động điều hịa với chu kì T = 2π Từ (2) ⇒ Fms = m rϕ′′ = − m (R − r)β′′ = m (R − r)ω2β = m gβ 2(R − r) g (5) ⎛ β2 ⎞ Phản lực N = m gcosβ = m 2g ⎜1- ⎟ (6) ⎝ 2⎠ F Điều kiện lăn không trượt: ms ≤ μ với β (7) N F β Thay (5) (6) vào (7) ta có ms = f (β) = ≤ μ ∀ ≤ β ≤ β0 N − β2 1⎛ 1⎞ Bất phương trình cho nghiệm β0 ≤ ⎜⎜ + − ⎟⎟ 2⎝ μ μ⎠ Cần ý : để có kết cần có thêm điều kiện giới hạn β0 để sin β0  β0 (rad) Xét thời điểm khối tâm vật vật có li độ góc tương ứng α, θ Phương trình chuyển động vật theo phương tiếp tuyến với hình trụ: m3 Rθ '' = − m3gθ (1) G g g Nghiệm là: θ = θ0 cosω0 t = α cosω0 t, với ω0 = R O Phương trình quay G quanh O: m1R α′′ = − m1g 2R α π Nghiệm phương trình này: α = α cosω1t, với ω1 = 2g πR A (2) Gα (3) θ G N B C G G N' ⎛ ω1 − ω0 ⎞ ⎛ ω1 + ω0 ⎞ G P Góc lệch vật so với phương OG là: γ = α − θ = 2α cos ⎜ t ⎟ cos ⎜ t⎟ P 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ π Khi vật tới C γ = Suy t = ω1 + ω0 Câu (4,5 điểm) Đặt trục toạ độ Ox dọc theo trục bình, chiều dương chiều chuyển động bình Xét lớp khí mỏng khối lượng dm, chiều dày dx, cách đáy bình đoạn x Trong hệ quy chiếu gắn với Trái Đất, lớp khí chuyển động bình với gia tốc a chịu tác dụng hai lực theo phương Ox p(x)S -p(x+dx)S Theo ĐL II Niutơn ta có: ⎡⎣ p ( x ) − p ( x + dx ) ⎤⎦ S = dm.a hay −dp.S = dm.a (1) Mặt khác, phương trình trạng thái với lớp khí p (x )Sdx = dm RT μ (2) μa x RT ⎛ μa ⎞  p (0) ⎜1 − x⎟ (3) ⎝ RT ⎠ Để tìm p(0), ta dùng định luật bảo tồn khối lượng Từ (2) (3) tính dm, sau tích phân, tính được: L p(0)Sμ L ⎛ p(0)Sμ ⎛ μa ⎞ μaL2 ⎞ m = ∫ dm = x ⎟ dx = ⎜L− ⎟ ⎜1 − RT ∫0 ⎝ RT ⎠ RT ⎝ 2RT ⎠ Từ (1) (2) tìm được: p(x) = p(0) e − mRT mRT ⎛ μaL ⎞  ⎜1 + ⎟ ⎛ μaL ⎞ SμL ⎝ 2RT ⎠ SμL ⎜ − ⎟ ⎝ 2RT ⎠ mRT ⎛ μaL ⎞ ⎛ μaL ⎞ mRT ⎛ μaL ⎞ p (L) = ⎟ ⎜1 + ⎟ ⎜1 − ⎟ ⎜1 − SμL ⎝ 2RT ⎠ ⎝ RT ⎠ SμL ⎝ 2RT ⎠ Xác định vị trí khối tâm chất khí: L L ⎛ L μaL2 ⎞ ⎛ μaL ⎞ 1 p(0)Sμ ⎛ μa ⎞ ⎛ μaL ⎞ x G = ∫ xdm = ∫ x ⎜1 − x ⎟ dx = ⎜ − ⎟ ⎜1 + ⎟ ⎟  L⎜ − m0 m RT ⎝ RT ⎠ ⎝ 12RT ⎠ ⎝ 3RT ⎠ ⎝ 2RT ⎠ Vậy: p(0) = μL2 da 12RT Trong hệ quy chiếu gắn với vỏ bình, cơng ngun tố lực qn tính thực lên khối khí Khi gia tốc thay đổi lượng da, khối tâm dịch chuyển khoảng dx G = − δA = Fdx G = ma a0 mμL2 mμL2 μL ada = − a0 da ⇒ A = ∫ 12RT 32RT 12RT a0 Công khí thực hiện: A ' = − A = mμL2 a0 32RT Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho khối khí, ΔU = A ⇒ Do đó, ΔT = − m 3R mμL2 ΔT = − a0 μ 32RT μ L2 a0 48R T Câu (3,5 điểm) Khi phần lớp điện môi ε1 với chiều dài x rút khỏi tụ điện, phần lại tụ điện có chiều dài L - x Lúc này, tụ điện coi hệ gồm hai tụ điện mắc song song Tụ điện thứ có chiều dài x, có lớp điện mơi khơng khí có ε = lớp điện môi ε2: 2πε C1 = x = Ax R+r 2R ln + ln 2r ε2 R + r Tụ điện thứ hai có chiều dài L - x, có lớp điện mơi ε1 lớp điện môi ε2: 2πε C2 = (L − x) = B(L − x) R+r 2R ln + ln ε1 2r ε2 R + r Điện dung tương đương C = C1+C2 = Ax+B(L-x) = BL+(A-B)x = BL + (A-B)vt Vì B > A nên A-B < điện dung tụ điện giảm dần theo thời gian Vì tụ điện nối với nguồn nên hiệu điện hai U không đổi Khi lớp điện môi kéo khỏi tụ điện đoạn x = vt, lượng tụ điện thay đổi Công ngoại lực F công nguồn điện biến thiên lượng W tụ điện Fdx + Udq = dW 1 1 Do Fdx = U dC − Udq = − U dC = − U (A − B)dx F = − (A − B) U 2 2 Lực điện Fd trái chiều với ngoại lực F nên Fd = (A − B)U < Lực điện tác dụng lên điện mơi hướng vào lịng tụ điện Chọn chiều dương dòng điện chiều dịng điện tích điện cho tụ điện, ta có dq UdC i= = = U(A − B)v < tụ điện phóng điện qua nguồn dt dt Câu (4,5 điểm) Gọi C1, O1; C2, O2 tâm đỉnh mặt cầu tương ứng Đường thẳng O1O2 trục thấu kính Do thấu kính hội tụ nên R1 > R2 C2 nằm khoảng C1O1 Xét tia sáng phát từ S làm với trục góc α Do nguồn sáng S đặt tâm mặt lõm nên tia sáng truyền thẳng đến điểm I mặt cầu lồi khúc xạ Đường kéo dài tia ló cắt trục S’; S’ ảnh S qua thấu kính Gọi i r góc tới góc khúc xạ I: sinr = n sini Đặt SC2 = x S’C2 = y Với thông số cho, dễ dàng chứng minh I r tam giác SC2I cân i = α Vì vậy, b a sin r sin r i γ α ϕ theo định luật khúc xạ = =n sin i sin α S’ S x C2 O1 O2 Ta có: γ = 1800 − r − ϕ = α + i − r = 2α − r y Áp dụng định lý hàm số sin cho tam giác S’C2I : R s in r R s in r nR nR y= = = = sin γ sin(2α − r) sin 2α cos r − sin r cos 2α sin 2α cos r − n cos 2α sin α sin α sin α * Thay α = 150 ta tính r = 22,840 , y1 = 9,35 cm nR * Thay α ≈ 00 ta tính r ≈ 00 , y = = cm 2−n Vậy dải điểm ảnh nằm trục chính, bên trái C2, có bề rộng Δy = y1 − y = 0,35cm sin i sin ϕ Đối với tam giác SC2I ta có: với a = SI = x a sin r sin ϕ x sin r a nx a = với b = S’I ⇒ = ⇒ = Đối với tam giác S’C2I ta có: y b y sin i b y b Mặt khác xét hai tam giác SC2I S’C2I ta có: a = R 22 + x + 2R xcosϕ b = R 22 + x + 2R ycosϕ Từ biểu thức ta có: n x R 22 + x + 2R xcosϕ = ⇒ n x (R 22 + y ) − y (R 22 + x ) + 2R xy(n x − y)cosϕ = 2 y R + y + 2R ycosϕ Để tia tới (góc ϕ khác nhau) có đường kéo dài tia khúc xạ qua S’ n x = y Thay vào phương trình ta có R2 = nx n Mặt khác C2 O = SO - SC2 = SO1 + O1O - SC2 ⇒ R = (R + O1O ) = 3, 6cm n +1 Câu (3,0 điểm) 2ke2 dW 2ke2 = − P = − a (1) Sử dụng điều kiện P = a ta có: 3c3 dt 3c3 Vì êlectron chuyển động trịn với bán kính quỹ đạo r nên chịu lực hướng tâm lực Culơng Theo ke2 v2 (2) phương trình ĐL II Niutơn: Fht = = m r r Năng lượng toàn phần gia tốc êlectron là: ke2 ke2 ke ke2 W = mv − = − =− (3) r 2r r 2r ke2 a = a ht = (4) mr ke dr 2ke ⎛ ke ⎞ 3m r c3 Thay (2),(3),(4) vào (1) ta có: = − ⎜ ⎟ ⇒ dt = − dr 2r dt 3c ⎝ mr ⎠ 4k e Với r = R thời điểm t = Thời gian mà r = R0 là: R0 3m c3 m c3 t =−∫ r dr = R − R 30 ) , thay số tính được: t = 10-9s 4 ( 4k e 4k e R (5) 2π 2πr mr 2π πr mr T = = =0,153.10-15 s = =1,22.10-15 s; T ' = ω ' 4e k ω e k 2t Số vòng quay quỹ đạo êlectron là: N = ≈ 106 vòng./ ' T+T Ta có: T = HẾT - ... Thí sinh không sử dụng tài liệu; * Giám thị khơng giải thích thêm Trang 2/2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Mơn: SINH HỌC... nơi sinh sản, buộc phải tìm tìm nơi bị chết Vì vậy, số lượng cá thể quần thể ln kiểm sốt./ -Hết BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011. .. cúm năm sau chủng virut gây Nếu chủng virut trùng hợp với chủng năm trước khơng cần đổi vacxin Nếu xuất chủng đột biến phải dùng vacxin VD: Năm trước virut H5N1 năm sau H1N1 đương nhiên năm sau