Khi chạy ngược dòng một ca nô gặp chiếc bè đang trôi xuôi tại địa điểm A. Chạy được 30 phút ca nô lập tức quay lại và đuổi kịp chiếc bè tại B cách A 2 km. Tìm vận tốc của nước sông. Câu 2: (1,5 điểm) Dùng một ấm điện có công suất 1,2kW để đun sôi 2lit nước ở 200C. Sau 12 phút nước sôi. Xác định khối lượng của ấm. Biết rằng ấm làm bằng nhôm, và trong quá trình đun 18% nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Cnước = 4 200J/kg.độ; C¬nhôm = 880J/kg.độ....
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009 - 2010 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (1,5 điểm) Khi chạy ngược dòng ca nô gặp bè trôi xuôi địa điểm A Chạy 30 phút ca nô quay lại đuổi kịp bè B cách A km Tìm vận tốc nước sơng Câu 2: (1,5 điểm) Dùng ấm điện có cơng suất 1,2kW để đun sôi 2lit nước 20 0C Sau 12 phút nước sôi Xác định khối lượng ấm Biết ấm làm nhôm, trình đun 18% nhiệt lượng tỏa mơi trường Cnước = 200J/kg.độ; Cnhôm = 880J/kg.độ Câu 3: (2,5 điểm) Ba bóng đèn có điện trở giống r = 24Ω, có loại, chúng mắc thành mắc vào điểm AB có hiệu điện không đổi U AB = 18V Cả đèn sáng bình thường a Vẽ sơ đồ mạch điện tính giá trị định mức bóng đèn biết tổng cơng suất tồn mạch không vượt 13,5W b Khi UAB tăng lên đến 20V để bóng sáng bình thường người ta phải mắc thêm biến trở có giá trị tồn phần 8Ω Hỏi chạy biến trở phải đặt vị trí để đèn sáng bình thường Trong trình điều chỉnh phải dịch chuyển chạy đèn khỏi bị cháy Câu 4: (2,5 điểm) Một mạch điện đặt hộp kín có chốt lấy điện A, B, C, D (như hình vẽ) Nếu ta đặt vào chốt AB Hiệu điện U1 = 3,2V mắc vôn kế vào A C chốt CD vơn kế 2,0V; thay vơn kế ampe kế ampe kế 200mA B D Nếu đặt vào chốt CD hiệu điện U2 = 3,0V mắc vơn kế vào AB, vôn kế 2,0V Coi vôn kế ampe kế lý tưởng Biết bên hộp có điện trở Hãy vẽ sơ đồ mạch điện đơn giản đáp ứng yêu cầu tính tốn yếu tố sơ đồ Câu 5: (1,0 điểm) Một điểm sáng sáng S đặt trước gương cầu lồi G cho ảnh S’ (như hình dưới) Bằng phép vẽ, xác định vị trí gương, tiêu điểm F ●S S’ ● O O’ Câu 6: (1,0 điểm) Hai dây dẫn thẳng, dài vô hạn đặt song song với nhau, có dịng điện chạy qua Chứng minh rằng: a Chúng đẩy hai dòng điện ngược chiều b Chúng hút hai dòng điện chiều Ghi chú: Cán coi không giải thích thêm ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ Câu 1: 1,5 điểm Bài có cách giải: Cách Chọn bờ sông làm mốc Gọi v vận tốc ca nô, vận tốc bè (chính vận tốc dịng nước) C điểm ca nơ quay lại Ta có thời gian bè trơi từ gặp ca nơ ngược dịng đến gặp lại là: Tổng thời gian ca nô t = tngược + txuôi Theo đề tngược = 30 phút = 1/2h Phân tích thời gian xi dịng ta thấy: Thời gian xi dòng bẳng tổng thời gian từ chỗ C đến A thời gian ca nô từ A đến B Quãng đường AC là: AC = nên thời gian ca nơ xi dịng là: txi = Vậy ta có phương trình: = Thay AB = km ta có: Vậy = 2km/h Cách Chọn bè làm mốc Nếu chọn bè làm mốc vận tốc ca nô bè không đổi thời gian tổng thời gian ½ + ½ = 1h Trong thời gian điểm B (điểm gặp lần thứ 2) phải chạy ngược dòng để gặp ca nơ với vận tốc vận tốc dịng nước quãng đường quãng đường AB = 2km nên vn= = 2km/h Câu 2: 1,5 đ Gọi khối lượng ấm nhôm m Đổi 12 phút = 720 s Nhiệt lượng để đun sôi lit nước 200C Q1 = Cnước.mnước.(t2 – t1) = 4200.2.(100-20) = 672 000J Nhiệt lượng ấm nhôm thu vào để nóng từ 20 lên đến 1000C Q2 = Cnhôm.m.(100-20) = 70400m Nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra: Qtỏa = 82%.Q = 80%.P.t = 0,8.1200.720 = 708740J Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Q1 + Q2 = Qtỏa Hay: 672000 + 70400m = 708740 70400m = 36480 m = 0,518 kg Khối lượng ấm nhôm 0,518 kg Câu 3: 2,5 đ a Vì đề cho đèn có điện trở giống có đèn giống cịn đèn thứ khác loại đèn sáng bình thường nên chúng khơng thể mắc song song với mắc nối tiếp cơng suất tiêu thụ Nên có cách mắc hỗn hợp Có cách mắc hỗn hợp bóng đèn mà chúng sáng bình thường Cách 1: Đèn nối tiếp với đèn mắc song song với đèn Cách 2: Đèn song song với đèn nối tiếp với đèn Với cách công suất tiêu thụ đèn P3 = U2/r = 18.18/24 = 13,5 W Cộng với công suất đèn cơng suất tồn mạch vượt q 13,5W khơng phù hợp với đề nên ta cịn lại cách Theo cách Điện trở toàn mạch là: R = r/2 + r = 3/2r = 36Ω Cường độ dịng điện mạch chính: I = U/R = 18/36 = 0,5A Hiệu điện bóng đèn: U1 = U2 = 0,5.12 = 6V U3 = 0,5.24 = 12V Công suất tiêu thụ: P1 = P2 = U1.I/2=6.0,25 = 1,5W P3 = U3.I = 12.0,5 = 6W Như thông số đèn là: Đ1 Đ2: 6V – 1,5W; Đ3: 12V – 6W b + Khi U toàn mạch tăng lên 20V để đảm bảo cho đèn sáng bình thường phải trì hiệu điện định mức hiệu điện hai đầu biến trở phải có giá trị 20 – 18 = 2V Do cường độ dịng điện mạch khơng đổi nên cường độ dịng điện mạch trì 0,5A Giá trị biến trở lúc đó: Rb = Ub/Ib = 2/0,5 = Ω Mà điện trở toàn phần biến trở 8Ω nên vị trí chạy lúc nằm + Khi điều chỉnh biến trở, đèn khỏi bị cháy ta phải điều chỉnh từ giá trị lớn đến giá trị bé Câu 4: (2,5 đ) + Lập luận để tìm mạch điện Nếu mạch điện bên hộp có điện trở đảo vị trí khơng cho kết tốn cho Do bên hộp phải có từ điện trở trở lên Nếu có điện trở A C Có thể mắc hình bên: Sơ đồ đáp ứng yêu cầu Khi đưa UCD = 3,0 V UAB = 2,0 V B D Nhưng đặt UAB = 3,2 V mắc vơn kế vào CD 3,2V (vì vơn kế lý tưởng) Như phải có thêm điện trở thứ mắc Ta có sơ đồ sau + Tính tốn yếu tố sơ đồ: A R1 R2 C R3 D B Khi UAB = 3,2V ta có UCD = I1xR3 = = 2,0 V ta có phương trình: (1) Thay vơn kế ampe kế 200 mA Lúc dịng điện chạy qua R2 là: I2 = U2/R2 mà tỷ số I2/I3 = R3/R2 (tính chất đoạn mạch mắc //) nên: I2/(I2 + I3) = R3/(R2+R3) hay I2/I = R3/(R2 + R3) mà I = UAB/{R1 + R2.R3/(R2+R3) Thay số vào ta có phương trình (2): Khi đặt UCD = 3,0 V vôn kế 2,0 V ta có biểu thức để tính UAB UAB = I3xR3 = = 2,0 V Thay số vào ta có phương trình (3) (3) Kết hợp (1), (2), (3) ta có hệ phương trình bậc ẩn số R1, R2, R3 Giải hệ phương trình ta có kết R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω Với cách lập luận tính tốn ta có thêm sơ đồ sau yếu tố sơ đồ hình vẽ: A C R =32 B R2= 80 D R3 =16 Lưu ý: Chỉ cần học tìm sơ đồ cho điểm tối đa Câu 5: (1,0 điểm) + Cách xác định vị trí: • Lấy điểm S’’ đối xứng với S’ qua trục OO’ • Nối S với S’’ cắt OO’ vị trí Gương • Nối SS’ cắt OO’ đâu tâm gương C • Trung điểm đoạn CG tiêu điểm F gương cầu lồi + Chứng minh: Xét tam giác vuông GHS’và GHS’’ góc HGS’= HGS’’ Nên góc SGO Ogy Nên tia tới tia SG tia phản xạ tia Gy nên G đỉnh gương cầu ●s S’ ● F F’ O G y H F C O’ S’’ ● Câu 6: (1,0 đ) Dòng điện I1 tạo từ trường I2 đặt từ trường I1 nên I2 chịu tác dụng lực từ F12 Ngược lại I1 đặt từ trường I2 nên I1 bị I2 tác dụng lực từ F21 Áp dụng quy tắc vặn nút chai quy tắc bàn tay trái ta chiều lực từ trường hợp sau a I1 I2 ngược chiều b I1 I2 chiều I1 I2 F21 F12 ● ● F21 ● Lưu ý: Học sinh giải nhiều cách, cho điểm tối đa F12 + ...ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ Câu 1: 1,5 điểm Bài có cách giải: Cách Chọn bờ sông làm mốc Gọi v vận tốc ca nơ, vận tốc bè (chính vận tốc dòng... ca nô xi dịng là: txi = Vậy ta có phương trình: = Thay AB = km ta có: Vậy = 2km/h Cách Chọn bè làm mốc Nếu chọn bè làm mốc vận tốc ca nơ bè không đổi thời gian tổng thời gian ½ + ½ = 1h Trong thời... lit nước 200C Q1 = Cnước.mnước.(t2 – t1) = 4200.2.(10 0-2 0) = 672 000J Nhiệt lượng ấm nhơm thu vào để nóng từ 20 lên đến 1000C Q2 = Cnhôm.m.(10 0-2 0) = 70400m Nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra: Qtỏa =