Đang tải... (xem toàn văn)
Người ta chiếu đến thấu kính (L1) một chùm sáng song song và di chuyển thấu kính (L2) dọc theo trục chính sao cho chùm sáng khúc xạ sau khi qua thấu kính (L2) vẫn là chùm sáng song son[r]
(1)ĐỀ SỐ 1: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút)
Bài : Cho mạch điện MN hình vẽ đây, hiệu điện hai đầu mạch điện không đổi UMN = 7V; điện trở R1 = 3 R2 = 6 AB dây dẫn điện có chiều dài 1,5m
tiết diện khơng đổi S= 0,1mm2 điện trở suất = 4.10-7 m; điện trở ampe kế A dây nối không đáng kể :
M UMN N Tính: a Tính điện trở dây dẫn AB ?
R1 D R2 b Dịch chuyển chạy c cho AC = 1/2 BC
cường độ dòng điện qua ampe kế ? A c Xác định vị trí chạy C để Ia = 1/3A ?
A C B
Bài 2: Một vật sáng AB đặt cách chắn khoảng L = 90 cm Trong khoảng vật sáng chắn đặt thấu kính hội tụ có tiêu cự f cho trục thấu kính vng góc với vật AB Khoảng cách hai vị trí đặt thấu kính ảnh rõ nét chắn = 30 cm Tính tiêu cự thấu kính hội tụ ?
Bài 3: Một bình thơng có ba nhánh đựng nước ; người ta đổ vào nhánh (1) cột thuỷ ngân có độ cao h (có màng mỏng ngăn khơng cho TN chìm vào nước) đổ vào nhánh (2) cột dầu có độ cao 2,5.h
a Mực chất lỏng nhánh cao ? Thấp ? Giải thích ?
b Tính độ chênh lệch ( tính từ mặt thống ) mực chất lỏng nhánh theo h ? c Cho dHg = 136000 N/m2 , dH2O = 10000 N/m2 , ddầu = 8000 N/m2 h = cm Hãy tính độ chênh
lệch mực nước nhánh (2) nhánh (3) ?
Bài 4: Sự biến thiên nhiệt độ khối nước đá đựng ca nhôm cho đồ thị
0C
O 170 175 Q( kJ )
Tính khối lượng nước đá khối lượng ca nhôm ? Cho biết nhiệt dung riêng nước C1 = 4200J/kg.K ; nhôm C2 = 880 J/kg.K nhiệt nóng chảy nước đá = 3,4.105 J/kg ?
( đọc lam - đa )
(2)a Đổi 0,1mm2 = 10-7 m2 Áp dụng công thức tính điện trở
S l
R ; thay số tính
RAB = 6
b Khi AC BC2 RAC =
.RAB RAC = 2 có RCB = RAB - RAC = 4
Xét mạch cầu MN ta có 23
CB AC R
R R
R
nên mạch cầu cân Vậy IA = c Đặt RAC = x ( ĐK : x 6 ) ta có RCB = ( - x )
* Điện trở mạch gồm ( R1 // RAC ) nối tiếp ( R2 // RCB ) R 33.xx 66.((66 xx))
= ?
* Cường độ dịng điện mạch : R U I ?
* Áp dụng công thức tính HĐT mạch // có : UAD = RAD I = I x x
= ?
Và UDB = RDB I = I x
x 12
) (
= ? * Ta có cường độ dịng điện qua R1 ; R2 : I1 =
1
R UAD
= ? I2 =
2
R UDB
= ?
+ Nếu cực dương ampe kế gắn vào D : I1 = Ia + I2 Ia = I1 - I2 = ? (1)
Thay Ia = 1/3A vào (1) Phương trình bậc theo x, giải PT x = 3 ( loại giá trị
-18)
+ Nếu cực dương ampe kế gắn vào C : Ia = I2 - I1 = ? (2)
Thay Ia = 1/3A vào (2) Phương trình bậc khác theo x, giải PT x = 1,2 ( loại
25,8 > )
* Để định vị trí điểm C ta lập tỉ số
CB AC R R CB AC
= ? AC = 0,3m
Bài 2:HD:
+ Xem lại phần lí thuyết TK hội tụ (phần sử dụng chắn) tự giải + Theo ta có = d1 - d2 = L L L f L L L f L 4.L.f
2
4 2
2
2 = L2 - 4.L.f f = 20 cm
Bài 3: HD
a Vì áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ cao trọng lượng riêng chất lỏng bình thơng áp suất chất lỏng gây nhánh ln mặt khác ta có dHg = 136000 N/m2 > dH2O = 10000 N/m2 > ddầu = 8000 N/m2 nên h(thuỷ ngân) < h( nước ) < h (dầu )
b Quan sát hình vẽ :
(1) (2) (3)
? ? 2,5h ?
h” h h’
M N E
(3)+ PM = h d1 (1) + PN = 2,5h d2 + h’ d3 (2) + PE = h” d3 (3)
Trong d1; d2 ; d3 trọng lượng riêng TN, dầu nước Độ cao h’ h” hình vẽ
+ Ta có : PM = PE h” =
3
d d h
h1,3 = h” - h =
3
d d h
- h =
3
1 )
.(
d d d
h
+ Ta có PM = PN h’ = ( h.d1 - 2,5h.d2 ) : d3 h1,2 = ( 2,5h + h’ ) - h =
3
3
1 2,5
d
d h d h d
h
+ Ta tính h2,3 = ( 2,5h + h’ ) - h” = ?
c Áp dụng số tính h’ h” Độ chênh lệch mực nước nhánh (3) & (2) h” - h’ =
?
Bài 4:HD Lưu ý 170 KJ nhiệt lượng cung cấp để nước đá nóng chảy hồn tồn O0C, lúc nhiệt độ ca nhôm không đổi ĐS : mH2O = 0,5 kg ; mAl = 0,45 kg
ĐỀ SỐ 2: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút)
Bài 1: Một cục nước đá có khối lượng 200g nhiệt độ - 100C :
a Để cục nước đá chuyển hồn tồn sang thể 1000C cần nhiệt lượng bao nhiêu kJ ? Cho nhiệt dung riêng nước nước đá C1 = 4200J/kg.K ; C2 = 1800 J/kg.K Nhiệt nóng chảy nước đá = 3,4.105 J/kg ; nhiệt hoá nước L =
2,3.106 J/kg.
b Nếu bỏ cục nước đá vào ca nhơm đựng nước 200C có cân nhiệt, người ta thấy có 50g nước đá cịn sót lại chưa tan hết Tính khối lượng nước đựng ca nhơm lúc đầu biết ca nhơm có khối lượng 100g nhiệt dung riêng nhôm C3 = 880 J/kg.K ? ( Trong hai câu bỏ qua nhiệt vời mơi trường ngồi )
Bài 2: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có diện tích đáy S = 150 cm2 cao h = 30cm, khối gỗ thả hồ nước sâu H = 0,8m cho khối gỗ thẳng đứng Biết trọng lượng riêng gỗ 2/3 trọng lượng riêng nước dH2O = 10 000 N/m
3 Bỏ qua thay đổi mực nước hồ, :
a Tính chiều cao phần chìm nước khối gỗ ? b Tính cơng lực để nhấc khối gỗ khỏi nước H theo phương thẳng đứng ?
c Tính cơng lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ theo phương thẳng đứng ?
(4)trở r Khi điện trở mắc nối tiếp cường độ dịng điện qua điện trở 0,2A, điện trở mắc song song cường độ dịng điện qua điện trở 0,2A a Xác định cường độ dòng điện qua điện trở R0 trường hợp lại ? b Trong cách mắc trên, cách mắc tiêu thụ điện ? Nhiều ?
c Cần điện trở R0 mắc chúng vào nguồn điện khơng đổi có điện trở r nói để cường độ dịng điện qua điện trở R0 0,1A ?
Bài 4: Một chùm sáng song song với trục tới thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm Phía sau thấu kính người ta đặt gương phẳng I vng góc với trục TK, gương quay mặt phản xạ phía TK cách TK khoảng 15 cm Trong khoảng TK gương người ta quan sát điểm sáng :
a Giải thích vẽ đường truyền tia sáng ( không vẽ tia sáng phản xạ qua thấu kính ) ? Tính khoảng cách từ điểm sáng tới TK ?
b Cố định TK quay gương quanh điểm I đến vị trí mặt phản xạ hợp với trục góc 450 Vẽ đường truyền tia sáng xác định vị trí điểm sáng quan sát lúc ?
HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ Bài
ĐS : a 615,6 kJ (Tham khảo tương tự tài liệu này)
b m = 629g Chú ý nước đá không tan hết nên nhiệt độ cuối hệ thống 00C
có 150g nước đá tan thành nước
Bài 2: HD a Gọi chiều cao phần khối gỗ chìm nước x (cm) : ( h - x )
+ Trọng lượng khối gỗ : P = dg Vg = dg S h
(dg trọng lượng riêng gỗ) x
+ Lực Acsimet tác dụng vào khối gỗ : FA = dn S x ; H khối gỗ nên ta có : P = FA x = 20cm
b Khi khối gỗ nhấc khỏi nước đoạn y ( cm ) so với lúc đầu lực Acsimet giảm lượng
F’A = dn S.( x - y ) lực nhấc khối gố tăng thêm :
F = P - F’A = dg.S.h - dn.S.x + dn.S.y = dn.S.y lực tăng từ lúc y = đến y = x , giá trị trung bình lực từ nhấc khối gỗ đến khối gỗ vừa khỏi mặt nước F/2 Khi cơng phải thực A =
2
.F.x =
2
.dn.S.x2 = ? (J) c Cũng lý luận câu b song cần lưu ý điều sau :
+ Khi khối gỗ nhấn chìm thêm đoạn y lực Acsimet tăng lên lực tác dụng lúc
F = F’A - P có giá trị dn.S.y.Khi khối gỗ chìm hồn tồn, lực tác dụng F = dn.S.( h - x ); thay số tính F = 15N
+ Cơng phải thực gồm hai phần :
- Cơng A1 dùng để nhấn chìm khối gỗ vừa vặn tới mặt nước : A1 = 12 F.( h - x )
- Công A2 để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ (lực FA lúc không đổi) A2 = F.s (với s = H - h)
(5)Bài 3: HD a Xác định cách mắc lại gồm :
Cách mắc : [(R0 // R0) nt R0] nt r Cách mắc : [( R0 nt R0) // R0] nt r Theo ta có cường độ dịng điện mạch mắc nối tiếp : Int =
0 3R r
U
= 0,2A (1) Cường độ dòng điện mạch mắc song song : A
R r
U
I 3.0,2 0,6
0
SS
(2)
Lấy (2) chia cho (1), ta :
3 0 R r R r
r = R0 Đem giá trị r thay vào (1)
U = 0,8.R0
+ Cách mắc : Ta có (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r (( R1 // R2 ) nt R3 ) nt r đặt R1 = R2 = R3
= R0
Dòng điện qua R3 : I3 = R A
R R R r U 32 , , , 0 0
Do R1 = R2 nên I1 = I2 = A
I 16 ,
+ Cách mắc : Cường độ dòng điện mạch I’ = R A R R R R r U 48 , , 0 0 0
Hiệu điện hai đầu mạch nối tiếp gồm điện trở R0 : U1 = I’
0 0 R R R
= 0,32.R0
cường độ dòng điện qua mạch nối tiếp I1 = A R R R U 16 , 32 , 0 0
CĐDĐ qua
điện trở lại
I2 = 0,32A
b Ta nhận thấy U không đổi công suất tiêu thụ mạch P = U.I nhỏ I
trong mạch nhỏ cách mắc tiêu thụ công suất nhỏ cách mắc
tiêu thụ công suất lớn
c Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, dãy có m điện trở giống R0 ( với m ; n N)
Cường độ dòng điện mạch ( Hvẽ ) I +
-n m R n m r U I ,
0 ( Bổ sung vào hvẽ cho đầy đủ )
Để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ta phải có :
n
n m I 0,1
1 ,
m + n = Ta có trường hợp sau
m
n
Số điện trở R0 12 15 16 15 12 Theo bảng ta cần điện trở R0 có cách mắc chúng :
(6)Bài 4: HD : Xem giải tương tự tài liệu tự giải
a Khoảng cách từ điểm sáng tới gương = 10 cm ( OA1 = OF’ - 2.F’I )
b Vì ảnh điểm sáng qua hệ TK - gương ln vị trí đối xứng với F’ qua gương, mặt khác gương quay quanh I nên độ dài IF’ không đổi A1 di chuyển cung trịn
tâm I bán kính IF’ đến điểm A2 Khi gương quay góc 450 A1IA2 = 2.450 = 900 ( do t/c đối xứng ) Khoảng cách từ A2 tới thấu kính IO 15 cm
ĐỀ SỐ 3: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút)
Bài 1: Hai kim loại đồng chất, tiết diện nhau, chiều dài = 20cm
nhưng có trọng lượng riêng khác : d1 = 1,25.d2 Hai hàn dính với đầu treo sợi dây mảnh (Hvẽ) ///////////
Để nằm ngang, người ta thực cách sau :
a Cắt phần thứ đem đặt lên phần cịn lại Tính chiều dài phần bị cắt ?
b Cắt bỏ phần thứ Tính phần bị cắt ?
Bài 2: Một ống thuỷ tinh hình trụ, chứa lượng nước lượng thuỷ ngân có khối lượng Độ cao tổng cộng cột chất lỏng ống H = 94cm
a Tính độ cao chất lỏng ống ?
b Tính áp suất chất lỏng lên đáy ống biết khối lượng riêng nước thuỷ ngân
D1 = 1g/cm3 D2 = 13,6g/cm3 ? Bài Cho mạch điện sau
Cho U = 6V , r = 1 = R1 ; R2 = R3 = 3 U r
biết số A K đóng 9/5 số R1R3 A K mở Tính :
a Điện trở R4 ? R2 K R4 A
b Khi K đóng, tính IK ?
Bài 4: a Đặt vật AB trước thấu kính hội tụ L có tiêu cự f hình vẽ Qua TK người ta thấy AB cho ảnh ngược chiều cao gấp lần vật Giữ nguyên vị trí Tkính L, dịch chuyển vật sáng dọc theo xy lại gần Tkính đoạn 10cm ảnh vật AB lúc cao gấp lần vật Hỏi ảnh AB trường hợp ảnh ? Tính tiêu cự f vẽ hình minh hoạ ?
B L1 (M)
B
x y
A O A O1 O2
(7)b Thấu kính L cắt ngang qua quang tâm thành hai nửa tkính L1 & L2 Phần bị cắt L2 thay gương phẳng (M) có mặt phản xạ quay L1 Khoảng cách O1O2 = 2f Vẽ ảnh vật sáng AB qua hệ quang số lượng ảnh AB qua hệ ? (Câu a b độc lập nhau)
HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ
Bài 1: HD a Gọi x ( cm ) chiều dài phần bị cắt, đặt lên phần cịn lại cân nên ta có : P1
2 x = P2
Gọi S tiết diện /////////// kim loại, ta có - x
d1.S
x
= d2.S
d1( - x ) = d2
x = 4cm P1 P2
b Gọi y (cm) ( ĐK : y < 20 ) phần phải cắt bỏ đi, trọng lượng phần lại : P’1 = P1
y
Do cân nên ta có : d1.S.( - y )
y
= d2.S
( - y )2 =
2 . d d hay
y2 - 2.y + ( -
1
d d
).2
Thay số phương trình bậc theo y: y2 - 40y + 80 = Giải PT y = 2,11cm ( loại 37,6 )
Bài 2: HD a + Gọi h1 h2 theo thứ tự độ cao cột nước cột thuỷ ngân, ta có H = h1 + h2 = 94 cm
+ Gọi S diện tích đáy ống, TNgân nước có khối lượng nên S.h1 D1 = S h2 D2
h1 D1 = h2 D2
1 2 1 2 h H h h h D D D h h D D
h1 =
2 D D H D
h2 = H - h1 b Áp suất chất lỏng lên đáy ống :
P = 10 10 10 1 10 2 10(D1.h1 D2.h2)
S D Sh D Sh S m m
Thay h1 h2 vào, ta tính P Bài 3: HD
* Khi K mở, cách mắc ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) Điện trở tương đương mạch
là 4 ) ( R R r R
Cường độ dịng điện mạch : I =
4 ) ( R R U
Hiệu điện
giữa hai điểm A B UAB = I
R R R R R R R R ) )( ( 4
I4 =
3 ) ( R R R R I R R R R UAB ( Thay số, I ) =
4 19 R U
* Khi K đóng, cách mắc (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) Điện trở tương đương mạch
(8)4
4 12
15 '
R R r
R
Cường độ dịng điện mạch lúc : I’ =
4
4 12
15
R R U
Hiệu
điện hai điểm A B UAB = '
4
4
3 I
R R
R R
I’4 =
'
R R
I R R
UAB
( Thay số, I’ ) =
4 19 21
12 R U
* Theo đề I’4 = 5
I ; từ tính R4 = 1
b Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A I’ = 2,4A UAC = RAC I’ =
1,8V
I’2 = URAC 0,6A
2
Ta có I’2 + IK = I’4 IK = 1,2A
Bài 4:
HD: a B’2 (Hãy bổ sung hình vẽ cho đầy đủ)
B1 B2 I
F F’ A’1 A1 A’2 A2 O
B’1
Xét cặp tam giác đồng dạng F’A’1B’1 F’OI : (d’ - f )/f = d = 3f Xét cặp tam giác đồng dạng OA’1B’1 OA1B1 : d1 = d’/2 d1 = 3/2f
Khi dời đến A2B2 , lý luận tương tự ta có d2 = f/2 Theo đề ta có d1 = 10 + d2 f = 10cm
b Hệ cho ảnh : AB qua L1 cho A1B1 qua L2 cho ảnh ảo A2B2 AB qua L2 cho ảnh A3B3 Khơng có ảnh qua gương (M) Hãy tự dựng ảnh !
ĐỀ SỐ 4: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút )
Bài : Một đồng chất tiết diện có chiều dài AB = = 40cm dựng
chậu cho
OA =31OB ABx = 300 Thanh giữ nguyên quay quanh điểm O ( Hvẽ ) A
Người ta đổ nước vào chậu bắt đầu O (đầu B khơng cịn tựa lên đáy chậu ):
a Tìm độ cao cột nước cần đổ vào chậu ( tính từ đáy
(9)Bài 2: Có hai bình cách nhiệt, bình chứa m1 = 2kg nước t1 = 200C, bình chứa m2 = 4kg nước nhiệt độ t2 = 600C Người ta rót lượng nước m từ bình sang bình 2, sau cân nhiệt, người ta lại rót lượng nước từ bình sang bình nhiệt độ cân bình lúc t’1 = 21,950C :
a Tính lượng nước m nhiệt độ có cân nhiệt bình ( t’2 ) ?
b Nếu tiếp tục lần nữa, tìm nhiệt độ có cân nhiệt bình lúc ?
Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB = 18V khơng đổi cho tốn, bóng đèn Đ1 (3V - 3W)
Bóng đèn Đ2 (6V - 12W) Rb giá trị biến trở
Và chạy vị trí C để đèn sáng bình thường : UAB
a Đèn Đ1 đèn Đ2 vị trí mạch ? r
b Tính giá trị tồn phần biến trở vị trí (1) (2)
con chạy C ? c Khi dịch chuyển chạy phía N độ
sáng hai đèn thay đổi ? M Rb C N
Bài 4: Hai vật sáng A1B1 A2B2 cao h đặt vng góc với trục xy ( A1 & A2 xy ) hai bên thấu kính (L) Ảnh hai vật tạo thấu
kính vị trí xy Biết OA1 = d1 ; OA2 = d2 : a Thấu kính thấu kính ? Vẽ hình ?
b Tính tiêu cự thấu kính độ lớn ảnh theo h ; d1 d2 ?
c Bỏ A1B1 đi, đặt gương phẳng vng góc với trục I(I nằm phía với A2B2 OI>OA2), gương quay mặt phản xạ phía thấu kính Xác định vị trí I để ảnh A2B2 qua Tk qua hệ gương - Tk cao ?
HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ
Bài 1:HD: a) Gọi mực nước đổ vào chậu để bắt đầu (tính từ B theo chiều dài thanh) x(cm) ĐK: x < OB = 30cm, theo hình vẽ x = BI A
Gọi S tiết diện thanh, chịu tác dụng trọng O
lượng P đặt trung điểm M AB lực đẩy Acsimet M H
F đặt trung điểm N BI Theo điều kiện cân I
đòn bẩy : P.MH = F.NK(1) P = 10m = 10.Dt.S N
K
Và F = 10.Dn.S.x Thay vào (1) (H2O) x =
NK MH D
D n t . .
B E
Xét cặp t/giác đồng dạng OMH ONK ta có MHNK = MONO ; ta tính MO = MA - OA =10cm
(10)Giải phương trình loại nghiệm x = 32 ( > 30 ) ta x = 28 cm Từ I hạ IE Bx,
trong tam giác IBE vng E IE = IB.sin IBE = 28.sin300 = 28.
2
= 14cm ( sử dụng kiến thức nửa tam giác )
b Trong phép biến đổi để đưa PT bậc theo x, ta gặp biểu thức : x = DD x
n t
60 20
. ; từ
biểu thức rút Dn ?Mực nước tối đa ta đổ vào chậu x = OB = 30cm, đóminDn = 995,5 kg/m3
Bài : a Viết Pt toả nhiệt Pt thu nhiệt lần trút để từ có :
+ Phương trình cân nhiệt bình : m.(t’2 - t1 ) = m2.( t2 - t’2 ) (1) + Phương trình cân nhiệt bình : m.( t’2 - t’1 ) = ( m1 - m )( t’1 - t1 ) (2) + Từ (1) & (2)
2 1 2
) ' (
'
m
t t m t m
t = ? (3) Thay (3) vào (2) m = ? ĐS :
590C 100g
b Để ý tới nhiệt độ lúc hai bình, lí luận tương tự ta có kết : 58,120C 23,760C
Bài a Có I1đm = P1 / U1 = 1A I2đm = P2 / U2 = 2A
Vì I2đm > I1đm nên đèn Đ1 mạch rẽ ( vị trí 1) cịn đèn Đ2 mạch ( vị trí ) b Đặt I Đ1 = I1 I Đ2 = I2 = I cường độ dòng điện qua phần biến trở MC Ib + Vì hai đèn sáng bình thường nên I1 = 1A ; I = 2A Ib = 1A Do Ib = I1 = 1A nên
RMC = R1 =
1
I U
= 3
+ Điện trở tương đương mạch : Rtđ = r + ( ) 2 1,5
1
MC b MC b
MC R R R r R R
R R R
+ CĐDĐ mạch : I = 2
td AB R U
Rb = 5,5
Vậy C vị trí cho RMC = 3 RCN = 2,5 3) Khi dịch chuyển chạy C phía
N điện trở tương đương mạch ngồi giảm I ( ) tăng
Đèn Đ2 sáng mạnh lên Khi RCM tăng UMC tăng ( I1 cố định I tăng nên Ib
tăng ) Đèn Đ1 sáng mạnh lên
Bài HD : a Vì ảnh hai vật nằm vị trí trục xy nên có hai vật sáng cho ảnh nằm khác phía với vật thấu kính phải Tk hội tụ, ta có hình
vẽ sau :
B1’
b + Xét cặp tam giác đồng dạng trường hợp vật A1B1 cho ảnh A1’B1’ để có OA1’ = dd ff
1
+ Xét cặp tam giác đồng dạng trường hợp vật A2B2 cho ảnh A2’B2’ để có OA2’ =
2
d f
f d
+ Theo ta có : OA1’ = OA2’ dd ff
1
=
2
d f
f d
(11)Thay f vào trường hợp OA1’ = OA2’ ; từ : A1’B1’ =
1 1'
d OA h
A2’B2’ =
2 2'
d OA h
c Vì vật A2B2 thấu kính cố định nên ảnh qua thấu kính A2’B2’ Bằng phép vẽ ta xác định vị trí đặt gương OI, ta có nhận xét sau :
+ Ảnh A2B2 qua gương ảnh ảo, vị trí đối xứng với vật qua gương cao A2B2 ( ảnh A3B3 )
+ Ảnh ảo A3B3 qua thấu kính cho ảnh thật A4B4, ngược chiều cao ảnh A2’B2’ + Vì A4B4 > A3B3 nên vật ảo A3B3 phải nằm khoảng từ f đến 2f điểm I thuộc
khoảng
+ Vị trí đặt gương trung điểm đoạn A2A3, nằm cách Tk đoạn OI = OA2 + 1/2 A2A3 * Hình vẽ : (bổ sung cho đầy đủ)
Do A4B4 // = A2’B2’ nên tứ giác A4B4A2’B2” hình bình hành FA4= FA2’ = f + OA2’ = ? OA4 = ?
Dựa vào tam giác đồng dạng OA4B4 OA3B3 ta tính OA3 A2A3 vị trí đặt gương
ĐỀ SỐ 5: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút)
Bài : Một bình thơng gồm hai nhánh hình trụ giống chứa nước Người ta thả vào nhánh A cầu gỗ nặng 20g, cầu ngập phần nước thấy mực nước dâng lên nhánh 2mm Sau người ta lấy cầu gỗ đổ vào nhánh A lượng dầu 100g Tính độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh ? Cho Dn = g/cm3 ; Dd = 0,8 g/cm3
Một ống thuỷ tinh hình trụ, chứa lượng nước lượng thuỷ ngân có khối lượng Độ cao tổng cộng chất lỏng ống 94cm
a Tính độ cao chất lỏng ống ?
b Tính áp suất chất lỏng lên đáy ống biết khối lượng riêng nước thuỷ ngân
D1 = 1g/cm3 D2 = 13,6g/cm3 ?
Bài 2: Thanh AB quay quanh lề gắn tường thẳng đứng đầu B ( hvẽ ) Biết AB = BC trọng lượng AB P = 100 N :
a Khi nằm ngang, tính sức căng dây T xuất dây AC để cân ( hình ) ?
C C T’ Hình T Hình A
O O
B A B P P
(12)Bài 3: Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 150V điện trở r = 2 Người ta mắc vào hai điểm lấy điện A B hộp bóng đèn Đ có công suất
định mức P = 180W nối tiếp với biến trở có điện trở Rb ( Hvẽ ) a Để đèn Đ sáng bình thường phải điều chỉnh Rb = 18 Tính A U
B
hiệu điện định mức đèn Đ ? r b Mắc song song với đèn Đ bóng đèn giống hệt Hỏi để hai đèn sáng bình thường phải tăng hay giảm Rb ? Tính Đ Rb độ tăng ( giảm ) ? c Với hộp điện kín trên, thắp sáng tối đa bóng đèn đèn Đ ? Hiệu suất sử dụng điện phần trăm ?
Bài 4: Có hai thấu kính (L1) & (L2) bố trí song song với cho chúng có trục đường thẳng xy Người ta chiếu đến thấu kính (L1) chùm sáng song song di chuyển thấu kính (L2) dọc theo trục cho chùm sáng khúc xạ sau qua thấu kính (L2) chùm sáng song song Khi đổi hai thấu kính TK khác loại có tiêu cự làm trên, người ta đo khoảng cách TK hai trường hợp 1 24 cm 2 = cm
a Các thấu kính (L1) (L2) thấu kính ? vẽ đường truyền chùm sáng qua TK ?
b Trong trường hợp hai TK TK hội tụ (L1) có tiêu cự nhỏ (L2), người ta đặt vật sáng AB cao cm vng góc với trục cách (L1) đoạn d1 = 12 cm Hãy :
+ Dựng ảnh vật sáng AB qua hai thấu kính ?
+ Tính khoảng cách từ ảnh AB qua TK (L2) đến (L1) độ lớn ảnh ?
ĐỀ SỐ 6: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút)
Bài 1: Một đồng chất tiết diện nhúng đầu nước, tựa vào thành chậu điểm O quay quanh O cho OA =
2
.OB Khi cân bằng, mực nước Tính KLR chất làm ? Cho KLR nước Dn = 1000 kg/m3
Bài 2: Một khối nước đá khối lượng m1 = kg nhiệt độ - 50C :
a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước đá biến thành hoàn toàn 1000C ? Hãy vẽ đồ thị biểu diễn trình biến thiên nhiệt độ theo nhiệt lượng cung cấp ? b Bỏ khối nước đá nói vào ca nhơm chứa nước 500C Sau có cân nhiệt người ta thấy cịn sót lại 100g nước đá chưa tan hết Tính lượng nước có ca nhơm biết ca nhơm có khối lượng mn = 500g
Cho Cnđ = 1800 J/kg.K ; Cn = 4200 J/kg.K ; Cnh = 880 J/kg.K ; = 3,4.105 J/kg ; L =
(13)Bài 3: Cho mạch điện có sơ đồ sau Biết UAB = 12V không đổi, R1 = 5 ; R2 = 25 ; R3 =
20 Nhánh DB có hai điện trở giống r, hai điện trở r mắc nối tiếp vôn kế
V giá trị U1, hai điện trở r mắc song song vôn kế V giá trị U2 = 3U1 : R1 C R2
a Xác định giá trị điện trở r ? ( vônkế có R = )
b Khi nhánh DB có điện trở r, vơnkế V giá trị ? A V B
c Vônkế V giá trị U1 ( hai điện trở r
nối tiếp ) Để V số cần : + Hoặc chuyển chỗ điện trở, điện trở R3 D r r chuyển đâu mạch điện ?
+ Hoặc đổi chỗ hai điện trở cho nhau, điện trở ?
B I D Bài 4: Ở hình bên có AB CD hai gương phẳng song song quay
mặt phản xạ vào cách 40 cm Đặt điểm sáng S cách A đoạn SA = 10 cm SI // AB, cho SI = 40 cm
a Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ S phản xạ AB M, phản xạ CD N qua I ?
b Tính độ dài đoạn AM CN ?
A S C
ĐỀ SỐ 7: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút)
Bài 1: Một ấm điện có điện trở R1 R2 Nếu R1 R2 mắc nối tiếp với thời gian đun sơi nước đựng ấm 50 phút Nếu R1 R2 mắc song song với thời gian đun sơi nước ấm lúc 12 phút Bỏ qua nhiệt với môi trường điều kiện đun nước nhau, hỏi dùng riêng điện trở thời gian đun sơi nước tương ứng ? Cho hiệu điện U không đổi
Bài 2: Một hộp kín chứa nguồn điện khơng đổi có hiệu điện U điện trở thay đổi r ( Hvẽ )
r A U B
Khi sử dụng hộp kín để thắp sáng đồng thời hai bóng đèn Đ1 Đ2 giống bóng đèn Đ3, người ta nhận thấy rằng, để bóng đèn sáng bình thường tìm hai cách mắc :
(14)+ Cách mắc : ( Đ1 nt Đ2 ) // Đ3 vào hai điểm A B
a) Cho U = 30V, tính hiệu điên định mức đèn ?
b) Với hai cách mắc trên, cơng suất tồn phần hộp P = 60W Hãy tính giá trị định mức bóng đèn trị số điện trở r ?
c) Nên chọn cách mắc hai cách ? Vì ?
Bài 3: 1) Một hộp kín có chiều rộng a (cm) có hai thấu kính đặt sát thành hộp song song với ( trùng trục ) Chiếu tới hộp chùm sáng song song có bề rộng d, chùm tia khúc xạ khỏi hộp chùm sáng song song có bề rộng 2d ( Hvẽ ) Hãy xác định loại thấu kính hộp tiêu cự chúng theo a d ? ( Trục TK trùng với trục chùm sáng )
d 2d
2) a) Vật thật AB cho ảnh thật A’B’ hình vẽ Hãy vẽ trình bày cách vẽ để xác định quang tâm, trục tiêu điểm thấu kính ?
b) Giữ thấu kính cố định, quay vật AB quanh điểm A B
theo chiều ngược với chiều quay kim đồng hồ ảnh A’B’ A’ ? A
c) Khi vật AB vng góc với trục chính, người ta đo B’ AB = 1,5.A’B’ AB cách TK đoạn d = 30cm Tính tiêu cự thấu kính ?
Bài 4: Một người cao 1,7 m đứng mặt đất đối diện với gương phẳng hình chữ nhật treo thẳng đứng Mắt người cách đỉnh đầu 16 cm :
a Mép gương cách mặt đất mét để người nhìn thấy ảnh chân gương ?
b Mép gương cách mặt đất nhiều mét để người thấy ảnh đỉnh đầu gương ?
c Tìm chiều cao tối thiểu gương để người nhìn thấy tồn thể ảnh gương ?
d Khi gương cố định, người di chuyển xa lại gần gương kết ?
Bài
a) Người ta rót vào bình đựng khối nước đá có khối lượng m1 = kg lượng nước m2 = kg nhiệt độ t2 = 100C Khi có cân nhiệt, lượng nước đá tăng thêm m’ = 50g Xác định nhệt độ ban đầu nước đá ?
b) Sau trình trên, người ta cho nước sơi vào bình thời gian sau có cân nhiệt, nhiệt độ nước bình 500C Tính lượng nước sơi dẫn vào bình ?
Bỏ qua khối lượng bình đựng nhiệt với mơi trường ngồi Cho Cnđ = 2000 J/kg.K ; Cn = 4200 J/kg.K ; = 3,4.105 J/kg ; L = 2,3.106 J/kg
(15)Bài 1HD:
* Gọi Q (J) nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sơi nước Q ln khơng đổi trường hợp Nếu ta gọi t1 ; t2 ; t3 t4 theo thứ tự thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; dùng R1 dùng R2 theo định luật Jun-lenxơ ta có :
2 2 2 1
2 . .
R t U R t U R R R R t U R R t U R t U
Q
(1) * Ta tính R1 R2 theo Q; U ; t1 t2 :
+ Từ (1) R1 + R2 = Q
t U2.1
+ Cũng từ (1) R1 R2 =
2 2
2 . .
) ( Q t t U R R Q t U
*Theo định lí Vi-et R1 R2 phải nghiệm số phương trình : R2 -
Q t U2.1
.R +
2 4. .
Q t t U
= (1)
Thay t1 = 50 phút ; t2 = 12 phút vào PT (1) giải ta có = 102 Q U = Q U2 10
R1 =
Q U t Q U Q t U ) 10 ( 10 2
30.UQ2 R2 = 20 UQ2 * Ta có t3 = 21
U R Q
= 30 phút t4 = 22
U R Q
= 20 phút Vậy dùng riêng điện trở thời gian đun sơi nước ấm tương ứng 30ph 20 ph
Bài HD :
a) Vẽ sơ đồ cách mắc dựa vào để thấy : + Vì Đ1 Đ2 giống nên có I1 = I2 ; U1 = U2
+ Theo cách mắc ta có I3 = I1 + I2 = 2.I1 = 2.I2 ; theo cách mắc U3 = U1 + U2 = 2U1 = 2U2
+ Ta có UAB = U1 + U3 Gọi I cường độ dịng điện mạch : I = I3 U1 + U3 = U - rI 1,5U3 = U - rI3 rI3 = U - 1,5U3 (1)
+ Theo cách mắc UAB = U3 = U - rI’ ( với I’ cường độ dịng điện mạch ) I’ = I1 + I3
U3 = U - r( I1 + I3 ) = U - 1,5.r.I3 (2) ( theo 2I1 = I3 )
+ Thay (2) vào (1), ta có : U3 = U - 1,5( U - 1,5U3 ) U3 = 0,4U = 12V U1 = U2 = U3/2 =
6V
b) Ta xét sơ đồ cách mắc :
* Sơ đồ cách mắc : Ta có P = U.I = U.I3 I3 = 2A, thay vào (1) ta có r = 6 ; P3 =
U3.I3 = 24W ; P1 = P2 = U1.I1 = U1.I3 / = 6W
* Sơ đồ cách mắc : Ta có P = U.I’ = U( I1 + I3 ) = U.1,5.I3 I3 = 4/3 A, (2) r =
3 , I U U
= 9
Tương tự : P3 = U3I3 = 16W P1 = P2 = U1 I3 / = 4W
(16)+ Với cách mắc : 3.100
1
U U U
H = 60 ; Với cách mắc :
U U
H
1 100 = 40
+ Ta chọn sơ đồ cách mắc có hiệu suất sử dụng điện cao Bài HD :
Tiêu diện thấu kính mặt phẳng vng góc với trục tiêu điểm a) Xác định quang tâm O ( nối A với A’ B với B’ ) Kéo dài AB B’A cắt M, MO vết đặt thấu kính, kẻ qua O đường thẳng xy ( trục ) vng góc với MO Từ B kẻ BI // xy ( I MO ) nối I với B’ cắt xy F’
b) Vì TK cố định điểm A cố định nên A’ cố định Khi B di chuyển ngược chiều kim đồng hồ xa thấu kính B’ di chuyển theo chiều kim đồng hồ tới gần tiêu điểm F’ Vậy ảnh A’B’ quay quanh điểm A’ theo chiều quay kim đồng hồ tới gần tiêu điểm F’
c) Bằng cách xét cặp tam giác đồng dạng dựa vào đề ( tính d d’ ) ta tìm f d) Bằng cách quan sát đường truyền tia sáng (1) ta thấy TK cho TK hội tụ Qua O vẽ tt’//(1) để xác định tiêu diện TK Từ O vẽ mm’//(2) cắt đường thẳng tiêu diện I : Tia (2) qua TK phải qua I
Bài HD : K a) IO đường trung bình MCC’
D’ D b) KH đường trung bình MDM’ KO ?
M’ H M c) IK = KO - IO
d) Các kết không thay đổi người di chuyển
chiều cao người khơng đổi nên độ dài đường TB
I tam giác mà ta xét không đổi C’ O C
Bài Tham khảo ttự tài liệu
ĐỀ SỐ 8: ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP
(Thời gian 150 phút)
Bài 1: Tấm ván OB có khối lượng không đáng kể, đầu O đặt điểm tựa, đầu B treo sợi dây vắt qua ròng rọc cố định R ( Ván quay quanh O ) Một người có khối lượng 60 kg đứng ván :
a) Lúc đầu, người đứng điểm A cho OA = 32 OB ( Hình )
b) Tiếp theo, thay ròng rọc cố định R Pa-lăng gồm ròng rọc cố định R rịng róc động R’, đồng thời di chuyển vị trí đứng người điểm I cho OI =21 OB ( Hình )
(17)Hỏi trường hợp a) ; b) ; c) người phải tác dụng vào dây lực F để ván OB nằm ngang thăng ? Tính lực F’ ván tác dụng vào điểm tựa O trường hợp ?
( Bỏ qua ma sát ròng rọc trọng lượng dây, ròng rọc )
////////// ///////// ////// ///
F F
F F
O A B O I B O I B Hình Hình Hình Bài 2: Một cốc cách nhiệt dung tích 500 cm3, người ta bỏ lọt vào cốc cục nước đá nhiệt độ - 80C rót nước nhiệt độ 350C vào cho đầy tới miệng cốc :
a) Khi nước đá nóng chảy hồn tồn mực nước cốc ( hạ xuống ; nước tràn hay giừ nguyên đầy tới miệng cốc ) ? Vì ?
b) Khi có cân nhiệt nhiệt độ nước cốc 150C Tính khối lượng nước đá đã bỏ vào cốc lúc đầu ? Cho Cn = 4200 J/kg.K ; Cnđ = 2100 J/kg.K = 336 200
J/kg.K ( bỏ qua nhiệt với dụng cụ mơi trường ngồi )
Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ, nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 120V, điện trở R0 = 20, R1 = 275 :
- Giữa hai điểm A B mạch điện, mắc nối tiếp điện trở R = 1000 với vôn kế V
vơnkế 10V
- Nếu thay điện trở R điện trở Rx ( Rx mắc nối tiếp với vơnkế V ) vơn kế 20V a Hỏi điện trở vôn kế V vô lớn hay có giá trị xác định ? Vì ?
b Tính giá trị điện trở Rx ? ( bỏ qua điện trở dây nối ) ( Hình vẽ )
Bài R1
Để bóng đèn Đ1( 6V - 6W ) sử dụng nguồn điện C R
có hiệu điện khơng đổi U = 12V, người ta dùng thêm A V B biến trở chạy mắc mạch điện theo sơ đồ R0
hoặc sơ đồ hình vẽ ; điều chỉnh chạy C cho đèn
Đ1 sáng bình thường : + U -a Mắc mạch điện theo sơ đồ hao phí điện ? Giải thích ? Đ1 Đ1
X X
C B A C B A
(18)+ U - + U
Sơ đồ Sơ đồ b Biến trở có điện trở tồn phần RAB = 20 Tính phần điện trở RCB biến trở
trong cách mắc ? ( bỏ qua điện trở dây nối )
c Bây sử dụng nguồn điện bóng đèn gồm : bóng đèn giống loại Đ1(6V-6W) bóng đèn loại Đ2(3V-4,5W) Vẽ sơ đồ cách mắc mạch điện thoả mãn yêu cầu :
+ Cả bóng đèn sáng bình thường ? Giải thích ?
+ Có bóng đèn khơng sáng ( khơng phải bị hỏng ) bóng đèn cịn lại sáng bình thường ? Giải thích ?
Bài
Một thấu kính hội tụ (L) có tiêu cự f = 50cm, quang tâm O Người ta đặt gương phẳng (G) điểm I trục cho gương hợp với trục thấu kính góc 450 và OI = 40cm, gương quay mặt phản xạ phía thấu kính :
a) Một chùm sáng song song với trục tới thấu kính, phản xạ gương cho ảnh điểm sáng S Vẽ đường tia sáng giải thích, tính khoảng cách SF’ ? b) Cố định thấu kính chùm tia tới, quay gương quanh điểm I góc Điểm sáng S
di chuyển ? Tính độ dài quãng đường di chuyển S theo ?
HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ Bài HD :
1) Người đứng ván kéo dây lực F dây kéo người lực F a)
+ Lực người tác dụng vào ván trường hợp : P’ = P – F
+ Tấm ván địn bẩy có điểm tựa O, chịu tác dụng lực P’ đặt A FB = F đặt B Điều kiện cân ' 23
OA OB F
P B
P – F = F
F = P 0,4.10.60 240N
2
+ Lực kéo ván tác dụng vào O : F’ = P’ – F = 600 – 240 = 120N b)
+ Pa – lăng cho ta lợi lần lực nên lực F người tác dụng vào dây F = FB
2
Điều kiện cân lúc ' 2
OI OB F
P B
P’ = 2.FB = 4.F P – F = 4.F F = P 120N
+ Người đứng ván nên F’ cân với FB F’ = FB = 2F = 120 = 240N
c)
+ Theo cách mắc pa – lăng hình cho ta lợi lần lực Lực F người tác dụng vào dây hướng lên nên ta có P’ = P + F Điều kiện cân lúc :
2 '
OI OB F
P B
P + F = 2.FB
P + F = 3F P = 6F F = 120N
+ Người đứng ván nên F’ cân với FB F’ = FB = 3.F = 3.120 =
(19)Bài HD : a)
+ Do trọng lượng riêng nước đá nhỏ trọng lượng riêng nước nên nước đá nổi, phần nước đá nhô lên khỏi miệng cốc, lúc tổng thể tích nước nước đá > 500cm3 + Trọng lượng nước đá trọng lượng phần nước bị nước đá chiểm chỗ ( từ miệng cốc trở xuống ) Khi nứơc đá tan hết thể tích nước đá lúc đầu thể tích phần
nước bị nước đá chiếm chỗ, mực nước cốc giữ nguyên lúc đầu (đầy tới miệng cốc )
b)
+ Tổng khối lượng nước nước đá khối lượng 500cm3 nước 0,5kg.
+ Gọi m (kg) khối lượng cục nước đá lúc đầu khối lượng nước rót vào cốc 0,5 –
m( kg)
+ Phương trình cân nhiệt : ( 0,5 – m ) 4200 ( 35 – 15 ) = m. + 2100.m.0 (8) +
4200.m.15
+ Giải phương trình ta m = 0,084kg = 84g Bài HD
a) Có nhiều cách lập luận để thấy điện trở vơn kế xác định được, ví dụ :
+ Mạch điện cho mạch kín nên có dịng điện chạy mạch, hai điểm A B có HĐT UAB nên : - Nếu đoạn mạch ( V nt R ) mà RV có giá trị vơ lớn xem dịng điện khơng qua V R UAC = UCB R có thay đổi giá trị Số V không
thay đổi
+ Theo đề thay R Rx số V tăng từ 10V lên 20V Có dịng điện
qua mạch
( V nt R ) Vơn kế có điện trở xác định
b) Tính Rx
+ Khi mắc ( V nt R ) Gọi I cường độ dịng điện mạch RV điện trở vơn kế
- Điện trở tương đương mạch (RvntR)//R1
1
) (
'
R R R
R R R R
v v
Điện trở tương
đương toàn mạch : Rtm = R’ + R0 - Ta có R '
tm R
U
U AB
UAB = U
R R
R '
'
Mặt khác có UAB = Iv ( Rv + R )
U
R R
R '
'
= Iv ( Rv + R ) Thay số tính Rv = 100
+ Khi thay điện trở R Rx Đặt Rx = x , điện trở tương đương mạch (RxntRv)//R1 =
R’’ Lý luận tương tự ta có PT : U R R
R ' '
' '
0
= I’v ( x + RV ) = v v v
R R x U' ( )
Thay số tính
x = 547,5
Bài HD:
(20)b) ĐS : Sơ đồ RBC = 6 Sơ đồ RBC = 4,34
c)
+ Cách mắc để đèn sáng bình thường
X X X A X C B X X X Hệ đèn Đ1 Hệ đèn Đ2
+ Cách mắc để đèn sáng bình thường có đèn không sáng (1) M (1)
X X
A X (1) B
X X X X
(2) N (2)
Cách mắc mạch cầu cân nên đèn thuộc hệ (1) mắc hai điểm M N không sáng
Bài : HD
a) (L) (G)
F’ O I
S
+ Theo đặc điểm thấu kính hội tụ, chùm tia sáng tới song song với trục cho chùm tia ló hội tụ tiêu điểm Gương phẳng (G) đặt khoảng tiêu cự OF’ ( OI = 40cm < OF’ = 50cm ) chùm tia ló khơng tập trung điểm F’ mà hội tụ điểm S đối xứng với F’ qua gương phẳng (G)
+ Tính SF’
Do tính đối xứng nên IF’ = IS = 10cm ∆SIF’ vuông I nên SF’2 = IS2 + IF2 = 102 + 102 = 200
SF’ = 10 cm
(21)- Do IF không đổi nên IS không đổi Điểm S di chuyển cung tròn tâm
I bán kính IS = 10cm
- Gương (G) quay góc Góc SIF tăng ( Giảm ) góc 2 Độ dài cung trịn mà điểm