Theo tính chất của ảnh ảo của thấu kính hội tụ, S’ là giao điểm kéo dài về phía trước thấu kính của 2 tia xuất phát từ S gồm: tia 1 qua quang tâm O và đi thẳng, tia 2 có phương kéo dài q[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ ĐỀ CHÍNH THỨC Số báo danh KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2010 – 2011 Môn thi: Vật lý Lớp THCS Ngày thi: 24 tháng năm 2011 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi này có 05 câu, gồm 01 trang Câu 1: (3 điểm) Một bàn là điện sử dụng với hiệu điện 220V thì dòng điện chạy qua bàn là có cường độ là 5A a Tính nhiệt lượng toả trên bàn là thời gian 20 phút b/ Tính tiền điện phải trả cho việc sử ụng bàn là trên 30 ngày, ngày 20 phút, biết giá điện là 1200 đồng/kWh Khi truyền tải điện xa có phần điện bị hao phí toả nhiệt trên đường dây Để giảm công suất hao phí 100 lần có cách nào? Cách nào lợi ? Vì ? Câu 2: (4 điểm) Một xe khởi hành từ A lức 15 phút để tới B Quãng đường AB dài 100 km Xe chạy 15 phút thì dừng lại phút Trong 15 phút đầu xe chạy với vận tốc không đổi v = 10km/h, các 15 phút xe chạy với tốc độ là 2v1, 3v1, 4v1, 5v1,…nv1 a Tính tốc độ trung bình xe trê quãng đường AB b Xe tới B lúc Câu 3: (4 điểm) D Cho mạch điện hình vẽ Đặt vào mạch điện hiệu điện U = 2V, các điện trở R0 = 0,5; R1 = 1; R2 = 2; R3 = 6; R2 R1 R4 = 0,5; R5 là biến trở có giá trị lớn là 2,5 R0 + Bỏ qua điện trở ampe kế và dây nối Thay đổi giá trị RA5, B A U xác định giá trị R5 để: R3 R4 a Ampe kế A 0,2A R5 b Ampe kế A giá trị lớn C Câu 4: (4 điểm) Có hai bình, bình đựng chất lỏng nào đó Một học sinh múc ca chất lỏng bình trút vào bình và ghi lại nhiệt độ cân bình sau lần trút: 20 0C, 350C, bỏ sót lần không ghi, 50 0C Hãy tính nhiệt độ có cân nhiệt lần bị bỏ sót không ghi và nhiệt độ ca chất lỏng lấy từ bình trút vào Coi nhiệt độ và khối lượng ca chất lỏng lấy từ bình Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Câu 5: (5 điểm) Cho thấu kính L, biết vị trí các tiêu điểm F, F’; L quang tâm O; trục chính xx’; ảnh S’ và chiều truyền S’ ánh sáng theo chiều mũi tên (hình vẽ) x’ x a Dùng đường các tia sáng qua thấu kính O F’ F xác định vị trí vật S và loại thấu kính b Biết tiêu cự f thấu kính L có độ lớn 12cm và khoảng cách từ S’ đến thấu kính L là 6cm Hãy xác định khoảng cách từ vật S đến thấu kính L - HẾT Thí sinh không sử dụng tài liệu - Giám thị không giải thích gì thêm (2) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO THANH HÓA KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2010-2011 ĐÁP ÁN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC (Đáp án này gồm trang, ý gắn với chấm tròn ứng với 0.5 điểm) Môn thi: Vật lý Lớp 9.THCS Ngày thi: 24/03/2011 Câu Câu (3 đ) Nội dung a Q=UIt=220 20 60=132000 J ≈ ,367 kWh b Số tiền điện phải trả là: M = 30.0,367.1200 = 13212 đồng Ta có Php=P2 R U2 Để giảm Php thì có hai cách: Cách 1: Giảm R, cách 2: tăng U Đối với cách 1: Vì Câu (4 đ) ρl R= Không thể giảm R cách giảm điện S trở suất vì các kim loại dùng làm dây dẫn có điện trở suất chênh không đến 10 lần Không thể giảm R cách giảm l vì khoảng cách từ máy phát đến nơi sử dụng là cố định Để giảm R thì phải tăng S Muốn Php giẩm 100 lần thì R phải giảm 100 lần nên S tăng lên 100 lần Đối với cách 2: Muốn giảm Php 100 lần cần tăng U lên 10 lần nhờ máy biến áp Cách này lợi a Tính tốc độ trung bình Gọi S1, S2, …Sn là các quãng đường 1/4h v1, v2,…vn là giá trị vận tốc xe chạy trên các quãng đường v1=10km/h v2=2v1 =20km/h v3=3v1=30km/h ……………… Vn=kv1= 10n (km/h) Quãng đường được: S1 = v1t = 10.1/4 = 2,5km S2 = v2t = 20.1/4 = 5km S3 = v3t = 30.1/4 = 7,5km ………………………… Sk = vnt = 10n.1/4 = 2,5n (km) Tổng quãng đường : S = S1 + S2 + S3 … +Sn = 2,5(1+2+3….+n) (n nguyên dương) S = 2,5n(n+1)/2 = 100 => n(n+1) = 80 => n2 +n- 80 =0 n =8,45 n= - 9,45 Vì n nguyên dương, n= thì S = 2,5.8(8+1) = 90 (km) Như tốc độ trung bình là vTB = AB/t Thời gian lần xe chuyển động là t1 = 8.1/4 = 2h - Thời gian lần xe nghỉ 15 phút là t2 = 8.1/12 = 2/3h - Thời gian xe chuyển động 10km cuối là t3 = 10/90 = 1/9h Vậy t = t1+ t2 + t3 = 2+ 2/3 + 1/9 = 25/9h Tốc độ trung bình vTB = 100/(25/9) = 36km/h b Thời điểm tới B Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 (3) Câu (4 đ) Xe tới B đồng hồ lúc 8h15’ + 2h 46’40’’ = 11h01’40’’ a Xác định R5 để ampe kế 0,2A 0,5 Vẽ lại mạch điện hình vẽ 0,5 Ký hiệu điện trở đoạn AC là x = 0,5 + R5 0,5 Điện trở toàn mạch là Rtm =R0 + Thay số: I= Cường độ dòng điện mạch chính: R x R❑ R3 + R1 + x R2 + R3 x 3x 2 x 1 x 1 Rtm = I3 = 0,5 U ( x+1 ) = R tm x+2 Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(chứa x): Cường độ dòng điện qua R3 là: I x= x +2 0,5 x +1 ( x+2 ) Xét nút C: IA= Ix – I3 I A = x+2 − x +1 3− x = =0,2 ( x +2 ) ( x+ ) (1) I x ≥ I 3¿ 0,5 (do Giải phương trình trên ta x = 1Ω R5 = 0,5Ω 0,5 b Ampe kế A giá trị lớn Từ phương trình (1), ta có: I A= 3−x (3 x +2 ) (với x biến đổi từ 0,5Ω 0,5 đến 3Ω) ¿ Câu (4 đ) 3−x x = − = − x + x+ x+ x +4 6+ x Nhận thấy IA max xmin xmin= 0,5Ω R5 = Thay vào IA ta IAmax= 0,357A Gọi khối lượng, nhiệt dung riêng bình và ca chất lỏng bình là m1;c1 và m2; c2 Nhiệt dung tương ứng q1 = m1.c1 và q2 = m2.c2 Nhiệt độ ban đầu bình là t2, nhiệt độ lần bỏ sót không ghi là tx Phương trình cân nhiệt sau lần trút thứ là: q2 (t2 -35) = (q1 + q2) (35 - 20) ¿ q1 t −50 = q2 15 0,5 0,5 (1) Phương trình cân nhiệt cho lần trút thứ ba q2 (t2 - tx) = (q1 + q2) (tx -35) (2) Phương trình cân nhiệt cho lần trút sau cùng q2 (t2 -50) = (q1 + 3q2) (50 - tx) (3) Thay (1) vào (2) ⇒ t x = 0,5 50 t −700 t −5 0,5 0,5 (4) 0,5 (4) Thay (1) vào (3) ⇒ t x = 35 t 2+ 500 t2− (5) Từ (4) và (5) => t2=80 C thay t2 = 80 C vào (5) =>tx= 440C Vậy nhiệt độ lần bỏ sót là 440C Câu (5 đ) 0,5 a Xác định vị trí vật S và loại thấu kính Ta phải xét trường hợp: * Thấu kính là phân kỳ: Phân tích: Ảnh S’ luôn luôn là ảnh ảo nằm bên vật Theo tính chất ảnh ảo thấu kính phân kỳ, S’ là giao điểm tia xuất phát từ S gồm: tia qua quang tâm O và thẳng, tia có phương song song với trục chính cho tia ló kéo dài qua F thấu kính Vẽ tia này ta có vị trí S Xác định vật S theo hình vẽ dưới: 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 * Thấu kính là hội tụ: Ảnh S’ nằm tiêu điểm F nên nó là ảnh ảo Theo tính chất ảnh ảo thấu kính hội tụ, S’ là giao điểm kéo dài phía trước thấu kính tia xuất phát từ S gồm: tia qua quang tâm O và thẳng, tia có phương kéo dài qua S qua thấu kính cho tia khúc xạ song song với trục chính x’x Vẽ tia này ta có vị trí S Xác định vật S theo hình vẽ dưới: 0,5 0,5 b Xác định khoảng cách vật S đến thấu kính * Thấu kính là phân kỳ: Kẻ đường cao S’I , dễ dàng thấy I là trung điểm OF: IO = IF = 6cm Vậy S’FO là tam giác cân =φ Xét tam giác vuông : SHO và FOH có OH chung; = (do so le nên =φ mà φ =) Vậy tam giác này khoảng cách SH = FO = f = 12cm 0,5 0,5 0,5 (5) * Thấu kính là hội tụ: Kẻ đường S’I , SK x’x ; xét tam giác vuông đồng dạng FOH và FKS, ta có tỉ số đồng dạng: SK FK OF KO f d OH OF OF f (Chú ý: Nếu học sinh làm đúng áp dụng công thức THPT: 1 d d ' f thì cho 50% tổng số điểm câu b) (1) (d là khoảng cách từ vật S đến thấu kính) Xét tam giác vuông đồng dạng OSK và OI S’, ta có tỉ số đồng dạng: SK SK KO d 2d ' S I OH OI 0,5 f f (2) Cho (1) =(2) d = f/3 = 4cm Lưu ý: Nếu thí sinh giải theo cách khác đúng cho điểm tối đa - HẾT - 0,5 0,5 0,5 (6)