Muốn kích thớc của vệt sáng trên tờng bằng kích thớc của gơng ta cần phải kê cao mép A của gơng lên so với mặt đất một góc α... Ký hiÖu sè chØ cña v«n kÕ lµ U..[r]
(1)phòng giáo dục & đào tạo thÞ x· phó thä §Ò chÝnh thøc đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện M«n: VËt lÝ Thời gian làm bài: 150 phút không kể thời gian giao đề §Ò thi cã 02 trang Câu 1( điểm ): Hai ngời xe đạp xuất phát đồng thời từ hai điểm A và B cách L = 10km lại gặp Hai ngời dự định với vận tốc v = 20km/h và tới địa điểm quay trở lại Nhng suốt thời gian trên đờng có gió thổi liên tục với hớng và vận tốc không đổi Biết chuyển động theo chiều gió tốc độ xe tăng lên bao nhiêu thì ngợc chiều gió tốc độ xe lại giảm nhiêu Ngời ban đầu thuận chiều gió tới địa điểm quay ngay, còn ngời ban đầu ngợc chiều gió tới đích phải dừng đó để nghỉ ngơi và sau đó quay trở lại Biết hai xe đạp gặp M và N cách A lần lợt là LM = 2km và LN = 6km Hãy tìm thời gian từ A đến B và từ B A Ngời xe đạp ban đầu ngợc gió nghỉ lại điển nào và bao lâu? Câu ( điểm) Một bình hình trụ có bán kính đáy R = 20cm đợc đặt thẳng đứng chứa n0 ớc nhiệt độ t = 20 c Ngời ta thả cầu nhôm có bán kính R = 10cm nhiệt độ t = 40 c vào bình thì cân mực nớc bình ngập chính cầu Cho 3 khèi lîng riªng cña níc D = 1000kg/m vµ cña nh«m D = 2700kg/m nhiÖt dung riªng cña níc C = 4200J/kg.K vµ cña nh«m C = 880J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình và với môi trờng a Tìm nhiệt độ nớc cân nhiệt b Đổ thêm dầu nhiệt độ t = 15 c vào bình cho vừa đủ ngập cầu Biết khối lợng riêng và nhiệt dung riêng dầu D = 800kg/m và C = 2800J/kg.K Xác định nhiệt độ cña hÖ c©n b»ng nhiÖt? c Tính áp lực cầu lên đáy bình đã đổ thêm dầu? C©u 3( ®iÓm ): Mét g¬ng ph¼ng G h×nh vu«ng, có cạnh a = 30cm đặt trên mặt đất cửa TrÇn nhµ buång ¸nh s¸ng mÆt trêi ph¶n x¹ trªn g¬ng vµ t¹o trên mặt tờng đối diện vệt sáng( xem hình vẽ ) Tâm vết sáng cách mặt đất khoảng h Khoảng cáh từ tâm gơng đến tờng là d = 2m, trÇn nhµ cao H = 3m BiÕt mÆt ph¼ng tíi g¬ng vu«ng gãc víi têng a Xác định kích thớc vết sáng theo h Xét các trêng hîp: h = 0,5m, h = 1m, h = 2m, h = 3m b Các tia sáng mặt trời làm với mặt đất góc 600 §Ó vÖt s¸ng trªn têng cã kÝch thíc b»ng kÝch G thíc cña g¬ng th× ph¶i kª cao mét mÐp g¬ng lµm víi mÆt ph¼ng n»m ngang mét gãc lµ bao nhiªu? Câu ( điểm ) Cùng các dụng cụ đo nhng đợc mắc theo các sơ đồ khác nh hình vẽ Số ampe kế và vôn kế sơ đồ lần lợt là U1, I1; U2, I2; U3, I3 Bỏ qua điện trở dây nối, hiệu điện hai cực nguồn điện không đổi V A A V R R R A V (2) a T×m ®iÖn trë RA cña ampe kÕ vµ RV cña v«n kÕ b Cho biÕt RV > R > RA, h·y so s¸nh c¸c gi¸ trÞ cña dßng ®iÖn I1, I2, I3 vµ gi¸ trÞ cña c¸c hiÖu ®iÖn thÕ U1, U2, U3 C©u 5( ®iÓm ): Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh A vÏ Ampe kÕ A2 chØ 2A T×m sè chØ cña ampe kÕ A1 biÕt r»ng c¸c ®iÖn trë m¹ch cã gi¸ trÞ : Ω , Ω , Ω vµ A2 Ω vµ v«n kÕ V chØ 10V C¸c dông cô ®o mạch đợc coi là lí tởng B A1 D V C HÕt C¸n bé coi thi kh«ng gi¶i thÝch g× thªm C©u Hớng dẫn chấm đề thi học sinh giỏi cấp huyện M«n: vËt lÝ N¨m häc 2011 – 2012 Yªu cÇu néi dung C©u vB vA A BiÓu ®iÓm ®iÓm M N B Trờng hợp 1: Xét gió thổi theo chiều từ A đến B Gäi vËn tèc giã lµ v0 ( < v0 < v ) Ta thÊy AN > NB nªn ®iÓm gÆp lần đầu tiên hai ngời là N và thời gian chuyển động kể từ lúc xuất phát đến lúc gặp lần đầu tiên hai ngời phải Ta cã: 0,5 0,5 (3) S AN S = BN v +v v − v thay số ta đợc: = ⇒ v =4 (km/h) 20+ v 20− v Vì gió thổi từ A đến B nên ngời từ B đến A phải nghỉ lại A thời gian Thời gian kể từ lúc gặp lần thứ đến lúc gặp lÇn thø hai cña hai ngêi lµ b»ng Gäi thêi gian ngêi thø hai nghØ t¹i A lµ t(h) 0,5 Ta cã: 0,5 S NB S S S + BM = NA + AM +t v +v v − v v − v v + v Thay sè ta cã: + = + + t ⇒ t = ( h)=12,5ph 20+4 20-4 20− 20+4 24 Trờng hợp 2: Xét gió thổi theo chiều từ B đến A LËp luËn t¬ng tù ta cã ®iÓm gÆp ®Çu tiªn lµ ®iÓm M S AM Ta cã ph¬ng tr×nh: v-v '0 = SBM v +v 0,5 thay số ta đợc: '0 ' = ⇒ v =12(km/h) ' ' 20+v 20 − v 0 Khi đó ngời từ A phải nghỉ B thời gian là t1(h) Ta cã: t1 + SMB + S BN '0 = S AM '0 + S AN v +v v + v v − v ' Thay sè: t1 + + = + ⇒ t 1= - (h) ( V« lÝ ) 20 −12 20+12 20+12 20 −12 16 v-v '0 0,5 VËy giã thæi tõ A dÕn B S 10 AB + Thời gian từ A đến B là : t AB = v+ v =20+ =12 (h)=25 (ph ) + Thời gian từ B đến A là: t BA = 0,75 0,25 S AB 10 = =0 , 625(h)=37 ,5 (ph) v − v 20 − + Ngời xe đạp nghỉ A thời gian là 12,5 (ph) C©u ®iÓm a Nhiệt độ nớc cân nhiệt - Khèi lîng cña níc b×nh lµ: m = V D = ( R R - R ).D 10,467 (kg) - Khèi lîng cña qu¶ cÇu lµ: m = V D = R D = 11,304 (kg) - Ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt: c m ( t - t ) = c m ( t - t ) c1 m1t1 c m2 t Suy ra: t = c1m1 c m2 = 23,7 c 0,5 0,5 0,5 0,5 b ThÓ tÝch cña dÇu vµ níc b»ng nªn khèi lîng cña dÇu lµ: m1 D3 m = D1 = 8,37 (kg) - Tơng tự nh trên, nhiệt độ hệ cân nhiệt là: 0,5 0,5 (4) c1 m1t1 c m2 t c3 m3 t 21 c t = c1 m1 c m2 c3 m3 c F = P2- FA= 10.m2 - R ( D + D ).10 75,4(N) C©u ®iÓm 0,25 a G¬ng ph¼ng AB, O1 vµ O2 lÇn lît lµ t©m g¬ng vµ t©m vÖt s¸ng Gäi x lµ chiÒu dµi vÖt s¸ng in trªn têng VÏ BC (G) c¾t tia ph¶n x¹ tõ O1 C thì BC = x Ta có ΔO1 BC đồng dạng với ΔO1 IO2 x a BC O1 B 2 ah ⇒ = ⇔ = ⇒ x= =0,15h IO2 O1 I h d d 0,5 §Ó vÕt s¸ng n»m trän vÑn trªn têng th× x +h ≤ H ⇒h ≤ 2H ≈ 2, 79(m) 2,15 Víi: nhµ TrÇn0,5 x2 x + h = 0,5m < 2,79m ⇒ x = 0,15.h = 0,075 (m) + h = 1m < 2,79m ⇒ x = 0,15 (m) + h = 2m < 2,79m ⇒ x = 0,15.h = 0,3 (m) + h = 3m > 2,79m VÖt s¸ng chia lµm hai phÇn : + PhÇn in trªn têng cã kÝch thíc x 1= C 0,15 h =0 , 225( m) 0,75 G + PhÇn in trªn trÇn cã kÝch thíc lµ: A a x 2= =0 , 15(m) O1 B b TrÇn nhµ Các tia sáng làm với mặt đất góc β = 600 không đổi Muốn kích thớc vệt sáng trên tờng kích thớc gơng ta cần phải kê cao mép A gơng lên so với mặt đất góc α Dùng BH Bx t ( H thuéc tia ph¶n x¹ tõ A ) Ta nói BH định kích O2 x thíc cña vÕt s¸ng trªn têng C Theo đề bài ta có BH = AB H h G x A C O1 B A I N 0,5 0,5 I (5) ΔABH c©n ë B ⇒ BAH = BHA Ta cã xBA + ABN = xBt + tBN ( cïng b»ng xBN ) α + 900 = 600 + ϕ ⇒ ϕ = α +300 (1) 0,5 MÆt kh¸c α = 900 – ABH = 900 – ( 1800 – 2BAH ) = 900 – { 180 – 2( 900 - ϕ )} = 900 - ϕ (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã α = 900 -2( α + 300) α = 300 ⇒ α = 100 Vậy phải kê đầu A gơng góc α = 100 so với mặt đất C©u 0,5 ®iÓm V A V R A R V R A U a Từ sơ đồ (3) Ta có RV = I3 U2 U2 U2 U U R= = = ⇒ R= I 2− I V U U U3 I 2− U2 I Từ sơ đồ (2) I2 − I − RV U3 I3 U U U U2 U3 Từ sơ đồ (1) ta có: R A + R= ⇒ R A = − R= − I1 I1 I U I −U I RA= 0,75 0,75 U U I −U U I − U U I I I U − I1 I3 U b + So s¸nh c¸c gi¸ trÞ cña I Hiệu điện nguồn đúng U1 U1 I1 = ; R+ R A V× 0,5 RV R < R < RV RV + R I2 = U1 ; RV R RA + R V +R nªn I2 > I1 > I3 + So s¸nh c¸c gi¸ trÞ cña U 0,5 U1 I3 = R A + RV 0,5 0,5 (6) U R U1 = Unguån ; A +1 R td U U U 3= RV= RA+ RV RA +1 RV U 2= víi Rtd = R RV R+ RV 0,5 Vì mẫu số U2 và U3 lớn nên U2 và U3 nhỏ U = U1 RA RA > R td RV V× Rt® < RV nªn nªn U3 > U2 VËy U1 > U3 > U2 C©u 3,5 ®iÓm ®iÓm I1 R1 A R3 I1 - I I2 R2 A2 I R4 I2 + I I0 B A1 Ký hiệu cờng độ C dßng ®iÖn vµ c¸c ®iÖn Vtrë nh h×nh vÏ V× ®iÖn trë cña Ampe kÕ b»ng nªn: RCD = D R R R R4 + R 1+ R R + R 0,5 Ký hiÖu sè chØ cña v«n kÕ lµ U Sè chØ cña ampe kÕ A1 lµ: U ( R + R 2) ( R + R ) I 0= (1) 0,5 R R2 R 3+ R2 R3 R4 + R R R 1+ R R R2 Gäi mÉu sè cña biÓu thøc (1) lµ A ta cã A=R R2 R + R2 R3 R4 + R R R 1+ R R R2 1 1 R R2 R R + + + R1 R R R4 ( ) Ta thÊy gi¸ trÞ cña A kh«ng phô thuéc vµo thø tù cña c¸c ®iÖn trë vµ lu«n cã gi¸ trÞ lµ A = 50 Ω Tõ h×nh vÏ ta cã : I R1 =I R ( I − I ) R = ( I 2+ I ) R } R ( R 3+ R ) ⇒ I 1=I R2 R − R R 0,5 0,5 Vµ Ta l¹i cã I 0=I + I 2=I ( R 1+ R ) ( R3 + R ) R2 R − R R 0,5 (2) I =I R1 ( R3 + R ) R R − R1 R 0,75 0,25 (7) Tõ (1) vµ (2) ta cã R2 R − R R4 = 50 =10 (3) 10 Vậy các điện trở mạch đợc mắc theo các cách cho thỏa mãn ®iÒu kiÖn (3) Cô thÓ: + NÕu R1 = Ω , R2 = Ω , R3 = Ω , R4 = Ω 0,5 0,5 Thì RCD=25 Ω Khi đó A1 giá trị I01 = 4,8A 12 0,5 + NÕu R1 = Ω , R2 = Ω , R3 = Ω , R4 = Ω Thì RCD=2 Ω đó ampe kế I02 = 5A Các cách khác không thỏa mãn điều kiện (3) VËy tïy theo trËt tù cña c¸c ®iÖn trë m¹ch mµ sè chØ cña ampe kÕ A1 lµ: I01 = 4,8A hoÆc I02 = 5A Lu ý: + Ngoài đáp án trên học sinh làm theo cách khác mà đúng và đủ các bớc cho ®iÓm tèi ®a + Trong bài học sinh không ghi đơn vị các đại lợng cần tìm hai lần ghi sai đơn vị thì trừ 0,25 điểm cho toàn bài (8)