Gọi q1 = m1.c1 là nhiệt dung tổng cộng của bình 1 và các chất lỏng sau lần trút thứ nhất ở 20oC q2 = m2.c2 là nhiệt dung của mỗi ca chất lỏng trút vào; t2 là nhiệt độ của mỗi ca chất lỏn[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT HUYỆN LỤC NAM (Đề thi gồm 01 trang) ĐỀ THI CHỌN GIÁO VIÊN GIỎI CẤP HUYỆN CHU KỲ 2012 – 2014 Môn: Vật lí THCS Thời gian làm bài: 150 phút Câu (2,5 điểm) Một ca nô chạy từ bến A đến bến B quay trở lại bến A trên dòng sông Hỏi nước sông chảy nhanh hay chảy chậm thì vận tốc trung bình ca nô suốt thời gian lẫn lớn hơn? Coi vận tốc ca nô so với nước có độ lớn không đổi Câu (2,5 điểm) Cho nguồn điện không rõ hiệu điện thế, điện trở R chưa rõ giá trị, ampe kế và vôn kế loại không lí tưởng Hãy trình bày cách xác định giá trị điện trở ampe kế, R và vôn kế (Chú ý tránh cách mắc có thể làm hỏng ampe kế) Câu (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 nhiệt bình sau lần trút là: 20oC, 35oC, bỏ sót lần không ghi, 50 oC Hãy xác định 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 R3 R4 C K Câu (4 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: K đó: U = 13,5 V ; R1 = R2 = Ω điện trở ampe kế là RA = Ω, A R2 R1 điện trở vôn kế vô cùng lớn A B Khóa K mở: ampe kế 1A, vôn kế 12V D Tính R0 và R3? R0 Điện trở tương đương đoạn mạch đó U + là bao nhiêu ? Khóa K đóng: ampe kế dòng điện có cường độ 0,2A chạy theo chiều từ C đến D Tính R4 và số vôn kế ? V Câu (3 điểm) Hai thấu kính hội tụ O1 và O2 đặt B cho trục chính chúng trùng Khoảng cách hai quang tâm hai thấu O A kính là a = 60cm Tiêu cự thấu kính O1 và O2 là f1 = 25cm và f2 = 50cm Vật sáng AB vuông góc với trục chính và khoảng hai thấu kính Điểm A nằm trên trục chính và cách O1 khoảng là x (hình vẽ) a Cho x = 40cm Hãy vẽ và xác định vị trí các ảnh qua thấu kính b Tìm x để hai ảnh cùng chiều và cao O Câu (4 điểm) a) Thầy (cô) hãy cho biết nào là phương pháp dạy học tích cực? Nêu các đặc trưng phương pháp dạy học tích cực b) Nêu các bước dạy học thí nghiệm biểu diễn và các yêu cầu thí nghiệm biểu diễn dạy học vật lí? (2) PHÒNG GD&ĐT HUYỆN LỤC NAM Bài HƯỚNG DẪN CHẤM THI GIÁO VIÊN GIỎI CẤP HUYỆN CHU KỲ 2012 – 2014 Môn: Vật lí THCS Hướng dẫn giải Điểm Gọi v1 là vận tốc thực ca nô ( nước yên lặng) v2 là vận tốc dòng nước (v2 < v1) Gọi quãng đường AB là S Vận tốc ca nô xuôi dòng là: v1 + v2 0,25 Vận tốc ca nô ngược dòng là: v1 - v2 Thời gian ca nô xuôi dòng từ A đến B là 0,25 t1 = S / (v1 + v2) Thời gian ca nô ngược dòng từ B A là: 0,25 t2 = S / (v1 - v2 ) Vậy thời gian ca nô từ A đến B trở lại A là 0,25 t = t1 + t2 = S / (v1 + v2) + S / (v1 - v2 ) hay t = S 2v1 / ( v12 – v22) Vận tốc trung bình ca nô suốt thời gian lẫn là: 0,25 vtb = 2S/ t = 2S/ S 2v1 / ( v12 – v22) hay vtb = ( v12 – v22) / v1 + Khi nước sông chảy nhanh: Vận tốc dòng nước là v2(n) Vận tốc trung bình (vtb(n)) ca nô đó là: 0,25 vtb(n) = ( v12 – v22(n)) / v1 + Khi nước sông chảy chậm: Vận tốc dòng nước là v2(c) Vận tốc trung bình (vtb(c)) ca nô đó là: 0,25 vtb(c) = ( v12 – v22(c)) / v1 Vì vận tốc ca nô không đổi (v1 không đổi), mà vận tốc dòng nước chảy nhanh lớn vận tốc dòng nước chảy chậm (v2(n) > v2(c)) hay v22(n) > v22(c) 0,25 nên v12 – v22(n) < v12 – v22(c) suy ra: (v12 – v22(n)) / v1 < ( v12 – v22(c)) / v1 0,25 vậy: vtb(n) < vtb(c) Vậy vận tốc trung bình ca nô suốt thời gian lẫn nước 0,25 sông chảy nhanh nhỏ vận tốc trung bình ca nô nước chảy chậm - Mắc mạch điện hình vẽ R A A B 0,5 V Vôn kế đo hiệu điện hai đầu ampe kế giá trị U1, còn số ampe kế là I1 Ta xác định điện trở ampe kế là: RA = U1 /I1 0,25 (3) - Mắc lại mạch điện hình vẽ: V R A A B Vôn kế U2, ampe kế I2 Vì U2 = I2 ( RA + R) mà RA = U1 /I1 nên U2 = I2.( U1/I1 + R) suy ra: R = U2/I2 – U1/I1 Vậy giá trị điện trở R là R = U2/I2 – U1/I1 - Để xác định điện trở vôn kế: Mắc ampe kế và vôn kế vào mạch điện hình vẽ A A V B Số vôn kế là U3, ampe kế I3 Khi đó điện trở vôn kế là: RV = U3/I3 Nhiệt độ bình tăng dần chứng tỏ nhiệt độ ca chất lỏng trút vào cao nhiệt độ bình và ca chất lỏng trút vào truyền cho bình nhiệt lượng Gọi q1 = m1.c1 là nhiệt dung tổng cộng bình và các chất lỏng sau lần trút thứ (ở 20oC) q2 = m2.c2 là nhiệt dung ca chất lỏng trút vào; t2 là nhiệt độ ca chất lỏng đó tx là nhiệt độ bị bỏ sót không ghi Ta có phương trình cân nhiệt sau lần trút thứ hai (ứng với nhiệt độ cân nhiệt là 35oC) là: q1.( 35 – 20) = q2.( t2 – 35) (1) tương tự ta có: Pt cân nhiệt sau lần trút thứ ba (nhiệt độ cân là tx): (q1 + q2) (tx – 35) = q2 (t2 – tx) ( ) Pt cân nhiệt sau lần trút thứ tư (nhiệt độ cân là 50oC): (q1 + 2q2) (50 - tx ) = q2 (t2 – 50) ( ) t 2− 35 Từ (1) q1 = q2 15 (4) Thay (4) vào (2) và (3) ta có hệ: t 2− 35 ( 15 t 2− 35 + 1) q2.( tx – 35) = q2 ( t2 – tx) ( 15 + 2) q2.( 50 - tx ) = q2 ( t2 – 50) Giải được: t2 = 800C tx = 440C Vậy: Nhiệt độ cân lần bỏ sót không ghi là 44oC, 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 (4) Nhiệt độ ca chất lỏng lấy từ bình trút vào 80oC Khi K mở: Mạch điện gồm [(R3 nt RA)//R1] nt R2 nt R0 Gọi IC là cường độ dòng điện mạch chính UV là số vôn kế Ta có: U = UV + IC.R0 hay 13,5 = 12 + IC.R0 (1) Mặt khác: UV = I1.R1 + IC.R2 = 12 mà I1 = IC - IA nên ta có: (IC - IA ).R1 + IC.R2 = 12 => (IC - 1).6 + IC.6 = 12 => IC = 1,5 A (2) Thay (2) vào (1) ta R0 = Ω Cường độ dòng điện qua R1 là I1 = IC - IA = 1,5 – = 0,5 A => U1 = I1.R1 = 0,5 = 3V Mà U1 = IA.( R3 + RA) (vì [(R3 nt RA) //R1] ) => 1.( R3 + 1) = => R3 = Ω Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđ = U/ IC = 13,5: 1,5 = Ω Khi K đóng: Ta có UCD = UA = IA.RA = 0,2.1 = 0,2V Còn U = I1.R1 + I2.R2 + I0.R0 = 13,5(V) (3) mà I2 = I1 + IA = I1 + 0,2 I0 = I + I Thay vào (3) => 6I1 + 6.( I1 + 0,2) + 1.( I1+I3) = 13.5 hay 13I1 + I3 = 12,3 (4) Lại có: U1 = U3 + UA (UAD = UAC + UCD) hay I1.R1 = I3.R3 + 0,2 => 6I1 = 2I3 + 0,2 => I3 = 3I1 – 0,1 (5) Thay (5) vào (4): I1 = 0,775 A => I3 = 2,225A I2 = 0,975A I0 = 3A Hiệu điện U2 = I2.R2 = 0,975.6 = 5,85V Cường độ dòng điện qua R4 là: Có I3 = IA + I4 (Xét C) => I4 = I3 – IA = 2,225 – 0,2 = 2,025A Hiệu điện đầu R4 là: U4 = UA + U2 (UCB = UCD + UDB) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 (5) => U4 = 0,2 + 5,85 = 6,05V Vậy điện trở R4 là: R4 = U4/ I4 = 6,05/ 2,025 ≈ (Ω) Số vôn kế là: UV = U – I0.R0 = 13,5 – 3.1 = 10,5V a) Vẽ hình (hình 1) Từ hình vẽ ta có: ∆O1AB ~ ∆O1A1B1 => O1A/O1A1 = AB/A1B1 0,25 0,25 0,5 (1) ∆F1O1I1 ~ ∆F1A1B1 => F1O1/F1A1 = O1I1/A1B1 = AB/A1B1 (2) 0,25 - Từ (1) và (2) => O1A1 = O1F1.O1A/(O1A – O1F1) = f1.x/(x-f1) = 25.40/(40 – 25) ≈ 67 (cm) 0,5 - Tương tự ta có: ∆O2AB ~ ∆O2A2B2; ∆F2O2I2 ~ ∆F2A2B2 => O2A2 = O2A.O2F2/(O2F2 – O2A) = 0,25 = (a – x).f2/(f2 – a + x) = = (60 – 40).50/(50 – 60 + 40) ≈ 33 (cm) 0,25 Vậy: Ảnh A1B1 là ảnh thật, cách thấu kính O1 khoảng 67cm Ảnh A2B2 là ảnh ảo, cách thấu kính O2 khoảng 33cm 0,25 b Hai ảnh cùng chiều là ảnh ảo vì a < f1 + f2 Vì A2B2/AB = O2A2/O2A = F2A2/F2O2 = = (F2A2 – O2A2)/(F2O2 – O2A) = = f2/[f2 – (a – x)] 0,25 Mặt khác: A1B1/AB = O1A1/O1A = F1A1/F1O1 = = (F1A1 – O1A1)/(F1O1 – O1A) = f1/(f1 – x) 0,25 A1B1 = A2B2 nên f1/(f1 – x) = f2/[f2 – (a – x)] Hay: 25/(25 – x) = 50/(50 – 60 + x) 0,25 Giải được: x = 20 (cm) 0,25 Ghi chú: Sau phần vẽ hình, thí sinh có thể sử dụng công thức thấu kính bị trừ tối đa 0,5 điểm không chứng minh công thức a) - Phương pháp dạy học tích cực là phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo người học tổ chức, hướng dẫn, định hướng người dạy - Các đặc trưng phương pháp dạy học tích cực: + Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập HS 1,0 1,0 (6) + Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học + Học tập cá thể phối hợp với học tập hợp tác + Kết hợp đánh giá thầy và tự đánh giá trò b) - Các bước: + Tìm hiểu mục đích, lập kế hoạch thí nghiệm + Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm + Tìm hiểu cách bố trí thí nghiệm + Tiến hành thí nghiệm, quan sát tượng và ghi kết + Xử lí kết thí nghiệm, rút nhận xét, kết luận 1,0 - Các yêu cầu thí nghiệm biểu diễn: + Lựa chọn phương án thí nghiệm để đảm bảo tính trực quan, tính an toàn, tính hiệu và đảm bảo thời gian + Phải đảm bảo lớp quan sát + Việc thu nhận các số liệu thí nghiệm phải trung thực, đồng thời phải đủ sức thuyết phục Hình 1: B2 I1 A1 I2 B F1 O F'2 A2 F'1 A O F2 B1 PHÒNG GD&ĐT HUYỆN LỤC NAM HƯỚNG DẪN CHẤM THI GIÁO VIÊN GIỎI CẤP HUYỆN CHU KỲ 2012 – 2014 1,0 (7) Môn: Vật lí THCS Bài Hướng dẫn giải Gọi v1 là vận tốc thực ca nô ( nước yên lặng) v2 là vận tốc dòng nước (v2 < v1) Gọi quãng đường AB là S Vận tốc ca nô xuôi dòng là: v1 + v2 Vận tốc ca nô ngược dòng là: v1 - v2 Vận tốc trung bình ca nô suốt thời gian lẫn là: vtb = 2S/ t = 2S/ S 2v1 / ( v12 – v22) hay vtb = ( v12 – v22) / v1 Vì vận tốc ca nô không đổi (v1 không đổi), suy ra: (v12 – v22(n)) / v1 < ( v12 – v22(c)) / v1 vậy: vtb(n) < vtb(c) Vậy vận tốc trung bình ca nô suốt thời gian lẫn nước sông chảy nhanh nhỏ vận tốc trung bình ca nô nước chảy chậm - Mắc mạch điện hình vẽ R A A B Điểm 0,25 1, 25 0,75 0,25 0,5 V Vôn kế U1, ampe I1 Ta xác định điện trở ampe kế là: RA = U1 /I1 - Mắc lại mạch điện hình vẽ: 0,25 V R A A B Vôn kế U2, ampe kế I2 Vì U2 = I2 ( RA + R) = I2.( U1/I1 + R) => R = U2/I2 – U1/I1 - Để xác định điện trở vôn kế: Mắc ampe kế và vôn kế vào mạch điện hình vẽ A A V B Số vôn kế là U3, ampe kế I3 Khi đó điện trở vôn kế là: RV = U3/I3 Nhiệt độ bình tăng dần chứng tỏ nhiệt độ ca chất lỏng trút vào cao nhiệt độ bình và ca chất lỏng trút vào truyền cho 0,5 0,5 0,5 0,25 (8) bình nhiệt lượng Gọi q1 = m1.c1 là nhiệt dung tổng cộng bình và các chất lỏng sau lần trút thứ (ở 20oC) q2 = m2.c2 là nhiệt dung ca chất lỏng trút vào; t2 là nhiệt độ ca chất lỏng đó tx là nhiệt độ bị bỏ sót không ghi Ta có phương trình cân nhiệt sau lần trút thứ hai (ứng với nhiệt độ cân nhiệt là 35oC) là: q1.( 35 – 20) = q2.( t2 – 35) (1) tương tự ta có: Pt cân nhiệt sau lần trút thứ ba (nhiệt độ cân là tx): (q1 + q2) (tx – 35) = q2 (t2 – tx) ( ) Pt cân nhiệt sau lần trút thứ tư (nhiệt độ cân là 50oC): (q1 + 2q2) (50 - tx ) = q2 (t2 – 50) ( ) 0,25 0,5 0,5 0,5 t 2− 35 Từ (1) q1 = q2 15 (4) Thay (4) vào (2) và (3) ta có hệ: t 2− 35 ( 15 ( t 2− 35 15 + 1) q2.( tx – 35) = q2 ( t2 – tx) + 2) q2.( 50 - tx ) = q2 ( t2 – 50) Giải được: t2 = 800C tx = 440C Vậy: Nhiệt độ cân lần bỏ sót không ghi là 44oC, Nhiệt độ ca chất lỏng lấy từ bình trút vào 80oC 0,75 Khi K mở: Mạch điện gồm [(R3 nt RA)//R1] nt R2 nt R0 Gọi IC là cường độ dòng điện mạch chính UV là số vôn kế, ta có: (IC - IA ).R1 + IC.R2 = 12 => (IC - 1).6 + IC.6 = 12 => IC = 1,5 A => U = UV + IC.R0 hay 13,5 = 12 + 1,5.R0 => R0 = Ω Cường độ dòng điện qua R1 là I1 = IC - IA = 1,5 – = 0,5 A => U1 = I1.R1 = 0,5 = 3V Mà U1 = IA.( R3 + RA) (vì [(R3 nt RA) //R1] ) => 1.( R3 + 1) = => R3 = Ω Điện trở tương đương đoạn mạch là: Rtđ = U/ IC = 13,5: 1,5 = Ω Khi K đóng: Ta có UCD = UA = IA.RA = 0,2.1 = 0,2V Còn U = I1.R1 + I2.R2 + I0.R0 = 13,5(V) 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 (9) mà I2 = I1 + IA = I1 + 0,2 I0 = I + I Thay vào (3) => 6I1 + 6.( I1 + 0,2) + 1.( I1+I3) = 13.5 hay 13I1 + I3 = 12,3 (1) Lại có: U1 = U3 + UA (UAD = UAC + UCD) hay I1.R1 = I3.R3 + 0,2 => 6I1 = 2I3 + 0,2 => I3 = 3I1 – 0,1 (2) Thay (2) vào (1) và giải được: I1 = 0,775 A => I3 = 2,225A I2 = 0,975A I0 = 3A Hiệu điện U2 = I2.R2 = 0,975.6 = 5,85V Cường độ dòng điện qua R4 là: Có I3 = IA + I4 (Xét C) => I4 = I3 – IA = 2,225 – 0,2 = 2,025A Hiệu điện đầu R4 là: U4 = UA + U2 => U4 = 0,2 + 5,85 = 6,05V => R4 = U4/ I4 = 6,05/ 2,025 ≈ (Ω) Số vôn kế là: UV = U – I0.R0 = 13,5 – 3.1 = 10,5V a) Vẽ hình (hình 1) Từ hình vẽ ta có: 0,5 0, 0,5 0,5 0,5 ∆O1AB ~ ∆O1A1B1 => O1A/O1A1 = AB/A1B1 ∆F1O1I1 ~ ∆F1A1B1 => F1O1/F1A1 = O1I1/A1B1 = AB/A1B1 0,25 - Từ (1) và (2) => O1A1 = O1F1.O1A/(O1A – O1F1) = f1.x/(x-f1) = 25.40/(40 – 25) ≈ 67 (cm) 0,5 - Tương tự ta có: ∆O2AB ~ ∆O2A2B2; ∆F2O2I2 ~ ∆F2A2B2 => O2A2 = O2A.O2F2/(O2F2 – O2A) = = (a – x).f2/(f2 – a + x) = = (60 – 40).50/(50 – 60 + 40) ≈ 33 (cm) 0,5 Vậy: Ảnh A1B1 là ảnh thật, cách thấu kính O1 khoảng 67cm Ảnh A2B2 là ảnh ảo, cách thấu kính O2 khoảng 33cm 0,25 b Hai ảnh cùng chiều là ảnh ảo vì a < f1 + f2 Vì A2B2/AB = O2A2/O2A = F2A2/F2O2 = = (F2A2 – O2A2)/(F2O2 – O2A) = = f2/[f2 – (a – x)] 0,25 (10) Mặt khác: A1B1/AB = O1A1/O1A = F1A1/F1O1 = = (F1A1 – O1A1)/(F1O1 – O1A) = f1/(f1 – x) A1B1 = A2B2 nên f1/(f1 – x) = f2/[f2 – (a – x)] 0,25 Hay: 25/(25 – x) = 50/(50 – 60 + x) Giải được: x = 20 (cm) 0,5 Ghi chú: Sau phần vẽ hình, thí sinh có thể sử dụng công thức thấu kính bị trừ tối đa 0,5 điểm không chứng minh công thức a) - Phương pháp dạy học tích cực là phương pháp dạy học theo 1,0 hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo người học tổ chức, hướng dẫn, định hướng người dạy 1,0 - Các đặc trưng phương pháp dạy học tích cực: + Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập HS + Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học + Học tập cá thể phối hợp với học tập hợp tác + Kết hợp đánh giá thầy và tự đánh giá trò b) 1,0 - Các bước: + Tìm hiểu mục đích, lập kế hoạch thí nghiệm + Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm + Tìm hiểu cách bố trí thí nghiệm + Tiến hành thí nghiệm, quan sát tượng và ghi kết + Xử lí kết thí nghiệm, rút nhận xét, kết luận - Các yêu cầu thí nghiệm biểu diễn: + Lựa chọn phương án thí nghiệm để đảm bảo tính trực quan, tính an 1,0 toàn, tính hiệu và đảm bảo thời gian + Phải đảm bảo lớp quan sát + Việc thu nhận các số liệu thí nghiệm phải trung thực, đồng thời phải đủ sức thuyết phục B2 B A1 F1 O B1 F'2 A2 F'1 A O F2 (11)