Đang tải... (xem toàn văn)
Đặt một hiệu điện thế không đổi mắc nối tiếp với điện trở R 0 = 4Ω vào hai đỉnh Am và A1 hoặc Am và A3 của vòng đèn thì thấy trong cả hai trường hợp công suất tiêu thụ của vòng đèn là nh[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT THANH CHƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC ( Đề gồm trang) ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI TỈNH MÔN: VẬT LÍ Năm học 2012 -2013 (Thời gian làm bài 120 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1: Trên đường thẳng, có xe xuất phát từ A đến B Xe thứ chuyển động với vận tốc V1 = 12 km/h, xe thứ hai xuất phát muộn xe thứ 20 phút với vận tốc V2 = 15 km/h Xe thứ ba xuất phát muộn xe thứ hai 20 phút 10 gặp hai xe các vị trí cách khoảng ∆S = km Tính vận tốc xe thứ Câu 2: Một bình thông có hai nhánh chứa dầu có trọng lượng riêng d = 8000 N/m3 Nhánh thứ đậy Píttông có khối lượng m1 = kg, nhánh thứ hai đậy Píttông có khối lượng m = kg Khi đặt vật nặng có khối lượng m3 = kg lên Píttông thứ thì Píttông thứ thấp Píttông thứ hai đoạn h1 = 40cm Khi đặt vật nặng có khối lượng m lên Píttông thứ hai thì Píttông thứ cao Píttông thứ hai đoạn h = 30cm Nếu không đặt vật nặng lên các Píttông thì Píttông nào thấp hơn, thấp đoạn bao nhiêu? Câu 3: Có hai bình cách nhiệt giống Bình đựng nước đá nhiệt độ t1 = -300C, bình chứa nước nhiệt độ t có cùng chiều cao với cột nước đá là 20cm và nửa chiều cao bình Người ta đổ từ bình hai sang bình thì thấy có cân nhiệt mực nước hạ xuống 0,5cm Tính t Biết nhiệt dung riêng nước là 4,2J/g.K, nước đá là 2,1J/g.k, nhiệt nóng chảy nước đá là λ = 340J/g Khối lượng riêng nước là 1g/cm3 nước đá là 0,9g/cm3 Câu 4: Có n bóng đèn loại 6V-12W mắc nối tiếp thành mạch kín trên các cạnh đa giác n cạnh Gọi các đỉnh đa giác là A 1,A2, …, Am Đặt hiệu điện không đổi mắc nối tiếp với điện trở R = 4Ω vào hai đỉnh Am và A1 Am và A3 vòng đèn thì thấy hai trường hợp công suất tiêu thụ vòng đèn là độ sáng các đèn hai trường hợp khác Tính số bóng đèn đã sử dụng Câu 5: Dây tóc bóng đèn thứ có công suất P1 = 60W, hoạt động hiệu điện U1 = 110V, có chiều dài L1 = 800mm và đường kính d1 = 0,08 mm Tìm chiều dài và đường kính dây tóc bóng đèn thứ hai có công suất P = 15W, hoạt động hiệu điện U2 = 220V Coi nhiệt lượng tỏa môi trường tỷ lệ với diện tích tiếp xúc dây tóc với môi trường, nhiệt độ hai dây tóc hoạt động là và không đổi, bỏ qua truyền nhiệt tiếp xúc hai đầu dây tóc Hết Họ và tên thí sinh:………………………………… Số báo danh: ……… (2) PHÒNG GD & ĐT THANH CHƯƠNG HUYỆN VÒNG HD CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI Môn thi: VẬT LÍ - NĂM HỌC: 2012 – 2013 ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM Câu 2đ Nội dung Gọi vận tốc người thứ là V3 ( V3 > V2) Khi người thứ bắt đầu xuất phát thì người thứ cách A là: S1 =v1 Điểm =8km Khi người thứ bắt đầu xuất phát thì người thứ hai cách A là: S2 =v2 =5km Quãng đường người thứ đến gặp người thứ là: 0,5 8v S3 = v3 - 12 Quãng đường người thứ đến gặp người thứ hai là: 5v S4 = v3 - 15 0,5 Ta xét các trường hợp sau: *TH1: Người gặp người trước 5v 8v3 10 => = S4 – S3 = ∆S v3 - 15 v3 - 12 Ta có: 15V3(V3 -12) – 24V3( V3-15) = 10(V3 – 12)(v3 – 15) 19V32 – 450 V3 + 1800 = Giải trường hợp này ta có V3 ≈ 5,1 ( loại ) V3 ≈ 18,6 km/h *TH 2: Người gặp người trước 0,5 8v 5v3 10 => = Ta có S3 – S4 = ∆S v3 - 12 v3 - 15 V32 – 90V3 + 1800 = Giải trường hợp này ta có V3 = 30 km/h V3 = 60 km/h Vậy vận tốc người thứ có thể đạt các giá trị: 1đ év3 =60km / h ê êv3 =30km / h ê ê ëv3 » 18, 6km / h 0,5 Gọi tiết diện nhánh thứ và nhánh thứ hai là S1 và S2 Khi đặt m3 lên pittong thứ nhất: Xét áp suất hai điểm hai nhánh trên cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ sát pittong, ta có: 10( m1 +m3 ) 10m2 = +h1d S1 S2 (1) Khi đặt m3 lên pittong thứ hai: Xét áp suất hai điểm hai nhánh trên 0,5 (3) cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ hai sát pittong, ta có: 10(m2 +m3 ) 10m1 = +h2 d S2 S1 (2) 0,5 S1 = ; S2 = 160 40 Từ (1) và (2) thay các giá trị vào, giải ta được: Áp suất Pitong tác dụng lên chất lỏng nhánh thứ là: 0,5 10m1 P1 = =1600 Pa S1 Áp suất Pitong tác dụng lên chất lỏng nhánh thứ là: 10m2 P2 = =1600 Pa S2 Do áp suất các Pitong tác dụng lên chất lỏng nhau, nên các Pitong cùng độ cao 2đ Khi cân nhiệt độ cao nước bị giảm xuống, chứng tỏ đã có nước đá chuyển thành nước Gọi khối lượng nước đá đã tan là mt với thể tích trạng thái đá là V1 trạng thái nước là V2 , h1 là độ cao cột nước đá đã bị nóng chảy V1Dđ = V2Dn => h1SDđ = (h1 – 0,5) SDn => h1 = 5cm Vậy đã có khối lượng nước đá bị nóng chảy, nhiệt độ cân là 00 C 0,5 0,25 0,5 Ta có phương trình cân nhiệt: mđ.Cđ.( – 30 ) + mđ λ = mnCn ( t0 – ) ( ) 0,5 Mặt khác ta có thể tích nước và đá ban đầu nửa thể md mn = =>md =0,9mn D Dn d tích bình, ta có : (2) Thay ( ) vào ( ) ta : 2,1 30 0,9 mn + 0,25 340 0,9 mn = 4,2 mn t0 => t0 = 31,7 0C 2đ 0,25 0,5 U 36 R = = =3W P 12 Điện trở bóng đèn là : + Khi nguồn điện mắc vào các đỉnh An và A1 thì vòng đèn gồm hai nhánh song song: Nhánh có bóng đèn, nhánh gồm n - bóng đèn mắc nối tiếp Điện trở toàn vòng đèn là: R1 = R (n - 1) R (n - 1) R = nR n æ U ö2 ÷ P1 =ç ç R +R ÷ R1 è 1ø Công suất vòng đèn là: + Khi nguồn điện mắc vào các đỉnh Am và A3 thì vòng đèn gồm hai nhánh song song: Nhánh có bóng mắc nối tiếp, nhánh gồm m - bóng 0,5 (4) mắc nối tiếp Điện trở toàn vòng đèn là: 3R (n - 3) R 3(n - 3) R R2 = = nR n Công suất vòng đèn là: æ U ö2 ÷ P2 =ç ç R +R ÷ R2 ø è æ U ö2 æ U ö2 ÷ ç ÷ =>ç ç R +R ÷ R1 =ç R +R ÷ R2 2ø è Ta có P1 = P2 è ø => R1( R0 + R2)2 = R2(R0 + R1)2 => ( R1 – R2 ) (R02 – R1R2 ) = Do các đèn có độ sáng khác nên R1 ≠ R2 và R1R2 = R02 én =9 ê n - 3( n - 3) 3( n - 1)(n - 3) R0 16 =>ê => R R =R0 => = = ên = ë 11 n n n R 0,5 0,5 Vậy số bóng cần phải dùng mạch điện kể trên là n = bóng 2đ Điện trở bóng đèn là: U2 l R1 = =r P1 S1 Điện trở bóng đèn là: U l R2 = =r P2 S2 ö æ æ çU1 ÷ çr ç P ÷ ç R => =è 12 ø =è æ ö æ R2 çU ÷ çr ç P ÷ ç è ø è l1 ö ÷ S1 ÷ ø =>l1S = P2 = l2 S1 P1 16 l2 ö ÷ S2 ÷ ø (1) Nhiệt lượng mà dòng điện cung cấp cho dây tóc hoạt động nhằm mục đích bù lại phần mát môi trường Gọi nhiệt lượng dây tóc tỏa môi trường đơn vị thời gian trên đơn vị diện tích là K Ta có Với bóng đèn thứ nhất: P1t = Sxq1K.t Với bóng đèn thứ nhất: P2t = Sxq2K.t P S ld => = xq => 2 = P1 S xq1 l1d1 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 (2) æd ö3 d2 d1 ÷ =>ç = = > = = > d = =0, 02mm ç d ÷ 64 d1 4 è ø Từ (1) và (2) Và l2 = l1 = 800mm Nếu học sinh giải theo các cách khác đúng vấn cho điểm tối đa 0,75 (5)