LƯU Ý: Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm số theo phân phối điểm của hướng dẫn chấm này.... Gọi t1 là thời gian đi nửa đầu đoạn đường, t2 là thời gian đi nửa đoạn đườ[r]
(1)UBND HUYỆN NGHĨA ĐÀN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC: 2012-2013 Môn thi: VẬT LÍ LỚP Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Bài 1: (5 điểm) Một nhiệt lượng kế có khối lượng m = 120g, nhiệt dung riêng c1 = 460J/kg.K chứa nước có khối lượng m2 = 600g cùng nhiệt độ t1 = 200C Người ta thả vào đó hỗn hợp bột Nhôm và Thiếc có khối lượng tổng cộng là m = 180g đã đun nóng tới 1000C Khi diễn cân nhiệt, nhiệt độ cân là t = 24 0C Tính khối lượng m3 Nhôm, m4 Thiếc có hỗn hợp Biết nhiệt dung riêng nước, Nhôm, Thiếc là: c2 = 4200J/kg.K, c3 = 900J/kg.K, c4 = 230J/kg.K Bài 2:(4điểm) Một xe máy trên quãng đường AB Nửa đoạn đường đầu với vận tốc V = 60km/h Trong nửa thời gian còn lại với vận tốc V = 30km/h, cuối cùng với vận tốc V3 = 20km/h Tính vận tốc trung bình trên quãng đường Bài 3:(5 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: (Hình.1) U = 24V, R = 12 Bóng đèn có điện trở Rđ = 18 và hiệu điện định mức là 9V a Hỏi giá trị Rb biến trở tham gia vào mạch điện phải bao nhiêu để đèn sáng bình thường? b Khi đèn sáng bình thường, dịch chuyển chạy phía trái thì độ sáng đèn thay đổi sao? U + - R D C -0 Rb (Hình.1) Đ Bài 4: (6 điểm) Cho mạch điện hình vẽ (Hình.2) R4 A B Hiệu điện hai điểm A và B là 20V luôn không đổi Þ Þ + Biết R1 = , R2 = , R3 = , R4 = , R5 = R5 R3 Điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể R1 1) Khi khoá K mở Tính: C K a) Điện trở tương đương mạch R2 b) Số ampe kế A 2) Thay điện trở R2 và R4 điện trở Rx và Ry, (Hình 2) khoá K đóng và mở ampe kế 1A Tính giá trị điện trở Rx và Ry trường hợp này Lưu ý : Học sinh bảng B không phải làm ý bài (2) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ BẢNG A Năm học 2012-2013 Bài Tóm tắt đáp án TT : m1 = 0,12kg; m2 = 0,6kg; m = 0,18kg; c1 = 460J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K; Điểm 0,25 c3 = 900J/kg.K; c4 = 230J/kg.K; t1 = 200C; t2 = 1000C; t = 240C 5đ Tính m3 = ? m4 = ? - Theo bài ta có: m3 + m4 = 0,18(kg) => m4 = 0,18 – m3 (kg) - Nhiệt lượng vật nhôm và thiếc toả ra: Q3 = m3.c3(t2 - t) Q4 = m4.c4(t2 - t) - Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào: Nhiệt lượng kế: Q1 = m1.c1(t – t1) Nước : Q2 = m2.c2(t – t1) Theo phöông trình caân baèng nhieät thì: Q3 + Q4 = Q1 + Q2 (m3.c3 + m4.c4)(t2 - t) = (m1.c1 + m2.c2)(t – t1) (m1c1 m2c2 )(t t1 ) t2 t m c +m c = thay số………….……………… 3 A 4đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 4 m3.c3 + m4.c4 135,5 900m3 + 230(0,18 – m3) = 135,5 ………………… 673m3 = 94,1 m3 = 0,14(kg) = 140kg………………………………………………………………… thay vào (1) ta : m4 0, 04(kg ) 40( g ) …………………………………………………………………… 0,25 S TT: S = AB, V1 = 60km/h; V2 = 30km/h; V3 = 20km/h, S2 + S3 = S1 = Vtb = ? 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 S1 0,25 S2 B Gọi t1 là thời gian nửa đầu đoạn đường, t2 là thời gian nửa đoạn đường còn lại 0,25 S1 S S S 0, Ta có: t1 = V1 = 2.V1 = 2.60 = 120 (h)………………………………………………… t2 0,25 - Thời gian xe với vận tốc V2 là , đoạn đường tương ứng với thời gian này là: t2 S2 = V2 (1) 0,25 t2 - Thời gian xe với vận tốc V là , đoạn đường tương ứng với thời gian 0,25 t2 0,25 này là: S = V (2) S3 - Theo bài ta có : S S2 + S3 = (3) 0,25 (3) S - Thay (1), (2) vào (3) ta có: (V2 + V3).t2 = S S S - => t2 = V2 V3 = 30 20 = 50 S S 17.S Thời gian hết đoạn đường là : t = t1 + t2 = 120 + 50 = 600 S 600 - Vận tốc trung bình trên đoạn đường AB là : Vtb = t = 17 ≈ 35,3(km/h) U = 24V; R = 12 ; Rđ = 18; Uđ = 9V 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 a Rb =? b dịch bt trái độ sáng đèn? ……………………………………………………………………………………… 5đ R.Rd 12.18 R R d = 12 18 = 7,2( )…………… a Vì Đ//R nên điện trở đoạn CD là: RCD = Khi đèn sáng bình thường thì HĐT đầu đèn đạt giá trị định mức, ta có UCD = Uđ = 9(V) U CD Cường độ dòng điện toàn mạch: I = Ib = ICD = RCD = 7, = 1,25(A)……………… 24 U => điện trở toàn mạch RTM = I = 1, 25 = 19,2( )……………………………… Vì Rb nt RCD nên điện trở: Rb = RTM – RCD = 19,2 – 7,2 = 12( )………………… b Khi dịch chuyển chạy phía trái thì Rb giảm RTM giảm …………………… U mà U không đổi nên cường độ dòng điện toàn mạch I = RTM tăng……………………… c Mà HĐT đầu đèn: Uđ = UCD = Ic.RCD tăng …………………………………………… => đèn sáng bình thường, có thể cháy ……………………………………………… ( Tuỳ mức độ có thể chiết đến 0,25đ) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 6đ 1/ Khi K mở ta có mạch sau : {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5 Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = + 1=4( ) Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = + 2= 4( ) 0,5đ 0,25đ 0,25đ R13 R24 4 2() R R 13 24 Điện trở R1234 = 0,5đ Điện trở tương đương mạch: RAB = R5 + R1234 = + 2= 10( ) 0,5đ U 20 2( A) b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I = RAB 10 Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 2(A) Hiệu điện đoạn mạch mắc song song : UCB = U1234 = I1234 R1234 = 2 = 4(V) Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = UCB = 4(V) U 24 1( A) R Cường độ dòng điện qua R24 : I24 = 24 Số ampe kế: IA = I24 = 1(A) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ (4) 2/ Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // ( Rx nt Ry)] Cường độ dòng điện qua mạch: I I U ( R R3 ).( Rx Ry ) R5 R1 R3 Rx Ry 20(4 Rx Ry ) 20 4.( Rx Ry ) 8(4 Rx Ry ) 4.( Rx Ry ) 8 Rx Ry 0,25đ = ICB (1) Vì R13 // Rxy nên : I2 R1 R3 I CB R1 R3 Rx Ry hay I CB 4 Rx R y => I CB Rx Ry Từ (1) và (2) suy ra: Rx Ry (2) 0,25đ 20(4 Rx Ry ) 8(4 R R ) 4.( R R ) x y x y 0,25đ =>Rx + Ry = 4( ) => Ry = – Rx Khi K đóng: R5 nt [( R1 // Rx ) nt ( R3 // Ry)] Cường độ dòng điện mạch chính: I' I' 20 20 R R Ry R R 3Rx R5 x y 8 R1 Rx R3 Ry Rx Ry 0,25đ 20(3 Rx )(5 Rx ) 8(3 Rx )(5 Rx ) 3Rx (5 Rx ) (4 Rx )(3 Rx ) = I 0,25đ ' CB (3) Vì R1 // Rx nên: I2 R1 ' I CB R1 Rx 3 Rx ' I CB ' I CB Rx hay 0,25đ (4) Từ (3) và (4) suy ra: 20(3 Rx )(5 Rx ) Rx 8(3 Rx )(5 Rx ) 3Rx (5 Rx ) (4 Rx )(3 Rx ) 3Rx2 – 23Rx + 42 = Giải phương trình bậc hai ta hai nghiệm Rx1 = 4,67, Rx2 = theo điều kiện ta loại Rx1> 4; nhận Rx2 = 3( )=> Ry = 0,25đ 0,25đ LƯU Ý: Thí sinh giải theo cách khác, đúng cho đủ điểm số theo phân phối điểm hướng dẫn chấm này (5) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ BẢNG B Năm học 2012-2013 Bài Tóm tắt đáp án TT : m1 = 0,12kg; m2 = 0,6kg; m = 0,18kg; c1 = 460J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K; Điểm 0,25 c3 = 900J/kg.K; c4 = 230J/kg.K; t1 = 200C; t2 = 1000C; t = 240C 5đ Tính m3 = ? m4 = ? - Theo bài ta có: m3 + m4 = 0,18(kg) => m4 = 0,18 – m3 (kg) - Nhiệt lượng vật nhôm và thiếc toả ra: Q3 = m3.c3(t2 - t) Q4 = m4.c4(t2 - t) - Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào: Nhiệt lượng kế: Q1 = m1.c1(t – t1) Nước : Q2 = m2.c2(t – t1) Theo phöông trình caân baèng nhieät thì: Q3 + Q4 = Q1 + Q2 (m3.c3 + m4.c4)(t2 - t) = (m1.c1 + m2.c2)(t – t1) (m1c1 m2c2 )(t t1 ) t2 t m c +m c = thay số………….……………… 3 A 4đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 4 m3.c3 + m4.c4 135,5 900m3 + 230(0,18 – m3) = 135,5 ………………… 673m3 = 94,1 m3 = 0,14(kg) = 140kg………………………………………………………………… thay vào (1) ta : m4 0, 04(kg ) 40( g ) …………………………………………………………………… 0,25 S TT: S = AB, V1 = 60km/h; V2 = 30km/h; V3 = 20km/h, S2 + S3 = S1 = Vtb = ? 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 S1 0,25 S2 B Gọi t1 là thời gian nửa đầu đoạn đường, t2 là thời gian nửa đoạn đường còn lại 0,25 S1 S S S 0, V V = 2.60 = 120 (h)………………………………………………… Ta có: t1 = = t2 0,25 - Thời gian xe với vận tốc V2 là , đoạn đường tương ứng với thời gian này là: t2 0,25 S2 = V2 (1) t2 0,25 - Thời gian xe với vận tốc V là , đoạn đường tương ứng với thời gian t2 0,25 này là: S3 = V3 (2) 0,25 S3 (6) - S Theo bài ta có : S2 + S3 = (3) S Thay (1), (2) vào (3) ta có: (V2 + V3).t2 = S S S V V => t = = 30 20 = 50 S S 17.S Thời gian hết đoạn đường là : t = t1 + t2 = 120 + 50 = 600 S 600 - Vận tốc trung bình trên đoạn đường AB là : Vtb = t = 17 ≈ 35,3(km/h) U = 24V; R = 12 ; Rđ = 18; Uđ = 9V ……………………………………………………………………………………… R.Rd 12.18 5đ a Vì Đ//R nên điện trở đoạn CD là: RCD = R Rd = 12 18 = 7,2( )…………… Khi đèn sáng bình thường thì HĐT đầu đèn đạt giá trị định mức, ta có UCD = Uđ = 9(V) U CD Cường độ dòng điện toàn mạch: I = Ib = ICD = RCD = 7, = 1,25(A)……………… 24 U => điện trở toàn mạch RTM = I = 1, 25 = 19,2( )……………………………… Vì Rb nt RCD nên điện trở: Rb = RTM – RCD = 19,2 – 7,2 = 12( )………………… b Khi dịch chuyển chạy phía trái thì Rb giảm RTM giảm …………………… U mà U không đổi nên cường độ dòng điện toàn mạch I = RTM tăng……………………… c Mà HĐT đầu đèn: Uđ = UCD = Ic.RCD tăng …………………………………………… => đèn sáng bình thường, có thể cháy ……………………………………………… ( Tuỳ mức độ có thể chiết đến 0,25đ) 6đ 0,25 0,5 0,5 0,5 a Rb =? b dịch bt trái độ sáng đèn? 0,25 1/ Khi K mở ta có mạch sau : {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5 Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = + 1=4( ) Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = + 2= 4( ) R13 R24 4 2() R R 24 Điện trở R1234 = 13 Điện trở tương đương mạch: RAB = R5 + R1234 = + 2= 10( ) U 20 2( A) b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I = RAB 10 Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 2(A) Hiệu điện đoạn mạch mắc song song : UCB = U1234 = I1234 R1234 = 2 = 4(V) Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = UCB = 4(V) U 24 1( A) R Cường độ dòng điện qua R24 : I24 = 24 Số ampe kế: IA = I24 = 1(A) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ LƯU Ý: Thí sinh giải theo cách khác, đúng cho đủ điểm số theo phân phối điểm hướng dẫn chấm này (7)