Đang tải... (xem toàn văn)
Xác định tỉ số giữa phần thể tích của quả cầu bị ngập trong nước với phần thể tích quả cầu bị ngập trong dầu khi quả cầu ở trạng thái cân bằng.. Sau khi cân bằng nhiệt, trút 2 ca nước từ[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT SƠN DƯƠNG TRƯỜNG TH&THCS SẦM DƯƠNG ĐỀ THI ĐỀ XUẤT CHỌN HỌC SINH GIỎI Năm học 2012-2013 Môn: Vật Lí Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề bài Câu 1(4,0 điểm) Người ta thả cầu đặc, đồng chất vào bình chứa nước thì thấy cầu bị ngập 90% thể tích trạng thái cân Biết trọng lượng riêng nước là 10000N/m3 a Xác định trọng lượng riêng chất làm cầu b Người ta tiếp tục đổ thêm dầu vào bình cầu bị ngập hoàn toàn Xác định tỉ số phần thể tích cầu bị ngập nước với phần thể tích cầu bị ngập dầu cầu trạng thái cân Biết trọng lượng riêng dầu là 8000N/m3 Câu 2(3,0 điểm) Bình A chứa 3kg nước 200C; bình B chứa 4kg 300C Đầu tiên trút ca nước từ bình A sang bình B Sau cân nhiệt, trút ca nước từ bình B sang bình A Nhiệt độ cân bình A là 240C Tính nhiệt độ bình B có cân nhiệt và khối lượng ca nước Cho khối lượng các ca nước và có trao đổi nhiệt nước hai bình Câu (4,0 điểm) Hai gương phẳng G1,G2 quay mặt phản xạ vào và hợp với góc =600 Một điểm sáng S nằm trên đường phân giác Ox gương, cách cạnh chung O khoảng R=10cm ( hình vẽ) a) Trình bày cách vẽ và vẽ tia sáng phát G1 từ S sau phản xạ trên G1, G2 lại truyền qua S x b) Gọi S1, S2 là ảnh đầu tiên S qua S 600 O G1, G2 Tính khoảng cách S1 và S2 Câu (4,0 điểm) Cho mạch điện ( hình vẽ ) Biết R = R3 = R4= Ω , R2= Ω , U = V a Nối A, D vôn kế có điện trở lớn Tìm sốcủa vôn kế? b Nối A, D Ampe kế có điện trở không đáng kể Tìm số Ampe kế và điện trở tương đương mạch G2 (2) Câu (5,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ bên Hiệu điện U không đổi và U = 18V; điện trở r = 2; bóng đèn Đ có hiệu điện định mức 6V; biến trở có điện trở toàn phần là R; bỏ qua điện trở các dây nối, ampe kế và chạy biến trở Điều chỉnh chạy biến trở để số ampe kế nhỏ 1A và đó đèn Đ sáng bình thường Hãy xác định công suất định mức đèn Đ U A D B r M N A C Đ GV đề: Duyệt BGH P HIỆU TRƯỞNG Nguyễn Tiến Phương Nguyễn Duy Sáng (3) ĐÁP ÁN – HƯỚNG DẪN CHẤM CÂU YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG ĐIỂM Câu (4,0 điểm) a Gọi V là thể tích cầu, vật nằm cân thì FA = P Ta có: 0,9V.dn = V.dc Vậy: dc = 0,9dn Thay số: dc = 9000N/m3 b.Gọi V1 là phần thể tích cầu ngập nước và phần thể tích ngập dầu là V2 Ta có: P = FAd + FAn Vdc = V1dn + V2dd (V1+V2)dc = V1dn + V2dd V1 dc dd - Ta có: V2 = d n d c = 0,5 Câu (3,0 điểm) Gọi khối lượng ca nước là m (0<m<3); Gọi m1, m2 là khối lượng nước lúc đầu bình A, bình B Gọi nhiệt độ bình B có cân nhiệt là tB - Áp dụng phương trình cân nhiệt cho lần đổ ca nước từ bình A sang bình B: cm(tB - 20) = c.m2(30 - tB)m(tB - 20) = 4(30 - tB) (1) - Áp dụng phương trình cân nhiệt cho lần đổ ca nước từ bình B trở lại bình A: c(m1- m)(24 - 20) = c.2m(tB - 24) (3- m).4= 2m(tB - 24) (2) 120 20m tB m (3) Từ (1) 22m tB m Từ (2) (4) 120 20m 22m Từ (3) và (4) suy m = m m2 - 13m +12 = (m - 1)(m - 12) = m=1(kg) m=12(kg) Vì m < nên ta lấy nghiệm m = 1kg Thay m=1 vào (4) ta tB = 280C Câu (4,0 điểm) a -Vẽ hình 1,0 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 S1 G1 K 1,0 S O H ’ Cách dựng: -Vẽ ảnh S1 S qua G1 (Bằng cách lấy đối xứng) -Vẽ ảnh S’1 S1 qua G2 (Bằng cách lấy S’1 đối xứng) ’ - Nối S với S cắt G2 H , nối S1 với H cắt G1 K G2 1,0 (4) -Nối K với S, H với S ta SKHS là đường truyền tia sáng cần dựng b.Vẽ hình S1 O G1 300 300 I 0,25 S SOS1 0G2 Xét tam giác cân OSS1 có góc S2 = 60 => ∆ OSS1 SS1 = OS = OS1= R Tương tự: SS2 = OS = OS2= R Nối S1S2 cắt OS I Ta có: OS1=OS2=SS1=SS2=>Tứ giác SS1OS2 là hình thoi => OS vuông góc với SS1 0,5 Xét tam giác vuông ISS1 có góc IS1S = 300 R => IS = SS1 = 0,5 R R SS IS = =>IS1 = = => S1S2 =2.IS1= R =10 (cm) Câu (4,0 điểm) R2 a Do vôn kế có điện trở lớn nên ta có thể bỏ vôn kế khỏi mạch Vậy ta có mạch điện: R1 nt[R2 // ( R3 nt R4)] suy R34 = R3 + R4 = Ω => RCB = = 1,6 Ω - Điện trở toàn mạch là: R = R1 + RCB = 5,6 Ω - Cường độ dòng qua mạch chính (qua điện trở R1 )là : I1=I= = ≈1,07 A =>UCB = RCB I =1,6.1,07 ≈1,7V => I3 =I4= = 0,2125 A Vôn kế UAD = UAC + U CD = U1+ U3= = I1 R1 + I3 R3 = 1,07.4 + 0,2125.4= 5,13 V Vậy số vôn kế là 5,13 V b Do điện trở ampe kế không đáng kể nên ta có thể chập A với D Phân tích mạch điện : [( R1// R3 ) nt R2] // R4 R1 R R13= R + R 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,75 0,25 = Ω => R123 = R2 + R13 = Ω ’ - Điện trở toàn mạch là R = R123 R =2 Ω R 123 + R4 * Số ampe kế: Dòng điện mạch chính có cường độ I’ = U /R’=3 A 0,5 0,25 (5) Câu (5,0 điểm) I = U / R4 = 1,5 A suy I2 =I – I4 = 1,5 A => U2 = I2 R2 = V suy U1 = U – U2 = 3V => I = U3 / R3 = U1 / R3 = 0,75 A Vậy số ampe kế là IA= I3 + I4 = 2,25A Đặt RMC=x thì RCN=R-x Rtd là điện trở tương đương đèn và RMC RD x Rtd = RD x (1) 0,5 0,5 0,5 Cường độ dòng điện qua mạch chính (qua điện trở r) là : U I = r R x Rtd (2) 0,5 Thay (1) vào (2) và biến đổi (2) ta được: U ( x RD ) I = x ( R r ) x ( R r ) RD (3) 0,5 Từ sơ đồ mạch điện ta có: UMC = xIx = RDID Ix Ix ID I ID RD = x = x RD = x RD I x ( x RD ) RD I= (4) I x ( x RD ) U ( x RD ) RD Từ (3) và (4) ta có: = x ( R r ) x ( R r ) RD URD I = x ( R r ) x ( R r ) RD 0,5 x URD (r R) Rr ( R r )2 ( R r ) R x x D Ix = = URD Rr P x 0,5 (5) (r R) đây ta đặt : P = (R + r)RĐ + r R Nhận xét : Mẫu số (5) ≤ P, dấu (=) xảy x = Điều đó có nghĩa mẫu số (5) đạt giá trị lớn 0,5 rR x = (6) đó số ampe kế nhỏ là (1A) Theo đầu bài, lúc này đèn Đ sáng bình thường nên Ux Ux = UĐ = 6V x= I x = = 6 0,5 thay x vào (6) ta được: R = 2x - r = 10 0,5 (6) Từ các kiện trên, ta có: U CB = U - UMC = 18 - = 12V, đó cường độ dòng điện mạch chính là: U CB 12 I = r R x = 10 = 2A 0,5 IĐ = I - Ix = - = 1A Vậy công suất định mức đèn Đ là: PĐ = IĐ.UĐ = 6.1 = 6W GV đề: 0,5 Duyệt BGH P HIỆU TRƯỞNG Nguyễn Tiến Phương Nguyễn Duy Sáng (7)