Nếu trước khi đổ lượng 2m nước sôi nói trên vào thùng này ta đổ đi tất cả lượng nước m đang có trong thùng thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu?. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với [r]
(1)PHÒNG GD&ĐT THANH SƠN ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH NĂNG KHIẾU CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2013 - 2014 TTHỨC Đề thi có 01 trang MÔN VẬT LÝ Thời gian làm bài 120 phút, không kể thời gian giao đề Bài (3,0 điểm) Lúc giờ, hai ô tô cùng khởi hành từ địa điểm A và B cách 180km và ngược chiều Vận tốc xe từ A đến B là 40km/h, vận tốc xe từ B đến A là 32km/h a) Tính khoảng cách xe vào lúc b) Đến thì xe gặp nhau, vị trí hai xe lúc gặp cách A bao nhiêu km? Bài (3,0 điểm) Hai bình nước giống nhau, chứa hai lượng nước Bình thứ có nhiệt độ t 1, bình thứ hai có nhiệt độ t = t1 Sau trộn lẫn với nhiệt độ cân là 25 0C Tìm nhiệt độ ban đầu bình G1 Bài (4,0 điểm) Hai gương phẳng G1 và G2 bố trí hợp với góc α hình vẽ Hai điểm sáng A A và B đặt vào hai gương a) Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ A B phản xạ lên gương G2 đến gương G1 đến B b) Nếu ảnh A qua G cách A là 12cm và G2 ảnh A qua G2 cách A là 16cm Khoảng cách hai ảnh đó là 20cm Tính góc α Bài (5,0 điểm) Một thùng chứa lượng nước m nhiệt độ 250C Người ta đổ lượng 2m nước sôi (ở 100 C) vào thùng Khi đạt cân nhiệt, nhiệt độ nước thùng là 70 0C Nếu trước đổ lượng 2m nước sôi nói trên vào thùng này ta đổ tất lượng nước m có thùng thì nhiệt độ nước cân là bao nhiêu? Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Bài (5,0 điểm) Một ống thủy tinh hình trụ tiết diện S = 2cm hở hai đầu cắm vuông góc vào chậu nước a) Người ta rót 72g dầu vào ống Tìm độ chênh lệch mực dầu ống và mực nước chậu Cho trọng lượng riêng nước và dầu là d = 10000N/m3, d = 9000N/m3 b) Nếu ống có chiều dài l = 60cm thì phải đặt ống nào để có thể rót dầu vào ống cho cân dầu chiếm đầy toàn thể tích ống? c) Tìm lượng dầu chảy ngoài ống trạng thái câu b, người ta kéo ống lên đoạn x ––––––––––––––––––– Hết –––––––––––––––––––– Họ và tên thí sinh SBD (2) Chú ý: Cán coi thi không giải thích gì thêm HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH NĂNG KHIẾU MÔN VẬT LÝ Năm học 2013 – 2014 Bài (3,0 điểm) Lúc giờ, hai ô tô cùng khởi hành từ địa điểm A, B cách 180km và ngược chiều Vận tốc xe từ A đến B là 40km/h, vận tốc xe từ B đến A là 32km/h a) Tính khoảng cách xe vào lúc b) Đến thì xe gặp nhau, vị trí hai xe lúc gặp cách A bao nhiêu km? Thang Nội dung cần đạt điểm a) 7h 7h A E C 8h D 8h Gặp B 0.25 Quãng đường xe từ A đến thời điểm 8h là: SAC = 40.1 = 40 (km) 0.50 Quãng đường xe từ B đến thời điểm 8h là: SBD = 32.1 = 32 (km) 0.50 Khoảng cách hai xe đó là: CD = 180 – (40 + 32) = 108 (km) b) Gọi t là khoảng thời gian xe từ lúc bắt đầu đến gặp Ta có: Quãng đường từ A đến gặp là: SAE = 40.t (km) Quãng đường từ B đến gặp là : SBE = 32.t (km) 0.25 0.25 0.25 Mà : SAE + SBE = SAB Hay 40t + 32t =180 => 72t = 180 => t = 2,5 0.50 Vậy: - Hai xe gặp lúc: + 2,5 = 9,5 (giờ) hay 30 phút 0.25 - Vị trí gặp cách A là: SAE = 40.2,5 =100km 0.25 Bài (3,0 điểm) Hai bình nước giống nhau,chứa hai lượng nước Bình thứ có nhiệt độ t1, bình thứ hai có nhiệt độ t2 = t1 Sau trộn lẫn với nhiệt độ cân là 250C Tìm nhiệt độ ban đầu bình Nội dung cần đạt Áp dụng nguyên lí cân nhiệt, ta có: Qtỏa = Qthu vào Nên ta có: m1c(t1- t) = m2c(t – t2) (vì hai bình chứa lượng nước nên m1 = m2 = m) Thang điểm 0.50 0.50 Suy ra: t1 – 25 = 25 – t2 0.50 Suy ra: t1 = 50 - t2 0.50 (3) 1.00 Mà theo đề bài, t2 = 3t1/2 nên t1 = 20oC và t2 = 30oC Bài (4,0 điểm) Hai gương phẳng G1 và G2 bố trí hợp với góc α hình vẽ Hai điểm sáng A và B đặt vào hai gương a) Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ A phản xạ lên gương G2 đến gương G1 đến B b) Nếu ảnh A qua G1 cách A là 12cm và ảnh A qua G2 cách A là 16cm Khoảng cách hai ảnh đó là 20cm Tính góc α G1 .A B G2 Thang điểm Nội dung cần đạt a) B’ G1 J A G2 1.00 B I -Vẽ A là ảnh A qua gương G2 bằngA’cách lấy A’ đối xứng với A qua G2 ’ - Vẽ B’ là ảnh B qua gương G1 cách lấy B’ đối xứng với B qua G1 - Nối A’ với B’ cắt G2 I, cắt G1 J 0.50 0.25 - Nối A với I, I với J, J với B ta đường tia sáng cần vẽ .A1 b) 0.25 K A O H 0.50 .A2 Gọi A1 là ảnh A qua gương G1 A2 là ảnh A qua gương G2 Theo giả thiết: AA1=12cm, AA2=16cm, A1A2= 20cm 0.25 0.25 (4) Ta thấy: 202=122+162 0.25 0.25 0.50 Vậy tam giác AA1A2 là tam giác vuông A (theo ĐL Pitago) Xét tứ giác OKAH có: 360 A H K 360 90 90 90 90 Bài (5,0 điểm) Một thùng chứa lượng nước m nhiệt độ 25 0C Người ta đổ lượng 2m nước sôi (ở 1000C) vào thùng Khi đạt cân nhiệt, nhiệt độ nước thùng là 70 0C Nếu trước đổ lượng 2m nước sôi nói trên vào thùng này ta đổ tất lượng nước m có thùng thì nhiệt độ nước cân là bao nhiêu? Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Thang Nội dung cần đạt điểm m là lượng nước nguội Lượng nước sôi là 2m - Gọi c, m1 lần lược là nhiệt dung riêng, khối lượng thùng chứa - Nhiệt lượng tỏa nước sôi (Khi hạ từ 1000C xuống 700C) là: 2mcn(100 - 70) 0.50 - Nhiệt thu vào nước 250C là: mcn(70 - 25) 0.50 - Nhiệt lượng thu vào bình chứa (để tăng từ 250C lên 700C): m1c(70 - 25) 0.50 - Lập phương trình: mcn(70 - 25) + m1c(70 - 25) = 2mcn(100 - 70) 45m1c = 60mcn - 45mcn 3m1c = mcn - Gọi t là nhiệt độ cân sau đổ nước sôi vào thùng - Nhiệt lượng tỏa nước sôi (Khi hạ từ 1000C xuống t0C) là: 2mcn(100 - t) 0.50 0.50 0.50 - Nhiệt lượng thu vào bình chứa (để tăng từ 250C lên t0C)là: m1c(t - 25) 0.50 - Lập phương trình: 2mcn(100 - t) = m1c(t - 25) 0.50 - Thay 3m1c = mcn ta được: 6m1c(100 - t) = m1c(t - 25) 0.50 6(100 - t) = t - 25 7t = 625 t 89,29 0C 0.50 Bài (5,0 điểm) Một ống thủy tinh hình trụ tiết diện S = 2cm hở hai đầu cắm vuông góc vào chậu nước a) Người ta rót 72g dầu vào ống Tìm độ chênh lệch mực dầu ống và mực nước chậu Cho trọng lượng riêng nước và dầu là: d0 = 10000N/m3, d = 9000N/m3 b) Nếu ống có chiều dài l = 60cm thì phải đặt ống nào để có thể rót dầu vào ống cho cân dầu chiếm đầy toàn thể tích ống? c) Tìm lượng dầu chảy ngoài ống trạng thái câu b, người ta kéo lên trên đoạn x Nội dung cần đạt Thang điểm (5) 0.25 a) Gọi h là chiều cao cột dầu ống, ta có: m d S h 10 0.25 10.m 10.72.10 h 4.10 m 40(cm) 4 d S 9000.2.10 => 0.50 Xét áp suất đáy cột dầu Gọi x là độ chênh lệch dầu ống và mặt nước, ta có: p= d.h = d0(h - x) 0.50 x => d0 d 10000 9000 h 40 4(cm) d0 10000 0.50 0.25 b) Gọi y là phần ống nằm ngoài nước Do dấu chiềm hoàn toàn ống , xét áp suất đáy ống, ta có p’=d.l = d0(l - y) y => d0 d 10000 9000 l 60 6(cm) d0 10000 0.25 0.50 0.25 c) Khi kéo ống lên trên đoạn x, phần dầu bị chảy ngoài và đã ổn định, chiều cao cột dầu còn lại ống là l’ Xét áp suất đáy cột dầu đó ta có: p” = d.l’= d0( l - y - x) d.l’= d0(60 - - x) = d0(54 - x) => l' d0 (54 x) d 0.25 0.50 (6) Phần dầu bị tràn ngoài có chiều cao là: l l l ' l d0 d d d 10000 10 54 x 60 54 x x x d d 9000 d d Và thể tích dầu bị chảy ngoài là: V S l 2 10 20 x x 9 0.50 0.50 HẾT -Lưu ý: - Nếu học sinh thiếu từ đến đơn vị thì trừ 0,25 điểm toàn bài thi; từ đơn vị trở lên thì trừ 0,5 điểm toàn bài thi - Nếu học sinh giải theo cách khác mà đúng, tổ giám khảo thống cách cho điểm tương ứng đáp án không làm thay đổi điểm ý, câu./ (7)