Tính giá trị lực F trong hai trường hợp: a Vật trượt lên đều b Vật trượt xuống đều Câu 2 4,0 điểm Người thợ lặn mang bình không khí nén tới áp suất 125 atm, khi lặn xuống nước và quan s[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO AN GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề có 01 trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH KHÓA NGÀY 02/6/2015 Môn : VẬT LÍ Thời gian làm bài: 180 phút ( không kể phát đề) Đề thi LÍ THUYẾT Số báo danh : ……………… Họ, tên thí sinh: ………………………………… Câu ( 4,0 điểm) Vật m có trọng lượng P = 50N đặt trên mặt phẳng nghiêng góc = 300 Lực F có phương nằm ngang hình vẽ Biết hệ số ma sát trượt vật m và mặt phẳng nghiêng là = 0,25 Tính giá trị lực F hai trường hợp: a) Vật trượt lên b) Vật trượt xuống Câu ( 4,0 điểm) Người thợ lặn mang bình không khí nén tới áp suất 125 atm, lặn xuống nước và quan sát phút đầu tìm chỗ hỏng đáy tàu, lúc áp suất khí nén đã giảm bớt 10% Người thợ lặn tiến hành sửa chữa, và từ lúc tiêu thụ không khí gấp rưỡi lúc quan sát Người thợ lặn có thể tiến hành sửa chữa thời gian tối đa là bao nhiêu phút, vì lí an toàn áp suất bình không thấp 25 atm Coi nhiệt độ không đổi Câu ( 4,0 điểm) Cho hai thấu kính đặt đồng trục L1 , L2 cách l = 10cm có tiêu cự là f1 = 10 cm và f2 = 40 cm Trước thấu kính L đặt vật sáng AB = cm, vuông góc với trục chính và cách L1 khoảng d1 a) Với d1 = 30 cm, hãy xác định vị trí, tính chất và độ lớn ảnh cho hệ thấu kính b) Tìm d1 để ảnh qua hệ thấu kính là ảnh ảo, cao gấp 20 lần vật AB Câu ( 4,0 điểm) A Cho mạch điện hình vẽ Nguồn điện có R1 N E, r M P suất điện động E và điện trở r = 2; các điện trở R1 = 15 ; R2 = R3 = R4 = 20 Bỏ qua điện trở R2 ampe và các dây nối a) Ampe kế 1,0A Tính suất điện động E R3 R4 b) Đổi chỗ nguồn và ampe kế Tìm số ampe kế Câu ( 4,0 điểm) Hai cầu nhỏ giống treo vào điểm hai dây l = 30cm Truyền cho hai cầu điện tích tổng cộng Q= 6.10 -7C, chúng đẩy nhau, các dây treo hợp thành góc 2 = 600 Cho g = 10m/s2 a) Tính khối lượng cầu b) Truyền thêm cho cầu điện tích q’, hai cầu đẩy góc hai dây treo tăng lên đến 900 Tính giá trị điện tích q’ - HẾT SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH (2) AN GIANG KHÓA NGÀY 02/6/2015 Môn : VẬT LÍ HƯỚNG DẪN CHẤM LÍ THUYẾT Câu ( 4,0 điểm) Vật m có trọng lượng P = 50N đặt trên mặt phẳng nghiêng góc = 300 Lực F có phương nằm ngang hình vẽ Biết hệ số ma sát trượt vật m và mặt phẳng nghiêng là = 0,25 Tính giá trị lực F hai trường hợp: a) Vật trượt lên b) Vật trượt xuống Câu a) 3,0 điểm Hướng dẫn Điểm - Các lực tác dụng vào vật: F , P, N , f ms N 0,5 ( hướng xuống) fms F P N f ms 0 - Vật trượt lên : - Chiếu theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng N = Fsin + Pcos - Chiếu theo phương song song với mặt phẳng nghiêng fms= Fcos - Psin - Mặt khác : fms = N = (Fsin + Pcos) Từ (2) và (3) suy P sin cos F cos sin P tan F tan Hay Thay số ta : F 48,22N b) 1,0 điểm P (1) 0,5 (2) 0,5 (3) 0,5 0,5 0,5 0,25 F , P, N , f ms - Các lực tác dụng vào vật : ( hướng lên) F P N f ms 0 - Vật trượt lên : - Chiếu theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng N = Fsin + Pcos - Chiếu theo phương song song với mặt phẳng nghiêng fms= Psin - Fcos - Mặt khác : fms = N = (Fsin + Pcos) Từ (2) và (3) suy P sin cos F sin cos P tan F tan 1 Hay Thay số ta : F 14,3 N Câu ( 4,0 điểm) F (1) (2) 0,25 (3) 0,25 0,25 (3) Người thợ lặn mang bình không khí nén tới áp suất 125 atm, lặn xuống nước và quan sát phút đầu tìm chỗ hỏng đáy tàu, lúc áp suất khí nén đã giảm bớt 10% Người thợ lặn tiến hành sửa chữa, và từ lúc tiêu thụ không khí gấp rưỡi lúc quan sát Người thợ lặn có thể tiến hành sửa chữa thời gian tối đa là bao nhiêu phút, vì lí an toàn áp suất bình không thấp 25 atm Coi nhiệt độ không đổi Câu Hướng dẫn Gọi p0, m0 là áp suất và khối lượng không khí ban đầu Gọi p1, m1 là áp suất và khối lượng không khí sau quan sát Gọi p2, m2 là áp suất và khối lượng không khí sau sửa chữa m pV RT Phương trình trạng thái khí : ; V và T không đổi - Sau phút quan sát, áp suất khí giảm bớt 10% tức còn lại 90% p m1 m0 0,9m0 p0 - Sau x phút sửa chữa, áp suât khí còn lại 25atm p m2 m0 0, 2m0 p0 - Lượng khí tiêu thụ thời gian sửa chữa là m = m1 – m2 = 0,7m0 - Trong phút quan sát lượng khí tiêu thụ là 10% => phút tiêu thụ 2%; 0,02m0 - Trong thời gian sửa chữa lượng khí tiêu thụ tăng gấp rưỡi, tức phút tiêu thụ 3%; 0,03m0 - Trong x phút sửa chữa lượng khí tiêu thụ 0,7m0 x.0,03m0 = 0,7m0 0, 70 23,3 0, 03 => x = phút Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu ( 4,0 điểm) Cho hai thấu kính đặt đồng trục L , L2 cách l = 10cm có tiêu cự là f = 10 cm và f2 = 40 cm Trước thấu kính L1 đặt vật sáng AB = cm, vuông góc với trục chính và cách L khoảng d1 a) Với d1 = 30 cm, hãy xác định vị trí, tính chất và độ lớn ảnh cho hệ thấu kính b) Tìm d1 để ảnh qua hệ thấu kính là ảnh ảo, cao gấp 20 lần vật AB Điểm Câu Nội dung L1 L2 a Sơ đồ tạo ảnh: AB A1 B1 A2 B2 d1 a) 2,0 điểm d1’ d2 d2’ d f d1' 1 15cm d1 f1 Với d1 = 30 cm => d2 = l - d1’ = -5 cm d f 40 d 2' 2 cm d2 f2 >0 0,5 0,5 0,5 A2B2 là ảnh thật cách thấu kính L2 khoảng ~ 4,4 cm d1' d 2' k d1 d Độ phóng đại: cm Độ lớn ảnh: Ảnh A2B2 ngược chiều với AB và có độ lớn là 8/9cm A2 B2 k AB 0,5 (4) b) 2,0 điểm d1' d1 f1 10d1 d1 f1 d1 10 d l d1' d 2' 0,25 (1) 100 d1 10 0,25 (2) 0,25 d2 f2 4000 400 d f 40d1 300 30 4d1 (3) -Để có ảnh ảo thì d’2 <0 Từ (3) => d1 < 7,5 cm Độ phóng đại d1' d 2' k d1 d 0,25 (4) 0,25 (5) k Thay (1), (2) và (3) vào (5) : Khi k= 20 => d1= 7cm Khi k= - 20 => d1= 8cm Điều kiện (4) chọn d1= 7cm d1' d 2' 20 d1 d 15 2d1 0,25 (6) 0,25 0,25 Câu ( 4,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Nguồn điện có suất điện động E và điện trở r = 2; các điện trở R1 = 15 ; R2 = R3 = R4 = 20 Bỏ qua điện trở ampe và các dây nối a) Ampe kế 1,0A Tính suất điện động E b) Đổi chỗ nguồn và ampe kế Tìm số ampe kế A R1 M N a) 2,0 điểm Hướng dẫn Sơ đồ mạch điện [(R3//R4)ntR2]//R1 R34= 10 R234= 30 = 2R1 Do R234= 2R1 và R3 = R4 M I I 2 I 2 I => I I A I1 I I1 R4 Điểm A R1 0,25 0,25 E, r N P 0,25 R2 R3 R4 0,5 => I1 = 0,8A I I1 I I1 b) 2,0 điểm I1 1, 2A => E = UNP +I.r = I1R1 +I.r = = 14,4V Sơ đồ mạch điện [(R2//R4)ntR3]//R1 R24= 10 R234= 30 M R1234= 10 I E R1234 r P R2 R3 Câu E, r 0,25 0,5 E, r R1 N P A R2 1, 2A R3 R4 0,5 0,25 (5) UMP = IR1234 = 12V 0,25 0,25 U U I1 MN MP 0,8A R1 R1 I I 0, 4A Do R234= 2R1 => I I I 0, 2A Do R2 = R4 => Vậy I A I1 I 1, 0A 0,25 0,25 0,25 Câu ( 4,0 điểm) Hai cầu nhỏ giống treo vào điểm hai dây l = 30cm Truyền cho hai cầu điện tích tổng cộng Q= 6.10 -7C, chúng đẩy nhau, các dây treo hợp thành góc 2 = 600 Cho g = 10m/s2 a) Tính khối lượng cầu b) Truyền thêm cho cầu điện tích q’, hai cầu đẩy góc hai dây treo tăng lên đến 900 Tính giá trị điện tích q’ Câu a) 2,0 điểm Hướng dẫn Điểm - Điện tích cầu: q = Q/2=3.10-7C - Các lực tác ur dụng lên cầu: trọng lực P , ur lực căng dâyurT và lực điện F q Quả ur urcầuurnằm cân bằng: P T F 0 0,5 T q F r 0,5 P Ta có : F = Ptan q2 mg tan r ; Với r = 2lsin kq m 9 310 kg r g tan => k m 1,56 g b) 2,0 điểm Góc lệch tăng chứng tỏ điện tích cầu lúc sau tăng, q’ cùng dấu với q Đặt Q’ = q+q’ Tương tự ta có qQ ' k mg tan ' r' ; Với r’ = 2lsin’ Q' r '2 mg tan ' 6 310 C kq 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 => Vậy điện tích q’ = Q’-q = 7,39.10-7C 0,5 Ghi chú: - Thí sinh giải theo cách khác đúng cho điểm tối đa - Thí sinh trình bày thiếu sai đơn vị đáp số câu bị trừ 0,25 điểm (toàn bài trừ không quá 1,0 điểm) (6)