Có hiện tượng trên là do sợi chỉ phía trên chịu một lực căng chính là trọng lượng của khúc gỗ nên khi cầm sợi chỉ ở dưới kéo từ từ thì sợi chỉ ở trên, ngoài lực căng đó lại chịu thêm một[r]
(1)PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH CHƯƠNG Đề chính thức Số báo danh KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN Năm học 2012 - 2013 Môn thi: Vật lí Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 27/11/2012 - Mã đề 40- Câu 1: (2,0 điểm) Một bạn học sinh làm thí nghiệm lấy sợi dài cắt làm đôi, nửa dùng để treo khúc gỗ lên giá đỡ, còn lại buộc vào cái móc mặt khúc gỗ Nếu cầm đầu sợi kéo từ từ thì sợi trên đứt còn cầm đầu sợi giật thật nhanh thì sợi đứt Em hãy giải thích giúp bạn học sinh tượng thí nghiệm trên Câu 2: (4,0 điểm) Hai thành phố A và B cách 120 km Lúc sáng, người xe đạp từ A đến B với vận tốc 18km/h, người khác xe đạp từ B đến A với vận tốc 24km/h Lúc 7h người xe máy từ A phía B với vận tốc 27km/h Hỏi lúc xe máy cách hai xe đạp là và xe máy cách hai xe đạp bao nhiêu km? Câu 3: (4,0 điểm) Một nhiệt lượng kế nhôm có khối lượng m = 100g chứa m2 = 400g nước nhiệt độ t1 = 100C Người ta thả vào nhiệt lượng kế thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m = 200g nung nóng đến nhiệt độ t = 1200C Nhiệt độ cân hệ thống t = 140C Tính khối lượng nhôm, thiếc có hợp kim Cho biết nhiệt dung riêng nhôm, nước, thiếc là: c = 880J/kg.K, c2 = 4200J/kg.K, c3 = 230J/kg.K Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Câu 4: (4,0 điểm) Một gương phẳng phản xạ ánh sáng mặt trời lên trần nhà (có dạng vòm tròn, tâm gương) tạo vệt sáng cách gương m Khi gương quay góc 20 (quanh trục qua điểm tới và vuông góc với mặt phẳng tới) thì vệt sáng dịch chuyển trên vòm (trần nhà) cung có độ dài bao nhiêu? Câu 5: (6,0 điểm) Cho mạch điện hình Nguồn điện có hiệu điện K U = 8V Các điện trở r = , R2 = , điện trở đèn không A đổi R1 = , AB là biến trở Ampe kế, dây nối và khóa K r + có điện trở không đáng kể U a) K mở, di chuyển chạy C thì đèn luôn sáng Khi điện trở R2 R1 phần BC biến trở AB có giá trị thì độ sáng đèn yếu Tính điện trở toàn phần biến trở A C B b) Biết đèn chịu hiệu điện cực đại gấp 1,2 lần hiệu điện định mức Đóng K, di chuyển chạy C thì đèn H×nh luôn sáng và có vị trí độ sáng đèn đạt tối đa Xác định điện trở phần AC biến trở, công suất định mức đèn và số Ampe kế lúc đó - Hết (2) Thí sinh không sử dụng tài liệu Cán coi thi không giải thích gì thêm PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN TRIỆU SƠN Năm học 2012 - 2013 Hướng dẫn chấm Môn thi: Vật lí Ngày thi: 27/11/2012 (Đáp án có 04 trang, gồm 05 câu) Đề chính thức Câu ý Nội dung đáp án Điểm 2,0 Có tượng trên là sợi phía trên chịu lực căng chính là trọng lượng khúc gỗ nên cầm sợi kéo từ từ thì sợi trên, ngoài lực căng đó lại chịu thêm lực kéo nó bị đứt Còn cầm đầu sợi giật thật nhanh lực kéo này lớn và nhanh có quán tính nên khúc gỗ chưa kịp thay đổi vận tốc (coi đứng yên) Do đó, lực giật lớn làm sợi đứt t; v1 A E t; v2 C 1,0 1,0 4,0 D B (t – 1); v3 Gọi t là thời gian từ lúc hai xe đạp xuất phát đến xe máy cách hai xe đạp C là điểm xe máy cách xe đạp D là điểm mà xe thứ cách xe máy E là điểm mà xe thứ hai cách xe máy Quãng đường mà người thứ đến điểm cách xe máy là: SAD = v1t = 18t Quãng đường mà người thứ hai đến điểm cách xe máy là: SBE = v2t = 24t Quãng đường mà người xe máy tới điểm cách hai xe đạp là: SAC = v3.(t – 1) = 27(t – 1) Để CD = CE thì |AC− AD|=|120 − AC − BE| |27 ( t − ) −18 t |=|120− 27 ( t −1 ) −24 t| |3 t − 9|=|49 −17 t| (1) Giải PT (1) ta t = 0,5 0,5 0,5 1,0 20 29 ;t= 10 Vậy: 360 Lúc 0,5 phút thì xe máy cách hai xe đạp khoảng là: Lúc 54 phút thì xe máy cách hai xe đạp khoảng là: km km 10 0,5 0,25 0,25 4,0 Gọi m3, m4 theo thứ tự là khối lượng nhôm, thiếc có hợp kim Ta có: m3 + m4 = 0,2 (1) Nhiệt lượng thỏi hợp kim toả nhiệt độ hạ từ 1200 xuống 140 là: Q = (m3c1 + m4c3)(t2 – t) = 1060(88m3 + 23m4) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào tăng nhiệt độ từ 100 lên 140 là: 0,5 0,5 0,5 (3) 0,5 Q’ = (m1c1 + m2c2)(t – t1) = 7072 (J) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào nhiệt lượng thỏi hợp kim toả ra: Q = Q’ Hay 1060(88m3 + 23m4) = 7072 88m3 + 23m4 = 1768 265 0,5 0,5 (2) 0,5 Từ (1) và (2) ta tính được: m3 0,0319 (kg), m3 0,1681 (kg) Vậy khối lượng nhôm, thiếc hợp kim là: 31,9g; 168,1g 0,5 4,0 N1 N2 R1 S i 0,5 R2 I Khi quay gương góc thì đường pháp tuyến quay góc SIN1 i 0,5 Ta có: SIR 2i(1) SIN2 = i + SIR2 = ( i + ) (2) Từ (1) và (2) suy ra: R1IR2 = SIR2 – SIR1 = 2(i + ) – 2i = Như quay gương góc = 200 thì tia phản xạ quay góc 0,5 0,5 0,5 0,5 400 đường tròn = 400 ứng với đường tròn: 360 Chu vi đường tròn là: C = r = 2.3,14.6 37,68(m) Vệt sáng đã dịch chuyển cung dài 0,5 1 C 37,68 4,19(m) l= a 0,5 Khi K mở: Ta vẽ lại mạch điện hình bên Gọi điện trở phần BC lµ x, ®iÖn trë toµn phÇn AB lµ R - Điện trở toàn mạch là: Rtm R x 3( x 3) x ( R 1) x 21 R r x 6 x 6 R -x C U + 4,0 r x xx ,5 § R2 D 0,5 (4) - Cờng độ dòng điện mạch chính là: I 0,5 U 8( x 6) R tm x ( R 1) x 21 R - HĐT hai điểm C và D: U CD U I ( R r x) 24( x 3) x ( R 1) x 21 R 0,75 (1) - Cường độ dòng điện qua đèn là: I1 U CD 24 R1 x x ( R 1) x 21 6R 0,5 (2) - Khi đèn tối tức I1 đạt min, và đó mẫu số ë biÓu thøc (2) đạt cực đại R-1 R-1 - Xét y = x ( R 1) x 21 R , y = - (x - )2 + 21 + 6R + - Ta thÊy ymax b x 0,75 0,5 R 1 ; Suy R ( ) Khi K đóng: Ta chập các điểm A và B lại với hình vẽ - Đặt điện trở tương đương cụm AC là X, điện trở phần AC biến trở x Ta có: R ACD = X + 3, R AD = X + 3 X+6 2,0 + u r - § A B x 3-x R2 C D 0,25 - Cường độ dòng điện mạch chính : I= U 8 = 1 + (1) X + 3 5X + 21 X+6 - Hiệu điện hai đầu đèn: UĐ = U – Ir = – 2I Ta thấy đèn sáng I mạnh chính cực tiểu Từ (1) Imin Xmax 0,25 0,25 x - x x + (3 - x) X= = 3 - Mặt khác: (*) (BĐT Cô - si) Dấu “=” xảy và khi: x = – x x = 1,5() 0,25 - Khi đó: Imin = 1+ ≈2,1 (A) 5 1,5+ 21 ( ) UĐmax= U – Iminr = – 2,1.2 Uđm = U Đ max 3,8 = 1,2 1,2 3,8(V) 0,25 3,2 (V) - Công suất định mức đèn là: 0,25 (5) Pđm = U 2đm 3,22 = R 3,4 (W) - Cường độ dòng điện chạy qua R2 là: I2 ¿ U Đ max U Đ max 3,8 = = R BCD x , 75+ + R2 (A) 0,25 - Cường độ dòng điện chạy qua nhánh AC là: IAC U Đ max − I R 3,8 −1 = R AC 1,5 0,53(A) - Số Ampe kế là: IA = I – IAC 2,1 – 0,53 = 1,57 (A) 0,25 Chú ý: Thí sinh có thể làm bài cách khác, đúng điểm tối đa Nếu thí sinh tiếp tục sử dụng kết sai để làm bài các phần thì không tính điểm các phần đó (6)