Biết mặt phẳng chứa thước và các tia sáng gặp nó là mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với tường Hình vẽ 3 Xác định chiều dài bóng của thước thu được trên tường.. Bỏ qua điện trở các dây nối[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT THANH OAI Đề thi chính thức KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (4,0 điểm): Có hai bình cách nhiệt đựng cùng chất lỏng Một học sinh múc ca chất lỏng bình đổ vào bình và ghi lại nhiệt độ cân sau lần đổ là: t1=100C, t2=17,50C, t3 (bỏ sót không ghi), t4 = 250C Hãy tìm nhiệt độ t3 và nhiệt độ t01 chất lỏng bình Coi nhiệt độ và khối lượng mà ca chất lỏng lấy từ bình là Bỏ qua trao đổi nhiệt chất lỏng với bình, ca và môi trường bên ngoài Câu 2: (4,5 điểm)Cho mạch điện hình 1, đó các vôn kế giống Nếu mắc hai điểm V M và N vào nguồn điện có hiệu điện không đổi U thì P M ampe kế I1 = mA và có vôn kế cùng 12 V Còn R mắc các điểm P và Q vào nguồn điện nói trên thì ampe kế V I2 = 15 mA A Q 1) Tính điện trở vôn kế và giá trị U N V 2) Nếu mắc hai điểm M và Q vào nguồn điện trên thì số các vôn kế và ampe kế lúc này Hình bao nhiêu? Câu (4 điểm): Câu IV: Một bình nhỏ, thành mỏng giữ cố định bình lớn hình Ở đáy bình nhỏ có lỗ tròn đó có đặt vừa khít cái nút hình trụ chiều cao h = 20 cm Nút này có thể chuyển động không ma sát theo phương thẳng đứng Trong bình nhỏ có chứa dầu, bình lớn chứa nước Khi nút nằm cân bằng, mực chất lỏng bình lớn và nhỏ là Mực dầu bình nhỏ có độ cao H = 15cm Trọng lượng riêng dầu là d1 = 8000 N/m3, nước là d2 = 10000 N/m3, chất làm nút trụ là d = 11000 N/m3 Hỏi nằm cân thì phần nút nằm H dầu có chiều cao bao nhiêu? Câu (3,0 điểm): Một gương phẳng G rộng đặt ngửa, nằm ngang, sát với chân tường cao thẳng đứng Người ta đặt thước thẳng MN có chiều dài l = 20cm nghiêng với mặt gương góc = 300 Một chùm ánh sáng song song rộng, hợp với phương ngang góc =450 chiếu vào gương Biết mặt phẳng chứa thước và các tia sáng gặp nó là mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với tường (Hình vẽ 3) Xác định chiều dài bóng thước thu trên tường Câu (4,5 điểm): Cho mạch điện hình vẽ 4: Biết R 1=R2=R3=R, đèn Đ có điện trở Rđ = kR với k là số dương R x là biến trở, với điện có hiệu điện U không đổi đặt vào A và B Bỏ qua điện trở các dây nối Điều chỉnh Rx để công suất tiêu thụ trên đèn 9W Tìm công suất trên R2 theo k Cho U=16V, R=8, k=3, xác định Rx để công suất trên Rx 0,4W Hình M N Hình G R x đèn luôn sáng Nguồn R1 A + U B - Rx C R2 Hình - Hết -(Đề thi có 01 trang) Họ và tên thí sinh: Số báo danh: PHÒNGGD&ĐTTHANH OAI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP Đ D R3 (2) HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÝ (Hướng dẫn và biểu điểm chấm gồm trang) Câu Câu Nội dung Điểm Gọi khối lượng ca chất lỏng bình là m0, khối lượng chất lỏng bình là m, nhiệt dung riêng chất lỏng là C Sau đổ lần thứ khối lượng chất lỏng bình là (m + m0) có nhiệt độ t1 = 100C Sau đổ lần phương trình cân nhiệt là: C(m + m0)(t2 t1) = Cm0(t01 - t2) (1) Sau đổ lần [Coi hai ca toả cho (m + m0) thu] C(m + m0)(t3 t1) = 2Cm0(t01 - t3) (2) Sau đổ lần [Coi ba ca toả cho (m + m0) thu] C(m + m0)(t4 t1) = 3Cm0(t01 - t4) (3) Từ (1) và (3) ta có: 0,5 0,5 0,5 0,5 t −t t −t = 01 ⇒ t 01=40 C t −t (t 01 −t ) (4) Từ (1) và (2) t2− t1 t −t = 01 ⇒ t 3=220 C t −t 2(t 01 −t ) (5) Câu 4,5 1 M (3) 1) Khi mắc nguồn vào hai điểm M và N thì hai vôn kế 12 V chính là hai vôn kế mắc nối tiếp với ampe kế, V1 và V3 Vì điện trở các vôn kế là: RV 0,5 0,5 0,5 0,5 UV 12 0,5 4000 I1 3.10 Ngoài ra, ta còn có: U 2U V (R R A )I1 (1) Còn mắc nguồn vào hai điểm P và Q thì điện trở R và ampe kế mắc nối tiếp với và cùng mắc trực tiếp vào nguồn Do đó ta có: 0,5 0,5 0,5 0,5 U (R R A )I (2) Từ (1) và (2) suy : U 2U V I 2.12.15.10 30 V I I1 15.10 3.10 Từ (2) R RA U 30 2000 I 15.10 2) Khi mắc hai điểm M và Q vào nguồn điện, mạch gồm: (V2 nt V3) // (V1 nt R nt RA) U U U / 15 V (4) IA U 30 5.10 A 5 mA R V R R A 4000 2000 U1 I A R V 5.10 3.4000 20 V Câu Kí hiệu S là diện tích tiết diện ngang nút, x là khoảng cách từ mặt nước đến mặt trên nút p0 là áp suất khí Do đối xứng, theo phương nằm ngang, nút chịu tác dụng các lực triệt tiêu Nút cân tác dụng ba lực theo phương thẳng đứng: - Trọng lực: P = d.h.S - Áp lực F1 đặt vào mặt trên nút lớp dầu từ trên ép xuống: F1 = p1.S Với p1 là áp suất mặt trên nút: p1 = d1.x + p0 - Áp lực F2 0,5 0,5 H x Hình 05 0,5 (5) nước đẩy nút từ lên đặt vào mặt nút: F2 = p2.S Với p2 = d2.(x+h) + p0 Vì vậy, ta có phương trình cân lực: F = P + F d ( x + h ) S + p S = d h S + 0,5 (6) d x S + p S 1,0 x d d0,5 11000 10000 h 20 10 cm d d1 10000 8000 Phần nút ngập dầu có độ cao là: h1 H x 15 10 5 cm Câu Phần chùm tia sáng phản xạ từ gương không bị MN chắn hắt lên tường tạo vùng sáng trên tường, còn phần bị MN chắn tạo bóng MN trên tường Phần chùm sáng tới chiếu trực tiếp lên thước không phản xạ trên gương Do đó bóng thước trên tường là đoạn AB hình Từ hình vẽ ta thấy AB = NK mà theo định luật phản xạ ánh sánh ta có: Phân tích cho 0,5đ Hình vẽ cho 1,5đ G 0,5 K M I H N Hình (7) MIN = = 450 suy AB = NK= IN.tan = IN IN = IH + HN = MH.tan + MN.cos = MN.sin.tan + MN.cos = ℓ (1+ √ 3)=10(1+ √ 3)≈27 ,3 cm 0,5 Vậy chiều dài bóng thước trên tường là: AB = 27,3cm Câu 4,5 Giả sử chiều dòng điện qua Rx có chiều hình vẽ Từ sơ đồ mạch điện ta có: 0,75 U 1+U 2=U d + U I 1=I + I x I 3=I d + I x { (1 IđRđ+ (Iđ+Ix)R=(I2+Ix )R+I2R=> (k+1)Iđ=2I2 0,75 k+ => I = I đ (2) Kết hợp (1) và (2) ta có: 0,5 (8) Pd =kId R k +1 ¿2 ¿ k +1 ¿2 ¿ k +1 ¿2 ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ⇒ P2=¿ P2=¿ P d=I 2d kR ⇒¿ P 2=I 22 R { Khi k=3 theo ý 1=> I2=2Id (3) không phụ thuộc Rx 0,5 0,5 Theo sơ đồ mạch điện hình ta có: Uđ+U3=U => 4Iđ=2-Ix (4) 0,5 U2=Ux+U3 => I2R=IxRx+(Iđ +Ix)R (5) từ (3), (5) thay số ta có: Iđ= 0,5 I x (R x +8) (6) Từ (4) và (6) suy ra: Ix= R x +10 (7) Ta lại có: Px=Ix2Rx= R x +10 ¿2 ¿ ¿ 16 R x ¿ 0,5 => Rx=10 Ghi chú: + Tất các bài toán giải theo cách khác mà đúng cho điểm tối đa + Một lần thiếu đơn vị trừ 0,25đ, còn lần trở lên bài thi trừ tối đa 0,5đ (9) XÁC NHẬN CỦA BGH Tổ chuyên môn Người đề (10)