VHình a Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu ampe kế, được giá trị U1, còn số chỉ am pe kế là I1 ta xác định được điện trở ampe kế: RA=.. - Để xác định điện trở của vôn kế, mắc ampe kế v[r]
(1)PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TĨNH GIA ĐỀ THI CHÍNH THỨC Số báo danh ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH Năm học 2014 – 2015 Môn thi: Vật lý – Bài số Ngày thi: 09/02/2015 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi này có 05 câu, gồm 01 trang Câu (4,0 điểm) Một ô tô xuất phát từ M đến N, nửa quãng đường đầu với vận tốc v 1, quãng đường còn lại với vận tốc v2 Một ô tô khác xuất phát từ N đến M, nửa thời gian đầu với vận tốc v và thời gian còn lại với vận tốc v Nếu xe từ N xuất phát muộn 0.5 so với xe từ M thì hai xe đến địa điểm đã định cùng lúc Biết v1= 20 km/h và v2= 60 km/h a Tính quãng đường MN b Nếu hai xe xuất phát cùng lúc thì chúng gặp vị trí cách N bao xa Câu (4,0 điểm) Cho hai nhiệt lượng kế có vỏ cách nhiệt, nhiệt kế này chứa lượng chất lỏng khác nhiệt độ ban đầu khác Người ta dùng nhiệt kế nhúng vào các nhiệt lượng kế trên, lần vào nhiệt lượng kế 1, lần vào nhiệt lượng kế 2, lần vào nhiệt lượng kế 1,… quá trình nhiều lần Trong lần nhúng, người ta chờ đến cân nhiệt rút nhiệt kế đó số nhiệt kế tương ứng với các lần trên là 800C, 160C, 780C, 190C Lần nhiệt kế bao nhiêu? Sau số lớn lần nhúng nhiệt kế theo trật tự trên thì nhiệt kế bao nhiêu Bỏ qua mát nhiệt chuyển nhiệt kế từ nhiệt lượng kế này sang nhiệt lượng kế Câu (5,0 điểm) R4 A B Cho mạch điện hình Hiệu điện hai điểm A và + B là 20V luôn không đổi Biết R = , R2 = R4 = R5 = , R3=1 Điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể R5 R3 R1 Khi khoá K mở Tính: a) Điện trở tương đương mạch R2 K b) Số ampe kế Thay điện trở R2 và R4 điện trở R x và Ry, A khoá K đóng và mở ampe kế 1A Tính giá trị điện trở Hình Rx và Ry trường hợp này Câu (4,0 điểm) Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vuông góc với trục chính thấu kính trên và cách thấu kính 20cm, A nằm trên trên trục chính a Vẽ và xác định vị trí ảnh vật sáng AB b Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính đoạn x cho khoảng cách từ ảnh đến thấu kính giảm 5cm so với trường hợp ban đầu Xác định x và chiều dịch chuyển thấu kính Câu (3,0 điểm) Cho nguồn điện không rõ hiệu điện thế, điện trở R chưa rõ giá trị, ampe kế và vôn kế loại không lí tưởng Hãy trình bày cách xác định điện trở R, ampe kế và vôn kế Chú ý tránh cách mắc có thể làm hỏng ampe kế (2) ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung hướng dẫn Điểm a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S Thời gian từ M đến N xe M là t1 0.5 S (v v ) S S t1 2v1 2v 2v1v (a) Gọi thời gian từ N đến M xe N là t2 Ta có: S t2 t v v2 2S v1 v t ( ) t2 = 2 v 1+ v => Theo bài ta có : t1 t 0,5(h) hay 0.5 ( b) S (v +v ) 2S − =0 v1 v2 v +v 0.5 Thay giá trị v1; v2 vào ta có S = 60 km Câu 4.0 điểm b) Gọi t là thời gian mà hai xe từ lúc xuất phát đến gặp Khi đó quãng đường xe thời gian t là: S M 20t t 1,5h (1) S M 30 (t 1,5)60 t 1,5h (2) S N 20t t 0,75h (3) S N 15 (t 0, 75)60 t 0,75h 0.5 0.5 (4) Hai xe gặp : SM + SN = S = 60 và xảy 0,75 t 1,5h Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4): 0.5 20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60 t h và vị trí hai xe gặp cách N là SN = Giải phương trình này ta tìm 37,5km a, Sau lần nhúng thứ hai nhiệt độ bình là 800C, bình và nhiệt kế là 160C + Gọi nhiệt dung bình 1, bình và nhiệt kế là q1, q2 và q + Sau lần nhúng thứ ba vào bình phương trình cân nhiệt là : ⃗ q1 = 31q q1(80 – 78) = q(78 – 16) ❑ + Sau lần nhúng thứ tư vào bình phương trình cân nhiệt là : ⃗ q2 = q2(19 – 16) = q(78 – 19) ❑ Câu điểm 59 q + Sau lần nhúng thứ năm vào bình phương trình cân nhiệt là : ⃗ 31q(78 – t) = q(t – 19) ❑ ⃗ t q1(78 – t) = q(t – 19) ❑ 76,20C b, Sau số lớn lần nhúng nhiệt kế ta coi bài toán đổ hai chất lỏng vào thả nhiệt kế vào đó + Khi đó phương trình cân nhiệt là : ⃗ 31q(80 – t’) = q1(80 – t’) = (q2 + q)(t’ – 16) ❑ ⃗ t = 54,50C ❑ 0.5 (593 q+q) (t’ – 16) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 (3) 1) Khi K mở ta có mạch sau : {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5 a) Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = + = Điện trở R24: 0,25 R24 = R2 + R4 = + = R13 R24 4 2 R R 13 24 Điện trở R1234 = 0,25 Điện trở tương đương mạch: RAB = R5 + R1234 = + 2= b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: U 20 5 A I = RAB 0,5 Vì R5 nt R1234 nên I5 = I = 5ª Hiệu điện đoạn mạch mắc song song: U1234 = I R1234 = 2 = 10V Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = U1234 = 10V 0,5 Cường độ dòng điện qua R24 : U 24 10 2,5 A I24 = R24 Câu điểm 0,5 Số ampe kế: IA = I24 = 2,5ª 2) Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)] Cường độ dòng điện qua mạch: I U ( R1 R3 ).( Rx Ry ) R5 R1 R3 Rx Ry 20(4 Rx Ry ) 20 4.( Rx Ry ) 2(4 Rx Ry ) 4.( Rx Ry ) 2 Rx Ry 0,5 10(4 Rx Ry ) (4 Rx Ry ) 2.( Rx Ry ) Vì R13 // Rxy nên : IA R1 R3 I R1 R3 Rx Ry (1) 4 Rx Ry I Rx Ry I hay 0,5 (2) Từ (1) và (2) suy ra: Rx Ry 10(4 Rx R y ) (4 R R ) 2.( R R ) x y x y Biến đổi Rx + Ry = 12 Từ (3) < Rx; Ry < 12 0,5 (3) (4) (4) Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry) Cường độ dòng điện mạch chính: I' I' I' 20 R R R1.Rx R5 y R1 Rx R3 Ry 20 Ry 3Rx 2 Rx R y 20 3Rx 12 Rx 2 Rx 13 Rx 0,5 20(3 Rx )(13 Rx ) 2(3 Rx )(13 Rx ) 3Rx (13 Rx ) (12 Rx )(3 Rx ) (5) Vì R1 // Rx nên: IA R1 ' I R1 Rx 3 Rx I' ' I Rx hay 0,5 (6) Từ (5) và (6) suy ra: 20(3 Rx )(13 Rx ) Rx 2(3 Rx )(13 Rx ) 3Rx (13 Rx ) (12 Rx )(3 Rx ) 0,5 6Rx2 – 128Rx + 666 = Giải phương trình bậc hai ta hai nghiệm Rx1 = 12,33 , Rx2 = theo điều kiện (4) ta loại Rx1 nhận Rx2 = Suy Ry = 12 – Rx = 12 – = 0,5 Vậy Rx= ; Ry = Câu 4 điểm a/ Δ ABO đồng dạng Δ A’B’O: I B BA AO = (1) ' B A' A'O F’ A F A’ O 0.5 Δ OIF’ đồng dạng Δ A’B’F’: B’ OI O F' = (2) A' B' A ' F' Do BA = OI và OA’ = OF’+ F’A’ Từ (1) và (2) => OA ' = b/ * Xét A1’B1’ là ảnh thật: + đó OA1’ = 15cm 0.5 OA O F' 20 10 = =20cm OA-OF' 20− 10 I B1 F’ A1 F Δ A1B1O đồng dạng Δ A1’B1’O: Δ OIF’ đồng dạng Δ A1’B1’F’: O B1 A ' B1 A ' = A1O (1) A 'O OI O F' = (2) A ' B1 ' A ' F ' A1 ’ 0.5 B1 ’ 0.5 (5) ' => A1O = O A1 f thay số: A1O = 30cm ' O A1 − f 0.5 Vậy dịch thấu kính xa vật đoạn x = 30 - 20 = 10cm * Xét A1’B1’ là ảnh ảo: B’1 đó OA1’ = 15cm Δ A1B1O đồng dạng Δ A1’B1’O: B1 A ' B A1' = F’ O A1 A’1 0.5 I B1 A1O (3) A 'O 0.5 OI O F' = (4) Δ OIF’ đồng dạng Δ A1’B1’F’: A ' B1 ' A ' F ' => A1O = O A '1 f thay số: A1O = 6cm O A'1 + f 0.5 Vậy dịch thấu kính lại gần vật đoạn x = 20 – = 14cm - Mắc mạch điện hình a: A A B 0.5 VHình a Vôn kế đo hiệu điện hai đầu ampe kế, giá trị U1, còn số am pe kế là I1 ta xác định điện trở ampe kế: RA= Câu điểm - Để xác định điện trở vôn kế, mắc ampe kế và vôn kế vào nguồn hình b: U1 I1 0.5 A A V 0.5 Hình b Số chúng là I2 và U2 Khi đó điện trở vôn kế là: RV= - Mắc lại mạch điện hình c: B A A U2 I2 0.5 B 0.5 V Hình c Vôn kế U3, ampe kế I3 Vì U3=I3(RA+R) = I3 ( Vậy giá trị R là R= U3 U1 I3 I1 U1 +R) I1 0.5 (6)