Câu 2:Ngời ta đổ một lợng nớc sôi vào một thùng chứa nớc ở nhiệt độ của phòng 250C thì thấy khi cân bằng nhiệt độ của nớc trong thùng là 700C.. Nếu đổ lợng nớc sôi trên vào thùng này nhn[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT THANH HÓA §Ò thi chän häc sinh giái cÊp huyÖn líp N¨m häc 2015 - 2016 M«n : VËt lý Câu 1: Cùng lúc, có hai ngời cùng khởi hành từ A để trên quãng đờng ABC (với AB = 2BC) Ngời thứ trên quãng đờng AB với vận tốc 12km/h, quãng đờng BC với vận tốc 4km/h Ngời thứ hai quãng đờng AB với vận tốc 4km/h, quãng đờng BC với vận tốc 12km/h Ngời đến trớc ngời 30 phút Ai đến sớm hơn? Tìm chiều dài quãng đờng ABC Câu 2:Ngời ta đổ lợng nớc sôi vào thùng chứa nớc nhiệt độ phòng 250C thì thấy cân nhiệt độ nớc thùng là 700C Nếu đổ lợng nớc sôi trên vào thùng này nhng ban đầu không chứa gì thì nhiệt độ nớc cân là bao nhiêu? Biết lợng nớc sôi đổ vào thùng gấp lần lợng nớc nguội Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trờng C©u : Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ Nguồn điện có hiệu điện không đổi là U = §1 §2 33V Bốn bóng đèn nh và có ghi 6V-12W Một R biÕn trë cã ghi 15Ω - 6A, ®iÖn trë R = 4Ω B A a Nếu di chuyển chạy đến vị trí N, các M N bóng đèn sáng nh nào? Tại sao? b Muốn cho các bóng đèn sáng bình thờng §4 §3 ph¶i di chuyÓn ch¹y vÒ phÝa nµo? T×m ®iÖn trë cña biến trở đó c Đặt chạy vị trí M có đợc không? Tại sao? C©u (5 ®iÓm ) Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ Hiệu điện đặt vào mạch UAB = 7V không đổi Các điện trở R1 K = 2, R2 = 3, đèn có điện trở R3 = 3 RCD là biến trở chạy Ampe kế, khóa K và dây nối có điện trở không đáng kể R a K đóng, dịch chuyển chạy trùng với C, đèn sáng bình thN + _ U X ờng Xác định số am pe kế, hiệu điện và công suất định mức A B R1 đèn b K mở, di chuyển chạy M đến vị trí cho RCM = 1 thì cR2 ờng độ dòng điện qua đèn là 0,5A Tìm điện trở biến trở RCD M c Đóng khóa K, công suất tiêu thụ trên R2 là 0,75W Xác định vị A trí chạy M và tính số ampe kế đó D C Câu 5: Hai gơng phẳng giống AB và AC đợc đặt hợp với góc 600, mặt phản xạ hớng vào cho tam giác ABC là tam giác Một nguồn B s¸ng ®iÓm S di chuyÓn trªn c¹nh BC Ta chØ xÐt mÆt ph¼ng h×nh vÏ Gäi S1 lµ ¶nh cña S qua AB, S2 lµ ¶nh cña S1 qua AC S a Hãy nêu cách vẽ đờng tia sáng phát từ S, phản xạ lần lợt trên AB, AC S Chứng tỏ độ dài đó SS2; b Với vị trí nào S trên BC để tổng đờng tia sáng câu a là bé nhÊt? C A 0o hÕt Hä vµ tªn thÝ sinh: Sè b¸o danh : Phßng thi Chó ý: C¸n bé coi thi kh«ng gi¶i thÝch g× thªm Phßng GD & §T YÊN ĐỊNH Híng dÉn chÊm thi chän häc sinh giái cÊp huyÖn n¨m häc 2015 - 2016 M«n : vËt lý C©u : ( ®iÓm ) (2) Thời gian ngời thứ quãng đờng ABC là : t1 = AB v1 + BC v2 = BC 12 + BC = BC 12 1® Thời gian ngời thứ hai quãng đờng ABC là : AB BC BC BC BC + = + = ' ' 12 12 v v Ta thấy t2 > t1 nên ngời thứ đến sớm ngời thứ hai là 30 phút = 0,5h VËy ta cã : BC BC t2 - t1 = = 0,5 ⇔ BC = 3km ⇒ AB = 2BC = 6km 12 12 Ta đợc quãng đờng ABC dài 9km C©u 2: ( ®iÓm ) Gäi khèi lîng vµ nhiÖt dung riªng cña níc phßng lµ m , c ; cña thïng lµ m1 , c1 ( m , c , m1 , c1 > ) Theo bµi ta cã khèi lîng níc s«i lµ 2m (kg) Khi đổ lợng nớc sôi vào thùng nớc ta có : Qtỏa = Qthu ⇔ 2mc(t2 - tcb1) = m1c1( tcb1 - t1) + mc (tcb1 - t1) ⇔ 2mc (100 -70 ) = m1c1(70 -25 ) + mc (70 - 25 ) 60mc = 45m1c1 + 45mc ⇔ 15mc = 45m1c1 ⇒ mc = 3m1c1 ( *) ⇔ Khi đổ lợng nớc sôi vào thùng không chứa nớc thì ta có : Qtỏa = Qthu ⇔ 2mc(t2 - tcb2) = m1c1( tcb2 - t1) ⇔ 2mc (100 - tcb2) = m1c1( tcb2 - 25) Thay (*) vào ta đợc : ⇔ 2.3m1c1(100 - tcb2) = m1c1( tcb2 - 25) ⇔ 600 - tcb2 = tcb2 - 25 ⇒ tcb2 89,30 Vậy nhiệt độ nớc cân là 89,30 C©u : ( 4®iÓm ) a (1.5®) 2 - Điện trở đèn: Rd = U dm = =3 Ω 12 P - Điện trở tơng đơng đoạn mạch AB: Rd R d RAB = Rb + +R= Rb+R® + R = 15 + + = 22 Ω Rd + R d U AB 33 - Cờng độ dòng điện qua mạch: I = = = 1,5A 22 R AB t2 = 1® - Vì các bóng đèn giống nhau, nên cờng độ dòng điện qua bóng đèn : I 1,5 I12 = I34 = = = 0,75A 2 - Cờng độ dòng điện định mức qua đèn : P 12 I®m = = = 2A Ta thấy I12 < Iđm nên đèn sáng yếu U dm b (1.5®) - §Ìn s¸ng b×nh thêng th× : I12 = I34 = 2A - Cờng độ dòng điện qua mạch: I’AB = I12 + I34 = + = 4A - Điện trở tơng đơng đoạn mạch AB : U AB 33 R’AB = Rb + R® + R = = = 8,25 Ω ' I AB 0,5® 1® 0,5® 0,5® 1® 1® 0,5® 0,25® 0,5® 0,25® 0,25® 0,25® 0,5® 1® (3) ⇒ Rb = 8,25 - R® - R = 8,25 - - = 1,25 Ω VËy ph¶i dÞch chuyÓn ch¹y vÒ phÝa M c.(1đ) Khi đặt chạy vị trí M thì RMN không tham gia vào mạch điện nên ta có: Cờng độ dòng điện qua mạch : U AB U AB 33 I”AB = = = 4,71A R AB Rd+ R '' , 71 - Cờng độ dòng điện qua bóng đèn : I’’12 = I’’34 = I = 2,4A 2 Ta thấy : I’’12 > Iđm : đèn quá sáng dễ bị hỏng ⇒ Không nên đặt chạy vị trí M C©u 4: ( ®iÓm ) a ( 1,5®) - Khi k đóng di chuyển chạy trùng với C Mạch điện gồm : ( R2 // R3 ) nt R1 R A R32 R B 0,5® AB R2 R 3.3 - Điện trở tơng đơng mạch điện : Rtđ = + R1 = + = 3,5 Ω 3+ R 2+ R U - Cờng độ dòng điện chạy qua mạch chính : IAB = = = 2A R td 3,5 R2 R - Hiệu điện hai đầu đèn : Uđ = I = 2.1,5 = 3V ⇒ U®m = U® = 3V R 2+ R Ud - Công suất định mức đèn : P = = = 3W R3 U2 - Sè chØ cña Ampe kÕ : IA = I2 = = = 1A R2 b (1,5®) - Khi K më m¹ch ®iÖn gåm : RCM nt { R2 // (RMD ntR 3) } ntR1 0,5® 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® R2 A RCM R1 N M B X R3 RMD ( R 3+ R MD ) R2 + R = + ( 3+ RMD ) +2 = + 9+3 R MD Rt® = RCM + + RMD R3 + RMD + R 6+ R MD 27+6 R MD Rt® = + RMD ( 27+6 RMD ) U - Cờng độ dòng điện qua mạch chính : I = = R td 6+ RMD - HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu R2 : ( R 3+ R MD ) R2 = ( 6+ R MD) ( 3+ R MD) = 21 ( 3+ R MD) U2 = I R3 + RMD + R 27+6 R MD 6+ R MD 27+6 R MD - Cờng độ dòng điện qua đèn : U2 21 I® = = = 0,5A 27+6 R MD R 3+ R MD VËy RCD = RCM + RMD = 2,5 + = 3,5 Ω ⇒ RMD = 2,5 Ω 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® (4) c ( 2®) - Khi K đóng mạch điện gồm : [{( R CM ] // RMD ) nt R } // R ntR1 RCM M R2 A N R1 0,25® B RDM X R3 - Gäi RDM = x Ω ( - Ta cã ®iÖn trë RAM = x ≤ 3,5 ) ⇒ RCM = 3,5 - x x ( 3,5 − x ) = 3,5 x − x 3,5 3,5 , x+31 , = − x +10 − x +3,5 x+21 RAN = (RAM + R2 ) R3 R AM + R2 + R3 RAB = − x2 +10 , x+31 , + = − x +3,5 x+21 ⇒ (− x +3,5 x+21) IAB = − x +17 , x+73 , − x +17 , x+73 , − x +3,5 x+ 21 0,25® (− x +3,5 x+21) ⇒ I2 = − x +3,5 x+ 10 ,5 3+ − x +17 , x+73 , 3,5 3,5 73 ,5 = = (1) − x +17 , x+73 , − x +17 , x+73 , P2 , 75 = = √ ,25 = 0,5 A R2 73 ,5 Tõ (1) vµ (2) ta cã : = 0,5 A ⇒ -5x2+ 17,5x + 73,5 = 147 − x +17 , x+73 , ⇔ -5x2+ 17,5x - 73,5 = ⇒ x = 1,75 Ω VËy RCM = RDM = 1,75 Ω hay ch¹y M n»m ë trung ®iÓm CD th× PR2 = 0,75W I2 0,5 - Sè chØ cña Ampe kÕ : IA = ICM = = = 0,25A 2 C©u : (4 ®iÓm ) - HS nêu đợc cách dựng cho 0.5điểm Ta l¹i cã : I2 = √ √ (2) 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® 0,25® - Vẽ hình đúng cho 0,5 điểm a ( 2đ) - S1 là ảnh S qua gơng AB ⇒ S1 đối xứng với S qua AB - S2 là ảnh S qua gơng AB ⇒ S2 đối xứng với S1 qua AC Ta nèi S2 víi S c¾t AC t¹i J, nèi J víi S1 c¾t AB t¹i I ⇒ SI, IJ, JS lµ ba ®o¹n cña tia s¸ng cÇn dùng Tổng độ dài ba đoạn : SI + IJ + JS = S1I + IJ + JS = S1J + JS = S2J + JS = S2S ( §èi xøng trôc ) VËy SI + IJ + JS = SS2 ( ®pcm) B S1 S S2 I HJ 0.5® 1® (5) A C ( 0.5®) b.( 2đ) Tìm vị trí S trên BC để SS2 nhỏ Ta cã : S1AS = 2S1AB (1) S1AS2 = 2S1AC ( 2) Lấy (2) - (1) ta đợc: S1AS2 - S1AS = 2(S1AC - S1AB) ⇔ SAS2 = 2SAB ⇔ SAS2 = 1200 Từ A kẻ đờng cao AH ( vuông góc S2S) XÐt Δ c©n SAS2 t¹i A cã A = 1200 ⇒ ASS2 = AS2S =300 SA √ = SA ⇒ SS2 = 2SH = √3 ⇒ SS2 nhỏ ⇒ SA nhỏ ⇒ AS là đờng cao ⇔ S lµ trung ®iÓm cña BC 0.25® 0.5® 0.75® Δ ABC 0.5® (6)