Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNHBỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP 9 CÓ ĐÁP ÁN MỚI NHẤT ĐÃ THẨM ĐỊNH
MÃ KÍ HIỆU [*****] ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ LỚP 9- Năm học 2015-2016 MƠN: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm câu, 02 trang) Câu (2 điểm) Một ô tô xuất phát từ M đến N, nửa quãng đường đầu với vận tốc v 1, quãng đường cịn lại với vận tốc v Một tô khác xuất phát từ N đến M, nửa thời gian đầu với vận tốc v1 thời gian lại với vận tốc v Nếu xe từ N xuất phát muộn 0.5 so với xe từ M hai xe đến địa điểm định lúc Biết v1= 20 km/h v2= 60 km/h a Tính quãng đường MN b Nếu hai xe xuất phát lúc chúng gặp vị trí cách N bao xa Câu (2 điểm) Dùng ca múc nước thùng chứa nước A có nhiệt độ t1 = 800C thùng chứa nước B có nhiệt độ t2 = 200 C đổ vào thùng chứa nước C Biết trước đổ, thùng chứa nước C có sẵn lượng nước nhiệt độ t3 = 400C tổng số ca nước vừa đổ thêm vào Tính số ca nước phải múc thùng A B để có nhiệt độ nước thùng C t = 500C Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường, với bình chứa ca múc R1 Câu (2,0 điểm) Cho mạch điện hình H2: Khi đóng khố K mạch điện tiêu thụ cơng suất P1, đóng khố K2 mạch điện tiêu thụ cơng suất P2, mở hai khố mạch điện tiêu thụ công suất P Hỏi đóng hai khố, mạch điện tiêu thụ công suất bao nhiêu? K1 K2 R2 H2 R3 +U - Câu (2,0 điểm) Vật sáng AB đoạn thẳng nhỏ đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ Điểm A nằm trục cách quang tâm O khoảng OA 10cm Một tia sáng qua B gặp thấu kính I (với OI = 2AB) Tia ló khỏi thấu kính tia sáng có đường kéo dài qua A a Nêu cách dựng ảnh A’B’của AB qua thấu kính b Tìm khoảng cách từ tiêu điểm F đến quang tâm O Câu (2 điểm) Cho dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện không đổi; điện trở R biết trị số điện trở Rx chưa biết trị số; vơn kế có điện trở Rv chưa xác định Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv điện trở Rx ………………Hết……………… MÃ KÍ HIỆU [*****] ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ LỚP 9- Năm học 2015-2016 MÔN: Vật lí (Hướng dẫn chấm gồm 04 trang) HƯỚNG DẪN CHẤM I HƯỚNG DẪN CHUNG - Thí sinh làm theo cách riêng đáp ứng yêu cầu cho đủ điểm - Việc chi tiết hoá điểm số ( có) so với biểu điểm phải đảm bảo không sai lệch với hướng dẫn chấm thống Hội đồng chấm - Sau cộng điểm toàn bài, điểm để lẻ đến 0,25 điểm + II ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM CÂU Câu ( đ) _ NỘI DUNG ĐIỂM a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N SR0 Thời gian từ M đến N xe M t1 V Rx t1 = S (v1 + v ) S S + = 2v1 2v 2v1v 0,5 (a) Gọi thời gian từ N đến M xe N t2 Ta có: t t v + v2 S = v1 + v = t ( ) 2 Theo ta có : t1 − t = 0,5(h) hay 0,25 ( b) 0,25 Thay giá trị vM ; vN vào ta có S = 60 km Thay S vào (a) (b) ta tính t1=2h; t2=1,5 h b) Gọi t thời gian mà hai xe từ lúc xuất phát đến gặp Khi 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 (4) Hai xe gặp : SM + SN = S = 60 xảy 0,75 ≤ t ≤ 1,5h Từ điều kiện ta sử dụng (1) (4): 20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60 0,55 0,25 0,25 Giải phương trình ta tìm t = h vị trí hai xe gặp Câu ( đ) Câu (2,0 đ) cách N SN = 37,5km Gọi : c nhiệt dung riêng nước, m khối lượng nước chứa ca n1 n2 số ca nước múc thùng A B ( n1 + n2 ) số ca nước có sẵn thùng C Nhiệt lượng n1 ca nước thùng A đổ vào thùng C tỏa Q1 = n1.m.c(80 – 50) = 30cmn1 Nhiệt lượng n2 ca nước thùng B đổ vào thùng C hấp thu Q2 = n2.m.c(50 – 20) = 30cmn2 Nhiệt lượng ( n1 + n2 ) ca nước thùng A B đổ vào thùng C hấp thụ Q3 = (n1 + n2)m.c(50 – 40) = 10cm(n1 + n2) Phương trình cân băng nhiệt Q2 + Q3 = Q1 ⇒ 30cmn2 + 10cm(n1 + n2) = 30cmn1 ⇒ 2n2 = n1 Vậy múc n ca nước thùng B phải múc 2n ca nước thùng A số nước có sẵn thùng C trước đổ thêm 3n ca 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 * Khi đóng khố K1: P1= P U2 = 12 ⇒ R3 U R3 (1) 0,25 * Khi đóng khố K2: P2= P U2 = 22 ⇒ R1 U R1 (2) 0,25 * Khi mở hai khoá K1 K2: P3= U2 ⇒ R1 + R2 + R3 R1+R2+R3 = * Khi đóng hai khố K1và K2: U2 P3 0,25 (3) 1 U2 P= =U2 + + ÷ Rtd R1 R2 R3 0,25 0,25 0,50 (4) 1 1 PP 1 P3 − − ÷⇒ = R2 U ( P1 P2 − P1 P3 − P2 P3 ) P3 P2 P1 * Từ (3) ta có: R2=U2 0,25 (5) * Thay giá trị từ (1), (2), (5) vào (4) ta được: P = P1+P2+ Câu (2,0 đ) a (1.0) P1 P2 P3 P1 P2 − P1 P3 − P2 P3 Dựng ảnh A'B' AB hình vẽ: + Từ B vẽ tia BO, cho tia ló truyền thẳng đường kéo dài cắt BI B’ + Từ B’ dựng đường vng góc với trục chính, cắt trục A ’, ta dựng ảnh A’B’ (Nếu không vẽ mũi tên hướng truyền ánh sáng trừ 0,25 đ) 0,25 0,25 0,50 B’ B A, b (1.0) H A 0,25 F O 0,25 I Do AB = OI 0,25 ⇒ AB đường trung bình ∆ B'OI B' trung điểm B'O ⇒ AB đường trung bình ∆ A'B'O ⇒ OA' = 2OA = A'B' = 20 (cm) 0,25 Do OH = AB = A ' B ' nên OH đường trung bình ∆FA'B' Câu ( đ) ⇒ = OA' = 20 (cm) Vậy tiêu cự thấu kính là: f = 20 (cm) a) Cở sở lý thuyết: Xét mạch điện hình vẽ: Gọi U hiệu điện đầu đoạn mạch U1 số vôn kế Mạch gốm (Rv//R0) nt Rx, theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: H1 0,5 Rv R0 Rv Rv + R0 Rv R0 U1 = = = Rv R0 U Rv + Rx + Rx Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx Rv + R0 Xét mạch điện mắc vôn kế song song Rx Gọi U2 số vôn kế Mạch gồm R0 nt (Rv//Rx) Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: (1) + R0 0,5 _ Rx 0,25 V Rv Rx Rvx Rv + Rx Rv Rx U2 = = = Rv Rx U R0 + Rvx + R0 Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx Rv + Rx 0,25 0,25 (2) U1 R0 = (3) U R x Chia vế (1) (2) => 0,25 H2 b) Cách tiến hành: Dùng vôn kế đo hiệu điện đầu đoạn mạch U Mắc sơ đồ mạch điện H1, đọc số vôn kế U1 Mắc sơ đồ mạch điện H2, đọc số vôn kế U2 Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định Rx Thay U1; U; R0; Rx vào (1) Giải phương trình ta tìm Rv c) Biện luận sai số: Sai số dụng cụ đo Sai số đọc kết tính tốn, Sai số điện trở dây nối Hết - [ **** ] Câu (2,0 điểm): Ở trạm vũ trụ A mặt đất có phi thuyền vừa rời bệ phóng với vận tốc v1 = 275m/s bay thẳng đứng lên bầu trời với vận tốc Sau bay, phi thuyền đến vị trí M đột ngột giảm vận tốc xuống v = 205m/s giữ nguyên hướng chuyển động Coi trái đất hình cầu có bán kính R = 6400km Bỏ qua ảnh hưởng mây, khói, bụi bầu khí a Tại vị trí M, từ phi thuyền quan sát vùng mặt đất có chu vi lớn bao nhiêu? b Tính thời gian phi thuyền bay từ vị trí M đến vị trí quan sát vùng mặt đất có chu vi lớn 28420km Câu (2,0 điểm): Một bình hình trụ, ban đầu chứa m n = 3kg nước 24oC Người ta thả vào bình cục nước đá có khối lượng m đ = 1,4kg 0oC Biết có nước đá nước trao đổi nhiệt với nhau; nhiệt dung riêng nước C n = 4200J/kg.K; nhiệt lượng cần cung cấp cho 1kg nước đá nóng chảy hồn tồn 0oC 3,36.105J ( λ = 3,36.105J/kg) Khi có cân nhiệt, tìm: a Nhiệt độ nước bình? Khối lượng nước bình? b Độ chênh lệch mực nước bình có cân nhiệt so với chưa thả cục nước đá? Biết diện tích đáy bình S = 200cm 2; khối lượng riêng nước Dn = 1000kg/m3 Câu (2,0 điểm): Cho mạch điện hình vẽ Hiệu điện U hai điểm A B không đổi Các điện trở R = R3 = R4 = R; R1 = 3R; Rx biến trở a Điều chỉnh biến trở Rx đến giá trị cho công suất tỏa nhiệt điện trở R1 P1 = 12W Tính cơng suất tỏa nhiệt điện trở R b Tính giá trị Rx theo R để cơng suất tỏa nhiệt R x lớn Câu (2,0 điểm): Điểm sáng S nằm trục thấu kính hội tụ có đường rìa đường trịn Ở phía sau, cách thấu kính đoạn 60cm có đặt ảnh E vng góc với trục thấu kính hình vẽ Trên E thu vùng sáng trịn có đường kính đường kính đường rìa thấu kính Giữ thấu kính E cố định, cho S dịch chuyển dọc theo trục lại gần thấu kính thấy vùng sáng tròn E nhỏ dần, đến S dịch chuyển 30cm E thu điểm sáng Xác định tiêu cự thấu kính khoảng cách từ thấu kính đến vị trí ban đầu điểm sáng S? (Học sinh sử dụng cơng thức thấu kính R1 A C R2 Rx R3 R4 B D 1 = + ) f d d' Câu (2,0 điểm): Cho dụng cụ sau: • cốc nước • củ khoai • bóng đèn ( 220V- 75W) • Muối ăn có khối lượng M biết, đựng cốc có chia độ Hãy trình bày phương án thực nghiệm để xác định khối lượng riêng củ khoai -HẾT Cán coi thi khơng giải thích thêm [ **** ] Câu a (1điểm ) (2điểm) ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ Lớp - Năm học 2015 -2016 MƠN: VẬT LÍ (Hướng dẫn chấm gồm 01 trang) Đáp án Điểm * Chu vi vùng mặt đất rộng quan sát chu vi hình trịn bán kính IH a Độ cao vị trí M so với mặt đất là: AM = v1.t1= 990000(m) = 990(km) OM = OA + AM = 7390(km) 0,25điểm OH 6400 = = 0,866 ⇒ α = 30 O OM 7390 IH = OH sin α = 6400 sin 30 o = 3200(km) = R1 Chu vi: C1Max = π R1 = 20096(km) 0,25điểm cos α = 0,25điểm 0,25điểm b (1điểm ) C 28420 = = 4525,48(km) 2π 2π KJ sin β = = 0,707 ⇒ β = 45 KO OK ON = = 6400 = 9051( km) cos 45 KJ = 0,25điểm MN = ON - OM =1661(km) 0,25điểm MN ≈ 8102(s) = 2,25(h) v2 0,25điểm t2 = 0,25điểm a (1điểm ) Giả sử cân nhiệt, trạng thái hỗn hợp bình 0oC Nhiệt lượng nước đá thu vào để tan chảy hoàn toàn 0oC là: Qthu = mđ λ = 1,4 3,36 105 = 470400 (J) Nhiệt lượng nước tỏa là: Qtỏa = mn Cn ∆ t = 4200.( 24 - 0) = 302400 (J) Ta thấy Qthu > Qtỏa chứng tỏ phần nước đá bị tan Như cân nhiệt, hỗn hợp gồm nước nước đá ⇒ Khi cân nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp t = 0oC Khối lượng phần nước đá tan là: Qtỏa = mtan λ ⇒ mtan = Qtoa 302400 = = 0,9(kg ) λ 336000 Khối lượng nước có bình cân nhiệt là: mn’ = mn + mtan = + 0,9 = 3,9 (kg) 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm b (1điểm ) Thể tích phần nước có bình ban đầu là: mn = = 0,003(m ) = 3000(cm ) Dn 1000 V 3000 = 15(cm) Mực nước ban đầu là: h = n = S 200 Vn = 0,25điểm Thể tích phần nước có bình sau có cân nhiệt là: Vn ' = mn ' 3,9 = = 0,0039(m ) = 3900(cm ) Dn 1000 Khối lượng phần nước đá lại là: m = 1,4 - 0,9 = 0,5 (kg) Phần nước đá mặt nước chịu lực cân bằng: FA = P ⇒ Vchìm dn = m.10 ⇒ Vchìm Dn = m 0,25điểm (2điểm) ⇒ Vchìm = m 0,5 = = 0, 0005m3 = 500cm D n 1000 0,25điểm Mực nước sau cân nhiệt : h' = V ' n +Vchìm 3900 + 500 = = 22(cm) S 200 Nước bình dâng lên thêm là: ∆h = h'−h = 22 − 15 = 7(cm) 0,25điểm a (1điểm ) Có: I1 + I3 = I2 + I4 ⇒ RI1 + RI3 = RI2 + RI4 (1) Lại có U1 + U2 = U3 + U4 ⇒ 3RI1 + RI2 = RI3 + RI4 (2) Từ (1) (2), cộng vế ta có: 4RI1 = 2RI4 ⇒ I4 = 2I1 P I R P 0,25điểm R1 A 12.4 C R2 Rx R3 R4 B D 4 Ta có: P = = ⇒ P4 = = I 3R P4 = 16W b (1điểm ) Giả sử dịng điện qua Rx có chiều từ D tới C (2điểm) Tại C ta có I2 =I1 + Ix ⇒ 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm U U1 U x U − U1 U1 U1 − U = + = + ⇒ (1) R 3R R x R 3R Rx Tại D ta có I3 =I4 + Ix ⇒ U3 U4 U x U U − U U1 − U = + + ⇒ = (2) R R Rx R R Rx Từ (1) (2), biến đổi hệ phương trình sau: 3R X ( U − U1 ) = R X U1 + 3R ( U1 − U ) ⇒ R X U3 = ( U − U ) R X + R ( U1 − U ) U1 ( 4R X + 3R ) − 3U 3R = 3UR X ⇒ U ( 2R X + R ) − U1R = UR X U1R ( 4R X + 3R ) − 3U 3R = 3URR X ⇒ U ( 2R X + R ) ( 4R X + 3R ) − U1R ( 4R X + 3R ) = UR X ( 4R X + 3R ) Cộng vế ta được: ⇒ U3(8Rx2 +10RRx) = 6URRx + 4URx2 ⇒ U3(4Rx +5R) = U(3R + 2Rx) U U (3R + R x ) U (3R + R x ) ⇒ I3 = = R Rx + 5R R(4 R x + R) U (3 R + R x ) U4 U − U (2 R + R x ) 4Rx + 5R = I4 = = R R(4 R x + 5R) R U (3R + R x ) U (2 R + R x ) Tại D ta có Ix = I3 - I4 = R(4 R x + R) R (4 R x + R) U ⇒ Ix = (thỏa mãn) R x + 5R ⇒ U3 = 0,25điểm U2 U R x = (4 R + R ) (4 R x + 5R) x Rx Có Px = Ix2.Rx = Để Pmax ( R x + 5R Rx Ta thấy R x )min Áp dụng hệ Bđt Cơsi có ( R x + 5R Rx 5R Rx 0,25điểm = 20R (không đổi) )min R x = 5R Rx ⇒ Rx = 1,25R Vậy Rx = 1,25R cơng suất tiêu thụ Rx lớn 0,25điểm a (1điểm ) * Vẽ hình 0,25điểm N K 0,25điểm S O S’ H M E S1 O S1’ E * Giải thích: - Các tia sáng phát từ S, đến mép TK cho tia ló đến mép vùng sáng E 0,25điểm + Trường hợp 1: - Tia tới SM cho tia ló MH ⇒ S nằm tiêu điểm TK - Khi cho S dịch lại gần TK S qua TK cho ảnh ảo ⇒ kích thước vùng sáng tăng lên ⇒ không thỏa mãn + Trường hợp 2: - Tia tới SM cho tia ló MK ⇒ S nằm tiêu điểm, qua TK cho ảnh thật 0,25điểm S’ - Khi cho S dịch lại gần TK S’ tiến xa TK ⇒ kích thước vùng sáng giảm ⇒ thỏa mãn - Khi thu điểm sáng ⇒ điểm sáng ảnh S vị trí qua TK (2điểm) b (1điểm ) * Xét tạo ảnh: + Trước dịch chuyển: S d → d ' S TK ' 0,25điểm d'= 0,25điểm 60 dd ' 30d = 30(cm); f = = d + d ' d + 30 0,25điểm (1) + Khi S dịch đến vị trí S1 thu điểm sáng S1' E: TK S1d1 → d ' S1' d1 = d - 30; d1’ = a = 60(cm) d1.d1' (d − 30).60 ( d − 30).60 = = d1 + d1' d − 30 + 60 d + 30 Từ (1) (2) ⇒ d = 60(cm); f = 20(cm) f = (2) Ta tiến hành theo trình tự sau: FA + B1: V1 Đổ nước vào bình chia độ, chờ cho muối tan hết vào nước Đọc vạch chia độ thành cốc V nước muối V Nó có khối lượng m = VD +M P Vậy khối lượng riêng nước muối D1= m/V= D + M/V + B2: Thả củ khoai vào nước muối, củ khoai mực nước dâng lên V Phần thể tích khoai chìm ∆V= V1- V Lực đẩy Acsimét nước muối lên củ khoai: FA= gD1∆V= ( D+ M/V)(V1- V)g với D khối lượng riêng nước Củ khoai mặt nước muối nên lực đẩy Acsimét cân với trọng lượng nó: P= FA= gD1∆V= ( D+ M/V)(V1- V)g = m1g với m1 khối lượng củ khoai + B3: Đổ muối đi, đổ vào cốc chia độ V2 nước (lã) + B4: Thả củ khoai vào V3 Nó chìm xuống đáy cốc mực nước dâng lên V3 V2 Vậy thể tích củ khoai v = V3 - V2 Khối lượng riêng củ khoai là: Dk = m1/V= ( VD +M)(V1-V) /( V3 - V2).V 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,25điểm Chú ý: - Trên trình bày cách giải, HS làm theo cách khác cho điểm tối đa ứng với điểm câu biểu điểm - HS làm đến đâu cho điểm đến theo biểu điểm Phần làm sai, áp dụng phần sai để làm phần mà không cho điểm kết - Điểm thi tổng điểm tất ý khơng làm trịn BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN Khi ôtô xuống dốc vận tốc xe không đổi v = 15m/s uur ⇒ Trên mặt dốc thành phần Px trọng lực phải cân với lực uuur ma sát Fms => Px = Fms (1) Khi ô tô lên dốc; lực ma sát bánh xe mặt đất có độ lớn trường hợp xuống dốc Để xe lên dốc với vận tốc uur trước lực kéo Fk phải có độ lớn tổng độ lớn P x 0,25 điểm 0,25 điểm Fms => Fk = Px + Fms (2) Từ (1) (2) Lực kéo lên dốc : Fk = 2Px = 2.10.m.sinα = 2.10.1000.0,04=800 (N) ⇒ Cơng suất động tơ công suất lực kéo: 0,25 điểm PFk = Fk v = 800.15 = 12000 ( W ) a (1 điểm) Gọi khối lượng nước rót m(kg); nhiệt độ bình t2 ta có: Nhiệt lượng thu vào bình là: Q1 = 4200.2(t2 – 20) Nhiệt lượng toả m kg nước rót sang bình 2: Q2 4200.m(60 – t2) Do Q1 = Q2, ta có phương trình: 4200.2(t2 – 20) = 4200.m(60 – t2) => 2t2 – 40 = m (60 – t2) (1) Ở bình nhiệt lượng toả để hạ nhiệt độ: Q3 = 4200.(10 - m)(60 – 58) = 4200.2(10 - m) Nhiệt lượng thu vào m kg nước từ bình rót sang là; Q4 = 4200.m(58 – t2) Do Q3 = Q4, ta có phương trình: 4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2) => 2(10 - m) = m(58 – t2) (2) Từ (1) (2) ta lập hệ phương trình: = 2t − 40 = m(60 − t ) 2(10 − m) = m(58 − t ) Giải hệ phương trình tìm t2 = 300 C; m = kg 3 (2điểm) b (1 điểm) Nếu đổ lại nhiều lần nhiệt độ cuối bình gần nhiệt độ hỗn hợp đổ bình vào Gọi nhiệt độ cuối t ta có: Qtoả = 10 4200(60 – t) Trang 72 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0,5 điểm BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CÓ ĐÁP ÁN Qthu = 2.4200(t – 20); Qtoả = Qthu => 5(60 – t) = t – 20 0,5 điểm => t ≈ 53,30C a (0,5 điểm) Cường độ dòng điện định mức điện trở đèn là: Id = Pd = 1( A); Ud Rd = U d2 = 3(Ω) Pd + Do RAC = 3Ω = Rd đèn sáng bình thường nên: IAC = Id = 1A => Cường độ dòng điện mạch chính: I = 2A R R d AC + RMC = R + R = 1,5(Ω) d AC 0,25 điểm +Tacó: I= U EF RMC + RBC = U EF RMC + ( RAB − RAC ) ⇒ 14 = ⇒ RAB = 8,5Ω 1,5 + ( RAB − 3) 0,25 điểm b ( 0,5 điểm) b Khi chạy đến C’với RAC’= 6Ω: R R 3.6 d AC ' + RMC ' = R + R = + = 2(Ω); d AC ' RC ' B = 8,5 − = 2,5 0,25 điểm => Điện trở mạch là: Rm = RMC’ + RC’B = 4,5Ω + Cường độ dịng điện mạch chính: I’ = UEF/Rm = 28/9 (A) + Hiệu điện hai đầu đèn đó: ' U d' = U MC ' = I '.RMC ' ≈ 6, 22(V ) > Ud Vậy đèn sáng q mức bình thường bị cháy 0,25 điểm c (1, điểm) c Thay đèn điện trở R = 3Ω (2điểm) + Đặt: RAC= x với điều kiện: ≤ x ≤ 8,5Ω + Điện trở toàn mạch: Rm = RMC + RCB = 0,25 điểm R.x − x + 8,5 x + 25,5 + ( RAB − x ) = R+x x+3 U EF 14( x + 3) + Cường độ dòng điện mạch: I = R = − x + 8,5x + 25,5 m + Ampe kế giá trị IAC: 0,25 điểm 0,25 Trang 73 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CÓ ĐÁP ÁN I AC = I RMC 42 42 = I = = x 3+ x − x + 8,5 x + 25,5 43,5625 − ( x − 4, 25) Ta xét: y = 43,5625 − ( x − 4, 25)2 thì: ( x − 4,25) ≥ ⇒ y = 43,5625 − ( x − 4, 25) ≤ 43,5625 điểm ⇒ ymax = 43,5625 khi: ( x − 4, 25) = ⇔ x = 4, 25(Ω) => Khi y = ymax IAC đạt giá trị nhỏ Imin 0,25 điểm Ta có: - Khi x = RAC = 0, C ≡ A IAC ≈ 1,65A - Khi x = RAC = 8,5Ω, C ≡ B IAC ≈ 1,65A Vậy C ≡ A (RAC = 0) C ≡ B (RAC = 8,5Ω) số ampe kế đạt cực đại a (0,5 diểm) G1 S1 R I O 700 K S 12 0,25 điểm G2 J a Cách vẽ S2 + Lấy S1 đối xứng với S qua G1 + Lấy S2 đối xứng vói S qua G2 + nối S1 S2 cắt G1 I cắt G2 J + Nối S, I, J, S đánh hướng ta tia sáng cần vẽ b (0,5 điểm) 0,25 điểm · (1điểm) + Góc cần tính là: ISR + Kẻ pháp tuyến I J cắt K 0 · · µ + Tứ giác IOJK có : KIO = KJO = 90 , O = 70 · => IKJ = 110 0,25 điểm 0 0 µ µ · + Xét ∆IKJ có : I1 + J1 = 180 − IKJ = 180 − 110 = 70 µ µ µ µ + Lại có : I1 = I ; J1 = J ( góc phản xạ góc tới) · ¶ ¶ + Mà: ISR = SIJ + SJI (góc ∆SIJ ) Trang 74 0,25 điểm BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN µ µ = 2( I1 + J1 ) = 2.70 = 140 a (0,5 điểm) + Do ảnh hứng nên ảnh thật Hai ∆AOB ~ ∆A’OB’: 0 A' B ' OA' d ' = = AB OA d Hai tam giác đồng dạng OIF’ A’B’F’: A' B ' A' F ' A' B ' = = (vì OI = AB) OI OF ' AB d '− f d ' = hay f d B I O A ⇔ d (d’ - f) = fd’ ⇔ dd’ - df = fd’ ⇔ dd’ = fd’ + fd Chia hai vế cho dd’f được: 0,25 điểm f d F’ d’ 1 = + f d d' A ’ B ’ 0.25 điểm b.(0,5điểm) + Ta có: d + d’ = L (1) 1 dd ' = + => f = => dd’ = f(d + d’) = fL (2) f d d' d + d' 0,25 điểm Từ (1) (2): X2 - LX + 12,5L = ∆ = L2 - 50L = L (L - 50) Để tốn có nghiệm ∆ > => L > 50 Vậy L nhỏ 50 (cm) a (1điểm) * Phân tích : Xác định lưc đẩy Acsimet FA = P – P1 ( với FA = V.do) FA Xác định thể tích vật : V= d0 Xác định trọng lượng riêng viên sỏi : P P P = = d0 F P - P1 d= V A d0 Từ xác định khối lượng riêng viên sỏi D = D0 P ( *) P - P1 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm * Cách thực : 0,25 - Buộc viên sỏi sợi dây treo vào móc lực kế để xác định điểm trọng lượng P viên sỏi ngồi khơng khí - Nhúng cho viên sỏi ngập nước đọc số lực kế xác định P1 - Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1 - Xác định D công thức (*) b (1điểm) Trang 75 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN Rx M R0 A A B 0,25 điểm l N l2 Điều chỉnh cho ampe kế số → IA = → UA = Mạch cầu cân l ρ R1.R0 R X R0 S R = l1 R → = → RX = = 0 l R1 R2 R2 l2 ρ S Các bước tiến hành: Bước 1: Lắp mạch điện sơ đồ Bước 2: Bật nguồn điện, điều chỉnh biến trở cho ampe kế số Bước 3: Đo chiều dài l1, l2 biến trở lúc 0,25 điểm l Bước 4: Tính Rx theo công thức RX = l R0 Ghi kết vào bảng Lần đo l1 (cm) l2 (cm) RX = l1 R0 l2 Nguyên nhân sai số: - Khách quan: dụng cụ đo không lý tưởng - Chủ quan: + Do cách đọc kêt chưa thật xác + Do làm trịn số tính tốn + Điện trở cuộn dây thay đổi theo nhiệt độ Hết [*****] ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ LỚP - Năm học 2015 - 2016 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút ( Đề thi gồm 05 câu, 01 trang) Câu (2,0 điểm): Trang 76 0,25 điểm 0,25 điểm BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CÓ ĐÁP ÁN Một xe máy xe đạp chuyển động đường tròn với vận tốc khơng đổi Xe máy vịng hết 10 phút, xe đạp vòng hết 50 phút Hỏi xe đạp vịng gặp xe máy lần Hãy tính trường hợp : a Hai xe khởi hành điểm đường tròn chiều ? b Hai xe khởi hành điểm đường tròn ngược chiều ? Câu (2,0 điểm): Một bếp điện có điện trở 120 Ω hoạt động bình thường có cường độ dịng điện 2,4 A chạy qua a Dùng bếp điện để đun sôi ấm nước lít có nhiệt độ ban đầu 250C hết 14 phút.Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K Tính hiệu suất bếp b Bếp làm dây điện trở có tiết diện 1,4mm2 quấn quanh lõi sứ hình trụ cách điện có đường kính 2cm gồm 2345 vòng Dây điện trở làm vật liệu gì? Câu (2,0 điểm): Trong phịng khoảng cách hai tường L chiều cao tường H có treo gương phẳng tường Một người đứng cách gương khoảng d để nhìn gương a Hãy dựng ảnh người gương xác định vị trí đặt mắt để quan sát ảnh b Độ cao nhỏ gương để người nhìn thấy tường D sau lưng Câu (2,0 điểm): Cho mạch điện hình vẽ: Biết R1 = Ω , bóng đèn Đ: 6V - 3W, R2 biến trở Hiệu điện UMN = 10 V (không đổi) M R1 A B a Xác định R2 để đèn sáng bình thường R2 b Xác định R2 để công suất tiêu thụ R2 cực đại Tìm giá trị Câu (2,0 điểm) a Em vẽ sơ đồ mạch điện chọn thiết bị, dụng cụ thích hợp để tiến hành thí nghiệm xác định cơng suất điện định mức bóng đèn loại V b Em nêu tiến trình chuẩn bị dụng cụ tiến hành thí nghiệm để kiểm nghiệm lại định luật Ác Si Mét Hết -PHÊ DUYỆT CỦA BAN GIÁM HIỆU Trang 77 NGƯỜI RA ĐỀ N BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN MÃ KÍ HIỆU [*****] ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ Lớp - Năm học 2015 - 2016 MÔN: VẬT LÝ Trang 78 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CÓ ĐÁP ÁN (Hướng dẫn chấm gồm 04 trang) Câu Đáp án Điểm a (1,0 điểm) Gọi vận tốc xe đạp v → vận tốc xe máy 5v Gọi t thời gian tính từ lúc khởi hành đến lúc xe gặp → (0 < t ≤ 50); gọi C chu vi đường tròn Khi xe chiều Quảng đường xe máy được: S1 = 5v.t Quảng đường xe đạp được: S2 = v.t Ta có: S1 = S2 + n.C Với C = 50v; n lần gặp thứ n, n ∈ N* 50n → 5v.t = v.t + 50v.n ⇔ 5t = t + 50n ⇔ 4t = 50n ⇔ t = 50n n ≤ 50 ⇔ < ≤ Vì < t ≤ 50 → < 4 (2,0 điểm) ⇔ n = 1, 2, 3, Vậy xe gặp lần b (1,0 điểm) Khi xe ngược chiều Ta có: S1 + S2 = m.C (m lần gặp thứ m, m∈ N*) → 5v.t + v.t = m.50v ⇔ 5t + t = 50m ⇔ 6t = 50m ⇔ t = Vì < t ≤ 50 → < ⇔0< 50 m 50 m ≤ 50 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 m ≤ ⇔ m = 1, 2, 3, 4, 5, Vậy xe gặp lần a (1,0 điểm) Nhiệt lượng cần để đun sôi kg nước 250 C là: Q = c.m ∆t = 4200 ( 100 - 25) = 315 000 (J ) Nhiệt lượng bếp điện tỏa 14 phút là: A = I2 R.t = 2,42 120 14 60 = 580 608 ( J) Hiệu suất bếp là: H % = 0,25 Q 100% A Thay số ta được: H %= 54,25% Vậy hiệu suất bếp là: 54,25% 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 (2,0 điểm) b (1,0 điểm) Tóm tắt: S = 1,4 mm2 = 1,4 10 - d = 2cm = 10-2m n = 2345 vòng R = 120 Ω ρ =? Trang 79 0,125 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN Giải: Chu vi lõi sứ là: C = π d Chiều dài dây điện trở bếp là: l = C.n => l = π d n Ta có: R = ρ l S => ρ = 0,125 R.S R.S = l π d n 0,125 Thay số: = 1,44.10-6Ω m Vậy dây điện trở bếp làm hợp kim Nicrôm 0,125 0,25 0,25 a (1,0 điểm) B' A 0,5 điểm B I N H M d K C' C D L - Dựng B’C’ ảnh BC qua gương Để người quan sát nhìn thấy tường sau gương mắt phải đồng thời nhìn thấy ảnh B’ C’ - Muốn mắt M phải đón nhận tia phản xạ từ gương tia tới xuất phát từ B C Gọi I, K giao điểm B’M C’M với AD Do chiều cao nhỏ gương đoạn IK b (1,0 điểm) NK NM d = = KD DC ' L NI NM d = = ∆ NMI ~ ∆ AB’I (g – g) ⇒ IA AB ' L Ta có ∆ NKM ~ ∆ DKC’ (g – g) ⇒ 0,25 điểm (2) 0,25 điểm NK NI NK + NI d IK d IK d d ×H = = = ⇔ = ⇔ = ⇔ IK = KD IA KD + IA L KD + IA L AD L + d L+d d ×H L+d a (0,75 điểm) Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2) 0,25 điểm D M R1 A B R2 Trang 80 0,25 điểm 0,25 điểm (1) Từ (1) (2) , áp dụng tính chất dãy tỷ số ta được: Vậy chiều cao nhỏ gương: IK = 0,25 điểm N BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CÓ ĐÁP ÁN U2 Từ CT: P = Rd U 62 → Rđ = = = 12( Ω ) P P → Iđ = = = 0,5 (A) U 0,125 0,125 - Để đèn sáng bình thường → Uđ = 6v, Iđ = 0,5(A) Vì Rđ // R2 → RAB = 12.R ; UAB = Uđ = 6v 12 + R 0,125 0,125 → UMA = UMN – UAN = 10 – = 4v Vì R1 nt (Rđ // R2) → R MA U MA = = = → 3RMA = 2RAN R AN U AN → 2.12.R = 3.4 → 2.R2 = 12 + R2 → R2 = 12 + R 12 Ω R2 = 12 Ω Vậy để đèn sáng bình thường 0,125 0,125 0,125 (2,0 điểm) b (1,25 điểm) 12.R 12R 48 + 16R Vì Rđ // R2 → R2đ = 12 + R → Rtđ = + 12 + R = 12 + R 2 áp dụng định luật Ôm: I = U MN 10(12 + R ) = 48 + 16R R td 10(12 + R ) 0,125 0,125 120R Vì R nt R2đ → IR = I2đ = I = 48 + 16R → U2đ = I.R2đ = 48 + 16R 2 0,125 U22 1202.R (120.R ) U2 áp dụng CT: P= →P2 = = = (48 + 16R ) R (48 + 16R ) R2 R 1202 Chia vế cho R2 → P2 = 48 + 162 R + 2.48.16 R2 482 Để P2 max → R + 16 R + 2.48.16 ÷ đạt giá trị nhỏ 482 → R + 16 R ÷ đạt giá trị nhỏ áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có: Trang 81 0,125 0,125 0,125 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN 482 482 162 R = 2.48.16 + 162.R2 ≥ R R2 1202 → P2 Max = = 4,6875 (W) 4.48.16 482 482 2 Đạt khi: = 16 R2 → R2 = = 32 → R = Ω R2 16 Vậy R2 = Ω cơng suất tiêu thụ R2 đạt giá trị cực đại a (1,0 điểm) - Vẽ sơ đồ chuẩn bị thiết bị, dụng cụ thí nghiệm - Trình bày thao tác thí nghiệm - Đo ghi kết thí nghiệm vào bảng - Thao tác nhanh, xác b (1,0 điểm) - Nêu tiến trình thí nghiệm - Lấy dụng cụ nhanh xác - Lắp ráp tiến hành hai thí nghiệm - Thao tác TN nhanh, kết đo xác, nhận xét theo yêu cầu Chú ý: - Thí sinh làm theo cách khác cho đủ điểm - Điểm thi 10 -Hết - Trang 82 0,125 0,125 0,125 0, 25 0,5 0,125 0,125 0,125 0,125 0,5 0,25 ... 0,25 0,15 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CÓ ĐÁP ÁN -Hết ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ [*****] LỚP - Năm học 2015-2016 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút ( Đề thi gồm... Vơn kế có điện trở lớn Hết Trang 41 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN MÃ KÍ HIỆU [*****] ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ Lớp - Năm học 2015 - 2016 MÔN:VẬT LÝ... 0,25 Hết ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ Trang 16 BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP CĨ ĐÁP ÁN [*****] LỚP - NĂM HỌC: 2015- 2016 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm câu,