HSG Tinh Nghe An 0809 A

§Æt mét tÊm b×a cøng vu«ng gãc víi trôc chÝnh ë phÝa tríc vµ che kÝn nöa trªn cña thÊu kÝnh.c[r]

Së Gd&§t NghƯ an kú thi chän học sinh giỏi tỉnh lớp thcs

năm häc 2008 - 2009

M«n thi: vËt lý- B¶ng A

Thời gian: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề)

C©u (4,0 ®iÓm).

Một xe phải từ địa điểm A đến địa điểm B khoảng thời gian dự định t Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v1 = 48 km/h xe tới B sớm dự định 18 phút Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v2

= 12 km/h xe đến B muộn dự định 27 phút a Tìm chiều dài quãng đờng AB thời gian dự định t

b Để đến B thời gian dự định t, xe chuyển động từ A đến C (C nằm AB) với vận tốc v1 = 48 km/h

tiếp tục từ C đến B với vận tốc v2 = 12 km/h Tìm chiều dài quãng đờng AC

Câu (4,0 điểm).

Cú mt s chai sữa hoàn toàn giống nhau, nhiệt độ x

t C

Ngời ta thả chai lần lợt vào bình cách nhiệt chứa nớc, sau cân nhiệt lấy thả chai khác vào Nhiệt độ nớc ban đầu bình t0 =

360C, chai thứ lấy có nhiệt độ t

1 = 330C, chai thứ hai lấy có nhiệt độ t2 = 30,50C Bỏ qua hao

phÝ nhiÖt

a Tìm nhiệt độ tx

b Đến chai thứ lấy nhiệt độ nớc bình bắt đầu nhỏ 260C.

C©u (4,0 điểm).

Cho mạch điện nh hình 1: Các điện trở R1, R2, R3, R4 am pe kế hữu hạn,

hiu in th gia hai điểm A, B không đổi

a Chøng minh rằng: Nếu dòng điện qua am pe kế IA = th×

1

2

R R

=

4

R R

b Cho U = 6V, R1 = 3, R2 = R3= R4 = 6 §iƯn trë am pe kÕ nhá kh«ng

đáng kể Xác định chiều dịng điện qua ampe kế số nó?

c Thay am pe kế vôn kế có điện trở lớn Hỏi vôn kế bao nhiêu? cực dơng vôn kế mắc vào điểm C hay D

Câu (4,0 điểm).

Cú điện trở: R1 ghi (30 - 15A), R2 ghi (10 - 5A), R3 ghi (20 - 20A), giá trị sau cờng độ

dòng điện cao mà điện trở chịu đợc

a Mắc điện trở theo yêu cầu R1 // (R2 nt R3) Xác định hiệu điện lớn mà cụm điện trở khơng bị

ch¸y

b Sử dụng cụm điện trở (câu a) mắc nối tiếp với cụm bóng đèn loại 30V - 40W mắc tất vào nguồn điện có hiệu điện U = 220V Tìm cách mắc để bóng đèn sáng bình thờng mà cụm điện trở khơng bị cháy Câu (4,0 điểm).

Cho h×nh vẽ nh hình Biết: PQ trục thấu kính, S nguồn sáng điểm, S/ ảnh cđa S t¹o bëi thÊu

kÝnh

a Xác định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm thấu kính cách vẽ đ ờng truyền tia sáng

b BiÕt S, S/ c¸ch trục PQ khoảng tơng ứng h = SH = 1cm; h/ = S/H/ = 3cm vµ HH/ = l = 32cm TÝnh

tiªu cù f cđa thÊu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kÝnh

c Đặt bìa cứng vng góc với trục phía trớc che kín nửa thấu kính Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đờng kính đờng rìa

cđa thÊu kÝnh lµ D = 3cm

-Hết

-Họ tên thí sinh: SBD:

Së Gd&§t NghƯ an Kú thi chän häc sinh giái tØnh líp THCS

Năm học 2008 - 2009

hng dn v biểu điểm Chấm đề thức

(Híng dÉn vµ biểu điểm chấm gồm 04 trang)

Môn: vật lý - bảng A

-Câu Nội dung ®iÓm

1 4,0

P Q

S/

S H H/

l h/

h H×nh

A A

B

R3 R4

R2 R1

C D

a Gọi t1, t2 lần lợt thời gian từ A đến B tơng ng với vận tốc v1, v2 Ta có:

AB = v1t1 = v2t2 0,25

 AB = 48t1 = 12t2  t2 = 4t1 (1) 0,25

Theo bµi ta cã t1 = 18 t

60



(2) ; t2 = 27 t 60  (3) 0,5

Thay (2) ; (3) vào (1) ta đợc: 27 t 60  = 4( 18 t 60 

)  t = 33

60 = 0,55 (h)

0,5

Quảng đờng AB: AB = v1t1 = 48( 33 60 -

18

60 ) = 12 km 0,5

b Chiều dài quãng đờng AC Ta có: t =

AC 48 +

BC 12

0,5

 t =

AC AB AC 48 12

 

=

AC 12 AC 48 12



 0,5

 0,55 = +

AC AC 3AC

48  12   48 0,5

 AC = 7,2 km 0,5

2 4,0

a Gọi q1 nhiệt lợng toả nớc bình giảm nhiệt độ 10C, q2 l

nhiệt lợng thu vào chai sữa tăng lên 10C 0,5

Phơng trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ lµ: q1(t0 - t1) = q2(t1 - tx) (1)

Phơng trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ là: q1(t1 - t2) = q2(t2 - tx) (2)

0,5 0,5 Chia (1) cho (2) thay số với t0 = 360C, t1 = 330C, t2 = 30,50C ta đợc:

x

x

33 t

2,5 30,5 t

 

 0,5

Gi¶i ta cã tx = 180C 0,5

b

Thay tx = 180C vµo (1) vµ (2) 

2

1

q

q 5 0,25

Tõ (1)  t1 =

1 x 1 x x x

1 2

q t q t (q t q t ) (q t q t )

q q q q

   



  = t

x +

1

0 x

1

q

.(t t ) q q  (3)

0,25 T¬ng tù lÊy chai thø ra, vai trß cđa t0 t1 ta có:

t2 = tx +

1

1 x

1

q

(t t )

q q  (4) Thay (3) vµo (4): t

2 = tx +

2

0 x

1

q

( ) (t t )

q q  0,25

Tổng quát: Chai thứ n lấy có nhiệt độ

tn = tx +

n

0 x

1

q

( ) (t t ) q q  = t

x +

0 x n

2

1

1

(t t ) q (1 ) q   0,25

Theo ®iỊu kiƯn tn < 260 ;

2

1

q q 5

tn = 18 +

n

5

( ) (36 18)

6  < 26  n

5 ( )

6 18 (5)

0,25  n ≥ học sinh cần chai thứ nhiệt độ nc trong

bình bắt đầu nhỏ 260C.

cđa b×nh theo n nh sau:

n

tn 33 30,5 28,42 26,28 25,23

VÉn cho ®iĨm tèi ®a chØ tõ chai thø

3

Gäi dòng điện qua điện trở R1, R2, R3, R4

và qua am pe kế tơng ứng là: I1, I2, I3, I4 vµ IA

Học sinh vẽ lại sơ đồ tơng đ-ơng

a

Theo IA = nên I1 = I3 = U R R ; I

2 = I4 = U

R R (1) 0,5

Tõ h×nh vÏ ta cã UCD = UA = IARA =  UAC = UAD hay I1R1 = I2R2 (2) 0,5 Tõ (1) vµ (2) ta cã:

1

1

U.R U.R R R R R 

1

1

R R

R R R R 

3

1

R R R R 

1

2

R R

R R 0,5

b Vì RA = nên ta chập C với D Khi đó: R1 // R2 nên R12 =

1

1

R R 3.6 R R 3 6  

R3 // R4 nªn R34 =

3

3

R R 6.6 R R 66

0,5

Hiệu điện R12: U12 =

12 12 34

U R

R R = 2,4V

 cờng độ dòng điện qua R1 I1 = 12

1

U 2,

0,8A R 

0,25

Hiệu điện R34: U34 = U  U12 = 3,6V

 cờng độ dòng điện qua R3 I3 = 34

3

U 3,6

0, 6A

R   0,25

V× I3 < I1  dòng điện qua am pe kế có chiều từ C  D Sè chØ cđa am pe kÕ lµ:

IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A

0,5 c Theo RV = ∞ nối vào C, D thay cho am pe kế đó:

I1 = I3 =

U

R R 3 6 3A

I2 = I4 =

U

R R 6 6 = 0,5A

0,25

Hiệu điện R1: U1 = I1R1 =

.3

3 = 2V HiƯu ®iƯn thÕ trªn R2: U2 = I2R2 = 0,5.6 = 3V

0,25

Ta cã U1 + UCD = U2  UCD = U2 - U1 = 1V 0,25

V«n kế 1V cực dơng vôn kế mắc vào C 0,25

4 4,0

a M¾c R1 // (R2 nt R3):

Hiệu điện lớn mà R1 chịu đợc U1 = 15.30 = 450 (V) 0,25 Hiệu điện lớn mà (R2 nt R3) chịu đợc U23 = (10 + 20).5 = 150 (V) 0,25 Vì R1 // (R2 nt R3) nên hiệu điện lớn U = 150V 0,5

A B

R2 R4

R3 R1 C

A

D I3 I1

b

Cụm điện trở R1 // (R2 nt R3) có điện trở tơng đơng R =

1

1

R (R R ) 15 R R R



 

  0,5

Để cụm điện trở không bị cháy hiệu điện đặt vào cụm phải thoả mãn:

UR ≤ 150 V 0,25

Theo dòng điện định mức đèn: Iđm =

40W A

30V 3 0,25

Giả sử bóng đèn đợc mắc thành cụm có m dãy song song, dãy có n

bãng nèi tiÕp Ta cã: UR + n.U§ = 220 (V) 0,5



4

15 m 30n 220

3    2m + 3n = 22 (*) 0,5

Với: m, n (nguyên dơng) (**) 0,5

Từ (*) (**) giải ta đợc: + m = ; n = (2 dãy // dãy bóng nối tiếp)

+ m = ; n = (5 d·y // dÃy bóng nối tiếp)

0,25 0,25

5. 4,0

a Lập luận đợc:

- Do S/ cïng phÝa víi S qua trơc chÝnh nªn S/ ảnh ảo

- Do nh o S/ xa trục S nên thấu kính hội tụ 0,5

Vẽ hình, xác định đợc vị trí thấu kính 0,5

Vẽ, xác định đợc vị trí tiêu điểm 0,5

b Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f Ta có: ∆ S/H/F đồng dạng với ∆ IOF:



/ /

h H F OI OF 

/

h l d f

h f

  

(1)

0,25

∆ S/H/O đồng dạng với ∆ SHO:

 /

h l d h d

 

= l

1

d (2)

0,25

 /

h l

1

h  d  /

h h l h d

 

 /

h.l d

h h



 (3) 0,5

Thay (3) vµo (1) 

/ l /h.l f

h h h

h f

 

 

 f =

/

/

l.h.h

(h  h) = 1.2.32

(3 1) = 24 (cm)

d = /

h.l 1.32

h  h   = 16 (cm)

0,25 0,25 c

Nèi S víi mÐp ngoµi L/ cđa thấu kính, cắt cắt trục thấu kính K K là

P Q

S/

S

H H/

l h/

h O F

K

E L

L/

P Q

S/

S

H H/

l h/

h O F

L

vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên thấu kính ta khơng quan sát đợc ảnh S/.

Do: ∆ KOL/ đồng dạng với ∆ KHS 

/

KO OL

HK SH , (KO = dmin)

0,5



min

min

D d 2 1,5

16 d h  = 1,5  d

min = 24 - 1,5dmin  dmin = 9,6 (cm)

0,5