ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC: 2015- 2016 Môn: Vật Lý PHÒNG GD&ĐT NGHĨA LỘ Thời gian làm bài: 120 phút ( khơng tính thời gian giao đề) ( Đề gồm 02 trang) Câu 1(1,5 điểm) Lúc giờ, người đạp xe từ thành phố A phía thành phố B cách thành phố A 114km với vận tốc 18km/h Lúc 7h, xe máy từ thành phố B phía thành phố A với vận tốc 30km/h a) Hai xe gặp lúc nơi gặp cách A km? b) Trên đường có người lúc cách xe đạp xe máy, biết người khởi hành từ lúc 7h Tính vận tốc người đó, người theo hướng nào, điểm khởi hành người cách A km? Câu 2(2,0 điểm) Hai xilanh có tiết diện S1; S2 thơng với có chứa nước Trên mặt nước có đặt pittơng mỏng khối lượng riêng khác Vì mặt nước nhánh chênh đoạn h (h.vẽ 1) Đổ lớp dầu lên pitông lớn mực nước ngang Nếu lượng dầu đổ lên pittơng nhỏ có độ cao H’ (Hình 1) mực nước xilanh chênh đoạn bao nhiêu? Áp dụng với trọng lượng riêng nước dầu dn= 10000 N/ m3 ; dd= 8000 N/ m3 ; h= 4cm; H’= 12cm Câu 3(1,5 điểm) Có ba phích đựng nước: phích chứa 300g nước nhiệt độ t1 = 40oC, phích chứa nước nhiệt độ t2 = 80oC, phích chứa nước nhiệt độ t3 = 20oC Người ta rót nước từ phích phích vào phích cho lượng nước phích tăng gấp đơi cân nhiệt nhiệt độ phích t = 50oC Tính lượng nước rót từ phích Câu 4(2,5 điểm) Cho mạch điện (h.vẽ 2) Biết: UAB = 21V không đổi; RMN = 4,5Ω, R1 = 3Ω; RĐ = 4,5Ω không đổi; RA ≈ Đặt RCM = x K R1 M A C Khi K đóng: thụ đèn R1 có ích A B (Hình 2) Khi K mở: Xác định giá trị x để độ sáng đèn yếu ThuVienDeThi.com N R2 a Cho C ≡ N ampe kế 4A Tính điện trở R2? b Tính hiệu suất sử dụng điện Biết điện tiêu Đ Câu ( 2,5 điểm) Cho mạch điện (h.vẽ 3) Điện trở toàn phần biến trở R0, điện trở vôn kế lớn Bỏ qua điện trở ampe kế, dây nối phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ Duy trì hai đầu mạch hiệu điện U không đổi Lúc đầu chạy C biến trở đặt gần phía M Hỏi số dụng cụ đo thay đổi dịch chuyển chạy C phía N? Giải thích sao? V R A C M (Hình 3) Lưu ý: Giám thị coi thi khơng giải thích thêm ThuVienDeThi.com N HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC: 2015- 2016 Môn: Vật Lý Đáp án Điểm Câu Ý a) Chọn A làm mốc A B 0,125 C Gốc thời gian lúc 7h Chiều chuyển động từ A đến B Lúc 7h xe đạp từ A đến C: 0,125 AC = v1 t = 18 = 18Km Phương trình chuyển động xe đạp so với mốc A là: 0,25 S1 = AC + v1 t1= 18 + 18 t1 (1) Phương trình chuyển động xe máy so với mốc A ( ngược chiều 0,25 chọn ) là: S2 = AB - v2 t2 = 114 – 30 t2 Khi hai xe gặp nhau: t1 = t2= t S1 = S2 0,25 18 + 18t = 114 – 30t t=2(h) Thay vào (1 ) ta được: S = 18 + 18 = 54 ( km ) 0,25 Vậy xe gặp lúc: + = h nơi gặp cách A 54 km 0,25 b) Vì người lúc cách người xe đạp xe máy nên: * Lúc 7h người phải xuất phát trung điểm D CB tức cách A là: AD = AC + CB/2 = 18 + 114 18 = 66 ( km ) * Lúc 9h người vị trí hai xe gặp tức cách A: 54 Km Vậy sau chuyển động 2h người đi quãng đường : S0 = 66- 54 = 12 ( km ) Vận tốc người là: v3 = S0 12 = = (km/h) t Ban đầu người cách A: 66km, sau 2h cách A 54 km nên người theo chiều từ B A Điểm khởi hành cách A 66km 0,25 Xét áp suất p nước xilanh ngang mặt đáy S2 - Lúc đầu mực nước chênh h: ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,25 0,125 P2 P1 dnh S S1 0,25 (1) - Đổ dầu lên S1, chiều cao lớp dầu H, theo ta có: P2 P1 d d H S S1 Từ (1) (2) => H= 0,25 (2) dn h dd 0,25 (3) - Đổ lượng dầu sang S2 chiều cao H' 0,125 Vì thể tích dầu khơng đổi: S1H=S2H' => H'= thay (3) vào: H'= S1 H S2 0,25 d n S1 h dd S2 (4) - Mực nước bên chênh đoạn x nên: P P2 dd H ' dn x S1 S2 Từ (5) (1) => x= 0,25 (5) d d H ' d n h dn 0,25 0,25 Thay số:(h= 4cm= 0,04m; H’= 12cm= 0,12m) x= 8000.0,12 10000.0,04 0,136(m) 13,6(cm) 10000 Gọi khối lượng nước rót từ phích phích vào phích m2 m3 Vì lượng nước phích tăng gấp đơi nên ta có: m2 + m3 = 0,3 (1) Khi cân nhiệt ta có phương trình: m2.c.(t2 - t) = m1.c.(t – t1) + m3.c.( t- t3) m2(80 - 50) = 0,3.(50 - 40) + m3(50 - 20) 30m2 = + 30m3 m2 - m3 = 0,1 (2) Từ (1) (2), ta có: 2m2 = 0,4 m2 = 0,2 (kg) m3 = 0,1 (kg) Vậy khối lượng nước rót từ phích phích vào phích 200g 100g a) K đóng: Khi C ≡ N ta có sơ đồ mạch điện: I3 A ThuVienDeThi.com I 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 § R1 A C R I2 0,125 Hình B Hiệu điện hai đầu điện trở R1 là: UAC = U1 = I.R1 = 12(V) = 4.3 = 0,125 Hiệu điện hai đầu điện trở R2: U2 = UCB = U – U1 = 21-12 = 9(V) 0,125 UCB 2( A) R§ 4,5 Cường độ dịng điện qua đèn là: I3 Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = I – I3 = 4-2 = 2(A) Điện trở R2 là: R2 0,125 UCB 4,5() I2 0,125 0,25 Hiệu suất sử dụng điện mạch điện: H b) Pci P1 P§ U1 I UCB I3 12.4 9.2 66 0, 786 78, 6% Ptm Ptm U AB I 21.4 84 K mở: Ta có sơ đồ mạch điện tương đương hình –4 Điện trở mạch điện CB: A RCB R ( R R§ ) CN R2 RCN R§ I3 I R1 M RCN RCM 4,5(9 x ) 13,5 x N 0,25 § 0,125 C R2 I2 Hình Điện trở tương đương toàn mạch: 0,125 4,5(9 x ) 81 x x 13,5 x 13,5 x U 21.(13,5 x ) I AB Cường độ dịng điện qua mạch chính: RAB 81 x x RAB R1 RCM RCB x Hiệu điện hai đầu đoạn mạch CB: UCB IRCB 21.(13,5 x ) 4,5(9 x ) 94,5.(9 x ) 81 x x 13,5 x 81 x x Cường độ dòng điện chạy qua đèn: I3 0,125 UCB 94,5.(9 x ) 94,5 94,5 2 90 ( x 3)2 RCNB (81 x x )(9 x ) 81 x x Để độ sáng đèn yếu I3 90 - (x-3)2 max x = Hay RMC = 3 0,25 0,25 0,25 0,25 ThuVienDeThi.com B Khi dịch chuyển chạy C biến trở phía N số dụng cụ đo tăng (nếu khơng giải thích khơng cho điểm ý 0,25 này) Giải thích: Gọi x phần điện trở đoạn MC biến trở; IA UV số 0,125 ampe kế vôn kế Điện trở tương đương đoạn mạch: xR 0,125 Rm = (Ro – x) + xR Rm R0 x = R0 – R xR x x2 Khi dịch chạy phía N x tăng => 1 R x x2 0,125 R giảm => ( x x2 ) tăng => Rm giảm 0,25 => Cường độ dịng điện mạch chính: I = U/Rm tăng (do U không 0,125 đổi) IA I IA I x R Rx I.x I => IA = R Rx 1 x R Do đó, x tăng (1 + ) giảm I tăng (c/m trên) nên IA tăng x Mặt khác, ta lại có: Đồng thời UV = IA.R tăng (do IA tăng, R không đổi) 0,125 0.125 0,125 0,125 LƯU Ý: - Thí sinh giải theo cách khác, cho đủ điểm số theo phân phối điểm hướng dẫn chấm - Điểm tồn khơng làm tròn số Hết ThuVienDeThi.com ... sao? V R A C M (Hình 3) Lưu ý: Giám thị coi thi khơng giải thích thêm ThuVienDeThi.com N HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC: 2015- 2016 Môn: Vật Lý Đáp án Điểm Câu Ý a) Chọn A làm mốc A... 0.125 0,125 0,125 LƯU Ý: - Thí sinh giải theo cách khác, cho đủ điểm số theo phân phối điểm hướng dẫn chấm - Điểm tồn khơng làm tròn số Hết ThuVienDeThi.com ... từ phích phích vào phích 200g 100g a) K đóng: Khi C ≡ N ta có sơ đồ mạch điện: I3 A ThuVienDeThi.com I 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 § R1 A C R I2 0,125 Hình B Hiệu điện hai đầu điện trở R1