phòng gD & ĐT huyện hậu lộc Đề thi chọn học sinh giỏi lớp cấp huyện năm học 2011 - 2012 MÔN vật Lý (Thời gian 150 phút) - Mó 47- Câu 1: ( điểm) Trên đoạn đường thẳng có ba người chuyển động, người xe máy, người xe đạp người hai người xe đạp xe máy thời điểm ban đầu, ba người ba vị trí mà khoảng cách người người xe đạp phần hai khoảng cách người người xe máy Ba người bắt đầu chuyển động gặp thời điểm sau thời gian chuyển động Người xe đạp với vận tốc 20km/h, người xe máy với vận tốc 60km/h hai người chuyển động tiến lại gặp nhau; giả thiết chuyển động ba người chuyển động thẳng HÃy xác định hướng chuyển ®éng vµ vËn tèc cđa ngêi ®i bé? Mét người thang chuyển động Lần đầu hết thang người bước 30 bậc, lần thứ hai với vận tốc gấp đôi theo hướng lúc đầu, hết thang người bước 40 bậc Nếu thang đứng yên, người bước bậc hết thang Thả khối gỗ hình lập phương có cạnh a= 20cm, trọng lượng riêng d = 9000N/m3, vào chậu đựng chất lỏng có trọng lượng riêng d1 = 12000N/m3 a) Tìm độ cao khối gỗ chìm chất lỏng b) Đổ nhẹ vào chậu chất lỏng có trọng lượng riêng d2 = 8000N/m3 cho chúng không trộn lẫn Tìm chiều cao phần gỗ ngập chất lỏng d1 Câu 2: ( điểm ) Pha rượu nhiệt độ 200C vào nước nhiệt độ 1000C 140g hỗn hợp nhiệt độ 37,50C Tính khối lượng rượu nước đà pha, biết nhiệt dung riêng rượu nước 2500J/kg.K ; 4200J/kg.K ( Bỏ qua trao đổi nhiệt chất với bình môi trường ) Trong hai bình c¸ch nhiƯt cã chøa hai chÊt láng kh¸c ë hai nhiệt độ ban đầu khác Người ta dùng nhiệt kế, nhúng nhúng lại vào bình 1, vào bình số nhiệt kế 40oC; 8oC; 39oC; 9,5oC Đến lần nhúng nhiệt kế Câu 3: ( điểm ) G1 Cho hai gương phẳng G1 G2 vuông góc với Đặt điểm sáng S điểm A trước gương cho SA song song víi G2 a) H·y vÏ mét tia s¸ng tõ S tíi G1 cho qua G2 sÏ l¹i qua A Giải thích cách vẽ b) Nếu S hai gương có vị trí cố định điểm A phải có vị trí để vẽ tia sáng câu a) A S c) Cho SA = a, khoảng cách từ S đến G1 b đến G2 c, vận tốc truyền ¸nh s¸ng lµ v H·y tÝnh thêi gian trun cđa tia sáng từ S tới A theo đường vẽ câu a) Câu 4: ( điểm) Mét hép kÝn chøa mét ngn ®iƯn cã hiƯu ®iƯn không đổi U = 150V điện trở r = Người ta mắc vào hai điểm lấy điện A B hộp bóng đèn Đ có G2 công suất định mức P = 130W nối tiÕp víi mét biÕn trë cã ®iƯn trë Rb ( Như hình vẽ ) O a) Để đèn Đ sáng bình thường phải điều chỉnh Rb = 18 Tính hiệu điện định mức r đèn Đ? A B U b) Mắc song song với đèn Đ bóng đèn giống hệt Hỏi để hai đèn sáng bình thường phải tăng hay giảm Rb? Tính độ tăng (giảm) ? c) Với hộp điện kín trên, thắp sáng tối đa bóng đèn đèn Đ ? Hiệu suất sử dụng điện phần trăm ? Cho sơ đồ mạch điện hình vẽ Mắc vào A, B hiệu điện 2,4V vôn kế mắc vào C, D giá trị 1,6V; thay vôn kế ampe kế mắc vào C, Rb Đ D ampe kế 120mA Nếu thay đổi lại, bỏ ampe kế đi, mắc vào C, D hiệu điện 2,4V, vôn kế mắc vào A, B vôn kế 1,6V Tính R1, R2, R3 ( vôn kế R1 R3 có điện trở lớn, ampe kế có điện trở không đáng kể) A C B R2 B ThuVienDeThi.com D Phòng giáo dục & Đào tạo hậu lộc Hướng dẫn chấm Đề Thi học sinh giỏi lớp cấp huyện năm học 2011 2012 Môn: vật lí Nội dung A B C Câu Điểm Gọi vị trí ban đầu người xe máy A, người B, người xe đạp C; S chiều dài quÃng đường AC tính theo đơn vị km (theo đề AC=3BC =S AB 2S )Người xe máy chun ®éng tõ A vỊ C, ngêi ®i xe ®¹p ®i tõ C vỊ A KĨ tõ lóc xt phát, thời gian để hai người xe máy xe đạp gặp là: Chỗ ba người gặp c¸ch A: S0 t 0,5 S S (h) 60 20 80 S 3S 60 80 2S NhËn xÐt: S suy : Hướng người từ B ®Õn C ( Cïng chiỊu víi xe m¸y) 3S 2S 6,7 km / h VËn tèc cđa ngêi ®i bé: v S 80 0,5 0,5 0,5 Nếu người ngược hướng chuyển động thang số bậc bước giảm vận tốc lớn Trong toán ngêi ®i cïng híng víi chun ®éng cđa thang Gäi v0 , l, n lµ vËn tèc, chiỊu dµi vµ số bậc thang số bậc đơn vị chiều dài n0= n l Gọi v vận tốc lúc đầu người (6đ) Thời gian để hết thang lần đầu là: t1 = l v v0 0,5 vl Qu·ng ®êng ®i dọc theo thang lần đầu s1= vt1= v v0 Do số bậc bước lần đầu là: n1= n0.s1= n.v v v0 v0 n = (1) n1 v 1+ * Tương tự cho lần thứ hai với vận tốc gấp đôi 2v ta có: 1+ 0,5 0,5 v0 n = (2) 2v n Từ (1) (2) suy được: n= n1 n2 Thay số tính n= 60(bậc) 2n n a) Gọi chiều cao khối gỗ chìm chất lỏng h (m) Phần chìm chÊt láng cã thĨ tÝch: V = a2h Lùc ®Èy Acsimet chất lỏng tác dụng lên khối gỗ là: F = d1a2h Trọng lượng khối gỗ : P = a3d Vì khối gỗ đứng cân mặt chất lỏng nên ta có; F = P a2h Hay: d1 = a3d ad 0,2.9000 h= 0,15(m) = 15 cm d1 12000 b) Gäi x lµ chiều cao phần gỗ ngập chất lỏng d1, lúc khối gỗ cân tác dụng trọng lượng P, lực đẩy Acsimet ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,5 0,5 F1, F2 nh h×nh vÏ Ta cã: P = F1 + F2 x = 0,5 F2 a3d = a2xd1 + a2(a – x)d2 d d2 a d1 d 0,5 P Thay số vào tính x = 5cm F1 1.Gäi khèi lỵng rỵu m1, níc lµ m2 Ta cã : m1 + m2 = 140g = 0,14 kg (1) Nhiệt lượng thu vào rượu lµ: Q1 = c1m1( t- t1) ( víi c1 = 2500J/kg.K; t = 37,5oC; t1= 20oC ) NhiƯt lỵng táa cđa níc: Q2 = c2m2(t2 - t) ( víi c2= 4200J/kg.K; t2 = 100oC ) Ta có phương trình c©n b»ng nhiƯt: Q1 = Q2 c1m1( t- t1)= c2m2(t2 - t) (2) hệ phương trình: Thay số, giải hệ phương trình ta được: m2= 0,02kg =20g; m1 = 0,12kg =120g (4®) (4®) 0,5 0,5 0,5 0,5 Tõ (1) vµ (2) ta cã 0,5 Gäi q1, q2, q tương ứng nhiệt dung bình chất lỏng đó, nhiệt dung bình chÊt láng ®ã, nhiƯt dung cđa nhiƯt kÕ Khi nhúng nhiệt kế vào bình lần thứ hai ( Nhiệt độ ban đầu bình 40oC, nhiệt kế 8oC, Nhiệt độ cân 39oC) ta có pt cân nhiệt là: q1( 40- 39) = q (39-8) q1= 31q Víi lÇn nhóng tiÕp theo (Nhiệt độ ban đầu bình 39oC, nhiệt kế 9,5oC, nhiệt độ cân t) ta cã: q1( 39- t) = q(t -9,5) Tõ ®ã suy t 38,1oC a Gọi S1 ảnh S qua G1; S2 ảnh S1 qua G2 Để tia phản xạ G2 qua điểm A điểm tới G2 K = S2A cắt G2 Tia phản xạ G1 phải qua K suy điểm tới G1 I = S1K cắt G1 Vậy tia sáng cần vẽ SI ( hình vẽ) b Vì G1 vuông góc với G2; S1 đối xứngvới S; S2 đối xứng với S1 nên S2S qua O Để có tia sáng câu a) S2A phải cắt G2 K Vì S, G1, G2 cố định nên S2S cố định Do A phải nằm tia Sx song song với G2 hình vẽ( A nằm đoạn SN trừ S ) c) Tổng đường tia sáng SIKA lµ s = SI +IK +KA = S1I +IK + KM = S1M = AS1 AM 2 (a 2b) 4c = = 0,5 0,5 0,5 0,5 b S1 S 0,5 a A x N c I O S2 K 0,5 H G2 0,5 c M 0,5 0,5 0,5 a 4b 4c 4ab VËy thêi gian trun cđa tia sáng từ S tới A câu a) a 4b 4c 4ab v t= 2 ThuVienDeThi.com 0,5 a) Gọi I cường độ dịng điện mạch U.I = P + ( Rb + r ).I2 ; thay số ta phương trình theo I : 2I2 - 15I + 13 = ↔ (I-1)(2I-13) = Giải PT ta giá trị I I1 = 1A I2 = 6,5A + Với I = I1 = 1A Ud = H1 = P = 130V ; Hiệu suất sử dụng điện trường hợp là: Id p 130 86,7% U I 150.1 0,5 0,5 + Làm tương tự với I = I2 = 6,5A Hiệu suất sử dụng điện trường hợp : H2 = p 130 13,3 nên thấp loại bỏ nghiệm I2 = 6,5A U I 150.6,5 Vy hiệu điện định mức đèn 130V b) Khi mc ốn // hai ốn sỏng bỡnh thng thỡ dòng mạch có cường độ I = 2.Id = 2A, Mµ: Ud = U - ( r + Rb ).I Rb = U U d I r Thay số ta có: Rb= 8 Vậy biến trở giảm là: 18 – = 10 () I c) Ta nhận thấy U = 150V Ud = 130V nên để đèn sáng bình thường, ta khơng thể mắc nối tiếp từ bóng đèn trở lên mà phải mắc chúng song song Giả sử ta mắc // tối đa n đèn vào điểm A & B cường độ dịng điện mạch I = n.Id Ta có U.I = ( r + Rb ).I2 + n P U n Id = ( r + Rb ).n2 I2d + n P U.Id = ( r + Rb ).n.I2d + P (6®) Rb = U I d P n.I d r 0 n U I d P r I d 150.1 130 10 n max = 10 Rb =0 2.(1) Ud + Hiệu suất sử dụng điện : H = = 86,7 U 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 Khi mắc vôn kế vào C, D vôn kế có điện trở lớn nên mạch điện R1 nt R2 vôn kế hiệu điện cđa R2 Khi ®ã U1= U- U2= 2,4- 1,6= 0,8 (V) Mµ U R1 R 0,8 R1 = = R1 = U R2 1,6 R2 0,25 Tương tự đặt hiệu điện 2,4V vào điểm C, D mắc vôn kế vào A, B vôn kế 1,6V Do không khác ta đà thay R3 R1 ta còng cã: R R R3 = VËy R1 = R3 = 2 Khi m¾c Ampe kế vào hai điểm C, D mạch điện trở thành R1nt ( R2// R3) ampekế đo dòng qua R3 hay I3 = 120mA = 0,12A I2 = 0,06A Mµ I1= I2+ I3 = 0,12 + 0,06 = 0,18(A) Ta l¹i cã: UAB= R1I1 + R2I2= R1I1+ 2R1I2 U AB 2,4 = = ( ) R1= I 2I 0,18 2.0,06 VËy R1 = R3 = ; R2 = 2R1 = 16 (Lưu ý: Học sinh giải cách khác ®óng vÉn cho ®iĨm tèi ®a) ThuVienDeThi.com 0,25 0,5 0,5 ...Phòng giáo dục & Đào tạo hậu lộc Hướng dẫn chÊm §Ị Thi häc sinh giái líp cÊp hun năm học 2011 2012 Môn: vật lí Nội dung A B C Câu Điểm Gọi vị trí ban đầu người xe máy A, người... Nhiệt độ cân 39oC) ta có pt cân nhiệt là: q1( 40- 39) = q ( 39- 8) q1= 31q Víi lần nhúng (Nhiệt độ ban đầu bình 39oC, nhiệt kế 9, 5oC, nhiệt độ cân b»ng lµ t) ta cã: q1( 39- t) = q(t -9, 5) Tõ ®ã... Hay: d1 = a3d ad 0,2 .90 00 h= 0,15(m) = 15 cm d1 12000 b) Gọi x chiều cao phần gỗ ngập chất lỏng d1, lúc khối gỗ cân tác dụng trọng lượng P, lực đẩy Acsimet ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,5