de thi HSG vat ly 9 quang nam 20 21

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH QUẢNG NAM ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi có 02 trang) thuvienhoclieu.com KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2020-2021 Mơn thi : VẬT LÍ Thời gian : 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi : 10/4/2021 Bài (5 điểm) Một nhà địa chất khởi hành thuyền máy từ trại ngược dòng sông Do không liên lạc với trại nên ∆t = 0,5 ném xuống nước chai đánh số ghi thông tin chuyến thám hiểm (chai ném sau nửa khởi hành, chai thứ hai ném sau khởi hành, … trở trại) Chai vớt lên trại vào thời điểm t = 1,5 sau bắt đầu chuyến thám hiểm, ∆T = 1,5 chai lại vớt lên trại Đi đến cách trại khoảng X định, nhà địa chất nhanh chóng đặt cố định máy phân tích tự động thành phần hóa học nước sơng (coi thời gian đặt máy phân tích tự động không đáng kể) ném chai khác xuống nước khởi hành trở về, tốc độ thuyền so với nước không thay đổi Trên đường về, nửa lại tiếp tục ném chai có đánh số xuống nước Tại thời điểm, để ý thấy chai thứ 16 ném xuống nước bên cạnh chai thứ trôi từ nơi đến trại phải L = km Hãy tính: Vận tốc dịng chảy vn, vận tốc thuyền so với mặt nước đứng yên vt Thời gian T từ nhà địa chất khởi hành đến lúc trở trại Khoảng cách X từ trại đến vị trí nhà địa chất cố định thiết bị phân tích nước Thời gian từ bắt đầu chuyến thám hiểm đến lúc chai cuối vớt lên trại số lượng chai vớt trại Số lượng chai đến trại lúc với nhà địa chất Bài (4 điểm) Đổ nước vào cốc thủy tinh cách nhiệt với tốc độ không đổi, đáy cốc có cục nước đá bị đóng băng Việc đổ nước thực đủ chậm cho bình ln có cân nhiệt Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng nước đá theo thời gian thể hình bên Xác định nhiệt độ ban đầu nước đá, nhiệt độ nước đổ vào vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng nước theo thời gian khoảng 0-12 phút Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường, khơng có nước chảy khỏi bình Cho: nhiệt dung riêng nước Cn = 4200 J/kg.độ, nhiệt dung riêng nước đá Cđ = 2100 J/kg.độ, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 320000 J/kg thuvienhoclieu.com Trang Đ1 + U - Đ2 R1 thuvienhoclieu.com R2Rx Bài (3 điểm) Mắc Vơn kế có điện trở RV vào mạch điện hình a Biết K đóng K mở, số Vôn kế thay đổi 1,9 lần Mắc Ampe kế có điện trở RA vào mạch điện hình b Biết K đóng K mở, số Ampe kế thay đổi 12 lần Cho điện trở R = 100Ω, hiệu điện U khơng đổi, dây nối khóa K có điện trở khơng đáng kể Tính điện trở Vơn kế điện trở Ampe kế Hình a Hình b Bài (4 điểm) Cho mạch điện hình bên, hai đèn Đ Đ2 giống hệt nhau, Rx biến trở, điện trở R1 R2 giá trị, nguồn điện có hiệu điện U khơng đổi dây nối có điện trở không đáng kể Điều chỉnh R x hai giá trị 1Ω 4Ω cơng suất tiêu thụ Rx có giá trị 25W, đèn Đ1 có cơng suất 225W Tìm giá trị U, R1, R2 điện trở đèn thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com a b Bài (4 điểm) Một vật sáng, phẳng AB đặt vng góc với trục thấu kính, phía trước thấu kính cho ảnh thật rõ nét vật Màn đặt vuông góc với trục chính, cách vật 30 cm ảnh có độ lớn gấp lần vật Biết A nằm trục thấu kính Thấu kính loại thấu kính gì? Vẽ hình Từ hình vẽ, tính tiêu cự thấu kính xác định vị trí đặt thấu kính ……….Hết……… Họ Tên :……………………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH QUẢNG NAM SBD:………………… KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2020-2021 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: VẬT LÍ Bài (5 điểm) Một nhà địa chất khởi hành thuyền máy từ trại ngược dịng sơng Do khơng liên lạc với trại nên ∆t = 0,5 ném xuống nước chai đánh số ghi thơng tin chuyến thám hiểm (chai ném sau nửa khởi hành, chai thứ hai ném sau khởi hành, … trở trại) Chai vớt lên trại vào thời điểm t = 1,5 sau bắt đầu chuyến thám hiểm, ∆T = 1,5 chai lại vớt lên trại Đi đến cách trại khoảng X định, nhà địa chất nhanh chóng đặt cố định máy phân tích tự động thành phần hóa học nước sơng (coi thời gian đặt máy phân tích tự động khơng đáng kể) ném chai khác xuống nước khởi hành trở về, tốc độ thuyền so với nước không thay đổi Trên đường về, nửa lại tiếp tục ném chai có đánh số xuống nước Tại thời điểm, để ý thấy chai thứ 16 ném xuống nước bên cạnh chai thứ trôi từ nơi đến trại phải L = km Hãy tính: Vận tốc dịng chảy vn, vận tốc thuyền so với mặt nước đứng yên vt Thời gian T từ nhà địa chất khởi hành đến lúc trở trại Khoảng cách X từ trại đến vị trí nhà địa chất cố định thiết bị phân tích nước Thời gian từ bắt đầu chuyến thám hiểm đến lúc chai cuối vớt lên trại số lượng chai vớt trại Số lượng chai đến trại lúc với nhà địa chất thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Điểm HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 5điểm O cứ, A1, A2, A3, điểm thả chai thứ nhất, thứ hai, thứ ba : Vị trí thả chai thứ nhất: OA1 = (vt − ).0,5 (1) Thời gian chai thứ chuyển động từ nơi thả đến trại 1h, vận tốc chuyển động chai bẳng vận tốc nước chảy đó: 0,25 So sánh (1), (2) ta được: vt = 3vn 0,25 0,25 OA1 = (2) Thời điểm chai thứ 16 thả xuống t16 = 8h , lúc chai thứ tám chuyển động khoảng thời gian ∆t8 = 8h − 4h = 4h Vị trí chai thứ thả cách trại 0,25 OA8 = (vt − ).8.0,5 = 4( vt − ) Quảng đường chai thứ chuyển động A16 A8 = 4vn Từ vị trí chai 16 gặp chai A16 cách trại OA16 = km 025 OA16 = OA8 − A16 A8 = 4(vt − ) − 4vn = 4vn = 4km Vân tốc thuyền nước vt = 3km / h, = 1km / h 0,25 Khoảng thời gian kể từ lúc nhà địa chất xuất phát đến lúc thả chai thứ 16 t16 = OA16 = 1h v + v t n 8h, khoảng thời gian kể từ lúc thả chai 16 đến lúc trại Thời gian chuyến thám hiểm là: T = 9h Vị trí đặt máy cách trại X: T= X X + vt − vt + 0,5 0,25 Thay T = 9h, vt = 3km / h, = 1km / h vào biểu thức ta X = 12km, vị trí đặt máy ứng với thời điểm t = 6h, chai thứ 12 thả 0,5 Kể từ lúc xuất phát đến lúc trở trại nhà thám hiểm thả 18 chai, chai thứ 12 (được thả vào lúc thuyền quay đầu) chuyển động trại sau với thời gian: Vậy số chai vớt lên 18 chai Thời gian chai cuối vớt lên 0,25 0,5 0,5 X X 12 t= + = + = 18h vt − vn Khi trở đến nơi nhà địa chất thả chai 18 trại, Goi Cn chai đến trại nhà địa chất Vận tốc ngược dòng thuyền vt − = 2km / h , vân tốc xi dịng chai vận tốc dịng nước: 0,5 Tổng thời gian chai Cn thuyền trôi thời gian chuyển động thuyền, gọi L khoảng cách từ nơi thả chai Cn đến trại 0,5 = 1km / h L L L L T= + ⇔ = + ⇒ L = 6km vt − vn thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Tại vị trí cách trại 6km chai thứ thả trại lúc với thuyền Bài (4 điểm) Đổ nước vào cốc thủy tinh cách nhiệt với tốc độ không đổi, đáy cốc có cục nước đá bị đóng băng Việc đổ nước thực đủ chậm cho bình ln có cân nhiệt Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng nước đá theo thời gian thể hình bên Xác định nhiệt độ ban đầu nước đá, nhiệt độ nước đổ vào vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng nước theo thời gian khoảng 0-12 phút Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường, khơng có nước chảy khỏi bình Cho: nhiệt dung riêng nước Cn = 4200 J/kg.độ, nhiệt dung riêng nước đá Cđ = 2100 J/kg.độ, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 320000 J/kg Bài Giai đoạn từ -1 phút khối lượng nước đá tăng thêm, nước đổ vào đông đặc hết, khối lượng nước đổ vào 1g phút Phương trình cân nhiệt giai đoạn md Cd (0 − t d ) = ∆mCn (t n − 0) + λ.∆m Thay số: điểm 0,5 0,5 0,5 10.2100.(0 − td ) = 1.4200(t n − 0) + 1.320000 (1) Giai đoạn từ đến 11 phút, nước đá tan dần: 0,5 thời điểm phút md + ∆mn = 11g , nhiệt độ nước đá lúc 00C Phương trình cân nhiệt cho giai đoạn từ đến 11 phút: ( md + ∆m).λ = mn Cn (tn − 0) (2) 0,5 Khối lượng nước thêm vào cốc mn = 10∆m = 10 g , khối lượng nước đá có cốc thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Thay số 0,25 11.320000 = 10.4200(tn − 0) ⇒ tn = 3520 = 83,810 C 42 0,25 Thay vào (1) td = -32 C 1,0 Bài 3(3 điểm) Mắc Vơn kế có điện trở R V vào mạch điện hình a Biết K đóng K mở, số Vơn kế thay đổi 1,9 lần Mắc Ampe kế có điện trở R A vào mạch điện hình b Biết K đóng K mở, số Ampe kế thay đổi 12 lần Cho điện trở R =100Ω, hiệu điện U không đổi, dây nối khóa K có điện trở khơng đáng kể Tính điện trở Vơn kế điện trở Ampe kế Bài 3 điểm Hình a K mở: (RvntR) UVm RV UVm = = U RV U Vm R U − UVm − UVm =a a= RV + R U , đặt U , 0,5 K đóng: (Rv//R)nt R R.RV R.RV UVd RV U = b = Vd b = R U − UVd , đặt RV + R U , Ta có: 0,5 a U Vm RV + R = = = 1,9 b U Vd RV + R thuvienhoclieu.com 0,25 Trang thuvienhoclieu.com Giải ta được: RV = 9R = 900Ω Đ1 + U - 0,25 Đ2 R1 K mở: (RntR//Ra) R2Rx RA R I Am RA + R R R U = = ⇒ I Am = I RA RA + R RA + R R + RA R RA + R U I Am = R + RA K đóng: (R//Ra) 0,5 0,25 0, 25 I Ad R + RA R = = 12 ⇒ RA = = 10Ω I Am RA 10 0,5 Bài 4(4điểm) Cho mạch điện hình vẽ: hai đèn Đ1 Đ2 giống hệt nhau, Rx biến trở, điện trở R1 R2 giá trị, nguồn điện có hiệu điện U khơng đổi dây nối có điện trở không đáng kể Điều chỉnh R x hai giá trị 1Ω 4Ω cơng suất tiêu thụ Rx có giá trị 25W,k hi đèn Đ1 có cơng suất 225W Tìm giá trị U, R1, R2 điện trở đèn thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Bài 4 điể m Sơ đồ mạch điện: - Khi Rx = Ω ((R x ) ) / /R D2 nt R 1nt R / /R D1 0,25 U = P.R = 25.1 = 5V x + Hiệu điện hai đầu Rx: + Cường độ dòng điện qua cụm RxĐ2: I1 = 0,25  U1  = 5 + ÷= + R x2 Rd  Rx Rd  + Hiệu điện hai đầu mạch: U = I1 ( R1 + R x + R )  = 5+ Rd  0,25  10R + ( 1) ÷.2R + = 10R + Rd  - Khi Rx = Ω 0,25 + Hiệu điện hai đầu Rx: U = 25.4 = 10 V + Cường độ dòng điện qua cụm RxĐ2: 1 I12 = 10  +  Rd  10 ÷ = 2,5 + Rd  0,25 + Hiệu điện hai đầu mạch:  10  20R U = I12 ( R + R x + R ) =  2, + + 10 ( ) ÷.2R +10 = 5R + R R d d   10R 20R 10R + + = 5R + + 10 R R d d Từ (1) (2) ta có: Rd = 0,25 2R ( 3) R −1 0,5 Thay (3) vào (1) ta có: U = 15R (4) Mặt khác, cơng suất đèn Đ1 225W U = U D1 = 225.R d = 15 R d ( ) 15R = 15 0,5 2R R −1 Do đó: Tính được: R = Ω U = 15.2 = 30 V Rd1 = Rđ2 = Ω 0,5 0,5 0,5 Bài (4 điểm) Một vật sáng, phẳng AB đặt vng góc với trục thấu kính, phía trước thấu kính cho ảnh thật rõ nét vật Màn đặt vng góc với trục chính, cách vật 30 cm ảnh có độ lớn gấp lần vật Biết A nằm trục thấu kính c Thấu kính loại thấu kính gì? Vẽ hình d Từ hình vẽ, tính tiêu cự thấu kính xác định vị trí đặt thấu kính thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Bài điểm a - Ảnh thật rõ nét  thấu kính phải hội tụ 0,5 -Hình vẽ A N B F O a B’ 0,5 F A’ - Các tam giác đồng dạng hình vẽ cho ta: 0,5 OB' A' B ' = =2 OB AB (1) A ' B ' FB ' OB '− FO = = NO FO FO 0,25 Mà NO = AB b OB'− FO =2 Nên FO 0,25 (2) - Khoảng cách từ vật đến OB’ + OB = 30(cm) (3) 0,5 - Giải hệ (1), (2), (3) ta 0,5 OB = 10cm, OB’ = 20cm Vậy thấu kính đặt cách 20cm 0,5 0,5 tiêu cự f = OF ≈ 6,67(cm) Học sinh giải theo cách khác mà cho điểm tối đa thuvienhoclieu.com Trang ... ……….Hết……… Họ Tên :……………………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH QUẢNG NAM SBD:………………… KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 202 0 -202 1 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: VẬT LÍ Bài (5 điểm) Một nhà địa chất khởi... 11. 3200 00 = 10. 4200 (tn − 0) ⇒ tn = 3 520 = 83,810 C 42 0,25 Thay vào (1) td = -32 C 1,0 Bài 3(3 điểm) Mắc Vơn kế có điện trở R V vào mạch điện hình a Biết K đóng K mở, số Vơn kế thay đổi 1 ,9 lần... giai đoạn md Cd (0 − t d ) = ∆mCn (t n − 0) + λ.∆m Thay số: điểm 0,5 0,5 0,5 10 .210 0.(0 − td ) = 1. 4200 (t n − 0) + 1. 3200 00 (1) Giai đoạn từ đến 11 phút, nước đá tan dần: 0,5 thời điểm phút md +