Trêng THCS Lª Quý §«n PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2015 2016 MÔN VẬT LÍ VÒNG 2 Thời gian làm bài 150 phút (Đề thi gồm 05 câu, 01 trang) Câu 1 (2,0[.]
PHỊNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2015 - 2016 MƠN: VẬT LÍ - VỊNG Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm 05 câu, 01 trang) Câu (2,0 điểm): Trên quãng đường AB dài 121km có hai xe khởi hành từ A để đến B Xe thứ chạy với vận tốc 30km/h Còn xe thứ hai sau a (km) vận tốc lại giảm nửa so với trước Đoạn đường lại cuối 1km (1km < a) xe thứ hai hết 12 phút, vận tốc xe không vượt 50 km/h hai xe gặp điểm quãng đường Tính vận tốc trung bình xe thứ hai đoạn đường a (km) quãng đường AB Câu (2,0 điểm): Có lượng nước có khối lượng m, 2m, 3m, 4m, 5m có nhiệt độ ban đầu 200C; 400C; 290C; 420C, 370C Đổ lượng nước với vào bình cách nhiệt, tính nhiệt độ khối nước bình có cân nhiệt? Người ta thả cầu giống nhau, có nhiệt độ 18 0C vào bình nước Thả cầu thứ vào bình Khi đạt cân nhiệt, cầu thứ có nhiệt độ 33 0C, lấy cầu thứ thả tiếp cầu thứ vào Khi đạt cân nhiệt, cầu thứ có nhiệt độ 30,5 0C Cứ tiếp tục làm Hỏi thả đến thứ lấy cầu có nhiệt độ bắt đầu nhỏ 250C Giả thiết trường hợp trao đổi nhiệt khơng có mát lượng nhiệt môi trường R4 A B xung quanh Câu (2,0 điểm): + Cho mạch điện hình Hiệu điện hai điểm A R5 R3 B 20V không đổi R1 Biết R1 = , R2 = R4 = R5 = , R3 = Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể K R2 Tính số ampe kế K đóng K mở A Thay điện trở R2 R4 điện trở Rx Ry, Hình khố K đóng mở ampe kế 1A Tính giá trị điện trở r U Rx Ry trường hợp + Câu (2,0 điểm): V C B Cho mạch điện hình Biết U = 15V, R = 15r Các vôn kế R giống nhau, bỏ qua điện trở dây nối Vôn kế V 14V R Tìm số vơn kế V2 V A R Hình Câu (2,0 điểm): Trong hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện U không đổi mắc nối tiếp với điện trở R0 Hộp có hai đầu dây ngồi A B, K ngắt điện (hình 3) Khơng mở hộp, trình bày cách xác định R0 K A B giá trị U R0 dụng cụ đây: U - Một vôn kế ampe kế không lý tưởng - Một biến trở Hình - Một số dây nối có điện trở không đáng kể Chú ý: Không mắc trực tiếp hai đầu ampe kế vào A B để phòng trường hợp dòng điện lớn làm hỏng ampe kế - Hết SBD: Họ tên thí sinh: Giám thị 1: Giám thị 2: PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2015 - 2016 MƠN VẬT LÍ - VÒNG Thời gian làm bài: 150 phút (Hướng dẫn chấm gồm 05 câu, 04 trang) ĐỀ CHÍNH THỨC Câu Ý 1 Nội dung Điểm Giả sử quãng đường AB chia làm n (n số tự nhiên) đoạn đoạn dài a (km) đoạn cuối lại 1km (a>1km) Vận tốc xe đoạn đường 1km cuối : 0,25 v = s/t = 1: ( 1/5) = (km/h) Theo giả thiết a km vận tốc xe lại giảm nửa so với vận tốc trước nên vận tốc đoạn đường đầu: v0 = v 2n = 2n (1) Theo ra, ta có: 30km/h < v0 < 50 km/h (2) 0,25 n Kết hợp (1) (2) ta có : 30 < < 50 Suy n = Thay n = vào (1) v0 = 40km/h 0,25 Vận tốc trung bình xe quãng đường a km đầu 40 km/h Đoạn đường AB chia làm đoạn đoạn dài 120 : = 40km 0,25 Thời gian xe hết đoạn đường a km đầu t1 = a : v0 = 40 : 40 = (h) Vận tốc xe hai quãng a km là: v1 = v0 : = 20 km/h 0,25 Thời gian xe hết đoạn đường a km : t2 = a : v1 = 40 : 20 = h Vận tốc xe hai quãng a km cuối : v2 = v1 : = 10 km/h 0,25 Thời gian xe hết đoạn đường a km cuối : t3 = a : v2 = 40 : 10 = 4h Vận tốc trung bình xe quãng đường AB : vtb = s/t = 121 : (1 + + + 1/5) = 16,8 (km / h) 0,5 Gọi nhiệt độ cân cho lượng nước hòa với t Theo phương trình cân nhiệt tổng quát, ta có: Q1 + Q + Q + Q + Q = mc(t1-t) + 2mc(t2-t) + 3mc(t3-t) + 4mc(t4-t) + 5mc(t5-t) = 0,25 Thay số, tính t = 36 C 0,25 Gọi khối lượng cầu m, khối lượng nước bình M Nhiệt dung riêng nước c, cầu c0 t1, t2, t3 nhiệt độ cân cầu sau lần thả - Khi thả cầu thứ nhất, ta có phương trình cân nhiệt: Mc Mc(t – t1) = mc0(t1 – 18) mc 5 - Khi thả cầu thứ n, ta có: 0,5 0,5 Mc(tn-1 – tn) = mc0(tn – 18) t n t n Ta có bảng nhiệt độ cân sau: n tn 33 30,5 28,42 26,68 25,23 24,03 0,25 Theo bảng trên, ta thấy thả đến cầu thứ lấy nhiệt độ bắt đầu nhỏ 250C + Khi K mở ta có mạch sau : {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5 Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = + = Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = + = R13 R24 4.4 2 R13 R24 Điện trở R1234 = 0,25 Điện trở tương đương mạch: RAB = R5 + R1234 = + 2= U R 0,25 20.2 AB U1234 10V Ta có U R1234 1234 IA = U1234 10 2,5 A R24 0,25 + K đóng, ta có mạch sau: {(R1 // R2 ) nt (R3 // R4)} nt R5 R R 1.2 R345 = R5 + R R 2 R12 R1.R2 R1 R2 Rtđ = R345 + R12 = 58 15 0,25 U12 R12 20.1,2 180 U12 V 58 U Rtđ 29 15 U12 90 Số Ampe kế: IA = R 29 A 3,103 A 0,25 + Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau: R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)] Cường độ dòng điện qua mạch: I U ( R R3 ).( Rx Ry ) R5 R1 R3 Rx Ry 20(4 Rx Ry ) 20 4.( Rx Ry ) 2(4 Rx Ry ) 4.( Rx Ry ) 2 Rx Ry 10(4 Rx Ry ) (1) (4 Rx Ry ) 2.( Rx Ry ) Vì R13 // Rxy nên : IA R1 R3 4 Rx Ry I hay I R1 R3 Rx R y I Rx Ry (2) Từ (1) (2) suy ra: Rx Ry 10(4 Rx Ry ) (4 Rx Ry ) 2.( Rx Ry ) Biến đổi Rx + Ry = 12 (3) 0,25 Từ (3) < Rx; Ry < 12 Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry) Cường độ dịng điện mạch chính: (4) 20 R R R R R5 x y R1 Rx R3 Ry 20 20 I' Ry 3Rx 12 Rx 3Rx 2 2 Rx 13 Rx Rx Ry 20(3 Rx )(13 Rx ) I' (5) 2(3 Rx )(13 Rx ) 3Rx (13 Rx ) (12 Rx )(3 Rx ) I' Vì R1 // Rx nên: IA R1 I ' R1 Rx 3 Rx ' hay I ' I Rx (6) 0,25 Từ (5) (6) suy ra: 20(3 Rx )(13 Rx ) Rx 2(3 Rx )(13 Rx ) 3Rx (13 Rx ) (12 Rx )(3 Rx ) 6Rx2 – 128Rx + 666 = Giải phương trình bậc hai ta hai nghiệm Rx1 = 12,33 , Rx2 = theo điều kiện (4) ta loại Rx1 nhận Rx2 = Suy Ry = 12 – Rx = 12 – = Vậy Rx= ; Ry = Ta có U = I.r + Iv1.Rv Iv1.Rv = U – I.r = 14V I r 14 14 r RV R R( R RV ) R RV 16 RV2 165 RV r 42 R 0 R Thay r , ta 16RV2 11RRV 42 R 0 15 0,25 0,25 0,25 0,5 Đặt Rv = aR thay vào phương trình giải phương trình, ta a = 0,25 UV RV 2 UR R 0,25 UV 2 U R UV R ( Rv R ) Mặt khác U AB R Rv U AC R U AB U hay AB suy UAB = 6V Uv2 = 4V UV U AC U AB 0,25 0,25 0,25 Bước 1: Mắc mạch điện hình để A xác định điện trở ampe kế Số ampe kế I1, số vơn kế U1, giá trị biến trở R1 Điện trở ampe kế là: RA = U1 (1) I1 R0 U K B 0,25 A Rb 0,25 V Hình A Bước 2: Mắc mạch điện hình Giá trị biến trở giữ nguyên R1 Số ampe kế I2, số vơn kế U2 Ta có: U = I2(RA + R0) + U2 (2) Bước 3: Thay đổi giá trị biến trở R2 Số ampe kế I3, số vơn kế U3 Ta có: U = I3(RA + R0) + U3 (3) Từ (1), (2) (3) ta được: U= U A R0 K Rb B 0,25 0,25 V Hình U 2I3 U3I2 U U U1 ; R0 = I3 I2 I3 I2 I1 Biện luận sai số: - Sai số dụng cụ đo - Sai số đọc kết tính tốn - Sai số điện trở dây nối, khóa K * Chú ý: Học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa - Hết - 0,25 0,25 0,25 0,25