PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm có: 02 trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HOÁ CẤP THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2018 - 2019 MƠN THI: VẬT LÍ Ngày thi: 15/12/2018 Thời gian làm 150 phút, không kể thời gian giao đề y Câu (3,0 điểm) Trong hệ tọa độ xOy có hai vật nhỏ A B chuyển động thẳng Lúc bắt đầu chuyển động, vật A O vật B cách O khoảng 100m Biết vận tốc vật A v A = 6m/s theo hướng Ox, vận tốc vật B vB = 2m/s theo hướng Oy a Tính quãng đường mà vật sau 15giây khoảng cách hai vật b Sau kể từ bắt đầu chuyển động hai vật lại cách 100m c Xác định khoảng cách nhỏ hai vật A B x A O B Hình Câu (3,0 điểm) Một xoong nhôm khối lượng m = 200g chứa lượng nước m = 400g nhiệt độ t1 = 200C Cho nhiệt dung riêng nhôm, nước c1 = 880J/kg.K; c2 = 4200J/kg.K a Tính nhiệt lượng cần thiết để đun xoong nước nóng đến 500C b Sau nước nóng đến 500C ngừng đun đổ thêm vào xoong m = 600g nước nhiệt độ 200C Coi có trao đổi nhiệt nước xoong Nhiệt độ nước cân nhiệt xảy bao nhiêu? c Sau thả thêm vào bình lượng nước đá khối lượng m nhiệt độ -100C Khi cân nhiệt thấy bình cịn lại 50g nước đá Tìm m4 Biết nhiệt dung riêng nước đá c3 = 2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá = 340000J/kg Câu (2,0 điểm) Một thùng hình trụ đáy chứa nước Người ta thả chìm vật nhơm có dạng hình lập phương có cạnh 20cm mực nước bình 80cm Biết trọng lượng riêng nước nhôm d1 = 10000N/m3; d2 = 27000N/m3 a Tính lực đẩy Ácsimét tác dụng lên vật b Tính áp lực vật tác dụng lên đáy thùng c Tính cơng để kéo vật lên chạm mặt nước Câu (4,0 điểm) Cho mạch điện hình Biết R1 = R2 = 3, R3 = 6, UAB = 12V không đổi A B a Tính điện trở tương đương mạch b Tính hiệu điện hai đầu điện trở cơng suất R2 tiêu thụ mạch R1 c Tính điện tiêu thụ R3 10phút R3 d Thay R2 bóng đèn loại 6V - 3W, độ sáng Hình đèn nào? Coi điện trở đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ Câu (3,0 điểm) Treo nam châm gần đầu ống dây cực Nam nam châm bị hút vào đầu B ống dây hình Hãy xác định giải thích cách xác định: A a Tên hai cực từ ống dây b Chiều đường sức từ ống dây c Cực dương nguồn điện mắc vào điểm M hay N B M N Hình Câu (4,0 điểm) (2,0 điểm) Có hai lị sấy điện giống có điện trở R = 30Ω, điện trở R0 = 15Ω Nguồn có hiệu điện khơng đổi Các lị sấy, điện trở R0 mắc vào nguồn điện theo cách sau: Cách 1: Chỉ dùng lò sấy mắc nối tiếp R0, sau thời gian nhiệt độ lò sấy giữ nguyên t1 = 600C Cách 2: Dùng hai lò sấy mắc song song mắc nối tiếp với R0 Cách 3: Dùng hai lò sấy mắc nối tiếp mắc nối tiếp với R0 Nhiệt độ phịng khơng đổi 200C Coi cơng suất tỏa nhiệt môi trường tỷ lệ với độ chêch lệch nhiệt độ lị sấy mơi trường, bỏ qua phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ a Viết biểu thức tính cơng suất tiêu thụ lò ứng với cách mắc b Với cách mắc nhiệt độ mà lò sấy đạt sau ổn định bao nhiêu? (2,0 điểm) Cho mạch điện hình UAB = 21V không đổi; RMN = 4,5Ω, R1 = 3Ω; đèn có điện trở R3 = 4,5Ω điện trở dây nối ampe kế không đáng kể a K đóng, cho C ≡ N ampe kế 4A Tính R2 b K mở, xác định giá trị RCN = x để đèn tối Hình R3 Câu (1,0 điểm) Cho dụng cụ điện sau: Nguồn điện (khơng có điện trở trong) có hiệu điện không đổi chưa biết giá trị, điện trở R0 biết giá trị, điện trở RX chưa biết trị số vơn kế có điện trở R V chưa xác định, dây dẫn nối đủ dùng có điện trở khơng đáng kể Hãy trình bày phương án thực hành xác định trị số điện trở RV vôn kế điện trở RX HẾT - Cán coi thi khơng giải thích thêm! Họ tên thí sinh: Số báo danh:….… Giám thị (Họ tên ký) Giám thị (Họ tên ký) PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ BẮC GIANG HDC ĐỀ CHÍNH THỨC Câu 1 (1,5 điểm) HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HOÁ CẤP THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2018 - 2019 MƠN THI: VẬT LÍ Ngày thi: 15/12/2018 (Bản hướng dẫn chấm có 05 trang) Hướng dẫn giải Quãng đường vật 15 giây s1 vA t1 6.15 90(m) s2 vB t1 2.15 30(m) (3 điểm) 0,5 0,5 + Khoảng cách vật A B là: A ' B ' ( AB s2 ) s12 (100 30) 90 10 130(m) 0,5 Sau thời gian t vật A đến A1, vật B đến B1 Quãng đường vật A thời gian t giây là: 0,25 AA1 v A t 6.t Quãng đường vật B thời gian t giây là: (1,0 điểm) BB1 vB t 2.t Khoảng cách vật A B sau thời gian t giây là: d AB12 +AA12 (100 2t ) (6t )2 40t 400t 10000 0,25 0,25 Vì vật lại cách 100m nên ta có d 1002 Vậy 40t 400t 10000 1002 40t 400 0 0,25 t 10s Sau thời gian t khoảng cách vật là: 0,25 d A1 B1 40t 400t 10000 (0,5 điểm) Để d d2min Ta có d 40t 400t 10000 (2 10t ) 2.2 10t.10 10 (10 10) 9000 d (2 10t 10 10) 9000 0,25 d 9000 d 30 10(m) Câu (1,0 điểm) điểm) Nhiệt lượng cần thiết để đun xoong nước nóng đến 500C là: Q (m1c1 m2 c2 )(t2 t1 ) Q = (0, 2.880 + 0, 4.4200)(50 - 20) = 55680(J) 0, 0,5 (1,0 điểm) Khi đổ thêm nước vào xoong xoong nhôm nước xoong tỏa nhiệt, nước đổ vào thu nhiệt Bỏ qua hao phí nên ta có phương trình cân nhiệt: 0,5 Q1 Q2 Q3 m1c1 (t2 t ) m2c2 (t2 t ) m3c2 (t t1 ) (0, 2.880 0, 4.4200)(50 t ) 0, 6.4200(t 20) 0,25 Thay số ta tính t = 32,7 C 0,25 Vì cân nhiệt cịn lại 50g nước đá nên nhiệt độ cân C 0,25 Phương trình cân nhiệt thả nước đá là: (1,0 điểm) ( m1c1 (m2 m3 ) c2 )(t 0) m4c3 (0 ( 10)) (m4 0, 05) 0,5 (0,2.880+1.4200)(32,7-0) = m4.2100.(10)+(m4-0,05).340000 m4 0,443kg 0,25 Câu (2,0 điểm) -3 a Thể tích vật V = 0,2 = 8.10 (m ) Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật: FA = V.d1 = 80(N) b Trọng lượng vật P = V d2 = 216(N) Áp lực vật tác dụng lên đáy thùng: 0,5 F = P - FA = 216 – 80 = 136(N) 0,5 c Công kéo vật lên chạm mặt nước A = F.(h-a) = 136.(0,8 – 0,2) = 81,6(J) 0,5 Câu (4,0 điểm) Phân tích mạch R1nt(R2//R3) (1,0 điểm) 0,5 0,25 Tính điện trở tương đương Rtd R1 Rtd 3 R2 R3 R2 R3 3.6 5() 36 0,5 0,25 Cường độ dịng điện mạch là: I (1,0 điểm) U 12 2, 4( A) Rtd Ta có I I1 I 23 2, 4( A) U1 I1.R1 2, 4.3 7, 2V U 23 U U1 12 7, 4,8(V ) U U U 23 4,8(V ) Công suất tiêu thụ mạch P U I 12.2, 28,8(W ) 0,25 0,25 0,25 0,25 (0,5 điểm) Điện tiêu thụ R3 U2 4,82 A3 t 600 2304( J ) R3 0,5 (1,5 điểm) Cường độ dòng điện định mức điện trở đèn 0,25 Iđm= Pdm 0,5( A) U dm RĐ= U dm 12() I dm 0,5 Tính điện trở tương đương mạch R R1 R3 RD 6.12 3 7() R3 RD 12 0,25 Tính cường độ dịng điện mạch 0,25 U 12 I ( A) R Tính cường độ dịng điện qua đèn I D I 0,5 R3 ( A) R3 RD Ta thấy ID>Iđm nên đèn sáng mức bình thường Câu (2,0 điểm) (3,0 điểm) a Vì đầu B ống dây hút cực từ Nam nam châm nên đầu B cực từ Bắc ống dây 1,0 b Chiều đường sức từ lòng ống dây từ trái sang phải ống dây nam châm đường sức từ có chiều từ cực Bắc vào cực Nam 1,0 c Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta xác định chiều dòng điện qua ống dây Đầu M cực dương nguồn điện 1,0 Câu (2,0 điểm) 0,25 (4,0 điểm) a Cơng suất tiêu thụ lị ứng với cách mắc: Cách mắc 1: P1 I R ( Cách mắc 2: U ) R R R0 U R ( R R )2 P2 I2 R Cách mắc 1: P3 I R 0,5 U R (2R R ) b Do công suất tỏa nhiệt môi trường tỉ lệ với độ chêch lệch nhiệt độ lị sấy mơi trường nên nhiệt độ lị ổn định cơng suất tiêu thụ cơng suất hao phí Lúc đầu I2 R = k (t1 – t0) với I U U R k.(t1 t ) (1) R R0 (R R ) Sau mắc thêm lị song song 2 I R k(t x t ) tx nhiệt độ lớn mà lò đạt sau mắc thêm 0,5 0,25 U I2 với (R R ) U R k.(t x t ) (2) R 4.( R ) 2 Từ (1) (2) suy R R )2 t – t t x 42,50 C (R R) tx – t0 0,25 4.( Sau mắc thêm lị nối tiếp I32 R k(t x t ) tx nhiệt độ lớn mà lò đạt sau mắc thêm 0,25 I3 U U R k.(t x t o ) (3) (2R R ) (2R R ) Từ (1) (3) suy (2R R ) t1 – t t x 34, 40 C (R R) tx – t0 (2,0 điểm) 0,25 a Khi C N mạch tương đương sơ đồ sau: Điện trở tương mạch điện là: R3 U 21 Rtd 5, 25() I A R1 0,25 B R2 Rtd R1 R2 R3 4,5.R 3 5, 25 R2 R3 4,5 R2 0,25 R2 4,5() R2 b Khi K mở mạch mắc A R1 RCM B RCN Điện trở tương đương mạch Rtd R1 RMC Rtd R2 ( R3 RMD ) 4,5.(4,5 x) 3 4,5 R2 R3 RMD 9 x x x 87, 75 9 x Cường độ dịng điện mạch chính: I R3 U 21(9 x) Rtd x x 87, 75 Cường độ dòng điện qua đèn 0,5 0,5 Iđ = I R2 R + R CN R Iđ = 94,5 -x + 3.x + 87, 75 Để đèn tối ( -x + 3.x + 87, 75 ) lớn Mà ( -x + 3.x + 87, 75 )max = 90 x = 1,5 Iđ = 1,05 A Vậy RCN = 1,5 đèn tối Câu (1,0 điểm) 0, (1,0 điểm) Cơ sở lý thuyết Mắc mạch điện (RV//Rx)ntR0 Vôn kế giá trị U1 Điện trở tương đương mạch là: Rtđ= RV Rx R R R0 RV R0 Rx R0 V x RV Rx RV Rx Cường độ dịng điện mạch là: I 0,25 U ( RV Rx ) RV Rx RV Ro R0 Rx Số vôn kế U1 I Rx U Rx (1) Rx RV Rx RV RV R0 R0 Rx Mắc mạch điện (RV//R0)ntRx Vôn kế giá trị U2 Tương tự ta có U I 0,25 R0 U R0 (2) R0 RV Rx RV RV R0 R0 Rx Chia (1) cho ta U1 Rx U Rx R0 (3) U R0 U2 U U1 R0 Thay Rx vào (2) ta RV (4) U1 U Các bước tiến hành: Mắc vôn kế vào đầu nguồn đo hiệu điện nguồn U Mắc mạch điện (RV//Rx)ntR0 Đọc số vôn kế U1 Mắc mạch điện (RV//R0)ntRx Đọc số vôn kế U2 0,25 0,25 Thay U1;U2 vừa đo, R0 biết vào (3) ta tìm Rx Thay U, U1,U2 R0 vào (4) tìm RV Điểm toàn (20 điểm) Lưu ý chấm bài: Điểm tồn làm trịn đến 0,25 điểm - Trên sơ lược bước giải, lời giải thí sinh cần lập luận chặt chẽ, hợp logic Nếu thí sinh trình bày cách làm khác mà cho điểm phần theo thang điểm tương ứng