Tính vận tốc trung bình của người khách bộ hành trên cả đoạn đường đã đi.. Có một lò xo với một đầu gắn với đáy bình, còn một đầu thì gắn với tâm mặt dưới của khối lập phương.. Lúc đầu l
Trang 1PHÒNG GD VÀ ĐT HUYỆN
TAM ĐẢO
-ĐỀ THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HSG
MÔN THI: VẬT LÍ 9 Thời gian làm bài: 120 phút
Ngày thi: … tháng 01 năm 2017
(Đề gồm 02 trang )
Câu 1 (2,5 điểm)
Một khách bộ hành lúc đầu đi trong một phần ba thời gian đi bộ trên đường đất với vận tốc v1 = 2km/h; tiếp theo người đó đi trong một phần ba quãng đường đi bộ trên đường nhựa với vận tốc v2 Cuối cùng người khách liền quay trở lại địa điểm khởi hành theo đường cũ với vận tốc v3
Tính vận tốc trung bình của người khách bộ hành trên cả đoạn đường đã đi Hãy xác định giá trị nhỏ nhất có thể có của vận tốc v2
Câu 2 (2,5 điểm)
Có một khối lập phương với khối lượng m = 2,048kg nổi trong một bình nước Có một lò
xo với một đầu gắn với đáy bình, còn một đầu thì gắn với tâm mặt dưới của khối lập phương Lúc đầu lò xo ở trạng thái không biến dạng và một nửa khối lập phương nổi trên mặt nước, đồng thời bốn cạnh của nó hướng thẳng đứng Sau một cơn mưa nước trong bình tăng h = 20,48cm và mặt nước ngang mặt trên của khối lập phương
Xác định độ biến dạngl của lò xo và lực đàn hồi Fđhmà lò xo tác dụng lên khối lập phương Biết khối lượng riêng của nước là Dn= 1g/cm3
Câu 3 (2,5 điểm)
Có hai bình cách nhiệt Bình A chứa 6 lít nước ở nhiệt độ t1= 600C còn bình B chứa 2 lít nước ở t2= 200C Đầu tiên người ta rót một lượng nước từ bình A sang bình B Khi nước ở bình B đã cân bằng nhiệt, người ta lại rót nước từ bình B sang bình A để thể tích nước trong bình A là 5 lít Khi đó nhiệt độ nước trong bình A là 570C
Hỏi trong lần rót thứ nhất, phần nước ở bình A được đổ vào bình B có thể tích là bao nhiêu? Bỏ qua nhiệt dung riêng của các bình Coi khối lượng riêng của nước không phụ thuộc vào nhiệt độ
Câu 4 (2,5 điểm)
Trang 2Dưới đây là các tham số chủ yếu của một loại xe đạp điện:
Tốc độ cao nhất: 30km/h
Một lần nạp điện xe đi được: 50km
Ắc quy chì: 36V - 10Ah
Điện năng tiêu hao cho1lần nạp: 0,6kWh
Hiệu suất động cơ điện: 80%
Khối lượng xe: 40kg
Tiếng ồn tối đa: 60dB
1 Hãy nêu ý nghĩa của tham số 36V - 10Ah
2 Biết học sinh đi xe có khối lượng 50kg và xe chạy đều với vận tốc 6m/s; lực cản chuyển động bằng 0,02 tổng trọng lượng của người và xe Hãy tìm công mà động cơ điện thực hiện trong vòng 30 phút và cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây động cơ?
3 Đi mô tô 100km tiêu thụ hết 2 lít xăng Giá mỗi lít xăng là 17500 đồng; giá mỗi kWh điện là 1600 đồng Tính xem dùng loại xe nào kinh tế hơn?
4 Ở góc độ bảo vệ môi trường hãy so sánh mức độ ô nhiễm do hai loại xe gây ra
Trang 3Đáp án đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 9
I HƯỚNG DẪN CHUNG:
- Thí sinh làm bài theo cách riêng nhưng đáp ứng được yêu cầu cơ bản vẫn cho đủ số điểm
- Việc chi tiết hóa điểm số (nếu có) so với biểu điểm phải đảm bảo không sai lệch so với hướng dẫn chấm đã được thống nhất trong hội đồng chấm
- Sau khi cộng điểm toàn bài, điểm tổng của bài để lẻ đến 0,25 điểm
II ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM:
1
Gọi T là tổng thời gian đi bộ của người khách bộ hành
S là tổng quãng đường mà người đó đã đi
Thời gian đi bộ trên đường đất với vận tốc v1= 2km/h là: t1=
Quãng đường người đó đi bộ trên đường đất với vận tốc
v1: S1= v1t1= 2 (1) Quãng đường người đó đi trên đường nhựa với vận tốc v2: S2=
Quãng đường mà người đó quay lại địa điểm cũ vận tốc v3: S3=
Mặt khác:
Từ (1, 2) suy ra:
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25 0,25
- Nên VTTB của người khách bộ hành này trên cả quãng đường là: 0,25
- Do người bộ hành đi trên đường đất với vận tốc v1bằng 2km/h hết
thời gian thì thời gian còn lại là
0,25
Trang 4Vậy giá trị nhỏ nhất có thể có của vận tốc v2là 2km/h và khi đó v3là
rất lớn
0,25
0,25
2
Gọi a là cạnh của hình lập phương
Lúc đầu lò xo không biến dạng thì: P = FA
10m= 10 3
2 n
a D => a = = 16 (cm)
0,25 0,25
Sau cơn mưa khối lập phương ngập nên lực đẩy Ac-si-met tăng lên
làm lò xo biến dạngl Vậy ta có:
Vậy lò xo có độ biến dạngl = 12,48cm
0,25 0,5
0,25 Lúc này khối lập phương ở trạng thái cân bằng nên có:
P + Fdh= F’A 10m + Fdh= 10a3.Dn
Suy ra: Fdh= 10(a3.Dn– m) = 10.(0,163 1000 – 2,048) = 20,48 (N)
(16cm = 0,16m; 1 g/cm3=1000kg/m3)
Vậy lực đàn hồi của lò xo Fdh= 20,48N
0,25 0,5
0,25 Gọi c là nhiệt dung riêng của nước; D là khối lượng riêng của nước
* Lần 1: Rót nước từ bình A B một thể tích V1
PTCB nhiệt ở bình B: cD.V1(60 - tCB) = cD.2.(tCB- 20)
V1 (60 - tCB) = 2.(tCB- 20) (1)
0,25 0,5
* Lần 2: Rót nước từ bình B A một thể tíchV2
Theo đề bài ta có: (6 -V1) +V2= 5
V2=V1– 1 (2)
PTCB nhiệt ở bình A: cD (6 -V1) (60 - 57) = cD.V2(57 - tCB)
0,25
0,5
Trang 5(3)
Từ (2; 3) thì: (6 -V1) 3 = (V1 – 1) (57 - tCB)
V1 (60 – tCB) = 75 – tCB (4)
0,25
Từ (1; 2) ta có: 2.tCB– 40 = 75 – tCB
tCB= 115/3
0,25
Suy ra:
Vậy phần thể tích nước rót từ bình A sang bình B là 1,7 lít
0,25 0,25
4
1) Điện áp nạp ác quy là 36V, dòng điện nạp là 10A và thời gian nạp là
1 giờ
0,25
2) Vì xe đạp điện chạy đều nên lực kéo bằng lực cản:
Fkéo= Fcản = 0,02.10 (40 + 50) = 18 (N) Trong 30 phút xe đạp đi được quãng đường:
s = v.t = 6.1800 = 10800 (m)
(30ph = 1800s) Động cơ xe đạp đã thực hiện một công A1là:
A1= Fkéo.s = 18.10800 = 194400 (J) Công mà dòng điện đã thực hiện( công toàn phần) là:
A = 1 80%
A = 194400
80% = 243000 (J)
Ta có:
Vậy công động cơ xe thực hiện được trong 30 phút là 194400J và
cường độ dòng điện qua cuộn dây động cơ là 3,75A
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
3) Đi xe mô tô 100km tiêu tốn: T1= 2.17500 = 35000 (đồng)
Đi xe đạp điện 100km phải nạp ắc quy 2 lần điện năng tiêu hao là:
A = 0,6.2 = 1,2 (kWh)
Số tiền phải trả khi đi xe đạp điện:
0,25
Trang 6T2= 1600.1,2 = 1920 (đồng) 2000 đồng
Vậy đi xe đạp điện kinh tế hơn nhiều so với đi xe mô tô
0,25
4) Ở góc độ bảo vệ môi trường thì đi xe đạp điện ưu việt hơn vì:
+ Xe đạp điện không thải ra khí độc hại như đi xe mô tô
+ Xe đạp điện ít gây tiếng ồn như xe mô tô
0,25