UBND HUYỆN THUỶ NGUYÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN: VẬT LÝ Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1: (2 điểm) Lúc người xe đạp đuổi theo người cách 10km Cả hai chuyển động với vận tốc 12 km/h km/h Tìm vị trí thời điểm người xe đạp đuổi kịp người Câu (2điểm) Một khối gỗ hình hộp đáy vuông, chiều cao h=19cm, nhỏ cạnh đáy Khối gỗ thả bình nước, tính phần cao nhô lên khỏi mặt nước Biết khối lượng riêng gỗ 880kg/m3, nước 1000kg/m3 Câu 3: (2 điểm) Một nhiệt lượng kế nhôm có khối lượng 100g chứa 400g nước nhiệt độ 10oC Người ta thả vào nhiệt lượng kế hợp kim nhôm thiếc có khối lượng 200g nung nóng tới nhiệt độ 120oC Nhiệt độ cân hệ thống 14 oC Tính khối lượng nhôm thiếc có hợp kim Cho biết nhiệt dung riêng nhôm 880J/Kg.K , nước 4200J/Kg.K, thiếc 230J/Kg.k Câu 4: (2 điềm) Cho mạch điện hình vẽ Biết Ro=16 Ω ; Khi di chuyển u chạy C thấy có giá trị khác nhaucủa biến trở R1 ; R2 làm công suất c rên biến trở trường hợp Tính R1 R2 ? Biết R1 =4R2 A B R Câu 5: (2 điềm) Một ấm nhôm có khối lượng 0,4kg chứa 0,5 lít nước 30oC Để đun sôi nước người ta dùng bếp điện loại 220V-1100W Hiệu suất bếp 88% Cho biết nhiệt dung riêng nhôm 880J/kg.K nước 4200J/Kg.K, nhiệt hóa nước L = 2,4.106J/Kg Bếp dùng hiệu điện U = 220V, bỏ qua tỏa nhiệt ấm nước môi trường a) Tính thời gian cần để đun sôi nước b) Khi nước bắt đầu sôi, đun thêm phút có phần trăm lượng nước hóa - HẾT - UBND HUYỆN THUỶ NGUYÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG MÔN: VẬT LÝ Nội dung Câu 1: s1 v1 A s Điểm v2 B s2 C Cách 1: - Gọi s1 quãng đường người xe đạp được, s2 quãng đường mà người đi - Quãng đường người xe đạp là: s1 = v1.t - Quãng đường người đi là: s2 = v2.t - Khi người xe đạp đuổi kịp người bộ: s1 = s + s v1.t = s + v2.t (v1 – v2).t = s t= s 10 = = 1,25 v1 − v2 Vì xe đạp khởi hành lúc nên thời điểm gặp là: + 1,25 = 8,25 hay 15 phút Hai xe cách nơi xe đạp xuất phát đoạn là: AB = s1 = v1.t = 12 1,25 = 15 (km) (Hai xe cách nơi người xuất phát đoạn là: BC = s2 = v2.t = 5km) Cách 2: - Gọi s khoảng cách ban đầu xe đạp người - Thời gian xe đạp đuổi kịp người bộ: t= s 10 = = 1,25 v1 − v2 Vì xe đạp khởi hành lúc nên thời điểm gặp là: + 1,25 = 8,25 hay 15 phút Hai xe cách nơi xe đạp xuất phát đoạn là: AB = s1 = v1.t = 12 1,25 = 15 (km) (Hai xe cách nơi người xuất phát đoạn là: BC = s2 = v2.t = 5km) Câu : Tóm tắt : h = 19cm ; D1 = 880kg/m3 d1 = 8800N/m3 D2 = 1000kg/m3 d2 = 10000N/m3 y = ? (cm) Giải : Gọi x phần gỗ chìm nước, y phần gỗ nỗi mặt nước 0,125 0,125 0,375 0,375 1,25 0,375 0,375 0,125 0,125 Khối gỗ chịu lực tác dụng cân (lơ lửng) - Trọng lượng khối gỗ : P = d1 V = d1 S h - Lực đẩy Acsimet tác dụng lên khối gỗ : F A = d2 V x = d2 S x Mà P = FA d1 S h = d2 S x x= d1.h = 16,72(cm) d2 (m3.8.8 + m4.2.3) = Mà m3 + m4 = 0,2Kg Từ (1) (2) ta 7072 10600 0,25 0,5 0,375 Vây phần nhô lên khỏi mặt nước khối gỗ cao : y = h – x = 19 – 16,72 = 2,28 (cm) Câu 3: Tóm tắt m1 = 100g = 0,1Kg , m2 = 400g = 0,4Kg , m = m3 + m4 = 200g = 0,2Kg C1 = 880J/Kg.K , C2 = 4200J/Kg.K, C3 = 230J/Kg.K t1 = 10oC , t2 = 20oC , t’1 = 14oC Tính m1 = ? , m2 = ? Giải: Gọi m3, m4 khối lượng nhôm thiếc có hợp kim, Ta có: m = m3 + m4 = 200g = 0,2Kg Nhiệt độ hợp kim tỏa để giảm từ 120oC đến 14oC là: Q = (m3.C1 + m4.C3).(t’1 - t2) = (m3.880 + m4.230).(120 - 14) Q = 10.600.(m3.8.8 + m4.2.3) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào để tăng đến 14oC Q’ = (m1.C1 + m2.C2)(t2 – t1) = (0,1.880 + 0,4.4200).(14-10) Q’ = 7072 (J) Phương trình cân nhiệt Q = Q’ 10.600.(m3.8.8 + m4.2.3) = 7072 0,25 (1) (2) m3 = 0,032 (kg) m4 = 0,168 (kg) 0,375 0,25 0,25 0,375 0,375 0,5 0,125 0,125 Câu 4: Tóm tắt: Ro = 16 Ω ; P1= P2 ; R1 = 4R2 ; R1 =? ; R2=? Giải Công suất biến trở có giá trị R 1: Ta có : I1 = u u R1.u 2 = với P1 = R1.I1 = Rtd R0 + R1 ( R0 + R1 ) 0,25 Công suất biến trở có giá trị R 2: Ta có : I = u u R2 u 2 = với P2 = R2 I = Rtd R0 + R2 ( R0 + R2 ) Tính R1 R2 : Mà P1= P2 nên R1.u R2 u R1 R2 = ⇔ = 2 ( R0 + R1 ) ( R0 + R2 ) ( R0 + R1 ) ( R0 + R2 ) Với R1 = 4R2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 ⇒ R2 R2 = (16 + R2 ) (16 + R2 ) ⇔ 4(16 + R2 ) = (16 + R2 ) ⇔ 1024 + R22 = 256 + 16 R22 0,25 0,25 ⇔ 12 R22 − 768 = ⇔ R22 − 64 = ⇒ R2 = ( Ω ) Đáp số : R = 4R2 = 4.8 = 32 ( Ω ) R1 = 32 Ω ; R2 = Ω Câu a) Nhiệt lượng cần cung cấp để đun sôi ấm nước Qi = (mnhôm cnhôm + mnước Cnước ) ∆ t = (0,4.880 + 0,5 4200) 70 = 171640 J Nhiệt lượng bếp tỏa H = Qi Q 171640 100 0 ⇒ Qtp = i 100 0 = 100 0 = 195045,5 J Qtp H 88 0 Theo định luật bảo toàn lượng: A = Qtp Vì bếp sử dụng hiệu điện U = 220V hiệu điện định mức, nên bếp tiêu thụ công suất điện: P = 1100W Thời gian đun sôi nước là: A 195045,5 = 177,31s ≈ phút A = P t ⇒ t = = P 1100 b) Điện mà bếp tiêu thụ đun thêm phút A = P t = 1100 60 = 264000J Nhiệt lượng cung cấp cho nước hóa Q = H A = 0,88 264000 = 232320J Khối lương nước hóa Q 232320 = 0, 0968 g Q = L.m ⇒ m = = L 2, 4.106 0, 0968 100 0 ≈ 19,36% Phần trăm lượng nước hóa : 0,5 - HẾT - 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25