Đề+Đáp thi HSG VLi 9 (2010)

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎỈ Môn: VẬT LÝ- Năm học: 2009-2010 (Thời gian:150 phút(Không kể thời gian giao đề) Bài 1:(5điểm) Một cầu thang cuốn đưa hành khách từ tầng trệt lên tầng lầu trong siêu thị. Cầu thang trên đưa một người hành khách đứng yên lên lầu trong thời gian t 1 = 1 phút. Nếu cầu thang không chuyển động thì người hành khách đó phải đi mất thời gian t 2 = 3 phút. Hỏi nếu cầu thang chuyển động, đồng thời người khách đi trên nó thì phải mất bao lâu để đưa người đó lên lầu. Bài 2:(5diểm) Tại đáy của một cái nồi hình trụ tiết diện S 1 = 10dm 2 , người ta khoét một lỗ tròn và cắm vào đó một ống kim loại tiết diện S 2 = 1 dm 2 . Nồi được đặt trên một tấm cao su nhẵn, đáy lộn ngược lên trên, rót nước từ từ vào ống ở phía trên. Hỏi có thể rót nước tới độ cao H là bao nhiêu để nước không thoát ra từ phía dưới. (Biết khối lượng của nồi và ống kim loại là m = 3,6 kg. Chiều cao của nồi là h = 20cm. Trọng lượng riêng của nước d n = 10.000N/m 3 ). Bài 3:(5điểm) Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25 o C. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg.K. Nhiệt dung riêng của nhôm là C 1 = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh. Bài 4:(5điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Biết U AB = 10V; R 1 = 2 Ω ; Ra = 0 Ω ; R V vô cùng lớn ; R MN = 6 Ω . Con chạy đặt ở vị trí nào thì ampe kế chỉ 1A. Lúc này vôn kế chỉ bao nhiêu? ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI h S 1 S 2 H V A A B C R 1 M ND + - MÔN: VẬT LÝ- NĂM HỌC 2009-2010  Bài 1 (5đ) Gọi v 1 : vận tốc chuyển động của thang ; v 2 : vận tốc người đi bộ. *Nếu người đứng yên còn thang chuyển động thì chiều dài thang được tính: s = v 1 .t 1 1 1 s v (1) t ⇒ = ( 1đ) *Nếu thang đứng yên, còn người chuyển động trên mặt thang thì chiều dài thang được tính: 2 2 2 2 s s v t v (2) t = ⇒ = (1đ) *Nếu thang chuyển động với vận tốc v 1 , đồng thời người đi bộ trên thang với vận tốc v 2 thì chiều dài thang được tính: 1 2 1 2 s s (v v )t v v (3) t = + ⇒ + = (1đ) Thay (1), (2) vào (3) ta được: ót) 1 2 1 2 1 2 1 2 s s s 1 1 1 t .t 1.3 3 t (ph t t t t t t t t 1 3 4 + = ⇔ + = ⇔ = = = + + (2đ) Bài 2: (5đ) *Nước bắt đầu chảy ra khi áp lực của nó lên đáy nồi cân bằng với trọng lực: P = 10m ; F = p ( S 1 - S 2 ) (1) (1đ) *Hơn nữa: p = d ( H – h ) (2) (1đ) Từ (1) và (2) ta có: 10m = d ( H – h ) (S 1 – S 2 ) (1đ) H – h = 1 2 1 2 10m 10m H h d(S S ) d(S S ) ⇒ = + − − (1đ) *Thay số ta có: H = 0,2 + = + = = − 10.3,6 0,2 0,04 0,24(m) 24(cm) 10000(0,1 0,01) (1đ) Bài 3: (5đ) *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25 o C tới 100 o C là: Q 1 = m 1 c 1 ( t 2 – t 1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J ) (1đ) *Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25 o C tới 100 o C là: Q 2 = mc ( t 2 – t 1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J ) (1đ) *Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: Q = Q 1 + Q 2 = 663000 ( J ) ( 1 ) (1đ) *Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút Q = H.P.t ( 2 ) (1đ) ( Trong đó H = 100% - 30% = 70% ; P là công suất của ấm ; t = 20 phút = 1200 giây ) *Từ ( 1 ) và ( 2 ) : P = W) Q 663000.100 789,3( H.t 70.1200 = = (1đ) Bài 4: (5đ) *Vì điện trở của ampe kế R a = 0 nên: U AC = U AD = U 1 = I 1 R 1 . = 2.1 = 2 ( V ) ( Ampe kế chỉ dòng qua R 1 ) (1đ) *Gọi điện trở phần MD là x thì: ( ) ( ) x DN 1 x DN AB AD DN 2 2 I ;I I I 1 x x 2 U 1 6 x x 2 U U U 2 1 6 x 10 x = = + = +   = + −  ÷     = + = + + − =  ÷   *Giải ra được x = 2 . Con chạy phải đặt ở vị trí chia MN thành hai phần MD có giá trị 2 Ω và DN có giá trị 4 Ω. Lúc này vôn kế chỉ 8 vôn ( Vôn kế đo U DN ) (1đ) (1đ) (1đ) (1đ) . ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎỈ Môn: VẬT LÝ- Năm học: 20 09- 2010 (Thời gian:150 phút(Không kể thời gian giao đề). này vôn kế chỉ bao nhiêu? ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI h S 1 S 2 H V A A B C R 1 M ND + - MÔN: VẬT LÝ- NĂM HỌC 20 09- 2010  Bài 1 (5đ) Gọi v 1 : vận tốc