Tài liệu ĐỀ + ĐÁP ÁN HSG VÒNG HUYỆN 2010-2011

UBND HUYỆN TRẦN VĂN THỜI KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2010 - 2011 Ngày thi : 09/ 01/ 2011 Môn thi : VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề ) Bài 1. ( 3 điểm ) Một người đứng cách đường một khoảng S 1 = 50m, ở trên đường có một ô tô đang tiến lại với vân tốc 36km/h. Khi người ấy thấy ô tô còn cách mình một khoảng S = 130m thì bắt đầu chuyển động ra đường để đón xe ô tô theo hướng vuông góc với mặt đường. Hỏi người ấy phải chuyển động với vận tốc là bao nhiêu để có thể gặp được ô tô. Bài 2. ( 4 điểm ) Hai bình nước giống nhau, chứa cùng lượng nước như nhau. Bình thứ nhất có nhiệt độ là t 1 , bình thứ hai có nhiệt độ t 2 = 1,5t 1 . Sau khi trộn lẫn với nhau, nhiệt độ khi cân bằng là 25 0 C . Tính nhiệt độ ban đầu của mỗi bình (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường). Bài 3. ( 4 điểm) Người ta dự định mắc 4 bóng điện tròn ở bốn góc của một trần nhà hình vuông, mỗi cạnh 4m và một quạt trần ở đúng giữa trần nhà. Quạt trần có sải cánh ( khoảng cách từ trục quay đến đầu cánh ) là 0,8m. Biết trần nhà cao 3,2m tính từ mặt sàn. Em hãy tính toán thiết kế cách treo quạt để sao cho khi quạt quay, không có điểm nào trên mặt sàn bị sáng loang loáng. Bài 4. ( 3 điểm ) Một vật nhỏ có khối lượng riêng D = 0,4g/cm 3 . Hỏi phải thả vật đó có độ cao bằng bao nhiêu để vật đi sâu vào trong nước H = 18cm? Bỏ qua lực cản của không khí và của nước khi vật chuyển động. Biết trọng lượng riêng của nước d o = 10N/cm 3 . Bài 5. ( 6 điểm ) Cho mạch điện như hình vẽ: R 1 R 2 A • • B U Mắc vôn kế V vào hai điểm A và B thì vôn kế chỉ 12V, mắc vôn kế vào giữa hai đầu R 1 thì vôn kế chỉ 4V, mắc vôn kế vào giữa hai đầu R 2 thì vôn kế chỉ 6V. Hỏi khi không mắc vôn kế thì hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 và giữa hai đầu R 2 là bao nhiêu. ĐỀ CHÍNH THỨC Hết HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI CHỌN HS GIỎI VÒNG HUYỆN MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2010 - 2011 Bài 1. Gọi chiều dài quãng đường người nhìn thấy xe cách người là S. Gọi chiều dài quãng đường người nhìn thấy xe đến chỗ vuông góc với quãng đường người đứng là S 2 . ( 0,5 điểm) Ta có : S 2 = 2 2 1S S+ = 2 2 130 50− = 120m (0,5 điểm) Thời gian ôtô đến điểm đúng lúc với người vừa đến là. t = 2 1 S v = 120 10 = 12 ( s ) ( 1 điểm ) Để chuyển động đến kịp lúc xe ôtô chạy đến người chuyển động với vận tốc là. V 2 = 1S t = 50 12 = 4,2 m/s ( 1 điểm ) Bài 2. Gọi t là nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt. Nhận xét: Ta có t 2 = 3 2 t 1 > t 1 . Vậy ta có: t 2 > t > t 1 Do vậy bình nước có nhiệt độ t 1 thu nhiệt. Bình nước có nhiệt độ t 2 toả nhiệt. ( 1 điểm ) Nhiệt lượng thu vào của bình nước thứ 1 tăng nhiệt độ từ t 1 lên nhiệt độ t là. Q 1 = m 1 c ( t - t 1 ) (0,5 điểm ) Nhiệt lượng toả ra của bình nước thứ 2 để giảm nhiệt độ từ t 2 đến nhiệt độ t là. Q 2 = m 2 c ( t 2 - t) ( 0,5 điểm ) Khi có cân bằng nhiệt thì ta có. Q 1 = Q 2 ⇔ m 1 c ( t - t 1 ) = m 2 c ( t 2 - t) ( 0,5 điểm ) Với: m 1 = m 2 nên ta có. t - t 1 = t 2 – t ⇒ t = t1 + t2 2 = t1+ 1,5 1 2 t = 5 1 4 t ( 1 điểm ) ⇒ t 1 = 4 5 t = 4 5 . 25 0 = 20 0 C ⇒ t 2 = 3 2 t 1 = 3 2 . 20 0 = 30 0 C Vậy nhiệt độ ban đầu của bình nước thứ nhất là 20 0 C của bình nước thứ 2 là 30 0 C. ( 0,5 đ) Bài 3. L S 1 T S 3 A O B H I C D Để khi quạt quay không một điểm nào trên sàn bị loang loáng sáng thì bóng của đầu mút cánh quạt chỉ in trên tường và tối đa là đến chân tường C và D. Vì nhà hình hộp vuông ta chỉ cần xét trường hợp cho 1bóng đèn các bóng còn lại tương tự ( Hình vẽ) (1,5 điểm) Gọi L là đường chéo của trần nhà ta có : L = 2 2 a a+ = 2 2 4 4+ = 4 2 ≈ 5,7 m (0,5điểm ) Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân tường đối diện là. S 1 D = 2 2 H L+ = 2 2 3,2 (4 2)+ = 6,5 m (0,5điểm ) Gọi T là điểm treo quạt, O là tâm quay của cánh quạt AB. A, B là đầu mút khi cánh quạt quay. Xét V S 1 I S 3 ta có: 1 3 AB S S = OI IT ⇒ OI = 1 3 AB S S . IT = 2 2 H R L = 3,2 2.0,8 2 5,7 = 0,45m (1 điểm ) Khoảng cách từ quạt đến điểm treo quạt là. OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15m Vậy quạt phải treo cách từ trần nhà tối đa là 1,15m. (0,5điểm ) Bài 4. Khi vật rơi từ độ cao h bên trên mặt nước đến độ • sâu H trong lòng nước ( Hình vẽ ) thì trọng lực thực H một công là. A = P ( h + H ) ( 1 điểm ) P Q Khi đi sâu vào trong nước lực đẩy Ác –si- mét chống lại h nên tiêu thụ công. Do bỏ qua lực cản của không khí và nước nên công của trọng lực chỉ chuyển thành công thắng lực đẩy Ác –si- mét. Vật dừng lại ở độ sâu H khi lượng công tiêu thụ bằng công do trọng lực sinh ra. Do đó độ cao h cần phải thả vật sao cho. ( 0,5 điểm ) A = P ( h + H ) = F A . H ⇒ h = (FA )P H P − (1) ( 0,5 điểm ) Mà P = V.d , F A = V.d 0 , d = 10 D thay vào (1) ta được. ( 0,5 điểm ) h = 0d d H d − = 0 10 10 d D H D − = 10 10.0,4 .18 10.0.4 − = 27cm. ( 0,5 điểm ) Bài 5 Mắc vôn kế vào hai điểm A và B vôn kế chỉ 12V suy ra hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là U = 12V ( kể cả khi không có vôn kế ). (0,5 điểm ) * Khi mắc vôn kế vào giữa hai đầu R 1 . Vôn kế chỉ U v = U 1 = 4V suy ra hiệu điện thế giữa hai đầu R 2 lúc này là. U 2 = U - U 1 = 12 – 4 = 8V. (0,5 điểm ) Gọi R v là điện trở của vôn kế, I v là cường độ dòng điện chạy qua vôn kế Ta có: I 2 = I 1 + I v Mà I 2 = 2 2 U R ; I 1 = 1 1 U R ; I v = 1U Rv (0,5 điểm ) ⇒ 2 2 U R = 1 1 U R + 1U Rv ⇔ 8 2R = 4 1R + 4 Rv ⇔ 1 Rv = 2 2R - 1 1R (1) (0,5 điểm ) * Mắc vôn kế vào giữa hai đầu R 2 thì vôn kế V chỉ U’= U’ 2 = 6V suy ra hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 lúc này là. U’ 1 = U - U’ 2 = 12 – 6 = 6V Gọi I’ v là cường độ dòng điện chạy qua vôn kế lúc này nên ta có. I’ 1 = I’ 2 + I’ v (0,5 điểm ) Mà I’ 2 = '2 2 U R ; I’ 1 = '1 1 U R ; I' v = '2U Rv ⇒ '1 1 U R = '2 2 U R + '2U Rv ⇔ 6 1R = 6 2R + 6 Rv ⇔ 1 Rv = 1 1R - 1 2R ( 2) (0,5 điểm ) Từ (1) và (2) suy ra 3R 1 = 2R 2 . (0,5 điểm ) * Khi không mắc vôn kế Gọi U’’ 1 là hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 . Gọi U’’ 2 là hiệu điện thế giữa hai đầu R 2 , I là cường độ dòng điện qua R 1 và R 2 . Ta có U = U’’ 1 + U’’ 2 Mà U’’ 1 = I.R 1 ; U’’ 2 = I.R 2 và R 2 = 3 1 2 R nên suy ra U’’ 2 = 3U''1 2 (0,5 điểm ) Vậy U = U’’ 1 + 3U''1 2 = 5 2 U” 1 (0,5 điểm ) ⇒ U’’ 1 = 2 5 U = 2 5 . 12 = 4,8 V. (0,5 điểm ) ⇒ U’’ 2 = 3U''1 2 = 3.4,8 2 = 7,2 V. (0,5 điểm ) Vậy khi không mắc vôn kế thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R 1 là 4,8V và giữa hai đầu R 2 là 7,2V. (0,5 điểm ) * HS có thể làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. Hết . đầu R 1 và giữa hai đầu R 2 là bao nhiêu. ĐỀ CHÍNH THỨC Hết HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI CHỌN HS GIỎI VÒNG HUYỆN MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2010 - 2011 Bài. : L = 2 2 a a+ = 2 2 4 4+ = 4 2 ≈ 5,7 m (0,5điểm ) Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân tường đối diện là. S 1 D = 2 2 H L+ = 2 2 3,2 (4 2 )+ = 6,5 m (0,5điểm