Đang tải... (xem toàn văn)
Mọi cách giải khác, kể cả cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý nào đó, lập luận đúng, có căn cứ, kết quả đúng cũng cho điểm tối đa tương ứng với từng bài, từng câu, từng phần của [r]
(1)UBND TỈNH THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO Độc lập - Tự - Hạnh phúc
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 Mơn: Vật lí - Năm học 2011 - 2012 (Đề thi gồm 01 trang)
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài
Hai bến A B dọc theo sơng cách s(km) có hai ca nơ xuất phát cùng lúc chuyển động ngược chiều với tốc độ (so với nước đứng yên) v. Tới gặp chúng quay trở lại bến xuất phát ban đầu Cho biết tổng thời gian ca nô nhiều ca nô Nếu tăng tốc độ (so với nước) hai ca nô lên 1,5v tổng thời gian hai ca nô nhau 24 phút Hãy xác định khoảng cách s? Coi nước chảy với tốc độ là
v1 = 2m/s.
Bài 2
Ở đáy bể nước có nguồn sáng điểm S (hình bên) Một người đặt mắt điểm M quan sát S theo phương gần vng góc với mặt nước Người thấy điểm sáng cách mặt nước khoảng 45cm. Tính độ sâu nước bể Cho biết ánh sáng truyền từ nước ra không khí quan hệ góc tới góc khúc xạ tuân theo hệ thức:
sin[goc toi] 3
sin[goc khuc xa] 4 ; đồng thời với góc α nhỏ lấy gần đúng: sinα ≈ tanα
Bài 3
Cho mạch điện hình bên Cho hiệu điện U = 2V, các điện trở R0 = 0,5; R1 = 1; R2 = 2; R3 = 6; R4 = 0,5;
R5 biến trở có giá trị lớn 2,5 Bỏ qua điện trở
của ampe kế dây nối Thay đổi giá trị R5, xác định giá
trị R5 để:
a/ Ampe kế 0,2A Chỉ rõ chiều dòng điện qua ampe kế. b/ Ampe kế giá trị lớn nhất.
Bài 4
Cho mạch điện hình bên Biết UAB= 12V
R1 = R4 = 2 Ω ; R2 = R3 = 1 Ω .
a/ K1, K2 mở Tính hiệu điện hai đầu R2.
b/ K1 đóng, K2 mở Tính dịng điện qua R2.
c/ K1, K2 đóng Tính dòng điện qua K1.
Bài 5
Một miếng thép có khối lượng m = kg nung nóng đến 6000C đặt trong
một cốc cách nhiệt Rót M = 200g nước nhiệt độ 200C lên miếng thép Tính nhiệt độ
sau nước sau rót vào cốc trường hợp: a) Nước rót nhanh vào cốc.
b) Nước rót chậm lên miếng thép.
Cho nhiệt dung riêng nước cn = 4200 J/kg.K, thép ct = 460 J/kg.K, nhiệt
hoá nước L = 2,3.106 J/kg Coi cân nhiệt xảy tức thời có sự
trao đổi nhiệt miếng thép với nước.
S M
A B
K2 R2
R3 R4
C K1
R
A
U
-+
A
R
4 R1
R
0
R
5
R
3 B R2
D
C
(2)=== Hết ===
HƯỚNG DẪN CHẤM - BIỂU ĐIỂM (Gồm trang)
Bài (4 đ) Điểm
Giả sử nước sông chảy theo hướng từ A đến B với tốc độ v1; AB = s
* Trường hợp tốc độ ca nô so với nước v, ta có: Tốc độ ca nơ xi dòng là: vx = v + v1
Tốc độ ca nơ ngược dịng là: = v - v1
- Thời gian tính từ lúc xuất phát gặp C t, gọi quãng đường AC = s1, BC = s2, ta có:
1
1
s s
t
v v v v
(1)
- Thời gian ca nô từ C trở A là:
1
1
s t
v v
(2)
- Thời gian ca nô từ C trở B là:
2
1
s t
v v
(3)
- Từ (1) (2): tổng thời gian ca nô từ A là: TA = t + t1=
s
v v
(4)
- Từ (1) (3): tổng thời gian ca nô từ B là: TB = t + t2 =
s
v v < T
A (5)
- Theo ta có: TA- TB = 2
1
2v s
v v = (6)
* Trường hợp tốc độ ca nơ 1,5v: tương tự ta có: TA' TB' =
1 2
1
2v s
2, 25v v = 0,4 (7)
- Từ (6) (7) ta có: 0,4(2,25v2 - v12) = (v2- v12) => v = v 61 (8)
- Thay (8) vào (6) ta s = 18km
0,25 0,25 0,50 0,25 0,25 0,25 0,50 0,50 0,50 0,50 0,25
Bài (4 đ) * Vẽ hình:
- Xét chùm tới hẹp SHI, tia tới SH vng góc mặt nước => truyền thẳng; - Tia tới SI bị khúc xạ kéo dài cắt SH S' ảnh S
- Mắt nhìn thấy ảnh S' => S'H = 45cm * ΔSHI có sinHSI ≈ tanHSI
HI HS
= sin[goc toi] (1) - ΔS'HI có sinHS'I ≈ tanHS'I
HI HS'
= sin[goc khuc xa] (2) - Từ (1), (2):
sin[goc toi] HS'
sin[goc khuc xa]HS (4)
- Theo đề:
sin[goc toi]
sin[goc khuc xa]4 (5)
- Từ (4), (5):
HS'
HS 4
4
HS HS' 60cm
3
0,25 0,25 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Bài (4 đ)
a Xác định R5 để ampe kế 0,2A (2,5 đ)
- Vẽ lại mạch điện hình vẽ
- Ký hiệu điện trở đoạn AC x = R4 + R5 = 0,5 + R5 0,25
S M I H S'
B
A C
R0 R1 R2
R3 R5
R4
A B
C
(3)- Điện trở toàn mạch
2 3
tm
1
R R R x
R R
R x R R
- Thay số: Rtm =
3
2
1
x x
x x
- Cường độ dịng điện mạch chính:
tm
2 x U
I
R 3x
- Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(chứa x): x I
3x
- Cường độ dòng điện qua R3 là:
x I
2 3x
- Xét nút C: IA Ix I3 A
2 x x
I 0,
3x 2 3x 2 3x
(1) =>
3 x
0, 2(3x 2)
- Với dấu cộng ta được: x = 1Ω R5 = 0,5Ω;
- Với dấu trừ ta được: x < => Loại Dòng điện qua ampe kế từ C => D b Ampe kế A giá trị lớn nhất: (1,5 đ)
- Từ phương trình (1), ta có:
A
3 x I
2 3x
(với x biến đổi từ 0,5Ω đến 3Ω)
3 3
4
6 6 4 6
x x
x x x x
x (2)
- Từ (2) có: IA max xmin xmin= 0,5Ω R5 =
- Thay vào IA ta IAmax= 0,357A
0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50 0,25 0,25 0,25 Bài (4 đ)
a/ (1,5 đ)
* Khi K1, K2 mở điện trở mắc nối tiếp
RAB = R1 + R2 + R3 + R4 = Ω AB
2 AB
U
I I 2A
R
Hiệu điện đầu R2: U2 = I.R2 = 2V
b/ (1,0 đ)
* Khi K1 đóng, K2 mở đoạn AC bị nối tắt UAC =
Dịng điện khơng qua R2 hay I2 =
c/ (1,5 đ)
* Khi K1, K2 đóng ta có R1//(R2)//(R3ntR4)
Dịng điện qua K1: IK1 = I2 + I34 AB
34
3
U 12
I 4A
R R
;
AB
2
U 12
I 12A
R
=> IK1 = 12 + = 16A
0,25 0,25 0,50 0,50 0,50 0,50 0,25 0,50 0,25 0,25 0,25
Bài (4 đ) a (2,0 đ)
(4)+ Nhiệt lượng thép toả để hạ nhiệt độ từ 600 xuống 1000C:
Q1 = m.ct.Δt1 = 1.460.(600 – 100) = 230 000 ( J )
+ Nhiệt lượng cung cấp cho M = 200 g nước tăng tức thời từ 20 lên 1000C:
Q2 = M.cn.Δt2 = 0,2.4200(100 – 20) = 67 200 (J)
Q2 < Q1 nên toàn nước chuyển lên 1000C, xảy hoá
+ Nhiệt lượng làm cho nước hoá hơi: Q3 = Q1 – Q2 = 162 800 ( J )
+ Khối lượng nước hoá : M’ =
3
Q
L = 0,0708 = 70,8 g
M’ < M nên nước khơng thể hóa hết, => Nhiệt độ sau nước 1000C.
b (2,0 đ)
* Khi rót nước chậm vào cốc lượng nước rót chậm tiếp xúc với thép, tăng nhanh nhiệt độ, hố ngay, q trình hố dừng lại thép hạ nhiệt độ xuống đến 1000C
+ Gọi m’ khối lượng nước hoá suốt q trình rót, ta có: + Nhiệt lượng cung cấp để lượng nước m’ tăng từ 20 lên 1000C:
Q4 = m’cn.Δt = m’.4200.(100 – 20) = 336 000.m’ ( J )
+ Nhiệt luợng cần cho hóa hơi: Q5 = m’.L = m’.2 300 000.m’ ( J )
Khi cân nhiệt ta có: Q1 = Q4 + Q5
230 000 = 336 000.m’ + 300 000.m’ => m’ = 0.08725 kg = 87,25 g
+ Khối lượng nước khơng hố : m’’ = 200 - 87,25 = 112,75 g
+ Gọi x nhiệt độ sau nước miếng thép:
mct(100 – x) = m’’cn(x – 20) => 1.460.(100 – x) = 0,11275.4200(x – 20) => x = 59,4
=> Nhiệt độ sau nước 59,4 0 C.
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
GHI CHÚ :
1) Trên biểu điểm tổng quát phần, câu.