Bài 3: 3,5 điểm Một bình nhiệt lượng kế chứa nước ở nhiệt độ t 0 = 200C, người ta thả vào trong bình này những quả cầu giống nhau đã được đốt nóng bằng nước sôi.. Sau khi thả quả cầu thứ[r]
(1)ĐỀ CHÍNH THỨC KYØ THI CHOÏN HOÏC SINH GIOÛI VOØNG HUYEÄN NAÊM HOÏC 2010 – 2011 Moân thi: Vật lý Ngaøy thi: 16/01/2011 Thời gian: 150 phút (không kể phát đề) (Đề thi có 02 trang) Bài 1: (2 điểm) Một học sinh có khối lượng 50kg chạy lên với vận tốc 2m/s trên thang lên Thang có chiều cao 9m, chiều dài 60m và vận tốc là 1m/s Xác định công suất học sinh chạy trên thang Bài 2: (2 ñieåm) Khối lượng ống nghiệm chứa đầy nước là 50g Thả vào ống nghiệm trên miếng kim loại có khối lượng 12g thì khối lượng ống nghiệm lúc này là 60,5g Xác định khối lượng riêng kim loại đã thả vào ống nghiệm Bài 3: (3,5 điểm) Một bình nhiệt lượng kế chứa nước nhiệt độ t = 200C, người ta thả vào bình này cầu giống đã đốt nóng nước sôi Sau thả cầu thứ thì nhiệt độ nước bình cân nhiệt là t = 400C Nhiệt độ nước bình cân nhiệt là bao nhiêu ta thả liên tiếp cầu thứ 2, thứ 3? Cần thả bao nhiêu cầu để nhiệt độ nước bình cân nhiệt là 900C ? Bài 4: (5 điểm) Cho hai gương phẳng vuông góc với nhau, tia sáng chiếu đến gương thứ nhất, phản xạ truyền tới gương thứ hai, phản xạ a/ Vẽ đường truyền tia sáng b/ Chứng minh tia phản xạ cuối cùng song song với tia tới ban đầu c/ Cho điểm sáng S đặt trước hai gương trên Hãy vẽ hình minh họa số ảnh S tạo hai gương Bài 5: (2,5 điểm) Có số điện trở giống nhau, giá trị điện trở là R = Ω Tìm số điện trở ít và cách mắc để điện trở tương đương chúng là R = 6,4 Ω Bài 6: (2,5 điểm) (2) Bếp điện có ghi 220V – 800W nối với hiệu điện 220V dùng để đun sôi lít nước từ 200C Biết hiệu suất sử dụng bếp là 80% và nhiệt dung riêng nước là 4200J/kg.K a Tìm thời gian đun sôi nước b Mỗi ngày đun sôi lít nước bếp điện trên với cùng điều kiện đã cho thì tháng (30 ngày) phải trả bao nhiêu tiền cho việc đun nước này ? Biết giá tiền điện là 1000đ/kWh Bài 7: (2,5 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Biết: UAB = V không đổi; R1 = ; R2 = R3 = ; R4 = Bỏ qua điện trở ampe kế, khóa K và dây dẫn Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB và tính số ampe kế hai trường hợp K đóng và K mở _ Heát _ R R + A R C B D A K R (3) KYØ THI CHOÏN HOÏC SINH GIOÛI VOØNG HUYEÄN NAÊM HOÏC 2010 – 2011 ĐÁP ÁN & HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ Bài (2 điểm) 0,25ñ 0,25ñ (1ñ) Tóm tắt m = 50kg, h = 9m, s = 60m = 2m/s, vt = 1m/s Công thực để đưa người từ chân tới đỉnh cầu thang là A = 10mh = 4500 (J) Vì người chạy trên cầu thang nên vận tốc người đó so với đất là + = (m/s) Thang lên với vận tốc 1m/s, 1/3 so với vận tốc người Điều đó có nghĩa công mà động thang máy thực để nâng người lên 1/3 công A nói trên Vậy công mà người đó thực là A’ = 2A/3 = (0.5đ) Bài 4500 = 3000 (J) Thời gian người chạy trên thang máy là t = 60/3 = 20 (s) Vậy công suất người chạy trên thang là P = A/t = 3000/20 = 150 (W) (2 điểm) (0,25 ñ) Khối lượng ống nghiệm chứa đầy nước với miếng kim loại là 50 + 12 = 62 (g) (0,25ñ) Lượng nước đã tràn ngoài ống nghiệm là 62 – 60,5 = 1,5 (g) (1ñ) Lượng nước này có thể tích thể tích miếng kim loại (0,5ñ) Bài (3,5 điểm) 1,5 khối lượng 12 = khối lượng miếng kim loại Do khối lượng riêng kim loại lần khối lượng riêng nước và 8000kg/m3 (4) (0,5 ñ) (0,25ñ) (0,25ñ) (0,5ñ) (0,5đ) (0,5 đ) (0,5đ) (0,5đ) Bài Gọi khối lượng nước là m, khối lượng và nhiệt dung riêng cầu là m1 và c1, nhiệt độ cân nhiệt là tcb và số cầu thả vào nước là N Ta có: Nhiệt lượng tỏa từ các cầu là Qtỏa = N.m1.c1(100-tcb) Nhiệt lượng thu vào nước là Qthu = 4200.m(tcb-20) Qtỏa = Qthu → N.m1.c1(100-tcb) = 4200.m(tcb-20) (1) Khi thả cầu thứ N = 1; tcb = 400C, ta có: m1.c1(100-40) = 4200.m(40-20) ↔ m1.c1 = 1400.m (2) Thay (2) vào (1) ta có N 1400.m(100-tcb) = 4200.m(tcb-20) ↔100N - Ntcb = 3tcb - 60 (*) Khi thả thêm cầu thứ 2: N = Từ phương trình(*) ta có 200 - 2tcb = 3tcb- 60 ↔ 5tcb = 260 → tcb = 52 (0C) Vậy thả thêm cầu thứ thì nhiệt độ cần nước là 520C Khi thả thêm cầu thứ 3: N = Từ phương trình(*) ta có 300 - 3tcb = 3tcb- 60 ↔ 6tcb = 360 → tcb = 60 (0C) Vậy thả thêm cầu thứ thì nhiệt độ cần nước là 600C Khi tcb = 900C, từ phương trình(*) ta có 100N - 90N = 270 – 60 ↔ 10N = 210 ↔ N = 21 Vậy cần thả 21 cầu để nhiệt độ nước bình cân là 900C (5 điểm) G1 M M1 Câu a (1ñ) P H O H Trong đó: - M1 đối xứng với M qua G1 - H1 đối xứng với H qua G2 K G2 R (5) - Đường MHKR là đường truyền cần dựng Câu b Câu c Hai đường pháp tuyến H và K cắt P Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: (0,5đ) MHP=PHK; PKH=PKR Mà (0,5đ) PHK+PKH = 900 Suy (0,25đ) MHP+PKR = 900 Mặt khác (0,25đ) PKR+PRK = 900 (0,25đ) (0,25đ) MHP =PRK (hai góc này lại vị trí so le trong) Nên MH//KR Vẽ hình: G1 S1 H S O G2 (1đ) S3 S2 Kết luận: Hệ gương này cho ảnh S1 , S2 và S3 Bài (2,5 điểm) (0,5 ñ) Khi mắc nối tiếp điện trở tương đương lớn giá trị điện trở Khi mắc song song điện trở tương đương nhỏ giá trị điện trở Ta có : R = 6,4 Ω > Ro = Ω , (6) (0,5ñ) (0,5ñ) Vậy đoạn mạch phải mắc có dạng : R0 nối tiếp với R1 A R0 C R1 B Suy R1 = R – Ro = 6,4 – = 2,4 Ω Nhận thấy R1< R0 R1 có cấu tạo gồm hai nhánh song song sau: Ro C B R0 R2 =R R 0+ R ⇒ Hay 4R2 = 9,6 + 2,4R2 ==> 1,6R2 = 9,6 R2 =2,4 4+ R ==> R2 = Ω (0,25đ) Ta lại có : R2 > R0 R2 lại cấu tạo R0 nối tiếp R3 sau : R2 : (0,25 đ) (0,25đ) (0,25đ) Bài (2,5 điểm) Câu (0,5 ñ) a (0,5ñ) (0,5ñ) Suy : R0 R3 R3 = R2 – R0 = – = Ω Nhaän thaáy : R3 = R0 Suy R3 gồm hai điện trở R0 mắc song song Tóm lại, đoạn mạch có điện trở tương đương R = 6,4 Ω gồm điện trở R0 mắc sau : Uđm = 220V Pđm = 800W V = 2lít suy m = kg 0 t1 = 20 C t2 = 100 C c = 4200 J/kg.K H = 80% Tìm t = ? V’ = l Nhiệt lượng nước thu vào: Q = mc(t2 + t1) = 672000 J Nhiệt lượng tỏa trên dây dẫn Q1 Q2 = H = 840000 J Thời gian đun Q2 t = P = 1050s Điện tiêu thụ tháng : (7) Câu b (0,5ñ) Bài t = 30 ngày Tính T? A = P.t = 75600000J = 21 kWh Số tiền phải trả T = 21x1000 = 21000 (đ) (0,5đ) (2,5 điểm) Khi K mở: Mạch vẽ lại hình bên (0,5 ñ) (0,5ñ) R AB (R1 + R )R = + R = (Ω) R1 + R + R ; U I A = AB = = 0,75 (A) R AB R + A R R C D - A R3 Khi K đóng: Mạch vẽ lại hình bên (0,5ñ) (0,5ñ) (0,5ñ) R3 R2 = R3 RDC = = ( ); (R + R DC )R1 R AB = = (Ω) R1 + R DC + R R DC U DC = U AB = 1,5 (V) R + R DC U 1,5 I R = I A = DC = = 0,375 (A) R3 + A R R D R A R C B Lưu ý: Học sinh có ký hiệu và trình bày khác hợp logic, kết đúng thì điểm tối đa (8)