Đang tải... (xem toàn văn)
Biết rằng trước khi đổ, trong thùng chứa nước C đã có sẵn một lượng nước ở nhiệt độ tC = 40 0C và bằng tổng số ca nước vừa đổ thêm vào nó.. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, với b[r]
(1)ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ CẤP TỈNH NĂM 2016 ĐỀ BÀI 1: Một người khởi hành từ trạm xe buýt A cùng lúc, cùng chiều với xe với vận tốc là v1 = 5km/h, v2 = 20km/h B cách A 10km Sau nửa đường, người dừng lại nghỉ 30 phút tiếp đến B vận tốc cũ a/ Có bao nhiêu xe buýt vượt qua người ấy? Không kể xe khởi hành cùng lúc A Biết chuyến xe buýt cách 30 phút b/ Để gặp xe buýt (không kể xe A) thì người phải không nghỉ với vận tốc bao nhiêu? BÀI 2: Dùng bếp điện để đun ấm nhôm có khối lượng 0,50 kg chứa 2,5 lít nước nhiệt độ ban đầu 20oC 30 phút Sau đó đem cân ấm nước thì thu khối lượng ấm nước là 2,85kg Cho khối lượng riêng nước là 1000kg/m3, nhiệt dung riêng nước và nhôm là Cn = 4200 J/kg.K, CNh = 880 J/kg.K, nhiệt hóa nước là Ln = 2,3.106J/kg Cho ấm tỏa nhiệt môi trường xung quanh là không đáng kể Tính nhiệt lượng thu vào ấm nước Cho hiệu suất bếp là 56,49% tính công suất bếp Phải đổ thêm vào ấm bao nhiêu lít nước 20oC thì thu nước có nhiệt độ 70oC BÀI 3: Một đoạn dây dẫn làm hợp kim Nicrôm có chiều dài l, có tiết diện tròn đường kính 1,674mm và có điện trở là 20 Ω Biết điện trở suất Nicrôm là: ρ = 1,1.10-6 Ω m (Cho π = 3,14) Tính chiều dài l đoạn dây Quấn đoạn dây trên lên lõi sứ hình trụ tròn bán kính cm để làm biến trở Tính số vòng dây biến trở Cắt dây trên thành hai đoạn không mắc song song vào hiêụ điện U = 32V thì cường độ dòng điện qua mạch chính là 10A Tính chiều dài đoạn đã cắt BÀI 4: Cho mạch điện hình, biết R3 = 20, hiệu điện hai điểm A và B là U = 22V; Rx là biến trở Điện trở các vôn kế V1 và V2 lớn, điện trở ampe kế A và dây nối không đáng kể a/ Khi điều chỉnh Rx = Rxo = 20 thì số vôn kế V1 gấp 1,2 lần số vôn kế V2 và ampe kế A 0,1A Hãy tìm công suất tiêu thụ đoạn mạch AB và giá trị các điện trở R1 và R2 b/ Nếu ta điều chỉnh giảm liên tục giá trị biến trở Rx từ Rxo đến thì công suất tiêu thụ trên Rx thay đổi nào? c/ Rx có giá trị nằm khoảng nào để dòng điện qua ampe kế A có chiều từ C đến D? R1 A + V1 C A R3 V2 Rx R2 B - D ĐỀ Câu 1: Một cầu kim loại có khối lượng riêng là 7500kg/m nửa trên mặt nước Quả cầu có phần rỗng có thể tích V2 = 1dm3 Tính trọng lượng cầu Biết khối lượng riêng nước là 1000kg/m3) Câu 2: Hai gương phẳng đặt vuông góc với Hai điểm A và B nằm cùng mặt phẳng vuông góc với giao tuyến hai gương a, Hãy vẽ tia sáng từ A tới gương M I, phản xạ tới gương M2 E, phản xạ tới B b, Chứng minh AI // EB (2) Câu 3: Thả cầu thép có khối lượng m1 = 2kg đươc nung tới nhiệt độ 6000C vào hỗn hợp nước đá 00C Hỗn hợp có khối lượng tổng cộng là m2 = 2kg a, Tính khối lượng nước đá có hỗn hợp, biết nhiệt độ cuối cùng hỗn hợp là 50 0C Cho nhiệt dung riêng thép, nước là: C1= 460 J/kg độ ; C2 = 4200 J/kg độ ; Nhiệt nóng chảy nước đá là: λ = 3,4.105 J/kg b, Thực quá trình trên có lớp nuớc tiếp xúc trực tiếp với cầu bị hoá nên nhiệt độ cuối cuối cùng hỗn hợp là 480C Tính lượng nước đã hóa thành Cho nhiệt hoá nước là: L = 2,3.106 J/kg Câu 4: Cho mạch điện hình vẽ R1 = R2 = R3 = Ω ; R4 = 10 Ω ; R5 = Ω ; R6 = Ω ; U = 12V a, Tính cường độ dòng điện qua điện trở và hiệu điện hai đầu điện trở b, Tính hiệu điện hai điểm C và D Khi đo hiệu điện C và D thì cực dương vôn kế nối với điểm nào ? Cõu 5: Một ngời có chiều cao h đứng dới đèn điện treo độ cao H (H > h) Ngời này bớc theo chuyển động thẳng với vận tốc v Xác định chuyển động bóng đỉnh đầu in trên mặt đất ĐỀ Bài : Một cậu bé lên núi với vận tốc 1m/s, còn cách đỉnh núi 100m cậu bé thả chó và nó bắt đầu chạy chạy lại đỉnh núi và cậu bé Con chó chạy lên đỉnh núi với vận tốc 3m/s và chạy lại phía cậu bé với vận tốc 5m/s, tính quãng đường mà chó đã chạy từ lúc thả tới cậu bé lên tới đỉnh núi? Bài : Dùng ca múc nước thùng chứa nước A có nhiệt độ t A = 20 0C và thùng chứa nước B có nhiệt độ t B = 80 0C đổ vào thùng chứa nước C Biết trước đổ, thùng chứa nước C đã có sẵn lượng nước nhiệt độ tC = 40 0C và tổng số ca nước vừa đổ thêm vào nó Tính số ca nước phải múc thùng A và B để có nhiệt độ nước thùng C là 50 0C Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường, với bình chứa và ca múc nước C N M Bài : Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Hiệu điện hai đầu đoạn mạch giữ A không đổi là U = V; các điện trở R = , R2 = ; MN là dây dẫn điện có R R ρ -7 chiều dài l = 1,5 m, tiết diện không đổi S = 0,1 mm , điện trở suất = 4.10 m Bỏ D qua điện trở ampe kế và các dây nối a, Tính điện trở R dây dẫn MN U _ b, Xác định vị trí điểm C để dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C và có cường độ 1/3 A + Bài : Lập phương án xác định nhiệt nóng chảy nước đá các dụng cụ: nhiệt lượng kế (đã biết nhiệt dung riêng cK), nhiệt kế, cân, cân Rô-bécvan, nước đá tan 00C (đã biết nhiệt R dung riêng cn ) Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ Mắc chốt 1, vào hiệu điện U, chốt 3, để hở thì công suất tỏa nhiệt mạch là P1 = 60 W R2 R3 Khi chập chốt 3, thì công suất tỏa nhiệt mạch là P2 = 100 W Mắc hiệu điện U vào chốt 3, 4 chốt 1, để hở thì công suất tỏa nhiệt mạch là P3 = 40 W Hỏi mắc hiệu điện U vào chốt 3, 4, chập chốt 1, thì công suất tỏa nhiệt P mạch là bao nhiêu? (3) ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM: Đề 1: Câu 1: Chọn mốc A, gốc thời gian vào lúc 11 và chiều dương (+) từ A B Lúc 11 sau xe ôtô từ A đến C cách A khoảng x01 = 1.45 = 45km Xe máy bắt đầu từ B cách A 445 km và A v1 (+) 45km C A 445km Công thức vị trí xe ô tô: x1 = x01 + v t x1 = 45 + 45t Công thức vị trí xe máy: x2 = x02 - v t x2 = 445 - 55t Câu 2: Hai xe gặp x1 = x2 (0,5đ) 45 + 45t = 445 – 55t 100t = 400 t = h Vào lúc 11 + = 15h hai xe gặp (0,5đ) Và cách B khoảng quãng đường xe máy : s = 55 =220 km Câu 3: Hai xe cách 50km xảy hai trường hợp: * Trước gặp nhau: Lúc này x1 < x2 x1 + 50 = x2 45 + 45t +50 = 445 – 55t 100t = 350 t = 3,5h Vào lúc 11+ 3,5 = 14 30 phút hai xe cách 50 km Cách A khoảng: - ôtô : x1 = 45 + 45t = 45 + 45.3,5 = 202,5 km - xe máy: x2 = 445 - 55t = 445 – 55.3,5 = 252,5 km * Sau gặp nhau: Lúc này x1 > x2 x1 = x2 + 50 45 + 45t = 445 – 55t + 50 100t = 450 t = 4,5h Vào lúc 11+ 4,5 = 15 30 phút hai xe cách 50 km Cách A khoảng: - ôtô: x1 = 45 + 45t = 45 + 45.4,5 = 247,5 km - xe máy: x2 = 445 - 55t = 445 – 55.4,5 = 197,5 km v2 B Câu RR R12 U1 1, (1) R3 X X 10 (2) R3 RX - Gọi số các Vôn kế V1 và V2 là U1 và U2 ta có: R3 X U và , RAB= R12 + R3X (3) Từ (1), (2) và (3) suy ra: R12 = 12 và RAB = 22 (4) P - Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB là: U2 22W RAB P 22 1 A - Cường độ dòng điện mạch chính là: I = U 22 I Suy ra: I3 = Ix = = 0,5 (A) - Nếu dòng điện qua A có chiều từ C đến D thì: I1=IA + I3=0,6A (4) và I 2= IX - IA = 0,4A (5) Từ (4) và (5) suy ra: U U R1 20 R2 30 I1 I2 và - Nếu dòng điện qua A có chiều từ D đến C thì tính đối xứng nên ta có: R1=30 và R2=20 U2 PX X Rx - Công suất tiêu thụ trên RX biến trở thay đổi giá trị là: U X R3 X (7) U R AB - Mặt khác ta lại có: (6) R3 RX 20 RX () (8) R R 20 R X X và ; 240 32 RX RAB R12 R3 X (9) 20 RX R3 X 4402 RX 4402 PX (240 32 RX ) 2402 32 RX 2.240.32 RX - Từ (6), (7) và (8) suy ra: 2402 32 RX RX 7,5 Ta tìm thấy PX lớn : RX và PXmax = 605/96 6,302 W - Vậy ta thấy giảm liên tục giá trị R x từ Rx0 = 20 đến RX = 7,5 thì công suất tỏa nhiệt trên RX tăng liên tục tới giá trị cực đại và sau đó, R X giảm liên tục từ 7,5 đến thì công suất PX giảm liên tục đến * Trường hợp: R1 =30 : R12 R3 x IR I R3 x U U U I A I1 I 12 R1 R3 R1 R3 R12 R3 x R1 R3 Cường độ dòng điện qua ampe kế có độ lớn là R3 Rx Với: R = R3 Rx 3x IA 330 24, 75.Rx 450 60 Rx Thay số ta có biểu thức: + Để dòng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì: 330 24, 75Rx 40 R 450 60 Rx > (5) * Xét trường hợp R1 = 20 : Tương tự, để dòng điện qua ampe kế có chiều từ C đến D thì: 330 11Rx 0 300 40 Rx suy ra: R 30 Đề 2: Câu 1: + V là thể tích cầu + d1, d là trọng lượng riêng cầu và nước Thể tích phần chìm nước là : Lực đẩy Acsimet V dV F= Trọng lượng cầu là P = d1 V1 = d1 (V – V2) Khi cân thì F = P 2d1.V2 = d1 (V – V2) V = 2d1 d dV Thể tích phần kim loại cầu là: V1 = V – V2 = d V2 - V2 = 2d1 d d1 V 2 d −d d1 d V d1− d 75000.10000.10 5,36 N Thay số ta có: P = 2.75000 10000 Mà trọng lượng P = d1 V1 = Câu 2: vậy: P = 5,36N Q thu 100 = 2160028 (J) 56 , 49 2160028 = = 1200 (W) 1800 Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra: Qtỏa = Công suất bếp: P = Q toa t Câu 3: Gọi m là khối lượng nước đổ thêm vào ấm: Nhiệt lượng thu vào nước đổ thêm: Qthu = m.Cn.(70 -20) Ấm có khối lượng 0,5 kg chứa 2,35 kg nước 100oC tỏa nhiệt: Qtỏa = 0,5.880.(100 – 70) + 2,35.4200.(100 – 70) = 309300(J) Mà theo p/t cân nhiệt: Qthu = Qtỏa m.4200.50 = 309300(J) 309300 m = 4200 50 = 1,47 (kg) có thể tích là 1,47 lít Cõu 5: Gọi O là bóng đèn là bóng đèn D lµ ®Çu, C lµ bãng cña ®Çu, ta cã: DC = 1,65 m; OC = m Gäi V lµ vËn tèc cña ngêi, v = 7, (km/h) (6) v’ là vận tốc bóng đỉnh đầu + Khi ngời đúng dới bóng đèn thì bóng đầu chính là điểm C + Khi ngời bớc với vận tốc v đến vị trí C1 thì bóng đầu đến vị trí C2 Gäi t lµ thêi gian ngêi ®i víi vËn tèc v còng chÝnh lµ thêi gian bãng cña ®Çu ®i víi vËn tèc v’ CC1 CC O v' Ta cã: t = v CC1 v CC2 v ' (1) C1D1 C1C2 CC2 CC1 CO CC CC2 MÆt kh¸c ta cã: C1C2D1 CC2O hay: 1, 65 CC1 CC1 1, 65 1 1 CC CC (2) v 1, 65 1 v’ 9,4 (km/h) Tõ (1) vµ (2) v ' Vậy: Bóng đầu ngời di chuyển với vận tốc 9,4 km/h D C D C1 C2 Đề 3: Câu 1: Gọi vận tốc cậu bé là v, vận tốc chó chạy lên đỉnh núi là v và chạy xuống là v2 Giả sử chó gặp cậu bé điểm cách đỉnh núi khoảng L, thời gian từ lần gặp này đến lần gặp là T Thời gian chó chạy từ chỗ gặp cậu bé tới đỉnh núi là L/v Thời gian chó chạy từ đỉnh núi tới chỗ gặp cậu bé lần là (T - L/v 1) và quãng đường chó đã chạy thời gian này là v 2(T L/v1); quãng đường cậu bé đã thời gian T là vT Ta có phương trình: L vT v2 (T L L(1 v2 v1 ) ) T v1 v v2 (1) Quãng đường chó đã chạy lên núi và xuống núi thời gian T là Sc L v2 (T L / v1 ) Sc L 2v1v2 v (v2 v1 ) v1 (v v2 ) Thay T từ pt (1) vào ta có: - Quãng đường cậu bé đã thời gian T: Sb v.T L v (v1 v2 ) v1 (v v2 ) (2) (3) Sc 2v1v2 v (v2 v1 ) (2)(3) S v(v1 v2 ) b - Lập tỷ số ta có : (4) Tỷ số này luôn không đổi, không phụ thuộc vào T mà phụ thuộc vào các giá trị vận tốc đã cho Thay 7S Sc b ⇔ S 100.7 350(m) c 2 các giá trị đã cho vào ta có: Câu 2: Một vòng dây có chiều dài chu vi lõi sứ Chu vi lõi sứ: p = d π = 2.r π = 2.2.3,14 =12,56 cm =1,256.10-3m 40 l = = 318,47 ( vòng) p , 256 10 −3 ¿ Câu 3: Gọi R ( Ω ) là điện trở đoạn thứ ¿ ¿❑ Số vòng dây: n = (7) ¿ Điện trở đoạn thứ hai là 20 - R ( Ω ) ¿ ¿❑ R (20 − R1 ) U 32 =3,2(Ω) Khi mắc song song ta có Rtđ = = = I 10 20 R ❑12 - 20R1 + 64 = Giải ta : R1 =16 Ω R2 = Ω R2 = Ω R2 =16 Ω (0,75đ) −6 −6 R S1 R S 16 2,2 10 2,2 10 2 =¿ =¿ m l 1= l = = 32 m = −6 −6 ρ ρ 1,1 10 1,1 10 Câu 4: B1 : Dùng cân xác định khối lượng nhiệt lượng kế mk, nước đổ vào nhiệt lượng kế mn B2 : Dùng nhiệt kế xác định nhiệt độ nhiệt lượng kế chứa nước lúc này t1 B3 : Xác định khối lượng cục nước đá bỏ vào bình nhiệt lượng kế mđ Khi cân nhiệt xảy các trường hợp : Nếu cục nước đá chưa tan hết, dùng cân xác định phần nước đá đã tan m x, đó ta có phương trình : mx = (mkck + mncn).(t1 – 0), từ đó tìm Nếu cục nước đá tan hết mà nhiệt độ hỗn hợp là 0oC, ta có phương trình: mđ = (mkck + mncn).(t1 – 0), từ đó tìm Nếu cục nước đá tan hết mà nhiệt độ hỗn hợp là t oC, ta có phương trình: mđ + mđcn(t – 0) = (mkck + mncn) (t1 – t), từ đó tìm Với mđ, mn, t1, mx, t dã xác định các dụng cụ đo Câu 5: Khi mắc nguồn điện vào chốt 1,2 còn chốt 3,4 để hở ta có cấu trúc mạch là P1 U2 U2 R1 R2 (1) R1 R2 P1 R1 nt R2 nên công suất mạch lúc này là Khi mắc nguồn điện vào chốt 1,2 chập chốt 3,4 lại ta có cấu trúc mạch là R1 nt (R2//R3) nên công suất mạch lúc này là U ( R2 R3 ) P2 U2 U2 (2) R2 R3 R R R R R R R R R R R R R R 3 3 R1 R2 R3 Khi mắc nguồn điện vào chốt 3,4 còn chốt 1,2 để hở ta có cấu trúc mạch là P2 U2 U2 P3 R3 R2 (3) R3 R2 P3 R3 nt R2 nên công suất mạch lúc này là Khi mắc nguồn điện vào chốt 3,4 chập chốt 1,2 lại ta có cấu trúc mạch là R3 nt (R2//R1) nên công suất mạch lúc này là P4 U ( R2 R1 ) U2 (4) R2 R1 R R R R R R 3 R3 R2 R1 Thay (1), (2), (3) vào (4) ta P4 P2 P3 200 w P1 (8) (9)