de thi HSG li 9

H×nh bªn là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nớc trong nhiệt lợng kế vào số giät níc nãng nhá vµo b×nh h×nh 2 Hãy xác định nhiệt độ của các giọt níc nãng vµ khèi lîng cña mçi g[r]

§Ò thi chän häc sinh giái huyÖn tiªn l÷ N¨m häc 2013-2014 M«n: VËt lý Thời gian: 150 phút (không kể giao đề) Bµi 1: (2,0 ®iÓm) Cïng mét lóc cã hai xe xuÊt ph¸t tõ hai ®iÓm A vµ B c¸ch 60Km, chóng chuyển động cùng chiều từ A đến B Xe thø nhÊt khëi hµnh tõ A víi vËn tèc V1 = 30Km/h Xe thø hai khëi hµnh tõ B với vận tốc V2 = 40Km/h ( hai xe đèu chuyển động thẳng đều) a) TÝnh kho¶ng c¸ch gi÷a hai xe sau giê kÓ tõ lóc xuÊt ph¸t b) Sau xuất phát đợc 30 phút xe thứ đột ngột tăng vận tốc với V1' = 50Km/h Hãy xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp Bµi 2: (1,5 ®iÓm) Trong mét b×nh nhiÖt lîng kÕ ban ®Çu chứa mo=100g nớc nhiệt độ to=200C B¾t ®Çu cã c¸c giät níc nãng nhá vµo nhiệt lợng kế cách đặn, nhiệt độ c¸c giät níc nãng nµy nh H×nh bªn là đồ thị biểu diễn phụ thuộc nhiệt độ nớc nhiệt lợng kế vào số giät níc nãng nhá vµo b×nh (h×nh 2) Hãy xác định nhiệt độ các giọt níc nãng vµ khèi lîng cña mçi giät níc, xem r»ng khèi lîng cña c¸c giät níc lµ nh và cân nhiệt đợc thiết lËp sau giät níc nhá xuèng Bá qua sù mÊt nhiÖt vµo kh«ng khÝ vµ vµo nhiÖt lîng kÕ Bµi 3: (3,5 ®iÓm) Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ C¸c R1 R2 D ®iÖn trë R1 = Ω , R2 = Ω ; PQ lµ mét d©y dÉn ®iÖncã chiÒu dµi l = V 1,5m, tiết diện đèu S = 0,1mm2, điện M N -6 trë suÊt ρ =0,4.10 Ω m HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch U = 7V; ( v«n + kÕ vµ d©y nèi lµ lý tëng) C a) TÝnh ®iÖn trë cña dÉn PQ P Q b) Khi ch¹y C ë vÞ trªn PQ Sao cho PC = 2CQ V«n kÕ chØ bao nhiªu? Cùc d¬ng cña v«n kÕ m¾c vµo ®iÓm nµo? c) Thay vôn kế ampe kế ( Điện trở Ampe kế không đáng kể ) Xác định vị trí chạy C biến trở để dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ D đến C và có cờng độ ( A ) Bµi 4: (2,0 ®iÓm) Một ngời cao 170 cm, mắt cách đỉnh đầu 10cm đứng trớc gơng phẳng thẳng đứng để quan sát ảnh mình gơng Hỏi phải dùng gơng có chiều cao tối thiểu là bao nhiêu để có thể quan sát toàn ảnh ngời mình gơng Khi đó phải đặt mép dới gơng cách mặt đất bao nhiêu ? Bµi : (1 ®iÓm) Cho dụng cụ và vật liệu sau: Lực kế, bình nớc ( Nớc đựng bình có khối lợng riêng D0) Em hãy trình bày cách xác định khối lợng riêng vật kim lo¹i cã h×nh d¹ng bÊt k×? HÕt - H¦íNG DÉN CHÊM Bµi 1: ( 2,0 ®iÓm) SAB = 60Km a)-0,75 ® Quãng đờng xe đợc Xe 1: S1 = v1.t = 30Km Xe : S2 = v2 t = 40 Km V1 A V2 S1 M S2 B (0.25®) ( 0,25®) Kho¶ng c¸ch gi÷a xe lµ MN MN = S2 +SAB - S1 = 40 +60-30=70 Km (0,25®) b) 1,25 ® - Sau xuất phát 30 phút quãng đờng xe là: Xe 1: S1 = v1.t = 45Km Xe : S2 = v2 t = 60 Km Kho¶ng c¸ch gi÷a xe sau 1h30 phót lµ: l = S2 +S - S1 = 75Km (0.5®) -Sau thêi gian t (h) n÷a xe ®uæi kÞp xe Quãng đờng xe đợc là: Xe 1: S1' = v1'.t = 50t Xe : S2' = v2' t = 40t (0,25®) -Khi hai xe gÆp ta cã l = S1' - S2'  75 = 50t - 40 t = 10t  t = 7,5 ( h) => hai xe gÆp sau : 1,5 (h) +7,5 (h) = 9(h) (0,25®) N -VÞ trÝ gÆp c¸ch A mét kho¶ng L, ta cã: L = SAB +S/2 = 60 + v2 = 60 + 40.9 = 420 Km ( 0,25®) Bµi 2: (1,5 ®iÓm) Giả sử khối lợng giọt nớc nóng là m, nhiệt độ là tx(m>0) + Từ đồ thị ta thấy: Khi nhỏ vào nhiệt lợng kế (NLK) N1=200 giọt thì nhiệt độ nớc NLK lµ t1=300C Tõ ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt suy ra: t1 = 200 mt x +m0 t =300 C (1) 200 m+ m0 ( 0,5®) + t¬ng tù: cã N2=500 giät th× t2 = 500 mt x +m t 0 =40 C( 2) 500 m+ m0 Giải hệ (1) và (2) trên ta đợc: tx=800C và m=0,1g ( 0,5®) ( 0,5®) Bµi 3: (3,5 ®iÓm) a) TÝnh ®iÖn trë d©y PQ – 0,5®iÓm §æi tiÕt diÖn s= 0,1 mm2= 0,1 10-6m2 §iÖn trë RPQ =  l s = 4.10-7 1,5 =6 0,1 10−6 (1®) b) TÝnh sè chØ cña V«n kÕ - 1,25 ®iÓm V× PC = 2CQ  RPC = RCQ Mµ RPC + RCQ = RPQ =  Suy RPC = 4() ,RCQ =  §o¹n m¹ch MN gåm [ ( R1 nt R2) // (RPCnt RCQ)] Ta cã : R12= R1 + R2 = 3+ = 12  RPQ =  -V× ( R12 // RPQ ) nªn U12 = UPQ = U= V - V× ( R1 nt R2) nªn U12  A R 12 12 I1= I2= I12 = -V× ( RPC nt RCQ ) nªn U PQ  A IPC = ICQ = IPQ = RPQ Ta cã : UDC = UDP + UPC = -U1 + UPC = -(I1R1 )+ IPCRPC 7 = - 12 + UDC = 12 V => VD > VC =>cùc d¬ng m¾c vµo ®iÓm C hoÆc ®iÓm D Nªn UV= UDC = 12 V VËy sè chØ cña v«n kÕ lµ V vµ cùc d¬ng m¾c vµo ®iÓm C hoÆc ®iÓm D – 0,25 ®iÓm c) T×m vÞ trÝ ch¹y C – 1,5 ®iÓm §Æt RPC = x () => RCQ = 6-x () ( < x < ) * Dòng điện qua ampekế có chiều từ D đến C (I1 I2.) có cờng độ ( A ),nên T¹i nót D , cã : I1- I2 = ( A ) =>I2 = I1- 3 Ta cã U1 = R1 I1 = I1; U2 = I2 R2 = (I1- ) UMN = UMD+ UDN = U1 + U2= 7V Ta cã ph¬ng tr×nh: 3I1+ (I1- ) = (1)  9I1- =7  I1=1(A) => I2 = - = (A) R1 x - Vì R1 và RPC mắc song song đó I PC = I1 = x *Dòng điện qua ampekế có chiều từ D đến C (I1 I2.) có cờng độ ( A ),nên T¹i nót C , cã : I CQ = I PC + = + (A) x Tõ UPQ= UPC + UCQ = 7V Ta cã x + ( 6-x) ( + ) = x 18 x − x x  = 5 x2+15x – 54 = giải phơng trình , ta đợc x1= và x2 = -18 (loại ) VËy RPC = 3 ch¹y ë chÝnh gi÷a Bµi 4: (2,0 ®iÓm) * Vẽ hình đúng – 0,5 đ D M I H M’ K C J * Tính và trình và trình bày đúng – 1,5 đ ảnh và ngời đối xứng nên : MH = M'H Để nhìn thấy đầu gơng thì mép trên gơng tối thiểu phải đến điểm I IH là đờng trung b×nh cña Δ MDM' : Do đó IH = 1/2MD = 10/2 = (cm) ( 0,5®iÓm ) Trong đó M là vị trí mắt Để nhìn thấy chân (C) thì mép dới gơng phải tới điểm K (2®) HK là đờng trung bình Δ MCM' đó : HK = 1/2 MC = 1/2 (CD - MD ) = 1/2(170 - 10) = 80cm ChiÒu cao tèi thiÓu cña g¬ng lµ : IK = IH + KH = + 80 = 85 (cm) ( 0,5 ®iÓm) Gơng phải đặt cách mặt đất khoảng KJ KJ = DC - DM - HK = 170 - 10 - 80 = 80 (cm) (2 ®) Vậy gơng cao 85 (cm) mép dới gơng cách mặt đất 80 cm ( 0,5 ®iÓm) Bµi : (1 ®iÓm) -§Ó X§ khèi lîng riªng cña vËt b»ng kim lo¹i ta cÇn biÕt m vµ V cña nã - Dùng lực kế xác định trọng lợng P1 vật không khí vµ P2 níc - Hiệu hai trọng lợng này đúng lực đẩy ácsimét FA= P1-P2 - MÆt kh¸c FA= V.d0 mµ d0= 10 D0 nªn FA= V.10 D0( 0.5®) => V = ( 0.25®) Khèi lîng riªng cña vËt D= m = p1 p1 D= = D ( p1 − p2) (p − p 2) 10 10 D0 V ( 0.25 ®) FA p − p2 = 10 D0 10 D p1 10 V Làm nh ta đã xác định đợc khối lợng riêng vật D= ( 0.25®) p1 D p1 − p * lu ý : Làm theo cách khác đúng cho điểm tối đa ( 0.25 ®)