Tài liệu Bộ đề đáp án thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 9 năm 2016

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG THCS THANH MỸ ĐỀ THI CHỌN HSG MÔN: VẬT LÝ LỚP 9 NĂM HỌC: 2014 - 2015 Thời gian làm bài: 150 phút Câu I (5đ) Hai gương phẳng G1 và G2 hợp với nhau một góc  , hai mặt phản xạ hướng vào nhau. G1 x S  G2 Điểm sáng S đặt trong khoảng 2 gương . Gọi S 1 là ảnh của S qua G1 và S2 là ảnh của S1 qua G2. Hãy nêu cách vẽ đường đi của tia sáng từ S phản xạ lần lượt qua G 1 và G2 rồi đi qua S. Chứng tỏ rằng độ dài của đường đi đó bằng SS2. Câu II. ( 4 điểm ) Cho mạch điện như hình vẽ 1 R0 Biết U = 10 V, R0= 1Ω. 1) Biết công suất trên R đạt 9W tính R? 2) Tìm R để công suất trên R đạt lớn nhất ? Tính giá trị lớn nhất đó? H (1) Câu III. ( 4 điểm ) Người ta có 3 điện trở giống nhau R0 H (2) dùng để mắc vào hai điểm A, B như hình vẽ 2. Biết rằng khi 3 điện trở mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là 0,2A và khi 3 điện trở mắc song song thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở cũng là 0,2A. 1) Hãy tính cường độ dòng điện qua các điện trở trong những trường hợp còn lại. 2) Hỏi phải dùng bao nhiêu chiếc điện trở như vậy và mắc chúng như thế nào vào hai điểm A, B nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là 0,1A. Câu IV. ( 5 điểm ) 1) Người ta pha 3 lít nước ở 15oC với 1 lít nước ở 35oC tìm nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp (bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình chứa). 2) Khi cân bằng nhiệt sảy ra người ta dùng một dây đun điện có công suất là 1000W để đun lượng nước nói trên hỏi sau bao lâu thì nước sôi? (bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình chứa). Cho biết nhiệt dung riêng của nước là: 4200J/Kgk. 3) Thực tế hiệu suất truyền nhiệt đạt 80%. Hỏi sau khi đun sôi nếu bỏ dây đun ra thì sau bao lâu nước trong bình hạ được 10oC? Câu V. ( 2 điểm )Cần phải mắc ít nhất bao nhiêu chiếc điện trở 5Ω để tạo ra đoạn mạch điện có điện trở toàn mạch là 12Ω. 1 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI HSG Câu I : ( 5 đ) S1 1, - Dựng S1 đối xứng với S qua G1 - Dựng S2 đối xứng với S1 qua G2 - Nối S2 với S cắt G2 tại I. - Nối I với S1 cắt G1 tại K. - Nối K với S . - Vậy đường đi là: S  K  I S G1 K S I  G2 S2 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 2, CM : SK + KI + IS = SS2 Ta có : SK + KI + IS = S1K + KI + SI = S1I + SI S1I + SI = S2I + IS = SS2 ( ĐPCM) 0,5đ 0,5đ 1đ 0,5đ Câu II: (4đ) 1 A (2đ)  * U R0  B R I Ta có: RTM = R0 + R = 1 + R ( U 10 I   ( A) RTM 1 R ) (0,5đ) theo công thức P = I2 R 2 100 R  10   PR   9  R  (1  R ) 2 1 R  2  (R – 9)(9R-1) = 0  2.(2đ) Ta có: Ta thấy 1 R  R   1    1 R  R R R Vậy PR Max = (*) R = 9 ( ) R=  PR  (0,5đ) (0,5đ)  100 R  9  18 R  R  R  82 R  9  0 2 (0,5đ) 1 9 (0,5đ) ( ) 100R 100 100 100    2 2 2 2 (1  R) (1  R) R  1  R   1      R R  R   R ( hằng số) nên (1 đ) R   1    Min  R  R  R  1() 100.1 100   25(W ) 2 4 (1  1) (0,5đ) 2 Câu III. (4 đ) * Khi 3 điện trở mắc nối tiếp  1,(2đ) A U R RTM  (0,5đ) R0 B R R I = R0 + RAB = R0 + 3R ( ) (0,5đ) (1đ) U U   0,2( A) RTM R0  3 R Nên ITM = * Khi 3 điện trở mắc song song: R0 A B  U R1 RTM = R0 + R AB = R0 + R 3 (0,5đ) R2 I R3 Nên ITM = U  RTM U R0  R 3  0,6 (2) , lấy (1) chia (2)  R0  R Thay vào (1) ta có : U = 0,8R0 ( V)  Khi hai điện trở song song mắc nối tiếp với 1 điện trở: A B  U R0 I2 R2 ta có: I1 ITM I3 RTM = R0 + RAB = R0+  RTM  R1 (0,5đ) 3 R 2 5 R0 2 R3 0,8 R0 U 0,32   0,32( A)  I R1  0,32( A), I R 2  I R 3   0,16( A) 5 = RTM 2 R0 2  Hai nối tiếp // với A  U  R0 B 3 R1 R3 I1 I3 I I2 R2 ta có: RTM = R0 + RAB = R+  I TM  (0,5đ) 2 5 R  R0 3 3 0,8 R0 U   0,48( A) 5 RTM R0 3 I2 = 2I1 và I1 + I2 2 2 I  .0,48  0,32( A) 3 3  I 1  0,48  0,32  0,16( A)  I2  2,(2đ) Mắc điện trở vào hai đầu A và B thành x dãy song song Nối dãy y chiếc nối tiếp : (  A x, y  Z  ) U R  R0 B R ........ R R R ................ ......................................................... x R R R .................... Ta có : RTM = R0 + RAB  RTM yR xR0  yR  R0   x x nếu RTM U Ux Ux    RTM xR0  yR R0 ( x  y ) Vì I qua các R là 0,1 A  ITM = 0,1 x Ta có PT: 8  ( x  y) Ux  0,1x  U  0,1R0 ( x  y)  0,8R0  0,1R0 ( x  y)   R0 ( x  y) x; y  Z (0,5đ) ( 1đ) 4  1 2 3 4 7 6 5 4 x y 5 3 6 2 7 1 (1đ) Câu IV: (5đ) 1. 3 lít nước có khối lượng là 3kg = m1 1 lít nước có khối lượng là 1kg = m2 Gọi nhiệt độ cuối cùng của H2 là x - Ta có NL thu vào của 3kg nước tăng nhiệt độ từ 150c  x : là : Q1 = Cm1 ( x - 15) - Ta có NL tỏa ra của 1kg nước hạ nhiệt độ từ 350c  x : là : (0,5đ) Q2 = Cm2 (35 - x ) Theo PT cân bằng nhiệt ta có Q1 = Q2  Cm1 ( x - 15) = Cm2 (35 - x )  3 ( x - 15) = 1 (35 - x )  3 x - 45 = 35 - x  4 x = 80  x = 200c 2. (2đ) Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 4kg nước để tăng nhiệt độ từ 200c  1000c là: Q3 = Cm t  4200.4.80  1344000 (J) (0,5đ) (0,5đ) Vậy thời gian để dun sôi lượng nước là : A Q 1344000  1344(Giây) Theo CT : A = Pt  t =  3  P P 1000 Thực tế hiệu suất truyền nhiệt đạt 80% tức là 20% hao phí ra môi trường. Vậy công suất của dây 1000W có nghĩa cứ 1 giây cung cấp cho nước môi trường 1000J  Mỗi giây môi trường lấy mất 200J. (0,5đ) (0,5đ) Năng lượng 4kg nước tỏa ra để hạ được 100c là: (1đ) Q4 = Cm t  4200.4.10  168000( J ) Vậy thời gian để nước hạ được 100c là : t= (0,5đ) 168000  840( giây ) 200 Câu V: (2đ) Vì điện toàn mạch là 12 () mà mỗi chiếc có giá trị 5 () nên người ta mắc hai chiếc nối tiếp với đoạn mạch có giá trị X ( ) . Như hình vẽ: A B  R1 R2 X (0,5đ)  5 Ta có : RAB = R + R + X  X = 12 – 10 = 2 () X < 5 () nên đoạn mạch X gồm 1 chiếc mắc song song với đoạn mạch có giá trị Y () R C  RCD   Y (0,5đ) D RY 5Y 10 2  2  3Y  10  Y  R Y 5Y 3 ta thấy Y < 5 Nếu đoạn mạch Y gồm 1 chiếc song song với đoạn mạch Z R  Z   RZ 10   Z  10 RZ 3 (0,5đ) Nên đoạn mạch Z gồm 2 điện trở mắc nối tiếp. Vậy mạch diện là: R A  R R R R R  B (0,5đ) Vậy đoạn mạch gồm 6 điện trở mắc như hình vẽ trên. Thí sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho đủ điểm ____________________________hết_____________________________ (0,5đ) TRƯỜNG THCS THANH MỸ -------  ------- ĐỀ THÌ KSCL HSG LỚP 9 Môn thi: VẬT LÍ Câu 1: (2đ) Một người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc V1 = 12km/h. Nếu người đó tăng vận tốc thêm 3 km/h thì đến nơi sớm hơn 1 giờ. a) Tìm quãng đường AB và thời gian dự định đi từ A đến B. 6 b) Lúc đầu đi với vận tốc V1 = 12km/ h, đến C thì bị hỏng xe phải sửa mất 15 phút. Do đó quãng đường còn lại người ấy phải đi với vận tốc V2 = 15km/h thì đến nơi sớm hơn dự định 30 phút. Tìm quãng đường AC. Câu 2: (2đ) Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40 cm2, cao h = 10 cm có khối lượng m = 160g. a) Thả khối gỗ vào nước, tìm chiều cao phần gỗ nổi trên nước. Biết khối lượng riêng của nước là Do = 1000 kg/ m3. b) Bây giờ khối gỗ được khoét một lỗ hình trụ ở giữa có tiết diện ∆ S = 4 cm2, sâu ∆ h và lấp đầy chì có khối lượng riêng D2 = 11300 kg/ m3. Khi thả vào nước người ta thấy mực nước bằng với mặt trên của khối gỗ. Tìm độ sâu ∆ h của lỗ. Câu 3: (2đ) Người ta thả một chai sữa của trẻ em vào phích đựng nước ở nhiệt độ t = 400 C. Sau một thời gian, chai sữa này nóng lên tới nhiệt độ t1 = 360 C. Người ta lấy chai sữa này ra và tiếp tục thả vào phích nước đó một chai sữa khác giống như chai sữa trên. Hỏi chai sữa này sẽ nóng lên tới nhiệt độ nào? Biết rằng trước khi thả vào phích các R1 chai sữa đều có nhiệt độ t0 = 180 C. R1 Câu 4:( 2đ) A A Cho mạch điện như hình vẽ Khi khóa K mở, ampe kế chỉ I0 = 1mA R2 Khi khóa K đóng, ampe kế chỉ I1 = 0,8mA Vôn kế chỉ 3V Tìm UAB, R1, R2 biết rằng vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở rất nhỏ. V ĐÁP ÁN ĐỀ THÌ KSCL HSG LỚP 9 (LẦN 2) C©u 1: a) Thêi gian dù ®Þnh: T =  T2 =T1 - 1  = - 1  S = 60km Khi t¨ng T =  T1 = = 5h. (1®) A C B b) Thêi gian ®o¹n AC : 7 B Thêi gian ®i ®o¹n CB :  Tæng thêi gian ®i: T2 = + + . NghØ 15/ = h Theo bµi ra: T2 = T1 -  AC = 15(km) (1®) C©u 2: a) Khi CB : P = FA  x = = 4cm  y = 6cm. D1 = = 0,4 g/cm b) Sau khi khoÐt: 10.(m-m) + 10. s.h.D2 = 10D0 .s.h.  h = 5,5 cm (m =s. h.D1 ) (1®) C©u 3: Khi th¶ chai ®Çu: q1 (40-36) = q2 (36-18)  q1 = q2 (1®) Khi th¶ chai sau: q1 (40-t)=q2 (t-18)  T = 32,50 c (1®) C©u 4: Theo bµi ra ta cã: * U= 0,001(R1 + R1 ) (1) Ta cã: =  = .  U= 0,001.2R1  R2 = 7500 Ώ * = 0,0008  R1 = =  R1 = 3750 Ώ  U = 7,5v (1®) m«n thi : vËt lý 9 Câu 1: (4,5 điểm) Lúc 6 giờ sáng tại 2 địa điểm A và B trên cùng một đường thẳng cách nhau 60km, hai ô tô cùng khởi hành chạy cùng chiều nhau theo hướng từ A đến B. Xe đi từ A có vận tốc v1 = 50km/h, xe đi từ B có vận tốc v2 = 30km/h. a) Lập công thức xác định vị trí của 2 xe đối với điểm A vào thời điểm t kể từ lúc hai xe khởi hành. b) Xác định thời điểm và vị trí xe A đuổi kịp xe B. c) Xác định thời điểm và vị trí hai xe cách nhau 20km. d) Người ngồi trên xe B thấy xe A chuyển động với vận tốc bao nhiêu so với mình? Câu 2: (4 điểm) Một cục nước đá hình lập phương có cạnh là h = 10cm, 2cm nổi trên mặt nước trong một chậu đựng đầy nước. Phần nhô h h1 lên mặt nước có chiều cao 2cm. Trọng lượng riêng của nước là 10.000N/m3. a) Tính khối lượng riêng của nước đá ? b) Nếu nước đá tan hết thành nước thì nước trong chậu có chảy ra ngoài không ? Tại sao ? Câu 3: (4 điểm) 8 Người ta đổ một lượng nước sôi vào một thùng đã chứa nước ở nhiệt độ 25 C thì thấy khi cân bằng, nhiệt độ của nước trong thùng là 700C. Nếu đổ lượng nước sôi nói trên vào thùng này nhưng ban đầu thùng không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu ? Biết rằng lượng nước sôi gấp 2 lần lượng nước nguội. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. 3 Câu 4: (3 điểm) A B Cho 4 điện trở giống nhau R0 mắc thành một mạch A 2 điện AB như hình vẽ. Giữa hai đầu AB đặt một hiệu điện 4 1 thế không đổi 40V thì kim của ampe kế chỉ giá trị 2A. Tính giá trị điện trở R0 ? Câu 5: (4,5 điểm) Một người có một bóng đèn 6V - 6W và một bóng đèn 6V - 4W định mắc nối tiếp chúng vào hai điểm AB có hiệu điện thế không đổi 12V. a) Chứng minh rằng: mắc như vậy thì một đèn sẽ sáng hơn, đèn kia sẽ tối hơn mức bình thường. b) Để chúng sáng bình thường, anh ta mắc thêm một điện trở R. Hỏi R phải bằng bao nhiêu và phải mắc thế nào ? Công suất điện hao phí trên R khi đèn sáng bình thường là bao nhiêu ? 0 ----HÕt--- Câu A s1 M1 Đáp án – Biểu điểm M2 B s2 Điểm x a) Quảng đường mỗi xe đi được sau thời gian t : - Xe đi từ A : s1 = v1t = 50t (km) - Xe đi từ B : s2 = v2t = 30t (km) Vị trí mỗi xe đối với điểm A sau thời gian t : - Xe đi từ A : x1 = AM1 = s1 = 50t (km) - Xe đi từ B : x2 = AM2 = AB + s2 = 60 + 30t (km) b) Thời điểm và vị trí xe A đuổi kịp xe B : Khi xe A đuổi kịp xe B thì : x 1 = x2  50t = 60 + 30t  20t = 60  t = 3h Vậy xe A đuổi kịp xeB lúc 9h. Vị trí gặp cách A : x1 = x2 = 150km c) Thời điểm và vị trí 2 xe cách nhau 20km : * Trường hợp 1: Hai xe cách nhau 20km khi chưa gặp nhau : A x1 B M1 M2 x2 0,5 0,5 0,5 0,5 x 9 Câu 1 (4,5đ) Ta có : x2 - x1 = 20  60 + 30t – 50t = 20  20t = 40  t = 2h và x1 = 100km ; x2 = 0,75 120km Vậy trước khi gặp hai xe cách nhau 20km vào lúc 8h và xe A cách A 100km, xe B cách A 120km. * Trường hợp 2 : Hai xe cách nhau 20km sau khi đã gặp nhau M2 M1 A B x x1 x2 Ta có : x1 - x2 = 20  50t – (60 + 30t) = 20  20t = 80  t = 4h và x1 = 200km ; x2 = 180km Vậy 2 xe cách nhau 20km (sau khi gặp) vào lúc 10h và xe A cách A 200km, xe B cách A 180km. d) Xe đi từ A đuổi theo xe đi từ B . Sau 1h xe đi từ B đi được 30km, xe đi từ A đi được 50km. Vậy sau 1h xe đi từ A lại gần xe đi từ B được 20km  vận tốc của xe A so với xe B là 20km/h Câu 2 a) Gọi d, d’ là trọng lượng riêng của nước đá và nước (4đ) V, V’ là thể tích của cục nước đá và của phần nước đá chìm trong nước . Lực đẩy Acsimet tác dụng lên cục nước đá : h FA = d’.V’ = d’.S.h1 Trọng lượng cục nước đá : P = d.V = d.S.h Khi cục nước đá cân bằng thì : P = FA  d.S.h = d’.S.h1 d h1 10000 .10  2  d=   8000 N / m 3 h 10  0,75 1,0 2cm h1  0,5 0,25 0,5 0,5 d  800 kg / m 3  10 0,25 b) Khi nước đá tan hết thành nước thì khối lượng m của nước đá không đổi D tăng lên D’, thể tích V sẽ là V1 : Ta có : m = D.V Khi tan hết thành nước thì : m = D’.V1 0,75  khối lượng riêng của nước đá : D =  D.V = D .V1  V1 = ’ D 800 8 V  V  V D 1000 10 Vậy khi tan hết thành nước, thể tích nước tan ra bằng đúng phần thể tích nước đá chìm trong nước nên nước trong chậu không chảy ra 1,0 0,25 10 ngoài. - Gọi m, c là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước m1, c1 là khối lượng và nhiệt dung riêng của thùng. Theo đề bài nước sôi có khối lượng là 2m và có nhiệt độ t1 = 1000C - Nhiệt lượng cần để thùng và nước trong thùng tăng từ 2 t0 = 250C t2 = 700C. 1 A B Q1 = (m1c1 + mc) (t2 – A ) = 45m1c1 + 45mc 4 t0 3 0 0 Câu 3 - Nhiệt lượng toả ra để nước sôi hạ từ t1 = 100 C t2 = 70 C (4đ) Q2 = 2mc(t1– t2) = 60mc Khi cân bằng ta có : Q2 = Q1 60mc = 45m1c1 + 45mc  mc = 3m1c1 4mc = 3m1c1 + 3mc - Gọi nhiệt độ cân bằng khi rót nước sôi vào thùng không là t3 ta có phương trình : m1c1(t3 – t0) = 2mc(t1 – t3) m1c1(t3 – 25) = 2(3m1c1)(100 – t3)  t3 = 89,30C Ta có mạch tương đương : Câu 4 (3đ) R234 = RAB = R1 + R234 = R0 + 1,0 0,5 5 R0  20  R0  12 3 Bóng đèn 6V - 4W có : 1,0 0,5 2 5 R0  R0 3 3 40 a) Bóng đèn 6V - 6W có : 0,5 1,0 AB Mặt khác : RAB = I  2  20 A Do đó : 0,5 0,5 R2 .R34 R  R  R4  2  2 3  R0 R2  R34 R2   R3  R4  3 U 1,0 0,5 I1  I2  P1 6   1A U1 6 P2 4 2   A U2 6 3 và R1  và R 2  U 12 6 2   6 P1 6 U 22 6 2   9 P2 4 0,5 0,5 - Nếu 2 đèn mắc nối tiếp vào mạng 12V thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn là : I U U 12    0,8 A Rtd R1  R2 6  9 Vì I1 > I nên đèn 6V - 6W sẽ tối hơn mức bình thường. Câu 5 I2 < I nên đèn 6V - 4W sẽ sáng hơn mức bình thường. (4,5đ) b) Để 2 đèn sáng bình thường thì phải tăng CĐDĐ qua mạch chính 1,0 0,5 11 do đó phải làm giảm điện trở toàn mạch đồng thời phải làm giảm dòng điện qua đèn 6V - 4W. Điều này thực hiện được bằng cách mắc song song với đèn 6V - 4W một điện trở R thoả mãn điều kiện: R2R = R1  1 1 1 1 1 1       R  18 R R2 R1 R 9 6 Vậy R = 18  và phải mắc song song với đèn 6V = 4W. - Khi đó 2 đoạn mạch tiêu thụ cùng một công suất 6W. Do đèn 2 tiêu thụ 4W nên : P2 = 6 – 4 = 2W. 1,5 0,5 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Bài 1.(5 điểm) Hai ô tô xuất phát cùng một lúc từ hai địa điểm A và B cách nhau 20km, chuyển động đều cùng chiều từ A đến B với vận tốc lần lượt là 40km/h và 30km/h . a. Xác định khoảng cách giữa 2 xe sau 1,5 giờ và sau 3 giờ . b. Xác định vị trí gặp nhau của hai xe. Bài 2. (4 điểm) Trong một cục nước đá lớn ở 0 0C có một cái hốc với thể tích V = 160cm3 . Người ta rốt vào hốc đó 60g nước ở nhiệt độ 75 0C. Hỏi khi nước nguội hẳn thì thể tích hốc rỗng còn lại bao nhiêu? Cho khối lượng riêng của nước và nước đá lần lượt là Dn = 1g/cm3, Dd = 0,9g/cm3. Nhiệt nóng chảy của nước đá là:  = 3,36.105 J/kg. Bài 3 (5 điểm) +U Cho mạch điện như sơ đồ, trong đó U = 24V luôn không đổi, R1 = 12  ; R2 = 9  ; R3 là biến trở, R4 = 6  điện trở ampe kế và các dây dẫn không đán khể. A a, Cho R3 = 6. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R1 , R3 và số chỉ của ampe kế. b,Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R3 để số chỉ vôn kế là 16V. Nếu di chuyển con chạy để R 3 tăng lên thì số chỉ vô kế thay đổi như thế nào ? C R1 A B R3 R4 R2 D Bài 4. (4 điểm) Một người cao 1,7 m đứng trên mặt đất đối diện với một gương phẳng hình chữ nhật được treo thẳng đứng. Mắt người đó cách đỉnh đầu 16 cm : a. Mép dưới của gương cách mặt đất ít nhất là bao nhiêu mét để người đó nhìn thấy ảnh chân mình trong gương ? 12 b. Mép trên của gương cách mặt đất nhiều nhất là bao nhiêu mét để người đó thấy ảnh của đỉnh đầu mình trong gương ? c. Tìm chiều cao tối thiểu của gương để người này nhìn thấy toàn thể ảnh của mình trong gương ? d. Khi gương cố định, người này di chuyển ra xa hoặc lại gần gương thì các kết quả trên thế nào ? Bài 5 (2 điểm) Một nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi. Một điện trở thuần có điện trở R0 đã biết, một điện trở thuần có giá trị R chưa biết, một Ampe kế có điện trở R a chưa biết. Các dây nối có điện trở không đáng kể. Hãy nêu phương án đo R dựa trên các thiết bị, dụng cụ nêu trên. Chú ý: Không được mắc trực tiếp ampe kế vào hai cực của nguồn điện vì sẽ làm hỏng ampe kế. Đáp án B ài 1 (4 điểm) a. Hai xe cùng xuất phát một lúc nên gọi thời gian chuyển động của hai xe là t v1 A v2 x B Gọi v1 là vận tốc của ô tô 1; v2 là vận tốc của ô tô 2 Xe đi từ A có đường đi là s1 = v1t = 40t Hai xe chuyển động cùng chiều từ A đến B nên lúc đầu xe B cách xe A một khoảng s0 = 20km . Xe đi từ B cách A một đoạn đường là s2 = s0 + v2t = 20+30t Khoảng cách giữa 2 xe ∆s; ∆s = s2 - s1 = 20+30t - 40t = 20-10t Khi t = 1,5 giờ ∆s = 20-15 = 5km Khi t = 3 giờ ∆s = 20-30 = - 10km Dấu “ - ” có nghĩa s1 > s2 Xe ô tô đi từ A vượt xe ô tô đi từ B vậy khoảng cách giữa hai xe lúc này là ∆s = 10km b. Hai xe gặp nhau khi s1 = s2 ; 40t = 20+30t vậy t = 2giờ Thay vào s1 = v1t = 40t ta có s1 = 40.2 = 80km vậy hai xe gặp nhau cách A = 80km Bài 2. Do khối đá lớn ở 00C nên khi đổ 60g nước vào thì nhiệt độ của nước là 0 0C. Nhiệt lượng do nước toả ra để nguội đến 00C là: Q  m.c.t  0,06.4200.75  18900 J Q 18900 Nhiệt lượng này làm tan một lượng nước đá là: m    3,36.10 5  0,05625kg  56,25 g 13 m 56,25 3 Thể tích phần đá tan là: V1  D  0,9  62,5cm d Thể tích của hốc đá bây giờ là V '  V  V1  160  62,5  222,5cm 3 Trong hốc chứa lượng nước là:  60  56,25 lượng nước này có thể tích là 116,25cm 3 222,5  116,25  106,25cm 3 Vậy thể tích của phần rỗng là: Bài 3 Cường độ dòng điện qua các điện trở R1 , R3 và số chỉ của ampe kế. V ì Ra = 0 nên ta chạp hai điểm C và B lại với nhau. Mạch điện được vẽ lại như sau (0,5 đ) R3 .R4 6.6 Ta c ó R34 = R  R  6  6  3 3 4 R234 = R2 + R34 = 9+3=12   I2  U 24   2A R234 12  I3  +U I A I1 R1 R3 I3 U3 6   1A R3 6  I1  CB U 24   2A R1 12 I2 I4 R2 Số chỉ ampe kế là : Ia =I1 +I3 = 2+1 =3A D R4 b). Xác định R3 Vì Rv rất lớn nên ta bỏ qua đoạn mạch có Rv . M ạch điện được vẽ lại như sau: (0,5 đ) +U I A I1 R1 R3 R4 CB I4 R2 D Đặt RX =X , ta có: U1 =U – UV = 24 – 6 = 8V(0,25 đ) 14 U1 8 2   A (0,25 đ) R1 12 3 ( R1  X ).R2 I 1 R123 ( R1  X  R2 ) R2    I R13 R1  X R1  X  R2 R  X  R2 21  X 2 I  1 .I1  .  I 4 ; I 3  I1 (0,5 đ) R2 9 3 I12  2 Mà UV =U3 +U4 =I3.R3 + I4.R4 = 3 . X  (0,5 đ) 21  X 2 10 X  84 . .6  9 3 9 (0,75 đ) Vì Ux = 16V  X  6 Khi R3 tăng , điện trở tương đương của cả mạch tăng , cường độ dòng điện trong mạch chính giảm nên U4 =I.R4 giảm; U2 =U –U4 tăng ; I2 tăng nên I1 = I –I2 giảm; U1 giảm. Do đó Uv U –U1 sẽ tăng Vậy khi R3 tăng thì số chỉ của vôn kế sẽ tăng. (0,25 đ) Bài 5. Các bước tiến hành: - Mắc ampe kế nối tiếp với R0 vào nguồn, đọc số chỉ I1 của ampe kế, với: U = I1(R0 + Ra) (1) - Mắc ampe kế nối tiếp với R vào nguồn, đọc số chỉ I 2 của ampe kế, với: U = I2(R + Ra) (2) - Mắc ampe kế nối tiếp với R và R 0 vào nguồn, đọc số chỉ I3 của ampe kế, với: U = I3(R0 + R + Ra) (3) Từ (1) và (2) ta được: I1(R0 + Ra) = I2(R + Ra)  Ra theo R. Từ (1) và (3) ta được: I1(R0 + Ra) = I3(R0 + R + Ra) Thay Ra theo R vào ta xác định được R cần tìm. 15 KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN Bài 1: (4 điểm) Một người đi từ A đến B. Trên ¼ đoạn đường đầu người đó đi với vận tốc v1, nữa đoạn đường còn lại đi với vận tốc v 2, trong nữa thời gian đi hết quãng đường cuối cùng người đó đi với vận tốc v 1, cuối cùng người đó đi với vận tốc v2. Hãy: a) Viết biểu thức tính vận tốc trung bình vAB của người đó trên cả quãng đường AB theo v1 và v2. b) Cho v1=10km/h và v2=15km/h. Tính vAB. Bài 2: (4 điểm) Một nhiệt lượng kế có chứa 1kg nước ở nhiệt độ 25 0C. Người ta thả vào đó một hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng 1200g đã được đun nóng tới 950C. Nhiệt độ sau khi cân bằng nhiệt là 35 0C. Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hợp kim trên. Biết nhiệt dung riêng của nước, nhôm và thiếc lần lượt là Cn=4200J/kg.K, Cnh=880J/kg.K và Ct=230J/kg.k. Cho rằng phần nhiệt lượng do nhiệt lượng kế hấp thụ bằng 25% nhiệt lượng do nước hấp thụ. Bỏ qua phần nhiệt lượng trao đổi với không khí. Bài 3: (5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ bên. R1 M R 4 A   R1=R2=R3=3Ω, R4=1Ω, UAB=18V a) Mắc vào hai đầu N và B một vôn kế có điện trở rất R3 R2 lớn. Tìm số chỉ của vôn kế.  V N b) Thay vôn kế trên bằng một ampe kế có điện trở rất bé. Xác định số chỉ của ampe kế và chiều dòng điện chạy qua ampe kế. Bài 4: (4 điểm) Cho các dụng cụ điện sau: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U=12V, hai bóng đèn Đ1(6V-0,4A) và Đ2(6V-0,1A) và một biến trở Rx. a) Có thể mắc chúng thành mạch điện như thế nào để hai đèn đều sáng bình thường? Vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở của biến trở R x ứng với mỗi cách mắc. b) Tính công suất tiêu thụ của biến trở ứng với mỗi sơ đồ, từ đó suy ra nên dùng sơ đồ nào?Vì sao? Bài 5: (3 điểm) Hãy trình bày phương án xác định khối lượng riêng D v của một vật làm bằng kim loại có hình dạng bất kỳ khi trong tay chỉ có một lực kế, dây mảnh để buột và một bình đựng nước. Biết nước có khối lượng riêng là Dn. Chữ ký của giám thị 1: ………………………Chữ ký của giám thị 2: …………………….. 16 B  17 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN Bài Yêu cầu nội dung a) Gọi s1 là quãng đường đi với vận tốc v1 trong thời gian t1 Gọi s2 là quãng đường đi với vận tốc v2 trong thời gian t2 Gọi s3 là quãng đường đi với vận tốc v1 trong thời gian t3 Gọi s4 là quãng đường đi với vận tốc v2 trong thời gian t4 Ta có: s Điểm 0,25đ s 1 t1= v  4v ........................................................................................... 1 1 .............. 3s 3s s2= =>t2= 8v ................................................................................... 8 2 ............... s3 s4 s3 +s4 s 3s    2  v1 v 2 v1 +v 2 v1 +v 2 8(v1 +v 2 ) t3=t4=> 0,25đ 0,25đ 0,75đ .................................................. Bài 1 (4 đ) Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường AB v tb = s s  s 3s 3s 3s t1 +t 2 +t 3 +t 4 ..................................... + + + 4v1 8v2 8(v1 +v2 ) 8(v1 +v2 ) 0,75đ .. 1 = 1 + 3 + 4v1 .... v tb  8v2 8v1v2 (v1 +v2 ) 3 = 2v (v +v )  3v (v +v )+6v v .............................. 2 1 2 1 1 2 1 2 4(v1 +v2 ) 8v1v2 (v1 +v2 ) ........................................................................... 3v12 +2v2 2 +11v1v2 ....... b) Áp dụng số: vtb  8.10.15(10+15)  12,5km / h 3.10 2 +2.152 +11.10.15 Bài 2 Nhiệt lượng do nhôm và thiếc tỏa ra: (4 đ) Qtỏa= Qnh +Qt =Cnh.mnh.(tnh-t) +Ct.mt.(tt-t)= (Cnh.mnh+Ct.mt).(tnh-t); (tnh = tt ) Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ: Qthu =Qnlk + Qn =0,25. Qn+ Qn =1,25. mn.Cn.(t – tn) 0,75đ 0,50đ 0,50đ 0,75đ 0,50đ 18 Khi cân bằng nhiệt: Qtỏa= Qthu <=> (Cnh.mnh+ Ct.mt).(tnh-t)= 1,25. mn.Cn.(t – tn) <=> Cnh .m nh  Ct .m t  <=> 880.m nh  230.m t  1, 25. m n .Cn .  t – t n  t nh  t 1,00đ 1, 25. 1.4200.  35 – 25  =875 95  35 0,50đ Với mt=1,2 - mnh => 880.m nh  230.(1,2-m nh )  875 0,75đ 599  0,922kg  922 g => mnh= 650 => mt=1,2 - mnh=1,2 – 0,922=0,278(kg)=278g R1 Bài 3 a) Do điện trở của vôn kế rất lớn nên A (5.0 không có dòng điện qua nó, ta có thể đ) tháo vôn kế ra mà không ảnh hưởng đến mạch điện. R2 Mạch điện có ( R1//( R2 nt R3)) nt R4 R1R 23 0,50đ R4 M  R3  N  B 0.50đ 3(3+3)  2 R123= R +R = 3+3+3 1 23 Rtđ= R123+R4=2+1=3  0.50đ Cường độ dòng điện trong mạch: U AB 18 I=I4= R  3  6A t� Hiệu điện thế: UMB=I4.R4=6.1=6V UAM=I. R123=6.2=12V Cường độ dòng điện qua R2 và R3: U 0.25đ 0.50đ 12 23 I2=I3=I23= R  3  3  2A 23 Hiệu điện thế: UNM=I3.R3=2.3=6V Số chỉ của vôn kế: UV= UNM+ UMB=6+6=12V 0.50đ 19 b) Chọn chiều dòng điện như hình 1. Do ampe kế có điện trở rất bé, chiều dài của dây dẫn không ảnh hưởng đến mạch điện. Do đó VN=VB nên ta chập điểm N và B lại với nhau như hình 2. R1 A R4 M  R3 R2  N  R1 A B A M  R4 0.50đ B  N R3 R2 H� 1 nh H� 2 nh Mạch điện có ( R1 nt( R3 // R4)) // R2 R3R 4 3.1 15 0.50đ R134= R1  R +R  3  3+1  4  3, 75 3 4 Cường độ dòng điện trong mạch: U AB I1=I134= R 134 U AB  18  4,8A 3, 75 0.25đ 18 I2= R  3  6A 2 Hiệu điện thế: UAM=I1R1=4,8.3=14,4V UMB=UAB-UAM=18-14,4=3,6V Cường độ dòng điện qua R3 là: U 0.25đ 0.50đ 3, 6 0.25đ 3 I3= R  3  1, 2A 3 Số chỉ của ampe kế: IA=I2+I3=6+1,2=7,2A Chiều dòng điện qua ampe kế đi từ N đến B. 0.25đ 0.25đ U� 6 Bài 4 m1 Điện trở của đèn 1: R1= I  0, 4  15 (4.0 � m1 đ) U� 6 m2 Điện trở của đèn 2: R2= I  0,1  10 0.25đ � m2 a) Có thể mắc theo hai sơ đồ Cách 1: Cách mắc chia thế (R1//R2) nt Rx như hình vẽ dưới R1 A Rx  B sau: gồm 0.50đ R2 20