PHÒNG GD & ĐT THANH CHƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề gồm trang) ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN VÒNG NĂM HỌC: 2012 – 2013 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu Hai bạn An Quý xuất phát để chuyển động từ A đến B An chuyển động với vận tốc 30 km/h nửa đoạn đầu với vận tốc 20 km/h nửa đoạn đường lại Quý chuyển động với vận tốc 30km/h nửa thời gian đầu với vận tốc 20km/h nửa thời gian lại a/ Hỏi hai bạn người đến B trước b/ Cho biết thời gian chuyện động từ A đến B hai bạn chênh 10 phút Tính chiều dài quảng đường AB thời gian chuyển động ban c/ Vẽ đồ thị biểu diễn chuyển động hai bạn ứng với câub, ( trục hoành biểu diễn thời gian ,trục tung biểu diễn quảng đường.) Câu 2: Một bình nhôm khối lượng m 0=260g,nhiệt độ ban đầu t0=200C ,được bọc kín lớp xốp cách nhiệt Cần nước nhiệt độ t 1=500C nước nhiệt độ t2=00C để cân nhiệt có 1,5 kg nước t 3=100C Cho nhiệt dung riêng nhôm C0=880J/kg.độ nước C1=4200J/kg.độ Câu 3: Cho mạch điện hình vẽ : Đèn Đ1 loại 3V- 1,5W , đèn Đ2 loại 6V- 3W R2 D1 Hiệu điện hai điểm M N UMN= 9V R1 Am pe kế A dây nối có điện trở không đáng D2 kể A a/ Điều chỉnh cho R1=1,2 Ω R2= Ω Tìm số am pe kế , đèn sáng ? M N b/ Điều chỉnh R1 R2 cho hai đèn sáng bình D thường Tìm R1 R2 Câu Cho mạch điện hình vẽ R1 R2 Đặt vào mạch hiệu điện U = 2V, điện trở R = _ A 0,5 Ω ; R1= Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω ; R4= 0,5 Ω ; R5 A + Ro biến trở có giá trị lớn 2,5 Ω Bỏ qua điện trở R3 R4 am pe kế dây nối thay đổi giá trị R Xác định giá trị R5 để : a/ Am pe kế 0,2A C R5 b, Am pe kế A giá trị lớn ……………………………………HẾT…………………………………… ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM MÔN VẬT LÝ Câu Câu 3đ Nội dung a Thời gian An hết quãng đường AB : AB AB AB AB + = = (h) 2.30 2.20 120 24 tA = Thời gian Quý hết quãng đường AB : 30 tQ + 20 tQ = AB => tQ= AB AB = (h) 50 25 2 AB AB > Mà => tA> tQ bạn Quý đến B trước 24 25 Điểm 0,25 0,25 0,5 b Từ câu a/ ta có tA = AB 24 tQ= AB 25 theo thời gian từ A đến B hai bạn chênh 10 phút = nên ta có phương trình AB AB AB − = = => AB=100 (km) => 24 25 600 0.5 Vậy thời gian để hết quảng đường AB bạn An AB 100 tA = = = (giờ) 24 24 0,25 Của bạn Quý tQ = AB 100 = = (giờ) 25 25 0,25 c/ Theo câu b/ AB=100km ,thời gian để hết quảng đường AB bạn An (giờ ) Quý Quảng đường An với vận tốc 30 km/h 50km thời gian 50 = = với vận tốc 20km/h quãng đường 50km lại 30 3 đến B Quảng đường Quý với vận tốc 30 km/h 30.2=60 km thời gian quảng đường lại 100-60=40 km Quý với vân tốc 20km/h thời gian đến B từ ta vẽ đồ thị 100 chuyển động hai ban sau 60 _ + U R4 R5 A R0 D1 50 C R3 B R1 A D 0,5 R2 A(0;0) D2 5/3 0,5 Thí sinh giải theo cách khác cho điểm tối đa câu UBND HUYỆN THANH SƠN PHÒNG GD&ĐT ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP -THCS CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn: Vật lí (Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề ) Đề thi có 01 trang Câu (4 điểm): Hai vật chuyển động đường thẳng Nếu chúng lại gần sau phút khoảng cách chúng giảm 330m Nếu chúng chiều (cùng xuất phát với vận tốc cũ) sau 10 giây khoảng cách chúng lại tăng thêm 25m Tính vận tốc vật Câu (3 điểm):Trong bình cách nhiệt giống chứa lượng dầu có nhiệt độ ban đầu Đốt nóng thỏi kim loại thả vào bình thứ Sau bình thứ thiết lập cân nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai Sau bình thứ hai thiết lập cân nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba Hỏi nhiệt độ dầu bình thứ ba tăng dầu bình thứ hai tăng 50C bình thứ tăng 200C? Câu (4 điểm) Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào tạo với góc 60 Một điểm S nằm khoảng hai gương a) Hãy vẽ hình nêu cách vẽ đường tia sáng phát từ S phản xạ qua G 1, G2 quay trở lại S b) Tính góc tạo tia tới xuất phát từ S tia phản xạ qua S Câu (4 điểm) RV Cho mạch điện hình Biết: U = 180V; V R1 = 2000Ω; R2 = 3000Ω R2 R1 a) Khi mắc vôn kế có điện trở R v song song với R1, vôn kế U1 = 60V Hãy xác định cường độ dòng A C B điện qua điện trở R1 R2 b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R 2, vôn kế bao nhiêu? Câu (5 điểm) + U − Cho mạch điện hình Hiệu điện Hình hai điểm A B 20V không đổi R4 A B Biết R1 = Ω , R2 = R4 = R5 = Ω , R3 = Ω + Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể Khi khoá K mở Tính: R5 R3 a) Điện trở tương đương mạch R1 b) Số ampe kế R2 A Hình K Thay điện trở R2 R4 điện trở Rx Ry, khoá K đóng mở ampe kế 1A Tính giá trị điện trở Rx Ry trường hợp -Hết Cán coi thi không giải thích thêm Họ tên thí sinh: Số báo danh: PHÒNG GD&ĐT THANH SƠN HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG LỚP 9-THCS CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn: Vật lí (Học sinh làm theo cách khác tổ chấm thống cho điểm tương ứng với đáp án) Câu (4 điểm) Hai vật chuyển động đường thẳng Nếu chúng lại gần sau phút khoảng cách chúng giảm 330m Nếu chúng chiều (cùng xuất phát với vận tốc cũ) sau 10 giây khoảng cách chúng lại tăng thêm 25m Tính vận tốc vật Nội dung cần đạt Điểm Gọi vận tốc hai vật v1 v2 (giả sử v1 < v2) 0,50 Đổi phút = 60s Khi vật ngược chiều: Quãng đường vật vật phút là: 0,50 S1 = 60.v1 (1) S2 = 60.v2 (2) Mà khoảng cách chúng giảm 330m, tức là: S1 + S2 = 330 Thay (1), (2) vào (3) Ta có: 60.v1 + 60.v2 = 330 ⇔ v1 + v2 = 5,5 Khi vật chiều: Quãng đường vật vật 10 giây là: S1' = 10.v1 S2' = 10.v2 Mà khoảng cách chúng tăng 25m, tức là: S2' - S1' = 25 Thay (5), (6) vào (7) Ta có: 10.v2 - 10.v1 = 25 ⇔ v2 - v1 = 2,5 Giải hệ phương trình (4) (8), ta có : v1 = 1,5m/s ; v2 = 4m/s (3) 0,50 0,50 (4) (5) (6) (7) (8) 0,50 0,50 0,50 0,50 Câu (3 điểm) Trong bình cách nhiệt giống chứa lượng dầu có nhiệt độ ban đầu Đốt nóng thỏi kim loại thả vào bình thứ Sau bình thứ thiết lập cân nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai Sau bình thứ hai thiết lập cân nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba Hỏi nhiệt độ dầu bình thứ ba tăng dầu bình thứ hai tăng 50C bình thứ tăng 200C? Nội dung cần đạt Điểm Gọi nhiệt độ ban đầu dầu bình t0 ; nhiệt dung bình dầu q1 0,50 khối kim loại q2 ; độ tăng nhiệt độ bình x Sau thả khối kim loại vào bình nhiệt độ bình dầu cân nhiệt 0,50 là: t0 + 20 Sau thả khối kim loại vào bình nhiệt độ bình dầu cân nhiệt là: t0 + Phương trình cân nhiệt thả khối kim loại vào bình là: q1.5 = q2 ( t0 + 20 ) − ( t0 + )  = q2 15 (1) Phương trình cân nhiệt thả khối kim loại vào bình là: q1.x = q2 ( t0 + ) − ( t0 + x )  = q2 ( − x ) 0,50 0,50 0,50 (2) Chia vế với vế (1) (2) ta được: 15 = x 5− x 0,50 ⇒ x = 1, 250 C Vậy độ tăng nhiệt độ bình là: 1,250C Câu (4 điểm) Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào tạo với góc 60 Một điểm S nằm khoảng hai gương a) Hãy vẽ hình nêu cách vẽ đường tia sáng phát từ S phản xạ qua G 1, G2 quay trở lại S b) Tính góc tạo tia tới xuất phát từ S tia phản xạ qua S Nội dung cần đạt Điểm a) 1,00 0,25 Cách vẽ: + Lấy S1 đối xứng với S qua G1 + Lấy S2 đối xứng với S qua G2 0,25 + Nối S1 S2 cắt G1 I cắt G2 J 0,25 + Nối S, I, J, S đánh hướng ta tia sáng cần vẽ 0,25 b) Ta phải tính góc ISR 0,25 Kẻ pháp tuyến I J cắt K Trong tứ giác IKJO có góc vuông I J có góc O = 600 0,50 Do góc lại IKJ = 1200 Suy ra: Trong ∆ JKI có: I1 + J1 = 600 Mà cặp góc tới góc phản xạ 0,25 I1 = I2; J1 = J2 0,50 Từ đó: ⇒ I1 + I2 + J1 + J2 = 1200 Xét ∆ SJI có tổng góc : I + J = 1200 ⇒ IS J = 600 0,50 ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ) Do vậy: Câu (4 điểm) Cho mạch điện hình Biết: U = 180V; R1 = 2000Ω; R2 = 3000Ω a) Khi mắc vôn kế có điện trở R v song song với R1, vôn kế U1 = 60V Hãy xác định cường độ dòng điện qua điện trở R1 R2 b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R 2, vôn kế bao nhiêu? Nội dung cần đạt a) IV I1 V RV A V R1 B R2 C +U− Hình Điểm R2 0,50 B R1 U Cường độ dòng điện qua R1 là: I1 = U1 60 = = 0,03( A) R1 2000 0,50 Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = U − U AB 180 − 60 = = 0,04( A) R2 3000 0,50 b) V A I1 R1 R2 C B + 0,50 U − Trước hết ta tính RV: Từ hình vẽ câu a ta có: I2 = IV + I1 Hay: IV = I2 – I1 = 0,04 - 0,03 = 0,01(A) 0,50 U1 60 = = 6000(Ω) I V 0,01 0,50 Vậy: RV = U R BC R + R BC R R U V = R + RV R2 RV + R2 RV + R2 Ta có: UBC = I.RBC = 0,50 Thay số vào ta được: UBC = 90V Vậy vôn kế 90V 0,50 Câu (5 điểm): Cho mạch điện hình Hiệu điện hai điểm A B 20V không đổi Biết R1 = Ω , R2 = R4 = R5 = Ω , R3 = Ω Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể 1) Khi khoá K mở Tính: a) Điện trở tương đương mạch b) Số ampe kế 2) Thay điện trở R2 R4 điện trở Rx Ry, khoá K đóng mở ampe kế 1A Tính giá trị điện trở Rx Ry trường hợp Nội dung cần đạt 1) Khi K mở ta có mạch sau : {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5 a) Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = + = Ω Điện trở R24: R5 A B + - R4 R3 R1 R2 A K Hình Điểm 0,25 0,25 R24 = R2 + R4 = + = Ω R13 R24 4× = = 2Ω R13 + R24 + Điện trở R1234 = 0,25 Điện trở tương đương mạch: RAB = R5 + R1234 = + 2= Ω 0,25 b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I= U 20 = = 5A RAB 0,25 Vì R5 nt R1234 nên I5 = I = 5A Hiệu điện đoạn mạch mắc song song: U1234 = I × R1234 = × = 10V Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = U1234 = 10V Cường độ dòng điện qua R24 : 0,25 U 24 10 = = 2,5 A R24 0,25 I24 = 0,25 0,25 Số ampe kế: IA = I24 = 2,5A 0,25 2) Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)] Cường độ dòng điện qua mạch: I= = = U ( R + R3 ).( Rx + Ry ) R5 + R1 + R3 + Rx + Ry 20(4 + Rx + Ry ) 20 = 4.( Rx + Ry ) 2(4 + Rx + Ry ) + 4.( Rx + Ry ) 2+ + Rx + Ry 10(4 + Rx + Ry ) (4 + Rx + Ry ) + 2.( Rx + Ry ) 0,25 (1) Vì R13 // Rxy nên : IA R1 + R3 4 + Rx + Ry = = ⇒ I= hay I R1 + R3 + Rx + Ry I + Rx + Ry Từ (1) (2) suy ra: + Rx + Ry Biến đổi ⇒ = 0,25 (2) 10(4 + Rx + R y ) 0,25 (4 + Rx + Ry ) + 2.( Rx + Ry ) Rx + Ry = 12 Ω (3) ⇒ < Rx; Ry < 12 Từ (3) (4) 0,25 Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry) Cường độ dòng điện mạch chính: 20 R R R R R5 + x + y R1 + Rx R3 + R y 20 20 I' = = Ry 3Rx 12 − Rx 3Rx 2+ + 2+ + + Rx 13 − Rx + Rx + Ry I' = I' = 20(3 + Rx )(13 − Rx ) 2(3 + Rx )(13 − Rx ) + 3Rx (13 − Rx ) + (12 − Rx )(3 + Rx ) (5) 0,25 Vì R1 // Rx nên: IA R1 = ' I R1 + Rx 3 + Rx ' = hay I = ' I + Rx 0,25 (6) Từ (5) (6) suy ra: 20(3 + Rx )(13 − Rx ) + Rx = 2(3 + Rx )(13 − Rx ) + 3Rx (13 − Rx ) + (12 − Rx )(3 + Rx ) ⇔ 6Rx2 – 128Rx + 666 = 0,25 0,25 Giải phương trình bậc hai ta hai nghiệm Rx1 = 12,33 , Rx2 = theo điều kiện (4) ta loại Rx1 nhận Rx2 = Ω Suy Ry = 12 – Rx = 12 – = 3V Vậy Rx= 9V; Ry = 3V Hết - 10 0,25 0,25