ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2017-2018 Môn: VẬT LÍ - Lớp Thời gian làm 120 phút PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN KHỐI CHÂU ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm 01 trang) Câu (4,0 điểm) Hai người An Bình xuất phát từ nơi chuyển động thẳng An với vận tốc km/h khởi hành trước Bình Bình xe đạp đuổi theo An với vận tốc 15 km/h Hỏi sau kể từ lúc An khởi hành : a) Bình đuổi kịp An? b) Hai người cách km? Câu (4,0 điểm) C Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Hiệu điện hai N M đầu đoạn mạch giữ không đổi U = V; điện A trở R1 =  , R2 =  ; MN dây dẫn điện có chiều R1 R2 dài l = 1,5 m, tiết diện không đổi S = 0,1 mm , điện trở D suất ρ = 4.10 -7  m Bỏ qua điện trở ampe kế U _ dây nối + a) Tính điện trở R dây dẫn MN b) Xác định vị trí điểm C để dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C có cường độ 1/3 A Câu (4,0 điểm) Trộn lẫn rượu nước người ta thu hỗn hợp nặng 140g nhiệt độ 360C Tính khối lượng nước khối lượng rượu trộn Biết nhiệt độ ban đầu nước rượu t1 = 190C, t2 = 1000C; nhiệt dung riêng nước 4200J/Kg.K, rượu 2500J/Kg.K Câu (8,0 điểm) Rx + U R1 Cho mạch điện hình vẽ U = 16 V, R0 =  , R1 = 12  A Rx giá trị tức thời biến trở đủ lớn, R0 am pe kế A dây nối có điện trở khơng đáng kể a) Tính Rx cho cơng suất tiêu thụ W tính hiệu suất mạch điện (Biết tiêu hao lượng R1, Rx có ích, R0 vơ ích.) b) Với giá trị Rx cơng suất tiêu thụ cực đại ? HÕt Họ tên thí sinh SBD: HƯỚNG DẪN CHẤM Mơn: VẬT LÍ - Lớp Câu (4,0 điểm) a) (2,0điểm) Viết phương trình đường người: Gọi thời gian An từ lúc xuất phát đến lúc gặp Bình t(h ) An: S1 = 5t; Bình: S2 = 15.(t – 1) = 15t – 15 Khi gặp : S1= S2  5t = 15t - 15  t =1,5(h) b) (2,0 điểm) S1  S2 = Viết phương trình : (1,0 đ) (1,0đ) (1,0đ)  S1-S2 =  5t’–15t’+15 =  t’ = (h)  S2 – S1 =  15t’ – 15 – 5t’ =  t’ = 2(h) Câu 2( 4,0 điểm) (0,5đ) (0,5đ) 4.107.1,5 l a, Điện trở dây MN : RMN = ρ = = (  ) 107 S (1,0 đ) b, Gọi I1 cường độ dòng điện qua R1, I2 cường độ dòng điện qua R2 Ix cường độ dòng điện qua đoạn MC với RMC = x (0≤ x ≤ 6) C M - Do dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C nên : I1 > I2, ta có : U R1 = R1I1 = 3I1 ; U R = R I = 6(I1 - - Từ U MN = U MD + U DN = U R + U R ); = (V) , Ta có phương trình : 3I1 + 6(I1 - 13 ) =  I1 = (A) IR - Do R1 x mắc song song nên : I x = 1 = x x 3 - Từ UMN = UMC + UCN =  x + (6 - x)( + ) = x x  x + 15x – 54 = (*) - Giải pt (*) lấy nghiệm dương x = (  ) N A ( 0,5 đ) R1 R2 D (0,5 đ) (0,5 đ) + U _ (0,5 đ) (0,5 đ) (0,5 đ) Vậy chạy C dây MN Câu (4 điểm) Nhận xét: t1 = 1000C, t2 = 190C nên nước tỏa nhiệt, rượu thu nhiệt - Theo ta biết tổng khối lượng nước rượu 140g = 0,14kg m1 + m2 = m  m1 = m - m2 (1) - Nhiệt lượng nước tỏa ra: Q1 = m1 C1 (t1 - t) - Nhiệt lượng rượu thu vào: Q2 = m2 C2 (t - t2) (0,5đ) (Với t nhiệt độ cân hỗn hợp) - Theo PT cân nhiệt: Q1 = Q2 m1 C1 (t1 - t) = m2 C2 (t - t2)  m1 4200.(100 - 36) = m2 2500 (36 - 19) (1,0đ)  268800 m1 = 42500 m2  m2  268800m1 42500 (2) (0,5đ) - Thay (1) vào (2) ta được: 268800 (m - m2) = 42500 m2  37632 - 268800 m2 = 42500 m2  311300 m2 = 37632  m2 = 0,12 (kg) - Thay m2 vào pt (1) ta được: m1 = 0,14 - 0,12 = 0,02 (kg) (1,0đ) Vậy ta phải pha trộn 0,02kg nước vào 0,12kg rượu để thu hỗn hợp nặng 0,14kg 360C (1,0đ) Câu 4: (8,0 điểm) a) Mạch gồm: R0 nt (R1// Rx) R1x = R1.Rx 12.Rx  R1  Rx 12  Rx Điện trở toàn mạch là: Rtd = R0 + R1x = + 12.Rx 16.(3  Rx ) = 12  Rx 12  Rx (1,0) Cường độ dòng điện mạch là: U 16.(12  Rx ) 12  Rx   Rtd 16.(3  Rx )  Rx R I1  I x R1  Rx I R1 // Rx   x   I x R1 Ix R1 I 12  Rx 12 12 12  Rx 12 hay:  Ix =  I   Ix 12 12  Rx 12  Rx  Rx  Rx I= (1,0) (0,5) Công suất tiêu thụ Rx là: Px = Ix2 Rx = ( 12 144 ) Rx  Rx  Rx  6.Rx  Rx (1) Với Px = 9W tìm Rx =  Rx =  + Với Rx=  tìm hiệu suất mạch điện là: H = 56,25 % + Với Rx =  tìm hiệu suất mạch điện là: H' = 18,75 % b Từ (1) suy ra: Px = (0,5 ) 1,0đ 1,0đ 1,0đ 144   Rx Rx Từ suy Px cực đại  (  Rx ) đạt GTNN Rx 1,0đ Áp dụng bất đẳng thức CôSi, ta có: 9 Rx =  Rx  Rx Rx Dấu " = " xảy   Rx  Rx =  ( Rx > 0) Rx Vậy: Với Rx =  công suất tiêu thụ Rx đạt giá trị cực đại 1,0đ * Ghi chú: Phần thí sinh làm theo cách khác cho điểm tối đa phần 2 Nếu sai thiếu đơn vị lần trở lên trừ 0,5 điểm cho tồn 3.Bài tập số 3,nếu thí sinh làm theo phương án nhiệt độ ban đầu rượu 1000C, nhiệt độ ban đầu nước 19 0C( Theo đề ) mà lập phương trình (hoặc hệ phương trình ) cho điểm tối đa Hết _ ... rượu thu vào: Q2 = m2 C2 (t - t2) (0,5đ) (Với t nhiệt độ cân hỗn hợp) - Theo PT cân nhiệt: Q1 = Q2 m1 C1 (t1 - t) = m2 C2 (t - t2)  m1 4200.(100 - 36) = m2 2500 (36 - 19) (1,0đ)  268800 m1 = 42500... 1000C, t2 = 190 C nên nước tỏa nhiệt, rượu thu nhiệt - Theo ta biết tổng khối lượng nước rượu 140g = 0,14kg m1 + m2 = m  m1 = m - m2 (1) - Nhiệt lượng nước tỏa ra: Q1 = m1 C1 (t1 - t) - Nhiệt lượng... - Do dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C nên : I1 > I2, ta có : U R1 = R1I1 = 3I1 ; U R = R I = 6(I1 - - Từ U MN = U MD + U DN = U R + U R ); = (V) , Ta có phương trình : 3I1 + 6(I1 -