PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌ HỌC SINH GIỎI HUYỆN QUỲNH LƯU Năm học 2009-2010 Môn: Vật lí Thời gian làm bài: 120 phút Bài 1: (2đ) Ba người đi xe đạp đều xuất phát từ A đi về B. Người thứ nhất đi với vận tốc v 1 = 8km/h. Sau 15 phút thì người thứ hai xuất phát với vận tốc là 12km/h. Người thứ ba đi sau người thứ hai 30 phút. Sau khi gặp người thứ nhất, người thứ ba đi thêm 30 phút nữa thì sẽ cách đè người thứ nhất và người thứ hai. Tìm vận tốc của người thư ba. Bài 2: (2đ) Một ống hình trụ không thấm nước tiết diện s = 2cm 2 hở hai đầu được cắm vuông góc vào chậu nước. Người ta rót 72g dầu vào ống. a, Tìm độ chênh lệch giữa mực dầu trong ống và mực nước trong chậu. b, Giả sử khi rót dầu vào đầy ống có chiều dài l = 60cm, thấy phần ống nằm trên mực nước là 6cm. Tính lượng dầu chảy ra ngoài ống khi người ta kéo lên thêm một đoạn x. ( Biết: Trọng lượng riêng của nước d o = 10 000N/m 3 , của dầu d = 9000N/m 3 ) Bài 3: (2đ) Thả 400g nước đá vào 1kg nước ở 5 0 C. Khi có cân bằng nhiệt, khối lượng nước đá tăng thêm 10g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá. Biết nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là 4200J/kg.K và 2100J/kg.K; Nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg Bài 4: (2đ) Cho mạch điện như hình vẽ (hình 1). Biết : U AB = 30V R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 10 Ω R 5 = R 6 = 5 Ω a) Điện trở của Ampe kế không đáng kể. Tìm điện trở toàn mạch, số chỉ của Ampe kế và dòng điện qua các điện trở khi K đóng. (Hình 1) b) Ngắt khoá K, thay Ampe kế bằng một Vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Hãy xác định dòng điện qua các điện trở, dòng điện qua mạch chính và số chỉ của Vôn kế ? M N r   Bài 5: (2đ) Cho mạch điện như hình vẽ(hình 2). U MN = 24v,r = 1.5 Ω . a, Hỏi giữa 2 điểm AB có thể mắc tối đa bao A B nhiêu bóng đèn loại 6v-6w để chúng sáng bình thường? b, Nếu có 12 bóng đèn loại 6v-6w thì phải mắc thế nào để chúng sáng bình thường? (Hình 2) ---------------------Hết------------------------ ĐỀ NHÁP A R 5 R 4 R 3 R 2 R 1 R 6 A B + 0 0 - K PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌ HỌC SINH GIỎI HUYỆN QUỲNH LƯU Năm học 2009-2010 HƯỚNG DẪN CHẤM Môn: Vật lí Bài 1: (2đ) Khi người thứ ba xuất phát thì người thứ nhất đã đi được quãng đường là S 1 =v 1 .t 1 = 8. 0,75 =6km (0,25đ) Người thứ hai đã đi được quãng đường là S 2 =v 2 .t 2 = 12.0,5 =6km (0,25đ) Gọi t là thời gian người thứ ba đi đến gặp ngườ thứ nhất v 3 . t = s 1 + v 1 . t => t= 8 6 313 1 − = − vvv S (1) (0,25đ) Sau t’=t + 0,5 h thì Quãng đường người thứ nhất đi được là l 1 = s 1 + v 1 . t’ = 6 + 8(t + 0,5) (0,25đ) Quãng đường người thứ hai đi được là L 2 = s 2 + v 2 . t’ = 6 + 12(t + 0,5) (0,25đ) Quãng đường người thứ ba đi được là L 3 = v 3 . t’ = v 3 . (t + 0,5) (0,25đ) Theo dề bài ta có l 2 - l 3 = l 3 - l 1 => l 2 +l 1 = 2 l 3 6 + 8(t + 0,5)+ 6 + 12(t + 0,5) =2 v 3 . (t + 0,5) 12 = ( 2v 3 - 20) . (t + 0,5) (2) (0,25đ) Thay (1) vào (2) ta có phương trình v 3 2 -18 . v 3 + 56 =0 Hai nghiệm của phương trình là v 3 = 4km/h (Loại vì v 3 <v 1 ,v 2 ) (0,25đ) v 3 = 14km/h Bài 2: (2đ) a, Gọi h là độ chênh lệch mực dầu trong ống và mực nước trong chậu. Trọng lượng của dầu: 10.m = d.v = d.H.s (0,25đ) ⇒ H = sd m . .10 = 0002,0.9000 72,0.10 = 0,4 m (0,25đ) P A = P B ⇔ d.h = d o (H-h) (0,25đ) ⇒ h = 0,04 m = 4cm (0,25đ) b, Khi kéo ống lên một đoạn x, một phần dầu bị chảy ra ngoài và khi đã ổn định gọi chiều cao cột dầu là l ’ . Áp suất tại C và D là: P c = P D ⇔ (l – h’ – x)d o = d.l’ ⇒ l’ = d xhld o )( −− = d d o (54 – x) (cm) (0,25đ) Phần dầu bị chảy ra ngoài có chiều cao: ∆ l = l – l’ = 60 - d d o (54 – x) = 9 10 x (cm) (0,25đ) Thể tích dầu bị chảy ra ngoài: ∆ v = ∆ l. s = 9 10 x . 2 = 9 20 x (cm 3 ) (0,25đ) Lượng dầu chảy ra ngoài: (D = 10 d ) m = D. ∆ v = 900 . 9 20 x .10 -6 = 2.x.10 -3 (kg) (0,25đ) Bài 3: (2đ) Khối lượng nước đá tăng thêm 10g, chứng tỏ nước đá thu nhiệt, tăng nhiệt độ đến 0 0 C; nước toả nhiệt, giảm nhiệt độ đến 0 0 C và có 10g nước đông đặc thành nước đá. (0,25đ) Nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 0 0 C (0,25đ) Q 1 thu = m 1 .c 1 .(0 – t 1 ) = 0,4.2100.(- t 01 ) = - 840t 01 (0,25đ) Q 2 toả = m 2 .c 2 .(t 2 – 0) = 1.4200.5 = 21000 J (0,25đ) Q 3 toả = m 3 . λ = 0,01.3,4.105 = 3400 J (0,25đ) Q 1 thu = Q 2 toả + Q 3 toả (0,25đ) Hay : - 840t 01 = 21000 + 3400 (0,25đ) ⇒ t 1 = - 21000 3400 840 + ≈ - 29 0 C (0,25đ) Bài 4: (2đ) a) Khi K đóng, mạch điện gồm : R 2 // {R 1 nt (R 3 // R 4 )} R 34 = 3 4 3 4 .R R R R+ = 10.10 10 10+ = 5 Ω R 134 = R 1 + R 34 = 10 + 5 = 15 Ω R = 134 2 134 2 .R R R R+ = 15.10 15 10+ = 6 Ω (0,25đ) Dòng điện qua các điện trở : I 2 = 2 U R = 30 10 = 3A I 1 = 134 U R = 30 15 = 2A (0,25đ) Vì R 3 = R 4 ⇒ I 3 = I 4 = 1 2 I = 2 2 = 1A (0,25đ) Số chỉ của Ampe kế : I A = I 2 + I 4 = 3 + 1 = 4A (0,25đ) b) Khi K mở : mạch điện gồm (R 1 nt R 3 ) // (R 2 nt R 5 nt R 6 ) R 13 = R 1 + R 3 = 10 + 10 = 20 Ω R 256 = R 2 + R 5 + R 6 = 10 + 5 + 5 = 20 Ω R = 13 2 R = 10 Ω (0,25đ) I = U R = 30 10 = 3A (0,25đ) Vì : R 13 = R 256 ⇒ I 13 = I 256 = 2 I = 3 2 = 1,5A Vậy : I 1 = I 2 = I 3 = I 5 = I 6 = 1,5A (0,25đ) Số chỉ của Vôn kế : U V = I 256 . R 56 = 1,5. (5 + 5) = 15V (0,25đ) Bài 5: (2đ) PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN QUỲNH LƯU Năm học 2009-2010 Môn: Vật lí Thời gian làm bài: 120 phút Bài 1: (2đ) Ba vật chuyển động đều xuất phát từ A đi về B. Vật thứ nhất đi với vận tốc v 1 = 8km/h. Sau 15 phút thì vật thứ hai xuất phát với vận tốc là 12km/h. Vật thứ ba đi sau vật thứ hai 30 phút. Sau khi gặp vật thứ nhất, vật thứ ba đi thêm 30 phút nữa thì sẽ cách đều vật thứ nhất và vật thứ hai. Tìm vận tốc của vật thứ ba. Bài 2: (2đ) Một bình thông nhau gồm hai ống hình trụ giống nhau có tiết diện ngang của ống là 50cm 2 . Người ta đổ vào một ít nước, sau đó bỏ vào trong nó một quả cầu bằng gỗ có khối lượng 20g thì thấy mực nước ở hai ống dâng lên đều. Xác định mực nước dâng lên đó? Biết khối lượng riêng của nước là D = 1g/cm 3 . Bài 3: (2đ) Thả 0,4kg nước đá vào 1lít nước ở 5 0 C. Khi có cân bằng nhiệt, khối lượng nước đá tăng thêm 10g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá. Biết nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là 4200J/kg.K và 2100J/kg.K; Nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg. Bỏ qua mọi sự mất nhiệt Bài 4: (2đ) Cho mạch điện như hình vẽ (hình 1). Biết :U AB = 30V, R 1 = R 3 = 20 Ω , R 2 = 10 Ω . a) Điện trở của vôn kế vô cùnglớn. Xác định dòng điện qua các điện trở, qua mạch chính và số chỉ của vôn kế? b,Thay Vôn kế bằng một Am pe kế có điện trở không đáng kể. Tìm điện trở toàn mạch, số chỉ của Am pe kế và dòng điện qua các điện trở? Hình 1 Bài 5: (2đ) ) Cho mạch điện như hình vẽ (hình 2). Biết :U MN = 12V, r = 4 Ω M N r và một bóng đèn Đ (6V – 6W). a, Bóng đèn có sáng bình thường không? Vì sao? Đ b, Muốn bóng đèn sáng bình thường phải mắc thêm điện trở R x như thế nào? Tính giá trị R x và công suất tiêu thụ của nó? Hình 2 ---------------------Hết------------------------ ĐỀ THI A B 0 - V R 2 R 3 R 1 + 0 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌ HỌC SINH GIỎI HUYỆN QUỲNH LƯU Năm học 2009-2010 HƯỚNG DẪN CHẤM Môn: Vật lí Bài 1: (2đ) Khi vật thứ ba xuất phát thì vật thứ nhất đã đi được quãng đường là S 1 =v 1 .t 1 = 8. 0,75 =6km (0,25đ) Vật thứ hai đã đi được quãng đường là S 2 =v 2 .t 2 = 12.0,5 =6km (0,25đ) Gọi t là thời gian vật thứ ba đi đến gặp vật thứ nhất v 3 . t = s 1 + v 1 . t => t= 8 6 313 1 − = − vvv S (1) (0,25đ) Sau t’=t + 0,5 h thì Quãng đường vật thứ nhất đi được là l 1 = s 1 + v 1 . t’ = 6 + 8(t + 0,5) (0,25đ) Quãng đường vật thứ hai đi được là L 2 = s 2 + v 2 . t’ = 6 + 12(t + 0,5) (0,25đ) Quãng đường vật thứ ba đi được là L 3 = v 3 . t’ = v 3 . (t + 0,5) (0,25đ) Theo dề bài ta có l 2 - l 3 = l 3 - l 1 => l 2 +l 1 = 2 l 3 6 + 8(t + 0,5)+ 6 + 12(t + 0,5) =2 v 3 . (t + 0,5) 12 = ( 2v 3 - 20) . (t + 0,5) (2) (0,25đ) Thay (1) vào (2) ta có phương trình v 3 2 -18 . v 3 + 56 =0 Hai nghiệm của phương trình là v 3 = 4km/h (Loại vì v 3 <v 1 ,v 2 ) (0,25đ) v 3 = 14km/h Bài 2: (2đ) - Trọng lượng quả cầu: P = 10.m (0,5đ) - Thể tích nước dâng lên ở hai ống: V = s.2h - Lực đẩy Acsimet: F A = V.d = s.2h.d = 10.s.2h.D (0,5đ) - Vì vật nổi nên: P = F A tức: m = s.2h.D (0,5đ) ⇒ h = Ds m .2 = 1.50.2 20 = 0,2 cm (0,5đ) Bài 3: (2đ) Khối lượng nước đá tăng thêm 10g, chứng tỏ nước đá thu nhiệt, tăng nhiệt độ đến 0 0 C; nước toả nhiệt, giảm nhiệt độ đến 0 0 C và có 10g nước đông đặc thành nước đá. (0,25đ) Nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 0 0 C (0,25đ) Q 1 thu = m 1 .c 1 .(0 – t 1 ) = 0,4.2100.(- t 01 ) = - 840t 01 (0,25đ) Q 2 toả = m 2 .c 2 .(t 2 – 0) = 1.4200.5 = 21000 J (0,25đ) Q 3 toả = m 3 . λ = 0,01.3,4.105 = 3400 J (0,25đ) Q 1 thu = Q 2 toả + Q 3 toả (0,25đ) Hay : - 840t 01 = 21000 + 3400 (0,25đ) ⇒ t 1 = - 21000 3400 840 + ≈ - 29 0 C (0,25đ) Bài 4: (2đ) a) R 1 nt R 2 ) // R 3 ) I 1 = I 2 = I 12 = 21 RR U MN + = 30 30 = 1A (0,25đ) I 3 = 3 R U MN = 20 30 = 1,5A (0,25đ) I = I 12 + I 3 = 2,5A (0,25đ) Số chỉ của Vôn kế : U V = U 2 = I 2 .R 2 = 1.10 = 10 V (0,25đ) b) Thay vôn kế bằng Am pe kế mạch điện gồm R 1 // R 3 (0,25đ) Điện trở toàn mạch: R tm = 2 1 R = 2 20 = 10 Ω (0,25đ) Am pe kế mắc nối tiếp với R 1 : I A = I 1 = 1 R U AB = 20 30 = 1,5 A (0,25đ) I 3 = 3 R U AB = 20 30 = 1,5 A (0,25đ) Bài 5: (2đ) a, Điện trở của đèn: R đ = đm đm P U 2 = 6 Ω (0,25đ) I đm = đm đm U P = 1A (0,25đ) Dòng điện thực tế qua đèn: I = đ MN Rr U + = 10 12 = 1,2 A (0,25đ) I > I đm ⇒ Đèn sáng hơn mức bình thường. (0,25đ) b, Có hai cách mắc thêm điện trở R x . - Cách 1: R 1 nt Đ nt R x . Khi đó: U MN = I(R đ + r + R x ) ⇒ R đ + r + R x = I U MN ⇒ R x = I U MN - R đ - r = 2,1 12 - 6 – 4 = 2 Ω (0,25đ) Vậy: P x = I 2 .R x = 1 2 .2 = 2W (0,25đ) - Cách 2: r nt (R đ // R x ) Khi đó: U x = U đ = 6V CĐDĐ qua mạch chính: I = r UU đMN − = 4 612 − = 1,5 A CĐDĐ qua R x : I x = x x R U = I – I đ = 1,5 – 1 = 0,5 A ⇒ R x = x x R U = 5,0 6 = 12 Ω (0,25đ) Vậy: P x = x x R U 2 = 12 6 2 = 3 W (0,25đ) . trở của vôn kế vô cùnglớn. Xác định dòng điện qua các điện trở, qua mạch chính và số chỉ của vôn kế? b,Thay Vôn kế bằng một Am pe kế có điện trở không đáng. ---------------------Hết------------------------ ĐỀ THI A B 0 - V R 2 R 3 R 1 + 0 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌ HỌC SINH GIỎI HUYỆN QUỲNH LƯU Năm học 2009-2010 HƯỚNG DẪN CHẤM Môn: Vật lí