Phòng giáo dục & đào tạo Đề thi HSG huyện năm học 2007-2008 Huyện Nga Sơn Môn thi Vật lý (Thời gian làm bài 150 ph) Đề bài: Câu 1 :(5điểm) Một xe máy chuyển động đều với vận tốc 36 km/h . Lực cản của không khí và lực ma sát của mặt đờng tác dụng lên xe là 200N . a) Tính công suất của động cơ. b) Nếu xe đi lên một dốc có độ nghiêng 10% ( cứ đi quãng đờg dài 100m thì lên cao đợc 10 m) với công suất nh trên thì vận tốc của xe là bao nhiêu.Biết khối lợng cả ngời và xe là 150 kg( Lực cản của không khí và lực ma sát nh câu a) c) Nếu xe chạy đều 3h với công suất ở câu a thì tiêu thụ hết mấy lít xăng.Biết hiệu suất của động cơ là 25%,năng suất toả nhiệt của xăng là 46.10 6 J/kg.(Khối lợng riêng của xăng là 750kg/m 3 ) Câu 2 :(4điểm) Một bình nớc nóng có ghi 220V-2500W đợc mắc vào lới điện 220V .Giữa hai đầu dây đốt có mắc một vôn kế có điện trở rất lớn .Vôn kế chỉ 200V. a) Tính độ dài của dây dẫn từ lới điện đến bình biết rằng dây dẫn bằng đồng có đờng kính là 1mm,điện trở suất của đồnglà 1,7.10 -8 m. b) Tính thời gian để đun 15 lít nớc sôi từ nhiệt độ ban đầu là 20 0 C .Biết hiệu suất của quá trình đun là 80% .Nhiệt dung riêng của nớc là 4200J/kgK. Câu 3: ( 2điểm)Có một cục nớc đá nổi trên một cốc nớc .Khi nớc đá tan hết thì mực nớc trong cốc thay đổi nh thế nào? Vì sao? Câu 4 : (2 điểm) Hai phòng thí nghiệm của một trờng học ở cách xa nhau đợc nối với nhau bằng một sợi cáp điện có ba lõi với vỏ bọc của các lõi giống hệt nhau.Chỉ dùng một ắcquy,một bóng đèn và vài đoạn dây ngắn.Làm thế nào để tìm ra đầu và cuối của mỗi lõi.Cần phải thử ít nhất bao nhiêu lần? Câu 5:(3 điểm) a)Một ngời đứng bên một bờ hồ yên lặng nhìn ảnh mặt trời dới nớc .Khi ngời đó lùi ra xa hồ một khoảng a thì ảnh của mặt trời mà ngời đó nhìn thấy di chuyển nh thế nào ? b) Giải thích vì sao hiện tợng trên lại chỉ đúng với những nguồn sáng ở rất xa (Nh mặt trời,mặt trăng ) chứ không xảy ra với các nguồn sáng ở gần. Câu 6 :( 4 điểm) Có hai bóng đèn điện ghi Đ 1 : 6V- 3W và Đ 2 : 6V - 6W. a) Để các đèn sáng bình thờng thì mắc chúng nh thế nào vào mạch điện 6V.Khi đó điện trở của mỗi đèn và cờng độ dòng điện qua chúng là bao nhiêu? b) Trong phòng thí nghiệm chỉ có nguồn 12V và một số điện trở.Em hãy đề ra những cách mắc cần thiết để các đèn sáng bình thờng.Khi đó hãy tính hiệu suất của những cách mắc trên . Họ và tên SBD Hớng dẫn chấm Vật lý 07-08 Câu Yêu cầu kiến thức Điểm Câu1 (5 đ) a (1đ) * Vận tốc của xe v = 36km/h = 10m/s Vì xe chuyển động đều nên lực kéo của động cơ bằng lực cản F K = F C = 200 N * áp dụng công thức : P = F.v Suy ra : P = F K .v = 200 . 10 = 2000 ( W ) 0,5 0,5 b (2đ) * Khi chạy lên dốc 10% thì động cơ còn phải sinh ra một lực F để thắng trọng lực của xe 0,5 * F = P :10 = 1500 :10 = 150 (N) *Do đó lực kéo của xe lúc này là : F K = F +F C = 200 :150 = 350 (N) * Vận tốc của xe là : v = P : F = 2000 : 350 5.7 (m/s) 20,6 (km/h) 0,5 0,5 0,5 c 2đ *Trong 3 giờ động cơ sinh ra một công là : A = P . t = 2000 . 3 .3600 = 21 600 000 (J) * Nhiệt lợng toả ra do đốt xăng là: Q = A : 25% = 86400000 (J) * Mà Q = mq m = Q : q = 86400000 : (46 .10 6 ) 1,88 (kg) * Thể tích xăng cần dùng là : V = m : D = 1,88 : 750 0,0025 (m 3 ) = 2,5 (l) 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu2 4 đ a 2đ * Điện trở của dây đốt là : R = U 2 : P = 220 2 : 2500 = 19,36 () * Vì bình nớc mắc nối tiếp với dây dẫn nên hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở của dây dẫn là : U 2 = 220 -200 = 20 V * Mà U 1 ; U 2 = R 1 : R 2 19,36 : R 2 = 200 : 20 . Vậy điện trở của dây dẫn là : R 2 = 1,936 () * Ta lại có tiết diện của dây là : S = r 2 = 3,14 . 0,5 2 = 0,785mm 2 =0,785.10 -6 m 2 * Vậy chiều dài của dây dẫn là : l = .R S = 6 8 1,936.0,785.10 1, 7.10 =89,4 (m) 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 b 2đ * Để đun 15 l nớc từ 20 0 C đến khi sôi cần một nhiệt lợng là: Q 1 = mc(100 -20) = 15.4200.80 =5040000 (J) * Nhiệt lợng mà dây đốt toả ra là: Q = Q 1 : 80% = 6300000 (J) * Công suất của dây đốt là : P = U 2 : R = 200 2 : 19,36 2066 W * Thời gian đun nớc là : t = Q: P = 6300000 : (200 2 : 19,36) = 3049,2(s) 51 (ph) 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu3 2đ * Khi cục nớc đá tan hết thì mực nớc cũng không thay đổi . * Vì khi cục nơc đá nổi trên mặt nớc thì phần thể tích nớc bị cục n- ớc đá bị chiếm chỗ có trọng lợngđúng bằng trọng lợng của cục nớc đá. Khi cục nớc đá tan hoàn toàn thành nớc thì phần nớc đó có trọng l- ợng bằng trọng lợng của cục nớc đá nên lấp vừa đủ phần nớc bị chiếm chỗ ban đầu. 0,5 0,5 1 Câu 4 2đ B ớc 1: * Đánh dấu các đầu dây bên một phòng là 1,2,3 sau đó nối hai đầu dây lại chẳng hạn nối 1 và 2 sau đó mắc với nguồn nh hình vẽ ở phòng còn lại mắc bóng đèn với hai đoạn dây ngắn rồi đánh dấu các đầu dây là a và b. * Mắc b với một sợi cáp sau đó chạm a vào các đầu dây còn lại. 0,5 1 2 3 b a Nếu chạm a vào một sợi cáp thấy đèn tối thì đầu cáp còn lại chính là đầu của sợi 3 Nếu cả hai lần cùng sáng thì đầu dây nối với b là sợi 3 Vậy bằng hai đọng tác thử ta tìm đợc sợi 3 B ớc 2 : * Nối nguồn với sợi 2 và sợi 3 Nối b với sợi 3 bên phòng còn lại Thử đầu a của đèn vào một sợi bất kì: Nếu đèn sáng ta tìm đợc sợi 2,nếu đèn không sáng thì sợi đó là sợi 1 * Nh vậy sau khi đã tìm đợc sợi thứ 2 thì ta đợc sợi còn lại. Vậy với cách làm trên ta thực hiện nhiều nhất là 3 phép thử. 0,5 0,5 0,5 Câu5 3đ a 2đ * Giả sử ban đầu mắt ngời ở vị trí M 1 nhìn thấy ảnh S' 1 của mặt trời dới nớc .Sau đó lùi tới vị trí M 2 và nhìn thấy ảnh S' 2 gần bờ hơn (Hình vẽ). * Vì các tia sáng mặt trời S 1 I 1 , S 2 I 2 có thể xem là song song với nhau .Nên theo định luật phản xạ ánh sáng các tia phản xạ I 1 M 1 , I 2 M 2 cũng song song với nhau . * Do đó ngời quan sát cảm thấy mặt trời cũng nh ảnh của nó tiến lại gần bờ hơn một khoảng cũng bằng a.( Các hình tứ giác S 1 S 2 I 2 I 1 ; S' 1 S' 2 I 2 I 1 ; I 1 I 2 M 2 M 1 đều là các hình bình hành) Vẽ Hình 0,5 đ 0,5 0,5 0,5 1d * Hiện tợng nói trên chỉ xảy ra đối với những nguồn sáng ở rất xa .Vì nhữngnguồn sáng nh vậy ,các tia sáng tới mắt ngời quan sát mới đợc xem là song với nhau và nghiêng so với mặt đất một góc không đổi .Khi ngời quan sát chuyển động nhờ đó gây cảm giác là các nguồn sáng đó dịch chuyển theo ngời quan sát . * Những tia sáng phát ra từ nhữngnguồn sáng ở gần đi tới ngời quan sát chuyển động không thể coi là song song với nhau vì chúng nghiêng so với mặt đất những góc luôn thay đổi (Khi ngời quan sát tới gần nguồn sáng thì những góc đó lớn lên,khi ngời quan sát tiến ra xa thì góc đó bé đi) 0,5 0,5 Câu6 4đ a 1,5đ * Để các đèn sáng bình thờng thì mắc chúng song song vào mạch điện có U =6V. * Khi đó cờng độ dòng điện qua đèn 1 : I 1 = P 1 : U = 3 :6 = 0,5A cờng độ dòng điện qua đèn 2 : I 2 = P 2 : U = 6 :6 = 1A * Điện trở của đèn 1: R 1 = U :I 1 = 6 : 0,5 = 12 Điện trở của đèn 2: R 2 = U :I 2 = 6 : 1 = 6 0,5 0,5 0,5 b 2,5 đ HS tìm ra 2 cách mắc (hình vẽ) Các đèn sáng bình thờng nên U 1 = 6 V;P 1 =3W; I 1 = 0,5 A 1 đ 0,5 S 1 S 2 S' 2 I 1 I 2 M 1 M 2 S' 1 U 2 = 6 V; P 2 =6W; I 2 = 1 A * Từ sơ đồ 1: I 2 = I 1 + I 3 I 3 = I 2 - I 1 = 1 - 0,5 = 0,5 A Vì U 3 = U 2 =6 V nên R 3 = U 3 : I 3 = 6 :0,5 = 12 Hiệu suất H = (P 1 + P 2 ) : (P 1 + P 2 +P 3 )= 9 : 12 = 75 % Từ sơ đồ 2: I 4 = I 1 + I 2 I 4 = 1 + 0,5 = 1,5 A Vì U 4 = U - U 2 = 6 V nên R 4 = U 4 : I 4 = 6 :1,5 = 4 Hiệu suất H = (P 1 + P 2 ) : (P 1 + P 2 +P 4 )= 9 : 18 = 50 % 0,5 0,5 Chú ý: + Học sinh có thể làm bằng các cách khác nhau nhng nếu đúng về kiến thức và trình bày khoa học thì vẫn cho điểm tối đa. + ở câu 4 nếu học sinh tìm ra các đầu dây nhng thừa các phép thử thì mỗi phép thử thừa trừ đi 0,25 điểm R 3 Đ 1 R 4 Đ 1 Đ 2 Đ 2 Sơ đồ 1 Sơ đồ 2 . Phòng giáo dục & đào tạo Đề thi HSG huyện năm học 2007-2008 Huyện Nga Sơn Môn thi Vật lý (Thời gian làm bài 150 ph) Đề bài: Câu 1 :(5điểm) Một xe máy chuyển động đều với vận tốc 36 km/h một số điện trở.Em hãy đề ra những cách mắc cần thi t để các đèn sáng bình thờng.Khi đó hãy tính hiệu suất của những cách mắc trên . Họ và tên SBD Hớng dẫn chấm Vật lý 07-08 Câu Yêu cầu kiến. khối lợng cả ngời và xe là 150 kg( Lực cản của không khí và lực ma sát nh câu a) c) Nếu xe chạy đều 3h với công suất ở câu a thì tiêu thụ hết mấy lít xăng.Biết hiệu suất của động cơ là 25%,năng