PHÒNG GD EAKAR KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2010-2011 TRƯỜNG THCS HOÀNG HOA THÁM MÔN: VẬT LÍ - THCS  - -(150 phút không kể thời gian giao đề) BÀI 1: (5 điểm) Vào lúc 10 ô tô bắt đầu khởi hành từ thành phố A thành phố B (hai thành phố cách 445km) với vận tốc v1 = 45km/h Lúc 11 xe máy từ thành phố B A với vận tốc v2 = 55km/h Viết công thức vò trí xe A Hai xe găïp lúc cách B km? Xác đònh vò trí thời điểm hai xe cách 50km BÀI 2: ( 4,5 điểm) Dùng bếp điện để đun ấm nhôm có khối lượng 0,50 kg chứa 2,5 lít nước nhiệt độ ban đầu o 20 C 30 phút Sau đem cân ấm nước thu khối lượng ấm nước 2,85kg Cho khối lượng riêng nước 1000kg/m3, nhiệt dung riêng nước nhôm Cn = 4200 J/kg.K, CNh = 880 J/kg.K, nhiệt hóa nước Ln = 2,3.106J/kg Cho ấm tỏa nhiệt môi trường xung quanh không đáng kể Tính nhiệt lượng thu vào ấm nước Cho hiệu suất bếp 56,49% tính công suất bếp Phải đổ thêm vào ấm lít nước 20oC thu nước có nhiệt độ 70oC BÀI 3: (4,5 điểm) Một đoạn dây dẫn làm hợp kim Nicrôm có chiều dài l, có tiết diện tròn đường kính 1,674mm có điện trở 20 Ω Biết điện trở suất Nicrôm là: ρ = 1,1.10-6 Ω m (Cho π = 3,14) Tính chiều dài l đoạn dây Quấn đoạn dây lên lõi sứ hình trụ tròn bán kính cm để làm biến trở Tính số vòng dây biến trở Cắt dây thành hai đoạn không mắc song song vào hiêụ điện U = 32V cường độ dòng điện qua mạch 10A Tính chiều dài đoạn cắt BÀI 4: ( điểm) Cho mạch điện hình vẽ: Hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 70V điện trở R1 = 10 Ω , R2 = 60 Ω , R3 = 30 Ω biến trở Rx R1 C R2 Điều chỉnh biến trở Rx = 20 Ω Tính số vôn kế ampe kế khi: a Khóa K mở A b Khóa K đóng A V B Đóng khóa K, Rx để K vônkế ampe kế số không? Đóng khóa K, ampe kế 0,5A R3 Rx Tính giá trò biến trở Rx D Cho điện trở vôn kế vô lớn điện trở ampe kế không đáng kể HẾT ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM: BÀI 1: Câu 1: Chọn mốc A, gốc thời gian vào lúc 11 chiều dương (+) từ A  B Lúc 11 sau xe ôtô từ A đến C cách A khoảng x01 = 1.45 = 45km Xe máy bắt đầu từ B cách A 445 km A v2 A v1 (+) 45km C 445km Công thức vò trí xe ô tô: x1 = x01 + v1 t  x1 = 45 + 45t Công thức vò trí xe máy: x2 = x02 - v t  x2 = 445 - 55t Câu 2: Hai xe gặp x1 = x2  45 + 45t = 445 – 55t  100t = 400  t = h Vào lúc 11 + = 15h hai xe gặp Và cách B khoảng quãng đường xe máy : s = 55 =220 km Câu 3: Hai xe cách 50km xảy hai trường hợp: * Trước gặp nhau: Lúc x1 < x2  x1 + 50 = x2  45 + 45t +50 = 445 – 55t  100t = 350  t = 3,5h Vào lúc 11+ 3,5 = 14 30 phút hai xe cách 50 km Cách A khoảng: - ôtô : x1 = 45 + 45t = 45 + 45.3,5 = 202,5 km - xe máy: x2 = 445 - 55t = 445 – 55.3,5 = 252,5 km * Sau gặp nhau: Lúc x1 > x2  x1 = x2 + 50  45 + 45t = 445 – 55t + 50  100t = 450  t = 4,5h Vào lúc 11+ 4,5 = 15 30 phút hai xe cách 50 km Cách A khoảng: - ôtô: x1 = 45 + 45t = 45 + 45.4,5 = 247,5 km - xe máy: x2 = 445 - 55t = 445 – 55.4,5 = 197,5 km B (0.5đ) (1đ) (1đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) BÀI 2: Câu 1: Ta có Dn = 1000kg/m3 => 2,5 lít nước (2,5 dm3) có khối lượng = 2,5 kg Khối lượng ấm nước trước đun: m = 0,5 + 2,5 = 3kg Sau đun khối lượng lại la 2,85kg => có m’ = 0.15kg nước bay nhiệt độ cuối ấm nước 100oC (0,5đ) Nhiệt lượng mà ấm nước thu vào: Qthu = Qn + Qnh + Qhơi  Qthu = mn.Cn ∆ t + mnh.Cnh ∆ t + m’.L  Qthu = 2,5.4200.80 + 0,5.880.80 + 0,15.2,3.106  Qthu = 1220200 (J) (1đ) Câu 2: Qthu 100 Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra: Qtỏa = = 2160028 (J) (0,5đ) 56,49 2160028 Q Công suất bếp: P = toa = = 1200 (W) (0,5đ) t 1800 Câu 3: Gọi m khối lượng nước đổ thêm vào ấm:  Nhiệt lượng thu vào nước đổ thêm: Qthu = m.Cn.(70 -20) (0,5đ) o m có khối lượng 0,5 kg chứa 2,35 kg nước 100 C tỏa nhiệt: Qtỏa = 0,5.880.(100 – 70) + 2,35.4200.(100 – 70) = 309300(J) (0,5đ) Mà theo p/t cân nhiệt: Qthu = Qtỏa  m.4200.50 = 309300(J) 309300  m= = 1,47 (kg) (0,5đ) 4200.50  tích 1,47 lít (0,5đ) BÀI 3: Câu 1: Ta có: 1,674 mm = 1,674.10-3 m 2 −3  d  π  1,674.10  Tiết diện dây: S =   =  3,14 = 2,2.10-6 m2  2   R.S 20.2,2.10 −6 l l = Ta lại có : R = ρ  = =40 m ρ S 1,1.10 −6 Câu 2: Một vòng dây có chiều dài chu vi lõi sứ Chu vi lõi sứ: p = d π = 2.r π = 2.2.3,14 =12,56 cm =1,256.10-3m l 40 Số vòng dây: n = = = 318,47 ( vòng) p 1,256.10 −3 (0,75đ) (0,75đ) (0,75đ) (0,75đ) Câu 3: Gọi R ( Ω ) điện trở đoạn thứ  Điện trở đoạn thứ hai 20 - R ( Ω ) Khi mắc song song ta có Rtđ = R1 (20 − R1 ) U 32 = 3,2(Ω) = = I 10 20  R - 20R1 + 64 = Giải ta : R1 =16 Ω  R2 = Ω R2 = Ω R2 =16 Ω (0,75đ) −6 R S 16.2,2.10 l1 = 1 = = 32 m ρ 1,1.10 −6 R S 4.2,2.10 −6 l2 = 2 = = 8m (0,75đ) ρ 1,1.10 −6 BÀI 4: Câu 1: a, Khi K mở dòng điện qua R1 I1 C I2 R2 ampe kế Ampe kế số không (0,25đ) Sơ đồ thu gọn (R1 nt R2) // (R3 nt Rx) IA Ta có : I1 = I2 = I12 = U/(R1+ R2)= (A) A I3 = Ix = I3x = U/(R3+ Rx)= 1,4 (A) A I V B Vôn kế đo hiệu điện hai điểm C D K mà UAD = UAC + UCD  UCD = UAD - UAC I3 R3 Rx  UCD = UAD - UAC Ix  UCD = I1.R1 – I2.R2 = 1.10 -1,4.30 = -32 V D (0,75đ)  UDC = 32 V b, Khi khóa K đóng, điểm C nối tắt với điểm D nên vôn kế số không (0,25đ) Mạch điện trở thành: (R1 // R2) nt (R3 // Rx) R1 R3 R R + x = 10.30 + 60.20 =22,5 Ω Điện trở tương đương Rtđ = R1 + R3 R2 + R x 10 + 30 60 + 20 I= U 70 = = 3,11 A Rtđ 22,5  UAC = I RCD = 3,11.7,5 = 23,32 V   I1= U AC 23,32 = = 2,332( A) R1 10 I2= U CD 70 − 23,32 = = 0,76( A) R2 60 Ta có I1 > I2  dòng điện chạy theo chiều từ C đến D qua ampe kế có độ lớn: IA = 2,332 – 0,76 = 1,55 (A) (0,75đ) Câu 2: Khóa K đóng mà dòng điện không qua ampe kế  Mạch cầu cân : R2 R3 60.30 R1 R3 = = 180Ω  Rx = = (1đ) R2 R x R1 10 Câu 3: Đóng khóa K mạch trở thành: (R1 // R2) nt (R3 // Rx) R1 R3 R2 R x 60.R x 60.R x 10.30 + + Điện trở tương đương: Rtđ = = = 7,5 + (Ω ) (0,25đ) R1 + R3 R2 + R x 10 + 30 60 + R x 60 + R x 70 U Dòng điện qua mạch chính: I = = 7,5 + 60 R x (A) Rtd 60 + R x 70 525 60 R x Hiệu điện hai đầu AC : UAC =I.RAC = 7,5 + 7,5 = 7,5 + 60R x (V) (0,25đ) 60 + R x 60 + R x Cường độ dòng điện qua điện trở R1: 525 52,5 U AC 52,5(60 + R x ) 3150 + 52,5 R x I1 = = 7,5 + 60R x = 7,5 + 60R x = = (A) (0,5đ) R1 7,5(60 + R x ) + 60 R x 450 + 67,5 R x 10 60 + R x 60 + R x 525 Hiệu điện hai đầu CB : UCB =UAB – UAC =70 - 7,5 + 60R x (V) 60 + R x 525 U CB Dòng điện qua điện trở R2: I2 = = (70 - 7,5 + 60R x ) R2 60 60 + R x 8,75 − 8,75(60 + R x ) 525 + 8,75 R x = 7,5 + 60 R x = − = − (A) (0,5đ) 7,5(60 + R x ) + 60 R x 450 + 67,5 R x 60 + R x * Trường hợp dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ C đến D (hình vẽ): 3150 + 52,5 R x 525 + 8,75 Rx Ta có : I1 = I2 + IA  = − + 0,5 450 + 67,5 R x 450 + 67,5 Rx 3150 + 52,5 R x 10 525 + 8,75 R x  = −  6(3150 +52,5Rx) = 10(450+67,5Rx) – 6(525+8,75Rx) 450 + 67,5 R x 450 + 67,5 R x  307,5.Rx =17550  Rx =57,1 ( Ω ) (Nhận) * Trường hợp dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ D đến C: 3150 + 52,5 R x 525 + 8,75 Rx Ta có : I1 = I2 + IA  = − - 0,5 450 + 67,5 R x 450 + 67,5 Rx  (0,75 đ) 3150 + 52,5 R x 525 + 8,75 R x = −  6(3150 +52,5Rx) = 4(450+67,5Rx) – 6(525+8,75Rx) 450 + 67,5 R x 450 + 67,5 R x  -97,5.Rx =20250  Rx = -207,7 ( Ω ) Ta thấy Rx < (Loại) (0,5đ) Kết luận: Biến trở có giá trò Rx =57,1 ( Ω ) dòng điện qua ampe kế có cường độ 0,5 (A) (0,25đ) (Các tập giải nhiều cách Lập luận chặt chẽ, kết xác có điểm tương ứng) o0o ... 2,35.4200.(100 – 70) = 3 093 00(J) (0,5đ) Mà theo p/t cân nhiệt: Qthu = Qtỏa  m.4200.50 = 3 093 00(J) 3 093 00  m= = 1,47 (kg) (0,5đ) 4200.50  tích 1,47 lít (0,5đ) BÀI 3: Câu 1: Ta có: 1,674 mm = 1,674.10-3... 445 - 55t = 445 – 55.4,5 = 197 ,5 km B (0.5đ) (1đ) (1đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) BÀI 2: Câu 1: Ta có Dn = 1000kg/m3 => 2,5 lít nước (2,5 dm3) có khối lượng = 2,5 kg Khối... 450 + 67,5 R x 450 + 67,5 R x  -97 ,5.Rx =20250  Rx = -207,7 ( Ω ) Ta thấy Rx < (Loại) (0,5đ) Kết luận: Biến trở có giá trò Rx =57,1 ( Ω ) dòng điện qua ampe kế có cường độ 0,5 (A) (0,25đ) (Các