SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2016 – 2017 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 Phút Ngày thi: 23/03/2017 (Đề thi gồm 02 trang) Câu 1: (2,0 điểm) Một tàu hỏa chiều dài L = 200m chạy với vận tốc v0 =15m/s đường ray thẳng song song song song với đường quốc lộ 1A Một xe máy xe đạp chạy thẳng đường quốc lộ 1A, ngược chiều Tốc độ xe máy xe đạp không đổi v1 v2 Tại thời điểm t = 0(s) , xe máy bắt đầu đuổi kịp tàu, xe đạp bắt đầu gặp đầu tàu a) Xe máy bắt đầu vượt qua tàu xe máy quãng đường s1 =800m kể từ thời điểm t = 0(s) Tính tốc độ v1 xe máy b) Xe máy xe đạp gặp vị trí cách đầu tàu thời điểm khoảng l = 160m Tính tốc độ v2 xe đạp c) Hỏi đuôi tàu bắt đầu qua xe đạp xe đạp cách xe máy thời điểm bao xa? Câu 2: (2,0 điểm) Có ba bình cách nhiệt giống nhau, chứa loại chất lỏng chiếm 2/3 thể tích bình Bình chứa chất lỏng 30 , bình chứa chất lỏng 60 , bình chứa chất lỏng 90 Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường rót chất lỏng từ bình sang bình khác chất lỏng không bị mát trình rót a) Sau vài lần rót chất lỏng từ bình sang bình khác, người ta thấy bình chứa đầy chất lỏng nhiệt độ 68 , bình chứa 1/2 thể tích chất lỏng nhiệt độ 54 Hỏi chất lỏng chứa bình có nhiệt độ bao nhiêu? b) Sau nhiều lần rót rót lại chất lỏng ba bình đến nhiệt độ ba bình coi bình chứa đầy chất lỏng Hỏi nhiệt độ chất lỏng bình bao nhiêu? Câu 3: (2,5 điểm) A Cho mạch điện hình vẽ Hiệu Đ R3 R1 điện UMN = 18V không đổi Các E B A điện trở R1 =12 , R =4 , R =18 , R =6 , R =4 , R3 biến trở R2 V điện trở đèn Rđ =  Biết vôn kế R4 R5 M N rR6 có điện trở lớn ampe kế có điện trở không đáng kể, bỏ qua điện trở dây D F (+) (-) nối Cho R =21 Tìm số ampe kế, vôn kế công suất tiêu thụ đèn Cho R3 thay đổi từ đến 30  Tìm R3 để: a) Số vôn kế lớn Tìm giá trị lớn b) Công suất tiêu thụ R3 lớn Tìm giá trị lớn C Câu 4: (1,5 điểm) Trong ngày hội có trò A chơi sau Trên cánh đồng có hai điểm A B cách bờ xx’ khoảng cách AC = 80m, BD = 40m biết B khoảng cách CD = 90m a) Ở lượt chơi thứ nhất, có hai người đồng thời xuất phát từ A B x’ chạy theo đường thẳng đến x M C D vị trí M Biết vận tốc người chạy từ A gấp hai lần vận tốc người chạy từ B Hỏi điểm M phải cách C để hai người đến M lúc? b) Ở lượt chơi thứ hai, người chạy từ A đến M chạy đến B với vận tốc không đổi Hỏi điểm M phải cách C để người chơi đến B nhanh nhất? Câu 5: (2,0 điểm) Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15cm Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính, điểm A nằm trục chính, cho ảnh thật A1B1 = 3AB Vẽ hình tính khoảng cách từ vật tới thấu kính Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính đến vị trí thứ cho thu ảnh thật A B2 = AB a) Hỏi phải dịch chuyển thấu kính theo chiều đoạn bao nhiêu? b) Khi dịch chuyển thấu kính từ vị trí thứ đến vị trí thứ ảnh di chuyển quãng đường trình trên? …………………… Hết………………… Họ tên thí sinh:………………… Số báo danh:……………… Chữ kí giám thị 1:…………………… Chữ kí giám thị 2:……………………… SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2016-2017 MÔN: VẬT LÝ (Hướng dẫn chấm gồm trang) Câu 1: (2,0 điểm) a) (1,0 điểm) Coi tàu đứng yên so với xe máy, vận tốc xe máy so với tàu là: v1 - v0 L 200 Thời gian để xe máy vượt tàu hỏa: t1= (1)  v1  v0 v1  15 Trong thời gian t1 xe máy quãng đường s1=800m nên: s 800 (2) t1   v1 v1 Từ (1) (2): v1 =20m/s b) (0,5 điểm) Vận tốc xe đạp so với tàu v0 + v2 ; Vận tốc xe máy so với tàu v1 - v0 Ll l 200  160 160 Khi xe máy gặp xe đạp, ta có:    v1  v0 v2  v0 20  15 v2  15 Giải ra, được: v2 =5m/s c) (0,5 điểm) Chọn trục tọa độ Ox hướng với hướng chuyển động tàu, gốc O vị trí xe máy gặp tàu t0 = 0(s) L 200 Thời gian để tàu qua xe đạp là: t    10s v2  v0  15 Phương trình chuyển động xe máy là: x1 = v1t Phương trình chuyển động xe đạp là: x2 = L – v2t Khoảng cách xe đạp xe máy tàu qua xe đạp là: d= x1 -x = (v1 +v2 )t - L =50m 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 2: (2,0 điểm) a) (1,0 điểm) q Giả sử bình bình hạ nhiệt độ tới 30 chúng tỏa nhiệt 0,25 2 lượng là: Q1  q(90  30)  q(60  30)  60q (1) 3 Sau vài lần rót từ bình sang bình khác, gọi nhiệt độ chất lỏng bình t Nhiệt dung bình 2q, nhiệt dung chất lỏng bình q, 0,25 q q q bình bình là: 2q - (q + )  2 Gọi nhiệt dung chất lỏng bình Giả sử bình hạ nhiệt độ tới 30 chúng tỏa nhiệt lượng q q q là: Q2  q (68  30)  (54  30)  (t  30)  35q  t (2) 2 Vì trao đổi nhiệt với bình môi trường nên ta có: Q1 = Q2 q Từ (1) (2), ta có: 60q  35q  t ;  t  500 C b) (1,0 điểm) Sau nhiều lần rót rót lại nhiệt độ chất lỏng bình nhiệt độ cân chất lỏng ta trộn chất lỏng bình với nhau, gọi nhiệt độ t1 Vì trao đổi nhiệt với bên nên ta có: 2 q(t1  30)  q(t1  60)  q(t1  90)  3 Giải phương trình ta t1 = 60 Câu 3: (2,5 điểm) (1,0 điểm) Ta có sơ đồ mạch điện là: 0,25 0,25 0,5 0,25  R //( R ntĐ) ntR  //( R ntR ) nt R R3đ = R3+Rđ = 21+3 = 24(  ); R13đ = R1 R3d 12.24   8  R1  R3d 12  24 R123đ = R13đ+R2 = 8+4 = 12(  ); R45 = R4 +R5 =18+6 = 24(  ); R R 12.24 R12345 d  123d 45      ; Rm = R12345d + R6 = 8+4 = 12 (  ) R123d  R45 12  24 U 18 + Dòng điện chạy qua mạch là: I    1,5 (A) Rm 12 + Khi đó: UNF = I R12345d = 1,5.8 = 12 (v) = U45 = U123đ ; + Dẫn đến I45 = 0,25 0,25 U 45 12 U 12   0,5 (A) =I4 = I5; I123đ = 123d   (A) = I13đ R45 24 R123d 12  U13đ = I13đ.R13đ = 1.8 = (v) = U3đ + Do đó: I3đ = U 3d   (A) = I = Iđ R3d 24 + Vậy số ampe kế là: IA = I3 + I5 = + Lại có: U3 = I3.R3 =  0,5  (A) 0,25 21 = (V); U5 = I5.R5 = 0,5.6 = (V) + Số vôn kế là: UV = UED = U3 – U5 = – = (V) 1 + Công suất tiêu thụ đèn là: Pđ = Iđ Rđ =    (W) 3 0,25 0,25 (1,5 điểm) R5 M D R4 R1 CA Đ R3 a) (1,0 điểm) Đặt R3 = x R2 F R6 N B E Khi đó: R3đ = R3 + Rđ = x + (  ); R13đ = R1 R3d 12. x  3    R1  R3d 15  x 12x  3 16x  96 +4= (  ); R45 =R4+R5 =18+6 =24() 15  x 15  x 16 x  96 24 R123d R45 48( x  6) 15  x   ;    R12345đ = R123d  R45 16 x  96 x  57  24 15  x 48x  6 68x  516  Rm = R12345đ + R6 = +4= ( ) x  57 x  57  R123đ = R13đ +R2 = + Dòng điện chạy qua mạch là: I = 0,25 U  x  57  = I12345đ  Rm 34 x  258 95 x  57 48( x  6) 216x  6 = = U45 = U123đ 34x  258 x  57 17 x  129 216x  6 U 45 17 x  129 9( x  6)   + Dẫn đến I45 = = I4 = I5 R45 24 17 x  129 216 x   U 123d 2715  x   17 x  129  I123đ = = I13đ 16 x  96 R123d 2(17 x  129) 15  x 162x  3 2715  x  12.x  3  U13đ = I13đ.R13đ = = = U3đ 17 x  129 2(17 x  129) 15  x 162x  3 U 3d 17 x  129 162   + Do đó: I3đ = = I = Iđ R3d x3 17 x  129 162 9( x  6) + Lại có: U3 = I3.R3 = x; U5 = I5.R5 = 17 x  129 17 x  129 + Khi : UNF = I.R12345đ = + Số vôn kế là: 162x 54x  324 108x  324 (V)   17 x  129 17 x  129 17 x  129 Số vôn kế lớn x = R3 = 30 (  ) 108x  324 108.30  324  UED =   4,56 (V) 17 x  129 17.30  129 UED = U  U  0,25 0,25 0,25 b) (0,5đ) Công suất tiêu thụ R3 là:      162  162  162    P3 = I3 R3 =     (W)  x   129  17 129  17 x  129     17 x   x   0,25  162  Vậy: PMax =    (W);  17.129  Xảy 17 x  129 0,25 x ;  x = R3  7,6(  ) Câu 4: (1,5 điểm) a) (1,0 điểm) Đặt CM = x(m) DM = 90 - x(m) Vì vA = 2vB nên để đến M lúc AM = 2MB ta có: 802 +x =  40  (90  x)  Giải phương trình, ta được: x1 = 180m (loại x > CD) x2 = 60m Vậy điểm M phải cách C 60m A b) (0,5 điểm) Thời gian lượt chơi nhỏ B khi: (AM+MB)min Lấy A’ đối xứng với A qua xx’ C Ta có: (AM+MB) = (A’M+MB) D x M  (A’M+MB)min A’, M, B thẳng hàng 40 DM BD Ta có: = = (1) A’ CM A' C 80 Mà: DM + CM = DC = 90(m) (2) Từ (1) (2) giải được: CM = 60m Vậy điểm M cách C 60m 0,5 0,25 0,25 x’ 0,25 0,25 Câu 5: (2,0 điểm) 1) (1,0 điểm) Vẽ hình (H.1) B I F’ A A1 0,25 O (H.1) B1 A1B1 OA1  3 AB OA A B OA  OF' Và OF’I đồng dạng A1F’B1  1   3; AB OF '  OA1  4OF '  60cm;  OA  20cm Vậy, khoảng cách từ vật đến thấu kính là: d1 = 20cm 2) (1,0 điểm) a) (0,5 điểm) A B OA A B OA  OF' Ta có: 2   2   AB OA AB OF ' Suy ra: d2’= 22,5cm; d2 = 45cm Vậy, phải dịch chuyển TK xa vật đoạn: d2 – d1 = 25cm b) (0,5 điểm) Khoảng cách vật ảnh thật là: L  d  d ' Vị trí thứ 1: d1 = 20cm; L1 = d1 + d1’ = 80cm Vị trí thứ 2: d2 = 45cm; L2 = d2 + d2’ = 67,5cm d ' d ' f df d d ' Ta có: ; Ld  ;  d  Ld  Lf   ; d '  d d' d f d f Để phương trình có nghiệm:   L  Lf  0;  L  f  Lmin  f  60cm Khi dịch chuyển vật từ vị trí đến vị trí ảnh dịch chuyển quãng đường: s  L1  Lmin  L2  Lmin  27,5cm Ta có: A1OB1 đồng dạng AOB  0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 ... 1:…………………… Chữ kí giám thị 2:……………………… SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2016- 2017 MÔN: VẬT LÝ (Hướng dẫn chấm gồm trang) Câu 1: (2,0 điểm) a) (1,0 điểm)...  1 29 162 9( x  6) + Lại có: U3 = I3.R3 = x; U5 = I5.R5 = 17 x  1 29 17 x  1 29 + Khi : UNF = I.R12345đ = + Số vôn kế là: 162x 54x  324 108x  324 (V)   17 x  1 29 17 x  1 29 17 x  1 29 Số... 17 x  1 29  I123đ = = I13đ 16 x  96 R123d 2(17 x  1 29) 15  x 162x  3 2715  x  12.x  3  U13đ = I13đ.R13đ = = = U3đ 17 x  1 29 2(17 x  1 29) 15  x 162x  3 U 3d 17 x  1 29 162 