Đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏỉ môn: Vật lý - Năm học: 2009-2010 thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

PHÒNG GD& ĐT ĐÔNG HÀ ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎỈ TRƯỜNG THCS NGUYỄN HUỆ Môn: VẬT LÝ- Năm học: 2009-2010 Thời gian:150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1:(3.5điểm) Một cầu thang cuốn đưa hành khách từ tầng trệt lên tầng lầu trong siêu thị. Cầu thang trên đưa một người hành khách đứng yên lên lầu trong thời gian t1 = 1 phút. Nếu cầu thang không chuyển động thì người hành khách đó phải đi mất thời gian t2 = 3 phút. Hỏi nếu cầu thang chuyển động, đồng thời người khách đi trên nó thì phải mất bao lâu để đưa người đó lên lầu. Câu 2: (3.5điểm) Một thanh mảnh, đồng chất, phân bố đều khối lượng có thể quay quanh trục o ở phía trên. Phần dưới của thanh nhúng trong nước, khi cân bằng thanh nằm nghiêng như hình vẽ, một nửa chiều dài nằm trong nước. Hãy xác định khối lượng riêng của chất làm thanh đó. O Câu 3: (3.5 điểm) Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa khối lượng m1 = 2kg nước ở t1 = 20oC, bình 2 chứa khối lượng m2 = 4kg nước ở t2 = 60oC. Người ta rót một lượng nước có khối lượng m từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt người ta lại rót một lượng nước m như thế từ bình 2 sang bình 1. Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t1’ = 21,950C (bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường và việc múc nước). Tìm nhiệt độ cân bằng t2’ ở bình 2 và m. Nếu tiếp tục thực hiện rót nước lượt thứ hai như trên, tìm nhiệt độ cân bằng của mỗi bình. Câu 4: (4.5 điểm) Ba gương phẳng (G1), (G21), (G3) được lắp thành một lăng trụ đáy tam giác cân như hình vẽ Trên gương (G1) có một lỗ nhỏ S. Người ta chiếu một chùm tia sáng hẹp qua lỗ S vào bên trong theo phương vuông góc với (G1). Tia sáng sau khi phản xạ lần lượt trên các gương lại đi ra ngoài qua lỗ S và không bị lệch so với phương của tia chiếu đi vào. Hãy xác định góc hợp bởi giữa các cặp gương với nhau Câu 5: (5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ trong đó hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch không đổi là U = 7V, các điện trở R1 = 3, R2 = 6. AB là một dây dẫn điện chiều dài = 1,5m, tiết diện không đổi S = 0,1mm2, điện trở suất = 4. 10-7m, điện trở các dây nối và của ampe kế (A) không đáng kể. Tính điện trở của dây AB. Dịch chuyển con chạy C tới vị trí sao cho chiều dài AC = CB, tính cường độ dòng điện qua ampe kế. Xác định vị trí C để dòng điện qua ampe kế từ D đến C có cường độ A PHÒNG GD& ĐT ĐÔNG HÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎỈ TRƯỜNG THCS NGUYỄN HUỆ Môn: VẬT LÝ- Năm học: 2009-2010 Thời gian:150 phút(Không kể thời gian giao đề) Bài 1 (3,5đ) Gọi v1: vận tốc chuyển động của thang ; v2 : vận tốc người đi bộ. (0,25đ) Nếu người đứng yên còn thang chuyển động thì chiều dài thang được tính: (0,25đ) s = v1.t1 ( 0,5đ) Nếu thang đứng yên, còn người chuyển động trên mặt thang thì chiều dài thang được tính: (0,25đ) (0,5đ) Nếu thang chuyển động với vận tốc v1, đồng thời người đi bộ trên thang với vận tốc v2 thì chiều dài thang được tính: (0,25đ) (0,5đ) Thay (1), (2) vào (3) ta được: (1,0đ) C©u 2: (3,5đ) FA P Khi thanh cân bằng, các lực tác dụng lên thanh gồm: Trọng lực P và lực đẩy Acsimet FA (hình bên). (0,5đ) Gọi là chiều dài của thanh. Ta có phương trình cân bằng lực: (1) (1,0đ) Gọi Dn và D là khối lượng riêng của nước và chất làm thanh. M là khối lượng của thanh, S là tiết diện ngang của thanh. (0,25đ) Lực đẩy Acsimet: FA = S..Dn.10 (2) (0,25đ) Trọng lượng của thanh: P = 10.m = 10..S.D (3) (0,25đ) Thay (2), (3) vào (1) suy ra: S.l.Dn.10 = 2.10..S.D (0,25đ) Þ Khối lượng riêng của chất làm thanh: D = Dn (0,5đ) Học sinh biểu biễn đúng các lực tác dụng lên thanh (như hình vẽ) (0,5đ) Câu 3: (3.5 điểm) a, Rót lần 1: Từ bình 1 sang bình 2, khi đó lượng nước m toả nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 xuống t2’, còn nước trong bình 2 thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t2 đến t2’ , ta có phương trình cân bằng nhiệt: (0,25đ) mc(t’2 – 20) = m2c(60 – t’2) (0,25đ) ó mt’2 – 20m = 240 – 4t’2 ó (m + 4)t’2 – 20m = 240 (1) (0,25đ) Từ bình 2 sang bình 1, khi đó lượng nước trong bình 1 toả nhiệt để hạ nhiệt độ từ t1 xuống t1’, còn lượng nước m thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ t2’ đến t’1 = 21,95oC, ta có lại có phương trình cân bằng nhiệt: (0,25đ) (m1 – m)c(21,95 - 20) = mc(t’2 – 21,95) (0,25đ) ó (2 - m).1,95 = mt’2 – 21,95m ó m t’2 – 20m = 3,9 (2) (0,25đ) Từ (1) => t’2 = (*) thay vào (2) ta có: (0,25đ) ó 240m +20m2 – 20m2 – 80m = 3,9m +15,6 (0,25đ) ó 156,1 m = 15,6 ó m » 0,1kg (0,25đ) Thay m » 0,1 vào (*) ta có t’2 = 59oC Vậy t’2 = 59oC và m = 0,1kg (0,25đ) a, Rót lần 2: Khi đó nhiệt độ ở bình 1 là t’1 = 21,950C, ở bình 2 là t’2 = 590C. Rót lượng nước m = 0,1kg từ bình 1 sang bình 2 khi đó nhiệt độ cân bằng là t ta có: mc(t – 21,95) = m2c(59 - t) (0,25đ) ó 0,1t – 2,195 = 236 – 4t ó 4,1t = 238,195 ó t = 58,10C (0,25đ) Rót lượng nước m = 0,1kg ở t = 58,1oC từ bình 2 sang bình 1 khi đó nhiệt độ cân bằng nhiệt là t’ ta có: (m1 – m)c(t’ – 21,95) = mc(58,1– t’) (0,25đ) ó (2 – 0,1)(t’ – 21,95) = 0,1(58,1 – t’) ó 1,9 t’ – 41,705 = 5,81 – 0,1t’ ó 2t’ = 47,515 ó t’ = 23,760C (0,25đ) Vậy sau khi rót lần 2 từ bình 1 sang bình 2 thì nhiệt độ cân bằng là t = 58,10C Từ bình 2 sang bình 1 thì nhiệt độ cân bằng là t’ = 23,760C. Câu 4: (4.5 điểm) Học sinh vẽ hình chính xác như hình vẽ (1,0đ) Vì sau khi phản xạ lần lượt trên các gương, tia phản xạ ló ra ngoài lỗ S trùng đúng với tia tới chiếu vào. Điều đó cho thấy trên từng mặt phản xạ có sự trùng nhau của tia tới và tia ló. Điều này chỉ xảy ra khi tia KR tới gương G3 theo hướng vuông góc với mặt gương. (0.5điểm) Trên hình vẽ ta thấy : Tại I : = (0,25đ) Tại K: (0,25đ) Mặt khác = (0,25đ) Do KR^BC (0,25đ) Þ (0,25đ) Trong DABC có (0,25đ) Û (1,0đ) (0,5đ) Câu 5: Điện trở của dây AB : R = = (). (0,5đ) Hình 3 Khi dịch cuyển C để AC = CB tức AC = AB . (0,25đ) Gọi điện trở của đoạn dây AC là RAC, điện trở của đoạn dây CB là RCB. (hình 3) (0,25đ) Do dây đồng chất, tiết diện đều nên ta có: RAB = RAB =6 = 2(). (0,25đ) RCB = 6 - 2 = 4(). (0,25đ) Để ý thấy = ( vì ) nên mạch cầu cân bằng. (0,5đ) UDC = 0 Dòng điện không đi qua ampe kế hay Ia = 0 (0,5đ) C) Xét nút D: (Hình vẽ 3) Dòng điện I1 đi tới nút D; I2 và Ia =A đi ra khỏi nút D Ta có I 1= I2 + Ia I2 = I1 - Ia = I1 - A (0,25đ) Vì am pe kế có điện trở không đáng kể hay Ra. Ta có thể vẽ lại mạch điện như hình 4. Hình 4 Từ sơ đồ mạch ta có : (*) (0,25đ) *Giải theo phương trình thế: UMN = UMD + UDN = 7 (0,25đ) I1R1 + I2R2 = 3I1 + 6(I1 - ) = 7 I1 = 1A (0,25đ) UMD = I1R1 = 3I1 = 3(V); (1) (0,25đ) UDN = 7- 3 = 4(V). (2) (0,25đ) Đặt RAC = x > 0; RCB = 6 – x > 0 (3 (0,25đ) Thay các dữ kiện ở (1), (2), (3) vào (*) ta có: (0,25đ) x2 + 15x - 54 = 0 x1 = 3; x2 = -18 (loại). Do RAC = x = 3 = RAB nên phải điều chỉnh con chạy ở vị trí chính giữa dây AB. (0,5đ) Giáo viên ra đề : Đào Công Tiến