PHÒNG GD ĐT TĨNH GIA PHÒNG GD ĐT THỊ XÃ NGHI SƠN ĐỀ SỐ 1 ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2020 2021 Môn thi Vật lí Thời gian làm bài 150 phút Ngày thi 14/10/2020 Câu 1 (3 điểm) Trê[.]
Trang 1PHÒNG GD - ĐT THỊ XÃ NGHI SƠN
ĐỀ SỐ 1
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2020-2021 Môn thi: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút
Ngày thi: 14/10/2020
Câu 1: (3 điểm)
Trên một tuyến đường xe buýt thẳng, các xe buýt chuyển động đều theo một chiều và cách đều nhau 5km Một người đi xe đạp chuyển động thẳng đều trên tuyến đường này Ban đầu tại thời điểm t=0, người đi xe đạp gặp xe buýt thứ nhất, đến thời điểm t=1h, người này gặp xe buýt thứ
12 Nếu người đi xe đạp đi theo chiều ngược lại với ban đầu thì tại thời điểm t=0, người đi xe đạp gặp xe buýt thứ nhất, đến thời điểm t=1h, người này gặp xe buýt thứ 6 Hỏi nếu người này đứng yên bên đường thì trong một giờ tính từ thời điểm gặp xe buýt thứ nhất, người này còn gặp bao nhiêu xe buýt nữa? Bỏ qua kích thước của xe buýt và xe đạp
Câu 2 (2 điểm):
Thanh AB đồng chất, tiết diện đều có thể quay quanh
trục quay đi qua A và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ
Hai vật có khối lượng m1=1kg, m2=2kg được treo vào
điểm B bằng hai sợi dây (Hình vẽ) Ròng rọc C nhẹ,
AB=AC, khối lượng thanh AB là 2kg Tính góc α khi hệ
cân bằng Bỏ qua ma sát ở các trục quay
Câu 3 (4 điểm): Một bình trụ cách nhiệt được đặt thẳng đứng, bên trong đã có chứa sẵn nước
đến độ cao bằng h0=20cm và ở nhiệt độ ban đầu là t0=200C Bình nước này được dùng để làm nguội những quả trứng giống nhau lấy ra từ một nồi nước nóng có nhiệt độ ổn định Khi thả quả trứng vào bình hình trụ thì thấy các quả trứng nằm lơ lửng trong nước Sau khi thả 6 quả trứng thì nhiệt độ cân bằng của nước trong bình là 300C Thả thêm 4 quả trứng nữa thì nhiệt độ cân bằng là 350C Xem rằng chỉ có trao đổi nhiệt giữa nước trong bình và các quả trứng, nhiệt độ ban đầu của các quả trứng là giống nhau, nước từ nồi nước nóng bám vào các quả trứng là không đáng kể
a Xác định nhiệt độ ban đầu của các quả trứng?
b Nhiệt độ cân bằng sau khi đã thả tổng cộng 20 quả trứng?
c Biết rằng sau khi đã thả tổng cộng 20 quả trứng, mực nước trong bình dâng cao đến 45cm Tìm nhiệt dung riêng trung bình của các quả trứng Biết nhiệt dung riêng của nước bằng 4200J/kg.K
Câu 4 (5 điểm):
Cho mạch điện như hình vẽ Đặt vào mạch điện hiệu điện thế
U = 2V, các điện trở R0 = 0,5Ω; R1 = 1Ω; R2 = 2Ω; R3 = 6Ω;
R4 = 0,5Ω; R5 là một biến trở có giá trị lớn nhất là 2,5Ω
Bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối
1.Điều chỉnh để R5 = 1,5Ω Tìm cường độ dòng điện chạy trong
mạch chính
2.Thay đổi giá trị của R5, xác định giá trị của R5 để:
a Ampe kế A chỉ 0,2A
b Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất
A
-+
A
R4
R1
R0
R5
R3
R2 B D
C
m1
m2 B
C
Trang 2Câu 5 (4 điểm): Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào nhau và hợp với nhau một góc
α = 600 Một điểm sáng S nằm trên đường phân giác Ox của 2 gương, cách cạnh chung O một khoảng R=5cm (như hình vẽ)
a) Trình bày cách vẽ và vẽ một tia sáng phát ra từ S
sau khi phản xạ lần lượt trên G1, G2 lại truyền qua S
b) Gọi S1, S2 lần lượt là ảnh đầu tiên của S qua G1,
G2 Tính khoảng cách giữa S1 và S2
c) Cho S di chuyển trên Ox ra xa O với vận tốc 0,5m/s
Tìm tốc độ xa nhau của S1 và S2
Câu 6(2 điểm): Một vật bằng đồng bên trong rỗng, thả vào cốc nước thì chìm Với dụng cụ
gồm lực kế và cốc nước, hãy xác định thể tích phần rỗng
Trang 3
-HẾT -PHÒNG GD - ĐT THỊ XÃ NGHI SƠN
ĐỀ SỐ 1
ĐÁP ÁN THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2020-2021 Môn thi: Vật lí
Câu 1:
3 điểm
Theo bài ra: Lần đầu người đi xe đạp đi ngược chiều với xe buýt (do
số lần gặp nhau nhiều hơn), trường hợp sau là cùng chiều (do số lần gặp nhau ít hơn) Gọi v1 và v2 lần lượt là tốc độ của xe buýt và xe đạp 0,5
+ Lần đầu, thời gian để xe đạp gặp xe buýt tính từ lúc gặp xe buýt trước đó:
1 2
11
+
0,5
+ Lần sau, thời gian để xe đạp gặp một xe buýt tính từ lúc gặp xe buýt trước đó:
1 2
5
−
Từ (1) và (2) ⇒v1=40(km/h)
0,5
+ Nếu xe đạp đứng yên thì thời gian để xe đạp gặp một xe buýt tính từ
lúc gặp xe buýt trước đó là:
1
5 1 ( ) 8
v
0,5
+ Trong 1 giờ, nếu xe đạp đứng yên trên đường, tính từ thời điểm gặp
xe buýt thứ nhất sẽ gặp thêm:
1 8 1 8
t n t
∆
0,5
+ Vậy trong 1 giờ, nếu xe đạp đứng yên trên đường, tính từ thời điểm gặp xe thứ nhất sẽ gặp thêm 8 xe nữa
0,5
Câu 2:
2 điểm
Biểu diễn các lực như hình vẽ, xác định được các cánh tay đòn của lực
0,5
A
B
m1
m2
α/2 2
1
P2
P r
K
H I
Trang 4Bài Nội dung Điểm
P.AH+P1.AI=P2.AK (1)
2
os( ) os(180 )
0,5
2
2
cos
=
P AB P AB
2
cos α = − α
0,5
Câu 3:
4 điểm
a Gọi q1, q2 tương ứng là nhiệt lượng cần truyền để làm nóng thêm
10C cho bình nước và cho mỗi quả trứng Gọi nhiệt độ ban đầu của các
quả trứng là t
0,5
PT cân bằng nhiệt khi thả 6 quả trứng:
1 ( 1 0 ) 6 ( 2 1 ) 1 (30 20) 6 ( 2 30) 10 1 6 ( 2 30)(1)
0,5
PT cân bằng nhiệt khi thả 10 quả trứng:
1 ( 2 0 ) 10 ( 2 2 ) 1 (35 20) 10 ( 2 35) 15 1 10 ( 2 35)(2)
0,5
Chia 2 về của (2) cho (1) ta được:
0
5( 35)
3( 30) 30
t
t
−
−
⇒ =
0,5
b PT cân bằng nhiệt khi thả tổng cộng 20 quả trứng:
0
1 ( 20 0 ) 20 ( 2 20 ) 1 ( 20 20) 20 (80 2 20 ) 20 44
1,0
c Vì trứng nằm lơ lửng nên tỉ số giữa khối lượng 20 quả trứng và khối
lượng nước bằng tỉ số độ cao dâng thêm và độ cao cột nước ban đầu:
25 5
20 4
−
Viết lại PT cân bằng nhiệt ở câu b:
1 n( 20 20) 20 tr(80 20 ) tr 2240( / )
0,5
0,5 Câu 4:
5 điểm
1 Tìm
cường
độ dòng
điện trong mạch chính khi R 5 =1,5Ω Ta có mạch điện như hình vẽ, khi đó mạch
gồm: [ (R 4 ntR 5 )//R 1 ] nt(R 2 //R 3 )ntR 0
0,5
Điện trở tương đương của đoạn mạch MC là:
4 5 1
4 5 1
( ) (0,5 1,5).1 2
( ) 0,5 1,5 1 3
MC
R
0,5
Trang 5Bài Nội dung Điểm
Điện trở tương đương của đoạn mạch CN là:
2 3
0
2 3
0,5 2( )
CN
R R
R R
+
Điện trở tương đương của đoạn mạch MN là:
2 ( )
MN MC CN
Cường độ dòng điện trong mạch chính là:
2 0,75( ) 8
3
MN
MN
U
R
0,5
2 a Xác định R 5 để ampe kế chỉ 0,2A
• Vẽ lại mạch điện như hình vẽ
• Ký hiệu điện trở đoạn AC là x
= 0,5 + R 5
Điện trở toàn mạch là
3 2
3
1
1 0
2
R R
R R x R
x R R
R tm
+
+ + +
=
Thay số: R tm = 2 3 2
+
Cường độ dòng điện mạch chính:
( )
2 3
1 2
+
+
=
=
x
x R
U I
tm
0,5
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AC là: 145 1 2
1
AC
TM
x
x
x
+
+ +
Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(chứa x):
2 3
2
+
=
x
I x
0,5
Cường độ dòng điện I 23 là:
( )
23 023
2
x
x x
x
+
+
Hiệu điện thế U 23 là: 23 23 23 ( ) ( )
Cường độ dòng điện qua R 3 là: 3 23 ( )
3
1
2 3 2
I
+
+
0,5
Xét tại nút C: I A = I x – I 3 ⇒ ( ) 2(3 2) 0,2
3 2
3 2
1 2
3
+
−
= +
+
− +
=
x
x x
x x
(do I x ≥I3)
Giải phương trình trên ta được x = 1Ω ⇒ R 5 = 0,5Ω
0,5
2 b Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất
−
Trang 6Bài Nội dung Điểm
4
A
I
x
−
+ + + + +
• Nhận thấy I A max ⇔ x min ⇒ x min = 0,5Ω ⇒ R 5 = 0
Thay vào I A ta được I A max= 0,357A
0,5
Câu 5:
4 điểm a Hình vẽ:
0,5
Cách dựng: -Lấy S1 đối xứng với S qua G1 , S’
1 đối xứng với S1 qua
G2
=> S1 là ảnh của S qua G1, S’
1 là ảnh của S1 qua G2
- Nối S’
1 với S cắt G2 tại H , nối S1 với H cắt G1 tại K Nối K với H ta được SKHS là đường truyền của tia sáng cần dựng
0,5
Xét tam giác cân OSS1 có SOS· 1= 600 => Tam giác OSS1 đều
SS1=OS=R
Nối S1 với S2 cắt OS tại I => OS vuông góc với SS1
Xét tam giác vuông ISS1 có IS S· 1 = 300 => IS = 1
2SS1=
2
R
0,5
3
c Nhận xét: Khi S chuyển động đều ra xa O với vận tốc v thì khoảng
cách giữa S1 và S2 tăng dần, giả sử ban đầu S ≡ O => S1 ≡S2 ≡ O.
Sau khoảng thời gian t (s) dịch chuyển thì S cách O một đoạn
OS = a (m) = > t = a
v
0,5
Từ kết quả phần b => Sau khoảng thời gian t (s) thì S1 cách S2 một 0,5
Trang 7Bài Nội dung Điểm
đoạn là: S1S2 = a 3 (m)
Vậy tốc độ xa nhau của S1 và S2 là :
2
0,5
Câu 6:
2 điểm
Treo vật vào lực kế, xác định được trọng lượng P của vật Gọi V, Vo lần lượt là thể tích toàn phần và thể tích phần rỗng
.10
P
D
0,5
Nhúng vật treo ở lực kế thì lực đẩy Acsimet tác dụng vào vật:
0
0
.10
A A
F
D
Số chỉ của lực kế: P’ = P – FA ⇒FA = P – P’ (3)
0,5
Từ (2), (3) suy ra:
'
0 10
P P V
D
−
Thay vào (1) ta được:
' 0
1
10 10
Chú ý: Nếu học sinh làm theo cách khác mà đúng thì vẫn được điểm tối đa.
