Cùng lúc đĩ, một người đi xe đạp từ Vũng Tàu về TPHCM.. Xem chuyển động của taxi, xe đạp là đều và khoảng cách giữa TPHCM và Vũng Tàu là 120km, tìm vận tốc của taxi và của xe đạp.. Bài
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
QUẬN TÂN BÌNH
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI TUYỂN HỌC SINH GIỎI QUẬN.
Mơn thi : VẬT LÝ Năm học: 2009-2010.
Thời gian làm bài: 150 phút
Bài 1: (3đ) Một nồi nhơm nặng 0,5kg đựng 6kg nước đá đang ở nhiệt độ -5oC Để làm nĩng chảy hồn tồn khối lượng nước đá ở trong nồi nhơm ở 0oC thì cần phải cung cấp nhiệt lượng bao nhiêu? Bỏ qua
sự trao đổi nhiệt giữa hệ với mơi trường ngồi
Cho biết nhiệt dung riêng của nhơm là cnhơm= 880J/(kg.K), của nước cnđ = 1800J/(kg.K) và nhiệt nĩng chảy của nước đá là λ = 3,4.105J/kg
Bài 2 : (3 điểm) Lúc 6 giờ sáng, một taxi đi từ TPHCM về Vũng Tàu Cùng lúc đĩ, một người đi xe
đạp từ Vũng Tàu về TPHCM Họ di chuyển ngược chiều nhau và gặp nhau lúc 7 giờ 15 phút Sau đĩ taxi tiếp tục đi về Vũng Tàu và quay lại TPHCM ngay lập tức với vận tốc cũ Taxi gặp lại người đi xe đạp sau 37 phút 30 giây kể từ lần gặp trước Xem chuyển động của taxi, xe đạp là đều và khoảng cách giữa TPHCM và Vũng Tàu là 120km, tìm vận tốc của taxi và của xe đạp
Bài 3 : (3 điểm) Một khối gỗ hình lập phương cạnh 12cm được thả vào hồ nước sâu Cho Dg = 800 kg/m3 và Dnc = 1000 kg/m3
a) Tìm chiều cao phần nổi của khối gỗ trong hồ nước
b) Thay khối gỗ bằng một ống sắt rỗng hình trụ, một đầu hở, đầu kia - gọi là đáy - được bịt kín bằng một miếng sắt mỏng cĩ khối lượng khơng đáng kể Tiết diện thẳng vành ngồi của ống là S1 = 10cm2, của vành trong là S2 = 9cm2 Người ta thả ống sắt này vào trong một hồ nước sao cho phần đáy ống sắt quay xuống dưới Cho Ds = 7800kg/m3 Hãy xác định chiều cao phần nổi của ống sắt khi ống sắt ở trong hồ nước
Bài 4 : (4 điểm)
Ghép 2 gương phẳng G1, G2 cĩ các mặt phản xạ hướng vào
nhau hợp thành một gĩc 120o Nguồn sáng S đặt giữa và cách
đều 2 gương
a) Hỏi hệ 2 gương trên cho bao nhiêu ảnh của S? Vẽ hình
b) Ghép thêm gương phẳng G3 sao cho gĩc hợp bởi từng 2
gương vẫn là 120o Nguồn sáng S đặt giữa và cách đều 3 gương
(hình vẽ) Hỏi hệ 3 gương cho bao nhiêu ảnh của S? Vẽ hình
Để trơng thấy tất cả các hình của S cùng một lúc thì mắt phải
đặt ở vùng nào?
Bài 5 : (4 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ bên Hiệu điện thế của
nguồn là U = 6V khơng đổi Các ampe kế là lí tưởng
Các dây nối và khĩa K cĩ điện trở khơng đáng kể Biết
R1 = 6Ω, R2 = 4Ω, R4 = 3Ω và R5 = 6Ω
a) Khi khĩa K mở, ampe kế A1 chỉ 0,5A Tìm độ lớn
điện trở R3
b) Tìm số chỉ của các ampe kế khi khĩa K đĩng
Bài 6: (3 điểm) Một nhiệt lượng kế bằng nhơm nặng 1,5kg đựng 12kg nước đang ở 32oC Người ta thả vào nhiệt lượng kế một khối nước đá nặng 2kg đang ở nhiệt độ -5oC Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với mơi trường ngồi
a) Hỏi khối nước đá đĩ cĩ tan hết khơng? Giải thích? Tìm nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt b) Nếu người ta khơng thả khối nước đá vào nhiệt lượng kế mà thả vào đĩ một quả cầu bằng sắt đặc, cĩ bán kính R = 5cm, đang ở nhiệt độ 90oC thì khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hệ là bao nhiêu? Cho cn = 880J/(kg.K), cnđ = 1800J/(kg.K), cnc = 4200J/(kg.K), cs = 460J/(kg.K), Ds = 7800kg/m3 và nhiệt nĩng chảy của nước đá là λnđ = 3,4.105 J/kg
HẾT
R1
+
• -•
S
G1
G2
G3
Trang 2UBND QUẬN TÂN BÌNH
PHỊNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP QUẬN.
ĐÁP ÁN MƠN VẬT LÝ
Năm học : 2009 – 2010.
Lưu ý GK khi chấm bài:
+ Vì đây là đáp án chi tiết nên GK khơng nhất thiết chấm đúng theo từng bước của đáp án.
+ HS làm theo cách khác nhưng đúng kết quả, trình bày hợp lý vẫn đạt điểm tối đa.
+ Ch trọng cách thể hiện trí lực ( tư duy, suy luận và mạch làm bài) của học sinh.
Bài 1: (3đ)
Nhiệt lượng cần cung cấp để làm tan hồn tồn khối nước đá:
Qnhơm= mnhơmcnhơm (t2-t1) = 0,5.880[0 – (-5)]= 2 200 (J)
Qnướcđá = mnướcđácnướcđá (t2-t1) + mnướcđáλnướcđá= 6.1800[0 – (-5)] + 6 3,4.105= 2094000 (J)
Q = Qnhơm + Qnướcđá = 2 200 + 2 094 000 = 2 096 200 (J)
Bài 2: (3đ)
Gọi v1 là vận tốc của ơtơ; v2 là vận tốc của người đi xe đạp
Ơtơ gặp xe đạp lần đầu: (v1 + v2 )5
4= 120 (1) Quãng đường ơtơ đi trong 37 phút 30 giây: s’1 +s’’1 = v1
5 8
Mà s’1 = s2 và s’’1 =s2 +s’2
⇒ s’1 +s’’1 = s2 + (s2 +s’2) ⇔ v1
5
8 = 2 v2
5
4+ v2
5
8 ⇒ v1= 5 v2 (2)
Từ (1) và (2) ta cĩ v1 = 80 km/h và v2 = 16 km/h
Bài 3: (3đ)
a/ Khối gỗ lơ lửng trong nước, nghĩa là:
FA = P ⇔ dnước a2.hchìm = dgỗ.a3
⇔ 10 103 hchìm = 8 103.12.10-2
⇒ hchìm= 0,096 (m) = 9,6 (cm)
Chiều cao phần nổi: h = a- hchìm= 12 - 9,6 = 2,4 (cm)
b/ Khối sắt lơ lửng trong nước, nghĩa là:
FA = P Với: FA = dnước.Vchìm = dnước.S1.hchìm
P = dsắt.Vsắt = dsắt (S1-S2) h
⇔ dnước S1.hchìm = dsắt (S1-S2) h
⇔ 10.103 10.10- 4 hchìm = 78.103(10 – 9) 10- 4 20.10- 2
⇒ hchìm= 0,156 (m) = 15,6 (cm)
Chiều cao phần nổi: hnổi = h- hchìm= 20 - 15,6 = 4,4 (cm)
Bài 4: (4đ)
1 1 1
1
1 1
0,5 0,5
0,5 0,5
0,5 0,5
s1
s’1 s’’1
s2 s’2
TPHCM
V.Tàu
Trang 3a/ a/ Hệ 2 gương
Cho 2 ảnh
Vẽ đúng
- Cho 6 ảnh (hoặc được 5 ảnh)
- Vẽ đúng
- Mắt phải đặt trong hình thoi ABCS
Bài 5: (4đ)
a/ Khi K mở: R4 nt [ (R1 nt R3) // R2 ] nt R5
1 0,5
1 1 0,5
0,5
S
G1
G2
G1
G2
G3
S2
S13
S31
S313 S131
A
B
C
S
Trang 4Rtd = R4+ R5 = 1 3 2
(R R R)
+ + + = 3+6 +
3
3
(6 ).4
R R
+ + + = 9 +
3
3
(6 ).4 10
R R
+ + (1) Mặt khác Rtd = 6 12( )
0,5
U
I = = Ω (2)
Từ (1) và (2) 9 + 3
3
(6 ).4 10
R R
+ + = 12 ⇒ R3 = 6 (Ω) b/ Khi K đĩng: { [ ( R1 // R4 ) nt R2 ] // R3 nt R5 ⇒ R’tđ = 9 (Ω)
CĐDĐ qua mạch chính: Ic = '
( )
td
U
A
R = = Số chỉ của A1 là 2
3(A)
UAB = Ic RAB = 2
3.3 = 2 (V)
IACB = IAC = I2 = ACB 26 13( )
ACB
U
A
R = = ⇒ IAC = 1
3 (A)
UAC = IAC RAC = 1
3.2 =
2
3 (V) ⇒ U4 = 2
3 (V)
I4 = 4
4
2
( ) 2
U
A
Số chỉ của A2 là IA2 = Ic – I4 = 2 2 4( )
3 9− =9 A hoặc IA2 = I1 + I3 = 1 1 4( )
9 3 9+ = A
Bài 6: (3đ)
a/ Giả sử khối nước đá vừa tan hết, nhiệt độ của hệ là t = 0oC
Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước tỏa ra khi giảm từ 32oC xuống 0oC:
Qtỏa = Qnhơm + Qnước = ( mnhcnh + mncn) ( t1 –t) = ( 1,5.880 + 12.4200)(32- 0) = 1 655 040 (J)
Nhiệt lượng do nước thu vào để tăng từ -5oC lên đến 0oC và tan hồn tồn:
Qthu = mnđá cnđá (t – t2) + mnđá.λnđá = 2 1800 [ 0 – ( -5)] + 2 340 000 = 698 000 (J)
Ta thấy Qtỏa > Qthu nên nước đá khơng những tan hết mà cịn cĩ nhiệt độ t’ > 0oC
Gọi t’(oC) là nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt và t’ > 0oC
Theo PTCBN, ta cĩ Qtỏa = Qthu
( mnhcnh + mncn) ( t1 – t’) = mnđá cnđá (t – t2) + mnđá.λnđá + mnđá cnđá (t’ – t)
( 1,5.880 +12.4200)( 32 – t’) = 2.1800[ 0 - (-5)] + 2.340000 + 2.4200 (t’- 0)
51720 (32 – t’) = 698 000 + 8400 t’
⇒ t’ = 15,9 (oC)
b/ Gọi t (oC) là nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt và t > 0oC
Theo PTCBN, ta cĩ Qtỏa = Qthu
msắtcsắt ( t2 – t) = ( mnhcnh + mncn) ( t - t1 )
Dsắt(4
3π.R3) csắt ( t2 – t) = ( mnhcnh + mncn) ( t - t1 )
7800 4
3 3,14 (5.10
- 2)3 460( 90 – t) = (1,5.880 +12.4200)( t – 32) 1877,72 ( 90 – t) = 51720 ( t – 32)
⇒ t = 34,03 (oC)
0,5 0,5 0,5 0,5
0,5
0,5 0,5
0, 5
0,5 0,5
0,5
0,5
0,5
HẾT