3,0 điểm Nung nóng một thỏi đồng đặc hình lập phương cạnh a = 10 cm rồi đặt thẳng đứng vào trong một nhiệt lượng kế bằng nhôm có thành cách nhiệt, đáy là hình vuông cạnh b = 20 cm, thành
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BẮC GIANG
ĐỀ CHÍNH THỨC
(Đề thi gồm 02 trang)
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2016 – 2017 MÔN THI: VẬT LÍ - LỚP 9 Ngày thi: 21/3/2017
Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề
Câu 1 (3,0 điểm)
Một nhóm gồm 3 người dự kiến đi từ A đến B dài 33 km mà chỉ có một chiếc xe đạp, xe đạp không chở quá hai người Biết vận tốc người đi bộ là v0 = 4 km/h, nếu đi xe đạp một người thì vận tốc là v1 = 16 km/h, còn đi xe đạp hai người thì vận tốc v2 = 12 km/h
1 Cần bố trí như thế nào để cả nhóm người trên đến B với thời gian ít nhất, thời gian đó là bao
nhiêu?
2 Tính quãng đường đi bộ, đi trên xe đạp của từng người và vẽ phác hoạ đồ thị biểu diễn chuyển
động của người đèo xe đạp trên hệ trục toạ độ vuông góc Otx.
Câu 2 (3,0 điểm)
Nung nóng một thỏi đồng (đặc) hình lập phương cạnh a = 10 cm rồi đặt thẳng đứng vào trong một nhiệt lượng kế bằng nhôm có thành cách nhiệt, đáy là hình vuông cạnh b = 20 cm, thành thẳng đứng, khối lượng 200 g, rồi đậy kín Khi có sự cân bằng nhiệt, mở nắp và đổ từ từ nước có sẵn trong phòng vào nhiệt lượng kế Để mức nước trong nhiệt lượng kế ngang bằng mặt trên của thỏi đồng thì cần phải đưa vào đó 3,5 kg nước Kể từ khi bắt đầu đổ nước, sau thời gian t1 = 30 phút, nhiệt lượng kế có nhiệt độ cân bằng là
50 0C
Giả sử khi mở nắp nhiệt lượng kế, nhiệt lượng toả ra môi trường tuân theo công thức: Q = k.S.t trong đó k là hệ số truyền nhiệt ra môi trường, phụ thuộc sự chênh lệch nhiệt độ giữa hệ và môi trường, S
là diện tích tiếp xúc với môi trường, t là thời gian toả nhiệt
Biết nhiệt độ phòng thí nghiệm là 20 0C; nhiệt hóa hơi của nước ở nhiệt độ sôi là L = 2,3.106 J/kg; khối lượng riêng của đồng và của nước lần lượt là D = 8900 kg/m3, Dn = 1000 kg/m3; nhiệt dung riêng của đồng, nhôm và nước lần lượt là c1 = 380 J/kg.K, c2 = 880 J/kg.K và c3 = 4200 J/kg.K Bỏ qua sự giãn nở vì nhiệt của các vật
1 Trong quá trình cân bằng trên, hệ số truyền nhiệt ra môi trường có giá trị trung bình
k1 = 5 kW/m2 Hãy xác định nhiệt độ của thỏi đồng ngay trước khi bỏ vào nhiệt lượng kế.
2 Sau khi nước trong nhiệt lượng kế đạt trạng thái cân bằng nhiệt, hệ số truyền nhiệt ra môi trường
có giá trị trung bình k2 = 2,5 kW/m2 Tính thời gian để nhiệt độ của hỗn hợp bằng nhiệt độ môi trường kể
từ khi bắt đầu đổ nước.
Câu 3 (4,5 điểm)
1 Cho mạch điện như hình 1 Nguồn có suất điện
động E = 12 V, điện trở trong r = 1 Ω; R1 là biến trở; đèn Đ
(6 V - 6 W); các điện trở R3 = 6 Ω, R4 = 4 Ω Điều chỉnh
biến trở đến giá trị R1 = 4 Ω.
a) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và hiệu
điện thế giữa hai điểm A, B và M, N Đèn sáng thế nào?
b) Mắc vào hai điểm M, N một ampe kế có điện trở
không đáng kể (RA = 0) Tìm số chỉ của ampe kế.
c) Tháo bỏ ampe kế khỏi mạch Điều chỉnh R1 để công
suất toả nhiệt trên R1 đạt cực đại Tính giá trị R1 và công
suất cực đại đó.
2 Điện năng được truyền từ máy phát đến một xưởng sản xuất ở xa bằng dây dẫn Ban đầu xưởng
sản xuất này có 90 máy hoạt động bình thường thì công suất máy phát là P1 và hiệu suất truyền tải điện năng là 90% Vì muốn mở rộng sản xuất, nên xưởng đã nhập về thêm một số máy, do đó máy phát cần cung cấp công suất là P2, hiệu suất truyền tải điện năng bây giờ đã giảm đi 10% so với ban đầu Coi hao phí điện năng chỉ do toả nhiệt trên đường dây và công suất tiêu thụ của các máy khi hoạt động bình thường (kể cả máy mới nhập) đều như nhau Hỏi nếu giữ nguyên hiệu điện thế nơi phát thì số máy hoạt động đã nhập thêm về là bao nhiêu?
Trang 1/2
E, r
R1
Đ
R 3
R4
M
N
B A
Hình 1
Trang 2Câu 4 (2,0 điểm)
Dòng điện không đổi cường độ I = 10 A chạy qua dây dẫn rất dài được
uốn thành một vòng tròn bán kính R = 10 cm như hình 2, trong đó AC, DE là
hai nửa đường thẳng vuông góc với nhau
1 Xác định chiều của cảm ứng từ do từng phần dây gây ra tại O.
2 Xác định độ lớn và chiều cảm ứng từ tại tâm O.
Câu 5 (2,5 điểm)
Một ôtô có khối lượng m = 1,0 tấn bắt đầu chuyển động từ trạng thái
đứng yên, sau khi đi được đoạn đường nằm ngang AB dài 100 m thì đạt vận
tốc 10 m/s, lực cản trên đoạn đường này bằng 1% trọng lượng của xe Sau đó
xe tắt máy và hãm phanh để đi xuống dốc BC dài 100 m, cao 10 m thì đến
chân dốc xe có vận tốc 2 m/s Liên hệ giữa khối lượng m và trọng lượng P của ôtô là P = 10m.
1 Tính công lực cản, công do động cơ ô tô thực hiện trên đoạn AB.
2 Tính công lực cản và lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường BC.
Gợi ý:
- Động năng của vật là năng lượng mà vật có được do chuyển động có biểu thức: 1 2
W 2
d mv , trong đó m là khối lượng của vật (có đơn vị là kg) và v là vận tốc chuyển động của vật (có đơn vị là m/s).
- Độ biến thiên động năng của vật (động năng của vị trí sau trừ động năng của vị trí trước) bằng tổng các công của các lực tác dụng lên vật khi vật chuyển động trong quá trình đó
Câu 6 (3,0 điểm)
Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính,
A thuộc trục chính Ban đầu, vật sáng AB cách thấu kính một đoạn d > f , ảnh của AB tạo bởi thấu kính là A’B’ cách thấu kính một đoạn d'
1 Chứng minh công thức 1 1 1
+ =
d d' f
2 Đặt x = d - f và x' = d' - f Chứng minh rằng 2
f = x.x'
3 Từ vị trí ban đầu, nếu dịch chuyển vật dọc theo trục chính lại gần thấu kính thêm 10 cm, thì ảnh
của vật là ảnh thật và dịch chuyển ra xa thấu kính thêm 20 cm Từ vị trí ban đầu, nếu dịch chuyển vật dọc theo trục chính ra xa thấu kính thêm 5 cm, thì ảnh của vật cũng là ảnh thật và dịch chuyển lại gần thấu kính thêm 4 cm Tính tiêu cự f của thấu kính?
Câu 7 (2,0 điểm)
Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở của một ampe kế, dụng cụ gồm:
- Một nguồn điện (có suất điện động không đổi nhưng chưa biết giá trị), bỏ qua điện trở trong của nguồn.
- Một ampe kế cần xác định điện trở
- Một điện trở mẫu có giá trị đã biết là R0
- Một biến trở con chạy chỉ biết điện trở toàn phần lớn hơn R0.
- Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng kể.
Yêu cầu: Vẽ mạch điện, nêu các bước tiến hành thí nghiệm và thiết lập công thức tính điện trở của
ampe kế.
Chú ý: Ampe kế có điện trở nhỏ, không được phép nối trực tiếp hai cực của ampe kế vào hai cực của nguồn
điện.
Hết
(Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
Họ và tên thí sinh:……….SBD………
Giám thị 1: (Họ tên và chữ kí)……….
Giám thị 2: (Họ tên và chữ kí)……….
Trang 2/2
A
D
E
I R
I Hình 2 I