Đề thi học sinh giỏi môn vật lý tỉnh long an năm học 2016 2017(có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
LONG AN
ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP TỈNH
Môn thi: VẬT LÝ
Ngày thi: 21/4/2017
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian phát đề)

(Đề thi có 05 câu và 02 trang)
Câu 1: (5 điểm)
Lúc 7 giờ, một người đi xe máy từ thành phố A về thành phố B với vận tốc 40km/h, thành
phố A cách thành phố B 150 km. Lúc 8 giờ, một xe ô-tô đi từ thành phố B về thành phố A cũng
trên con đường đó với vận tốc 60km/h.
a. Hỏi hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và nơi gặp cách thành phố B bao nhiêu km?
b. Trên đường AB có một người đi xe đạp lúc nào cũng cách đều xe máy và xe ô-tô, biết
rằng người đó khởi hành cùng lúc với xe ô-tô (lúc 8 giờ). Tính vận tốc của người đi xe đạp, vị trí
khởi hành của người đi xe đạp cách thành phố B bao nhiêu km và người đó đi theo hướng nào?
(Xem như chuyển động của ba xe là thẳng đều).
Câu 2: (3 điểm)
Người ta đổ một lượng chất lỏng có khối lượng m = 40g vào một cốc kim loại không có
nắp và bắt đầu đun nóng bằng đèn cồn, liên tục đo nhiệt độ cốc kim loại và thu được đồ thị phụ
thuộc của nhiệt độ cốc (t0C) vào thời gian (T(s)) như hình 1. Biết mỗi giây đèn đốt hết 11mg cồn,
và nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1gam cồn là 27kJ. Bỏ qua nhiệt lượng hao phí ra môi trường.
a. Tính nhiệt lượng đèn cồn cung cấp trong từng giai đoạn AB, BC, CD.
b. Xác định nhiệt dung cx và nhiệt hóa hơi Lx của chất lỏng.

Hình 1
Câu 3: (5 điểm)
a. Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20Ω. Dây điện trở của nó là dây hợp kim
Nicrôm có tiết diện 0,5mm2, điện trở suất bằng 10-6Ωm được quấn đều xung quanh một lõi sứ hình

trụ đường kính 1,6cm. Tính số vòng dây của biến trở này.
b. Người ta muốn truyền tải đi một công suất 100kW từ nhà máy phát điện đến nơi tiêu thụ
cách nhà máy l = 100km bằng 2 dây dẫn. Biết công suất hao phí trên đường dây tải điện bằng 2%
công suất truyền đi. Hiệu điện thế đầu đường dây tải là U=5kV. Coi dây tải điện là đồng chất có
Trang-1/2-


điện trở suất là   1,7.10 8 m . Tính tiết diện của dây dẫn tải. Trong điều kiện nói trên, nếu tăng
hiệu điện thế đầu đường dây tải điện lên 10 lần thì tiết diện của dây dẫn tải có thể giảm đi bao
nhiêu lần? (giả thiết các dụng cụ điện đều có tính chất điện trở).
Câu 4: (4 điểm)
Cho mạch điện như hình 2.
Biết U = 240V; Đ1 (120V – 60W); Đ2 (120V – 48W).
Điện trở của đèn không thay đổi. Biến trở có giá trị
điện trở toàn phần R = 540Ω, gồm hai chốt M, N và
một con chạy C. Biết rằng các đèn sẽ bị cháy (bị
hỏng) nếu công suất hoạt động thực của mỗi đèn vượt
quá công suất định mức của nó 15W.
a. Ban đầu K mở, các đèn có sáng bình thường
không? Giải thích.
b. Sau đó đóng K, phải dịch chuyển con chạy
C đến vị trí nào thì các đèn sáng bình thường? Hãy
tính cường độ dòng điện qua khóa K khi đó.
Câu 5: (3 điểm)
Một điểm sáng S nằm ngoài trục chính và ở
phía trước một thấu kính hội tụ, cách trục chính 2cm,
cách thấu kính 30cm như hình 3. Tiêu cự của thấu
kính 10cm.
a. Vẽ ảnh S’ của S cho bởi thấu kính. Dùng
kiến thức hình học để tính khoảng cách từ S’ đến trục

chính và thấu kính.
b. Điểm sáng S di chuyển từ vị trí ban đầu theo
phương song song với trục chính có vận tốc không
đổi v = 2cm/s đến vị trí S1 cách thấu kính 12,5cm.
Tính vận tốc trung bình của ảnh S’ trong thời gian
chuyển động.

B

A
U

+

-

Đ1

Đ2
K
C

M

N

R
Hình 2

S

F

F’

O

Hình 3

__________HẾT_________

Giám thị coi thi không giải thích gì thêm
Họ và tên thí sinh:……………………………Số báo danh:…………….Chữ ký………
Chữ ký giám thị 1:………………

Trang-2/2-


SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
LONG AN
---------------ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP TỈNH
Môn thi: VẬT LÝ
Ngày thi: 21/4/2017
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian phát đề)

(Hướng dẫn có 05 câu và 04 trang)

HƯỚNG DẪN CHẤM THI

Câu

Nội dung
a.Gọi t là thời gian chuyển động của xe ô tô
Thời gian chuyển động xe máy là ( t+1)
Hai xe gặp nhau: s1+ s2 = s
<=> v1.(t +1)+ v2 .t = s
<=> 40.(t+1) +60.t = 150
=> t = 1,1h
Hai xe gặp nhau lúc 9 giờ 6 phút.
Vị trí hai xe gặp nhau cách B : s2 = v2.t = 60.1,1 = 66km
b.Lúc 8h: Người đi xe máy và người đi xe ô tô cách nhau: 150- 40.1=110km.

Điểm
0,5

0,5
0,25
0,5

0,25
0,25
0,5

Vì người đi xe đạp lúc nào cũng cách đều xe máy và ô tô nên lúc 8h phải
Câu xuất phát tại trung điểm của khoảng cách giữa hai xe kia tức cách B một đoạn : x
0,5
1 = 110  55km
2
(5đ)

Lúc 9 giờ 6 phút xe máy gặp xe ôtô ở vị trí cách B 66km nên quãng đường
mà người đi xe đạp đã đi đến lúc gặp xe máy và xe ô tô:
0,5
s3 = s2 – x= 66 -55=11km
Thời gian người đi xe đạp đi đến khi 3 xe gặp nhau bằng thời gian người
đi ô tô đi nên: t3 = t =1,1h.
0,5
Vận tốc trung bình của người đi xe đạp: v3 

11
 10km / h
1,1

0,5

Vậy người đi xe đạp khởi hành tại vị trí cách B 55km với vận tốc 10km/h
và đi về phía A.
0,25
(Nếu học sinh đưa ra kết quả vận tốc của người đi xe đạp bằng suy luận đúng thì
vẫn cho trọn điểm)
a. Nhiệt lượng đèn cồn cung cấp trong từng giai đoạn AB, BC, CD.

Câu
2
(3đ)

Ta có : QAB  .(TB  TA ).q  0,011.(60  0).27  17,82 (kJ )

0,25

Ta có : QBC  .(TC  TB ).q  0,011.(180  60).27  35,64 (kJ )

0,25

Ta có : QDC  .(TD  TC ).q  0,011.(220  180).27  11,88 (kJ )

0,25

b. Khi chất lỏng đã bay hơi hết (đoạn CD trên đồ thị), nhiệt lượng do đèn cồn cung
cấp chỉ dùng để làm nóng cốc
Gọi qc: nhiệt lượng mà cốc kim loại hấp thụ để tăng thêm 1 độ.
0,25
Ta có : QCD  qC t D  t C 

Trang-3/2-


QDC
11,88

 0,198 (kJ/K)
0,5
t D  t C 140  80
Trong 60s đầu tiên (đoạn AB), đèn cồn cung cấp một nhiệt lượng làm cốc và chất
lỏng tăng từ 200C đến 800C.
Ta có : QAB  qc  mcx 
. t B  t A  (kJ/g.độ)
0,25
 qC 

 cx=2,475 (J/g.K)

0,5

Trong 120s tiếp theo (đoạn BC), nhiệt lượng đèn cồn cung cấp chỉ dùng để làm chất
lỏng hóa hơi ở 800C.
Ta có : QBC  mLx
0,25
 Lx=0,891 (kJ/g)
0,5

a.

Chiều dài của dây điện trở làm biến trở:
l

Câu
3
(5đ)

R.S





20.0,5.10
10 6

6

0,5

 10 ( m)

Chiều dài của một vòng:

0,5

C   .d  3,14.0,016  0,05024 (m)

Số vòng quấn trên lõi sứ:
n

0,5

l
10

 199 ( vòng)
C 0,05

b.

Công suất hao phí trên đường dây tải:

0,5

2

P 2 .R
P
P  I 2 R    R 
U2
U 



P PR
10 5.R
 2  0,02 
 R  5
P U
(5.10 3 ) 2

0,5

Vì dây tải điện gồm 2 dây nối máy phát và dây tải điện nên điện trở dây 0,5
tải điện được tính: R  

2l
S

Nên tiết diện của dây dẫn là: S  

2l
2.100.10 3
 1,7.10 8.
 6,8.10 4 (m 2 )
R

5

0,5
2

= 680mm
Từ công thức S  

2

2l
2l.P

R
P.U 2

0,5

Nếu các dữ kiện khác được giữ nguyên thì tiết diện tỉ lệ nghịch với bình 0,5
phương hiệu điện thế U đầu dây tải.
Do đó khi hiệu điện thế U tăng lên 10 lần thì tiết diện S của dây dẫn tải 0,5
giảm đi được 100 lần.
a. Điện trở mỗi đèn là:
Trang-4/2-


R1 = 240Ω
R2 = 300Ω

0,25

0,25

+ Cường độ dòng điện qua mỗi đèn I =

U
4
 A
R1  R2 9

0,5

+ Hiệu điện thế, công suất và cường độ dòng điện qua mỗi đèn là:

Câu
4
(4đ)

320

U1  3 V
1280
 P1 
 47, 41W

4
27
I  A
 1 9

0,5

400

U 2  3 V
1600
 P2 
 59, 26W

27
I  4 A
 2 9

0,5

Vì P1 < Pđm1 và P2 – Pđm2 < 15W nên đèn 1 sáng yếu hơn bình thường,
đèn 2 sáng hơn bình thường nhưng không có đèn nào bị cháy

0,5

b. Đặt x là giá trị điện trở của đoạn MC trên biến trở
Để các đèn sáng bình thường thì UMC = U CN = 120V
=>

R1 .x
R .( R  x)
 2
R1  x R2  ( R  x)

0,5

Giải phương trình trên ta được:
x1= - 2160 (loại)
x2 = 300Ω (nhận)
Vậy điểm C cách điểm M một đoạn sao cho CM= 5/9 MN; và điện trở
đoạn CM là 300Ω
Iđm1 = 0,5A ; Iđm2 = 0,4A
Khi đó cường độ dòng điện qua khóa K là: IK = Iđm1 – Iđm2 = 0,1A
S

I
F’

H

F

O

H’
S’

0,25
0,25
0,5
0,5
(Thiếu
3 yếu
tố trọn
điểm,
nhiều

hơn 3
không
chấm)

 OH’S’ đồng dạng  OHS

Câu
5

0,25
Trang-5/2-


(3đ)

OH ' H 'S '
(1)

OH
HS
 H’S’F’ đồng dạng  OIF’
H 'S' H ' F '

OI
OF'
H 'S ' OH ' - OF'
(2)

HS
OF'

OH' OH' - OF'
Từ (1) và (2) =>

OH
OF'

0,25

 OH’ = 15cm
 H’S’ = 1cm

S

0,25
0,25

S1

I
F’

H

F

O

H’
S’

H1’
K

0,5
(Thiếu
3 yếu
tố trọn
điểm,
nhiều
hơn 3
không
chấm)

S1’
Tính OH1’; H1’S1’ như câu a ta được : OH1’=50cm; H1’S1’= 8cm

0,25

Quãng đường di chuyển của ảnh S’ :
S'S1'  (OH1'  OH' ) 2  (H1' S1'  H'S' ) 2
S'S1'  (50  15) 2  (8 - 1) 2  35,69cm

0,25

Thời gian chuyển động của ảnh S’ là thời gian chuyển động của điểm S
t

SS1 30  12,5

 8,75s

v
2

0,25

Vận tốc trung bình của ảnh S’
v tb 

S' S1' 35,69

 4,08cm/s
t
8,75

0,25

Chú ý: - Nếu sai hoặc thiếu đơn vị chỉ trừ một lần 0,25đ/câu.
- HS giải theo cách khác nếu đúng vẫn được trọn số điểm của câu đó.
------------ HẾT -------------Trang-6/2-