HSG 9 Thai Nguyen

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN

<b> </b>

<b>CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM</b>

<b>SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO</b> <b>Độc lập - Tự do - Hạnh phúc</b>

<b>KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9</b>

<b>Mơn: Vật lí - Năm học 2011 - 2012 </b>

(Đề thi gồm 01 trang)

<i>Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)</i>

<b>Bài 1 </b>

<b> </b>

Hai bến A và B dọc theo một con sông cách nhau s(km) có hai ca nơ xuất phát

cùng lúc chuyển động ngược chiều nhau với cùng tốc độ (so với nước đứng yên) là v.

Tới khi gặp nhau chúng lập tức quay trở lại bến xuất phát ban đầu. Cho biết tổng thời

gian cả đi và về của ca nô này nhiều hơn ca nô kia là 1 giờ. Nếu tăng tốc độ (so với

nước) của hai ca nô lên là 1,5v thì tổng thời gian đi và về của hai ca nô hơn kém nhau

24 phút. Hãy xác định khoảng cách s? Coi nước chảy đều với tốc độ là

v

1

= 2m/s.

<b>Bài 2</b>

<b> </b>

Ở đáy một bể nước có một nguồn sáng điểm S (hình bên). Một

người đặt mắt tại điểm M quan sát S theo phương gần như vng góc

với mặt nước. Người đó thấy điểm sáng cách mặt nước khoảng 45cm.

Tính độ sâu của nước trong bể. Cho biết khi ánh sáng truyền từ nước ra

khơng khí thì quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ tuân theo hệ thức:

sin[goc toi]

3

sin[goc khuc xa] 4



_{; đồng thời với những góc α nhỏ thì có thể lấy gần đúng: sinα ≈}

tanα.

<b>Bài 3</b>

Cho mạch điện như hình bên. Cho hiệu điện thế U = 2V,

các điện trở R

0

= 0,5; R

1

= 1; R

2

= 2; R

3

= 6; R

4

= 0,5;

R

5

là một biến trở có giá trị lớn nhất là 2,5. Bỏ qua điện trở

của ampe kế và dây nối. Thay đổi giá trị của R

5

, xác định giá

trị của R

5

để:

a/ Ampe kế chỉ 0,2A. Chỉ rõ chiều dòng điện qua ampe kế.

b/ Ampe kế chỉ giá trị lớn nhất.

<b>Bài 4</b>

Cho mạch điện như hình bên. Biết U

AB

= 12V.

R

1

= R

4

= 2

<i>Ω</i>

; R

2

= R

3

= 1

<i>Ω</i>

.

a/ K

1

, K

2

đều mở. Tính hiệu điện thế ở hai đầu R

2

.

b/ K

1

đóng, K

2

mở. Tính dịng điện qua R

2

.

c/ K

1

, K

2

đều đóng. Tính dịng điện qua K

1

.

<b>Bài 5</b>

Một miếng thép có khối lượng m = 1 kg được nung nóng đến 600

0

_{C rồi đặt trong}

một cốc cách nhiệt. Rót M = 200g nước ở nhiệt độ 20

0

_{C lên miếng thép. Tính nhiệt độ}

sau cùng của nước sau khi rót hết nước vào cốc trong mỗi trường hợp:

a) Nước được rót rất nhanh vào cốc.

b) Nước được rót rất chậm lên miếng thép.

Cho nhiệt dung riêng của nước là c

n

= 4200 J/kg.K, của thép là c

t

= 460 J/kg.K, nhiệt

hoá hơi của nước là L = 2,3.10

6

_{J/kg. Coi sự cân bằng nhiệt xảy ra tức thời và chỉ có sự}

trao đổi nhiệt giữa miếng thép với nước.

S
M

A B

K2
R2

R3 R4

C
K1

R
1

A

U

-+

A

R

4 R1

R

0

R

5

R

3 B R2

D

C

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<i>=== Hết ===</i>

<b>HƯỚNG DẪN CHẤM - BIỂU ĐIỂM </b>

(Gồm 3 trang)

<b>Bài 1 (4 đ)</b>

<b>Điểm</b>

Giả sử nước sông chảy đều theo hướng từ A đến B với tốc độ v1; AB = s.

* Trường hợp tốc độ ca nô so với nước là v, ta có:
Tốc độ của ca nơ khi xi dịng là: vx = v + v1.

Tốc độ của ca nơ khi ngược dịng là: vn = v - v1.

- Thời gian tính từ lúc xuất phát cho tới khi gặp nhau tại C là t,
gọi quãng đường AC = s1, BC = s2, ta có:

1 2

1 1

s s

t

v v v v

 

  ₍₁₎

- Thời gian ca nô từ C trở về A là:

1
1

1

s
t

v v



 ₍₂₎

- Thời gian ca nô từ C trở về B là:

2
2

1

s
t

v v



 ₍₃₎

- Từ (1) và (2): tổng thời gian đi và về của ca nô đi từ A là: TA = t + t1= 1

s

v v  

(4)

- Từ (1) và (3): tổng thời gian đi và về của ca nô đi từ B là: TB = t + t2 = 1

s

v v _{< T}

A (5)

- Theo bài ra ta có: TA- TB =
1
2 2

1

2v s

v  v _{= 1 (6)}

* Trường hợp tốc độ ca nô là 1,5v: tương tự như trên ta có: TA'  TB' ₌

1
2 2

1

2v s

2, 25v  v _{= 0,4 (7)}

- Từ (6) và (7) ta có: 0,4(2,25v2 _-v₁2_{) = (v}2_-v₁2_{) => v =}v 6₁ ₍₈₎

- Thay (8) vào (6) ta được s = 18km.

0,25
0,25
0,50
0,25
0,25
0,25
0,50
0,50
0,50
0,50
0,25

<b>Bài 2 (4 đ)</b>

* Vẽ hình:

- Xét chùm tới hẹp SHI, tia tới SH vng góc mặt nước => truyền thẳng;
- Tia tới SI bị khúc xạ kéo dài cắt SH ở S' là ảnh của S.

- Mắt sẽ nhìn thấy ảnh S' => S'H = 45cm.
* ΔSHI có sinHSI ≈ tanHSI

HI
HS



= sin[goc toi] (1)
- ΔS'HI có sinHS'I ≈ tanHS'I

HI
HS'



= sin[goc khuc xa] (2)
- Từ (1), (2):

sin[goc toi] HS'

sin[goc khuc xa]HS ₍₄₎

- Theo đề:

sin[goc toi] 3

sin[goc khuc xa]4₍₅₎

- Từ (4), (5):

HS' 3

HS 4

4

HS HS' 60cm.

3

  

0,25
0,25
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50

<b>Bài 3 (4 đ)</b>

a. Xác định R5 để ampe kế chỉ 0,2A <i>(2,5 đ)</i>

- Vẽ lại mạch điện như hình vẽ.

- Ký hiệu điện trở đoạn AC là x = R4 + R5 = 0,5 + R5 0,25

S
M
I
H
S'

B

A _C

R0
R1 R2

R3
R5

R4

A B

C

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

- Điện trở toàn mạch là

2 ₃
1

tm 0

1 2 3

R R
R x

R R

R x R R

  

 

- Thay số: Rtm =

3 2

2

1 1

<i>x</i> <i>x</i>

<i>x</i> <i>x</i>



 

 

- Cường độ dịng điện mạch chính:





tm

2 x 1
U

I

R 3x 2



 



- Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(chứa x): x
2
I

3x 2





- Cường độ dòng điện qua R3 là:





3

x 1
I

2 3x 2






- Xét tại nút C: IA Ix I3 _









A

2 x 1 3 x

I 0, 2

3x 2 2 3x 2 2 3x 2

 

   

  

(1)
=>

3 x

0, 2
2(3x 2)






- Với dấu cộng ta được: x = 1Ω  R5 = 0,5Ω;

- Với dấu trừ ta được: x < 0 => Loại. Dòng điện qua ampe kế từ C => D.
b. Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất: <i>(1,5 đ)</i>

- Từ phương trình (1), ta có:





A

3 x
I

2 3x 2






(với x biến đổi từ 0,5Ω đến 3Ω)

3 3 3 1

4

6 4 6 4 6 4 6 _{4 6}



    

    _

<i>x</i> <i>x</i>

<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>

<i>x</i> ₍₂₎

- Từ (2) có: IA max khi xmin
 xmin= 0,5Ω  R5 = 0

- Thay vào IA ta được IAmax= 0,357A

0,25

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,50
0,25
0,25
0,25

<b>Bài 4 (4 đ)</b>

a/ <i>(1,5 đ) </i>

<i>* </i>Khi K1, K2 đều mở 4 điện trở mắc nối tiếp

RAB = R1 + R2 + R3 + R4 = 6 <i>Ω</i>
AB

2
AB

U

I I 2A

R

  

Hiệu điện thế giữa 2 đầu R2: U2 = I.R2 = 2V

b/ <i>(1,0 đ) </i>

<i> * </i>Khi K1 đóng, K2 mở đoạn AC bị nối tắt UAC = 0

Dịng điện khơng qua R2 hay I2 = 0

c/ <i>(1,5 đ)</i>

<i>* </i>Khi K1, K2 đều đóng ta có R1//(R2)//(R3ntR4)

Dịng điện qua K1: IK1 = I2 + I34
AB

34

3 4

U 12

I 4A

R R 3

  

 _;

AB
2

2

U 12

I 12A

R 1

  

=> IK1 = 12 + 4 = 16A.

0,25
0,25
0,50
0,50
0,50
0,50
0,25
0,50
0,25
0,25
0,25

<b>Bài 5 </b>

<i>(4 đ)</i>

a. <i>(2,0 đ)</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

+ Nhiệt lượng do thép toả ra để hạ nhiệt độ từ 600 xuống 1000_C:

Q1 = m.ct.Δt1 = 1.460.(600 – 100) = 230 000 ( J )

+ Nhiệt lượng cung cấp cho M = 200 g nước tăng tức thời từ 20 lên 1000_C:

Q2 = M.cn.Δt2 = 0,2.4200(100 – 20) = 67 200 (J)

Q2 < Q1 nên toàn bộ nước đều chuyển lên 1000C, xảy ra hoá hơi.

+ Nhiệt lượng làm cho nước hoá hơi:
Q3 = Q1 – Q2 = 162 800 ( J )

+ Khối lượng nước hoá hơi :
M’ =

3

Q

L _{= 0,0708 = 70,8 g}

M’ < M nên nước khơng thể hóa hơi hết,
=> Nhiệt độ sau cùng của nước là 1000_C.

b. <i>(2,0 đ)</i>

<i>* </i>Khi rót nước rất chậm vào cốc thì từng ít một lượng nước rót chậm đó tiếp xúc với thép,
tăng nhanh nhiệt độ, hố hơi ngay, q trình hố hơi này sẽ dừng lại khi thép hạ nhiệt độ
xuống đến 1000_C.

+ Gọi m’ là khối lượng nước hoá hơi trong suốt q trình rót, ta có:
+ Nhiệt lượng cung cấp để lượng nước m’ tăng từ 20 lên 1000_C:

Q4 = m’cn.Δt = m’.4200.(100 – 20) = 336 000.m’ ( J )

+ Nhiệt luợng cần cho sự hóa hơi:
Q5 = m’.L = m’.2 300 000.m’ ( J )

Khi cân bằng nhiệt ta có:
Q1 = Q4 + Q5

 230 000 = 336 000.m’ + 2 300 000.m’
=> m’ = 0.08725 kg = 87,25 g

+ Khối lượng nước khơng hố hơi :
m’’ = 200 - 87,25 = 112,75 g

+ Gọi x là nhiệt độ sau cùng của nước và miếng thép:

mct(100 – x) = m’’cn(x – 20) => 1.460.(100 – x) = 0,11275.4200(x – 20) => x = 59,4.

=> Nhiệt độ sau cùng của nước là 59,4 0_C.

0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

<i><b>GHI CHÚ</b> : </i>

<i>1) Trên đây là biểu điểm tổng quát của từng phần, từng câu.</i>

</div>

<!--links-->