Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 10 - Đề số 1 - Năm học 2014-2015

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 10 - Đề số 1 - Năm học 2014-2015

1. KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 VÒNG HUYỆN NĂM HỌC: 2014-2015 Đề thi môn: Vật lý 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian phát đề) ___ Câu 1: (4điểm) Ông A định đi xe máy từ nhà đến rạp hát. Ông A dự định sẽ đến sớm được 10 phút trước lúc mở màn. Nhưng xe lại không nổ được máy và ông A đi bộ, dự tính rằng sẽ đến rạp vừa kịp lúc cửa rạp đóng (sau giờ mở màn 15 phút). Ở nhà con ông A sửa được xe, phóng đuổi theo và chở ông A đến rạp vừa kịp giờ mở màn. Hỏi ông A đã đi bộ được mấy phần quãng đường thì con ông A đuổi kịp? Câu 2: (4điểm) Có hai bình cách nhiệt, bình 1 chứa 10kg nước ở nhiệt độ 60 0C. Bình 2 chứa 2kg nước ở nhiệt độ 20 0C. Người ta rót một lượng nước ở bình 1 sang bình 2, khi có cân bằng nhiệt lại rót lượng nước như cũ từ bình 2 sang bình 1. Khi đó nhiệt độ bình 1 là 580C. a. Tính khối lượng nước đã rót và nhiệt độ của bình thứ hai? b. Tiếp tục làm như vậy nhiều lần, tìm nhiệt độ khi hai bình bằng nhau? Câu 3: (4điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: U = 6V, bóng đèn Đ có điện trở R đ = 2,5  và hiệu điện thế định mức U đ = 4,5V. MN là một dây điện trở đồng chất, tiết diện đều. Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế. a. Cho biết bóng đèn sáng bình thường và số chỉ của ampe kế là 2A. Xác định tỉ số MC . NC b. Thay đổi điểm C đến vị trí sao cho tỉ số NC = 4MC. Chỉ số của ampe kế khi đó bằng bao nhiêu? Độ sáng của bóng đèn thay đổi như thế nào? Câu 4: (4điểm) Cho mạch điện như hình vẽ; R 1 = 6, R2= 3, R3= R4 = 2, R5 là đèn ghi 3V- 1,5W đang sáng bình thường, dòng điện qua đèn có chiều từ D đến C. Tính U AB và RAB? R R1 C 2 A B + R5 _ D R3 R4 Câu 5: (4điểm) Hai gương phẳng G 1 , G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương. a. Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S. b. Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S. 1
2. KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 VÒNG HUYỆN NĂM HỌC: 2014-2015 Hướng dẫn chấm môn: Vật lý 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian phát đề) ___ Câu 1: (4điểm) Gọi vận tốc của người đi bộ là v1 và vận tốc của xe là v2. Quãng đường từ nhà đến rạp hát là S; quãng đường ông A đi bộ là S1. Thời gian từ khi ông A ở nhà ra đi tới lúc mở màn là t. S1 Thời gian ông A đi bộ trên quãng đường S1 là: V1 S S Thời gian ông A đi xe máy trên quãng đường còn lại là: 1 (1điểm) V2 S S S Theo đề bài ta có: 1 + 1 = t (1) (0.5điểm) V1 V2 S = t – 10 (2) (0.5điểm) V2 S = t + 15 (3) (0.5điểm) V1 S S Lấy (1) trừ (2): 1 - 1 = 10 (4) (0.5điểm) V1 V2 S S Lấy (3) trừ (2): - = 25 (5) (0.5điểm) V1 V2 2 Chia (4) cho (5): ta được S1 = S (0.25điểm) 5 2 Vậy ông A đã đi bộ được: quãng đường. (0,25điểm) 5 Câu 2: (4điểm) a. Gọi khối lượng nước rót là m(kg); nhiệt độ bình 2 là t2 ta có: Nhiệt lượng thu vào của bình 2 là: Q1 = 4200.2(t2 – 20) (0,25điểm) Nhiệt lượng toả ra của m kg nước rót sang bình 2: Q2 = 4200.m(60 – t2) (0,25điểm) Do Q1 = Q2, ta có phương trình: 4200.2(t2 – 20) = 4200.m(60 – t2) (0,25điểm) 2t2 – 40 = m (60 – t2) (1) (0,25điểm) Ở bình 1 nhiệt lượng toả ra để hạ nhiệt độ: Q3 = 4200(10 - m)(60 – 58) = 4200.2(10 - m) (0,25điểm) Nhiệt lượng thu vào của m kg nước từ bình 2 rót sang là: Q4 = 4200.m(58 – t2) (0,25điểm) Do Q3 = Q4, ta có phương trình: 4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2) (0,25điểm) 2(10 - m) = m(58 – t2) (2) (0,25điểm) 2
3. 2t2 40 m(60 t2 ) Từ (1) và (2) ta lập hệ phương trình: (0,5điểm) 2(10 m) m(58 t2 ) 0 2 Giải hệ phương trình tìm ra t2 = 30 C; m = kg (0,5điểm) 3 b) Nếu đổ đi lại nhiều lần thì nhiệt độ cuối cùng của mỗi bình gần bằng nhau và bằng nhiệt độ hỗn hợp khi đổ 2 bình vào nhau. gọi nhiệt độ cuối là t ta có: Q toả = 10. 4200(60 – t) (0,25điểm) Q thu = 2.4200(t – 20); Q toả = Q thu => 5(60 – t) = t – 20 (0,5điểm) t 53,30C (0,25điểm) Câu 3: (4điểm) Đ RMC RNC A + - a. Vẽ lại mạch tương đương (như hình vẽ) - Cấu trúc mạch: RMC nt (Đ // RCN) MC NC - Ta có: RMC = và RNC = (0,25điểm) S S MC R MC (0,25điểm) NC RNC - Để đèn sáng bình thường thì: Uđ = 4,5 (V) - Do (R // Đ) nên U =4,5 (V) (0,25điểm) NC R NC U U-U = 6-4,5 = 1,5 (V) (0,25điểm) RMC R NC U 1,5 R RMC 0,75 ( ) (1) (0,25điểm) MC I 2 Uđ 4,5 - Ta có Iđ = 1,8 (A) (0,25điểm) R đ 2,5 I I - I = 2-1,8=0,2 (A) (0,25điểm) R NC đ U 4,5 R R NC 22,5 ( ) (2) (0,25điểm) NC I 0,2 R NC MC 0,75 1 Từ (1) và (2) (0,25điểm) NC 22,5 30 b. Điện trở của đoạn dây MN là: RMN =RMC+RNC = 0,75+22,5 = 23,25 ( ) (0,25điểm) Khi NC = 4 MC ta có: RMN = 5RMC = 23,25 ( ) (0,25điểm) RMC = 4,65 ( ) và RNC =18,6 ( ) (0,25điểm) Điện trở tương đương của mạch: 3
4. R đ .R NC 2,5.18,6 R tđ R MC =4,65 ; 6,85 ( ) (0,25điểm) R đ R NC 2,5 18,6 U 6 Số chỉ của ampe kế khi đó: I = = 0,88 (A) (0,25điểm) R tđ 6,85 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây MC là: UMC = RMC .I = 4,1 (V) (0,25điểm) Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn: Uđ = U - UMC = 1,9 V < Uđm = 4,5 V Do đó đèn sáng yếu hơn mức bình thường (0,25điểm) Câu 4: (4điểm) Gọi hiệu điện thế giữa hai đầu R1, R2, R3, R4 và R5 lần lượt là U1, U2, U3, U4 và U5. Biểu diễn cường độ dòng điện trên các đoạn mạch như hình vẽ. (0,25 điểm) R1 R2 I2 I1 C I R R1 C 2 A B A + R5 _ B D R3 R4 H2 R R R1 C 2 5 A B + + R5 _ _ D R3 R4 H2 I5 I3 I4 D R3 R4 H2 U2 = UAB – U1 (0,25điểm) U3 = U1 – U5 = U1 – 3 (0,25điểm) U4 = UAB – U3 = UAB – U1 + 3 (0,25điểm) P5 1,5 Cường độ dòng điện qua đèn là: I5 = 0,5(A) (0,25điểm) U 5 3 Tại nút C ta có: I1 + I5 = I2 (0,25điểm) U U U U U 1 2 1 AB 1 (1) (0,5điểm) 0,5 0,5 3U1 2.U AB 3 R1 R2 6 3 Tại nút D ta có: I3 = I5 + I4 (0,25điểm) U 3 U 4 U AB U1 3 0,5 0,5 U AB 2.U1 7 (2) (0,5điểm) R3 R4 2 Thay (2) vào(1) ta có: 3.U1 = 2(2U1-7) – 3 U1 = 17(V) (0,25điểm) Thay số vào (2) có: UAB = 2.17 – 7 = 27(V) (0,25điểm) U1 17 U1 3 17 3 Ta có: I1 = A ; I3 = 7(A) (0,25điểm) R1 6 R3 2 17 59 Cường độ dòng điện mạch chính là: I = I1 + I3 = 7 (A) (0,25điểm) 6 6 Điện trở tương đương của mạch điện là: 4
5. U AB 27 162 RAB = 2,75() (0,25điểm) I 59 59 6 Câu 5: (4điểm) a) (1điểm) Cách vẽ: (0,25điểm) + Lấy S1 đối xứng với S qua G1 + Lấy S2 đối xứng với S qua G2 (0,25điểm) + Nối S1 và S2 cắt G1 tại I cắt G2 tại J (0,25điểm) + Nối S, I, J, S và đánh hướng đi ta được tia sáng cần vẽ. (0,25điểm) b) Ta phải tính góc ISR. (0,25điểm) Kẻ pháp tuyến tại I và J cắt nhau tại K Trong tứ giác IKJO có 2 góc vuông I và J và có góc O = 600. Do (0,5điểm) đó góc còn lại IKJ = 1200 0 Suy ra: Trong JKI có: I1 + J1 = 60 (0,25điểm) Mà các cặp góc tới và góc phản xạ I = I ; J = J 1 2 1 2 (0,5điểm) 0 Từ đó: I1 + I2 + J1 + J2 = 120 Xét SJI có tổng 2 góc : I + J = 1200 IS J = 600 (0,5điểm) Do vậy: ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ) 5