Đề thi chọn học sinh giỏi cấp Huyện môn Vật lí (Lý thuyết) - Năm học 2016-2017 - PGD An Phú (Có đáp án)

Nội dung tài liệu: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp Huyện môn Vật lí (Lý thuyết) - Năm học 2016-2017 - PGD An Phú (Có đáp án)

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN AN PHÚ Khóa ngày 19/02/2017 ĐỀ LÝ THUYẾT MÔN VẬT LÍ ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Số báo danh: Phòng: . Câu 1( 4,0 điểm): Lúc 6 giờ một người đi bộ khởi hành từ A đến B với vận tốc 5 km/h. Lúc 7 giờ một người đi xe đạp cũng khởi hành từ A đến B với vận tốc 15 km/h. a) Hỏi lúc mấy giờ thì người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ? Lúc đuổi kịp, hai người cách cách A bao nhiêu ? b) Lúc mấy giờ hai người cách nhau 10km? Cấu 2(4,0 điểm): Bếp điện có ghi 220V-800W được nối với nguồn điện có hiệu điện thế 220V được dùng để đun sôi 3lít nước ở 24 0C. Biết hiệu suất của bếp H = 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. a) Tính thời gian đun sôi nước và điện năng tiêu thụ của bếp ra kWh. b) Dây điện trở của bếp có đường kính d = 0,2mm, điện trở suất = 5.10 -7.m được quấn trên một lõi bằng sứ cách điện hình trụ tròn có đường kính D = 2cm. Tính số vòng của dây điện trở quấn quanh lõi sứ trên. Câu 3 (4,0 điểm): 1m 1m Hai học sinh đứng trước gương G, tại hai điểm A, B có kích thước như hình vẽ. G a) Bằng cách vẽ hãy xác định vùng nhìn thấy của mỗi học sinh. Hai học sinh có nhìn thấy nhau trong gương 0,5m 1m không? b) Một trong hai học sinh dịch chuyển theo phương AB một đoạn 51 cm. Hỏi khi đó hai học sinh có thể nhìn ● A B ● thấy nhau trong gương không? Vì sao? Câu 4 (4,0 điểm): U Cho mạch điện như hình vẽ. Đèn Đ có ghi 3V-3W, + - điện trở R1 = 6 , điện trở toàn phần Rb= 18. Nguồn điện có hiệu điện thế ổn định U= 7,8V. Điều chỉnh con chạy C sao cho Rb C phần biến trở RAC = 12. Hãy tính: A B a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB. b) Cường độ dòng điện qua đèn và nhiệt lượng tỏa ra R Đ trên R1 trong thời gian 20 phút. 1 Câu 5 ( 4,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R 1 = R3 = 12, A R1 C B R2 = 24. Hiệu điện thế ổn định U AB = 12V, ampe kế có A điện trở rất nhỏ. a) Tìm số chỉ ampe kế. R b) Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở rất lớn. R2 3 Tìm số chỉ vôn kế. So sánh công suất tiêu thụ của đoạn D mạch AB trong hai trường hợp trên. ---------------- Hết ----------------
2. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN AN PHÚ Khóa ngày 19/02/2017 HƯỚNG DẪN CHẤM LÝ THUYẾT MÔN VẬT LÍ Câu 1: ( 4,0 điểm) Lúc 6 giờ một người đi bộ khởi hành từ A đến B với vận tốc 5 km/h. Lúc 7 giờ một người đi xe đạp cũng khởi hành từ A về B với vận tốc 15 km/h. a) Hỏi lúc mấy giờ thì người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ? Lúc đuổi kịp, hai người cách cách A bao nhiêu ? b) Lúc mấy giờ hai người cách nhau 10km? Hướng dẫn giải Điểm a) Thời điểm và vị trí lúc người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ - Gọi t là khoảng thời gian từ khi người đi bộ khởi hành khi đến lúc người đi xe đạp đuổi kịp. - Quãng đường người đi bộ đi được: S1 = v1t = 5t (1) 0,5 - Quãng đường người đi xe đạp đi được: S2 = v2(t-1) = 15(t -1) (2) 0,5 Do người đi xe đạp xuất phát sau 1 giờ - Vì cùng xuất phát tại A nên lúc người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ thì: S 1 = S2 - Từ (1) và (2) ta có: 5t = 15(t -1) 0,5 5t = 15t – 15 => t = 1,5 (h) - Thay t vào (1) hoặc (2) ta có: (1) S1 = 5.1,5 = 7,5 km = S2 Vậy sau khi người đi bộ đi được 1,5 giờ, tức 7 giờ 30 phút thì người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ và cách A một khoảng 7,5 km 0,5 b) Thời điểm hai người cách nhau 10 km. - Trường hợp 1: S1 - S2 = 10 không thể xảy ra 0,5 - Trường hợp 2: S2 - S1 = 10 0,5 15t -15 - 5t =10 => t = 2,5 giờ. 0,5 Vậy sau khi người đi bộ khởi hành 2,5 giờ, tức 8 giờ 30 phút thì hai người đó 0,5 cách nhau 10 km. Cấu 2: (4,0 điểm) Bếp điện có ghi 220V-800W được nối với hiệu điện thế 220V được dùng để đun sôi 3lít nước ở 240C. Biết hiệu suất của bếp H = 90% và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. a) Tính thời gian đun sôi nước và điện năng tiêu thụ của bếp ra kWh. b) Dây điện trở của bếp có đường kính d = 0,2mm, điện trở suất = 5.10 -7.m được quấn trên một lõi bằng sứ cách điện hình trụ tròn có đường kính D = 2cm. Tính số vòng của dây điện trở quấn quanh lõi sứ trên. Hướng dẫn giải Điểm a) Gọi Q là nhiệt lượng mà nước thu vào để nhiệt độ tăng từ 240C đến 1000: Q = m.C.∆t = m.C(100 – 24) = 76m.C 0,5 Gọi Q' là nhiệt lượng do dòng điện tỏa ra trên dây để đun sôi 3 lít nước từ 240C 0,5
3. Q' = P. t Q m.C. t Theo bài ra ta có: H 0,5 Q' P.t Thời gian để đun sôi 3 lít nước từ 240C 76m.C => t 1330s 0,5 P.H Điện năng tiêu thụ của bếp trong 1330s là A = P. t = 1064000J 0,296 (kWh) 0,5 b/ Chu vi lõi sứ : .D Gọi n là số vòng dây quấn trên lõi sứ, l là chiều dài dây, ta có : l= n. .D l Dn 4 Dn 0,5 Điện trở của dây bếp: R (1) S d 2 d 2 4 U 2 Mặt khác: R (2) 0,5 P 4 Dn U 2 Từ (1) và (2) ta có: d 2 P Vậy số vòng của dây điện trở quấn quanh lõi sứ U 2 d 2 n 60,5 Vòng 0,5 4 DP Câu 3 (4,0 điểm) Hai học sinh đứng trước gương tại hai điểm A, B 1m 1m như hình vẽ. a) Bằng cách vẽ hãy xác định vùng nhìn thấy của mỗi học sinh. Hai học sinh có nhìn thấy nhau trong gương G không? 0,5m 1m b) Một trong hai học sinh dịch chuyển theo phương AB một đoạn 51 cm. Hỏi khi đó hai học sinh có thể nhìn thấy nhau trong gương không? Vì sao? ● A B ● Hướng dẫn giải Điểm a) A’ B’ 1,0m 1,0m A 0,5m B
4. Vẽ hình đúng 2,0 Điểm B không nằm trong vùng nhìn thấy của học sinh tại A; Điểm A không nằm trong vùng nhìn thấy của học sinh tại B. Do đó, hai học sinh này không nhìn thấy nhau qua gương 1,0 b) Để hai học sinh có thể nhìn thấy nhau qua gương thì: - Nếu học sinh tại A đứng yên thì học sinh tại B phải dịch chuyển đến gần điểm A; 1,0 - Hoặc nếu học sinh tại B đứng yên thì học sinh tại A phải dịch chuyển ra xa B; Nếu dịch chuyển ngược hướng trên thì hai học sinh tiếp tục không thấy nhau Câu 4 (4,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. Đèn Đ có ghi 3V-3W, điện trở R1 = 6 , điện trở toàn phần Rb= 18. Nguồn điện có hiệu điện thế ổn định U= 7,8V. Điều chỉnh con chạy C sao cho phần biến trở RAC = 12. Hãy tính: U a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB. + - b) Cường độ dòng điện qua đèn và nhiệt lượng tỏa ra trên R1 trong thời gian 20 phút. Rb C A B Đ R1 Hướng dẫn giải Điểm a) Vì RAC = 12 suy ra RBC = 18 -12 = 6 2 2 0,5 U dm 3 Điện trở của đèn: Rd 3 Pdm 3 R1RAC 0,5 R1AC 4 R1 RAC Rd RBC RdBC 2 0,5 Rd RBC Điện trở tương đương của đoạn mạch 0,5 RAB = R1AC + RdBC = 4 + 2= 6 b) Cường độ dòng điện qua mạch chính U 7,8 0,5 I AB 1,3A RAB 6 Cường độ dòng điện qua đèn U BC I.RdBC 1,3.2 13 Id A 0,5 Rd Rd 3 15 Hiệu điện thế U1 U1=I.R1AC= 5,2V 0,5 Nhiệt lượng tỏa ra trên R1 trong 20 phút U 2 5,22.20.60 0,5 Q 1 t 5408J R1 6
5. Câu 5 ( 4,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = R3 = 12, R2 = 24. Hiệu điện thế ổn định UAB = 12V, ampekế có điện trở rất nhỏ. a) Tìm số chỉ ampe kế. R1 C B b) Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở rất lớn. A A Tìm số chỉ vôn kế. So sánh công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB trong hai trường hợp. R2 R3 D Hướng dẫn giải Điểm a) Do điện trở của ampe kế rất nhỏ nên điện thế VC = VB = VD Suy ra đoạn mạch chỉ gồm R1 song song với R2 Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở U 12 I 1A 1 0,5 R1 12 U 12 I2 0,5A 0,5 R2 24 Cường độ dòng điện qua ampe kế Ia = I1 + I2 = 1,5 A 0,5 b) Thay ampe kế bằng vôn kế Suy ra đoạn mạch gồm (R1 // R2)ntR3 R1R2 R12 8 R1 R2 0,5 RAB = R12 + R3 = 20 Cường độ dòng điện qua mạch chính U 12 I 0,6A 0,5 RAB 20 Số chỉ vôn kế bằng hiệu điện thế U3 : U3 = I.R3 = 0,6.12= 7,2 V 0,5 So sánh công suất trong hai trường hợp: U 2 0,5 PV R123 R12 8 2 PA U RAB 20 R12 Suy ra PA = 2,5PV Công suất trong trường hợp mắc ampe kế gấp 2,5 lần công suất trong trường hợp 0,5 mắc vôn kế ------------------ Hết --------------------