Đề khảo sát chất lượng học sinh giỏi môn Vật lí - Lần 4 - Năm học 2021-2022 - Trường THCS Thiệu Trung (Có đáp án)

Nội dung text: Đề khảo sát chất lượng học sinh giỏi môn Vật lí - Lần 4 - Năm học 2021-2022 - Trường THCS Thiệu Trung (Có đáp án)

1. TRƯỜNG THCS THIỆU ĐỀ KSCL HSG (LẦN 4) TRUNG Năm học 2021-2022 Môn thi: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút Ngày thi: 16/08/2021 Câu 1 (5,0 điểm) Tàu hỏa Một tàu hỏa chiều dài L =150 m đang chạy với v vận tốc không đổi v = 10 m/s trên đường ray thẳng, v Xe máy v 2 Xe đạp song song và gần đường quốc lộ 1A. Một xe máy và 1 một xe đạp đang chạy thẳng trên đường 1A, ngược Hình 1 chiều nhau, tốc độ không đổi lần lượt là v 1 và v2. Tại thời điểm t0 = 0, xe máy bắt đầu đuổi kịp tàu, còn xe đạp bắt đầu gặp tàu (hình 1). a) Xe máy bắt đầu vượt qua tàu sau khi xe máy đã đi được quãng đường 1 s = 400 m kể từ thời điểm t0 = 0, hãy tính tốc độ v1 của xe máy. b) Xe máy và xe đạp gặp nhau tại vị trí cách đầu tàu một khoảng l = 105 m hãy tính tốc độ v2 của xe đạp. Câu 2. (4,0 điểm) Một nhà thực nghiệm tiến hành chế tạo một nhiệt lượng kế. Dụng cụ này gồm một cốc bằng nhôm chứa nước có lớp cách nhiệt bọc quanh. Qua một lỗ nhỏ trên nắp, nhà thực nghiệm đưa vào cốc một nhiệt kế cho phép đo dược nhiệt độ từ +10°C đến +90°C, giá trị của mỗi độ chia là l°C. Khối lượng cốc nhôm là 50g. Bên cạnh thang đo độ của nhiệt kế, nhà thực nghiệm đặt thêm thang đo nhiệt lượng với giá trị mỗi độ chia lả 1kJ và khoảng cách giữa các vạch giống thang đo của nhiệt kế. Trước khi do nhả thực nghiệm đặt thang đo nhiệt lượng sao cho vạch số 0 của nó trùng với nhiệt độ ban đầu của nước trong bình. Sau đó ông đưa vật thí nghiệm vào trong nhiệt lượng kế. Khi dã cân bằng nhiệt, nhìn trên thang do nhiệt lượng, nhà thực nghiệm biết được vật thí nghiệm tỏa ra hay thu vảo bao nhiêu nhiệt lượng. 1. Có bao nhiêu nước trong cốc? R4 R5 2. Với thang đo như trên, nhiệt lượng kế này M có giới hạn do nhiệt lượng tỏa ra và thu vào là bao R3 R nhiêu, nếu nhiệt độ ban đầu của nước trong cốc là N 2 20°C. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là 920J/kg.K và của nước là 4200J/kgK. R6 A2 Câu 3 (3,0 điểm) R 1 + Cho mạch điện như hình 2. U = 36V, R1 = 6, R2 = 4, R3 = 3,6, R4 = 5, R5 = 1, R6 = 6. Bỏ U qua điện trở các dây nối và các ampe kế. A - 1 a) Tính điện trở tương đương của toàn mạch. Hình 2 b) Tìm số chỉ ampe kế A1, A2. c) Mắc vào hai điểm MN một vôn kế có điện trở R1 R2 rất lớn tìm số chỉ của vôn kế. I A R B Câu 4 (2,0 điểm) Tìm điện trở của mạch AB (hình vẽ 3). Giá trị R1/2 R2/2 của các điện trở đã cho trên hình. Tìm cường dộ dòng điện qua các điện trở nếu dòng mạch chính là I. Hình 3
2. Câu 5 (4,0 điểm): G1 G2 Cho hai gương phẳng G 1, G2 đặt song song có mặt phản xạ O quay vào nhau và cách nhau một khoảng AB = 30cm như hình 4. Giữa hai gương có một điểm sáng S nằm trên đường thẳng AB và cách A 20cm. Một điểm O nằm trên đường thẳng SO song song với hai gương và SO = 50cm. a. Trình bày cách vẽ tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt trên A S B Hình 4 gương G1 và G2 mỗi gương hai lần rồi đi qua O. b. Tính tổng chiều dài đường truyền ánh sáng từ S đến O. Câu 6: (2,0 điểm) Trên bàn của em có: Hai bình nhỏ giống hệt nhau, một bình đựng nước có vạch chia thể tích, bình thứ hai đựng hai chất lỏng A có khối lượng riêng DA đã biết và chất lỏng B có khối lượng riêng D B chưa biết. Làm thế nào để xác định được khối lượng riêng của chất lỏng B. Hãy trình bày cách làm đó? HẾT Họ và tên thí sinh: SBD:
3. LẦN 4 HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung Điểm a) Quãng đường tàu hỏa đi được đến khi xe máy vượt qua là s - L 1 0,5 Thời gian xe máy đi quãng đường s1 bằng thời gian tàu đi quãng 0,5 đường s1 - L s1 s1 - L = 1,0 v1 v s1 400 v1 = v. = 10. = 16 m/s 0,5 s1 - L 400 - 150 Câu 1 b) Thời điểm xe máy và xe đạp gặp nhau (5,0 đ) L 0,5 t1 = v1 + v2 Khoảng cách từ vị trí gặp nhau đến đầu tàu L 1,0 l = vt1 + v2t1 = (v + v2) v1 + v2 Lv - lv1 150.10 - 105.16 v2 = = = 4 m/s 1,0 l - L 105 - 150 Ký hiệu khối lượng của cốc là m của nước trong cốc là m , nhiệt 1 2 0,5 dung riêng của nhôm là c1 và của nước là c2. Vì một độ chia trong thang do nhiệt lượng tương ứng với một độ chia trong thang đo nhiệt độ nên khi cung cấp cho nhiệt lượng kế 0,5 nhiệt lượng lkJ thì nhiệt độ cốc nước tăng 1°C. 0,5 Ta có: Q=1000J = (m1c1 + m2c2) 1°C 0,5 Thay số: 1000 = (0,05.920 + m2.4200) Câu 2 Giải ra ta được m2 = 0,227kg 0,5 (4,0 đ) Vậy khối lượng nước trong cốc là 227g. Vì nhiệt độ ban đầu của nước trong cốc là 20°C ứng với vạch số 0 của thang đo nhiệt lượng. 0,5 Vậy giới hạn đo nhiệt lượng tỏa ra của nhiệt lượng kế là 10kJ -20kJ = -10kJ Giới hạn đo nhiệt lượng thu vào của nhiệt lượng kế là: 0,5 90 kJ - 20 kJ = 70 kJ Vậy -10kJ < Q < 70kJ 0,5
4. a) Vì ampe kế A1, A2 có điện không đáng kể nên: R12 = 2,4; R123 = 6; R45 = 6; R12345 = 3; 0,5 Rtđ = 9 b) Dòng điện qua ampe kế A1 : U 0,5 I = I6 = IA1 = = 4A Rtđ Câu 3 Dòng điện qua ampe kế A2: (3,0 đ) Ta có : U12345 = U45 = U123 = U – U6 = 12V; 0,5 U 45 U123 I45 = I4 = I5 = = 2A; I123 = I3 = = 2A. R45 R123 Ta có : U12 = U2 = I12.R12 = 4,8V 0,5 U12 I2 = = 1,2A IA2 = I2 + I5 = 3,2A R2 0,5 c) U5 = I5R5= 2.1 =2V 0,5 Hiệu điện thế giữa hai điểm N và M là: UNM = U2 – U5 = 2,8V Ta thay điện trờ R 1/2 bằng hai điện trở mắc song song, thay điện trò R2/2 bằng hai điện trở R2 mắc song song. Mạch điện đã cho có dạng như hình vẽ dưới đây: 0.5 Xét về điện thể, ba điếm c, D và E hoàn toàn giống nhau nên hiệu điện thế giãa c và D giữa D và E bằng 0. Do đó không có dòng Câu 4 điên qua R và mạch DE nên ta co thể bỏ các mạch này. (2,0đ) (Hoặc mạch trên là mạch cầu cân bằng nên ta bỏ điện trở R) Cuối cùng mạch điện trên chỉ gồm 3 nhánh giống nhau, mỗi nhánh gồm R nói tiếp với R . 1 2 0,5 푅1 + 푅2 Do đó R = . AB 3 Trở lại mạch điện đã cho ta bỏ điện trở R thì mạch gồm hai nhánh: nhanh trên là R 1 nối tiếp với R 2 nhánh dưới là R 1/2 nối tiếp với 0,5 R2/2. Điện trở trỏ nhánh trên gấp hai lần điện trở nhánh dưới nên: Cường 0,5 độ dòng điện qua R1 và R2 là I/3. Cường độ dòng điện qua R1/2 và R2/2 là 2I/3
5. G1 G2 Sơ đồ tạo ảnh: G1 G2 G1 G2 O S S1 S2 S3 S4 I J 1,0 Q K S3 S1 A S B S2 S4 Cách vẽ: Câu 5 Lấy S là ảnh của S qua gương G , lấy S là ảnh của S qua gương (4,0 đ) 1 1 2 1 G2, lấy S 3 là ảnh của S 2 qua gương G 1, lấy S 4 là ảnh của S 3 qua gương G2. 0,5 Nối O với S4 cắt gương G2 tại I, nối I với S3 cắt gương G1 tại J, nối J với S2 cắt gương G2 tại Q, nối Q với S1 cắt gương G1 tại K, nối K với S ta được đường truyền tia sáng SKQJIO cần vẽ. Ta có: SK + KQ + QJ + JI + IO = S K + KQ + QJ + JI + IO = 1 0,5 = S1Q + QJ + JI + IO = S2J + JI + IO = S3I + IO = S4O Lại có: SS = SB + BS = SB + AB + AS = SB + 2AB + BS = 4 4 3 2 0,5 = SB + 3AB + AS1 = SB + 3AB + BS = 4AB = 4.30 = 120cm => SK + KQ + QJ + JI + IO = S4O 0,5 = OS 2 SS 2 502 1202 130cm 4 1,0 Vậy tổng chiều dài đường truyền tia sáng từ S đến O dài 130cm Rót hai chất lỏng vào hai bình giống hệt nhau và lần lượt đặt hai 0,5 bình vào bình đựng nước có vạch chia thể tích. Điều chỉnh lượng chất lỏng A và B sao cho phần chìm của hai bình Câu 6 0,5 trong nước là bằng nhau. Tức là P =P => m =m (2,0 đ) A B A B Lần lượt đổ chất lỏng A và chất lỏng B vào bình có vạch chia thể 0,5 tích để đo thể tích các chất lỏng chưa trong bình là VA và VB. Ta có VADA=VBDB => DB= DAVA/VB 0,5