Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường môn Vật lý - Năm học 2014-2015 - Phòng GD&ĐT Bình Giang (Có đáp án)

PHÒNG GD & ĐT BÌNH GIANG
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG 
NĂM HỌC: 2014 - 2015
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 120 phút
Ngày thi: .....tháng .... năm 2015
( Đề này gồm 05 câu, 01 trang)
Đề bài
Bài 1 (2 điểm) Một người đi xe đạp đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v1 = 15km/h, đi nửa quãng đường còn lại với vận tốc v2 không đổi. Biết các đoạn đường mà người ấy đi là thẳng và vận tốc trung bình trên cả quãng đường là 10km/h. Hãy tính vận tốc v2.
Bài 2 (2 điểm) Đổ 738g nước ở nhiệt độ 15oC vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100oC. Nhiệt độ khi bắt đầu có cân bằng nhiệt là 17oC. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4186J/kg.K. Hãy tính nhiệt dung riêng của đồng.
Bài 3(2 điểm) Trong một bình nước hình trụ có một khối nước đá nổi được giữ bằng một sợi dây nhẹ, không giãn (xem hình vẽ bên). Biết lúc đầu sức căng của sợi dây là 10N. Hỏi mực nước trong bình sẽ thay đổi như thế nào, nếu khối nước đá tan hết? Cho diện tích mặt thoáng của nước trong bình là 100cm2 và khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.
Bài 4(2 điểm) Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 4 lít nước ở nhiệt độ t1= 800C , bình thứ hai chứa 2 lít nước ở nhiệt độ t 2 = 200C. Người ta rót một ca nước từ bình 1 vào bình 2. Khi bình 2 đã cân bằng nhiệt thì lại rót một ca nước từ bình 2 sang bình 1 để lượng nước hai bình như lúc đầu. Nhiệt độ bình 1 sau khi cân bằng là t/1 = 740C. Xác định lượng nước đã rót trong mỗi lần.
Bài 5(2 điểm) Một khúc gỗ bên trong có khoét 1 lỗ và được nhồi đầy chì. Nêu phương án xác định khối lượng chì trong khúc gỗ biết có các dụng cụ sau: Bình nước lớn, lực kế, giá treo, dây treo, móc treo và một ròng rọc cố định. Đã biết khối lượng riêng của gỗ, chì và nước.
************************ Hết************************
Họ và tên học sinh...............................................Số báo danh...........................
Giám thị 1............................................ Giám thị 2............................................
PHÒNG GD & ĐT BÌNH GIANG
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG 
NĂM HỌC: 2014 - 2015
MÔN: VẬT LÝ
Ngày thi: .....tháng .... năm 2015
( Đáp án gồm 02. trang)
Bài
Đáp án chi tiết
Điểm
1
Gọi s là chiều dài cả quãng đường. Ta có:
Thời gian đi hết nửa quãng đường đầu là : t1 = s/2v1 	(1)
Thời gian đi hết nửa quãng đường sau là : t2 = s/2v2 	(2)
Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là : vtb = s/(t1 + t2) 
	= > t1 + t2 = s/vtb 	(3)
Từ (1), (2) và (3) => 1/v1 + 1/v2 = 2/vtb
Thế số tính được v2 = 7,5(km/h)
(nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị của v2 thì trừ 0,5 điểm)
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
0,25
2
Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra : Q1 = m1c1(t1 – t) = 16,6c1(J)	
Nhiệt lượng nước thu vào : Q2 = m2c2(t – t2) = 6178,536 (J)	
Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào : Q3 = m3c1(t – t2) = 0,2c1(J)	
Phương trình cân bằng nhiệt : 	Q1 = Q2 + Q3
	 16,6c1 = 6178,536 + 0,2c1
=> c1 = 376,74(J/kg.K)
(nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị của c1 thì trừ 0,25 điểm)
0, 5
0, 5
0,25
0,25
0,25
0,25
3
Nếu thả khối nước đá nổi (không buộc dây) thì khi nước đá tan hết, mực nước trong bình sẽ thay đổi không đáng kể.
Khi buộc bằng dây và dây bị căng chứng tỏ khối nước đá đã chìm sâu hơn so với khi thả nổi một thể tích DV, khi đó lực đẩy Ac-si-met lên phần nước đá ngập thêm này tạo nên sức căng của sợi dây. 
Ta có: FA = 10.DV.D = F
 10.S.Dh.D = F (với Dh là mực nước dâng cao hơn so với khi khối nước đá thả nổi)
Dh = F/10.S.D = 0,1(m)
Vậy khi khối nước đá tan hết thì mực nước trong bình sẽ hạ xuống 0,1m
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
4
Gọi m (kg) là khối lượng nước đã rót mỗi lần, c là nhiệt dung riêng của nước 
* Khi rót nước từ bình 1 sang bình 2 
Gọi t/2 là nhiệt độ cân bằng của bình 2.
Nhiệt lượng mà m (kg) nước ở bình 1 toả ra :
Qtoả = m.c ( t1 - t/2)	
0,25
Nhiệt lượng mà nước ở bình 2 thu vào :
Qthu = m2.c ( t/2 – t2)
0,25
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:
 m.c ( t1 - t/2) = m2.c ( t/2 – t2) (1)
0,25
* Khi rót nước từ bình 2 sang bình 1 
Nhiệt lượng mà m (kg) nước ở bình 2 thu vào :
Qthu = m.c ( t/1 - t/2)
0,25
Nhiệt lượng mà nước ở bình 1 toả ra là :
Qtoả = (m1 – m) .c ( t1 - t/1 )
0,25
Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:
m.c ( t/1 - t/2) = (m1 – m) .c ( t1 - t/1 ) (2)
0,25
Rút gọn c ở hai vế và thay các giá trị m1 = 4 kg; m2 = 2 kg; t1= 800C ;
 t2= 200C; t/1= 740C 
 ta có: m. ( 80 - t/2) = 2 ( t/2 – 20 ) 
 m. ( 74 - t/2) = (4 – m)( 80 - 74 ) 
Giải hệ phương trình tìm được m= 0,5 kg
0,5
5
Gọi khối lượng của khúc gỗ và chì ở trong nó là m (kg)
	 khối lượng của khúc gỗ và chì lần lượt là x (kg) và m – x (kg)
	Gọi thể tích của khúc gỗ và chì ở trong nó là V (m3)
 thể tích của khúc gỗ và chì lần lượt là V1 (m3) và V2 (m3)
	Gọi khối lượng riêng của nước, gỗ và chì lần lượt là: D0, D1 và D2
0,5
- Dùng lực kế để xác định trọng lượng của vật ở ngoài không khí là: 
0,25
- Nhúng chìm vật trong nước để xác định số chỉ của lực kế khi vật ngập trong nước là P’
- Độ lớn của lực đẩy Ácsimét là:
0,5
- Mà 
0,25
- Với P và P’ đo được bằng lực kế; m xác định được thông qua P và d0, d1, d2 đã biết từ đề bài. 	=> Giải phương trình trên ta tìm được x. Từ đó suy ra m – x (khối lượng chì có trong gỗ)
0,5
LƯU Ý:
	- Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm số theo phân phối điểm của hướng dẫn chấm này.
	- Điểm toàn bài không làm tròn số.
___________________________________________