Nếu R1 và R2 mắc nối tiếp với nhau thì thời gian đun sôi nước đựng trong ấm là 50 phút.. Nếu R1 và R2 mắc song song với nhau thì thời gian đun sôi nước trong ấm lúc này là 12 phút.. Bỏ q
Trang 1PHÒNG GD&ĐT HUYỆN YÊN MÔ
TRƯỜNG THCS YÊN NHÂN
MÃ KÍ HIỆU
L-03-HSG 9-12-PGDYM
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2012-2013
MÔN: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề này gồm 05 câu, 01 trang)
Câu 1: (4,0 điểm)
Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14oC Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K) Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài
Câu 2: (5,0 điểm)
Một ấm điện có 2 điện trở R1 và R2 Nếu R1 và R2 mắc nối tiếp với nhau thì thời gian đun sôi nước đựng trong ấm là 50 phút Nếu R1 và R2 mắc song song với nhau thì thời gian đun sôi nước trong ấm lúc này là 12 phút Bỏ qua sự mất nhiệt với môi trường và các điều kiện đun nước là như nhau, hỏi nếu dùng riêng từng điện trở thì thời gian đun sôi nước tương ứng là bao nhiêu ? Cho hiệu điện thế U của nguồn là không đổi
Câu 3: (5,0 điểm)
Một vật là một đoạn thẳng sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (điểm A nằm trên trục chính) cho ảnh thật A1B1 cao 1,2 cm Khoảng cách từ tiêu điểm đến quang tâm của thấu kính là 20 cm Dịch chuyển vật đi một đoạn 15 cm dọc theo trục chính thì thu được ảnh ảo A2B2 cao 2,4 cm Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính trước khi dịch chuyển và tìm độ cao của vật
Câu 4: (3,0 điểm)
Một người đánh cá bơi thuyền ngược dòng sông Khi tới chiếc cầu bắc ngang sông, người đó đánh rơi một cái can nhựa rỗng Sau 1 giờ người đó mới phát hiện ra, cho thuyền quay lại và gặp can nhựa cách cầu 6km Tìm vận tốc của nước chảy Biết rằng vận tốc của thuyền đối với nước khi ngược dòng và xuôi dòng là như nhau
Câu 5: (3,0 điểm)
Hãy xác định bằng thực nghiệm nhiệt dung riêng của một chất lỏng bằng các dụng cụ sau: Nước đã biết nhiệt dung riêng c1, nhiệt lượng kế đã biết nhiệt dung riêng c2, nhiệt kế, cân, bộ quả cân, bình đun và bếp điên, chất lỏng cần xác định nhiệt dung riêng c Coi chất lỏng không gây ra phản ứng hóa học nào trong suốt quá trình làm thí nghiệm?
Hết
Trang 2PHÒNG GD&ĐT HUYỆN YÊN MÔ
TRƯỜNG THCS YÊN NHÂN
MÃ KÍ HIỆU
L-03-HSG 9-12-PGDYM
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2012-2013
MÔN: Vật lý
(Hướng dẫn chấm gồm 03 trang)
1
(4,0 điểm)
Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có:
mc + mk = 0,05(kg) (1) 0.25 điểm Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q = m c (136 - 18) = 15340m1 c c c;
Q = m c (136 - 18) = 24780m2 k k k 1,0 điểm Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là:
Q = m c (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J)3 n n × × ;
Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J)4 × . 1,0 điểm
Phương trình cân bằng nhiệt: Q + Q = Q + Q1 2 3 4 ⇒ 15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) 1,0 điểm
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có:
mc ≈ 0,015kg; mk ≈ 0,035kg. 0,5 điểm
Đổi ra đơn vị gam: mc ≈ 15g; mk ≈ 35g. 0,25 điểm
2
(5,0 điểm)
Gọi thời gian đun sôi nước khi sử dụng R1 là t3, khi chỉ sử dụng R2
là t4
Do bỏ qua sự mất nhiệt với môi trường và các điều kiện đun nước
là như nhau nên nhiệt lượng mà ấm tỏa ra trong mỗi lần đun là như nhau và bằng Q
0.25 điểm Khi R1 nt R2 ta có:
Q
t U R R t R R
U
2 2 1 1 2 1
+
Khi R1 // R2 ta có:
2 2 2 1 2 2 1
2
1 1 1
1
t U
Q R
R
t R R U
Khi chỉ dùng R1 ta có:
Q
t U R t R
U
2 1 3 1
= (3) 0,75 điểm
Khi chỉ dùng R2 ta có:
Q
t U R t R
U
2 2 4 2
= (4) 0,75 điểm
Từ (1) ; (3) và (4) ta có : t3 + t4 = t1 = 50 (5) 0,5 điểm
Từ (2) ; (3) và (4) ta có : 1 1 1 121
2 4 3
=
= +
t t
Giải hệ phương trình gồm hai phương trình (5) và (6) ta được các
Do vai trò của R1 ; R2 là như nhau nên nếu chỉ dùng riêng từng điện trở thì thời gian đun sôi nước là 20 phút và 30 phút 0,25 điểm
Trang 3(5,0 điểm)
0,75 điểm
* Trước khi dịch chuyển vật:
- ΔOA B1 1 : ΔOA B0 0 ⇒ 1 1 1
= =
A B h OA (1) 0,5 điểm
- ΔFOI ΔFA B: 1 1 ⇒ A B1 1 FA1 OA - OF1
= =
OI OF OF (2) 0,5 điểm
Do A B = OI = h0 0 nên từ (1) và (2)
OA OA - OF
d - 20 (*)
0,75 điểm
* Tương tự, sau khi dịch chuyển đến vị trí mới :
- ∆OAB: ∆OA B2 2 ⇒ A B2 2 2,4 OA2
= =
AB h OA (3) 0,5 điểm
- ΔFOI: ∆FA B2 2 ⇒ A B2 2 FA2 FO + OA2
= =
OI FO OF (4) 0,5 điểm
- Từ (3) và (4) ta có :
h OA FO FO - OA 20 - (d - 15) 35 - d (**)
0,75 điểm Giải hệ phương trình (*) và (**) ta có : h = 0,6 cm ; d = 30 cm 0,75 điểm
4
(3,0 điểm)
Ta coi A là vị trí của cầu, C là vị trí thuyền bắt đầu quay trở lại, B
là vị trí thuyền gặp can nhựa
Gọi vo là vận tốc của nước so với bờ, v là vận tốc của thuyền so với mặt nước
0,5 điểm
Thời gian thuyền đi từ C đến B
0
0 0
0
6 1
v v
v v v
v
S S v v
S
CB
+
+
−
= +
+
= +
Thời gian tính từ khi rơi can nhựa đến khi gặp lại can nhựa là:
0
0 1 6 1
6
v v
v v t
t
+
− +
= +
Từ phương trình (1) ta giải ra được vo = 3 km/h 0,5 điểm
5
(3,0 điểm) Dùng cân xác định khối lượng m2 của nhiệt lượng kế, khối lượng m của chất lỏng có nhiệt dung riêng c cần xác định Đo nhiệt độ
ban đầu t1 của chất lỏng
0,75 điểm
A
B
L
I O
1
1
0 0 2
2
F
A
Trang 4Đun nước đến nhiệt độ t2 rồi cho vào nhiệt lượng kế đã có chất
Đo nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt t, rồi cân nhiệt lượng kế để xác
Thành lập phương trình cân bằng nhiệt m1.c1.(t2 – t) = (m2.c2 + m.c).(t – t1) (1) 0,5 điểm
Từ phương trình (1) ta tính được
−
−
−
1
2 1
1
c m t
t
t t c m m
Hết
Trang 5
Người ra đề
Hoàng Quốc Tuấn
Tổ trưởng
Nguyễn Văn Thắng
Ban giám hiệu Phó hiệu trưởng
Nguyễn Thị Thiện