Câu 1: Thả Vật A Dạng Hình Trụ, Bên Trong Có Một Phần Rỗng Vào Một Bình Đựng Nước

Câu 1 Thả vật A dạng hình trụ, bên trong có một phần rỗng vào một bình đựng nước P F 1 2 3 TRƯỜNG THCS SÔNG LÔ ĐỀ 31 KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HSG LỚP 9 MÔN VẬT LÍ – NĂM HỌC 2017 2018 Thời gian làm bài 150p[.]

P F

3

TRƯỜNG THCS SÔNG LÔ

ĐỀ 31 KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HSG LỚP 9 MÔN VẬT LÍ – NĂM HỌC 2017- 2018

Thời gian làm bài: 150phút.

Câu 1: Thả vật A dạng hình trụ, bên trong có một phần rỗng vào một bình đựng nước Vật A có khối lượng

m = 720 g và diện tích đáy S = 120 cm2 Khi cân bằng, hai phần ba thể tích của vật A chìm trong nước Đặt lên trên vật A một vật đặc B dạng hình trụ có cùng diện tích đáy S sao cho trục của chúng trùng nhau Biết rằng trục hai hình trụ luôn hướng thẳng đứng và các vật không chạm đáy bình Khối lượng riêng của nước

và của chất làm hai vật A, B lần lượt là D0 = 1000 kg/m3, DA = 900 kg/m3 và DB = 3000 kg/m3.

1 Tìm thể tích phần rỗng bên trong vật A.

2 Chiều dày của vật B phải thỏa mãn điều kiện nào để:

a nó không chạm vào nước?

b nó không bị ngập hết trong nước?

Câu 2: Mạch điện như hình vẽ 1: cho biết Đ1 là bóng đèn loại 30V- 30W, Đ2 là

bóng đèn loại 60V- 30W Biến trở PQ là một dây dẫn đồng chất dài l = 90cm, tiết

diện đều S = 0,1mm2, điện trở suất  = 2.10-5 Ωm Hiệu điện thế UAB không đổi; dây

nối, con chạy C có điện trở không đáng kể; điện trở các bóng đèn coi như không

đổi.

a Tính điện trở toàn phần của biến trở PQ.

b Đặt con chạy C ở vị trí độ dài PC = 2CQ thì các đèn đều sáng bình thường Xác

định hiệu điện thế định mức và công suất định mức của bóng đèn Đ3.

c Nối tắt hai đầu bóng đèn Đ3 bằng một dây dẫn không có điện trở Để hai bóng đèn Đ1 và Đ2 vẫn sáng bình thường thì

phải di chuyển con chạy C về phía nào? một đoạn dài là bao nhiêu ?

Câu 3: Một bình thông nhau gồm 2 nhánh hình trụ đặt thẳng đứng có

tiết diện S1 = 40 cm2 và S2 = 20 cm2 Phần ống nối thông hai trụ tiết

diện nhỏ không đáng kể Một lượng nước có thể tích V = 2 lít được đổ

vào bên trong bình Các nhánh được đậy kín bằng các pittông khối

lượng m1 = 1,2 kg và m2 = 1 kg như hình vẽ Các pittông có thể dễ

dàng dịch chuyển bên trong các nhánh Cho khối lượng riêng của nước

là D1 = 103 kg/m3, của dầu hỏa là D2 = 800 kg/m3

a Tìm độ cao của các cột nước trong hai nhánh khi hệ ở trạng

thái cân bằng.

b Người ta đổ thêm dầu hỏa vào trong nhánh 2 Tìm khối lượng dầu tối đa có thể đổ vào sao cho không có lượng chất lỏng nào bị tràn ra ngoài Cho chiều cao của các nhánh bằng nhau bằng H = 0,45 m.

c Chiều cao H của hai nhánh phải bằng bao nhiêu để khi mực chất lỏng ở một trong hai nhánh đầy thì độ chênh lệch mực chất lỏng ở hai nhánh là 0,15 m?

Câu 4: Một dây cầu chì có đường kính d1 = 1mm chịu được cường độ dòng điện I1 = 4A.Hỏi dây cầu chì đường kính d2 = 2mm sẽ chịu được cường độ dòng điện bao nhiêu? Coi rằng nhiệt lượng tỏa ra môi trường tỉ

lệ thuận với diện tích xung quanh của dây.

Câu 5: Cho một biến trở con chạy, một điện trở R đã biết giá trị, một nguồn điện có hiệu điện thế không

đổi, một vôn kế không lí tưởng, một thước milimét, dây nối, bóng đèn Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định điện trở của bóng đèn với số mạch và số lần đo ít nhất

Câu 6: Xác định hiệu suất của hệ thống 3 ròng rọc ở hình bên Biết hiệu suất của mỗi ròng rọc là 0,9 Nếu kéo một vật trọng lượng 10N lên cao 1 m thì công để thắng ma sát là bao nhiêu ?

m

2

S1

S2

2 H

Câu 7: Một người có trọng lượng P = 600N đứng trên tấm ván được treo vào hai

ròng rọc như hình vẽ Để hệ thống cân bằng, người đó phải kéo dây, lúc đó lực

tác dụng vào trục ròng rọc cố định là F = 720N Tính:

a.Lực do người nén lên tấm ván.

b.Trọng lượng của tấm ván.

c Bỏ qua ma sát và khối lượng của các ròng rọc Có thể xem hệ thống trên

là một vật duy nhất.

Câu 8 Một khí cầu có thể tích 12m3 chứa khí hiđrô Biết rằng trọng lượng của vỏ khí cầu là 100N, trọng lượng riêng của không khí là 12,9N/m3, của khí hiđrô 0,9N/m3.

a Khí cầu có thể kéo lên trên không một vật nặng bằng bao nhiêu?

b Muốn kéo một người nặng 62kg lên thì khí cầu phải có thể tích tối thiểu là bao nhiêu, nếu coi trọng lượng của vỏ khí cầu vẫn không đổi.

a Tính điện trở toàn phần của biến trở PQ (0,5điểm)

 Áp dụng công thức RPQ =  , trong đó l là chiều dài, S là thiết diện dây

 Thay số: RPQ = 2.10-5 

b) Xác định Uđ3 và Pđ3 (1,25điểm)

 Do A nối với cực dương, B nối với cực âm của nguồn nên các dòng điện I1

và I2 qua các đèn Đ1 và Đ2 có chiều như hình vẽ, độ lớn : I1= P1/U1= 1A;

I2= P2/U2 = 0,5A; vì I1 > I2 nên dòng qua

Đ3 phải có chiều từ M đến C.

 Tại nút M ta có I1= I2 + I3  I3 = I1 – I2  I3 = 1 – 0,5 = 0,5A,

tại C thì I4 + I3 = I5  I5 = I4 + 0,5 Ngoài ra do điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài

nên dễ dàng thấy rằng RPC = R4 = 120Ω; RCQ = R5 = 60Ω

 Ta có :UAB = I4.R4 + I5.R5 = I4.120 + (I4 + 0,5).60 = U1 + U2 = 30V + 60V = 90V

180I4 = 60  I4 = 1/3 A

 UPC= U4 = I4.R4 = 40V, mà U1 + U3 = U4  Uđ3= U3 = U4 – U1 = 40 – 30 = 10V;

 Pđ3 = I3.U3 = 0,5.10 = 5W Vậy các giá trị định mức của Đ3:

c) Xác định vị trí con chạy C (1,25điểm)

 Gọi vị trí mới của con chạy là C’ ; điện trở đoạn PC’ là x , điện trở đoạn C’Q sẽ là 180 – x ; Do các đèn

Đ1 và Đ2 sáng bình thường tức đúng định mức nên dễ thấy rằng các dòng điện I1, I2, I3 vẫn có giá trị cường độ như cũ, các dòng điện I4 và I5 có giá trị cường độ thay đổi ( nhưng để cho tiện ta vẫn giữ nguyên kí hiệu là I4 và I5 )

Và ta vẫn có I5 = I4 + 0,5 (1)

RPQ = 180Ω

U3= 10V; P3= 5W

 Vỡ MC’ cú điện trở bằng khụng nờn

I4 = U1/x = 30/x (2)

I5 = U2/(180 – x) = 60/(180 – x) (3)

 Thay (2) và (3) vào (1), ta được

giải phương trỡnh này , ta cú x2 = 3.602  x = 60 Ω.

 Vậy điện trở của đoạn CC’ là Rx = 120 - 60 ≈ 16Ω ( = 16,077 Ω)

 Vỡ 1cm chiều dài của biến trở ứng với 2Ω  độ dài CC’ ≈ 16/2

 (=8,038 cm) Vậy: phải di chuyển con chạy sang bờn trỏi ( phớa đầu P ) một đoạn dài 8cm để cỏc đốn sỏng bỡnh thường

- Lắp thanh gỗ vào trục quay để cú 1 đũn bẩy Treo lọ rỗng vào đũn bờn phải, treo lọ đầy cỏt vào một vị trớ ở đũn bờn trỏi sao cho đũn bẩy cõn bằng nằm ngang Ta cú: P0.l0 = P.l (1)

- Nhỳng lọ đựng đầy cỏt ngập trong nước rồi tỡm vị trớ treo nú sao cho đũn bẩy cõn bằng:

P0 l0 = (P – F) l’ (2)

- Từ (1) và (2):

F = P(l’ – l)/l’ mà F = dnước.V Suy ra: dnước =

- Lặp lại thớ nghiệm bằng cỏch thay nước bằng dầu hoả, tỡm vị trớ l’’ treo lọ cỏt để đũn bẩy cõn bằng

- Ta cú: ddầu =

- Suy ra ddầu = dnước hay: Ddầu = Dnước Gọi Q1 và Q2 lần lợt là nhiệt lợng mà bếp cung cấp cho nớc và ấm trong hai lần đun , t

là độ tăng nhiệt độ của nớc Ta có :

Q 1= ( m1c1 + m2c2 )t

Q2 = ( m3c1 + m2c2 )t

Do bếp dầu tỏa nhiệt đều đặn nên thời gian đun càng lâu thì nhiệt lợng tỏa ra càng lớn Do đó ta có :

Q1= kt1 ; Q2= kt2 ( k là hệ số tỉ lệ ; t1 và t2 là thời gian đun tơng ứng ) Suy ra :

kt1 = ( m1c1 + m2c2 )t ( 1 )

kt2 = ( m3 c1 + m2c2 )t ( 2 ) Chia từng vế của ( 2 ) cho ( 1 ) ta đợc :

thay số vào ( 3 ) ta tìm đợc m3  2 ( kg ) Vậy khối lợng nớc m3 đựng trong ấm là 2 kg.

CC’ ≈ 8cm

P 0

l 0

l’

P

F

Bài 4:

Vì hệ gồm các ròng rọc cố định nên không cho ta lợi về lực Hiệu suât mỗi ròng rọc là:

Gọi F1, F2, F là lực kéo ở các ròng rọc 1,2 và 3 ta có:

Vậy hiệu suất của hệ ròng rọc là:

Khi nâng vật P, công có ích: Ai = P.h = 10 J

Công toàn phần: A = Ai + Ax = 10 + Ax

với Ax là công để thắng ma sát.

; Giải ra ta được Ax = 3,7 J

Bài 5:

a) Gọi T là lực căng dây ở ròng rọc động, là lực căng

dây ở ròng rọc cố định Ta có:

; F = 2T' = 4T

Gọi Q là lực người nén lên ván, ta có:

Q = P - T = 600N - 180N = 420N

b) Gọi P' là trọng lượng tấm ván, coi hệ thống trên là

một vật duy nhất và do hệ thống cân bằng, ta có:

T' + T = P' + Q

Suy ra: 3T = P + Q  P' = 3T - Q

P' = 3.180 - 420 = 120N

Vậy lực người nén lên tấm ván là 420N và tấm ván có

trọng lượng 120 N.

3

F1

F2

P'

P

T'

T

T Q

T'

T' F