Tính MA Câu 2 2 điểm Một nhiệt lợng kế ban đầu cha đựng gì.. Đổ vào nhiệt lợng kế một ca nớc nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lợng kế tăng thêm 50C.. Sau đó lại đổ thêm một ca nớc nóng
Trang 1Kỳ thi chọn học sinh
giỏi tỉnh lớp 9 thcs năm học 2009-2010
Câu 1 (2 điểm)
Một thanh AB đồng chất tiết diện đều chiều dài 2,4m
Đợc uốn vuông góc tại M và đợc treo tại O nh hình vẽ Thanh AB nằm cân bằng Biết MA = 4MO Tính MA
Câu 2 (2 điểm)
Một nhiệt lợng kế ban đầu cha đựng gì Đổ vào nhiệt lợng kế một ca nớc nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lợng kế tăng thêm 50C Sau đó lại đổ thêm một ca nớc nóng nữa thì thấy nhiệt độ của nhiệt lợng kế tăng thêm 30C
Hỏi nếu đổ thêm vào nhiệt lợng kế cùng một lúc ba ca nớc nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lợng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa
Câu 3 (2 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ: Gồm một biến trở MN
có điện trở 60 đợc phân bố đều theo chiều dài 30cm, R1 = R2 = 24, trên các bóng đèn có ghi Đ1 (6V – 12W),
đèn Đ2 và Đ3 có ghi (4V – 2W)
1.Lập biểu thức tính điện trở của đoạn mạch AB
khi con chạy C nằm ở vị trí bất kì trên biến trở
2.Đặt vào hai điểm A, B hiệu đện thế U = 20V
Hãy xác định vị trí của con chạy C để:
a, Các bóng đèn sáng đúng công suất định mức
b, Công suất tiêu trên toàn mạch là nhỏ nhất
Tính hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn trong tr-ờng hợp này Coi điện trở của các bóng đèn là không
đổi và bỏ qua điện trở của các dây nối
Câu 4 (2 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ:
Khi K1 và K2 đều ngắt, vôn kế chỉ 120V
Hải dơng
B A
4R 5R
6R
3R 2R
R
K2
K1 V
R2
R1
Đ3
Đ2
Đ1
B A
N C M
B
O M
A
Môn: Vật lý M số … ã số …
Thời gian: 150 phút, không kể thời gian giao đề
(Đề thi gồm: 01 trang)
Trang 2Khi K1 đóng, K2 ngắt, vôn kế chỉ 80V.
Hỏi khi K1 ngắt, K2 đóng thì vôn kế chỉ bao nhiêu?
Câu 5 (2 điểm)
Vật sáng AB đặt song song và cách màn ảnh một
đoạn L = 100cm Thấu kính có thể đặt ở hai vị trí trong khoảng vật và màn đều thu đợc hai ảnh A'
1B'
1 và A'
2B' 2
rõ nét trên màn Hai vị trí này cách nhau khoảng l =
20cm
a, Tính tiêu cự của thấu kính
b, Chứng minh AB2 = A'
1B'
1 A'
2B'
2 Với bài tập này cho phép sử dụng công thức sau:
1 1 1
'
d d f
Trong đó:
d : là khoảng cách từ vật đến thấu kính d' : là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
f : là tiêu cự của thấu kính
Đáp án hớng dẫn chấm thi học sinh giỏi môn vật lý 9.
điểm Câu1
- Điều kiện cân bắng của đòn bẩy
Fx + P1 2x = P2 2y
- Gọi OM = x, OB = y AM = 4x
Ta có P1 = 10M1 = x Mx y x Px y
5 10
P2 = 10M2 = x My y x Pyy
5 10
F = 4P1 = 4 x Mx y x Pxy
5 10
2 2 2 2
2 2
8 ) 5 ( 2 ) 5 ( 2 5
4
y x x y
x
Py y
x
Px y
x
Px
y = 240
Vậy x = 30 (cm) và y = 90(cm)
0,25 0,25 0,25
0,25
0, 5 0,5 Câu2
Gọi m,c là khối lợng và nhiệt dung riêng 0,25
4x
y x
P2
P1
F A
B
Trang 3của nhiệt lợng kế
m0, c0 là khối lợng và nhiệt dung riêng của
1 ca nớc
t0 là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lợng kế
t là nhiệt độ ban đầu của nớc nóng
Nhiệt độ mà nhiệt lợng kế tăng thêm khi
đổ 3 ca nớc là t 0C
+ Nếu đổ 1 ca nớc nóng
Nhiệt lợng mà nhiệt lợng kế thu vào tăng
nhiệt độ lên 50C
Q(thu1) = mct1 = 5 mc (J)
Nhiệt lợng mà nớc toả ra để giảm nhiệt độ
từ t0C (t0+5)0C
Q(toả1) = m0c0t1= m0c0 (t - (t0+5)) (J)
Theo PTCBN: Q(thu1) = Q(toả1) 5mc =
m0c0 (t - (t0+5)) (1)
+ Nếu đổ thêm 1 ca nớc nóng nữa
Nhiệt lợng mà nhiệt lợng kế và 1 ca nớc
ban đầu thu vào tăng nhiệt độ lên 30C
Q(thu2) = (mc + m0c0)t2 = 3 (m0c0 + mc)
(J)
Nhiệt lợng mà nớc toả ra để giảm nhiệt độ
từ t0C (t0+3+5)0C
Q(toả2) = m0c0t2 = m0c0 (t - (t0+8)) (J)
Theo PTCBN: Q(thu2) = Q(toả2) 3(m0c0 +
mc) = m0c0 (t - (t0+8)) (2)
+ Nếu đổ thêm 3 ca nớc nóng nữa
Nhiệt lợng mà nhiệt lợng kế và 2 ca nớc
thu vào tăng nhiệt độ lên t0C
Q(thu3) = (2m0c0 + mc)t3 = (2m0c0 +
mc)t (J)
Nhiệt lợng mà nớc toả ra để giảm nhiệt độ
từ t0C (t0+t+8)0C
Q(toả3) = 3m0c0t3 =3 m0c0 (t - (t0+t+8))
(J)
Theo PTCBN: Q(thu3) = Q(toả3)
(2m0c0+mc) t = 3m0c0 (t - (t0+t+8)) (3)
Lấy (1) chia cho (2) ta có:
0,25 0,25
0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
Trang 4C t
t t
t
t
0 0
) 11 (
) 5 (
3
5
Thay (t t0) 200C vào (1) mc = 3 m0c0
thay vào
(3) m c t m c t t 0C
0 0 0
0 3 ( 12 ) 4 , 5
Nhiệt lợng kế tăng thêm 4 , 5 0C khi đổ thêm
3 ca nớc nóng
Câu3
1 Khi điện trở của các dây nối không đáng
kể mạch điện đợc vẽ lại nh
sau:
+ Điện trở của các đèn là:
Rđ = U P2 Iđ = U P
Rđ1 = 3, Iđ1 = 2(A), Rđ2 = Rđ3 = 8, Iđ2 =
Iđ3 = 0,5(A)
Đặt MC = x (cm), CN = 30 – x (cm)
Điện trở của 1cm chiều dài biến trở là:
2 30
60
RMC = 2x ()
RCN = 2 (30 – x) ()
Rđ2R1 = Rđ3R2 = 6 ()
Rtm = 3 12(12 22 ).(230(30 )2) 24 18 234 378 18( 12)
2 2
x x
x x
() (*)
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25
2 a, Các bóng đèn sáng đúng với công
suất định mức
Để các đèn sáng bình thờng Uqđ = Uđm
6
1 24
4
1
2
R
U
R (A) IMC = Iđ2 + IR1 = 0,5 +16 =32 (A)
UMC = Utm - Uđ1 - Uđ2 - Uđ3 = 20- 4 - 4 - 6 =
6(V)
RMC =
MC
MC
I
U
=
3 2
6
= 9() ta có 2x = 9 x = 4,5 (cm)
Để các bóng đèn sáng bình thờng thì con
RCN
R MC
Đ 1
B A
Đ 2 Đ3
2
Trang 5chạy C ở vị trí cách M là 4,5cm
b, Công suất tiêu thụ trên toàn mạch là:
UI
P trong đó U = 20(V), không đổi Muốn
min
P thì Imin mà I = U R R ABmax Từ biểu thức
(*) ta thấy R ABmax khi x = 12 (cm)
Vậy để công suất tiêu thụ mạch ngoài nhỏ
nhất con chạy C ở cách điểm M là 12cm
hay RMC = 12.2 = 24() R AB= 21()
Iđ1= Itm =
AB
tm
R
U
=2021(A) Hiệu điện thế hai đầu
đèn 1 là:
Uđ1 = Iđ1Rđ1 =3.2021=207 (V)
Ta có Uđ2R1đ3R2MCCN = Uđ2R1đ3R2MC = 1821.20 1207
(V)
Iđ2R1đ3R2MC = Iđ2R1 = Iđ3R2 =
21
10 36 7
120
Uđ2R1 = Uđ3R2 = Uđ2 = Uđ3 = 1021.6 = 207 (V)
0,25
Câu4
+ Khi K1 và K2 đều ngắt ta có mạch
điện
Gọi điện trở của vôn kế là RV
Gọi U là hiệu điện thế toàn mạch
UV = 120V ta có Rtm = R + 6R + RV = 7R
+ Rv () Itm =
V R R
U
UV = ItmRV =
V
V
R R
UR
7 = 120 (V) (1)
+ Khi K1 đóng, K2 ngắt thì ta có mạch
điện
Rtm =
V
V V
v
R R
R RR
R R R
RR
49 14
7 7
() Itm = 14 49 2
) 7
(
R RR
R R U R
U
V
V
(A) UV =
80 7 2 49
14
7
UR R
RR
URR
V
V V
V
(2)
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
V
B A
6R R
V
6R 5R A
B
Trang 6Kết hợp (1) và (2) ta có RV = 7R
Vậy thay vào (2) ta có U = 80(2 7 ) 240 (V)
R
R R V
+ Khi K1 ngắt, K2 đóng ta có
R R
RR
V
V
3
35 3
14 7 14
14
7R)
Irm = U R 24035R.31447R = I14RV (A) UV = U14RV =
I14RvR14RV = 96(V)
Vậy khi K1 ngắt K2 đóng vôn kế chỉ 96V
0,25 0,25
Câu5
a, Thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thấu
kính đã cho là thấu kính hội tụ
Theo giả thiết ta có
d1 + d'
1 = L (1) d2 + d'
2 = L (2) d1 = d2 – l (3)
d'
1 = d'
2+ l (4)
' 2 2
' 1 1
1 1 1 1 1
d d d d
Từ (*) ta có '
2 2
' 2 2 ' 1 1
' 1 1
d d
d d d d
d d
Theo (1) và (2) ta có d1 + d'
1 = d2 + d'
2 2 1
'
d Thay d' 1 = L – d1 và d'
2 = L – d2
d1(L – d1) = d2 (L – d2)
Ld1 - 2
1
d = (d1 + l) (L – d1 – l)
l2 = Ll – 2d1l
l = L – 2d1 d1 = L 2 l Vậy d'
1 = L – d1
= L 2 l
Ta có L l L l L L l
l L l L d d
d d f
4 2
2 4
) )(
(
2 2 '
1 1
' 1
100cm, l = 20cm
) ( 24 100
4
20
100 2 2
cm
0,25 0,25
0,25
0,25
0,25 0,25
2
6R 5R 4R
A B
d '1
l
A
B
O L
Màn
d 2
d ' 2
d 1
Màn L
O B
A
Trang 7b, CMR AB2 = A'
1B'
1 A'
2 B'
2
- Theo h×nh vÏ
XÐt ABO vµ A B'O
1
' 1
ta cã
1
' 1
'
1
'
1
'
1
d
d OA
OA
AB
B
A
(1)
- Theo h×nh vÏ
XÐt ABO vµ A B'O
2
' 2
ta cã
2
' 2
'
2
'
2
'
2
d
d OA
OA
AB
B
A
(2)
) (
) )(
(
1 1
1 1
2 1
' 2
' 1 2
'
2
'
2
'
1
'
1
l d d
l d L d L d d
d d AB
B
A
B
A
Thay d1 = L 2 l Ta
cã:
1 2
) ( 2
)
) ( 2
) (
) 2
( 2
) (
) ) 2 ( ))(
2 ( (
.
2
'
2
'
2
'
1
'
l L l L
l L l L l
l L l L
l l L L l L L AB
B
A
B
A
2
' 2
'
1
'
0,25
0,25
B' 2
A
B
O
L
Mµn
F ' A'2
B '1 A' 1
F '
d ' 1
l
d 1
Mµn
L
O B
A