Sau một thời gian, chai sữa nóng tới nhiệt độ t1 = 360C, ngời ta lấy chai sữa này ra và tiếp tục thả vào phích một chai sữa khác giống nh chai sữa trên.. Biết rằng trớc khi thả vào phích
Trang 1Sở giáo dục và
đào tạo
Hải Dơng
Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 9
THCS
Môn thi: Vật lý Mã số:
Thời gian làm bài: 150 phút, không kể
thời gian giao đề
Đề thi gồm: 01 trang
Câu 1 (2đ)
Ba ngời đi xe đạp trên cùng một con đờng từ A đến B Ngời thứ nhất có vận tốc v1 = 8km/h Ngời thứ hai có vận tốc v2 = 10km/h và xuất phát muộn hơn ngời thứ nhất 15 phút Ngời thứ ba xuất phát muộn hơn ngời thứ hai 30 phút và đuổi kịp ngời đi trớc mình tại hai nơi cách nhau 5km Tìm vận tốc của ngời thứ ba
Câu 2: (1,5đ)
Ngời ta thả một chai sữa của trẻ em vào phích đựng nớc ở nhiệt
độ t = 400C Sau một thời gian, chai sữa nóng tới nhiệt độ t1 = 360C, ngời ta lấy chai sữa này ra và tiếp tục thả vào phích một chai sữa khác giống nh chai sữa trên Hỏi chai sữa này sẽ đợc làm nóng tới nhiệt độ nào? Biết rằng trớc khi thả vào phích, các chai sữa đều có nhiệt độ t0 =
180C
Câu 3 (2đ)
Cho mạch điện nh hình vẽ:
Khi cờng độ dòng điện chạy trong mạch là I1 = 2A
thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở là P1 = 48W, khi
cờng độ dòng điện là I2 = 5A thì công suất tỏa nhiệt
trên biến trở là P2 =30W
a Tìm hiệu điện thế U và điện trở r
b Tìm công suất tỏa nhiệt lớn nhất có thể có trên
biến trở Khi đó điện trở của biến trở là bao nhiêu?
Câu 4: (2,5đ)
a Dùng ampe kế thực (có điện trở đáng kể) để đo
cờng độ dòng điện trong mạch điện nh hình vẽ Biết rằng
ampe kế chỉ cờng độ dòng điện qua các điện trở là nh nhau và
bằng 6mA, cờng độ dòng điện qua nguồn điện là 11mA
Nếu dùng ampe kế lí tởng (điện trở bằng 0) để đo cờng độ
dòng điện các dòng điện trên thì số chỉ của ampe kế này là
bao nhiêu? Nguồn điện có điện trở bằng 0
b Hãy nêu phơng án thí nghiệm để xác định điện trở của ampe
kế thực trên bằng các dụng cụ sau: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một điện trở R0 đã biết giá trị, một biến trở con chạy đợc làm từ một dây dẫn đồng chất tiết diện đều (có điện trở toàn phần lớn hơn R0), hai chiếc khóa điện, một số dây dẫn đủ dùng (có điện trở không đáng kể)
Câu 5: (2đ)
Hai vật nhỏ A1B1 và A2B2 giống nhau đặt song song với nhau và cách nhau 45cm Đặt một thấu kính hội tụ vào trong khoảng giữa hai vật sao cho trục chính vuông góc với các vật Khi dịch chuyển thấu kính thì thấy có hai vị trí của thấu kính cách nhau 15cm cùng cho hai
R
r
_ +
Trang 2ảnh: một ảnh thật và một ảnh ảo, trong đó ảnh ảo cao gấp hai lần ảnh thật Tìm tiêu cự của thấu kính (không dùng công thức thấu kính)
Hết
-Đáp án - Biểu điểm
m Câu 1
(2đ) Vì ngời 3 xuất phát muộn hơn ngời 2 là 30 phút nên khi ngời 3 xuất phát ngời 2 đã đi đợc một đoạn là:
AA2 = 10.30
60 =5km Vậy thời gian để ngời 3 đuổi kịp ngời 2 là:
t2 = 2
AA
v v =
3
5 10
v
Tơng tự, khi ngời 3 xuất phát thì ngời 1 đã đi đợc:
AA1 = 8.15 30
60
= 6km Thời gian để ngời 3 đuổi kịp ngời 1 là:
t1 = 1
AA
v v =
3
6 8
v
Khoảng thời gian giữa 2 thời điểm t1 và t2 là:
t = t1 - t2 =
v v = 3
2
20
18 80
v
v v
Trong khoảng thời gian đó, xe của ngời 3 đi đợc:
s = v3t hay v3 3
2
20
18 80
v
v v
Trờng hợp 1: 3 3
2
( 20)
18 80
v v
v v
hay 5v32-70v3 + 400 = 0 (vô nghiệm)
Trờng hợp 2: 3 3
2
( 20)
18 80
v v
v v
hay 6v32- 110v3 + 400 = 0
Phơng trình này có 2 nghiệm:
v3 = 5 (loại, vì vận tốc xe 3 phải lớn hơn vận tốc hai xe
kia)
v3 = 13,33 (thỏa mãn)
Vậy vận tốc xe 3 là 13,33km/h
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
Câu 2
(1,5đ) Gọi qnó giảm 11 là nhiệt lợng do phích nớc tỏa ra khi nhiệt độ của 0C, q2 là nhiệt lợng cung cấp cho chai sữa để
nó nóng thêm 10C và t2 là nhiệt độ của chai sữa thứ hai
khi cân bằng
Phơng trình cân bằng nhiệt khi thả chai sữa thứ nhất vào
phích là:
q1(t - t1) = q2(t1 - t0) (1)
và khi thả chai sữa thứ hai vào phích là:
0,25 0,25
Trang 3q1(t1 -t2) = q2(t2 - t0) (2)
Chia hai vế của (1) và (2) ta đợc:
t t t t
t t t t
(3) Giải phơng trình (3) đối với t2 ta đợc:
t2 =
2
1 0 1 0 1
0
2
t t t t t
t t
Thay các giá trị đã cho ta đợc: t2 = 32,70C
0,5
0,5
Câu 3
(2đ) a Gọi điện trở của biến trở ứng với hai trờng hợp đã cho là
R1 và R2 với:R1 = 1
2 1
12
P
I
R2 = 2
2 2
6 5
P
I
Ta có hệ phơng trình:
6 5 5
36
5
U r
U I r R
U I r R U r
U r
U r
b Gọi P là công suất tỏa nhiệt trên biến trở, cờng độ
dòng điện chạy trong mạch là I thì theo định luật bảo
toàn năng lợng ta có:
UI = rI2 + P => rI2 - UI + P = 0
Đây là phơng trình bậc hai đối với I, điều kiện để phơng
trình có nghiệm (có dòng điện chạy trong mạch) là:
2 2
4
U
r
Vậy Pmax = 2
4
U
r = 362
4.6 = 54W Khi đó: 0 và I = 36 3
2 2.6
U
R
Theo định luật Ôm:
3
U
I
Vậy Pmax = 54W khi điện trở biến trở là 6
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 4
(2,5đ) a Vì số chỉ của ampe kế thực khi đo
cờng độ dòng điện qua các điện trở
là nh nhau nên điện trở mắc ở hai nhánh
r
R
U
_ +
Trang 4phải bằng nhau.
Kí hiệu điện trở này là R và điện trở của ampe kế là r,
hiệu điện thế của nguồn là U thì kết quả đo sẽ là:
6 = U
R r (1) và 11 =
2
U R r
(2) Chia vế với vế của hai phơng trình trên ta đợc:
R
R r
=> r = 101 R Thay vào (1) hoặc (2) ta có: U R = 6,6
Nếu mắc ampe kế lí tởng để đo dòng điện qua các điện
trở thì số chỉ của ampe kế là U
R và bằng 6,6mA
Dùng ampe kế này để đo cờng độ dòng điện qua nguồn
thì số chỉ ampe kế bằng:
2 2
U U
R R = 2.6,6 = 13,2mA
b
Mắc mạch điện nh hình vẽ
Chỉ đóng K1, dòng qua R0 là I1: U = I1(RA + R0) (1)
Chỉ đóng K2, dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I1,
khi đó
R = R0 Đóng cả hai khóa thì ampe kế chỉ I2 Ta có:
2
A
R R
Giải hệ phơng trình (1) và (2), ta đợc RA =
2 2
I I R
I I
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
Câu 5
(2đ)
Gọi O và O' là hai vị trí quang tâm trên trục chính OO' =
15cm
Theo tính chất thuận nghịch ánh sáng Ta có: A1O =
0,25
0,25
R0 R
K1
K2
A
U
O
A1
A2
F '
O '
A1'
B1'
B2'
A
2 '
I
F
Trang 5A1O + OO' + O'A2 = 45(cm) => A1O = O'A2 = 15(cm)
'
F IO F B A
F A B A f OA B A
OA B A
OB A OB A
OA B A
Tõ (1) vµ (2)
(*)
f OA OA B A f B A
OA B A
OB A OB A
OA B A
'
2 2
IOF B A F
A F B A A O f B A
Tõ (3) vµ (4)
(**)
A O A O f B A f B A
Chia vÕ víi vÕ cña (*) vµ (**) ta cã:
15 30
' ' ' '
f f B A B A
15 1
f
f
VËy tiªu cù cña thÊu kÝnh lµ 20cm
0,25
0,25 0,25
0,25
0,5