b Vẽ đồ thị chuyển động của 2 ngời trên cùng một hệ trục toạ độ.. Cho rằng trong suốt quá trình chuyển động vận tốc của hai ngời không đổi.. Hãy xác định: nhiệt độ của hệ khi cân bằng nh
Trang 1Sở giáo dục và đào tạo Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9
Hải dơng năm học ………
- Môn thi: vật lý Mã số:………
Thời gian làm bài: 150 phút
Ngày thi: Ngày …… tháng …… năm ……
(Đề thi gồm 02 trang)
Bài 1 (2,0 điểm)
Từ thành phố A vào lúc 8 giờ một ngời đi xe đạp đến thành phố B cách A 90 km Sau
đó 30 phút một ngời đi xe máy cũng khởi hành từ A đến B, vào lúc 9 giờ ngời đi xe máy
v-ợt ngời đi xe đạp Đến thành phố B ngời đi xe máy nghỉ lại 30 phút, sau đó quay về thành phố A với vận tốc nh cũ và gặp lại ngời đi xe đạp lúc 12 giờ 40 phút Xác định:
a) Ngời đi xe máy, ngời đi xe đạp đến thành phố B lúc mấy giờ?
b) Vẽ đồ thị chuyển động của 2 ngời trên cùng một hệ trục toạ độ
Cho rằng trong suốt quá trình chuyển động vận tốc của hai ngời không đổi
Bài 2 (2,0 điểm)
Một bình hình trụ có bán kính đáy là R1 = 20cm chứa nớc ở nhiệt độ t1 = 200C đặt trên mặt bàn nằm ngang Ngời ta thả một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính R2 = 10cm ở nhiệt độ t2 = 400C vào bình thì khi cân bằng mực nớc trong bình ngập chính giữa quả cầu
Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nớc, quả cầu với bình và môi trờng; cho biết khối lợng riêng của nớc là D1 = 1000kg/m3 và của nhôm là D2 = 2700kg/m3; nhiệt dung riêng của nớc là c1
= 4200J/kg.K và của nhôm là c2 = 880J/kg.K
a) Tìm nhiệt độ của nớc khi cân bằng nhiệt ?
b) Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t3 = 150C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu Biết khối lợng riêng của dầu là D3 = 800kg/m3, nhiệt dung riêng của dầu là c3 = 2800J/kg.K; bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nớc, quả cầu và dầu với bình và môi trờng Hãy xác định: nhiệt độ của
hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên đáy bình
Cho biết công thức tính thể tích hình cầu là Vcầu = 4
3 R
3
cau (Vcầu là thể tích, Rcầu là bán kính hình cầu, lấy 3,14) ; thể tích hình trụ là Vtrụ = R2tru h (Vtrụ là thể tích, Rtrụ là bán kính đáy, h là chiều cao của hình trụ, lấy 3,14)
Bài 3 (2,5 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó Ro là điện trở toàn
phần của biến trở, Rb là điện trở của bếp điện Cho Rb = Ro,
điện trở của dây nối không đáng kể, nguồn điện có hiệu
điện thế U không đổi, con chạy C nằm ở chính giữa biến trở
a) Tính hiệu suất mạch điện? coi công suất tiêu thụ trên
bếp điện là có ích
b) Mắc thêm một đèn loại 6V – 3W song song với đoạn AC của biến trở Hỏi muốn
đèn sáng bình thờng thì hiệu điện thế U của nguồn điện và biến trở Ro phải thỏa mãn
điều kiện nào?
Bài 4 (2,0 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ, UMN = 5V Công suất tiêu thụ trên các đèn: P1 = P4 = 4W,
P2 = P3 = 3W, P5 = 1W Bỏ qua điện trở của dây nối Tính điện trở các bóng đèn và cờng độ dòng điện qua mỗi đèn
Bài 5 (1,5 điểm)
Hai điểm sáng S1 va S2 cùng nằm trên trục chính, ở về hai bên của một thấu kính hội
tụ, cách thấu kính lần lợt là 6cm và 12cm Khi đó cho ảnh của S1 và ảnh của S2 tạo bởi thấu kính là trùng nhau
a) Hãy vẽ hình và giải thích sự tạo thành ảnh trên
U
R o
R b
M
Đ
2
Đ
5
Đ
4
Đ
3
N
Trang 2b) Từ hình vẽ đó hãy tính tiêu cự của thấu kính.
-Hết -Biểu điểm và đáp án
đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 9
Năm hoc :
Bài 1
(2 đ)
a)
Gọi v1là vận tốc ngời đi xe đạp, v2 là vận tốc ngời đi xe máy
C là điểm gặp nhau lần thứ nhất, D là điểm gặp nhau lần thứ hai
Ta có: AC = v1t1=v2t2 (t1=1h, t2=1/2h) v1.1 = v2
2
1
v2 = 2v1 (1)
Lần gặp thứ hai ta có: v1.t1' + v2.t2' = 2.AB (t1' =
3
2
4 h ; t2'=
3
2
v1
3
2
4 + v2
3
2
3 = 2.90 14 v1 + 11v2 = 540 (2)
Từ (1) và (2) giải ra ta có: v1 = 15km/h , v2 = 30km/h
Thời gian ngời đi xe máy đi từ thành phố A đến thành phố B là:
2
v AB
Xe máy đến thành phố B lúc: 8 h 30 ph +
30
90
h = 11h 30ph
Thời gian ngời đi xe đạp đi từ thành phố A đến thành phố B là:
1
v AB
Xe đạp đến thành phố B lúc: 8h +
15
90
h = 14h b) Đồ thị chuyển động của hai ngời:
0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm
S(km)
t(h)
8 8 9 10 11 11 12 12 14 15
Xe đạp
Xe mỏy A
B
Trang 3Bài 2
(2 đ)
a) Tìm nhiệt độ của nớc khi cân bằng nhiệt:
Khối lợng của nớc trong bình là: m1 = V1D1 = (R12.R2 - 1 4 23
2 3 R
)D1, thay số ta tính đợc: m1 10, 47kg
Khối lợng của quả cầu: m2 = D2.V2 = 3
2
4
3 R .D2, thay số ta đợc m2
11,30kg
Từ điều kiện bài toán đã cho, ta có phơng trình cân bằng nhiệt:
c1m1 (t – t1) = c2m2 (t2 – t), do đó ta có nhiệt độ của nớc khi cân
bằng nhiệt:
t = 1 1 1 2 2 2
1 1 2 2
c m t c m t
, thay số ta tính đợc t 23,7 0C b) Tính nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên
đáy bình :
Tính khối lợng của dầu m3 : do thể tích của dầu và nớc bằng nhau
nên khối lợng của dầu là : m3 = 1 3
1
m D
D , thay số m3 8,38kg Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hệ là tx, ta có phơng trình :
c1m1 (t – tx) + c2m2 (t – tx) = c3m3 (tx – t3) tx =
1 1 1 2 2 2 3 3 3
1 1 2 2 3 3
c m t c m t c m t
, thay số ta tính đợc tx 21,050C
áp lực của quả cầu lên đáy bình :
F = Pcầu – FA(cầu) = 10m1 - 1 4
.
3
2(D1 + D3), thay số ta đợc : F
75N
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm
Bài 3
(2,5đ) a)
0 0
/ 2 / 2 3
CB
R
- Cờng độ dòng điện trong mạch chính:
6 / 2 / 3 5
I
Vậy: U CB I R. CB 0, 4U
- Công suất têu thụ trên bếp là: 2 2
/ 4 / 25
CB
- Hiệu suất của mạch điện: 2
/ (4 / 25 ) : ( 6 / 5 ) 2 /15
Vậy: H 13,3%
b)
- Đèn 6V-3W có: I dmP dm/U dm 3/ 6 0,5( ) A
Và điện trở : R d U dm2 /P dm 36 / 3 12( )
0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,50 điểm
Trang 4- Vì đèn sáng bình thờng nên: U AC U dm 6V U CB U 6
- Cờng độ dòng điện trong mạch chính là:
I R U R 6U= 60 + R0 (*)
Vậy khi đèn song song với đoạn AC , muốn đèn sáng bình thờng thì
U và Ro phải thỏa mãn điều kiện (*) trên
Bài 4
(2,0đ)
- Giả sử dòng điện có chiều nh hình vẽ:
- Công suất cả mạch:
P = P1 + P2 + P3 + P 4 + P 5 = 15 (W)
- Cờng độ dòng điện mạch chính:
I = I1 + I 3 = 1 3
U U U
U U 3
U1 = 3
3
4U 3U 3 (1)
I I - I
U U U U U
U U 5 U U
1
3
U
(2)
- Từ (1) và (2) 3U23 14U3 15 0 Giải ra ta đợc: U3 = 3V và U3
= 5
3V
- Nếu U3 = 3V U1 = 2V
I1 = 1
1
P 2A
U ; R1 = 1
1
U 1( )
I2= 2 2
1(A)
U U U ; R2 = 22
2
P 3( )
I3 = I – I1 = 1(A); R3 = 3
3
U 3( )
I4 = 4 4
2(A)
U U U ; R4 = 24
4
P 1( )
I5 = 5
1(A)
U U 3 2 ; R5 = 5
2 5
P 1( )
I
- Chiều dòng điện quy ớc là đúng
- Nếu U3 =
3
5
V Tơng tự ta tìm đợc:
I1 = 1,2A ; R1 = 2,8
I2 = 1,8A ; R2= 0,92
I3 = 1,8A ; R3 = 0,92
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm 0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
Đ
2
Đ
4
Đ
5
> >
Trang 5I4 = 1,2A ; R4 = 2,8
I5 = - 0,6A ; R5 = 2,8
(Chiều I5 ngợc chiều quy ớc)
Bài 5
(1,5đ)
a) Vẽ hình đúng:
* Giải thích:
- Hai ảnh của S1 và ảnh của S2 tạo bởi thấu kính trùng nhau nên phải
có một ảnh thật và một ảnh ảo
- Vì S1O < S2O => S1 nằm trong khoange tiêu cự và cho ảnh ảo; S2
nằm ngoài khoảng tiêu cự và cho ảnh thật
b) Tính tiêu cự:
- Gọi S’ là ảnh của S1 và S2 Ta có:
- OI// NF' S O S I S O
S O
S O f
f.S O = 6(S O + f) (1)
- Vì S I // OM 2 , tơng tự ta có:
2
S O f
S O
S O
S O 12 f.S O = 12(S O - f) (2)
- Từ (1) và (2) ta có f = 8cm
0,5 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm 0,25 điểm
N
S '