Tính khối lượng của nước trong thùng, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K Bài 3 4 điểm Cho mạch điện như hình vẽ.. = 4 t Khoảng cách hai vật A,B sau t giây: Tính khối lượng của
Trang 1PHÒNG GD&ĐT … ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN
Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai vật A,B và thừoi điểm mà hai vật có khoảng cách ngắn nhất
Bài 2 (4 điểm)
Người ta đun nước nóng trong thùng bằng một bếp điện có công suất 1,2kW Sau thời gian 3 phút nước trong thủng nóng lên từ 800C lên 900C, sau đó ngắt điện thì thấy sau mỗi phút nước trong thùng nguội đi 1,50C Cho biết nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh một cách đều đặn và bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của thùng
Tính khối lượng của nước trong thùng, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K
Bài 3 (4 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ
Với U không đổi, các bóng đèn Đ1 loại 6V-3W
, Đ2 loại 12V-12W, Đ3 loại 12V-6W
a/ Các bóng đèn có sáng bình thường không, giải thích?
b/ Muốn cho các bóng đèn này sáng bình thường thì phải
mắc thêm một điện trở R bằng bao nhiêu và mắc như thế nào?
Bài 4 (3 điểm)
Một bếp dầu hỏa có hiệu suất 30%
a/ Tính nhiệt lượng toàn phần mà bếp tỏa ra khi đốt cháy hết 30g dầu hỏa?
b/ Với lượng dầu nói trên có thể đun sôi được bao nhiêu lít nước từ 300C trong một cái ấm nhôm Bỏ qua nhiệt lượng hấp thụ của ấm
Biết năng suất tỏa nhiệt của dầu 44.106J/kg và nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K
Bài 5 (3 điểm)
Hai vòng dây A và B có thể quay quanh O
trong mặt phẳng nằm ngang (hình vẽ) Vòng dây A kín
làm bằng nhôm, vòng dây B hở làm bằng đồng
Hiện tượng gì xãy ra khi đưa cực N của nam
châm lại gần từng vòng dây, giải thích?
Trang 2Đáp án
Bài 1 (3 điểm)
Hai vật A và B chuyển động thẳng đều với vận tốc lần lượt là v1 = 3m/s; v2 = 4m/s dọc theo hai đường thẳng vuông góc với nhau tại O và cùng di chuyển về phía O Tại thời điểm t = 0 vật A,B cách O một đoạn OA = 30cm; OB = 20cm
Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai vật A,B và thừoi điểm mà hai vật có khoảng cách ngắn nhất
GiảiQuãng đường vật A đi được trong t giây: s1= AA1 = v t1 = 3 t
Quãng đường vật B đi được trong t giây: s2 = BB1 = v t2 = 4 t
Khoảng cách hai vật A,B sau t giây:
Tính khối lượng của nước trong thùng, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K
Giải
Gọi khổi lượng của nước trong thùng la m(kg)
- Khi không đun mỗi phút nước nguội đi∆ = t 1,50C nên suy ra nhiệt lượng hao phí tỏa ra môi trường xung quanh mỗi phút là:
Cho mạch điện như hình vẽ
Với U không đổi, các bóng đèn Đ1 loại 6V-3W
, Đ2 loại 12V-12W, Đ3 loại 12V-6W
a/ Các bóng đèn có sáng bình thường không, giải thích?
b/ Muốn cho các bóng đèn này sáng bình thường thì phải
mắc thêm một điện trở R bằng bao nhiêu và mắc như thế nào?
Giảia) Dựa vào đề bài ta có các số liệu định mức:
A
-A1
-B
B 1 O
Trang 3b) Để các bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch chính phải bằng 1,5A Khi
đó ta phải giảm điện trở của đèn 1 bằng cách mắc thêm một điện trở R song song với đèn 1
Khi đó: Uđm1 = 6V; I = Iđm1 + IR = 1,5A ⇒IR = 1,5 – Iđm1 = 1,5 – 0,5 = 1ª
6 1
dm
R
U R I
Bài 4 (3 điểm)
Một bếp dầu hỏa có hiệu suất 30%
a/ Tính nhiệt lượng toàn phần mà bếp tỏa ra khi đốt cháy hết 30g dầu hỏa?
b/ Với lượng dầu nói trên có thể đun sôi được bao nhiêu lít nước từ 300C trong một cái ấm nhôm Bỏ qua nhiệt lượng hấp thụ của ấm
Biết năng suất tỏa nhiệt của dầu 44.106J/kg và nhiệt dung riêng của nước 4200 J/kg.K
CQ
Hai vòng dây A và B có thể quay quanh O
trong mặt phẳng nằm ngang (hình vẽ) Vòng dây A kín
làm bằng nhôm, vòng dây B hở làm bằng đồng
Hiện tượng gì xãy ra khi đưa cực N của nam
châm lại gần từng vòng dây, giải thích?
GiảiNam châm không hút nhôm, đồng Tuy nhiên do vòng dây A
kín nên khi đưa cực N của nam châm từ xa lại gần vòng dây
A thì làm cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuôn
dây biến thiên và xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng dây, khi đó vòng dây A sẽ trở thành một nam châm và có cực S đối diện với cực N của thanh nam châm
Do đó thanh nam châm sẽ hút vòng dây A và làm cho cả hệ thống sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ
Còn khi đưa lại gần vòng dây B thì không có hiện tượng gì xãy ra
Trang 4Do hai điểm C,B có cùng điện thế
nên ta chập hai điểm này lại và chuyển
mạch thì ta có mạch điện như hình vẽ
Giả sử chiều mạch điện như hình vẽ
Dựa vào mạch điện ta thấy
Điện trở tương đương của mạch là:
Tại nút B: ICB = − I I4 hay 1 3,4
7,5 10
U U
Trang 5PHÒNG GD&ĐT … ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN
Bài 3 (4 điểm)
Giữa hai đầu của một đoạn mạch điện có hiệu điện thế U không đổi, người ta mắc nối tiếp một điện trở R với một bóng đèn Đ1 thì đèn sáng bình thường và công suất điện của cả mạch là 12W Nếu thay đèn Đ1 bằng đèn Đ2 có cùng công suất điện định mức như đèn Đ1 thì đèn Đ2 cũng sáng bình thường nhưng công suất điện cả mạch chỉ bằng 8W
a/ Tính tỷ số cường độ dòng điện qua R trong hai trường hợp trên
b/ Tính công suất điện tiêu thụ trên mỗi đèn
c/ Tính điện trở của mỗi đèn theo R
d, Nếu Đ1, Đ2 mắc song song rồi nối với r thì công suất mạch bằng bao nhiêu
Bài 4 (4 điểm)
Một đèn chùm gồm 3 bóng đèn giống nhau, có cùng hiệu điện thế định mức U và hai công tắc được mắc vào mạng điện có hiệu điện thế không đổi U Vì mắc sai lầm nên lúc đóng một trong hai công tắc thì cả 3 đèn đều sáng yếu, khi đóng công tắc còn lại thì chỉ có một đèn sáng bình thường, còn hai đèn kia không sáng Nếu đóng đồng thời cả hai công tắc thì chỉ có một đèn sáng bình thường, hai đèn còn lại không sáng
a/ Hãy vẽ sơ đồ mạch điện đó
b/ Hãy vẽ lại mạch điện để 3 bóng đèn sáng bình thường khi dùng một công tắc
Bài 5 (4 điểm)
Người ta dùng một gương phẳng để chiếu một chùm tia sáng mặt trời hẹp xuống đáy của một cái giếng thẳng đứng Hãy tính góc hợp bởi mặt gương và đường thẳng đứng, biết các tia sáng mặt trời nghiêng một góc 300 so với mặt phẳng nằm ngang
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 6v2: là vận tốc của nước so với bờ.
Khi thả trôi ca nô theo dòng nước: Vận tốc của ca nô khi thả theo dòng nước bằng vận tốc của nước
so với bờ (v2) Thời gian ca nô đi từ A đến B là:
2
6060
Trang 7Giữa hai đầu của một đoạn mạch điện có hiệu điện thế U không đổi, người ta mắc nối tiếp một điện trở R với một bóng đèn Đ1 thì đèn sáng bình thường và công suất điện của cả mạch là 12W Nếu thay đèn Đ1 bằng đèn Đ2 có cùng công suất điện định mức như đèn Đ1 thì đèn Đ2 cũng sáng bình thường nhưng công suất điện cả mạch chỉ bằng 8W.
a/ Tính tỷ số cường độ dòng điện qua R trong hai trường hợp trên
b/ Tính công suất điện tiêu thụ trên mỗi đèn
c/ Tính điện trở của mỗi đèn theo R
d, Nếu Đ1, Đ2 mắc song song rồi nối với r thì công suất mạch bằng bao nhiêu
Giải
8
12
2
1 2
Đ 2,25 4,88
U r
r
U
12
5332
2 2
=
=+
a/ Hãy vẽ sơ đồ mạch điện đó
b/ Hãy vẽ lại mạch điện để 3 bóng đèn sáng bình thường khi dùng một công tắc
Thì cách giải là:
a) Vẽ hai đèn song song nhau rồi mắc nối tiếp với đèn thứ 3
Vẽ khóa K1 trước mạch song song, vẽ K2 song song với đoạn mạch song song hai đèn để tạo ra đoản mạch khi khóa này đóng
b) Vẽ 3 đèn song song, 1 khóa trong mạch chính
Bài 5 (4 điểm)
Trang 8Người ta dùng một gương phẳng để chiếu một chùm tia sáng mặt trời hẹp xuống đáy của một cái giếng thẳng đứng Hãy tính góc hợp bởi mặt gương và đường thẳng đứng, biết các tia sáng mặt trời nghiêng một góc 300 so với mặt phẳng nằm ngang.
Giải
- Dựng tia tới hợp với đường thẳng nằm ngang một góc 300
- Dựng tia phản xạ hợp với mặt đưởng thẳng nằm ngang
một góc 900
- Dựng tia phân giác của góc SIN Tia KI chính là pháp
tuyến với gương tại I
- Dựng gương G1 vuông góc với KI tại I Gương G1
a) Vẽ hai đèn song song nhau rồi mắc nối tiếp với đèn thứ 3
Vẽ khóa K1 trước mạch song song, vẽ K2 song song với đoạn mạch song song hai đèn để tạo
ra đoản mạch khi khóa này đóng
b) Vẽ 3 đèn song song, 1 khóa trong mạch chính
Bài 5: 300
030
G
M
Trang 9PHÒNG GD&ĐT … ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN
mô tô trên quãng đường AB
Bài 2 (5 điểm)
Trong nhiệt lượng kế có chứa m1 = 4kg nước ở 250C, người ta bỏ vào nhiệt lượng kế một miếng đồng và một miếng thép có khối lượng tổng cộng m = 3kg và ở cùng ở 1000C Khi có sự cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước tăng lên thêm 50C
Tính khối lượng của đồng và thép, biết nhiệt dung riêng của nước là C1 = 4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của đồng là C2 = 380 J/kg.K, nhiệt dung riêng của thép là C3 = 460 J/kg.K
Bỏ qua mất mát nhiệt với môi trường xung quanh và sự hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế
Trang 10Đáp án
Bài 1 (5 điểm)
Một môtô chuyển động trên một đoạn đường thẳng A,B Trên nửa đoạn đường A,B môtô chuyển động với vận tốc v1 = 40km/h Trên nửa quãng đường còn lại, môtô đi nửa thời gian đầu với vận tốc v2 = 30km/h và nửa thời gian sau đi với vận tốc v3 = 32km/h Tính vận tốc trung bình của
mô tô trên quãng đường AB
Tính khối lượng của đồng và thép, biết nhiệt dung riêng của nước là C1 = 4200 J/kg.K, nhiệt dung riêng của đồng là C2 = 380 J/kg.K, nhiệt dung riêng của thép là C3 = 460 J/kg.K
Bỏ qua mất mát nhiệt với môi trường xung quanh và sự hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế
Giải
Gọi khối lượng của thép và đồng lần lược là mT, mD Ta có : mT + mD = 3 (1)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt khi bỏ hai miếng kim loại này vào nước là :
Giải hệ phương trình này ta được : mD = 0,75 ; kg mT = 2,25 kg
Vậy khối lượng của miếng đồng là 0,75kg, của miếng thép là 2,25kg
Trang 11+ +Suy ra: x 1,2,3 1,2,3
1,2,3
120,7516
R X
U R
.
S S
ρ ρ
Thế (2) vào (1) ta được :
8 1
Trang 12PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN
a) Mỗi ô tô trên đường đi của mình gặp bao nhiêu ô tô chuyển động ngược chiều?
b) Để đảm bảo hoạt động của bến xe theo kế hoạch trên thì cần ít nhất bao nhiêu ô tô?
Người ta thả một miếng sắt có khối lượng 500g ở 1200C vào nhiệt lượng kế chưa 500g nước
ở 300C Biết nhiệt lượng kế làm bằng nhôm và có khối lượng 40g
a) Tính nhiệt độ của nước và miếng sắt khi có cân bằng nhiệt Bỏ qua mất mát nhiệt với môi trường xung quanh ; biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K, của sắt
a) Tính điện trở của đoạn mạch ;
cho biết số chỉ của ampe kế
b) Tính công suất điện của đoạn mạch
a) Tính công suất hao phí trên đường dây tải điện
b) Muốn giảm hao phí trên đường dây tải điện xuống 100 lần thì dùng biện pháp nào ? Giải thích ?
ĐỀ CHÍNH THỨC
A
U
Trang 13Đáp án
Bài 1 (3 điểm)
Hai bến xe cách nhau 60km; cứ 15 phút lại có hai ôtô đồng thời ra khỏi bến để chạy về phía bên kia với vận tốc không đổi 40km/h Hỏi
a) Mỗi ô tô trên đường đi của mình gặp bao nhiêu ô tô chuyển động ngược chiều?
b) Để đảm bảo hoạt động của bến xe theo kế hoạch trên thì cần ít nhất bao nhiêu ô tô?
Giải
a Thời gian để 1 xe đi hết đoạn đường 60km là: 60
1,5 90 40
N = = xe
Như vậy trên đường đi của mình mỗi ô tô đã gặp 6 xe xuất phát ngược chiều
b Do bến xe có hai trạm xuất phát ngược chiều nên để đảm bảo hoạt động thì cần ít nhất 12 xe
Khi nhúng ngập quả cầu vào nước : P P F = +1 A ⇒ FA = − = − = P P1 10 8 2 N
Người ta thả một miếng sắt có khối lượng 500g ở 1200C vào nhiệt lượng kế chưa 500g nước
ở 300C Biết nhiệt lượng kế làm bằng nhôm và có khối lượng 40g
a) Tính nhiệt độ của nước và miếng sắt khi có cân bằng nhiệt Bỏ qua mất mát nhiệt với môi trường xung quanh ; biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K, của sắt
là 460J/kg.K
b) Người ta dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế, thì thấy nhiệt kế chỉ 350C Hãy giải thích hiện tượng này ?
GiảiCho biết : m1= 0,5 ; kg m2 = 0,5 ; kg m3 = 0,04 ; kg t1 = 30 ;0C t2 = 1200C
a) Gọi t là nhiệt độ cân bằng của hệ
Nhiệt lượng miếng sắt truyền cho nước và nhiệt lượng kế :
Trang 14a) Tính điện trở của đoạn mạch ;
cho biết số chỉ của ampe kế
b) Tính công suất điện của đoạn mạch
Hiệu điện thế đặt lên ampe kế : U3 = U2 = U2,3 = I R2,3. 2,3 = 3.4 12 = V
Dòng điện qua ampe kế : 3 3
3
12 1A 12
Tiếp điểm kim loại
Trang 15- Vì lý do nào đó cầu chì bị đứt thì nam châm mất hết từ tính và miếng sắt rơi xuống mạch 2 làm đòng kín hai tiếp điểm Khi đó mạch 1 kín mạch và chuông điện sẽ reo lên báo hiệu cho chúng ta biết mạch 1 đã bị hở.
Bài 6 (3 điểm)
Một trạm phát điện có công suất 100kW và có hiệu điện thế 1000V Điện trở của đường dây tải điện 5Ω
a) Tính công suất hao phí trên đường dây tải điện
b) Muốn giảm hao phí trên đường dây tải điện xuống 100 lần thì dùng biện pháp nào ? Giải thích ?
Giảia) Công suất hao phí trên đường dây tải điện :
Trang 16PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN
NĂM HỌC 2012-2013
MÔN VẬT LÝ LỚP 9
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian chép đề)
(Học sinh không phải ghi lại đề)
Bài 1 (4 điểm)
Một chiếc xe đi từ A đến B với vận tốc không đổi v1 = 20km/h, rồi quay trở lại
A với vận tốc không đổi v2 = 25km/h Thời gian xe nghỉ ở dọc đường bằng 1/5 tổng
số thời gian chuyển động Tính vận tốc trung bình của xe trên quảng đường A-B-A.
Bài 3 (4 điểm)
Dây dẫn dùng làm điện trở của một bếp điện có chiều dài l = 5m; tiết diện S =
0,1mm2 và có điện trở suất ρ = 0,4.10− 6Ω m , mắc vào nơi có hiệu điện thế 120V.
a Tính điện trở của dây dẫn.
b Tính công suất tiêu thụ của bếp.
c Dùng bếp điện trên để đun sôi 1,2 lít nước ở 250C thì mất bao lâu? Biết hiệu suất của bếp là 60% và nhiệt dung riêng của nước c = 4200J/kg.K
Bài 4 (4 điểm)
Biết cường độ dòng điện I qua một bóng đèn phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa
hai cực của bóng đèn U theo biểu thức I = 0,5 U
Mắc bóng đèn trên nối tiếp với một điện trở R = 240 Ω vào hiệu điện thế U0 = 160V.
Tìm cường độ dòng điện qua bóng đèn và công suất của bóng đèn.
Bài 5 (4 điểm)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ.
Khi đặt một hiệu điện thế U vào hai điểm
1 và 2 và để cho hai đầu 3 và 4 hở thì công suất
Tỏa nhiệt trong mạch N1 = 40W, nếu nối tắt hai
Đầu 3 và 4 thì công suất tỏa nhiệt trong mạch
Là N2 = 80W.
Nếu đặt hiệu điện thế U vào hai đầu 3 và 4
, để hở hai đầu 1 và 2 thì công suất tỏa nhiệt trong mạch là N3 20W.
Hãy xác định công suất tỏa nhiệt trong mạch khi hiệu điện thế U đặt vào hai đâu 3 và 4, đồng thời nối tắt hai đầu 1 và 2
Trang 17ĐÁP ÁN Bài 1:
Thời gian chiếc xe đi từ A đến B: 1
1
240
S S t
S S t
* Khi bỏ quả cầu vào nước, quả cầu chịu tác dụng hai lực đó là trọng
lực và lực đẩy Ác-si-met của nước:
1 1 2 2 1 1 2.0,85 1
A
P F= ⇔d V =d V ⇔d V =d V
Suy ra: d1 =0,85.d2 =0,85.10000 8500= (N/m3)
(Trong đó d1 trọng lượng riêng quả cầu, d2 trọng lượng riêng của nước)
* Khi đổ dầu vào nước ngập quả cầu thì V1= + ⇒ = −V2 V3 V3 V V1 2 (1)
Lúc này quả cầu chịu tác dụng ba lực đó là trọng lực và lực đẩy
Ác-si-met của nước, lực đẩy ác-si-mét của dầu : P F= A2+F A3
Suy ra: V d1 1 =V d2 2+V d3 3 (2)
Thế (2) vào (1): V d1 1 =V d2 2+(V V d1− 2) 3 =d V2 2+d V V d3 1− 2 3 =d V2 2−V d2 3+d V3 1Suy ra : 1 1 2 2 3 1 3
Bài 3: Cho biết: l=5 ;m S=0,1mm2 =0,1.10− 6m2;ρ=0, 4.10− 6Ω ;m U =120V
a) Điện trở dây dẫn làm dây đốt nóng: R 0, 4.10 6 5 6 20
0,1.10
l S
Khối lượng của 1,2 lít nước: m DV= =1000.1, 2.10−3=1, 2kg
Nhiệt lượng cần thiết để 1,2 nước hấp thụ để sôi là:
tp tp
Trang 18Hiệu điện thế hai đầu điện trở là: U1=I R 1=I.240 240= I
Giải phương trinh ra ta được: I1=0,66A (nhận); I2 = −60,66A(loại)
Hiệu điện thế qua đèn lúc này là: U D =4.I2 =4.(0,66)2 =1,7424V
Công suất của đèn là: P U I= D =1,7424.0,66 1,15= W
Trang 20PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN NĂM HỌC 2013-2014
a Tính khoảng cách giữa hai xe sau 1 giờ kể từ khi xuất phát.
b Sau khi xuất được 1 giờ 30 phút, xe thứ nhất đột ngột tăng tốc và đạt vận tốc
50 km/h Hãy xác định thời gian và vị trí gặp nhau của hai xe.
Bài 2 (4 điểm)
Một cái cốc hình trụ, chứa một lượng nước và một lượng thủy ngân cùng khối lượng Độ cao tổng cộng của các chất lỏng trong cốc là 146cm Tính áp suất P của cột chất lỏng lên đáy cốc.
Biết khối lượng riêng của nước là D1 = 1g/cm3 và của thủy ngân là D2 =
13,6g/cm3
Bài 3 (4 điểm)
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng 200g chứa 500g nước ở nhiệt độ
120C Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng 300g được nung nóng đến nhiệt độ 1500C Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 200C Tính khối lượng của nhôm và thiếc có trong hợp kim.
Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là 900J/kg.K, của thiếc là 230J/kg.K
Bài 4 (3 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ Cho R1 = Ω 6 ; R2 = R3 = Ω 20 ; R4 = Ω 2
a Tính điện trở của đoạn mạch
khi K đóng và K mở.
b Khi khóa K đóng, cho U = 24V
tính cường độ dòng điện qua R2.
Bài 5 (3 điểm)
Một bình nóng lạnh có ghi 220V-1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V
a Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó.
b Tính thời gian để đun sôi 11 lít nước từ nhiệt độ 200C, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K; bỏ qua nhiệt lượng hao phí.
c Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày, biết rằng thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 8 giờ 20 phút và giá tiền điện là 1500đ/kW.h.