Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m3= 200g được nung nóng tới nhiệt độ t2=120oC.. Người ta thấy để đèn sáng bình thường thì con chạy C ở vị trí
Trang 1ÔN THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9
VÒNG HUYỆN Bài 1 (3 điểm)
Một ôtô chuyển động trên nửa đoạn đường đầu với vận tốc 60km/h Phần còn lại nó chuyển động với vận tốc 15km/h trong nửa thời gian đầu và 45km/h trong nửa thời gian sau Tìm vận tốc trung bình của ôtô trên cả quãng đường
BÀI 2 (4đ)
Một người đi xe đạp trên đoạn đường thẳng AB Trên 1/3 đoạn đường đầu đi với vận tốc 15km/h, 1/3 đoạn đường tiếp theo đi với vận tốc 10km/h và 1/3 đoạn đường cuối cùng đi với vận tốc 5km/h Tính vân tốc trung bình của xe đạp trên cả đoạn đường AB
Bài 3 : Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong khoảng thời
gian quy định là t Nếu xe chuyển động từ A đến B, với vận tốc v1=48Km/h Thì xe sẽ đến B sớm hơn 18 phút so với quy định Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v2=12Km/h, xe sẽ đến B chậm hơn 27 phút so với quy định
a/ Tìm chiều dài quãng đường AB và thời gian quy định t
b/ Để chuyển động từ A đến B đúng thời gian quy định t Xe chuyển động từ
A đến C( AC nằm trên AB) với vân tốc v1=48Km/h ri tiếp tục chuyển từ B đến C với vận tốc v2=12Km/h Tính chiều dài quãng đường AC
Bài 4: (3 điểm) Từ hai địa điểm A và B cách nhau 20Km Từ A một ô tô
chuyển động với vận tốc v1=38Km/h, xuất phát lúc 7giờ và đi qua điểm B
Từ B một ô tô khác chuyển động với vận tốc v2=47Km/h cùng hướng với xe
A lúc 8giờ Hãy xác định lúc mấy giờ hai xe gặp nhau, lúc đó cách A bao nhiêu Km?
BÀI 5 (4đ)
Một cái cốc hình trụ, chưa một lượng Nước và một lượng Thuỷ Ngân có cùng khối lượng Độ cao tổng cộng của các chất lỏng trong cốc là H = 146cm Tính áp suất p của các chất lỏng lên đáy cốc , biết khối lượng riêng của nước là D1 = 1g/cm3 , của thuỷ ngân là D2 = 13,6g/cm3
Bài 6 : Hai ống hình trụ nối thông nhau, tiết diện của mỗi ống là S =
11,5cm2.Hai ống chứa thuỷ ngân tới một mức nào đó
Đổ 1 lít nước vào một ống rồi thả vào nước một vật có trọng lượng P = 1,5N, vật nổi một phần trên mặt nước Tính khoảng cách chênh lệch giữa hai mặt thuỷ ngân trong hai ống Biết trọng lượng riêng của thuỷ ngân là
d = 136.000N/m3 và của nước là d1 = 10.000N/m3
BÀI 7 (4đ)
Trang 2Trộn lẫn rượu vào nước, người ta thu được một hỗn hợp nặng 140g ở nhiệt
độ 360C Tính khối lượng nước và rượu đã pha biết rằng ban đầu rượu có nhiệt độ 190C và nước 1000C Nhiệt dung riêng của nước và rượu là:
Cnước=4200J/kg độ ; Crượu = 2500J/kg độ
Bài 8 : Một chậu nhôm khối lượng 500g đựng 2kg nước ở 200C
a Thả vào chậu nước một thỏi đồng có khối lượng 200g lấy ở lò nung
ra thì nước nóng đến 21,20C
Tìm nhiệt độ của bếp lò? Biết nhiệt dung riêng của nhôm, của nước và của đồng lần lượt là:
C1 = 880J/KgK ; C2 = 4200J/KgK ; C3 = 380J/KgK
Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường
b Thực ra trong trường hợp này, nhiệt lượng toả ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho chậu nước Tìm nhiệt độ thực của bếp lò
Bài 9: Môt bếp dầu đun sôi một lít nước đựng trong ấm nhôm có khối lượng
m2=300g thì sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi Nếu dùng bếp nói trên để đun 2 lít nước trong cùng một điều kiện thì sau bao lâu nước sôi? Biết nhiệt
do bếp cung cấp cho bếp là đếu đặn c1=4200J/kg.K, c2=880J/kg.K
Bài 10: Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1= 100g chứa
m2=400g nước ở nhiệt độ t1= 10oC Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m3= 200g được nung nóng tới nhiệt
độ t2=120oC Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 14oC Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim Cho nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là c1=880J/kg.K, c2=4200J/kg.K, c3=230J/kg.K
Bµi 11: ( 4®)
1 vào bình 2, khi hai bình đã cân bằng nhiệt thì lại rót một ca nước từ bình 2 sang bình 1 để lượng nước 2 bình như lúc ban đầu Nhiệt độ nước ở bình 1
Câu 12: Cho một mạch điện như hình vẽ 1
U không đổi, ampe kế A1 có điện trở không đáng kể, đèn Đ ghi 20V-10W Người ta thấy để đèn sáng bình thường thì con chạy C ở vị trí mà điện trở trên đoạn CM gấp hai lần điện trở trên đoạn CN và khi đó ampe kế A1 chỉ 0,75A
a/ Tìm giá trị của biến trở RMN
b/ Thay đèn Đ bằng một ampe kế A2 có điện trở 10Ω Dịch chuyển vị trí con chạy C trên đoạn MN đến vị trí mà ampe kế A2 chỉ giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó
Trang 3Câu 13: Cho đoạn mạch AB có hiệu điện thế U không đổi gồm có hai điện
trở R1=20Ω và R2 mắc nối tếp.Người ta đo được hiệu điện thế trên R1 là
U1=40V.Bây giờ người ta thay điện trở R1 bởi một điện trở R’
1=10Ω và người ta đo được hiệu điện thế trên nó là U’
1=25V.Hãy xác định hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và điện trở R2
Bài 14 : Một dây dẫn có điện trở 180Ω Hỏi phải cắt dây dẫn nói trên thành mấy đoạn bằng nhau để khi mắc các đoạn đó song song với nhau , ta được
điện trở tương đương của toàn mạch là 5Ω.(cho rằng dây dẫn nói trên có tiết
diện đều)
Bài 15:Có ba điện trở R1,R2 va R3 Khi mắc chúng nối tiếp với nhau,thì khi
đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U=110V dòng điện trong mạch
có cường độ là I1=2A.Nếu chỉ mắc nối tiếp R1va R2 thì cường độ dòng điện
trong mạch gồm R1va R2 là I2=5,5A.Còn nếu mắc nối tiếp R1 và R3 thì với
hiệu điện thế U cường độ dòng điện trong mạch gồm R1 và R3 là
I3=2,2A.Tính R1,R2 va R3
Bài 16: (3,0 điểm)
Một bếp điện gồm hai điện trở R1 và R2 Với cùng một hiệu điện thế và cùng một ấm nước, nếu dùng điện trở R1 thì nước trong ấm sôi sau thời gian t1 =
30 phút, nếu dùng điện trở R2 thì nước trong ấm sôi sau thời gian t2 = 20 phút Coi điện trở thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ, nhiệt năng tỏa ra môi trường tỉ lệ với điện năng cung cấp cho bếp Hỏi sau bao lâu nước trong
ấm sẽ sôi nếu dùng cả hai điện trở trong hai trường hợp sau:
a/ Hai điện trở mắc nối tiếp
b/ Hai điện trở mắc song song
Bài 17: (3 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ bên, hiệu điện thế U = 24 V không
đổi
Một học sinh dùng một Vôn kế đo hiệu điện thế giữa các điểm
B
C
R
2
-H×nh 1
U
N
M
Đ Đ
C +
-A1
Trang 4A và B; B và C thì được các kết quả lần lượt là U1= 6 V,
U2= 12 V Hỏi hiệu điện thế thực tế (khi không mắc Vôn kế) giữa
Bài 18:(2,5điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ
U1=180V ; R1=2000Ω ; R2=3000Ω
a) Khi mắc vôn kế có điện trở Rv song
song với R1, vôn kế chỉ U1 = 60V.Hãy xác
định cườngđộ dòng điện qua các điện trở R1
và R2
b) Nếu mắc vôn kế song song với điện
trở R2, vôn kế chỉ bao nhiêu chỉ bao nhiêu ?
Bài 19 : ( 3đ)
Cho mạch điện như hình 1.
MN là một điện trở đồng chất, tiết diện đều
Bỏ qua điện trở của dây nối và Ampekế.
a) Cho biết bóng đèn sáng bình thường và
chỉ số của Ampekế là I = 2A Xác định tỉ số
NC MC
b) Thay đổi vị trí điểm C sao cho NC = 4 MC Chỉ số của Ampekế khi đó bằng bao nhiêu? Độ sáng của bóng đèn thay đổi như thế nào?
Bài 20 : ( 3đ)
Cho nguồn điện 9 vôn, một bóng đèn D ( 6V - 3W), một biến trở con
đèn sáng bình thường Xác định vị trí con chạy và điện trở của biến trở Rx
tham gia vào mạch?
Câu 21: Có ba điện trở giống nhau R1=R2=R3=R được mắc với nhau rồi
mắc nối tiếp với một ampe kế vào một nguồn hiệu điện thế U không đổi Ampe kế có điện trở rất nhỏ, số chỉ của ampe kế cho biết cường độ dòng điện trong mạch chính
a/ Hỏi có mấy cách mắc cả ba điện trở này thành một mạch điện? Hãy vẽ sơ
đồ các mạch điện này?
b/ Khi quan sát số chỉ của ampe kế trong mỗi mạch điện, người ta thấycó một điện mà số chỉ của ampe kế là nhỏ nhất và bằng 0,3A Đó là mạch điện nào? Tìm số chỉ của ampe kế trong các cách mắc điện khác
U
A
B
R2
C
R1 V
RV
A
Đ C
U
Hình 1
Trang 5ĐÁP ÁN ÔN HSG VÒNG HUYỆN MÔN VẬT LÝ 9
2010-2011
Bài 1.(4điểm)
Gọi s là quãng đường.
Thời gian đi nửa quãng đường đầu t 1 =
1
v
s
( 0,25đ) Thời gian đi nửa quãng đường sau t 2 Quãng đường đi được tương ứng với khoảng thời gian
2 2
t
là ( 0,25đ)
S 2 = v 2
2
2
t
( 0,5đ)
S 3 = v 3. 2
2
t
( 0,5đ)
Mặt khác s 2 + s 3 = s v 2 2
2
t
+ v 3 2 2
t
= s ( 0,5đ)
(v 2 + v 3 )t 2 = 2s ( 0,5đ)
=> t 2 =
3 2
2
v v
s
+ ( 0,5đ)
Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
V tb =
2
1
2
t
t
s
3 2 1 2 2
v v
s v
s s
+
+ = 22v v11(+v2v2++v3v)3 = 40km/h ( 1đ)
BÀI 2 (4đ)
Gọi S là chiều dài quảng đường AB
thời gian đi hết 1/3 đoạn đường đầu là:
1 1
3V
S
t = ( 0,5đ)
Thời gian đi hết 1/3đoạn đường tiếp theo là :
2 2
3V
S
t = ( 0,5đ)
Thời gian đi hết 1/3 đoạn đường cuối cùng là :
3 3
3V
S
t = ( 0,5đ)
Thời gian tổng cộng đi hết quãng đường AB là : t = t 1 + t 2 + t 3 =
Trang 6
+ +
= +
+
3 2 1 3
2
1
1 1 1 3 3
3
S V
S V
S
V
S
( 0,75đ) Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường AB là :
h km
V V V
V
V
V
V
V
V
V V V S
S V
S
V tb
/ 2 8 15 5 5
.
10
10
.
15
5
.
10
.
15
.
3
3
1 1 1 3
1 3 3
2
2
1
3 2
1
3 2 1
≈ +
+
= +
+
=
+ +
=
=
( 1,25đ)
( 0,5đ)
Bài 3 (4 điểm):
a) Gọi SAB là độ dài quãng đường AB
t là thời gian dự định đi
Theo bài ra, ta có :
- Khi đi với vận tốc v 1 thì đến sớm hơn thời gian dự định (t) là t 1 = 18 phút (0,3 h) ( 0,25đ)
Nên thời gian thực tế để đi hết quãng đường AB là: ( t – t 1 ) =
1
v
S AB
( 0,25đ) Hay S AB = v 1 (t – 0,3) ( 0,25đ) (1)
- Khi đi với vận tốc v 2 thì đến trễ hơn thời gian dự định (t) là t 2 = 27 phút (0,45 h) ( 0,25đ)
Nên thực tế thời gian cần thiết để đi hết quãng đường AB là: (t + t 2 ) =
2
v
S AB
( 0,25đ)
Hay S AB = v 2 (t + 0,45) ( 0,25đ) (2)
Từ (1) và (2) , ta có:
v 1 ( t - 0,3) = v 2 (t + 0,45) ( 0,25đ) (3)
Giải PT (3), ta tìm được: t = 0,55 h = 33 phút ( 0,5đ)
Thay t = 0,55 h vào (1) hoặc (2), ta tìm được: S AB = 12 km( 0,5đ) b) Gọi t AC là thời gian cần thiết để xe đi tới A C (S AC ) với vận tốc V 1
Gọi tCB là thời gian cần thiết để xe đi từ C B ( S CB ) với vận tốc V 2
Theo bài ra, ta có: t = t AC + t CB ( 0,25đ)
Hay
2
S S v
S
t = AC + AB − AC
( 0,25đ)
Suy ra:
2 1 2 (
v v
t v S v
−
= (4) ( 0,25đ)
Thay các giá trị đã biết vào (4), ta tìm được S AC = 7,2 km ( 0,5đ)
Trang 7Bài 4 (4đ) : Gọi quãng đường đi được của xe xuất phát từ A là s A
Gọi t là thời gian của xe xuất phát từ A
Ta có : s A =v 1 t (0,5đ)
Gọi quãng đường đi được của xe xuất phát từ là s B
Ta có t -1 là thời gian của xe xuất phát từ B
Ta có : s B =20+v 2 (t-1) (0,5đ)
Khi 2 xe gặp nhau thì s A = s A
v 1 t = 20+v 2 (t-1) (1đ)
38t = 20+ 47t -47
9t=27 t=3h Vậy hai xe gặp nhau lúc 7h+3h=10h (1đ)
Lúc đó cách A môt quãng đường s A =v 1 t =38.3=114Km (1đ)
BÀI 5 (4đ)
Gọi h 1 và h 2 là độ cao của cột Nước và cột Thuỷ Ngân Ta có
H = h 1 + h 2 (1)
Khối lượng Nước và Thuỷ Ngân bằng nhau:
m nước = m thuỷ ngân V 1 D 1 = V 2 D 2 S.h 1 D 1 = S.h 2 D 2 h 1 D 1 = h 2 D 2 (2)
S là diện tích đáy bình
Áp suất của nước và của thuỷ ngân lên đáy bình là :
S
D h S D
h S
S
F
P= =10 1 1 + 10 2 2
P = 10(D 1 h 1 + D 2 h 2 ) (3)
từ (2) suy ra :
2 1
1
2
2 1
2
1
1 1
2 1
1
2
2
1
D
D
H
D
h
D
D
H
D
h
h
H h
h h D
D D
h
h
D
D
+
=
⇒
+
=
⇒
=
+
=
+
⇔
=
Thay h 1 , h 2 vào (3) ta được:
+
+ +
=
2 1
1 2 2 1
2
10
D D
H D D D D
H D
D
P
) / ( 27200 13600
1000
46 , 1 13600 1000 2 10
2
2 1
2
D D
H D D
+
= +
=
⇒
Bài 6: (1,5đ):
Hình vẽ đúng 0,25đ
Trọng lượng của 1 lít nước là P 1
d
h
Trang 8- Khi có cân bằng thì mực thuỷ
ngân ở 2 nhánh chênh nhau là h
(như hình vẽ).
- Xét điểm A ở mặt phân cách
giữa thuỷ ngân và nước và điểm
B nằm trên mặt phẳng nằm
ngang với điểm A ở ống bên kia.
Theo tính chất bình thông nhau
ta có: P A = P B
1
P P
d.h
S
+
( )
1
4
S.d 11,5.10 136000−
Vậy độ chênh lệch thuỷ ngân ở hai nhánh là h = 7,4cm.
BÀI 7(4Đ)
Gọi m 1 , m 2 là khối lượng của rượu và nước.
nhiệt lượng của rượu thu vào: Q 1 = m 1 C 1 (t – t 1 )
Nhiệt lượng của nước toả ra : Q 2 = m 2 C 2 (t 2 –t)
Khi có sự cân bằng nhiệt : Theo phương trình cân bằng nhiệt thì :
Q 1 = Q 2
m 1 C 1 (t – t 1 ) = m 2 C 2 (t 2 – t )
Hay
3 , 6 ) 19 36
.(
2500
) 36 100
.(
4200
) (
) ( 1 1
2 2
2
1
≈
−
−
=
−
−
=
t t C
t t C
m
m
Hay : m 1 = 6,3m 2
mặt khác ta có: m 1 + m 2 = 140
từ đó suy ra: 6,3m 2 + m 2 = 140 7,3m 2 = 140 m 2 = 19,18(g)
m 1 = 6,3 19,18 = 120,82 (g)
vậy khối lượng của rượu là : 120,82(g)
khối lượng của nước là : 19,18 (g)
Bài 8: (2 điểm)
a/Gọi nhiệt độ của bếp lò cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng là t 0 C Nhiệt lượng mà chậu nhôm và nước thu vào để tăng từ t 1 = 20 0 C đến t 2
= 21,2 0 C là:
Q thu = (m 1 C 1 + m 2 C 2 ) (t 2 – t 1 )
= (0,5.880 + 2.4200) (2.4200) (21,2 - 20) = 10608 (J)
- Nhiệt lượng do thỏi đồng toả ra để hạ từ t 0 C đến t 2 = 21,2 0 C là:
Trang 9Q toả = m 3 C 3 (t – t 2 ) = 0,2.380 (t – 21,2) = 76 (t – 21,2)
- Do không có toả nhiệt ra môi trường nên theo phương trình cân bằng nhiệt Ta có Q toả = Q thu
0
76 t 21,2 10608
10608
t 21,2 160,78 C
76
b/ : (0,5đ): Thực tế do sự toả nhiệt ra môi trường nên phương trình cân bằng nhiệt được viết lại là:
Qtoả = Qthu + 10% Qthu ⇔ Qtoả = 1,1 Qthu
m C t ' t 1,1.10608
3 3
1,1.10608
m C
→ = + thay số 1,1.10608 0
t ' 21,2 174, 74 C 0,2.380
Bài 9:
Gọi Q 1 và Q 2 là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun, ta có:
Q 1 = (m1.c1+m2c2)∆t ; Q 2 =(2m1c1+m2c2) ∆t
(0,5đ)
(m 1, m 2 là khối lượng nước và ấm trong hai lần đun đầu).
Mặt khác, do nhiệt toả ra một cách đều đặn nghĩa là thời gian đun càng lâu thì nhiệt toả ra càng lớn Do đó:
Q 1 = kt 1 ; Q 2 = kt 2 ; (k là hệ số tỉ lệ nào đó)
Ta suy ra:
kt 1 = (m1c1+m2c2)∆t ; kt 2 = (2m1c1 +m2c2)∆t
(0,5đ)
Lập tỷ số ta được :
=
1
2
t
t
2 2 1 1
1 1
2 2 1 1
2 2 1
2
c m c m
c m c
m c m
c m c m
+ +
= +
+
hay: t 2 = ( 1+
2 2 1 1
1 1
c m c m
c m
(0,5đ)
Vậy : t 2 =(1+42004200+0,3.880).10 = (1+0,94).10 = 19,4 phút.
(0,5đ)
Bài 10
Gọi m 3 , m 4 là khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim Ta có
m 3 + m 4 = 0,2 (1)
Nhiệt lượng do hợp kim tỏa ra để giảm nhiệt độ từ t 2 = 120 0 C đến t = 14 0 C là:
Q = (m 3 c 1 + m 4 c 1 )t 2 = 106(900m 3 + 230m 4 )
Nhiệt lượng thu vào:
Trang 10Q' = (m 1 c 1 + m 2 c 2 )t 1 = 4(900m 1 + 4200m 2 ) = 7080J
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
Q' = Q
106(900m 3 + 230m 4 ) = 7080
Giải hệ: 106(900m 3 + 230m 4 ) = 7080
m 3 + m 4 = 0,2
ta được m 3 = 0,031kg; m 4 = 0,169kg
Bài 10
Gọi khối lượng nước đã rót ra là m(Kg)
Nhiệt độ bình 2 sau khi đã cân bằng nhiệt là t 1
Sau khi rót lần 1 thì nhiệt lượng từ khối lượng m nước từ bình 1 đã truyền cho bình 2 nên ta có.
m.C(80 -t 1 ) = 2.C(t 1 - 20) (1)
Sau khi rót lần 2 nhiệt lượng mà khối lượng m từ bình 2 đã làm cho nhiệt độ bình 1 giảm xuống 74 0 là do nhiệt lượng từ bình 1 truyền sang nên ta có
( 4 - m).C ( 80 - 74) = m.C ( 74 - t 1 ) (2)
đơn giản C ở 2 vế các phương trình (1) và (2)
Giải hệ phương trình gồm (1) và (2)
+
=
− +
=
⇒
−
=
−
−
=
−
⇔
−
=
−
−
=
−
24 80
40 2
80 74
6 24
40 2 80
) 74 ( 6
).
4
(
) 20 ( 2 )
80
(
1
1 1
1
1 1
1
1 1
mt m
mt t m mt
m m
t mt m t
m
m
t t
m
⇒ 2t 1 = 24 + 40 = 64 ⇒ t 1 = 32
Thay t 1 = 32 vào (1) ta có : m( 80 - 32) = 2 ( 32 - 20) ⇒ m.48 = 2.12 = 24
⇒ m = 24:48 = 0,5 Kg
Vậy : Khối lượng nước đã rót ra là m = 0,5 Kg
Bài 11 : a/- Điện trở của đèn Rđ= 40(Ω), Iđ= 0,5(A)
- IMC = I – Iđ = 0,25(A)
- RMC= MC
MC
U
I =80(Ω)
- RMN= RMC + RCN = 3
2RMC = 120(Ω)
- b/Vì Ia = a
a
U
R ⇒Ia lớn nhất khi Ua lớn nhất và bằng U
- Từ câu a ta có: U = UMC + UCM = 20 + 30 = 50(V)
- Ia max= 5(A)
Câu 12:
Cường độ dòng điện qua điện trở R1 la:I1=U1/R1=40/20=2A
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ab là:U=(R1+R2).I1=(20+R2).2 (1)
