Ban đầu, vách ngăn được giữ ở đáy bình và các chất lỏng có cùng độ cao H.. a.Tìm độ chênh lệch giữa mực mặt thoáng của hai chất lỏng.. Đổ thêm chất lỏng có trọng lượng riêng d3 vào cho đ
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN HUYỆN ĐỨC TRỌNG NĂM HỌC 2010 – 2011
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ
Thời gian làm bài : 150 phút (Không kể thời gian phát đề)
Câu 1: (4 điểm) Cho bình hình chữ U có tiết diện hai nhánh bằng nhau (Hình 1),
chứa hai chất lỏng có trọng lượng riêng d1 > d2, ở giữa có vách ngăn nhẹ Phần nối giữa hai nhánh có thể tích không đáng kể Ban đầu, vách ngăn được giữ ở đáy bình và các chất lỏng
có cùng độ cao H Thả vách ngăn ra
a.Tìm độ chênh lệch giữa mực mặt thoáng của hai chất lỏng
b Đổ thêm chất lỏng có trọng lượng riêng d3 vào
cho đến khi mực chất lỏng d1 và d2 ngang nhau Tìm độ cao
cột chất lỏng d3 Biết các chất lỏng không trộn lẫn vào nhau
c.Tìm độ lớn của d3 để độ cao của cột chất lỏng này
bằng độ chênh lệch giữa hai mực chất lỏng ở câu a
Câu 2: (4 điểm) Một nguồn sáng hình cầu bán kính 3cm được đặt cách dĩa chắn sáng, bán kính 6cm một khoảng 2m Tìm diện tích bóng đen và vùng nửa tối trên màn đặt cách đĩa chắn sáng 1m Biết đĩa chắn sáng, màng đặt song song với nhau và vuông góc với trục nối tâm của nguồn sáng với đĩa chắn sáng Câu 3 : (5điểm) Cho mạch điện như hình vẽ
Biết R1 = R3 = R4 = 4Ω, R2 = 2Ω; U = 6V a Khi nối giữa A và D bằng một vôn kế
thì số chỉ của vôn kế bằng bao nhiêu? Biết vôn kế có điện trở rất lớn
b.Khi nối giữa A và D bằng một ampe kế
thì ampe kế chỉ bao nhiêu? Biết ampe kế có điện
trở rất nhỏ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
trong trường hợp này Câu 4:(5điểm) Có 100g nước đá ở - 7,50C a.Tính nhiệt lượng cần thiết để đưa nước đá lên 00C b Khi nước đá ở 00C, người ta đặt một thỏi kim loại bằng đồng có khối lượng 150g ở 1000C lên trên Tính khối lượng nước đá tan c Sau đó, tất cả được đặt vào bình kín, cách nhiệt Tìm khối lượng hơi nước sôi ở 1000C cần phải dẫn vào để toàn bộ hệ thống có nhiệt độ 200C Cho biết nhiệt dung riêng của nước, nước đá, đồng lần lượt là 4200J/kg.K, 1800J/kg.K và 380J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá : 3,4.105J/kg, nhiệt hóa hơi của nước : 2,3.106J/kg (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình kín và môi trường ngoài) Câu 5:(2 điểm) Một quả cầu sắt bên trong có một lỗ rỗng Biết khối lượng riêng của sắt là D, xác định thể tích của phần lỗ rỗng đó với các dụng cụ sau: cân và bộ quả cân, nước ( quả cầu có thể bỏ lọt vào trong bình chia độ)
R3
D A
U
-+
(Hình 1)
H
d1 d2
Trang 2PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN HUYỆN ĐỨC TRỌNG NĂM HỌC 2010 – 2011
ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ
1(4đ) a.(Hình 1)
Do d1 > d2, áp suất ở vách ngăn
chứa chất lỏng d1 lớn hơn nên chất
lỏng d2 bị đẩy dâng lên Gọi ∆h là
độ chênh lệch giữa hai mực chất lỏng
Xét hai điểm A và B ta có : pA = pB
Hay d2.H = d1.(H - ∆h)
Tính được:∆h = 1 2
1
(d d )
H d
−
(1)
b (Hình 2)
Để hai mực chất lỏng d1 và d2
ngang nhau, cần đổ chất lỏng d3
vào nhánh của chất lỏng d2 Gọi chiều
cao cột chất lỏng d3 là ∆h’
Xét áp suất tại hai điểm C, D ta có:
d1..H = d2H + d3∆h’
Suy ra : ∆h’ = 1 2
3
d d H d
−
(2)
c Từ (1) và (2) để ∆h’ = ∆h thì d3 = d1
0,5đ
0,5đ 0,75đ 0,5đ
0,5đ 0,75đ 0,5đ
2
(4đ)
Hình vẽ
2m 1m
a Xét ∆CKM ~ ∆CJA(g.g)
Suy ra :
JA
CJ KM
CK = ⇒
IO
IH CJ
CK JA
KM = =
0,5đ N
M K C
J
H A
B
A B
h h
H
(Hình 1)
(Hình 2)
d1
h’
d2 H
d3
Trang 3Mà AJ = IC – AO.
Tính được KM = 1,5cm
Tính : HM = HK + KM = CI + KM = 7,5cm
Diện tích bóng đen : S1 =π HM2 = 176,625cm2
b.Xét ∆CKN ~ ∆CJB(g.g)
CJ
OB CI CK CJ
JB KN JB
CJ KN
CK
= +
=
⇒
Tính được KN = 4,5cm
Tính được HN = HK + KN = 10,5cm
Diện tích bóng chiếu :
S2 = π.HN2 = 346,186cm2
Vùng nửa tối là hình vành khăn có diện tích :
S = S2 – S1 = 169,56cm2
0,5đ 0,5đ 0,5đ
0,5đ 0,5đ
0,5đ 0,5đ 3
(5đ) Câu a : Do vôn kế có điện trở rất lớn nên không có dòng điện chạy qua nó
Mạch điện xem như gồm : [(R3 nt R4)//R2] nt R1
R34 = R3 + R4 = 8Ω
Tính được RCB = 1,6Ω
Tính được điện trở tương đương của cả mạch R = 5,6Ω
Tính được cường độ dòng điện
chạy qua mạch chính I =1,07A
Hiệu điện thế giữa hai điểm C và B
UCB = 1,72V
Cường độ dòng điện chạy qua R3, R4 : I’ = 34 CB U R = 0,215A Số chỉ của vôn kế :UAD = UAC + UCD =IR1+I’R3= 5,14V Câu b : Ta có sơ đồ mạch điện
Do điện trở của ampe kế nhỏ, chập A và D mạch gồm [(R1 // R3) nt R2] // R4 Tính R13 = 2Ω Tính được R’= R13 + R2 = 4Ω và I2 = 2 U R = 1,5A U13 = I2R13 = 3V Tính được I1 = 0,75A, I4 = 1,5A
Từ đó tính được : I = I2 + I4 = 3A
Số chỉ của ampe kế là : I0 = I – I1 = 2,25A
* Tính được điện trở tương đương của cả mạch : R = 2Ω
0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ
0,5 đ 0,25 đ
0,5 đ
0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ
0,5 đ 0,5 đ
4 a.Tinh được nhiệt lượng cần thiết để đưa nước lên 00C : Q =1350J 1đ
U
R1
R1
R2
R1 R2
U +
D A
R4
R3
-C
A
4
C
B
R3
R2
B
U
R4
R3
A D
-C
Trang 4(5đ) b Gọi ∆m là khồi lượng nước đá đã tan ;
∆m.λ = m1.C1(t2 – t1) = 0,15.380(100 – 0)
Tính được : ∆m = 16,76g
c.Tính được nhiệt lượng hơi nước tỏa ra khi ngưng tụ và giảm xuống 200C
Q1 = 2,636.106
.m (J) Tính được nhiệt lượng cần thiết để lượng nước đá còn lại nóng chảy ở 00C
Q2 = λ.m’ = 28301,6J
Tính được nhiệt lượng thu vào để tăng nhiệt độ từ 00C lên 200C
Q3 = 8400J
Tính được nhiệt lượng thu vào để thỏi đồng tăng nhiệt độ từ 00C lên 200C
Q3 = 1140J
Tinh được nhiệt lượng nước đá, nước và thỏi đồng thu vào để tăng nhiệt độ từ
00C lên 200C
Q’ = 37841,69J
Tính được khối lượng hơi nước sôi ở 1000C : m’’ = 14,36g
1,5đ
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
0,25đ 0,25đ
5
(2đ)
Dùng cân và các quả cân xác định khối lượng của quả cầu sắt : m
Từ đó xác định được thể tích V1 của phần sắt : V1 = m
D
Dùng bình chia độ (có chứa nước) xác định thể tích toàn phần của vật : V
Thể tích của lỗ rỗng : Vl = V - V1 = V - m
D
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
* Hướng dẫn chấm :
- Giải cách khác đúng, phù hợp với chương trình THCS vẫn cho tròn số điểm của phần đó
- Sai hoặc thiếu đơn vị ở kết quả (đáp số) thì trừ 0,25 điểm cho mỗi chỗ sai hoặc thiếu
