ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG + HDC

Khối lợng riêng của chất lỏng là ρL với ρ> ρL.. Hãy xác định độ sâu H tính từ miệng dới của ống lên đến mặt thoáng của chất lỏng khi đĩa bắt đầu tách ra khỏi ống.. Đặt một vật AB vuông

trờng thcs lê quý đôn

đề ChọN HỌC SINH GIỎI vòng trờng lớp 9

Năm hoc: 2010-2011 Mụn: Vật lý

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 19 - 10 - 2010 (Đề thi có 02 trang)

Bài 1: (3 điểm)

Ngời ta nhúng vào trong thùng chất lỏng một ống nhẹ dài

hình trụ đờng kính d; ở phía dới ống có dính chặt một cái đĩa

hình trụ dày h, đờng kính D, khối lợng riêng của vật liệu làm

đĩa là ρ Khối lợng riêng của chất lỏng là ρL

( với ρ> ρL) Ngời ta nhấc ống từ từ lên cao theo phơng

thẳng đứng

Hãy xác định độ sâu H (tính từ miệng dới của ống lên

đến mặt thoáng của chất lỏng) khi đĩa bắt đầu tách ra khỏi

ống

Bài 2: (4 điểm)

Dẫn m1= 0,4 kg hơi nớc ở nhiệt độ t1= 1000C từ một lò hơi vào một bình chứa m2= 0,8 kg nớc đá ở t0= 00C Hỏi khi có cân bằng nhiệt, khối lợng và nhiệt độ nớc ở trong bình khi đó là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của nớc là C = 4200 J/kg.độ; nhiệt hoá hơi của nớc là L = 2,3.106 J/kg và nhiệt nóng chảy của nớc đá là

λ = 3,4.105 J/kg; (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa)

Bài 3: (3 điểm)

Một thấu kính hội tụ quang tâm O, tiêu cự f Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của thấu kính (A ở trên trục chính) trớc thấu kính một đoạn d, cho ảnh A'B'

rõ nét hứng đợc trên màn (màn vuông góc với trục chính) cách thấu kính một đoạn d'

a) Chứng minh: f1=d1 +d1'

b) Biết thấu kính này có tiêu cự f = 12,5 cm và L là khoảng cách từ vật AB

đến ảnh A'B' Hỏi L nhỏ nhất là bao nhiêu để có đợc ảnh rõ nét của vật ở trên màn ?

c) Cho L = 90 cm Xác định vị trí của thấu kính

Bài 4: (3 điểm)

Cho 4 điện trở giống nhau R0 mắc thành một mạch điện

AB như hỡnh vẽ Giữa hai đầu AB đặt một hiệu điện thế khụng

đổi 40V thỡ kim của ampe kế chỉ giỏ trị 2A

Tớnh giỏ trị điện trở R0 ?

Câu 5: ( 4 điểm)

Cho mạch điện nh hình vẽ trong đó hiệu điện thế ở hai

đầu đoạn mạch không đổi là U = 7V, các điện trở R1 = 3 Ω,

R2 = 6 Ω MN là một dây dẫn điện chiều dài l = 1,5 m,

tiết diện không đổi S = 0,1 mm2, điện trở suất

ρ= 4.10-7 Ω.m, điện trở các dây nối và của ampe kế

không đáng kể

a/ Tính điện trở R của dây MN

D

d H

h

•

•

•

D

U +

-C

A

N M

A

1 2

3

4

b/ Dịch chuyển con chạy C tới vị trí sao cho chiều dài

MC =

2

1

CN Tính cờng độ dòng điện qua ampe kế

c/ Xác định vị trí của C để dòng điện qua ampe kế từ D đến C có cờng độ

3

1

A

Bài 6: (3 điểm)

Giữa hai bến sông A và B cách nhau 20km có đoàn canô chở khách Cứ 20 phút lại có một cannô rời bến A với vận tốc 20km/h và có một canô về bến A với vận tốc 10km/h.Hỏi mỗi canô rời bến sẽ gặp bao nhiêu canô đi ngợc lại.Cho rằng nớc đứng

yên

Họ và tên thí sinh:……… SBD:…………

(Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)

đáp án kiểm tra khảo sát đội tuyển lần thứ I

Lớp 9 THCS năm học 2009-2010

Bài 1: ( 3 điểm)

F1 là áp lực của chất lỏng tác dụng vào mặt dới của đĩa

F2 là áp lực của chất lỏng tác dụng lên phần nhô ra

ngoài giới hạn của ống ở mặt trên của đĩa

P là trọng lợng của đĩa

Đĩa bắt đầu tách ra khỏi ống khi: P + F2 = F1 (1)

Với: F1 = p1S =10.(H+h).ρL .S = 10.

4

D2

π (H+h).ρ

L

F2 = p2S' =10.H.ρL.(

4

D2

π -

4

d2

π )

P = 10.ρ.V = 10.ρ.h

4

D2

π 1,05đ

Thế tất cả vào (1) và rút gọn: D2.h ρ + (D2 - d2)H ρL = D2 (H + h) ρL

2

L L

D h D h

H

d

ρ

−

2

L L

D h d

ρ ρ ρ

−

 

 ữ

  1,05đ

Bài 2: ( 4 điểm)

Giả sử 0,4kg hơi nớc ngng tụ hết thành nớc ở 1000C thì nó toả ra nhiệt lợng:

Q1 = mL = 0,4 ì 2,3ì106 = 920.000 J 0,5 đ Nhiệt lợng để cho 0,8 kg nớc đá nóng chảy hết:

Q2 = λm2 = 3,4 ì 105ì 0,8 = 272.000 J 0,5 đ

Do Q1 > Q2 chứng tỏ nớc đá nóng chảy hết và tiếp tục nóng lên, giả sử nóng lên đến

1000C 0,5 đ Nhiệt lợng nó phải thu là: Q3 = m2C(t1 - t0) = 0,8 ì 4200 (100 - 0) = 336.000 J

=> Q2 + Q3 = 272.000 + 336.000 = 608.000 J 0,5 đ

Do Q1 > Q2 + Q3 chứng tỏ hơi nớc dẫn vào không ngng tụ hết và nớc nóng đến

1000C 0,5 đ

=> Khối lợng hơi nớc đã ngng tụ:

m' = (Q2 + Q3)/ L = 608.000 : 2,3ì106 = 0,26 kg 0,5đ Vậy khối lợng nớc trong bình khi đó là : 0,8 + 0,26 = 1,06 kg 0,5 đ

và nhiệt độ trong bình là 1000C 0,5 đ

Bài 3: ( 3 điểm)

a)

Chứng minh: f1=d1+d1'

Do ảnh hứng đợc trên màn nên ảnh là ảnh thật 0,25đ

I f

d'

A' F'

O

B A

F1 P F2

D

d H

h

Hai ∆ AOB : ∆ A'OB':

d

' d OA

' OA

AB

'

B

'

A = = .0,25 đ Hai tam giác đồng dạng OIF' và A'B'F':

AB

' B ' A '

OF

' F

'

A

OI

'

B

'

A

=

= (vì OI = AB) 0,25 đ

hay

d

' d f

f

'

d

=

−

0,25 đ

<=> d(d' - f) = fd' <=> dd' - df = fd' <=> dd' = fd' + fd

Chia 2 vế cho dd'f thì đợc : f1=d1+d1' 0,25 đ b) (2 đ) Ta có: d + d' = L (1)

và 1f =d1+d1' => f =

' d d

' dd

+ => dd' = f(d + d') = fL (2) 0,25 đ

Từ (1) và (2): X2 -LX + 12,5L = 0 0,25 đ

∆= L2 - 50L = L(L - 50) Để bài toán có nghiệm thì ∆ ≥ 0 => L ≥ 50

Vậy L nhỏ nhất bằng 50 (cm) 0,5 đ c) (1 đ) Với L = 90 cm => d + d' = 90 và dd' = 1125

=> X2 - 90X + 1125 = 0 Giải ra ta đợc: X1 = 15cm; X2 = 75cm 0,5 đ

=> d = 15cm; d' = 75cm hoặc d = 75cm; d' = 15cm

Vậy thấu kính cách màn 15cm hoặc 75cm 0,5 đ

Câu 4 : ( 3 điểm)

Ta cú mạch tương đương :

R234 = ( )

4 3 2

4 3 2 34 2

34 2

3

2

R R

R R

R R R R

R

R R

= + +

+

= + 0,5đ

RAB = R1 + R234 = R0 + 0 0

3

5 3

2

R

R = 0,5đ

Mặt khỏc : RAB = = =20Ω

2

40

A

AB

I

U

1,0đ

Do đú : = 20 ⇒ = 12 Ω

3

5

0

Câu 5: ( 4 điểm)

a) Búng đốn 6V - 6W cú : A

U

P

6

6

1

1

1 = = = và = = = 6 Ω

6

6 2 1

2 1 1

P

U

R 0,5đ

Búng đốn 6V - 4W cú : A

U

P I

3

2 6

4

2

2

2 = = = và = = = 9 Ω

4

6 R

2 2

2 2 2

P

U

0,5đ

- Nếu 2 đốn mắc nối tiếp vào mạng 12V thỡ cường độ dũng điện qua mỗi đốn là :

R R

U R

U I

td

8 , 0 9 6

12

2 1

= +

= +

=

Vỡ I1 > I nờn đốn 6V - 6W sẽ tối hơn mức bỡnh thường

I2 < I nờn đốn 6V - 4W sẽ sỏng hơn mức bỡnh thường 0,5đ

2

A

b) Để 2 đốn sỏng bỡnh thường thỡ phải tăng CĐDĐ qua mạch chớnh do đú phải làm giảm điện trở toàn mạch đồng thời phải làm giảm dũng điện qua đốn 6V - 4W Điều này thực hiện được bằng cỏch mắc song song với đốn 6V - 4W một điện trở R thoả món điều kiện:

R2R = R1 ⇔ + = ⇔ + = ⇒ =18Ω

6

1 9

1 1 1 1 1

1 2

R R

R R

Vậy R = 18Ω và phải mắc song song với đốn 6V = 4W 0,5đ

- Khi đú 2 đoạn mạch tiờu thụ cựng một cụng suất 6W Do đốn 2 tiờu thụ 4W nờn :

Bài 6: (3 điểm)

Lời giải

Đặt t1 = 20phút = 1/3h, v1 = 20km/h, v2 = 10km/h

Khoảng cách giữa hai canô rời bến A liên tiếp là S1 = v1 t1 = 20/3km 0,5đ Khoảng thời gian một canô về bến A gặp liên tiếp hai canô về B là

t2= S1: (v1+ v2 ) = 2/9h 0,5đ Thời gian một canô chạy từ B về A là t = AB/v2 = 20/10 = 2

Ta có t/t2 =9 =>Xe về bến gặp 8 xe ngợc chiều 0,5đ Tơng tự ta tính đợc xe xuôi bến gặp 8 xe ngợc chiều 1,5đ

(Chú ý: Nếu học sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa)