Tính nhiệt lượng thu vào của ấm nước.. Phải đổ thêm vào ấm bao nhiêu lít nước ở 20oC thì thu được nước có nhiệt độ 70oC.. Tính chiều dài l của đoạn dây.. Quấn đoạn dây trên lên một lõi s
Trang 1PHÒNG GD KRÔNG PĂC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2007-2008
- -
(150 phút không kể thời gian giao đề)
BÀI 1: (5 điểm)
Vào lúc 10 giờ một ô tô bắt đầu khởi hành đi từ thành phố A về thành phố B (hai thành phố cách nhau 445km) với vận tốc v1 = 45km/h Lúc 11 giờ một xe máy đi từ thành phố B về A với vận tốc v2 = 55km/h
1 Viết công thức vị trí của mỗi xe đối với A
2 Hai xe găïp nhau lúc mấy giờ và cách B bao nhiêu km?
3 Xác định vị trí và thời điểm hai xe cách nhau 50km
BÀI 2: ( 4,5 điểm)
Dùng một bếp điện để đun một ấm nhôm có khối lượng 0,50 kg chứa 2,5 lít nước ở nhiệt độ ban đầu 20oC trong 30 phút Sau đó đem cân ấm nước thì thu được khối lượng cả ấm nước là 2,85kg Cho khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3, nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là Cn = 4200 J/kg.K, CNh = 880 J/kg.K, nhiệt hóa hơi của nước là Ln = 2,3.106J/kg Cho rằng ấm tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh là không đáng kể
1 Tính nhiệt lượng thu vào của ấm nước
2 Cho hiệu suất của bếp là 56,49% tính công suất của bếp
3 Phải đổ thêm vào ấm bao nhiêu lít nước ở 20oC thì thu được nước có nhiệt độ 70oC
BÀI 3: (4,5 điểm)
Một đoạn dây dẫn làm bằng hợp kim Nicrôm có chiều dài l, có tiết diện tròn đường kính
1,674mm và có điện trở là 20 Biết điện trở suất của Nicrôm là: = 1,1.10-6.m
(Cho = 3,14)
1 Tính chiều dài l của đoạn dây.
2 Quấn đoạn dây trên lên một lõi sứ hình trụ tròn bán kính 2 cm để làm một biến trở Tính số vòng dây của biến trở
3 Cắt dây trên thành hai đoạn không bằng nhau rồi mắc song song vào hiêụ điện thế U = 32V thì cường độ dòng điện qua mạch chính là 10A Tính chiều dài mỗi đoạn đã cắt
BÀI 4: ( 6 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ: Hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch UAB = 70V các điện trở
R1 = 10 , R2 = 60 , R3 = 30 và biến trở Rx R1 C R2
1 Điều chỉnh biến trở Rx = 20 Tính số chỉ
của vôn kế và ampe kế khi:
b Khóa K đóng A V B
vônkế và ampe kế đều chỉ số không?
3 Đóng khóa K, ampe kế chỉ 0,5A R3 Rx
Tính giá trị của biến trở Rx khi đó D
Cho rằng điện trở của vôn kế là vô cùng lớn và điện trở của ampe kế là không đáng kể
Trang 2
-HẾT -ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM:
BÀI 1:
Câu 1:
Chọn mốc tại A, gốc thời gian vào lúc 11 giờ và chiều dương (+) từ A B
Lúc 11 giờ sau 1 giờ xe ôtô đi từ A đến C cách A một khoảng x01 = 1.45 = 45km
Xe máy bắt đầu đi từ B cách A 445 km và về A
(+) v1 v2
A 45km C B
445km (0.5đ)
Công thức vị trí của xe ô tô: x1 = x01 + v1t x1 = 45 + 45t (1đ)
Công thức vị trí của xe máy: x2 = x02 - v2t x2 = 445 - 55t (1đ)
45 + 45t = 445 – 55t
100t = 400 t = 4 h
Và cách B một khoảng bằng quãng đường xe máy đi được : s = 55 4 =220 km (0,5đ)
Câu 3: Hai xe cách nhau 50km xảy ra hai trường hợp:
* Trước khi gặp nhau:
Lúc này x1 < x2 x1 + 50 = x2 45 + 45t +50 = 445 – 55t
100t = 350
t = 3,5h Vào lúc 11+ 3,5 = 14 giờ 30 phút hai xe cách nhau 50 km (0,5đ)
Cách A một khoảng:
- ôtô : x1 = 45 + 45t = 45 + 45.3,5 = 202,5 km
- xe máy: x2 = 445 - 55t = 445 – 55.3,5 = 252,5 km (0,5đ)
* Sau khi gặp nhau:
Lúc này x1 > x2 x1 = x2 + 50 45 + 45t = 445 – 55t + 50
100t = 450
t = 4,5h Vào lúc 11+ 4,5 = 15 giờ 30 phút hai xe cách nhau 50 km (0,5đ)
Cách A một khoảng:
- ôtô: x1 = 45 + 45t = 45 + 45.4,5 = 247,5 km
- xe máy: x2 = 445 - 55t = 445 – 55.4,5 = 197,5 km (0,5đ)
BÀI 2:
Câu 1: Ta có Dn = 1000kg/m3 => 2,5 lít nước (2,5 dm3) có khối lượng = 2,5 kg
Khối lượng ấm nước trước khi đun: m = 0,5 + 2,5 = 3kg
Trang 3Sau khi đun khối lượng còn lại la 2,85kg => có m’ = 0.15kg nước đã bay hơi và nhiệt độ cuối
(0,5đ)
Nhiệt lượng mà ấm nước thu vào:
Qthu = Qn + Qnh + Qhơi Qthu = mn.Cn t + mnh.Cnh t + m’.L
Qthu = 2,5.4200.80 + 0,5.880.80 + 0,15.2,3.106
Qthu = 1220200 (J) (1đ)
Câu 2:
Nhiệt lượng mà bếp tỏa ra: Qtỏa = Q56thu,.10049
(0,5đ)
Công suất của bếp: P =
t
Qtoa
= 1800
2160028
Câu 3:
Gọi m là khối lượng nước đổ thêm vào ấm: Nhiệt lượng thu vào của nước đổ thêm:
Aám có khối lượng 0,5 kg chứa 2,35 kg nước ở 100oC tỏa nhiệt:
Qtỏa = 0,5.880.(100 – 70) + 2,35.4200.(100 – 70) = 309300(J) (0,5đ)
Mà theo p/t cân bằng nhiệt: Qthu = Qtỏa m.4200.50 = 309300(J)
50 4200
309300
= 1,47 (kg)
(0,5đ)
có thể tích là 1,47 lít (0,5đ)
BÀI 3:
Câu 1:
Ta có: 1,674 mm = 1,674.10-3 m
Tiết diện dây: S = 22
d =
2 3
2
10 674 , 1
.3,14 = 2,2.10-6 m2
(0,75đ)
Ta lại có : R =
S
l
l R.S = 6 6
10 1 , 1
10 2 , 2 20
(0,75đ)
Câu 2: Một vòng dây có chiều dài bằng chu vi lõi sứ.
Chu vi lõi sứ: p = d. = 2.r. = 2.2.3,14 =12,56 cm =1,256.10-3m
(0,75đ)
Số vòng dây: n = p l = 1 , 256 10 3
40
(0,75đ)
Câu 3: Gọi R 1 ( ) là điện trở của đoạn thứ nhất
Điện trở của đoạn thứ hai là 20 - R 1 ( )
Trang 4Khi mắc song song ta có Rtđ =
20
) 20 ( 1
=U I = 3 , 2 ( )
10
32
R2
1 - 20R1 + 64 = 0
Giải ra ta được : R1 =16 R2 = 4
(0,75đ)
1 1 1
.S R
6 6 10 1 , 1
10 2 , 2 16
32 m
2 2 2
.S R
6 6 10 1 , 1
10 2 , 2 4
(0,75đ)
BÀI 4:
Câu 1: a, Khi K mở không có dòng điện qua R1 I1 C I2 R2
ampe kế Ampe kế chỉ số không (0,25đ)
Sơ đồ thu gọn (R1 nt R2) // (R3 nt Rx) IA
Ta có : I1 = I2 = I12 = U/(R1+ R2)= 1 (A) A
I3 = Ix = I3x = U/(R3+ Rx)= 1,4 (A) A I V B Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai điểm C và D K
mà UAD = UAC + UCD
UCD = UAD - UAC I3 R3 Rx
UDC = 32 V
b, Khi khóa K đóng, điểm C được nối tắt với điểm D nên vôn kế chỉ số không (0,25đ)
Mạch điện trở thành: (R1 // R2) nt (R3 // Rx)
Điện trở tương đương Rtđ =
3
1
3
1
R R
R R
x
x
R R
R R
2
2
=
20 60
20 60 30 10
30 10
I =
tđ
R
U
= 2270,5= 3,11 A
UAC = I RCD = 3,11.7,5 = 23,32 V I1= 2,332( )
10
32 , 23
1
A R
U AC
60
32 , 23 70
2
A R
U CD
Ta có I1 > I2 dòng điện chạy theo chiều từ C đến D qua ampe kế và có độ lớn:
(0,75đ)
Câu 2:
Khóa K đóng mà dòng điện không đi qua ampe kế Mạch cầu cân bằng :
x
R
R
R
2
1
Rx =
1
3
2
R
R R
10
30 60
(1đ)
Trang 5Câu 3: Đóng khóa K mạch trở thành: (R1 // R2) nt (R3 // Rx)
Điện trở tương đương: Rtđ =
3
1
3
1
R R
R R
x
x
R R
R R
2
2
=
x
x
R
R
60
60 30 10
30 10
= 7,5 +
x
x
R
R
60
60
( ) (0,25đ)
Dòng điện qua mạch chính: I =
td
R
U
=
x
x
R
R
60
60 5 , 7
70
(A)
Hiệu điện thế giữa hai đầu AC : UAC =I.RAC =
x
x
R
R
60
60 5 , 7
70
R 60
60R 7,5
525
x
x
Cường độ dòng điện qua điện trở R1:
I1 =
1
R
U AC
R 60
60R 7,5
525
x
x
10
1
R 60
60R 7,5
5 , 52
x
x
x x
x
R R
R
60 ) 60 ( 5 , 7
) 60 ( 5 , 52
=
x
x
R
R
5 , 67 450
5 , 52 3150
(A) (0,5đ)
Hiệu điện thế giữa hai đầu CB : UCB =UAB – UAC =70 -
R 60
60R 7,5
525
x
x
(V)
Dòng điện qua điện trở R2: I2 =
2
R
U CB
R 60
60R 7,5
525
x
x
).601
=
x
x
R
R
60
60
5
,
7
75
,
8
6
7
=
x x
x
R R
R
60 ) 60 ( 5 , 7
) 60 ( 75 , 8 6
7
x
x
R
R
5 , 67 450
75 , 8 525 6
7
* Trường hợp dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ C đến D (hình vẽ):
Ta có : I1 = I2 + IA
x
x
R
R
5 , 67 450
5 , 52 3150
=
x
x
R
R
5 , 67 450
75 , 8 525 6
7
x
x
R
R
5 , 67
450
5 , 52
3150
=
x
x
R
R
5 , 67 450
75 , 8 525 6
10
6(3150 +52,5Rx) = 10(450+67,5Rx) – 6(525+8,75Rx)
* Trường hợp dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ D đến C:
Ta có : I1 = I2 + IA
x
x
R
R
5 , 67 450
5 , 52 3150
=
x
x
R
R
5 , 67 450
75 , 8 525 6
7
x
x
R
R
5 , 67
450
5 , 52
3150
=
x
x
R
R
5 , 67 450
75 , 8 525 6
4
6(3150 +52,5Rx) = 4(450+67,5Rx) – 6(525+8,75Rx)
-97,5.Rx =20250 Rx = -207,7 ( ) Ta thấy Rx < 0 (Loại) (0,5đ)
Kết luận: Biến trở có giá trị Rx =57,1 ( ) thì dòng điện qua ampe kế có cường
(Các bài tập có thể giải bằng nhiều cách Lập luận chặt chẽ, kết quả chính xác vẫn có
Trang 6-o0o -Giáo viên: Dương Ngọc Khánh