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 vậ
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TP TRÀ VINH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI
Trường THCS Lý Tự Trọng MÔN: VẬT LÍ - LỚP 9
Thời gian: 150 phút
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 (4 điểm)
Ca nô đi ngược dòng qua điểm A thì gặp một bè gỗ trôi xuôi Ca nô đi tiếp 40 phút, do hỏng máy nên bị trôi theo dòng nước Sau 10 phút sửa xong máy, ca nô quay lại đuổi theo bè và gặp bè tại B Cho biết AB = 4,5km, công suất của ca nô không đổi trong suốt quá trình chuyển động Tính vận tốc dòng nước
Bài 3: (3 điểm)
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 100g chứa m2 = 400g nước ở nhiệt độ t1 = 100C
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 = 1200C Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 140C Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim Cho nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là c1 = 900J/kgK, c2 = 4200J/kgK, c3 = 230/kgK
Bài 4 (5 điểm)
Một ấm điện có 2 điện trở R1 và R2 Nếu R1 và R2 mắc nối tiếp với nhau thì thời gian đun sôi nước đựng trong
ấm là 50 phút Nếu R1 và R2 mắc song song với nhau thì thời gian đun sôi nước trong ấm lúc này là 12 phút Bỏ qua sự mất nhiệt với môi trường và các điều kiện đun nước là như nhau, hỏi nếu dùng riêng từng điện trở thì thời gian đun sôi nước tương ứng là bao nhiêu ? Cho hiệu điện thế U là không đổi
Bài 5 : ( 5 điểm)
Cho mạch điện sau
Cho U = 6V , r = 1 = R1 ; R2 = R3 = 3 U r
biết số chỉ trên A khi K đóng bằng 9/5 số chỉ R1 R3
của A khi K mở Tính :
b/ Khi K đóng, tính IK ?
ĐÁP ÁN
Trang 2Bài 1.
Gọi s là quãng đường
Thời gian đi nửa quãng đường đầu t1 =
1
v
s
Thời gian đi nửa quãng đường sau t2 Quãng đường đi được tương ứng với khoảng thời gian
2
2
t
là S2 = v2
2
2
t
S3 = v3 2
2
t
Mặt khác s2 + s3 = s v2 2
2
t
+ v3 2 2
t
= s
(v2 + v3)t2 = 2s
=> t2 =
3 2
2
v
v
s
Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
Vtb =
2
1
2
t
t
s
=
3 2 1
2 2
v v
s v
s s
3 2 1
3 2 1
2
) (
2
v v v
v v v
= 40km/h
Bài 2 Trong thời gian t1 =
3
2
h ca nô và bè đi được : s1 =
3
2
(vc- vn)
s2 =
3
2
vb (với vb = vn )
Trong thời gian t2 =
6
1
h ca nô và bè trôi theo dòng nước s1' = s2' =
6
1
vb Trong thời gian t quay lại đuổi theo bè, ca nô và bè đi được:
s1'' s1'
B C A
s2" s2' s2 s1
s1" = (vc + vb)t
s2" = vbt
Ta có s1 + s2' + s2" = 4,5
Hay:
3
2
vb +
6
1
vb + vbt = 4,5
6
5
vb + vb t = 4,5 (1)
Mặt khác : s1" + s1' - s1 = 4,5
(vc+ vb)t +
6
1
vb -
3
2
(vc+ vb) = 4,5
vc + vb t +
6
5
vb -
3
2
vb = 4,5 (2)
Từ (1) và (2) =>
6
5
vb + vb t = vc t + vb t +
6
5
vb -
3
2
vc
=> t =
3
2
h
T ừ (1):
6
5
vb +
3 2
vb = 4,5
Trang 3=> vb = 3km/h
Vậy vận tốc của dòng nước là 3km/h
Bài 3.
Gọi m3, m4 là khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim Ta có
m3 + m4 = 0,2 (1)
Nhiệt lượng do hợp kim tỏa ra để giảm nhiệt độ từ t2 = 1200C đến t = 140C là:
Q = (m3 c1 + m4 c1 )t2 = 106(900m3 + 230m4)
Nhiệt lượng thu vào:
Q' = (m1 c1 + m2 c2 )t1 = 4(900m1 + 4200m2) = 7080J
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
Q' = Q
106(900m3 + 230m4) = 7080
Giải hệ: 106(900m3 + 230m4) = 7080
m3 + m4 = 0,2
ta được m3 = 0,031kg; m4 = 0,169kg
Bài 4 :
Gọi Q (J) là nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sôi nước thì Q luôn không đổi trong các trường hợp trên Nếu ta gọi t1 ; t2 ; t3 và t4 theo thứ tự là thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với khi dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; chỉ dùng R1 và chỉ dùng R2 thì theo định luật Jun-lenxơ ta có :
4 2 1
3 2
2 1
2 1 2 2 2
1 1 2
R
t U R
t U R R
R R
t U R R
t U R
t U
(1)
* Ta tính R1 và R2 theo Q; U ; t1 và t2 :
+ Từ (1) R1 + R2 =
Q
t
U2 1
4 2
1 2
) (
Q
t t U R R Q
t U
* Theo định lí Vi-et thì R1 và R2 phải là nghiệm số của phương trình : R2 -
Q
t
U2 1
.R + 21 2
4
Q
t t U
= 0 (1) Thay t1 = 50 phút ; t2 = 12 phút vào PT (1) và giải ta có = 102 2
4
Q
U
= Q U
2 10
R1 =
Q
U t
Q
U Q
t U
2
).
10 ( 2
10
2 1
2 1
2
30.U Q
2
và R2 = 20 U Q
2
* Ta có t3 = 21
U
R Q
= 30 phút và t4 = 22
U
R Q
= 20 phút Vậy nếu dùng riêng từng điện trở thì thời gian đun sôi nước trong ấm tương ứng là 30ph và 20 ph
Bài 5 :
* Khi K mở, cách mắc là ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 ) Điện trở tương đương của mạch ngoài là
4
4
7
) 3
(
4
R
R r
R
Cường độ dòng điện trong mạch chính : I =
4
4
7
) 3 ( 4 1
R R U
Hiệu điện thế giữa hai điểm A và
B là UAB = (R R R R )(R R R R).I
4 3 2 1
4 2 3 1
3 1
4 2
)
(
R R R R
I R R R
R
U AB
( Thay số, I ) =
4
5 19
4
R
U
* Khi K đóng, cách mắc là (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 ) Điện trở tương đương của mạch ngoài là
Trang 44
4
12
15
9
'
R
R r
R
Cường độ dòng điện trong mạch chính lúc này là : I’ =
4
4
4 12
15 9 1
R R U
Hiệu điện thế giữa hai
điểm A và B là UAB = . '
4 3
4
R R
R R
4 3
3
4
'
R R
I R R
U AB
( Thay số, I’ ) =
4
19 21
12
R
U
* Theo đề bài thì I’4 = 4
5
9
I ; từ đó tính được R 4 = 1
b/ Trong khi K đóng, thay R4 vào ta tính được I’4 = 1,8A và I’ = 2,4A UAC = RAC I’ = 1,8V
I’2 = U R AC 0,6A
2
Ta có I’2 + IK = I’4 IK = 1,2A