Ngêi nµy bíc ®i theo chuyÓn ®éng th¼ng, ®Òu víi vËn tèc v.. Hái ®Õn lÇn nhóng tiÕp?[r]
Trang 1UBND Huyện Văn yên
Phòng giáo dục và đào tạo đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi cấp huyện Môn Vật Lí lớp 9
Năm học 2009-2010
(Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề)
Đề bài Bài 1: Một ngời có chiều cao h đứng ngay dới ngọn đèn có độ cao H (H > h, ngời đó
đứng trên đờng thẳng vuông góc giữa ngọn đèn và mặt sàn) Ngời này bớc đi theo chuyển động thẳng, đều với vận tốc v Xác định vận tốc chuyển động của bóng đỉnh
đầu in trên mặt đất Coi rằng ngọn đèn nh một điểm sáng và mặt sàn nằm ngang
Bài 2: Ba vật xuất phát cùng một lúc từ ba điểm A, B, C trên cùng một đ ờng thẳng (B
nằm giữa A và C) Vật A chuyển động về phía C với vận tốc v1 = 6m/s, vật B và C chuyển động về phía A với vận tốc lần lợt là v2 = 8m/s, v3 = 10m/s Biết A và B cách nhau 560m
a) Tìm khoảng cách AC biết cả ba vật cùng gặp nhau tại một điểm trên đờng thẳng AC b) Tìm thời gian từ lúc 3 vật cùng chuyển động đến lúc vật A và vật C cách nhau một khoảng là 320m
Bài 3: Trong bình hình trụ tiết diện S1 = 30cm2 có chứa nớc khối lợng riêng D1 = 1g/cm3 Ngời ta thả thẳng đứng 1 thanh gỗ hình trụ có khối lợng riêng D2 = 0,8g/cm3, tiết diện S2
= 10cm2 thì thấy phần thanh gỗ bị chìm trong nớc là h = 20cm
a) Tìm chiều dài của thanh gỗ?
b) Biết đầu dới của thanh gỗ cách đáy h = 2cm Tìm chiều cao của mực nớc đã có lúc đầu trong bình
c) Ta có thể nhấn chìm hoàn toàn thanh gỗ đợc không? Để có thể nhấn chìm thanh gỗ vào nớc thì chiều cao ban đầu tối thiểu của mực nớc trong bình phải là bao nhiêu?
Bài 4: Trong hai bình cách nhiệt có chứa hai chất lỏng khác nhau ở hai nhiệt độ ban
đầu khác nhau ngời ta dùng một nhiệt kế lần lợt nhúng đi nhúng lại vào bình 1 rồi bình 2 Chỉ số lần lợt của nhiệt kế là 500C, 100C; 480C, 140C Hỏi đến lần nhúng tiếp theo nhiệt kế chỉ bao nhiêu? Cho rằng không có sự truyền nhiệt cho bình nhiệt lợng
kế và môi trờng
Bài 5: Một dây dẫn đồng chất, tiết diện đều đợc uốn
thành vòng tròn (nh hình vẽ) Toàn bộ vòng dây có điện
trở R = 16, tìm vị trí của hai điểm A, B trên vòng dây
sao cho khi đặt một hiệu điện thế U vào hai điểm A, B
thì điện trở giữa hai điểm này là 3
Bài 6: Để đun sôi một ấm nớc ngời ta có thể dùng hai dây điện trở R1, R2 Nếu chỉ dùng R1 thì sau 10 phút nớc sôi, nếu chỉ dùng R2 thì sau 15 phút nớc sôi Hỏi thời gian
đun sẽ là bao nhiêu nếu:
a) Dùng hai dây điện trở trên mắc nối tiếp
b) Dùng hai dây điện trở trên mắc song song
Biết rằng hiệu điện thế của nguồn điện không đổi và cho rằng toàn bộ nhiệt lợng do dây đốt toả ra đều cung cấp để làm sôi nớc
Hết
Chú ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Đáp án bài thi chọn đội tuyển học sinh giỏi cấp huyện
Môn vật lí 9 Năm học 2009-2010
1
A
B
.
.
m
n
S
Sàn
Trang 2Bài giải:
- Giả sử bóng đèn ở vị trí điểm S, lúc ban đầu ngời đó đứng ở vị trí AB nh
trên hình vẽ
- Sau thời gian t ngời đó di chuyển tới vị trí A’B’ và bóng đỉnh đầu của
ng-ời đó ở vị trí C
- Do ngời đó chuyển động đều nên bóng đỉnh đầu của ngời đó trên mặt
sàn cũng chuyển động đều Gọi vận tốc của bóng đỉnh đầu của ngời đó
trên mặt sàn là v’
- Ta có:
CB ' A ' B ' CB BB ' A ' B '
hay
mà CB = v’.t, BB’ = v.t nên ta có:
v '.t v.t h H.v
v '
Vậy, bóng đỉnh đầu của ngời đó chuyển động với vận tốc
H.v
v '
1
0,5 0,5 0,5
0,5 0,5 0,5
2
Bài giải:
a) Tìm khoảng cách AC:
- Chọn điểm A làm mốc tính quãng đờng đi đợc của ba vật
- Gọi thời gian ba vật đi đến lúc gặp nhau là t, ta có:
+ Quãng đờng vật A đi đợc là: S1 = v1t = 6t (m)
+ Quãng đờng vật B đi đợc là: S2 = AB - v2t = 560 - 8t (m)
+ Quãng đờng vật C đi đợc là: S3 = AC – v3t = AC - 10t (m)
- Vì ba vật gặp nhau cùng một lúc nên ta có:
S1 = S2 6t = 560 – 8t t = 40(s)
S1 = S3 và lu ý rằng t = 40s ta có: 6.40 = AC – 10.40 AC = 640(m)
Vậy, khoảng cách AC là 640m
b) Gọi thời gian từ lúc vật A và C cùng chuyển động đến khi cách nhau
320m là t’, ta thấy khoảng cách này là khoảng cách giữa vật A và C trớc
khi gặp nhau hoặc là khoảng cách giữa vật A và C sau khi gặp nhau nên ta
có: S1 – S3 = 6t – 640 +10t = 320 (*)
Từ (*) suy ra:
1
2
16t 640 320
Gọi thời gian vật C đi hết quãng đờng AC là t”, có: t” = 640:10 = 64(s)
Ta thấy t1 = 60s < 64s, t2 = 20s < 64s
Vậy, thời gian vật A và C đi đến khi cách nhau 320m là 20s hoặc 60s
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25
3 Bài giải:
a) Gọi chiều dài của thanh gỗ là L Trọng lợng của thanh gỗ là:
P = 10D2.S2.L
Vì thanh gỗ nổi trong nớc nên có P = FA hay 10D2.S2.L = 10D1.S2.h
1 2
D h 1.20
Vậy, chiều dài của thanh gỗ là 25cm
b) Chiều cao của mực nớc trong bình bằng chiều cao của mực nớc sau khi
thả thanh gỗ vào trừ đi chiều cao của phần nớc dâng lên
- Gọi chiều cao của nớc sau khi thả thanh gỗ vào là h1, có:
h1 = h + h = 20 + 2 = 22(cm)
0,25 0,5 0,25 0,25 0,25
Trang 3- Gọi chiều cao phần nớc dâng lên là h1, có:
2 1
1
S h 10.20
- Gọi chiều cao của nớc trong bình lúc đầu là H, có:
H = h1 - h1 = 22 – 6,67 = 15,33(cm)
Vậy, mực nớc lúc đầu trong bình là 15,33cm
c) Thể tích phần nổi trên mặt nớc của thanh gỗ là: V1 = 5S2; thể tích phần
nớc tiếp tục bị chiếm chỗ khi nhúng chìm thanh gỗ đến đáy bình là: V2 =
2S2; ta thấy V1 > V2 nên không thể nhấn chìm hoàn toàn thanh gỗ trong
n-ớc
- Để nhấn chìm đợc thanh gỗ trong nớc thì mực nớc sau khi nhấn thanh
gỗ vào phải có chiều cao ít nhất bằng chiều cao thanh gỗ tức là bằng
L=25cm, khi đó chiều cao phần nớc dâng lên là:
2 2
1
S L 10.25
Vây, chiều cao mực nớc ban đầu là: H’ = 25 – 8,33 =16,67(cm)
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25 0,25
4
Bài giải:
- Theo đề bài ra ta nhận thấy nhiệt độ ban đầu của bình 1 cao hơn nhiệt độ
ban đầu của bình 2 Nhiệt kế đóng vai trò truyền nhiệt giữa hai bình
- Gọi khối lợng của chất lỏng trong bình 1 là m1, trong bình 2 là m2, của
bầu nhiệt kế là mk Nhiệt dung riêng của chất lỏng ở bình 1 là c1, của chất
lỏng ở bình 2 là c2, của nhiệt kế là ck Gọi số chỉ của nhiệt kế trong lần
nhúng thứ 3 ở bình 1 là t, ở bình 2 là t’
- Sau lần nhúng thứ nhất, nhiệt độ của bình 1 là 500C, của bình 2 và nhiệt
kế là 100C
- Lần nhúng thứ 2:
+ Khi nhúng nhiệt kế vào bình 1:
m1c1(50 - 48) = mkck(48 - 10) m1c1 = 19mkck (1)
+ Khi nhúng vào bình 2:
m2c2(14 - 10) = mkck(48 - 14) m2c2 = 8,5mkck (2)
- Lần nhúng thứ 3:
+ Khi nhúng nhiệt kế vào bình 1:
m1c1(48 - t) = mkck(t - 14) (3)
+ Khi nhúng nhiệt kế vào bình 2:
m2c2(t’ - 14) = mkck(t – t’) (4)
- Từ (1) và (3) suy ra:
0
t 14
19
- Từ (2) và (4) và chú ý rằng t = 46,30C suy ra:
0
t t '
8,5
Vây, ở lần nhúng thứ 3 nhiệt kế chỉ 46,30C và 17,40C
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25
5 Bài giải:
- Khi đặt hiệu điện thế U vào hai điểm A và B đoạn mạch điện giữa hai
điểm A, B là đoạn mạch mắc song song
- Gọi điện trở của phần dây dẫn trên cung AmB là R1, điện trở phần dây
dẫn trên cung AnB là R2 Ta có
R1 + R2 = 16 (1)
- Mặt khác do R1 mắc song song với R2, nên suy ra:
1 2
R R R R
- Từ (1) và (2) suy ra: R1 = 4, R2 = 12 hoặc R1 = 12, R2 = 4
- Do dây dẫn đồng chất và cùng tiết diện nên có:
0,25 0,25 0,5
0, 5 0,25
Trang 41 1
R L (L
1 là độ dài cung AmB, L2 là độ dài cung AnB)
- Nếu R1 = 4, R2 = 12 thì
1 2
L 12 3 mà L
1+L2 = L (L là độ dài vòng tròn do dây dẫn uốn thành)
- Nếu R1 = 12, R2 = 4, làm tơng tự ta có:
Ta thấy trong cả hai trờng hợp trên chỉ cần chọn hai điểm A, B sao cho A
và B chia vòng tròn dây dẫn đó thành 2 cung tròn trong đó có một cung
bằng
1
4 vòng tròn thì điện trở giữa hai điểm A, B luôn bằng 3.
0,5 0,25 0,5
6
Bài giải:
- Gọi nhiệt lợng cần cung cấp để đun sôi ấm nớc là Q, ta thấy khi thay
dây đốt bằng các dây điện trở khác nhau thì nhiệt lợng cần cung cấp để
đun sôi ấm nớc là không đổi Gọi thời gian đun sôi ấm nớc khi dùng điện
trở R1 là t1, khi dùng R2 là t2, khi nối tiếp hai điện trở là t3, khi mắc song
hai điện trở là t4
- Khi dùng dây đốt có điện trở R1, có:
1 1
R
(1)
- Khi dùng dây đốt có điện trở R2 có:
2 2
R
(2)
- từ (1) và (2) suy ra:
t t hay điện trở của dây đốt tỷ lệ thuận với thời gian đun sôi ấm nớc
a) Khi dùng hai dây trên mắc nối tiếp, điện trở tơng đơng của chúng là:
R1+R2, do đó ta có:
3
b) Khi dùng hai dây trên mắc song song, điện trở tơng đơng của chúng là
1 2
R R
R R , ta có:
1 2
4
R R
Vậy, thời gian đun sôi ấm nớc khi dùng 2 dây điện trở đó mắc nối tiếp là
25s, khi dùng 2 dây điện trở đó mắc song song là 6s
0,5
0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25
0,5 0,25
Lu ý: Học sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.