Vậy khi thả cục sắt vào nước, sau một thời gian ngắn, nước sẽ sôi và một phần nước bị hóa hơi do nước tiếp tục nhận được nhiệt lượng do cục sắt cung cấp.. Nếu học sinh giải thích:.[r]
Trang 1PHÒNG GD & ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
MÔN THI: VẬT LÝ
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (4 điểm): Lúc 7 giờ một người đi xe đạp đuổi theo một người đi bộ cách anh
ta 10km Cả hai chuyển động đều với các vận tốc 12 km/h và 4 km/h Tìm vị trí và thời điểm người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ
Câu 2 (4 điểm): Bỏ cục nước đá có khối lượng m1 = 10 kg, ở nhiệt độ t1 = -100C vào một bình không đậy nắp
a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá tan hoàn toàn
b Xác định lượng nước có trong bình khi truyền cho cục nước đá nhiệt lượng
Q = 2.107J Cho nhiệt dung riêng của nước cn = 4200 J/kg.K, của nước đá
cđ = 2100 J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá = 3,3.105 J/kg, nhiệt hóa hơi của nước L = 23.105 J/kg
(Bỏ qua sự mất mát nhiệt và khối lượng của bình chứa nước.)
Câu 3 (5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ
Trong đó UAB = 20 V và R2 = 50 Ω, R3 = R4 = 10 Ω
a) Nếu R1 = 10 Ω Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB
b) Nếu R1 = 0 và mắc thêm R5 = 15 Ω vào hai điểm M, N Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở
(Bỏ qua điện trở của các dây nối.)
Câu 4 (4 điểm): Một người có chiều cao 1,60 m, đứng ngay dưới ngọn đèn treo ở độ
cao 6,00m Người này bước đi đều với vận tốc 1,50 m/s Hãy xác định vận tốc chuyển động của bóng của đỉnh đầu in trên mặt đất
Câu 5 (3 điểm): Thả một cục sắt có khối lượng 6kg ở nhiệt độ 4200C vào một xô nước chứa 3kg ở nhiệt độ 380C Hãy giải thích hiện tượng xảy ra? Biết nhiệt dung riêng của sắt là c1=460 J/kg.K và của nước là c2=4200 J/kg.K
(Bỏ qua sự mất mát nhiệt và khối lượng của xô chứa nước.)
Hết
-ĐỀ CHÍNH THỨC
M
N
.
Trang 2PHÒNG GD & ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
MÔN THI: VẬT LÝ
ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM (ĐỀ CHÍNH THỨC)
Câu 1
(4đ)
Gọi s1 là quãng đường người đi xe đạp đi được, s2 là quãng đường
mà người đi bộ đi được
Quãng đường người đi xe đạp đi được là:
s1 = v1.t Quãng đường người đi bộ đi được là:
s2 = v2.t Khi người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ:
s1 = s + s2 hay v1.t = s + v2.t
=> (v1 – v2).t = s
2
1 v v
s t
(1) Thay số vào (1) ta có: 1 , 25
4 12
10 2
1
v v
s
Vì xe đạp khởi hành lúc 7 giờ nên thời điểm gặp nhau là:
t= 7 + 1, 25 = 8,25 giờ hay t= 8 giờ 15 phút
Hai xe cách nơi xe đạp xuất phát một đoạn là
AB = s1 = v1.t=12.1,25=15 (km)
0,25
0,25
0,25 0,25
0,75 0,75
0,5 0,5 0,5
Câu 2
(4đ)
a/ Tính nhiệt lượng để nước đá tan hoàn toàn:
Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng từ t1 = -10oC đến 0oC :
Q1 = m1cđ (0 – t1) = 10 2100 10 =2,1 105 (J) Nhiệt lượng nước đá ở 0oC thu vào để chảy hoàn toàn là:
Q2 = m1 = 3,3 105 10 = 33 105(J) Vậy nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá tan hoàn toàn là:
Qcp = Q1 + Q2 = 2,1 105 + 33 105 = 35,1 10 5 (J)
b/ Xác định lượng nước m trong bình khi truyền cho cục nước đá
nhiệt lượng Q = 2 107J
Nhiệt lượng nước ở 0oC thu vào để tăng nhiệt độ đến 100oC (sôi ):
Q3 = m1cn (100 – 0) = 10 4200 100 = 42 105(J)
Ta thấy : Q1 + Q2 + Q3 = 77,1 105 J nhỏ hơn nhiệt lượng cung cấp
Q = 200 105 J nên một phần nước hóa thành hơi
Gọi m2 là lượng nước hóa thành hơi, ta có :
0,5 0,5 0,5
0,5 0,5 0,75
.
A
.
B
.
C
s1
v
2
Trang 3m2 = Q ( 1Q Q2 Q3) 5,34( )kg
L
Vậy lượng nước còn lại trong bình :
m = m1 - m2 = 10 – 5,34 = 4,66 (kg) 0,75
Câu 3
(5đ)
a)
Điện trở tương đương của R1,2 là:
R1,2 R1R2 10 50 60()
Điện trở tương đương của R3,4 là:
R3,4 R3 R4 10 10 20()
Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:
20 60
20 60 4 , 3 2 , 1
4 , 3 2 , 1
R R
R R
b) Do R1=0 nên điện thế giữa hai điểm M và A bằng nhau nên ta
chập A với M, mạch có sơ đồ mới là:
Áp dụng công thức: I U R
Cường độ dòng điện chạy qua R2 là:
50
20
2 2
2
R
U R
U
(A) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:
10 15
10 15
3 5
3 5 3 ,
R R
R R
Điện trở tương đương của R5,3,4 là:
R5,3,4 R5,3R4 6 10 16()
Cường độ dòng điện chạy qua R4 là:
16
20
4 , 3 , 5 4
4
R
U R
U
(A) Hiệu điện thế giữa hai đầu R5 là:
U5 = UAB – I4.R4 = 20 – 1,25.10=7,5 (V)
Cường độ dòng điện chạy qua R5 là:
0 , 5
15
5 , 7
5
5
R
U
Cường độ dòng điện chạy qua R3 là:
10
5 , 7
3
5 3
3
R
U R
U
Hoặc I3 = I4 – I5 = 1,25 – 0,5 = 0,75 (A)
0,5 0,5
0,5
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,5
0,25 0,5
0,5
R 2
R 3
R 4
N.
R 5 M
Trang 4Câu 4
(4đ)
Gọi V là vận tốc của bóng của đỉnh đầu
Các tia sáng bị chắn lại bởi người tạo một khoảng tối trên mặt đất,
đó là bóng của người
Xét trong khoảng thời gian t
Người dịch chuyển một đoạn C1C2 = v.t
Bóng của đỉnh đầu dịch chuyển được một đoạn x = C1D’2.
Xét SC1D2' ~ D2C2D2' ta có:
1 2 2 2 1 2 1 2
C D C D C D C C
(mà D1C1 = D2C2)
x x v t v t
=>x H H v h t
(Áp dụng tính chất tỉ lệ thức)
Vận tốc của bóng của đỉnh đầu là:
.
x H
t H h
1 , 5 2 , 045
6 , 1 6
6
0,5
0,5
0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5
0,75
Câu 5
(3đ)
Giả sử cục sắt hạ nhiệt độ xuống từ 4200C xuống 1000C thì nhiệt
lượng tỏa ra là:
Q1 = m1.c1(t1 – t)=6.460.(420 – 100) = 883200 (J)
Giả sử nước nóng tới 1000C thì cần thu một nhiệt lượng là:
Q2 = m2.c2(t - t2)=3.4200.(100 - 38) = 781200 (J)
Vì Q1 > Q2 nên khi nước nóng được tới 1000C thì một phần nước bị
hóa hơi do nó tiếp tục được cung cấp nhiệt lượng từ cục sắt
0,75 0,75 0,5
S
H
h
Trang 5Vậy khi thả cục sắt vào nước, sau một thời gian ngắn, nước sẽ sôi và một phần nước bị hóa hơi do nước tiếp tục nhận được nhiệt lượng
do cục sắt cung cấp
Nếu học sinh giải thích:
Có sự trao đổi nhiệt giữa cục sắt và nước.
- Cục sắt truyền nhiệt cho nước còn nước nhận nhiệt từ cục sắt.
- Đến một lúc nào đó quá trình cân bằng nhiệt xảy ra.
Ghi 1/3 số điểm của câu.
1