Tài liệu Đề thi HSG 9

Mắc bếp vào hiệu điện thế 220V; bỏ qua sự toả nhiệt của ấm và nước ra môi trường.. Bài 2 3 điểm: Thả một vật vào bình đầy nước thì khối lượng của bình tăng thêm 75g, nếu thả vào bình đự

PHÒNG GD&ĐT CÀNG LONG ĐỀ THI HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN

NĂM HỌC 2010 -2011

Môn thi : VẬT LÍ Thời gian làm bài: 120 phút (không kể thời gian giao đề).

****************************************

NỘI DUNG ĐỀ:

Bài 1 (4 điểm)

Một ấm bằng nhôm có khối lượng 0,4kg chứa 0,5 lít nước ở 300C Để đun sôi nước người ta dùng một bếp điện loại 220V-1100W, hiệu suất 88% Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.K; của nước là 4200J/kg.K; nhiệt hoá hơi của nước là 24.105J/kg Mắc bếp vào hiệu điện thế 220V; bỏ qua sự toả nhiệt của ấm và nước ra môi trường

a Tính thời gian cần để đun sôi nước ?

b Khi nước bắt đầu sôi, nếu đun thêm 4 phút nữa thì có bao nhiêu phần trăm lượng nước hoá hơi ?

Bài 2 ( 3 điểm): Thả một vật vào bình đầy nước thì khối lượng của bình tăng thêm 75g, nếu thả vào bình

đựng đầy dầu thì khối lượng của bình tăng thêm 105g; hai trường hợp vật đều chìm hoàn toàn Tính khối lượng riêng của vật biết khối lượng riêng của nước và dầu lần lượt là D1 = 1000kg/m3 và D2 = 900kg/m3

BÀI 3: ( 6 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ: Hiệu điện thế ở hai đầu

đoạn mạch UAB = 70V các điện trở

R1 = 10Ω, R2 = 60Ω, R3 = 30Ω và biến trở Rx

1 Điều chỉnh biến trở Rx = 20Ω Tính số chỉ

của vôn kế và ampe kế khi:

a Khóa K mở

b Khóa K đóng

2 Đóng khóa K, Rx bằng bao nhiêu để vôn kế và ampe

kế đều chỉ số không?

3 Đóng khóa K, ampe kế chỉ 0,5A

Tính giá trị của biến trở Rx khi đó Cho rằng điện trở của vôn kế là vô cùng lớn và điện trở của ampe kế là không đáng kể.(biêt chiều dòng điện đi qua ampe kế là từ C đến D)

BÀI 4 :(3 điểm)Một gương nhỏ phản xạ ánh sáng mặt trời lên trần nhà (có dạng vòm tròn ,tâm tại

gương)tạo ra một vệt sáng cách gương 6m.khi gương quay một góc 200(quanh trục qua điểm tới và vuông góc với mặt phẳng tới)thì vệt sáng dịch chuyển trên vòm (trần nhà)một cung có độ dài bao nhiêu ?

Bài 5 : (4 Điểm)

Lúc 9h hai ôtô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 130km đi ngược chiều nhau Vận tốc

xe đi từ A là 30km/h, vận tốc xe đi từ B là 50km/h

a/ Tính khoảng cách của hai xe lúc 10h

b/ Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau

c/ Xác định thời điểm hai xe cách nhau 40km

1

(4đ) a) - Công suất toả nhiệt thực tế của bếp P = 1100×0,88 = 968W

- Nhiệt lượng cần thiết đun sôi nước Q = (c1m1+c2m2)∆t = 171640(J)

0.5 0.5

ĐỀ CHÍNH THỨC

- Thời gian đun sôi nước t = Q

P = 177,3 (giây) ≈ 3 phút b) Lượng nước biến đổi thành hơi nước m = 5

968 4 60 24.10

Pt L

× ×

= = 96,8.10 -3 kg = 96,8g

- Phần trăm nước hoá hơi

3

2

96,8.10

0,1936 19,36%

0,5

m m

−

1.0

1.0 1.0

2

Gọi h1, h2 lần lượt là độ cao của vật trong chất lỏng D1 và D2.

Gọi D là khối lượng riêng của vật

Có hai trường hợp xảy ra: h1 = 2h2 hoặc h2 = 2h1.

a) Khi h 1 = 2h 2

Trọng lượng của vật cân bằng với lực đẩy của chất lỏng nên ta có

10D.h.S = 10D1.S h1 + 10D2.S.h2

 D = (2/3 )D1 + (1/3)D2 = (2/3) 700 + (1/3).1000 = 800kg/m3

Áp suất tác dụng lên mặt đáy của vật là

p = 10D1 h1+ 10D2.h2 = 10.700.0,04+ 10.1000.0,02 = 480Pa

Áp lực tác dụng lên đáy vật đó là F = p.S = 480.50.10-4 = 2,4N

b) Khi h 2 = 2h 1

Trọng lượng của vật cân bằng với lực đẩy của chất lỏng nên ta có

10D.h.S = 10D1.S h1 + 10D2.S.h2 => D = 900kg/m3

p = 10D1 h1+ 10D2.h2 = 10.700.0,02+ 10.1000.0,04 = 540Pa

Áp lực F = p.S = 540.50.10-4 = 2,7N

0.5

0.5 0.5 0.5

0.5 0.5

3 Câu 1: a, Khi K mở không có dòng điện qua ampe kế Ampe kế chỉ số không

Sơ đồ thu gọn (R1 nt R2) // (R3 nt Rx) Ta có : I1 = I2 = I12 = U/(R1+ R2)= 1 (A)

I3 = Ix = I3x = U/(R3+ Rx)= 1,4 (A)

Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai điểm C và D

mà UAD = UAC + UCD  UCD = UAD - UAC  UCD = UAD - UAC

 UCD = I1.R1 – I2.R2 = 1.10 -1,4.30 = -32 V <=> UDC = 32 V

b, Khi khóa K đóng, điểm C được nối tắt với điểm D nên vôn kế chỉ số không

Mạch điện trở thành: (R1 // R2) nt (R3 // Rx)

Điện trở tương đương Rtđ = +

1

3

1

R R

R R

x

x

R R

R R

+ 2

2

=

20 60

20 60 30 10

30 10

+

+

I =

tñ 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: IA = 2,332 – 0,76 = 1,55 (A)

Câu 2:Khóa K đóng mà dòng điện không đi qua ampe kế  Mạch cầu cân bằng :

x

R

R

R

2

1

3

2

R

R R

= = 180 Ω 10

30 60

Câu 3: Đóng khóa K mạch trở thành: (R1 // R2) nt (R3 // Rx)

Điện trở tương đương: Rtđ = +

1

3

1

R R

R R

x

x

R R

R R

+ 2

2

=

x

x

R

R

+

+

60 30 10

30 10

= 7,5 +

x

x

R

R

+

60

60

(Ω)

Dòng điện qua mạch chính: I =

td R

U

=

x

x

R

R

+

+

60

60 5 , 7

70

(A)

0.25 0.25 0.5

0.25 0.25

0.5 0.5 0.5

0.5 0.5

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 +

1

R 60

60R 7,5

5 , 52

x

x +

R

60 ) 60 ( 5 , 7

) 60 ( 5 , 52

+ +

+

=

x

x

R

R

5 , 67 450

5 , 52 3150

+

+

(A)

Hiệu điện thế giữa hai đầu CB : UCB =UAB – UAC =70 -

R 60

60R 7,5

525

x

x +

Dòng điện qua điện trở R2: I2 =

2

R

U CB

R 60

60R 7,5

525

x

x +

1

=

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

+

+

* Theo đề bài dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ C đến D :

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)

 307,5.Rx =17550  Rx =57,1 (Ω) (Nhận)

Kết luận: Biến trở có giá trị Rx =57,1 (Ω) thì dòng điện qua ampe kế có cường độ 0,5

0.25

0.25

0.5

0.5 0.25 0.25

4

Lời giải :-Hình

-Cố định tia SI,quay gương một gócα thì tia phản xạ quay

từ vị trí IR đến IR’

-Ta chứng minh : RIR =2ˆ ' α

-Gọi góc tới lúc đầu làSINˆ =i thi góc SIR=2i

-Khi gương quay gócα thì pháp tuyến cũng quay góc

α nên góc tới lúc sau là SINˆ '=i+α

-Góc quay của tia phản xạ RIRˆ '=SIR SIRˆ '− ˆ =2(i+α ) -2i=>RIRˆ '=2i (đpcm)

-Ta có gương quayα =200=>tia phản xạ 2α =400 ứng với 4000 1

360 =9vòng tròn -Mà chu vi vòng tròn 2πr =2π.6=37,68(m)

-Vậy vệt sáng đã dịch chuyển một cung tròn chiều dài 37,68 4,19

9 = (m).

0.5

0.25

0.25 0.25 0.5 0.25 0.5 0.5

5 a/ Khoảng cách của hai xe lúc 10h

- Hai xe khởi hành lúc 9h và đến lúc 10h thì hai xe đã đi được khoảng thời gian t = 1h

- Quãng đường xe đi từ A: S 1 = v 1 t = 30 1 = 30 (Km)

- Quãng đường xe đi từ B:S 2 = v 2 t = 50 1 = 50 (Km)

- Mặt khác: S = S AB - (S 1 + S 2 ) = 140 - (30 + 50) = 60(Km)

Vậy: Lúc 10h hai xe cách nhau 60Km.

b/ Thời điểm và vị trí lúc hai xe gặp nhau:

- Gọi t là khoảng thời gian từ khi hai ôtô khởi hành khi đến khi gặp nhau tại C

0.5

0.25 0.25 0.25

- Quãng đường xe đi từ A đi được: S 1 = v 1 t = 30t (1)

- Quãng đường xe đi từ B đi được: S 2 = v 2 t = 50t (2)

- Vì cùng xuất phát một lúc và đi ngược chiều nhau nên: S AB = S 1 + S 2

- Từ (1) và (2) ta có: 30t + 50t = 140 ⇔t = 1,75 (h)= 1h45ph

- Thay t vào (1) hoặc (2) ta có:

(1) ⇔S 1 = 1,75.30 = 52,5 (Km) (2) ⇔S 2 = 1,75 50 = 87,.5 (Km)

Vậy: Sau khi đi được 1,75h tức là lúc 10h45phút thì hai xe gặp nhau và cách A

một khoảng 52,5Km và cách B 87,5Km.

c/ Khi hai xe cách nhau 40km thì xảy ra hai trường hợp:

Trường hợp 1: Hai xe chưa gặp nhau và cách nhau 40km:

S AB = S 1 + S 2 + 40 ⇔40 = S AB - ( S 1 + S 2)

⇔40 = 140 - (30t + 50t) ⇔t = 1,25 (h) = 1h15ph

Vậy: Sau khi khởi hành được 1giờ 15phút thì hai xe cách nhau 40km.

Trường hợp 2: Hai xe sau khi gặp nhau và cách nhau 40km:

S AB = S 1 + S 2 – 40 ⇔40 = ( S 1 + S 2 ) - S AB

⇔40 = (30t + 50t) - 140 ⇔t = 2,25 (h) = 2h15ph

Vậy: Sau khi khởi hành được 2giờ 15phút thì hai xe cách nhau 40km

0.25 0.5

0.25 0.25

0.5 0.25 0.5 0.25