de thi hsg l 9

Khi ®æ dÇu lªn mÆt níc ngËp toµn bé khèi gç.[r]

Phòng GD - ĐT Văn Giang Đề thi chọn HSG năm học 2010 - 2011

Tr ờng THCS Mễ Sở Môn thi Vật lí lớp 9 ( Thời gian 120phút)

GVra đề: Dơng Ngọc Điệp

Bài1:(2,0điểm) Một khối gỗ hình lập phơng cạnh a =8cm nổi trong nớc

a Tìm khối lợng riêng của gỗ Biết khối lợng riêng của nớc D1= 1000kg/m3 và khối gỗ chìm trong nớc là 6cm

b Tìm chiều cao của lớp dầu có khối lợng riêng D2 = 600kg/m3 đổ lên mặt nớc sao cho ngập hoàn toàn khối gỗ

Bài2:(2,0điểm) Bỏ 25g nớc đá ở 00C vào một cái cốc nhôm chứa 0,4kg nớc ở 400C

a Khi khối lợng của cốc không đáng kể và sự trao đổi nhiệt chỉ có nớc và nớc đá thì nhiêt

độ cuối cùng trong cốc là bao nhiêu?

b Khi nhiệt lợng tỏa ra môi trờng là 20% và sau khi cân bằng nhiệt cốc nhôm có nhiệt độ

350C thì cốc nhôm có khối lợng bao nhiêu?

Bài3:(3,5điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ : UAB= 12V,

R3= R4 =R5 =2 Ω ,

các am pe kế và dây nối có điện trở không đáng kể

a Khi K1 mở , K2 đóng am pe kế A chỉ 3A Tính R2

b Khi K1 đóng , K2 mở am pe kế A1 chỉ 2A Tính R1

c Khi K1 , K2 đều đóng thi các am pe kế chỉ bao nhiêu?

Bài4:(2,5điểm) Hai gơng phăng giao nhau tại O có mặt phản xạ hợp với nhau một góc  Trên mặt phẳng phân giác của góc  có nguồn sáng điểm S cách O một khoảng a không đổi

Chứng minh rằng khoảng cách giữa 2 ảnh ảo đầu tiên ( một qua gơng thứ nhất , một qua

gơng thứ hai ) có giá trị nh nhau đối với trờng hợp  = 600 và  = 1200

Phòng GD & ĐT Văn giang đáp án đề thi học sinh giỏi

Tr ờng thcs mễ s ở Môn Vật lí – Năm học 2010-2011

Bài1(2điểm) a Thể tích phần gỗ ngâp nớc là :

V0 = Sđáy.h = a2.h = 82.6 = 384 (cm3) = 384.10-6(m3)

Theo điều kiện vật nổi thì khối lợng phần nớc bị chiếm chỗ

cũng là khối lợng của cả khối gỗ Ta có :

m0 =V0.D0 =384 10-6.1000 =0,384 (kg) (0,5đ)

Khối lợng riêng của gỗ là : D0 = m0

3 = 83 =512cm3 = 512.10-6m3

 D0 = 0 , 834

512 10− 6 =0,75.10

3(kg/m3) = 750(kg/m3) (0,5đ)

b Khi đổ dầu lên mặt nớc ngập toàn bộ khối gỗ

Gọi chiều cao của phần gỗ nằm trong dầu là x (m)

(cũng là chiều cao lớp dầu đổ vào )

Lúc này khối gỗ nằm cân bằng dới tác dụng của trọng lợng khối gỗ P và hai lực đẩy Acsimét của nớc và dầu là F1 và F2 Ta có : P = F1 + F2 (0,5đ)

Vì P = 10D0 a3 = 10 750 (0,08)3 =3,84 (N)

F1 = V1.d1= a2.(a-x).d1 = (0,08)2(0,08 – x).10000 = 84(0,08 – x)

F2 = V2.d2 = a2xd2 = (0,08)2(0,08- x).6000 = 38,4x

Suy ra : 3,84 = 64(0,08 – x) +38,4x => x=0,05 (m) =5cm (0,5đ)

V ậy chiều cao của lớp dầu là 5cm

Bài2(2điểm) a Gọi nhiệt độ cuối cùng của cốc nớc là t0

X Tính thử : Nhiệt lợng toả ra của 0,4kg nớc hạ nhiệt độ từ 400C xuống 00C là :

Q1’ = c1m1(40- 0) = 4200 0,4 40 = 67200(J)

Nhiệt lợng thu vào của 0,025kg nớc đá nóng chảy hoàn toàn ở 00C là:

Q0 = λm2 = 3,4.105 0,025 = 8500(J)

So sánh : Q1’ > Q0 nên t0

X > 00C (0,5đ)

Ta có : Nhiệt lợng toả ra của 0,4kg nớc từ 400C đến t0

X là :

Q1 = c1m1(40 - t0

X) = 4200 0,4 (40 – t0

X) = 67200 – 1680t0

X (J) Nhiệt lợng thu vào của 0,025kg nớc đá nóng chảy hoàn toàn ở 00C là:

Q0 = 8500(J)

Nhiệt lợng thu vào của 0,025kg nớc tăng nhiệt độ từ 00C đến t0

X là :

Q2 = c1m2(t0

X- 0) = 4200 0,025 t0

X = 105t0

X(J) Theo phơng trình cân bằng nhiệt : Q1 = Q0 + Q2

67200 – 1680t0

X = 8500 + 105t0

X => t0

X = 32,90C (0,5đ)

b Gọi khối lợng cốc nhôm là mX(kg)

Nhiệt lợng thu vào của 0,025kg nớc đá nóng chảy ở 00C là : Q0 =8500(J)

Nhiệt lợng thu vào của 0,025kg nớc tăng từ 00C đến 350C là: Q2= 3675(J)

Nhiệt lợng có ích để nớc đá nóng lên là Qi = Q0+Q2 = 12175(J) (0,5đ)

Nhiệt lợng toàn phần toả ra của cốc nớc là: QTP = 15218,75(J)

Và QTP = (c1m1+c3mX)(40 – 35) = 8400 + 4400mX

Suy ra khối lợng cốc nhôm là : mX = 1,55(kg) (0,5đ)

Bài3(3,5điểm) a Khi K1mở K2 đóng Ta có R34// K2 mà RK = 0 => I34 =0 nên tháo bỏ R34

Mạch còn R2 nt R5 Số chỉ của ampe kế (A) là IAB = 3A => RAB = 4Ω => R2 =2Ω (1,0đ)

b Khi K1 đóng K2 mở Ta có [(R2nt R3)//R1] nt R4 nt R5

Số chỉ am pe kế (A1) qua R1 là I1 = 2A

RAB = 4R1

4+R1 +4 (Ω) ; IAB = I1 + I2 và I2=

U1

R1

2 (A) (0,75đ)

IAB = 2 + R1

2 (A) => UAB = (2 +

R1

2 )(

4R1

4+R1 +4)  R1 + 3R1 – 4 = 0 Tìm đợc R1= 1Ω (0,75đ)

c Khi K1 , K2 đều đóng Ta có {[(R3//R4)ntR1]//R2}ntR5

Tính đơc RAB = 3Ω ; Số chỉ của ampe kế (A)là IAB = 4A

Số chỉ của am pe kế (A1)là I1 = 2A (1,0đ)

Bài4(2,5điểm) Cả 2 trờng hợp  = 600 và  = 1200

Với S1 là ảnh của S qua gơng M , S2 là ảnh của S qua gơng N

Ta đều có S , S1 , S2 đều nằm trên đờng tròn tâm O bán kính OS = a (0,5đ)

Hình a : Hình b :

(1,0đ)

- Khi  = 600 ta có : gócS1OS2= góc S1OM + gốcMON +góc NOS2

= α

2+α+

α

2=2 α =1200 (0,5đ)

- Khi  =1200 ta có : gócS1OS2 = gócS1OS3 +gócS3OS2 =  = 1200

- Hai đờng tròn có cùng bán kính thì 2 dây cung có góc ở tâm bằng nhau sẽ bằng nhau

- Vậ y giá trị S1S2 không đổi (0,5đ)