Nhiệt độ phòng luôn là 20 oC, coi công suất tỏa nhiệt ra môi trường tỉ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ giữa máy sấy và môi trường.. Gơng phẳng đặt tại tiêu diện của thấu kính hình vẽ 2.[r]
Trang 1UBND TỈNH BẮC NINH
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC 2009 – 2010 MễN THI: VẬT Lí – LỚP 9 - THCS
Thời gian làm bài : 150 phỳt (Khụng kể thời gian giao đề)
Ngày thi : 14 / 04/ 2009 -*** -Bài 1:(3 điểm)
Hai xe mỏy đồng thời xuất phỏt, chuyển động đều đi lại gặp nhau, một đi từ thành phố
A đến thành phố B và một đi từ thành phố B đến thành phố A Sau khi gặp nhau tại C cỏch A 30km, hai xe tiếp tục hành trỡnh của mỡnh với vận tốc cũ Khi đó tới nơi quy định, cả hai xe đều quay ngay trở về và gặp nhau lần thứ hai tại D cỏch B 36 km Coi quóng đường AB là thẳng Tỡm khoảng cỏch AB và tỉ số vận tốc của hai xe
Bài 2:(3 điểm)
Ngời ta đổ m1 gam nớc nóng vào m2 gam nớc lạnh thì thấy khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nớc lạnh tăng 50C Biết độ chênh lệch nhiệt độ ban đầu của nớc nóng và nớc lạnh là 800C
1 Tìm tỷ số m1/ m2
2 Nếu đổ thêm m1 gam nớc nóng nữa vào hỗn hợp mà ta vừa thu đợc, khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ hỗn hợp đó tăng thêm bao nhiêu độ?
Bỏ qua mọi sự mất mát về nhiệt
Bài 3:(4 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ 1 Nguồn điện có hiệu điện
thế không đổi U = 12V Hai bóng đèn giống nhau, trên mỗi đèn
có ghi: 6V- 3W Thanh dẫn AB dài, đồng chất, tiết diện đều Vị
trí nối các bóng đèn với thanh là M và N có thể di chuyển đợc
dọc theo thanh sao cho AM luôn bằng BN Khi thay đổi vị trí
của M và N trên thanh thì thấy xảy ra hai trờng hợp các đèn đều
sáng bình thờng và công suất tiêu thụ trên mạch ngoài trong hai
trờng hợp bằng nhau Tìm điện trở toàn phần của thanh AB
Bài 4:(4 điểm)
Một mỏy sấy bỏt đĩa cú điện trở R = 20 mắc nối tiếp với điện trở R0 = 10 rồi mắc vào nguồn điện cú hiệu điện thế khụng đổi Sau một thời gian, nhiệt độ của mỏy sấy giữ nguyờn ở 52oC Nếu mắc thờm một mỏy sấy giống như trước song song với mỏy đú thỡ nhiệt độ lớn nhất của mỏy sấy là bao nhiờu? Nhiệt độ phũng luụn là 20oC, coi cụng suất tỏa nhiệt ra mụi trường tỉ lệ với độ chờnh lệch nhiệt độ giữa mỏy sấy và mụi trường
Bài 5:(4 điểm)
Hệ quang học gồm một gơng phẳng và một thấu kính
hội tụ mỏng có tiêu cự f Gơng phẳng đặt tại tiêu diện của
thấu kính (hình vẽ 2) Nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính
của thấu kính, cách đều thấu kính và gơng Bằng cách vẽ
đ-ờng đi của các tia sáng hãy xác định vị trí của tất cả các ảnh
của S qua hệ Tỡm khoảng cỏch giữa cỏc ảnh đú
(C (Chỳ ý : học sinh khụng dựng cụng thức thấu kớnh)
Bài 6:(2 điểm)
Hãy xác định trọng lợng riêng của 1 chất lỏng với dụng cụ: một lực kế, một chậu nớc
và một vật nặng Nêu các bớc tiến hành và giải thích
-Hết -Họ tên thí sinh Chữ ký của Giám thị số 1
Số báo danh Chữ ký của Giám thị số 2
Sở giáo duc- Đào tạo
Bắc ninh
Kỳ thi học sinh giỏi THcs cấp tỉnh Năm học 2009- 2010 Môn: Vật lý Lớp 9
Đáp án - Biểu điểm chấm
Gọi v1 là vận tốc của xe xuất phỏt từ A, v2 là vận tốc của xe xuất phỏt từ B, t1 là
khoảng thời gian từ lỳc xuất phỏt đến lỳc gặp nhau lần 1, t2 là khoảng thời gian từ
B M
Hỡnh vẽ 1
+ U
ĐỀ CHÍNH THỨC
Hình vẽ 2
Trang 2lỳc gặp nhau lần 1đến lỳc gặp nhau lần 2, x = AB
Gặp nhau lần 1: v t 1 1 30, v t2 1 x 30
suy ra
1 2
30 (1) 30
v
v x
Gặp nhau lần 2: v t1 2 (x 30) 36 x 6
v t2 2 30 ( x 36) x 6
suy ra
1 2
6 (2) 6
Từ (1) và (2) suy ra x = 54km
Thay x = 54 km vào (1) ta được
1, 25 hay 0,8
0,5 0,5
0,5 0,5 0,5 0,5
2a
2b
Nớc nóng có nhiệt độ t1
Nớc lạnh có nhiệt độ t2
Sau khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp là t
Ta có PTCBN m1C(t1-t) = m2C( t-t2) => m1
m2=
t −t2
t1−t
Theo bài ra t - t2 = 5
t1 – t2 = 80 => t1 = 75 + t
Thay vào m1
m2=
t −t2
t1−t=
5 75
0,5 0,5 0,5
+ Khi đổ thêm vào m1 nớc nóng vào hỗn hợp khi cân bằng nhiêt; nhiệt độ hỗn hợp
t’ ta có pt cân bằng nhiệt
m1(t1- t’) = (m1 + m2)(t’- t) mà t1 = 75 + t
Thay vào m1(75 +t - t’) = (m1 + m2)(t’- t)
Rút gọn ta có t ' − t= 75 m1
2 m1+m2 mà
m1
m2=
5
75⇒m1=5 m2
75 Thay số vào tính đợc : t’- t ~ 4,412
Vậy khi cân bằng nhiệt hỗn hợp đó tăng 4,4120C
0,5
0,5 0,5
3
Gọi R là điện trở của thanh AB Khi thay đổi vị trí M và N trên thanh AB thì có hai
trờng hợp các đèn sáng bình thờng
Trờng hợp 1: M và N trùng nhau tại trung
điểm của thanh
Khi đó, RAM = RNB = R
2
0,75
Công suất tiêu thụ trên toàn mạch trong trờng hợp này là:
P1 = 2Pđ + PR = 2Pđ + 4Uđ / R (1)
ở đây Pđ, Uđ là công suất và hiệu điện thế định mức của đèn ( Pđ = 3W; Uđ = 6V)
0,75
Trờng hợp 2: M và N ở hai vị trí sao cho AM = NB > AB
2 Lúc này ta có
mạch cầu cân bằng
d
d d
x R
AM = RNB ;
Rđ là điện trở của đèn
0,5
0,5
- Công suất tiêu thụ trên toàn mạch trong trờng hợp này là:
P = 2P + PAN + PNB = 2P + 2U /R
0,5
B M
B N
A
M
Trang 3= 2Pđ + 2Uđ/RNB = 4Pđ (2) Mặt khác, theo đề bài ta có: P2 = P1 (3)
Từ (1), (2), (3) ta tìm đợc:
R= 24 Ω
Vậy điện trở của thanh AB là 24 Ω
1
4
Mỏy sấy mắc vào mạch điện như hỡnh vẽ ta biết rằng cụng suất tỏa nhiệt ra mụi trường tỉ lệ với độ chờnh nhiệt độ giữa mỏy và phũng Khi nhiệt độ mỏy sấy ổn định thỡ cụng suất P bằng cụng suất hao phớ
Lỳc đầu cụng suất của mỏy sấy là: I12R=k (t1− t0) với I1= U
R+R0
Từ đú
R+R0¿2
¿
¿
U2R
¿ Khi mắc tủ sấy song song thỡ:cường độ dũng điện mạch chớnh là: 0
'
/ 2
U I
Hiệu điện thế hai đầu mỏy sấy là: U m I R' / 2
Cường độ dũng điện đi qua mỗi mỏy sấy là: 2 2( / 2 0)
m
I
Cụng suất của mỗi mỏy sấy là: I22R '=k (t x − t0) Suy ra
R/2+R0¿2
¿
4¿
U2R
¿
Từ (1) và (2) suy ra:
R+ R0¿2
¿
R /2+R0¿2
¿
4¿
¿
t x − t0=(t1− t0)¿
suy ra tx = 38oC
1
0,75 0,25
0,25 0,75 0,5 0,5
5
* Trường hợp 1: Xột ỏnh sỏng đến thấu kớnh trước
- Tia khỳc xạ của tia tới SI song song với trục phụ Δ p cắt trục phụ tại tiờu điểm
phụ F’p Đường kộo dài F’pI cắt trục chớnh tại S1 Suy ra S1 là ảnh ảo của thấu kớnh 0, 5
Ta thấy: ΔSOI ΔOF ' F ' p ⇒OI
F ' F p '
=SO
OF' (1)
ΔS1OI ΔS1F ' F ' p ⇒OI
F ' F p '
=OS1
Fp’
B A
N x
S
S
Trang 4⇒ OS
OF'=
OS1
OS1+OF '(∗)
Theo bài ra: OF’= f; OS = f/2, thay vào (*) trờn ta tỡm được OS1 = f Vậy S1 trựng với tiờu điểm F’ và gương
0,5
* Trường hợp 2: Xột ỏnh sỏng đến gương trước
- Lấy S2 đối xứng với S qua gương suy ra S2 ảnh ảo của S qua gương, nối S2K sao cho S2K // ( Δ p ), nối K với F’p cắt trục chớnh tại S3 suy ra S3 là ảnh thật của S qua
Vỡ S2K// Δ p ⇒ ΔS2OK ΔOF ' F ' p ⇒ OK
F ' F p '
=OS2
OF' (3)
ΔS3OK ΔS3F ' F ' p ⇒OK
F ' F p '
=OS3
F ' S3=
OS3
OS3− f (4)
Từ (3) và (4) suy ra: OS2
OF' =
OS3
OS3− f (**)
Vỡ OS2 = OS + SF + FS2 = f/2 + f/2 + f/2 = 1,5f Thay vào (**) ⇔ 1,5 f
OS3
OS3− f ⇒1,5 OS3−1,5 f =OS3⇒OS3=3 f
Kết hợp hai trường hợp trờn ta tỡm được khoảng cỏch giữa cỏc ảnh là:
S1S2 = 0,5f; S1S3= 3f + f = 4f; S2S3 = 3f + 1,5 f = 4,5 f
0,5
0,5
0,5
6
Cách làm:
- Móc lực kế vào vật xác định trọng lợng của vật trong không khí P1
- Móc lực kế vào vật xác định trọng lợng của vật trong nớc P2
- Móc lực kế vào vật xác định trọng lợng của vật trong chất lỏng cần đo P3
Giải thích:
- Từ giá trị P1 và P2 xác định đợc V thể tích vật nặng V = P1− P2
d n
- Ta có P1− P3=dx V
- Sau đó lập biểu thức tính
d x=P1− P3
P1− P2d n với dn là trọng lợng riêng của nớc
0,5
0,5 0,5
0,5
- Học sinh có thể giải bài theo cách khác đúng kết quả cho điểm tối đa
- Thiếu đơn vị mỗi lần trừ 0,5 điểm; toàn bài thiếu hoặc sai đơn vị trừ không quá 1 điểm
- Điểm bài thi là tổng điểm các câu không làm tròn
S
*
S2 S1
*
F’
Fp’
I
G K
S
S