Đặt một hiệu điện thế không đổi mắc nối tiếp với điện trở R 0 = 4Ω vào hai đỉnh Am và A1 hoặc Am và A3 của vòng đèn thì thấy trong cả hai trường hợp công suất tiêu thụ của vòng đèn là nh[r]
Trang 1PHÒNG GD&ĐT THANH CHƯƠNG ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI TỈNH
MÔN: VẬT LÍ 9 Năm học 2012 -2013
(Thời gian làm bài 120 phút không kể thời gian giao đề)
Câu 1: Trên một đường thẳng, có 3 xe xuất phát từ A đến B Xe thứ nhất chuyển
động với vận tốc V1= 12 km/h, xe thứ hai xuất phát muộn hơn xe thứ nhất 20 phút với vận tốc V2 = 15 km/h Xe thứ ba xuất phát muộn hơn xe thứ hai 20 phút lần lượt
gặp hai xe kia tại các vị trí cách nhau một khoảng ∆S =
10
3 km Tính vận tốc của xe thứ 3
Câu 2: Một bình thông nhau có hai nhánh chứa dầu có trọng lượng riêng d = 8000
N/m3 Nhánh thứ nhất được đậy bằng Píttông có khối lượng m1 = 3 kg, nhánh thứ hai được đậy bằng Píttông có khối lượng m2 = 4 kg Khi đặt một vật nặng có khối lượng
m3 = 6 kg lên Píttông thứ nhất thì Píttông thứ nhất thấp hơn Píttông thứ hai một đoạn
h1 = 40cm Khi đặt một vật nặng có khối lượng m3 lên Píttông thứ hai thì Píttông thứ nhất cao hơn Píttông thứ hai một đoạn h2 = 30cm Nếu không đặt vật nặng lên các Píttông thì Píttông nào thấp hơn, thấp hơn một đoạn bao nhiêu?
Câu 3: Có hai bình cách nhiệt giống nhau Bình 1 đựng nước đá ở nhiệt độ
t1 = -300C, bình 2 chứa nước ở nhiệt độ t0 có cùng chiều cao với cột nước đá là 20cm
và bằng một nửa chiều cao của mỗi bình Người ta đổ hết nước từ bình hai sang bình một thì thấy khi có cân bằng nhiệt mực nước hạ xuống 0,5cm Tính t0 Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2J/g.K, của nước đá là 2,1J/g.k, nhiệt nóng chảy của nước
đá là λ = 340J/g Khối lượng riêng của nước là 1g/cm3 của nước đá là 0,9g/cm3
Câu 4: Có n bóng đèn loại 6V-12W được mắc nối tiếp thành một mạch kín trên các
cạnh của một đa giác n cạnh Gọi các đỉnh của đa giác lần lượt là A1,A2, …, Am Đặt một hiệu điện thế không đổi mắc nối tiếp với điện trở R0 = 4Ω vào hai đỉnh Am và A1
hoặc Am và A3 của vòng đèn thì thấy trong cả hai trường hợp công suất tiêu thụ của vòng đèn là như nhau nhưng độ sáng các đèn trong hai trường hợp khác nhau Tính
số bóng đèn đã sử dụng
Câu 5: Dây tóc của bóng đèn thứ nhất có công suất P1 = 60W, hoạt động ở hiệu điện thế U1 = 110V, có chiều dài L1 = 800mm và đường kính d1 = 0,08 mm Tìm chiều dài và đường kính của dây tóc bóng đèn thứ hai có công suất P2 = 15W, hoạt động ở hiệu điện thế U2 = 220V Coi nhiệt lượng tỏa ra môi trường tỷ lệ với diện tích tiếp xúc của dây tóc với môi trường, nhiệt độ của hai dây tóc khi hoạt động là như nhau
và không đổi, bỏ qua sự truyền nhiệt do tiếp xúc ở hai đầu dây tóc
- Hết
-Họ và tên thí sinh:……… Số báo danh: ……….
ĐỀ CHÍNH THỨC
( Đề gồm 1 trang)
Trang 2PHÒNG GD & ĐT THANH CHƯƠNG HD CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN VÒNG 2
Môn thi: VẬT LÍ 9 - NĂM HỌC:
2012 – 2013
ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM
1
2đ
Gọi vận tốc người thứ 3 là V3 ( V3 > V2)
Khi người thứ 3 bắt đầu xuất phát thì người thứ nhất cách A là:
1 1
2 8 3
S =v = km
Khi người thứ 3 bắt đầu xuất phát thì người thứ hai cách A là:
2 2
1 5 3
S =v = km
Quãng đường người thứ 3 đi được đến khi gặp người thứ nhất là:
3 3
3
8 12
v S
v
= -Quãng đường người thứ 3 đi được đến khi gặp người thứ hai là:
3 4
3
5 15
v S
v
=
-Ta xét các trường hợp sau:
*TH1: Người 3 gặp người 1 trước
Ta có: S4 – S3 = ∆S
- 15V3(V3 -12) – 24V3( V3-15) = 10(V3 – 12)(v3 – 15)
19V32 – 450 V3 + 1800 = 0
Giải trường hợp này ra ta có V3 ≈ 5,1 ( loại ) hoặc V3 ≈ 18,6 km/h
*TH 2: Người 3 gặp người 2 trước
Ta có S3 – S4 = ∆S
- - V32 – 90V3 + 1800 = 0 Giải trường hợp này ra ta có V3 = 30 km/h hoặc V3 = 60 km/h
Vậy vận tốc của người thứ 3 có thể đạt các giá trị:
3
3
3
60 /
30 / 18,6 /
v km h
v km h
é = ê
ê = ê
ê » ë
0,5
0,5
0,5
0,5
2
1đ
Gọi tiết diện của nhánh thứ nhất và nhánh thứ hai lần lượt là S1 và S2
Khi đặt m3 lên pittong thứ nhất: Xét áp suất tại hai điểm ở hai nhánh trên
cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ nhất ở sát dưới pittong, ta có:
1
10(m m ) 10m
h d
+
(1) Khi đặt m3 lên pittong thứ hai: Xét áp suất tại hai điểm ở hai nhánh trên
0,5
Trang 3cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ hai ở sát dưới pittong, ta có:
2
10(m m ) 10m
h d
+
(2)
Từ (1) và (2) thay các giá trị vào, giải ra ta được: 1 2
;
160 40
S = S =
Áp suất do Pitong tác dụng lên chất lỏng ở nhánh thứ nhất là:
1 1
1
10
1600
m
S
Áp suất do Pitong tác dụng lên chất lỏng ở nhánh thứ nhất là:
2 2
2
10
1600
m
S
Do áp suất của các Pitong tác dụng lên chất lỏng như nhau, nên các
Pitong ở cùng một độ cao
0,5 0,5
0,5 3
2đ
Khi cân bằng nhiệt độ cao của nước bị giảm xuống, chứng tỏ đã có
nước đá chuyển thành nước
Gọi khối lượng nước đá đã tan là mt với thể tích khi ở trạng thái đá là V1
khi ở trạng thái nước là V2 , h1 là độ cao của cột nước đá đã bị nóng chảy
V1Dđ = V2Dn => h1SDđ = (h1 – 0,5) SDn => h1 = 5cm
Vậy đã có
1
4 khối lượng nước đá bị nóng chảy, nhiệt độ cân bằng là 00 C
Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
mđ.Cđ.( 0 – 30 ) +
1
4 mđ λ = mnCn ( t0 – 0 ) ( 1 ) Mặt khác ta có thể tích của nước và đá ban đầu như nhau bằng một nửa thể
tích mỗi bình, ta có : 0,9
d n
d n
D =D => =
( 2 ) Thay ( 2 ) vào ( 1 ) ta được :
2,1 30 0,9 mn + 0,25 340 0,9 mn = 4,2 mn t0
=> t0 = 31,7 0C
0,25
0,5 0,5 0,25 0,5 4
2đ Điện trở của mỗi bóng đèn là :
2 36
3 12
U R P
+ Khi nguồn điện được mắc vào các đỉnh An và A1 thì vòng đèn gồm hai
nhánh song song: Nhánh 1 có 1 bóng đèn, nhánh 2 gồm n - 1 bóng đèn mắc
nối tiếp
Điện trở của toàn bộ vòng đèn là: 1
( 1) ( 1)
R n R n R R
Công suất của vòng đèn là:
2
0 1
U
R R
=ç + ÷
+ Khi nguồn điện được mắc vào các đỉnh Am và A3 thì vòng đèn gồm hai
nhánh song song: Nhánh 1 có 3 bóng mắc nối tiếp, nhánh 2 gồm m - 3 bóng
0,5
Trang 4mắc nối tiếp.
Điện trở của toàn bộ vòng đèn là: 2
3 (R n 3)R 3(n 3)R R
Công suất của vòng đèn là:
2
0 2
U
R R
=çè + ÷ø
Ta có P1 = P2
=>ç ÷ =ç ÷
è ø è ø => R1( R0 + R2)2 = R2(R0 + R1)2
=> ( R1 – R2 ) (R02 – R1R2 ) = 0
Do các đèn có độ sáng khác nhau nên R1 ≠ R2 và R1R2 = R02
2
.
9
R
9 9 11
n n
é = ê
=>ê
= ê ë Vậy số bóng cần phải dùng trong mạch điện kể trên là n = 9 bóng
0,5
0,5
0,5 5
2đ Điện trở của bóng đèn 1 là:
2
1
R
P r S
Điện trở của bóng đèn 2 là:
2
2
R
P r S
2
2
1
r r
=> =æ ö=æ ö=> = =
Nhiệt lượng mà dòng điện cung cấp cho dây tóc khi đang hoạt động
nhằm mục đích bù lại phần mất mát ra môi trường Gọi nhiệt lượng của dây
tóc tỏa ra môi trường trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích là
K Ta có
Với bóng đèn thứ nhất: P1t = Sxq1K.t
Với bóng đèn thứ nhất: P2t = Sxq2K.t
2
1 1 1 1
1 4
xq xq
S
P S l d
=> = => =
(2)
Từ (1) và (2)
3
2
0, 02
æ ö
ç ÷
=>ç ÷= => = => = =
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25 0,75
Nếu học sinh giải theo các cách khác đúng vấn cho điểm tối đa