Kí hiệu Δt là nhiệt độ phải nâng lên của hệ để quả cầu chìm, khi đó khối lượng riêng của hai chất bằng nhau D’1 = D’2.. Khi nhiệt độ tăng thêm thì thể tích tăng nên khối lượng riêng gi[r]
Trang 1Ubnd huyện Bình Xuyên
Phòng Giáo dục và Đào tạo
đề chính thức
đề thi học sinh giỏi thcs vòng 2
năm học 2008-2009 môn: vật lý
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Bài 1 (2,50 điờ̉m)
Một chiếc xe phải đi từ địa điờ̉m A đến địa điờ̉m B trong khoảng thời gian quy định là t Nếu xe chuyờ̉n động từ A đến B với vận tốc khụng đổi v1 = 48km/h thỡ xe sẽ đến B sớm hơn khoảng thời gian ∆t1 = 0,3h so với thời gian quy định Nếu xe chuyờ̉n động từ A đến B với vận tốc khụng đổi v2 = 12km/h thỡ xe sẽ đến B muộn hơn khoảng thời gian ∆t2 = 0,45h so với thời gian quy định
a Tỡm chiều dài quóng đường AB và thời gian quy định t?
b Đờ̉ chuyờ̉n động từ A đến B đỳng thời gian t, xe chuyờ̉n động từ A đến C (trờn AB) với vận tốc v1 rồi tiếp tục chuyờ̉n động từ C đến B với vận tốc v2 Tỡm độ dài quóng đường AC?
Bài 2 (2,50 điờ̉m)
Một quả cầu bằng chất rắn nổi nhưng chỡm 95% trong chất lỏng Hỏi phải nõng nhiệt độ của hệ thờm bao nhiờu độ đờ̉ quả cầu chỡm hoàn toàn trong chất lỏng?
Coi sự đốt núng của hệ diễn ra chậm và trong thời gian này nhiệt độ của quả cầu và nhiệt
độ của chất lỏng luụn bằng nhau Biết rằng thờ̉ tớch của chất lỏng và chất rắn làm quả cầu phụ thuộc vào nhiệt độ theo cụng thức V2 = V1[1 + α(t2 – t1)], trong đú V1 và V2 là thờ̉ tớch của cỏc chất ở nhiệt độ t1 và t2; α là hệ số tăng thờ̉ tớch (nở khối)
Hệ số α của chất rắn làm quả cầu là α1 = 0,3.10-3/độ và của chất lỏng là α2 = 10-3/độ
Bài 3 (2,50 điờ̉m)
Một ấm nhụm cú khối lượng m1 = 0,4kg chứa m2 = 0,5kg nước ở nhiệt độ T = 300C Đờ̉ đun sụi nước, người ta dựng bếp điện loại 220V - 1100W, hiệu suất H = 88% Biết nhiệt dung riờng của nhụm là c1 = 880J/(kg.độ), của nước là c2 = 4200J/(kg.độ)
a Bếp dựng ở hiệu điện thế U1 = 220V, bỏ qua sự toả nhiệt của ấm và nước ra mụi trường ngoài Tớnh thời gian cần đờ̉ đun sụi nước?
b Bếp dựng ở hiệu điện thế U2 = 180V, hiệu suất và lượng nước trong ấm như lỳc đầu, khi
đú sau thời gian t’ = 293 giõy kờ̉ từ lỳc bắt đầu đun thỡ nước sụi Tớnh nhiệt lượng trung bỡnh
do ấm và nước toả ra mụi trường trong mỗi giõy?
Bài 4 (2,50 điờ̉m)
Đờ̉ trang trớ cho một quầy hàng, người ta dựng cỏc búng đốn 6V – 9W mắc nối tiếp vào mạch điện cú hiệu điện thế U = 240V đờ̉ chỳng sỏng bỡnh thường Nếu cú một búng bị chỏy, người ta nối tắt đoạn mạch cú búng đú lại thỡ cụng suất tiờu thụ của mỗi búng tăng hay giảm
đi bao nhiờu phần trăm?
Trang 2
-Ubnd huyện Bình Xuyên
Phòng Giáo dục và Đào tạo đáp án thi học sinh giỏi thcs vòng 1 năm học 2008-2009
môn: vật lý
a
Gọi thời gian xe đi hết quóng đường AB với vận tốc v1 là t1
Khi đú t1 = t – ∆t1 = t – 0,3
Ta cú AB = s = v1.t1 = v1.(t – 0,3) (1)
0,25
Gọi thời gian xe đi hết quóng đường AB với vận tốc v2 là t2
Khi đú t2 = t + ∆t2 = t + 0,45
Ta cú AB = s = v2.t2 = v2.(t + 0,45) (2)
0,25
Từ (1) và (2) ta cú v1.(t – 0,3) = v2.(t + 0,45)
hay 48.(t – 0,3) = 12.(t + 0,45) t = 0,55h
Vậy thời gian quy định là t = 0,55h
0,50
Thay cỏc giỏ trị vào (1) hoặc (2) ta tớnh được độ dài quóng đường AB là s = 12km 0,50
b
Thời gian đi đoạn đường AC là t1'= AC
Thời gian đi đoạn đường cũn lại t2'=AB − AC
Ta cú t1'+t2'=t
hay ACv1 +AB − AC
v2 =t ⇔ AC= t v1 v2− AB v1
v2 − v1 =
0 , 55 48 12− 12 48
Vậy độ dài quóng đường AC = 7,2km
0,50
Kớ hiệu thờ̉ tớch của quả cầu là V, D1 và D2 là khối lượng riờng của chất làm quả cầu
và chất lỏng ở nhiệt độ t1
Lỳc đầu quả cầu nổi, điều kiện cõn bằng là
10.D1.V = 0,95.10.D2.V D1
D2
0,25
Kớ hiệu Δt là nhiệt độ phải nõng lờn của hệ đờ̉ quả cầu chỡm, khi đú khối lượng
Khi nhiệt độ tăng thờm thỡ thờ̉ tớch tăng nờn khối lượng riờng giảm
Khi đú D1'= D1
1+α1Δt và D2'= D2
1+α2Δt
Ta cú D1
'
D2' =
D1
D2.
1+α1Δt = 1 (2)
1,00
Thay (1) vào (2) và cỏc giỏ trị α đó cho ta tỡm được Δt = 76,90C 1,00
a
Nhiệt lượng cần thiết đờ̉ đun sụi nước Q = (m1.c1 + m2.c2).ΔT = 171640J 0,25 Khi bếp hoạt động ở hiệu điện thế U1 = U0 = 220V,
Ta cú H= Q
Q1=
Q
Trang 3Thời gian để đun sôi nước trong ấm là t= Q
N0 H=
171640
1100 0 ,88=177 , 3 giây
b
Khi hoạt động ở hiệu điện thế U2 = 180V
Công suất toả nhiệt của bếp khi đó
180
2
.1100=736 , 36
U2
U0¿
2 N0= ¿
N2=U22
R =¿
Công suất hữu ích của bếp N’ = H.N2 = 0,88.736,36 = 648W
Nhiệt lượng truyền cho ấm nước trong thời gian đun
Q’ = N’.t’ = 648.293 = 189864J
Nhiệt lượng mất ra môi trường ngoài ΔQ = Q’ – Q = 18224J
Nhiệt lượng trung bình trong mỗi giây toả (tốc độ tỏa nhiệt) ra môi trường ngoài
q= ΔQ
t ' =62 , 2 J/s
1,00
Điện trở của mỗi bóng Rđ = U02
Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường n = U U
0
Nếu có một bóng bị cháy thì tổng điện trở của các bóng còn lại là
Dòng điện qua mỗi đèn bây giờ là I = U R= 240
Công suất tiêu thụ mỗi bóng bây giờ là Nđ = I2.Rđ = 9,49W > N0 = 9W 0,50 Công suất mỗi bóng tăng lên so với trước N = Nđ – N0 = 9,49 – 9 = 0,49W 0,50 Nghĩa là tăng lên so với trước là C = ΔN 100 % N
0
=0 , 49 100 %