Hỏi nếu lần thứ ba đổ thêm vào cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa?. Hết..[r]
Trang 1UBND HUYỆN VĂN YÊN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI
Môn: Vật Lí 9 Năm học 2012-2013
(Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian phát đề)
ĐỀ BÀI Bài 1: Hai gương phẳng (G1), (G2) có mặt phản xạ hướng
vào nhau và đặt cách nhau một khoảng AB = d Giữa hai
gương trên đường thẳng AB người ta đặt một điểm sáng S
cách (G1) một đoạn SA = a Xét một điểm O nằm trên đường
thẳng đi qua S và vuông góc với AB với OS = h (Hình 1)
a Vẽ và trình bày cách vẽ đường đi của một tia sáng xuất
phát từ S, phản xạ trên gương (G1) tại I rồi đi qua O
b Vẽ và trình bày cách vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát
từ S phản xạ lần lượt trên (G2) tại H, trên (G1) tại K rồi đi qua O
Tính các khoảng cách từ I, K, H đến AB
Bài 2: Hai vật nhỏ A, B chuyển động đều trên hai đường thẳng
vuông góc nhau (Hình 2) Tại thời điểm bắt đầu chuyển động,
hai vật cách nhau một đoạn L = 90m Biết vận tốc của vật A
là vA = 9m/s chuyển động theo tia Ax, vận tốc của vật B là
vB = 12m/s theo phương AB và theo chiều từ B đến A
a Sau bao lâu kể từ khi bắt đầu chuyển động, hai vật A và B
lại cách nhau 90m
b Xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vật A và B
Bài 3: Bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ có tiết diện
lần lượt là S1, S2 và có chứa nước (Hình 3) Trên mặt nước có
đặt các pittông mỏng, khối lượng của pittông S1 là m1, của
pittông S2 là m2 Mực nước hai bên chênh nhau một đoạn h
a Tìm khối lượng m của quả cân đặt lên pittông lớn S1 để
mực nước ở hai bên ngang nhau
b Nếu đặt quả cân sang bên pittông nhỏ thì mực nước lúc
bấy giờ sẽ chênh nhau một đoạn H bằng bao nhiêu?
Bài 4: Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U0 = 15V để thắp sáng bình thường một
bộ bóng đèn cùng loại (2,5V-1,25W) Dây nối trong bộ bóng có điện trở không đáng kể Dây nối từ bộ bóng đến nguồn điện có điện trở là d
5 R 3
a Tìm công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ
b Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thường Trong các cách ghép đó cách ghép nào để công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây nối là nhỏ nhất
Bài 5: Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t0 Đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 50C Lần thứ hai, đổ thêm vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng như trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm
30C nữa Hỏi nếu lần thứ ba đổ thêm vào cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt
độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa?
Hết
.
S
(G1 )
(G2 )
O
(Hình 1)
.
B
x
L A
(Hình 2)
h
S1
S2
(Hình 3)
SBD:
Trang 2Đáp án bài thi học sinh giỏi Lí 9 năm học 2012-2013
1
(4đ)
a Dựng ảnh S1 của S qua gương (G1)
Nối S1O cắt (G1) tại I
Đường truyền của tia sáng là SIO
b Dựng ảnh S2 của S qua (G2), O1 của O qua gương (G1)
Nối S2O1 cắt gương (G1) tại K, (G2) tại H
Đường truyền của tia sáng là SHKO
Ta có AI là đường trung bình của ∆SS1O nên
os h AI
2 2
Có S2B = SB = d – a, S2A = 2d – a
∆S2BH đồng dạng với ∆S2S1O1 suy ra:
2
1 1 2 1
∆S2AK đồng dạng với ∆S2S1O1 suy ra:
2
1 1 2 1
AK S A 2d a
S O S S 2d
2d a
2d
0,5
0,25 0,25 0,25
0,25 0,5
0,25 0,25
0,5 0,25 0,5 0,25
2
(4đ)
a Giải sử sau thời gian t vật B chuyển động đến B’, vật A chuyển động
đến A’
Quãng đường vật A đi được là: SA = vAt = 9t
Quãng đường vật B đi được là: SB = vBt = 12t
khoảng cách AB’ = ׀L – BB’12 – 90׀ = ׀t׀
Ta có : A'B' A'A2 B'A2 (9t)2(90 12t) 2 = 90
0,25
0,25 0,25 0,25 0,5
.
S1
(G1 )
(G2 )
O
.
S
I
.
S2
O1
H K
Trang 3Hay 225t2 2160t 8100 90
225t2 – 2160t =0
(225t – 2160)t = 0 t1 = 0, t2 =9,6(s)
t = 0 là khi 2 vật bắt đầu chuyển động, vậy sau khi chuyển động 9,6s hai
vật lại cách nhau 90m
b Khoảng cách giữa 2 vật A và B nhỏ nhất khi
2 225t 2160t 8100 nhỏ nhất
Ta có : 225t2 2160t 8100
2
(15t) 2.15.72t 72 8100 72
15t 72 2916 2916 54
Dấu bằng xảy ra khi 15t – 72 = 0 hay
72
t 4,8(s) 15
Vậy, khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 vật A và B là 54m khi 2 vật đi được
thời gian là 4,8s
0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25
0,25
3
(4đ)
a Khi chưa để quả cân khối lượng m vào pittông S1,chọn 2 điểm tính áp
suất là A và B ở 2 nhánh của bình sao cho A, B cùng nằm trên một mặt
phẳng ngang, B ở bên dưới pittông S2, ta có : pA = pB hay
Khi đặt quả cân khối lượng m lên pittông S1 vì mực nước 2 bên ngang
nhau, ta có :
hay
(2)
Từ (1) và (2) ta suy ra : 1
m Dh
S m = DS
1h
b Khi đặt quả cân khối lượng m sang pittông S2, chọn 2 điểm tính áp suất
là C và D ở 2 nhánh của bình sao cho C, D cùng nằm trên một mặt phẳng
ngang, D nằm sát dưới pittông S2, ta có : pC = pD hay
vậy
0,5
0,25 0,5
0,5 0,25 0,5 0,5
0,5 0,5
S1
h
S1
S2
A B
S1
S2
۩
C D
Trang 4Suy ra
1 2
S
H h 1
S
4
(5đ)
a.Gọi công suất toàn phần là P, công suất bộ bóng là P1, công suất hao phí
là P2, ta có : P = UI = 15I, P2 = rI2 =
5
3I2
do đó P1 = 15I -
5
3I2 =
-5
3(I2 – 2.I.4,5 + 4,52 – 4,52) =
=-5
3(I – 4,5)2 + 33,75 33,75
Vậy công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ là 33,75W
b Giả sử bộ bóng được ghép thành m dãy song song, mỗi dãy có n bóng
Điện trở của một bóng đèn là:
2 1
2,5
1,25
điện trở của bộ bóng là
1
nR 5n
Cường độ dòng điện chạy trong một dãy là: 1
1,25
2,5
cường độ dòng điện trong mạch là I = mI1 = 0,5m(A)
Ta có:
0
5 5n
r R
3 m
hay
2,5
15 m 2,5n
3
5m + 15n = 90 m + 3n = 18 n = 6 -
m
3 vì m, n nguyên dương nên có:
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây nối là:
P2 = rI2 =
5
3I2 =
5
3.0,5m, P2 nhỏ nhất khi m = 3 P2 = 2,5W.
Vậy, có 5 cách mắc bộ bóng đèn để đèn sáng bình thường và công suất
hao phí nhỏ nhất khi mắc thành 3 dãy song song, mỗi dãy 5 bóng
0,25 0,25 0,5 0,5 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25 0,5
0,5 0,5
0,25 0,25
5
(3đ)
- Đặt q = mc là nhiệt dung của một vật
- Gọi khối lượng và nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế là m1 và c1, khối
lượng và nhiệt dung của một ca nước là m2 và c2, ta có: q1 = m1c1, q2 = m2c2
- Khi đổ 1 ca nước nóng lần đầu: q2[t – (t0 + 5)] = 5q1 (1)
- Khi đổ thêm 1 ca nước nòng lần thứ 2: q2[t – (t0 + 5 + 3)] = 3(q1 + q2) (2)
- Khi đổ thêm 5 ca nước nòng lần thứ 3: 5q2[t – (t0 + 8 + ∆t)] = (q1 + 2q2) ∆t (3)
- Từ (1) và (2) ta có: 3q2 = 2q1 - 3q2
1 2
q q 3
0,25
0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25
Trang 5- Từ (2) và (3) ta có: 7q2∆t = 15q1 + 15q2 – q1∆t thay
1 2
q q 3
ta được 10q1∆t = 60q1 ∆t = 60C
0,25
Lưu ý: Nếu học sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.