C N M 1.Điện trở và cường độ dòng điện định mức qua mỗi bóng đèn.. Độ sáng của hai đèn khi: a/.[r]
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN HUYỆN CHÂU THÀNH Năm Học: 2013-2014
Môn: Vật Lý – Lớp 9
Thời gian : 150 phút (không kể thời gian phát đề)
Học sinh làm tất cả các bài toán sau đây:
Bài 1: (4 điểm)
Một ôtô có khối lượng m = 1000kg chạy lên một cái dốc cao 12m với vận tốc 36km/h và đi từ chân dốc đến đỉnh dốc hết 12 giây Cho biết hiệu suất của con dốc (mặt phẳng nghiêng) là 80%
a) Xác định lực kéo của động cơ
b) Xác định độ lớn của lực ma sát
c).Tính công suất động cơ xe nói trên
Bài 2: ( 6 điểm)
Thả 800 gam nước đá ở - 100C vào một nhiệt lượng kế (Bình cách nhiệt) đựng
800 gam nước ở 800C, bình nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100 gam và nhiệt dung riêng Cđ = 380J/Kg.độ Hỏi:
1) Nước đá có tan hết không ? Tại sao ?
2).Nhiệt độ cuối cùng của hệ vật trong nhiệt lượng kế là bao nhiêu? Cho biết nước đá có nhiệt dung riêng C1 = 2.100J/kg.độ và nhiệt nóng chảy λ = 336.000J/Kg;
3) Để 800 gam nước đá ở - 100C trên khi thả vào bình tan thành nước ở nhiệt
độ 50C thì 800 gam nước trong bình phải có nhiệt độ ban đầu là bao nhiêu ?
Bài 3: (7 điểm)
+ U
Đ1 Đ2 C
N M
Bài 4: (3 điểm)
Một người cao 170cm, mắt cách đỉnh đầu 10cm, đứng trước một gương phẳng thẳng đứng để quan sát ảnh của mình trong gương Hỏi phải dùng gương có chiều cao tối thiểu là bao nhiêu để có thể quan sát được toàn bộ ảnh của mình trong gương Khi đó phải đặt mép dưới của gương cách mặt đất bao nhiêu ?
HẾT
Có hai bóng đèn điện giống nhau, trên mỗi bóng đều có ghi
6V-6W
1) Tính điện trở và cường độ định mức qua mỗi bóng đèn
2) Đem 2 bóng đèn loại này mắc vào nguồn điện có hiệu
điện thế U = 12V và một biến trở có điện trở thay đổi
được từ 0 đến 12 như sơ đồ:
Hỏi độ sáng của đèn thay đổi như thế nào khi ta di chuyển con
chạy C của biến trở từ N đến M ? Giải thích ?
3) Tính công suất tiêu thụ của các bóng đèn khi con chạy C
ở tại M ?
Trang 2PHỊNG GD-ĐT CHÂU THÀNH
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
Năm Học: 2013-2014 Mơn: Vật Lý – Lớp 9
CÂU
Bài 1
a) Công có ích đưa ô tô lên cao 12m:
Ai = P.h
= 10000.12 = 120000(J).
Công toàn phần do lực kéo của động cơ:
120000
150000( ) 0,8
tp tp
H =
k
A F
S
Lực kéo của động cơ: A = Fk.S
k
A 150000
mà S = v.t = 10.12 = 120(m ) nên
ms
A
S
b) Lực ma sát: Fms =
mà Ams = Atp – Ai = 150000 – 120000 = 30000(J)
ms ms
tp
A
P =
150000 12500(W) 12,5(kW)
=
4 điểm
0,25 0,25
0,5 0,5 0,5
0,25 0,25 0,5
0,25
0,75
Bài 2 Cho biết
m1 =0,8kg
m2 =0,8kg
m3 =0,1kg
Giải
1) Nhiệt lượng cần thiết để 800g nước đá nĩng lên từ
- 10 0 C đến 0 0 C
Q 1 = m 1 C 1 ( t 2 –t 1 )
6 điểm
0,25
Trang 3C1 = 2100/Kg.độ
C2 = 4200/Kg.độ
Cđ = 380J/Kg.độ
λ = 336.000J/Kg
t 1 = - 10 0 C
t 2 = 0 0 C
t 3 = 80 0 C
1) Nước đá có
tan hết không ?
Tại sao ?
2) Nhiệt độ cuối
cùng của hệ vật
trong nhiệt lượng
kế là bao nhiêu?
2).Nước trong
bình có nhiệt độ
ban đầu là bao
nhiêu ?
= 0,8.2100(0-(-10))= 16.000 (J)
Nhiệt lượng cần thiết để 800g nước đá nóng chảy
hoàn toàn ở 0 0 C.
Q 2 = m 1 λ
= 0,8 336000 = 268.800 (J)
Nhiệt lượng cần thiết để 800g nước đá tan hoàn toàn
Qthu vào = Q 1 + Q 2
Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước tỏa ra từ
800C xuống 0 0 C
Qtỏa ra = QNLK + QNước = m3.C3(t3 – t2) + m2.C2(t3 – t2)
= (m3.C3+ m2.C2)(t3 – t2)
= (0,1.380+0,8.4200).80 = 271840 (J)
Ta có: Qtỏa ra > Q 1 : Nhiệt lượng đủ để đưa nước tăng lên 0 0 C
Qtỏa ra < Qthu vào : Nhiệt lượng này không đủ để
làm nước đá tan hết
2) Khối lượng nước đá m’ đã tan:
Ta có: Qtỏa ra = Qthu vào = Q 1 + Q 2 = Q 1 + m’ λ
m’ = (Qtỏa ra - Q 1)/ λ
= ( 271840 - 16.000 )/336.000 = 0,76 kg
Khối lượng nước đá m’’ còn lại
m’’ = m1 – m’ = 0,8 – 0,76 = 0,04 kg
Vì nước đá không tan hết nên trong bình nhiệt lượng
kế còn lại hỗn hợp nước đá và nước Nên nhiệt độ cuối cùng của hệ trong bình nhiệt lượng kế là 00C
3) Nhiệt độ ban đầu của 800g nước:
Nhiệt độ sau cùng của hệ là 50C nên ta có
Qtỏa ra = (m3.C3+ m2.C2)(t’ – t’2) = (0,1.380+0,8.4200)(t’ – t’2)
= 3398.t’ - 16.990
Nhiệt lượng cần để 800g nước tăng từ 0 0 C lên 5 0 C
Q 3 = m 1 C 2 (t’ 2 -t 2 ) = 0,8.4200.5 = 16.800 (J)
Qthu vào = Q1 + Q2 +Q3
= 16.000 (J) +268.800 (J) +16.800 (J)
= 301.600 (J) Khi cân bằng nhiệt: Qtỏa ra = Qthu vào
3398.t’ - 16.990 = 301.600
t’ = (301.600 + 16.990)/3398 = 93,76 0 C
0,25
0,25 0,25
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25
0,25 0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
Bài 3 Cho biết
Đ1(6V-6W)
Đ2(6V-6W)
1) R1, R2 =?
Giải
+ U
7 điểm
Trang 4I1 , I2 =?
2) RbN= 0
RbM= 12 Ω
Độ sáng của
2 đèn?
3)Tính P1,
P2 =?
Đ1 D Đ2
C
N M
1).Điện trở và cường độ dòng điện định mức qua mỗi bóng đèn
Ta có : R1 = R1 = U2/ P
= 62/ 6 = 6( Ω )
I1 = I2 = P /U
= 6 / 6 = 1 (A) 2) Độ sáng của hai đèn khi:
a/ Khi C ≡ N Biến trở không tham gia vào mạch điện Lúc này trở thành dây nối giữa 2 điểm A và D làm đoạn AD bị nối tắt
Đèn Đ1 không phát sáng
Đèn Đ2 được nối thẳng vào nguồn điện 12V (quá định mức) làm đèn sáng quá mức có thể bị đứt sợi đốt b/ Khi con chạy C tiến về phía M điện trở của biến trở tăng dần
Làm điện trở tương đương đoạn AD tăng dần làm UAD tăng dần
Đèn Đ1 sáng lên từ từ
Đèn Đ2 từ từ giảm độ sáng
c/ Khi con chạy C tiến về trung điểm NM
Rb = 6 Ω R AD = (R 1 Rb)/( R 1 + Rb) = (6 6) / (6+6) = 3 Ω
RAB = R AD + R 2 = 3 + 6 = 9 ( Ω )
I AB = U AB / RAB = 12/9 = 4 / 3 = 1,33 (A) UAD = RAD.IAB = 3 (4 / 3) = 4 (V)
UĐ2 = RĐ2 IAB = 6 (4/3) = 8 (V) Đèn Đ1 sáng mờ hơn bình thường
Đèn Đ2 rất sáng, có thể bị đứt sợi đốt
d/ Khi C≡M
RAD = (R1.RbM )/(R1+ RbM) = (6.12) / 18 = 4 Ω
RAB = RAD + R2 = 4 + 6 = 10 Ω
IAB = UAB/RAB = 12 / 10 = 1,2 (A) (IAB = IAD = I2)
U2 = I2.R2 = 1,2.6 = 7,2 (V)
UAD = U1 = UbM = UAB – U2 = 12 – 7,2 = 4,8 (A) Lúc này:
U1 (Thực tế) < U1 (Đinh mức): Đèn Đ1 sáng mờ hơn bình thường
U2 (Thực tế) > U\2 (Đinh mức): Đèn Đ2 rất sáng, có thể bị đứt sợi đốt
3) Công suất của Đ1và Đ2 khi C ở tại điểm M
I1 = UAD/R1
0,25 0,25
0,25 0,25
0,5
0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25
0,25
Trang 5= 4,8 / 6 = 0,8 (A)
P1 = UAD I1
= 4,8 0,8 = 3,84 (W)
P1 = U2 I2
= 7,2 1,2 = 8,64 (W)
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Bài 4
D I D’
M M’
H
170cm 160cm K
C J C’
Ảnh và người đối xứng nên: MH = HM’
Để nhìn thấy đầu trong gương thì mép trên của gương tối thiểu phải đến
điểm I
IH là đường trung bình của MDM’ Do đó:
IH = ½ MD = ½ 10 = 5 (cm)
Trong đó M là vị trí mắt Để nhìn thấy chân (C) thì mép dưới của gương
phải tới điểm K
HK là đường trung bình của MCM’ Do đó:
HK = ½ MC = ½ 160 = 80 (cm)
Chiều cao tối thiểu của gương là:
IK = IH + HK = 5 + 80 = 85 (cm)
Gương phải đặt cách mặt đất khoảng:
JK = CD – DM – HK = 170 – 10 – 80 = 80 (cm)
Vậy gương cao 85 cm, mép dưới của gương đặt cách mặt đất 80 cm
3 điểm
Vẽ hình đúng đạt
1 điểm
0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25
Chú ý : Học sinh làm cách khác, nếu đúng cho đủ điểm theo từng câu.