Đề và đáp án thi học sinh giỏi môn Vật lý 9- THCS Mỹ Lộc 2010-2011.

Khi cân bằng thì nửa quả cầu bên trên nổi trên mặt nước.. Nối M và N bằng một vôn kế có điện trở rất lớn thì vôn kế chỉ bao nhiêu?. Cực dương của vôn kế được nối H.2 với điểm nào?. Thay

PHÒNG GD - ĐT PHÙ MỸ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2010-2011 TRƯỜNG THCS MỸ LỘC MÔN: VẬT LÝ - LỚP 9

(ĐỀ ĐỀ XUẤT) Thời gian làm bài: 150 phút (khơng kể thời gian phát đề)

Bài 1: (4,0điểm) Ba người đi xe máy đều xuất phát từ A đi về B Người thứ nhất và người thứ hai xuất phát cùng một lúc với các vận tốc tương ứng là V1 = 24km/h và V2 = 36km/h Người thứ ba xuất phát sau hai người nói trên 30 phút Khoảng thời gian giữa hai lần gặp của người thứ ba với hai người đi trước là 2 giờ 20 phút Tìm vận tốc của người thứ ba? Bài 2: (4,0điểm) Hai quả cầu đặc có thể tích V = 120 cm3 được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không co dãn thả trong nước như (H.1) Khối lượng quả cầu 2 bên dưới lớn gấp 4 lần khối lượng quả cầu 1 bên trên Khi cân bằng thì nửa quả cầu bên trên nổi trên mặt nước Cho khối lượng riêng của nước D = 1000 kg/m3 Hãy tính: a Khối lượng riêng của mỗi quả cầu ? b Lực căng của sợi dây ? Bài 3 (4,0 điểm ) Cho hỗn hợp gồm 300g bột nhôm và thiếc được nung nóng ở nhiệt độ t1 = 1000 C vào bình nhiệt lượng kế có khối lượng m3 = 200g chứa 1 lít nước ở nhiệt độ t2 = 150 C Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt t = 170 C Tính khối lượng bột nhôm và thiếc có trong hỗn hợp ? Biết nhiệt dung riêng của nhôm C1= 900 J/kg.K , nhiệt dung riêng của thiếc C2= 230 J/kg.K, nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế C3= 460 J/kg.K , nhiệt dung riêng của nước C4= 4200 J/kg.K Bài 4 : (5,0điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ (H.2)

Hiệu điện thế U = 12 V; các điện trở R1 = R2 = R4 = 6 ;

R3 = 12

1 Tính cường độ dòng địên qua mỗi điện trở và hiệu điện

thế hai đầu mỗi điện trở

2 Nối M và N bằng một vôn kế (có điện trở rất lớn) thì

vôn kế chỉ bao nhiêu ? Cực dương của vôn kế được nối H.2

với điểm nào ?

3 Thay vôn kế bởi một ampe kế (có điện trở không đáng kể) thì ampe kế chỉ bao nhiêu ?

Bài 5: (3,0 điểm)

Một vũng nước nhỏ ở trên mặt đất Một học sinh đứng trên mặt đất, trên đường thẳng nối liền từ chân cột đèn đến vũng nước và nhìn thấy ảnh của cột đèn trong vũng nước Biết mắt học sinh cách mặt đất 1,5m và khoảng cách từ học sinh đến vũng nước bằng 2

5 khoảng cách từ học sinh đến chân cột đèn

a Hãy vẽ hình biểu điễn đường đi của tia sáng từ đỉnh cột đèn đến vũng nước rồi phản xạ đến mắt ?

b Tính độ cao của cột đèn ?

H 1

R

4

R1 M R3  

U

+

N

ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM

Bài 1: (4,0điểm)

- Khi người thứ ba xuất phát sau hai người kia 30 phút = 0,5 giờ thì:

+ Người thứ nhất đã đi được: s1 = v1.t01 = 12km (0,25đ)

+ Người thứ hai đã đi được: s2 = v2.t02 = 18km (0,25đ)

- Gọi t1 và t2 là thời gian từ khi người thứ ba xuất phát cho đến khi gặp người thứ nhất và người thứ hai, ta có:

1

3 1 3

12 24

s t

2 2

3 2 3

18 36

s t

- Theo giả thiết khoảng thời gian giữa hai lần gặp của người thứ ba với hai người đi trườc là

t

 = 2 giờ 20 phút Ta có:

t

 = t2 – t1 = 2 giờ 20 phút = 140 phút = 14060 giờ = 73giờ (5) (0,5đ)

hay:

Giải phương trình ta được : v 3= 42 km/h hoặc v3 = 20,5 km/h (0,5đ)

Nghiệm cần tìm v3 phải lớn hơn v1 và v2 nên chọn v3 = 42 km/h (0,5đ)

Bài 2: (4,0điểm)

a - Hai quả cầu cùng thể tích V mà m2 = 4m1 => p2 = 4P1 nên khối lượng riêng là:

- Xét hệ hai quả cầu có trọng lượng bằng lực đẩy Acsi mét:

Hay: d1.V + d2.V = 10 D.V + 10 D.V2 (3) (0,25đ)

10.D1.V + 10.D2.V = 10.D.V + 10 D

2

V

Giải hệ phương trình (1) và (4) ta được khối lượng riêng của các quả cầu :

D1 = 300 kg/m3 ; D2 = 4.D1= 1200 kg/m3 (0,5đ)

b Có 3 lực tác dụng lên mỗi quả cầu : Trọng lực, lực căng dây và lực đẩy Acsimét

- Quả cầu 1 cân bằng nên : F’ A = P1 + T (5) (0,25đ)

- Ở đây: FA = 10DV ; F’ A =

2

A

F

Do đó: P1 + T = F2A

(8) (0,25đ)

FA + T = 4P1 (9) (0,25đ)

- Suy ra lực căng dây: T = F5A

10 .10.1000.120.10 0, 24



Bài 3: (4,0 điểm)

Gọi m1(kg) là khối lượng bột nhôm có trong hỗn hợp thì khối lượng bột thiếc trong hỗn hợp là:

Nhiệt lượng hỗn hợp toả ra để hạ nhiệt độ từ t1 -> t là

Qtoả = m1.C1.( t1 - t) + (0,3 - m1).C2 (t1- t) (0,5đ)

Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước nhận để tăng nhiệt độ từ t2 -> t là

Theo phương trình cân bằng nhiệt : Qtoả = Qthu

Hay : m1C1.(t1- t ) + (0,3 –m1).C2.(t1- t) = m3C3.(t-t2) + m4C4(t-t4)

=> m1 = [ m3C3.(t – t2) + m4C4.(t- t2) – 0,3.C2.(t1- t) ]:[ (t1-t).(C1- C2)] (1,0đ)

Thế số ta được :

m 1 = [ 0,2.460.(17-15) + 1.4200 (17-15) – 0,3.230.(100-17)]:[ (100-17).(900 - 230)]

Vậy khối lượng bột nhôm là 51 gam

 Khối lượng bột thiếc là :300 -51= 249 gam (0,5đ)

Bài 4: (5,0điểm)

1 Cường độ dòng điện qua các điện trở:

Qua R1 và R3 : I1 = I3 =

1 3

6 12 3

U

A

Qua R2 và R4 : I2 = I4 =

2 4

12 1

6 6

U

A

2 Khi mắc vôn kế vào hai điểm M, N dòng điện không qua vôn kế:

Uv = UMN = UMA + UAN = - R1I1 + R2I2 = - 4+6 = 2V (0,5đ)

3 Khi nối M và N bằng một ampe kế có điện trở rất nhỏ thì có thể xem như chập M với N

+ Điện trở tương đương: R12 = 1 6

3

R

+ Điện trở tương đương : R34 = 3 4

3 4

4

12 6

R R

- Cường độ dòng điện qua mạch chính:

I =

12 34

U

A

- Cường độ dòng điện qua R1: I1 = I2 = I/2= 12 0,86

- Hiệu điện thế trên R3: U3 = R34.I = 4 12 6,86

- Cường độ dòng điện qua R3: I3 = 3

3

6,86

0,57 12

U

A

- Do I1 > I3 nên dòng điện I1 đến M một phần rẽ qua ampe kế (IA), một phần rẽ qua R3 (I3) Từ đó ta suy ra:

Như vậy ampe kế chỉ 0,29A và chiều dòng điện qua nó đi từ M đến N (0,25đ)

Bài 5: (3,0 điểm)

Gọi AB là chiều cao cột đèn, M là mắt và C là chân

Vũng nước được coi như một gương phẳng I

Chọn B’ đối xứng với B qua vũng nước Nối B’ với M cắt

vũng nước tại I Nối B, I, M được tia sáng cần vẽ (0,5đ)

Ta có hai tam giác vuông đồng dạng AB I' ~ CMI

=> CM AB'CI AI (1) (0,5đ)

Theo đề ra ta có: AI = 3/5 AC và CI = 2/5 AC (0,5đ)

Thay vào (1) ta có:

3 5

2 5

AC

AC

Ta có AB = AB’ nên chiều cao của cột điện là 2,25 m (0,5đ)

* Mọi cách giải khác nếu đúng và lập luận chặt chẽ vẫn cho điểm tối đa.

B

A

B

’’

N

M

C I