de HSG ly 9 nam hoc 2009-2010

1 Phßng Û GD&§T q ch©u KỲ THI TUYỂNhäc sinh giái Trêng THCS Năm học: 2009-2010 MÔN THI : VẬT LÝ Thời gian : 120 phút (không kể thời gian phát đề) Bài 1: (2 ®iĨm ) Hai vËt xt ph¸t tõ A vµ B c¸ch nhau 340m, Chun ®éng cïng chiỊu theo híng tõ A ®Õn B VËt thø nhÊt chn ®éng ®Ịu tõ A víi vËn tèc V 1 , vËt thø 2 chun ®éng ®Ịu tõ B víi V 2 = 1 2 V . BiÕt r»ng sau 136gi©y th× 2 vËt gỈp nhau. TÝnh vËn tèc cđa mçi vËt. Bài 2 : (2 điểm) Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m (kg) ở nhiệt độ t 1 = 23 0 C, cho vào nhiệt lượng kế một khối lượng m (kg) nước ở nhiệt độ t 2 . Sau khi hệ cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước giảm đi 9 0 C. Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m (kg) một chất lỏng khác (không tác dụng hóa học với nước) ở nhiệt độ t 3 = 45 0 C, khi có cân bằng nhiệt lần hai, nhiệt độ của hệ lại giảm 10 0 C so với nhiệt độ cân bằng nhiệt lần thứ nhất. Tìm nhiệt dung riêng của chất lỏng đã đổ thêm vào nhiệt lượng kế, biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là c 1 = 900 J/kg.K và c 2 = 4200 J/kg.K. Bỏ qua mọi mất mát nhiệt khác. Bài 3 : 3,00 điểm Cho mạch điện như hình vẽ 1, trong đó hiệu điện thế U = 10,8V luôn không đổi, R 1 = 12 Ω , đèn Đ có ghi 6V- 6W, điện trở toàn phần của biến trở R b = 36 Ω . Coi điện trở của đèn không đổi và không phụ thuộc vào nhiệt độ. a) Điều chỉnh con chạy C sao cho phần biến trở R AC = 24 Ω . Hãy tìm : - Điện trở tương đương của đoạn mạch AB. - Cường độ dòng điện qua đèn và nhiệt lượng tỏa ra trên R 1 trong thời gian 10 phút. b) Điều chỉnh con chạy C để đèn sáng bình thường, hỏi con chạy C đã chia biến trở thành hai phần có tỉ lệ như thế nào ? C©u4: (3điểm) Cho mạch điện như hình vẽ U 1 =180V ; R 1 =2000Ω ; R 2 =3000Ω . a) Khi mắc vơn kế có điện trở R v song song với R 1 , vơn kế chỉ U 1 = 60V.Hãy xác định cườngđộ dòng điện qua các điện trở R 1 và R 2 . b) Nếu mắc vơn kế song song với điện trë R 2 , vơn kÕ chØ bao nhiêu ? ĐỀ CHÍNH THỨC V + C BA R b U R 1 Đ - Hình 1 U A B R 2 C R 1 B ài 3: 3,0 0 điể m a) 1,2 5 điể m Cư ờn g độ dò ng điệ n qua các điệ n trở và qua am pe kế : V + − R V 2 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN : VẬT LY 9Ù Bµi 1: (2 ®) - Gäi S 1 , S 2 lµ qu¶ng ®êng ®i ®ỵc cho ®Õn khi 2 vËt gỈp nhau Qu¶ng ®êng ®i ®ỵc cđa mçi vËt cho ®Ðn khi gỈp: S 1 = V 1 .t , S 2 = V 2 . t Khi 2 vËt gỈp nhau th×: S 1 - S 2 = AB = 340m. 0,25 ® 0,25 ® AB = S 1 –S 2 = ( V 1 – V 2 ). t ⇒ V 1 – V 2 = AB t = 340 136 = 2,5 m/s 0,5 ® Theo bµi ra ta cã: V 1 - V 2 = V 1 - 1 2 V = 1 2 V = 2,5 ⇒ V 1 = 5 m/s VËn tèc vËt thø 2: V 2 = 1 2 V = 2,5 m/s 0,5 ® 0,25 Bài 2 : (2 điểm) Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ nhất, nhiệt độ cân bằng của hệ là t, ta có m.c 1 .(t - t 1 ) = m.c 2 .(t 2 - t) (1) (0,25đ) mà t = t 2 - 9 , t 1 = 23 o C , c 1 = 900 J/kg.K , c 2 = 4200 J/kg.K (2) từ (1) và (2) ta có 900(t 2 - 9 - 23) = 4200(t 2 - t 2 + 9) 900(t 2 - 32) = 4200.9 ==> t 2 - 32 = 42 suy ra t 2 = 74 0 C và t = 74 - 9 = 65 0 C (0,50đ) Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ hai, nhiệt độ cân bằng của hệ là t', ta có 2m.c.(t' - t 3 ) = (mc 1 + m.c 2 ).(t - t') (3) (0,25đ) mà t' = t - 10 = 65 - 10 = 55, t 3 = 45 o C , (4) từ (3) và (4) ta có 2c.(55 - 45) = (900 + 4200).(65 - 55) 2c(10) = 5100.10 suy ra c = 2 5100 = 2550 J/kg.K Vậy nhiệt dung riêng của chất lỏng đổ thêm vào là 2550J/kg.K (0,50đ) Bài 3 : 3,00 điểm a) 1,50 điểm. Điện trở tương đương của mạch AB và cường độ dòng điện qua R 1 : Vì R AC = 24 Ω thì R CB = y = 36 – 24 = 12 Ω R 1 B ài 3: 3,0 0 điể m a) 1,2 5 điể m Cư ờn g độ dò ng điệ n qua các điệ n trở và qua am pe kế : 3 Điện trở của đèn là : R đ = 6 6 2 2 = dm dm P U = 6 Ω (0,25 đ) R 1x = AC AC RR RR . . 1 1 = 2412 24.12 + = 8 Ω R dy = CBd CBd RR RR . . = 126 12.6 + = 4 Ω Điện trở tương đương của đoạn mạch AB R tđ = R 1x + R 2y = 8 + 4 = 12 Ω (0,50 đ) I = 12 8,10 = td R U = 0,9A Cường độ dòng điện qua đèn I đ = 9,0 612 12 ⋅ + =⋅ + I Ry y d = 0,6A (0,25 đ) I 1 = 9,0 1224 24 1 ⋅ + =⋅ + I Rx x = 0,6A Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R 1 : Q 1 = I 1 2 .R 1 .t = 0,6 2 .12.600 = 2592 (J) (0,50 đ) b) 1,50 điểm Tìm vò trí của con chạy C để đèn sáng bình thường : Đèn sáng bình thường nên I đ = 1A Khi đó U CB = U đ = 6V U AC = U - U CB = 10,8 - 6 = 4,8V I 1 = A R U AC 4,0 12 8,4 1 == (0,25 đ) Điện trở của phần biến trở AC là R X = 4,0 8,4 1 − = − = III U I U AC X AC (1) Điện trở của phần biến trở CB là R y = 1 6 − = − = III U I U d CB y CB (2) mà R x + R y = 36 (giả thiết) nên = − + − 1 6 4,0 8,4 II 36 Suy ra : 30.I 2 – 51.I + 18 = 0 . (0,75 đ) Giải ra : 2 214412160260118.1202601 ==−=−=∆ ta có I = 60 2151+ = 1,2A và I = = − 60 2151 0,5A 4 Vì I = 0,5A < I đ = 1A ( loại ) (0,25 đ) chọn I = 1,2A thì R x = 4,02,1 8,4 4,0 8,4 − = −I = 6 Ω và R y = 30 Ω Vậy con chạy C đã chia biến trở víi tỉ lệ 5 1 30 6 == CB AC R R . (0,25 đ) Bµi 4: (2,5®iĨm) − + − Ta có : U BC = I.R BC = BC BC R R U . R 1 + = 2 2 2 2 1 . . . R RR RR RR RR U V V V V + + + (0,5đ) Thay số vào ta được : U AC = 90V (0,5 )đ Vậy vơn kế chỉ 90V . a)Cường độ dòng điện qua R 1 (Hình vẽ) I 1 = )(03,0 2000 60 1 1 A R U == (0,5đ) Cường độ dòng điện qua R 2 là: I 2 = )(04,0 3000 60180 2 A R UU AB = − = − (0,5đ) b)trước hết ta tính R V : Hình vẽ câu a ta có: I 2 = I V + I 1 Hay : I V = I 2 – I 1 = 0,04 - 0,03 = 0,01 (A). vậy : R V = )(6000 01,0 60 1 Ω== V I U (0,5d) V V A I 1 R 1 R 2 B C U + − Hình 2 U A B R 2 C R 1 B ài 3: 3,0 0 điể m a) 1,2 5 điể m Cư ờn g độ dò ng điệ n qua các điệ n trở và qua am pe kế : V + − R V 5 . (1) (0,25đ) mà t = t 2 - 9 , t 1 = 23 o C , c 1 = 90 0 J/kg.K , c 2 = 4200 J/kg.K (2) từ (1) và (2) ta có 90 0(t 2 - 9 - 23) = 4200(t 2 - t 2 + 9) 90 0(t 2 - 32) = 4200 .9 ==> t 2 - 32 =. + 4 = 12 Ω (0,50 đ) I = 12 8,10 = td R U = 0,9A Cường độ dòng điện qua đèn I đ = 9, 0 612 12 ⋅ + =⋅ + I Ry y d = 0,6A (0,25 đ) I 1 = 9, 0 1224 24 1 ⋅ + =⋅ + I Rx x = 0,6A Nhiệt lượng. 1 Phßng Û GD&§T q ch©u KỲ THI TUYỂNhäc sinh giái Trêng THCS Năm học: 20 09- 2010 MÔN THI : VẬT LÝ Thời gian : 120 phút (không kể thời gian phát đề) Bài 1: (2 ®iĨm )