ĐỀ HSG THÀNH PHỒ HCM 2009-2010 môn vật lý

SỞ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO TP HỒ CHÍ MINH KÌ THI TUYỂN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ Năm học: 2009-2010 Môn thi: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 180 phút ĐỀ CHÍNH THỨC Bài 1: (4 điểm) Một quả bóng nhựa có trọng lượng P được thả nổi trong một bình nước. Đễ giữ cho quả bóng nằm chìm lơ lửng trong nước, ta cần tác dụng lên quả bóng một lực F thẳng đứng hướng xuống, độ lớn của lực F bằng trọng lượng P của bóng. a) Tìm trọng lượng riêng d của quả bóng. Cho biết trọng lượng riêng của nước là d 0 = 10 4 N/m 3 . b) Giữ quả bóng chìm ở đáy bình nước có độ sâu là h = 1m so với mặt nước rồi buông. Hỏi quả bóng có thể đi lên khỏi mặt nước đến độ cao tối đa h’ so với mặt nước là bao nhiêu? Bỏ qua lực cản của nước và không khí. Cho rằng đường kính quả bóng là nhỏ không đáng kể so với độ sâu h, lực đẩy Archimede F A nước tác dụng lên bóng khi bóng nằm yên trong mặt nước và khi bóng chuyển động trong nước là như nhau. Bài 2: (4 điểm) Một khối kim loại A có khối lượng m = 490g, nhiệt độ ban đầu t A = 80 o C. Thả khối kim loại A vào trong một bình nhiệt lượng kế có chứa nước. Nước trong bình ban đầu có nhiệt độ t 0 = 20 o C, có khối lượng m 0 = 200g, nhiệt dung riêng c 0 = 4200J/(kg.K). Khối kim loại A là một hợp kim của đồng và sắt. Khối lượng riêng của đồng là D 1 = 8900kg/m 3 , khối lượng riêng của sắt là D 2 = 7800kg/m 3 , nhiệt dung riêng của đồng là c 1 = 380J/(kg.K), nhiệt dung riêng của sắt là c 2 = 460J/ (kg.K). Khi thả khối A chìm vào trong nước, thể tích nước trong bình tăng thêm 60cm 3 . Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình nhiệt lượng kế và môi trường xung quanh. a) Tìm khối lượng của đồng và sắt trong khối kim loại A. b) Tìm nhiệt độ t của hệ thống khi có cân bằng nhiệt. Bài 3: (4 điểm) Một thấu kính hội tụ có tiêu cự ƒ = 20cm. Một vật sáng A có dạng mũi tên được đặt trước thấu kính, vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính của thấu kính. Một màn M đặt vuông góc với trục chính phía sau thấu kính, ở cách vật một đoạn L. a) Cho L = 90cm. Thấu kính ở vị trí sao cho ảnh A’B’ của AB qua thấu kính hiện rõ trên màn. Vẽ hính mô tả sự tạo ảnh của AB trên màn. Sử dụng hình vẽ và các phép tính hình học, tìm khoảng cách thấu kính đến vật AB. b) Tìm điều kiện về giá trị khoảng cách L đề có được vị trí của thấu kính trong khoảng cách giữa vật AB và màn sao cho ảnh A’B’ hiện rõ trên màn. Bài 4: (4 điểm) Một điện trở r = 6Ω và một biến trở mắc nối tiếp nhau vào một nguồn điện hiệu điện thế U không đổi. a) Thay đổi giá trị của biến trở sao cho công suất tiêu thụ của biến trở R có giá trị cực đại P max . Tìm giá trị của biến trở R lúc đó. b) Thay đổi giá trị của biến trở sao cho công suất tiêu thụ của biến trở R có giá trị bằng nửa giá trị cực đại P max . Tìm giá trị của biến trở R lúc đó. Bài 5: (4 điểm) Để sấy khô một sản phẩm công nghiệp, người ta đặt sản phẩm trong một phòng kín có một lò sưởi điện. Khi nhiệt độ lò sưởi là t 1 = 80 o C và nhiệt độ ngoài trời là t 2 = 30 o C thì nhiệt độ trong phòng là t = 50 o C. Cho rằng nhiệt lượng do lò sưởi truyền vào trong phòng trong một đơn vị thời gian tỉ lệ với hiệu cùa nhiệt độ lò sưởi và nhiệt độ trong phòng, nhiệt lượng truyền từ trong phòng ra ngoài trời trong một đơn vị thời gian tỉ lệ với hiệu nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ ngoài trời. Điện trở của bộ phận đốt nóng lò sưởi không thay đổi trong suốt thời gian hoạt động. a) Nếu nhiệt độ ngoài trời là t 2 ’ = 20 o C và vẫn giữ nguyên cường độ dòng điện I qua lò sưởi thì nhiệt độ trong phòng t’ và nhiệt độ lò sưởi t 1 ’ là bao nhiêu? b) Khi nhiệt độ ngoài trời là t 2 ’ = 20 o C, nhiệt độ trong phòng vẫn là t = 50 o C, phải tăng cường độ dòng điện qua lò sưởi lên bao nhiêu lần so với lúc ban đầu? Khi này nhiệt độ t 1 ” của lò sưởi là bao nhiêu? HẾT . SỞ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO TP HỒ CHÍ MINH KÌ THI TUYỂN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ Năm học: 2009-2010 Môn thi: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 180 phút ĐỀ CHÍNH THỨC Bài 1: (4 điểm) Một quả bóng nhựa có. Một vật sáng A có dạng mũi tên được đặt trước thấu kính, vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính của thấu kính. Một màn M đặt vuông góc với trục chính phía sau thấu kính, ở cách vật. tính hình học, tìm khoảng cách thấu kính đến vật AB. b) Tìm điều kiện về giá trị khoảng cách L đề có được vị trí của thấu kính trong khoảng cách giữa vật AB và màn sao cho ảnh A’B’ hiện rõ trên