Giải Đề thi HSG Vật lý 9 (.5Y)

Gii ề thi HSG Lý 9 (.5Y) Bài 1: ( 2, 5 đ) Một nhiệt lợng kế ban đầu cha đựng gì. Đổ vào nhiệt lợng kế 1 ca nớc nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lợng kế tăng thêm 5 0 C. Sau đó đổ thêm 1 ca nớc nóng nữa thì thấy nhiệt độ của nhiệt lợng kế tăng thêm 3 0 C. Hỏi nếu đổ vào nhiệt lợng kế cùng lúc 5 ca nớc nóng nói trên thì nhiệt lợng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa? Giải Gọi m, c, t, là các đại lợng của nhiệt lợng kế (klợng, ndr, nhiệt độ ban đầu) Gọi m 0 , c 0 , t 0 , là các đại lợng của ca nớc nóng( klợng, ndr, nhiệt độ ban đầu ) t 1 là nhiệt cân bằng khi đổ 1 ca nớc t 2 là nhiệt cân bằng khi đổ 2 ca nớc t 3 là nhiệt cân bằng khi đổ 5 ca nớc +Khi đổ 1,2,5 ca nớc nóng ta có đẳng thức tơng ứng sau: m.c.(t 1 -t) = m 0 .c 0 .(t 0 -t 1 ) (I) biết t 1 -t = 5 m.c .(t 2 -t) = 2m 0 c 0 (t 0 - t 2 ) (II) biết t 2 -t = 8 hay 8mc=2m 0 c 0 (t 0 - t 2 ) (II) m.c. (t 3 -t) = 5m 0 c 0 (t 0 - t 3 ) (III) bây giờ phải tính t 3 - t = ? t 3 -t = 5m 0 c 0 (t 0 - t 3 )/m.c + Từ trên và bài ra ta rút ra: t 1 = 5+t (1) m.c = 5 )(. 1000 ttcm (2) t 2 = t +8 (3) Bây giờ ta rút ra t 0 theo t : thay (2) vào (II) ta đợc: 5 )(. 1000 ttcm .8 = 2m 0 c 0 (t 0 - t 2 ) 5 )( 10 tt .8 = 2 (t 0 - t 2 ) (gạch m 0 c 0 2 vế) 5 88 10 tt = 2 (t 0 - t 2 ) tiếp tục thay(1), (3) vào ta đợc : 8t 0 - 8(5+t) = 10t 0 10t - 80 ; tính toán ta đợc: t 0 = 20 +t (4) + Từ (III) ta đợc: t 3 - t = mc ttcm )(5 3000 thay (1), (2) và (4) vào ta đợc: t 3 - t = 5 )( )(5 1000 3000 ttcm ttcm = 5 )( )(5 10 30 tt tt = tt tt + + 520 )20(25 3 = 15 )20(25 3 tt + 15(t 3 -t) = 500 25(t 3 -t) 40 (t 3 -t)=500 hay t 3 - t = 12,5 Vậy khi đổ 5 ca nớc nóng vào nhiệt lợng kế thì nhiệt độ tăng là 12,5 0 C N.V. Yên Website: http://violet.vn/thcs-phongkhe-bacninh 1 Gii ề thi HSG Lý 9 (.5Y) Giải U 1 = I 1 R V = rRR U V ++ R V (1) U 3 =I 3 R V = rR U v + R V I 2 = r R R U V ++ 3 I 1 = rRR U V ++ mà I 2 =2I 1 nên r R R U V ++ 3 = 2 rRR U V ++ biến đổi ta đợc: R=3(R V +r) (2); thay (2)vào (1) ta đợc: U 1 = )(4 rR U V + R V ; thay U 3 == rR U v + R V vào ta đợc: U 3 =4U 1 N.V. Yên Website: http://violet.vn/thcs-phongkhe-bacninh 2 Bài 2 (2,5 đ) Cho mạch điện nh hình vẽ (H1), hiệu điện thế U không đổi. Vôn kế chỉ U 1 . Nếu giảm điện trở của biến trở R ba lần thì số chỉ vôn kế tăng 2 lần (U- 2 =2U 1 ). Hỏi khi giảm điện trở R=0 thì số chỉ của vôn kế tăng bao nhiêu lần so với U 1 ? r V U R H1 Gii ề thi HSG Lý 9 (.5Y) Bài 3: ( 2, 5 đ) Cho mạch điện nh hình vẽ; Khi mở K 1 và K 2 , công suất toả nhiệt là P 0 . Khi chỉ K 1 đóng công suất toả nhiệt của mạch là P 1 . Chỉ K 2 đóng công suất toả nhiệt của mạch là P 2 . Vậy khi đóng cả K 1 và K 2 thì công suất toả nhiệt của mạch là bao nhiêu? Giải + Khi mở K 1 và K 2 mạch điện có cấu tạo: R 1 nt R 2 ntR 3 P 0 = 321 2 RRR U ++ R 2 = 0 2 P U - R 1 - R 3 (1) + Khi K 1 đóng, K 2 mở chỉ có R 3 tham gia vào mạch P 1 = 3 2 R U R 3 = 1 2 P U (2) + Khi K 1 mở, K 2 đóng chỉ có R 1 tham gia vào mạch P 2 = 1 2 R U R 1 = 2 2 P U (3) + Khi mở K 1 đóng, K 2 đóng mạch điện có cấu tạo: R 1 // R 2 // R 3 P= 1 2 R U + 2 2 R U + 3 2 R U = P 2 + 2 2 R U +P 1 (4) + Thay (1) (2)và (3) vào (4) ta đợc: P=P 1 +P 2 + 2 210 111 1 PPP Vậy khi đóng cả K 1 và K 2 thì công suất toả nhiệt của mạch là: P 1 +P 2 + 2 210 111 1 PPP Bài 4: ( 2, 5 đ) N.V. Yên Website: http://violet.vn/thcs-phongkhe-bacninh 3 U R 3 K 1 R 1 R 2 K 2 H2 Gii ề thi HSG Lý 9 (.5Y) Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có tiết diện S =40cm 2 có chiều cao h=10cm , có khối lợng m=160 g a. Thả khối gỗ vào nớc tìm chiều cao phần nổi biết khối lợng riêng của nớc là D 0 =1000kg/m 3 b. Bây giờ ngời ta khoét một lỗ hình trụ ở giữa có tiết diện S = 4 cm 2 , sâu h và lấp đầy chì có khối lợng riêng D 2 =11300kg/m 3 vào đó. Khi thả vào nớc thấy mực nớc bằng mặt trên của khối gỗ. Tìm h? Giải Đổi: S=40cm 2 =0,004m 2 ; h=0,1m; m=0,16kg=1,6N ; S = 4 cm 2 =0,0004m 2 a. Thả khối gỗ vào nớc tính chiều cao phần nổi (biết khối lợng riêng của nớc là D 0 =1000kg/m 3 ) P nớc do vật chiếm chỗ =P vật chiếm chỗ nớc Suy ra: P nớc =1,6N hay m nớc = 0,16kg ; Biết m =D.V V nớc = D m thay số V nớc = 1000 16,0 = 16.10 -5 m 3 S gỗ = S nớc = 0,004m 2 =4.10 -3 m 2 ; biết V=S.h h chìm = S V = 3 5 10.4 10.16 = 0,04m = 4cm h nổi = 10cm 4cm = 6cm Vậy chiều cao phần nổi gỗ là 6cm b.Tính h Do khối gỗ khi có chì thì mực nớc bằng mặt trên của khối gỗ nên ta tính đợc khối lợng của nớc bị vật chiếm chỗ, từ đó suy ra khối lợng của gỗ + chì và suy ra tiếp khối lợng của chì: V gỗ = S.h = 0,004m 2 . 0,1m = 0, 0004m 3 =4.10 -4 m 3 m nớc = D.V=1000kg/m 3 . 4.10 -4 m 3 = 0,4 kg, tức khối lợng gỗ + chì bằng 0,4kg m chì = m gỗ+chì - m gỗ = 0,4kg 0,16kg = 0,24kg Biết m = D.V=D.S.h suy ra h= SD m . thay số vào ta đợc h= 0004,0.11300 24,0 5,3 cm Vậy chiều cao của khối chì xấp xỉ 5,3 cm N.V. Yên Website: http://violet.vn/thcs-phongkhe-bacninh 4 . 0 = 20 +t (4 ) + Từ (III) ta đợc: t 3 - t = mc ttcm )(5 3000 thay (1 ), (2 ) và (4 ) vào ta đợc: t 3 - t = 5 )( )(5 1000 3000 ttcm ttcm = 5 )( )(5 10 30. m.c = 5 )(. 1000 ttcm (2 ) t 2 = t +8 (3 ) Bây giờ ta rút ra t 0 theo t : thay (2 ) vào (II) ta đợc: 5 )(. 1000 ttcm .8 = 2m 0 c 0 (t 0 - t 2 ) 5 )( 10 tt