DE HSG 9 VẬT LÝ THCS PHẠM BATHANH DS TAN KY

PHÒNG GD&ĐT TÂN KỲ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN VỊNG NĂM HỌC 2010-2011 Mơn: Vật Lý Thời gian: 120 phút(Không kể thời gian chép đề) Câu 1: (5 điểm) B Một bình thơng dạng chữ u hình bên Mỗi nhánh có A dạng hình trụ Diện tích tiết diện nhánh A B là; 100 cm2, 200 cm2 Người ta đổ nước vào bình cho khoảng cách từ miệng bình đến mặt nước 33 cm Sau đổ dầu đầy dầu vào nhánh B Biết trọng lượng riêng nước 10000 N/m3, dầu 8000 N/m3 a Tính chiều cao cột dầu nhánh B độ chênh lệch mực nước bình? b Người ta thả viên bi tích 100 cm3, khối lượng riêng 5000 kg/m3 vào nhánh bình Hãy xác định độ chênh lệch hai mức nước hai nhánh bình? Câu 2: (5điểm): Em vẽ sơ đồ mô tả chuyển động hai xe tơ đồ thị sau Trong đó: đường đồ thị chuyển động ô tô đường đồ thị chuyển động ô tô Xác định rõ vận tốc ô tô đoạn đường Vị trí thời điểm gặp nhau? t(giờ) Câu 3(4,5 điểm): Người ta đổ nước sôi vào cốc đồng đựng bột Sắt nhiệt độ môi trường 200C Hãy xác định nhiệt độ cân Biết nhiệt dung riêng Sắt, Đồng, Nước là: 460J/kg.K,380J/kg.K, 4200J/kg.K Tỷ lệ khối lượng Sắt: Đồng: Nước : : Nhiệt lượng toả bị mát 10% cho môi trường Câu 4(5,5 điểm): Cho mạch điện hình bên: A Hiệu điện đầu AB giữ không đổi Ampe B(-) A(+ kế, dây nối có điện trở khơng đáng kể ) R - Khi K1 mở, K2 đóng Vơn kế 12 vôn; Am pe kế M Đ N P X 0,5(A) K1 - Khi K1 đóng, K2 mở Đèn sáng bình thường Vơn kế vơn Am pe kế 1(A) K2 a Giá trị định mức đèn? V b Hãy xác định giá trị điện trở R? c.Tìm số Am pe kế : K1, K2đều mở K1, K2đều đóng d Khi K1, K2đều mở đèn sáng nào? Công suất đèn trường hợp đó? Bỏ qua phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ ĐÁP ÁN Câu 1: điểm a 0,25 điểm A B Ban đầu A B Lấy điểm B nằm mặt phân cách Nước dầu, điểm A nước nhánh A ngang với điểm B Gọi h1 chiều cao cột dầu, h2 chiều cao cột nước từ điểm A đến mặt thống Theo tính chất bình thơng nhau: PA = PB (*) PA = dnước h2 ; PB = ddầu h1 (**) Gọi ∆ h1 khoảng cách từ mức nước ban đầu nhánh B đến mặt phân cách nước rượu ∆ h khoảng cách từ mức nước ban đầu nhánh B đến mặt thống chất lỏng Thể tích nước tụt xuống nhánh B, thể tích nước dâng lên nhánh A Mà SB = 200 cm2 = 2SA => ∆ h = ∆ h1 Ta có: h1 = h0 + ∆ h1 h2 = ∆ h1 + ∆ h = ∆ h1 +2 ∆ h1 = ∆ h1 Thay vào (*)và (**) Tacó: dnước ∆ h1 = ddầu (h0 + ∆ h1 ) Thay số: 10000 ∆ h1 = 8000 (33 + ∆ h1 ) Giải ta được: ∆ h1 = 12 cm Chiều cao cột dầu là: h1 = h0 + ∆ h1 = 33 + 12 = 45 cm Độ chênh lệch mực nước: h2 = ∆ h1 = 3.12 = 36 cm b Khi: Viên bi thả vào nhánh B.do có trọng lượng riêng lớn đ dầu nên viên bi chìm Nó chiếm chỗ dầu làm cho dầu dâng lên tràn khỏi bình Thể tích dầu bị chiếm chỗ thể tích viên bi chiều cao cột dầu lại sau bi chìm vào nước 45(100/200)=44,5 cm Gọi độ chênh lệch hai mực nước h' Ta có h' d nước = 44,5 d dầu => h' = 44,5 8000/10000 = 35,6 cm Sau chìm nước làm cho mực nước hai nhánh dâng lên Khi: Viên bi thả vào nhánh A.do có trọng lượng riêng lớn nước nên viên bi chìm Nó chiếm chỗ nước làm cho nước dâng lên đẩy dầu nhánh B khỏi bình Trọng lượng nước bị chiếm chỗ trọng lượng viên bi Vnước cc = 100 cm3 Mực nước dâng lên nhánh A bổ viên bi vào là: y = 100/100 = cm Áp suất điểm A nhánh A tăng đẩy nước sang nhánh B Do 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm dầu nhánh B tràn phần đến cân giả sử chiều cao cột dầu h1', chiều cao cột nước nhánh A đến điểm A’ ngang mặt phân cách nước dầu h2' dnước h2' = ddầu h1' thay số rút gọn ta có: h2' = h1' (***) Gọi x mức nước tụt xuống nhánh A mực nước dâng lên 0,25 điểm nhánh B x/2 Khi đó: h2' = h2 + y -3x/2 = 36 + - 3x/2 0,25 điểm h1' = h1 - x/2 = 45 - x/2 Thay vào (***) Ta giải được: x ≈ 0,9 cm => h2' = 36 + - 3x/2 ≈ 35,64 cm Giảm gần 0,36 cm Câu 2: điểm Trên đoạn đường AB dài 100 km Lúc ô tô khởi hành B đến C lúc dừng lại sau tiếp tục A đến A lúc Lúc ô tô bắt đầu khởi hành Từ A đến B Đển B lúc quay lại A lúc ô tô đến A Vận tốc ô tô đoạn đường từ B đến C v1a = (120 -80)/(4-3) = 40 km/h Vận tốc ô tô đoạn đường từ C đến A v1b = 80/(9 - 5) = 20 km/h Vận tốc ô tô đoạn đường từ A đến B v2a = 120/(7 - 4) = 40 km/h Vận tốc ô tô đoạn đường từ C đến A v2b = 120/(9 - 7) = 60 km/h Qua đồ thị ta thấy: Hai xe gặp lần Lần đoạn đường AC Gọi thời gian từ xe xuất phát đến lần gặp t Ta có: t v2a +(1+t) v1b = AC => t 40 + (t -1) 20 = 80 Giải t = 40 phút Lúc gặp + 1giờ 40 phút = 40 phút Vị trí gặp cách A là: S = t v2a = 5/3 40 = 200/3 km ≈ 66,7 km Lần Chúng gặp A lúc Câu 3: (4,5 điểm) Gọi khối lượng, nhiệt dung riêng,nhiệt độ Sắt, Cốc đồng, Nước là: m1,m2,m3; c1,c2,c3;t1,t2,t3 Nhiệt độ cân nhiệt t, Nhiệt lượng mát mát cho môi trường Q' Theo ta có: m2 = 3.m1; m3 = 5.m1 t2 = t1 = 200C, t3 = 1000C Nhiệt lượng bột sắt thu vào tăng nhiệt độ từ nhiệt độ tới t là: Q1= m1.c1.(t t 1) = m1.460.(t 20) (1) Nhiệt lượng cốc đồng thu vào tăng nhiệt độ từ nhiệt độ tới t là: Q2= m2.c2.(t - t2) = m2.380.(t - 20) = 3.m1.380.(t - 20) 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm (2) Nhiệt lượng nước toả hạ nhiệt độ xuống t là: Q3= m3.c3.(t3-t) = m3.4200.(100 - t) = 5.m1.4200.(100-t) (3) Vì có 10% nhiệt lượng toả mát cho mơi trường nên ta có: Q1 + Q2 = (100% - 10%).Q3 = 90%.Q3 => m1.460.(t - 20) + 3.m1.380.(t - 20) = 90% 5.m1.4200.(100-t) 46.(t - 20) + 3.38.(t - 20) = 90% 5.420.(100-t) 46.t - 920 +114 t - 2280 = 189000 - 1890.t 2050.t = 192200 => t = 192200/2050 C = 93,76oC 0,5 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm Câu 4: 5,5 điểm a Khi K2 đóng, K1mở Mạch điện nt Vơn kế mắc trực tiếp với 0,25 điểm 2đ nguồn Đoạn mạch NP bị khố K2 nối tắt Khi UAB = UV = 12 V;IV = I = 0,5 A 0,25 điểm UV U U 12 0,25 điểm Theo công thức: I = R ⇒ R = I ⇒ RV = I = 0,5 = 24Ω V b 1đ Khi K2 mở, K1 đóng Mạch điện: (R // Vơn kế) nối tiếp với Đèn UV = 9V => UMN = 9V; UĐ = UAB - UMN = 12 - = 3V PĐ =UĐ * IĐ mà IĐ = I = 1A => PĐ = * = 3W Vì đèn sáng bình thường nên UĐ,PĐ U,P định mức đèn Vậy giá trị định mức đèn là: 3V - 3W Khi K2 mở, K1 đóng : UĐ = UV = V UV IV = R = 24 = 0,375A V IR = I - IV = - 0,375 = 0,625 A UR R = I = 0,625 = 14,4Ω R c 1,5 Khi K1, K2 đóng: Đèn bị nối tắt Mạch điện còn: R // Vôn kế R.RV d 1đ 14,4.24 RTĐ = R + R = 14,4 + 24 = 9Ω V I = U/RTĐ = 12/9 =4/3A ≈ 1,33 A Am pe kế gần 1,33A Khi Khi K1, K2 mở: Vôn kế nối tiếp với đèn RĐèn = Pđèn2/Uđèn = 32/3 = Ω Rtoàn mạch = Rđèn + RV = + 24 = 27 Ω I = U/Rtoàn mạch = 12 / 27 =4/9 A ≈ 0,44 A Am pe kế ≈ 0,44 A Khi Khi K1, K2 mở: Vôn kế nối tiếp với đèn Uđèn = Iđèn Rđèn = 4/9 ≈ 1,33V Hiệu điện thực tế nhỏ nhiều so với HĐT định mức nên đèn sáng yếu Pđèn = Uđèn I đèn = 4/3 4/9 ≈ 0,59 W 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm Chú ý: Học sinh giải cách khác Nếu cho điểm tối đa Nếu sai đơn vị, ký hiệu, giám thị để trừ không trừ nhiều  ... 10%).Q3 = 90 %.Q3 => m1.460.(t - 20) + 3.m1.380.(t - 20) = 90 % 5.m1.4200.(100-t) 46.(t - 20) + 3.38.(t - 20) = 90 % 5.420.(100-t) 46.t - 92 0 +114 t - 2280 = 1 890 00 - 1 890 .t 2050.t = 192 200... đoạn đường từ C đến A v1b = 80/ (9 - 5) = 20 km/h Vận tốc ô tô đoạn đường từ A đến B v2a = 120/(7 - 4) = 40 km/h Vận tốc ô tô đoạn đường từ C đến A v2b = 120/ (9 - 7) = 60 km/h Qua đồ thị ta thấy:... 5.420.(100-t) 46.t - 92 0 +114 t - 2280 = 1 890 00 - 1 890 .t 2050.t = 192 200 => t = 192 200/2050 C = 93 ,76oC 0,5 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm Câu 4: 5,5 điểm a Khi K2