HSG Lý năm 2008-2009 Ninh Hòa

PHÒNG GD & ĐT NINH HÒA KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2008 – 2009 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn : VẬT LÝ Ngày: 27-11-2008 Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Bài 1: (4,5 điểm) Lúc 6 giờ sáng tại 2 địa điểm A và B trên cùng một đường thẳng cách nhau 60km, hai ô tô cùng khởi hành chạy cùng chiều nhau theo hướng từ A đến B. Xe đi từ A có vận tốc v 1 = 50km/h, xe đi từ B có vận tốc v 2 = 30km/h. a) Lập công thức xác định vị trí của 2 xe đối với điểm A vào thời điểm t kể từ lúc hai xe khởi hành. b) Xác định thời điểm và vị trí xe A đuổi kịp xe B. c) Xác định thời điểm và vị trí hai xe cách nhau 20km. d) Người ngồi trên xe B thấy xe A chuyển động với vận tốc bao nhiêu so với mình ? Bài 2: (4 điểm) Một cục nước đá hình lập phương có cạnh là h = 10cm, nổi trên mặt nước trong một chậu đựng đầy nước. Phần nhô lên mặt nước có chiều cao 2cm. Trọng lượng riêng của nước là 10.000N/m 3 . a) Tính khối lượng riêng của nước đá ? b) Nếu nước đá tan hết thành nước thì nước trong chậu có chảy ra ngoài không ? Tại sao ? Bài 3: (4 điểm) Người ta đổ một lượng nước sôi vào một thùng đã chứa nước ở nhiệt độ 25 0 C thì thấy khi cân bằng, nhiệt độ của nước trong thùng là 70 0 C. Nếu đổ lượng nước sôi nói trên vào thùng này nhưng ban đầu thùng không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu ? Biết rằng lượng nước sôi gấp 2 lần lượng nước nguội. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Bài 4: (3 điểm) Cho 4 điện trở giống nhau R 0 mắc thành một mạch điện AB như hình vẽ. Giữa hai đầu AB đặt một hiệu điện thế không đổi 40V thì kim của ampe kế chỉ giá trị 2A. Tính giá trị điện trở R 0 ? Bài 5: (4,5 điểm) Một người có một bóng đèn 6V - 6W và một bóng đèn 6V - 4W định mắc nối tiếp chúng vào hai điểm AB có hiệu điện thế không đổi 12V. a) Chứng minh rằng: mắc như vậy thì một đèn sẽ sáng hơn, đèn kia sẽ tối hơn mức bình thường. b) Để chúng sáng bình thường, anh ta mắc thêm một điện trở R. Hỏi R phải bằng bao nhiêu và phải mắc thế nào ? Công suất điện hao phí trên R khi đèn sáng bình thường là bao nhiêu ? - - - HẾT - - - Chữ ký của GT1: ……………. Chữ ký của GT2 : ………………. Số BD:………Phòng :… A 1 2 3 4 A B 2cm h 1 h PHÒNG GD & ĐT NINH HÒA KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2008 – 2009 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ Câu Nội dung – Yêu cầu Điểm 1 4,5đ a) Quảng đường mỗi xe đi được sau thời gian t : - Xe đi từ A : s 1 = v 1 t = 50t (km) - Xe đi từ B : s 2 = v 2 t = 30t (km) Vị trí mỗi xe đối với điểm A sau thời gian t : - Xe đi từ A : x 1 = AM 1 = s 1 = 50t (km) - Xe đi từ B : x 2 = AM 2 = AB + s 2 = 60 + 30t (km) b) Thời điểm và vị trí xe A đuổi kịp xe B : Khi xe A đuổi kịp xe B thì : x 1 = x 2 ⇔ 50t = 60 + 30t ⇔ 20t = 60 ⇒ t = 3h Vậy xe A đuổi kịp xeB lúc 9h. Vị trí gặp cách A : x 1 = x 2 = 150km c) Thời điểm và vị trí 2 xe cách nhau 20km : * Trường hợp 1: Hai xe cách nhau 20km khi chưa gặp nhau : Ta có : x 2 - x 1 = 20 ⇔ 60 + 30t – 50t = 20 ⇔ 20t = 40 ⇒ t = 2h và x 1 = 100km ; x 2 = 120km Vậy trước khi gặp hai xe cách nhau 20km vào lúc 8h và xe A cách A 100km, xe B cách A 120km. * Trường hợp 2 : Hai xe cách nhau 20km sau khi đã gặp nhau Ta có : x 1 - x 2 = 20 ⇔ 50t – (60 + 30t) = 20 ⇔ 20t = 80 ⇒ t = 4h và x 1 = 200km ; x 2 = 180km Vậy 2 xe cách nhau 20km (sau khi gặp) vào lúc 10h và xe A cách A 200km, xe B cách A 180km. d) Xe đi từ A đuổi theo xe đi từ B . Sau 1h xe đi từ B đi được 30km, xe đi từ A đi được 50km. Vậy sau 1h xe đi từ A lại gần xe đi từ B được 20km ⇒ vận tốc của xe A so với xe B là 20km/h 0,5 0,5 0,5 0,5 0,75 0,75 1,0 2 4đ a) Gọi d, d ’ là trọng lượng riêng của nước đá và nước V, V ’ là thể tích của cục nước đá và của phần nước đá chìm trong nước . Lực đẩy Acsimet tác dụng lên cục nước đá : F A = d ’ .V ’ = d ’ .S.h 1 Trọng lượng cục nước đá : P = d.V = d.S.h Khi cục nước đá cân bằng thì : P = F A ⇔ d.S.h = d ’ .S.h 1 0,5 0,25 0,5 s 1 s 2 x A M 1 B M 2 x A M 2 B M 1 x 1 x 2 x A M 2 B M 1 x 1 x 2 2cm h 1 h ⇒ d = ( ) ( ) 3 1 /8000 10 210.10000 mN h hd = − = ′ ⇒ khối lượng riêng của nước đá : D = ( ) 3 /800 10 mkg d = b) Khi nước đá tan hết thành nước thì khối lượng m của nước đá không đổi , D tăng lên D ’ , thể tích V sẽ là V 1 : Ta có : m = D.V Khi tan hết thành nước thì : m = D ’ .V 1 ⇒ D.V = D ’ .V 1 ⇒ V 1 = VVV D D 10 8 1000 800 == ′ Vậy khi tan hết thành nước, thể tích nước tan ra bằng đúng phần thể tích nước đá chìm trong nước nên nước trong chậu không chảy ra ngoài. 0,5 0,25 0,75 1,0 0,25 3 4đ - Gọi m, c là khối lượng và nhiệt dung riêng của nước m 1 , c 1 là khối lượng và nhiệt dung riêng của thùng. Theo đề bài nước sôi có khối lượng là 2m và có nhiệt độ t 1 = 100 0 C - Nhiệt lượng cần để thùng và nước trong thùng tăng từ t 0 = 25 0 C t 2 = 70 0 C. Q 1 = (m 1 c 1 + mc) (t 2 – t 0 ) = 45m 1 c 1 + 45mc - Nhiệt lượng toả ra để nước sôi hạ từ t 1 = 100 0 C t 2 = 70 0 C Q 2 = 2mc(t 1 – t 2 ) = 60mc Khi cân bằng ta có : Q 2 = Q 1 60mc = 45m 1 c 1 + 45mc 4mc = 3m 1 c 1 + 3mc ⇒ mc = 3m 1 c 1 - Gọi nhiệt độ cân bằng khi rót nước sôi vào thùng không là t 3 ta có phương trình : m 1 c 1 (t 3 – t 0 ) = 2mc(t 1 – t 3 ) m 1 c 1 (t 3 – 25) = 2(3m 1 c 1 )(100 – t 3 ) ⇒ t 3 = 89,3 0 C 1,0 0,5 0,5 1,0 1,0 4 3đ Ta có mạch tương đương : R 234 = ( ) ( ) 0 432 432 342 342 3 2 . R RRR RRR RR RR = ++ + = + R AB = R 1 + R 234 = R 0 + 00 3 5 3 2 RR = Mặt khác : R AB = Ω== 20 2 40 A AB I U Do đó : Ω=⇒= 1220 3 5 00 RR 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 5 4,5đ a) Bóng đèn 6V - 6W có : A U P I 1 6 6 1 1 1 === và Ω=== 6 6 6 2 1 2 1 1 P U R Bóng đèn 6V - 4W có : A U P I 3 2 6 4 2 2 2 === và Ω=== 9 4 6 R 2 2 2 2 2 P U - Nếu 2 đèn mắc nối tiếp vào mạng 12V thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn là : A RR U R U I td 8,0 96 12 21 = + = + == Vì I 1 > I nên đèn 6V - 6W sẽ tối hơn mức bình thường. I 2 < I nên đèn 6V - 4W sẽ sáng hơn mức bình thường. 0,5 0,5 1,0 0,5 2 A 4 1 3 B A b) Để 2 đèn sáng bình thường thì phải tăng CĐDĐ qua mạch chính do đó phải làm giảm điện trở toàn mạch đồng thời phải làm giảm dòng điện qua đèn 6V - 4W. Điều này thực hiện được bằng cách mắc song song với đèn 6V - 4W một điện trở R thoả mãn điều kiện: R 2R = R 1 ⇔ Ω=⇒=+⇔=+ 18 6 1 9 11111 12 R RRRR Vậy R = 18 Ω và phải mắc song song với đèn 6V = 4W. - Khi đó 2 đoạn mạch tiêu thụ cùng một công suất 6W. Do đèn 2 tiêu thụ 4W nên : P 2 = 6 – 4 = 2W. 1,5 0,5 . PHÒNG GD & ĐT NINH HÒA KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2008 – 2009 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn : VẬT LÝ Ngày: 27-11-2008 Thời gian. 2cm h 1 h PHÒNG GD & ĐT NINH HÒA KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2008 – 2009 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ Câu Nội dung – Yêu cầu Điểm