Đổ thêm vào nhánh bên phải 10,2ml chất lỏng D2 nữa thì độ chênh lệch mức chất lỏng ở hai nhánh chữ U là 7cm. Xác định các khối lượng riêng D1 và D2. Người ta thả từng chai vào một bình c[r]
(1)Phòng GD-ĐT quận Cầu Giấy Đề thi học sinh giỏi lớp 9 Năm học 2010 - 2011
Mơn: Vật lí
Thời gian: 120 phút (khơng kể thời gian giao đề)
Câu 1: (4 điểm)
Lúc hai ô tô khởi hành từ hai điểm A B cách 96km ngược chiều Vận tốc xe từ A 36km/h, xe từ B 28km/h
a) Tìm khoảng cách hai xe lúc
b) Xác định vị trí thời điểm lúc hai xe gặp Câu 2: (4 điểm)
Một ống chữ U có tiết diện 1,2cm2 chứa thủy ngân; nhánh bên trái có cột chất lỏng khối lượng riêng D1 cao 9cm, nhánh bên phải, cột chất lỏng khối lượng riêng D2, cao 8cm Khi đó, mức thuỷ ngân hai nhánh chữ U ngang
Đổ thêm vào nhánh bên phải 10,2ml chất lỏng D2 độ chênh lệch mức chất lỏng hai nhánh chữ U 7cm Xác định khối lượng riêng D1 D2 Biết khối lượng riêng thủy ngân 13,6kg/cm3
Câu 3: (4 điểm)
Có số chai sữa giống nhiệt độ tx Người ta thả chai vào bình cách nhiệt chứa nước, sau cân nhiệt lấy thả tiếp chai khác vào Nhiệt độ nước ban đầu bình t0 = 360C Chai thứ lấy có nhiệt độ là t1=330C, chai thứ hai lấy có nhiệt độ t2 = 30,50C Bỏ qua hao phí nhiệt
a) Tìm tx
b) Đến chai thứ lấy nhiệt độ nước bình bắt đầu nhỏ tn= 250C.
Cõu 4: (3 điểm)
Cho dụng cụ sau: Một nguồn điện có hiệu điện khơng đổi U = 12V; một bóng đèn, đèn có ghi 6V-3W; điện trở R1 = Ω; biến trở R2 mà giá trị thay đổi khoảng từ đến 10 Ω.
a) Nêu cách mắc dụng cụ với (mô tả sơ đồ mạch điện) tính giá trị biến trở R2 cách mắc để đèn sáng đúng định mức Cho biết dây dẫn nối dụng cụ với có điện trở khơng đáng kể.
b) Trong câu a, gọi hiệu suất mạch điện tỉ số công suất tiêu thụ của đèn công suất nguồn điện cung cấp cho tồn mạch Tính hiệu suất mạch điện cách mắc câu a cho biết cách mắc nào có hiệu suất cao hơn?
Cõu 5: (5 điểm)
Cho điện trở R1, R2 R3=16Ω chịu hiệu điện tối đa U1 = U2=6V; U3 = 12V Người ta ghép điện trở nói thành đoạn mạch AB hỡnh vẽ H1 thỡ điện trở đoạn mạch RAB = 8Ω
a) Tớnh R1 R2 Biết đổi chỗ R3 với R2 thỡ điện trở đoạn mạch R’AB = 7,5Ω b) Tính cơng suất lớn mà điện trở chịu c) Mắc nối tiếp đoạn mạch AB với gồm nhiều
bóng đèn loại 4V-1W vào hiệu điện U = 16V không đổi Tính số đèn lớn sử dụng cho chỳng sỏng bỡnh thường Khi đèn ghép nào?
Họ tờn thớ sinh: ………. Chữ ký giỏm thị
R3
R1 R2
A B
(2)(3)Phòng GD-ĐT quận Cầu Giấy Đáp án Đề thi học sinh giỏi lớp 9 Năm học 2008 - 2009
Mơn: Vật lí
Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (4 điểm)
a) Lúc 8h xe 8h-7h=1h Khoảng cách xe là:
96 - (v1+v2).t = 96 – (36+28).1 = 32 (km) 1,5điểm b) Thời điểm xe gặp nhau:
v1.t + v2.t = 96
t = 1,5h 1,5điểm
Khi xe cách A khoảng: 36.1,5 = 54 (km) 96 - 28.1,5 = 54(km) điểm
Câu 2: (4 điểm)
Khi mức thủy ngân hai nhánh ống ngang nhau, trọng lượng hai cột chất lỏng nhau, đó:
D2 =
8D1 1 điểm
Đổ thêm chất lỏng, cột chất lỏng D2 cao thêm được: h =
S V =
10,
1, = 8,5 (cm) 1 điểm
Như mực thuỷ ngân ống chứa chất lỏng D1 dâng lên so với mức thủy ngân ống chứa chất lỏng D2 là: (8+8,5) – (9+7) = 0,5cm
Trọng lượng cột thủy ngân 0,5cm trọng lượng cột chất lỏng D2 đổ thêm vào Vậy khối lượng riêng chất lỏng D2 là:
D2 = 13,6 0,5
8,5 = 0,8 (g/cm3) hay D2 = 800kg/m3 1 điểm Khối lượng riêng chất lỏng D1 là:
D1 =
9D2 D1 xấp xỉ 710 kg/m3 1 điểm * Học sinh làm theo cơng thức tính áp suất chất lỏng, cho điểm tối đa Cõu 3: (4điểm)
a) Đặt m khối lượng chai M khối lượng nước bỡnh cỏch nhiệt; c Cn nhiệt dung riêng sữa nước
Khi lấy chai thứ thỡ nhiệt độ chung sữa nước t1:
mc(t1 - tx) = MCn(t0 – t1) → mc (33 – tx) = MCn(36 – 33) (1) 1điểm Khi lấy chai thứ hai ra, ta cú:
mc(t2 – tx) = MCn(t1 – t2) (2) → mc (30,5 – tx) = MCn(33 – 30,5) (2a) Chia vế với vế (1) cho (2a) ta được:
(33 ) (36 33) 33
1, (30,5 ) (33 30,5) 30,5 2,5
x n x
x n x
mc t MC t
mc t MC t
Vậy tx = 180C 1,5điểm
b) Thay vào (2a) k =
30,5 18 33 30,5
n
MC mc
Từ (2) suy ra: Khi lấy chai thứ n ta cú: mc(tn – 18) = MCn(tn-1 – tn) → tn – 18 =
n
MC
(4)Hay tn =
6tn-1 + 3 1điểm
Với tn-1 = t2 = 30,50C thỡ tn = t3 =
6t2 + =
6.30,5 + = 28,420C t4 =
5
6t3 + =
6.28,42 + = 26,680C t5 =
5
6t4 + =
6.26,68 + = 25,230C >250C t6 =
5
6t5 + =
6.25,23 + = 24,030C < 250C
Vậy đến chai thứ thỡ lấy nhiệt độ nước bỡnh nhỏ 250C 0,5điểm Cõu 4: (3điểm)
a) Điện trở đèn: R =
2 d d
U
P = 12Ω đèn sáng định mức, cường độ dũng điện qua đèn I =
d d
P
U =0,5(A)
Cú hai cách mắc mạch điện: Cỏch 1: R1ntR2nt Đ
I =
4
U U
R R R
R R R I 0,75điểm Cỏch 2: (R1//Đ) nt R2
I1 = d
U
R =0,75A U2 = U – Uđ = 6V I2 = I1 + Iđ = 1,25A R2 =
2
U
I = 4,8 Ω 0,75điểm
Vẽ hỡnh minh họa 0,5điểm
b) Hiệu suất mạch điện Cỏch 1: H =
d
P
UI = 0,5 = 50% 0,5điểm
Cỏch 2: H = d
P
UI = 0,2 = 20% 0,5điểm
Để đèn sáng định mức, nên sử dụng cách mắc Cõu 5: (5điểm)
a) RAB =
1
1
( ) ( )16
8 16
R R R R R
R R R R R
0,75điểm
Suy 16 (R1+R2)= 8(R1+R2) + 16.8 = 8(R1+R2) + 128 R1+R2 = 128/8 = 16 → R2 = 16 – R1 (1)
R’AB =
1 2
1
( ) ( 16)
7,5 16 16
R R R R R
R R R
0,75điểm
Suy R2 (R1+16) = 7,5.(16+16) = 240 R2 (R1+16) = 240 (2)
(5)R1 = Ω
→ R2 = 12 Ω 1điểm
b) R1 R2 mắc nối tiếp nờn I1 = I2 →
1
1
U U
R R
1
2
4 12
U R
U R
Nếu U2 = U2max = 6V thỡ U1= 2V
Và U3 = UAB = U1+ U2 = + = 8V < 12V = Umax Vậy hiệu điện cực đại UAB = 8V
Công suất lớn điện trở là: Pmax =
2 82
8 AB AB U W
R 1điểm
c) Bộ điện trở chịu dũng điện lớn là: Pmax = RAB.I2max → Imax =
ax 1
8
m AB
P
A
R
Điện trở bóng đèn Rđ =
2 42
16
d
U
P
Cường độ dũng điện định mức qua đèn Iđ =Pđ/Uđ = 0,25A 0,5điểm
Theo kết tớnh được, ta coi đoạn mạch AB điện trở RAB = 8Ω, chịu dũng điện lớn Imax = 1A (tức chịu cụng suất lớn Pmax = 8W Công suất tiêu thụ lớn đoạn mạch AC (hỡnh vẽ) là:
PACmax = U.Imax = 16.1 = 16W
Trong RAC tiờu thụ 8W, tổng cụng suất lớn cỏc đèn là: P1= 16W – 8W = 8W
Vậy số đèn lớn đèn đèn (vỡ đèn có P = 1W) 0,5điểm Ta cú UBC = U - UAB = 16 – = 8V
Số đèn mắc nối tiếp B C =
8 BC d U
U
Số dóy đèn mắc song song =
ax 4
0, 25
m d
I
I
Vậy đèn mắc BC gồm dóy đèn mắc song song với nhau, dóy cú đèn nối tiếp
0,5điểm
* Lưu ý: HS cú thể làm theo cỏch khỏc, đỳng cho điểm tối đa. Bộ đèn
U = 16V
(6)