Đang tải... (xem toàn văn)
Để trang trí cho một quầy hàng, người ta dùng các bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện thế U=240V để chúng sáng bình thường.. Cầu thang trên đưa một.[r]
(1)CÁC ĐỀ THI HSG VÒNG HUYỆN, TỈNH CHỌN LỌC B i 1à :(3.0 i m)đ ể
Trong bình hình trụ,tiết diện S chứa nước có chiều cao H = 15cm Người ta thả vào bình đồng chất, tiết diện cho nước mực nước dâng lên đoạn h = 8cm
a)Nếu nhấn chìm hồn tồn mực nước cao ?(Biết khối lượng riêng nước D1 = 1g/cm3 ; D2 = 0,8g/cm3
b)Tính cơng thực nhấn chìm hồn tồn thanh, biết có chiều dài l = 20cm ; tiết diện S’ = 10cm2.
GI ẢI
a) Gọi tiết diện chiều dài S’ l Ta có trọng lượng thanh: P = 10.D2.S’.l
Thể tích nước dâng lên thể tích phần chìm nước : V = ( S – S’).h
Lực đẩy Acsimet tác dụng vào : F1 = 10.D1(S – S’).h
Từ chiều cao cột nước bình là: H’ = H +h =H +DD h
2
H’ = 25 cm (0,5đ)
b) Lực tác dụng vào lúc gồm : Trọng lượng P, lực đẩy Acsimet F2 lực tác dụng F
Do cân nên :
F = F2 - P = 10.D1.Vo – 10.D2.S’.l
F = 10( D1 – D2).S’.l = 2.S’.l = 0,4 N (0,5đ)
Từ pt(*) suy :
2
2 . 1 .S' 3.S' 30cm h
l D D
S
Do vào nước thêm đoạn x tích V = x.S’ nước dâng thêm đoạn:
2 ' ' x S V S S V
y
Mặt khác nước dâng thêm so với lúc đầu:
cm h D
D h
h
2
nghĩa :
2 x
x
Vậy đợc di chuyển thêm đoạn: x +x x x cm
3
2
2 (0,5đ) Và lực tác
dụng tăng từ đến F = 0,4 N nên công thực được:
J x
F
A .10 5,33.10
3 ,
1
(0,5đ)
H h l P F S ’ H h P F S ’ F l
Do cân nên: P = F1
10.D2.S’.l = 10.D1.(S – S’).h l DD S S'S'.h
2
(*) (0,5đ)
Khi chìm hồn tồn nước, nước dâng lên một lượng thể tích thanh.
Gọi Vo thể tích Ta có : Vo = S’.l Thay (*) vào ta được:
h S S D D
V ( ')
1
0
Lúc mực nước dâng lên đoạn h ( so với chưa
thả vào)
h D D S S V h '
(2)Bài
4 : (2,5điểm)
Dùng nguồn điện có hiệu điện khơng đổi U0 = 32V để thắp sáng bóng đèn cùng loại (2,5V-1,25W).Dây nối đèn có điện trở khơng đáng kể Dây nối từ bóng đèn đến nguồn điện có điện trở R=1
a) Tìm cơng suất tối đa mà bóng tiêu thụ. b) Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thường.
GIẢI
a)Gọi I dịng điện qua R, công suất đèn :
P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay : I2 – 32I + P = (0,5đ)
Hàm số có cực đại P = 256W
Vậy công suất lớn đèn Pmax = 256W (0,5đ)
b)Gọi m số dãy đèn, n số đèn dãy: *Giải theo công suất :
Khi đèn sáng bình thường : Id 0,5(A) I = m Id 0,5m (0,5đ) Từ : U0 I = RI2 + 1,25m.n Hay 32 0,5m = (0,5)2 = 1,25m.n
64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1) (0,5đ)
Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau : (0,5đ)
n 10 11 12
m 59 54 49 44 39 34 29 24 19 14
*Giải theo phương trình :U0 =UAB + IR
với : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m
Ta phương trình (1) biết 64 = 5n + m *Giải theo phương trình dịng điện :
RAB =
m n m nRd
Và I = m.Id = 0,5m Mặt khác : I = m n
m m
n R
R U
AB
32
1 32
Hay : 0,5m =
n m
m
5 32
64 = 5n + m
Bài 3:(2,0điểm)
Một xe máy chạy với vận tốc 36km/h máy phải sinh mơt cơng suất 1,6kW Hiệu suất động 30% Hỏi với lít xăng xe km? Biết khối lượng riêng của xăng 700kg/m3; Năng suất toả nhiệt xăng 4,6.107J/kg
GIẢI
Nhiệt lượng toả đốt cháy hồn tồn lít xăng:
Q = q.m = q.D.V = 4,6.107.700.2.10-3 = 6,44.107 ( J ) ( 0,5đ )
Cơng có ich: A = H.Q = 30%.6,44.107 = 1,932.107 ( J ) ( 0,5đ )
Mà: A = P.t = P
v s
) ( 120 ) ( 10 , 10
,
10 10 932 ,
5
3
km m
P v A
s
( 1đ )
Bài 5:( 2,0điểm)
n N
M
(3)Để trang trí cho quầy hàng, người ta dùng bóng đèn 6V-9W mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện U=240V để chúng sáng bình thường Nếu có bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng lại cơng suất tiêu thụ bóng tăng hay giảm phần trăm?
GIẢI
Điện trở bóng: Rđ= 4( )
2
d d
P U
( 0,25đ )
Số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường: n= 40
d
U U
(bóng) ( 0,25đ )
Nếu có bóng bị cháy điện trở tổng cọng bóng cịn lại là:
R = 39Rđ = 156 () ( 0,25đ )
Dòng điện qua đèn bây giờ:
I = 1,54( )
156 240
A R
U
( 0,25đ )
Cơng suất tiêu thụ bóng là:
Pđ = I2.Rđ = 9,49 (W) ( 0,25đ )
Cơng suất bóng tăng lên so với trước:
Pđm - Pđ = 9,49 - = 0,49 (W) ( 0,25đ )
Nghĩa tăng lên so với trướclà:
% , %
100 49 ,
( 0,5đ )
Bài 1:(2.5điểm)
Một cầu thang đưa hành khách từ tầng lên tầng lầu siêu thị Cầu thang đưa
người hành khách đứng yên lên lầu thời gian t1 = phút Nếu cầu thang khơng chuyển động người
hành khách phải thời gian t2 = phút Hỏi cầu thang chuyển động, đồng thời người khách
trên phải để đưa người lên lầu
GIẢI
Gọi v1: vận tốc chuyển động thang ; v2 : vận tốc người
*Nếu người đứng n cịn thang chuyển động chiều dài thang tính:
s = v1.t1
1
s
v (1)
t
( 0,5đ)
*Nếu thang đứng yên, cịn người chuyển động mặt thang chiều dài thang tính:
2 2
2
s
s v t v (2)
t
(0,5đ)
*Nếu thang chuyển động với vận tốc v1, đồng thời người thang với vận tốc v2 chiều dài thang
được tính:
1 2 s
s (v v )t v v (3)
t
(0,5đ) Thay (1), (2) vào (3) ta được:
ót)
1
1 2
s s s 1 t t t 1.3 3(ph
t t t t t t t t 1 4 (1,0đ)
Bài 2:(2,5diểm) h
S
S
(4)Tại đáy nồi hình trụ tiết diện S1 = 10dm2, người ta kht lỗ trịn cắm vào ống kim loại
tiết diện S2 = dm2 Nồi đặt cao su nhẵn,
đáy lộn ngược lên trên, rót nước từ từ vào ống phía Hỏi rót nước tới độ cao H để nước khơng từ phía
(Biết khối lượng nồi ống kim loại m = 3,6 kg
Chiều cao nồi h = 20cm Trọng lượng riêng nước dn = 10.000N/m3)
GIẢI
*Nước bắt đầu chảy áp lực lên đáy nồi cân với trọng lực:
P = 10m ; F = p ( S1 - S2 ) (1) (0,5đ)
*Hơn nữa: p = d ( H – h ) (2) (0,5đ)
Từ (1) (2) ta có:
10m = d ( H – h ) (S1 – S2 ) (0,5đ)
H – h =
1 2
10m H h 10m
d(S S ) d(S S ) (0,5đ)
*Thay số ta có:
H = 0,2 + 10000(0,1 0,01)10.3,6 0,2 0,04 0,24(m) 24cm
(0,5đ)
Bài 3:(2,5điểm)
Một ấm điện nhơm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước 25oC Muốn đun sơi lượng nước
đó 20 phút ấm phải có cơng suất bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước C =
4200J/kg.K Nhiệt dung riêng nhôm C1 = 880J/kg.K 30% nhiệt lượng toả môi trường xung
quanh
GIẢI
*Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ ấm nhôm từ 25oC tới 100oC là:
Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J ) (0,5đ)
*Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ nước từ 25oC tới 100oC là:
Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J ) (0,5đ)
*Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết:
Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) ( ) (0,5đ)
*Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước ấm điện cung cấp thời gian 20 phút ( 1200 giây ) là:
Q = H.P.t ( ) (0,5đ)
( Trong H = 100% - 30% = 70% ; P công suất ấm ; t = 20 phút = 1200 giây )
*Từ ( ) ( ) : P = Q 663000.100 789,3(W)
H.t 70.1200 (0,5đ)
(5)ĐỀ CHÍNH THỨC Câu1 : (2,5điểm )
Một người từ A đến B Đoạn đường AB gồm đoạn lên dốc đoạn xuống dốc Đoạn lên dốc với vận tốc 30km , đoạn xuống dốc với vận tốc 50km Thời gian đoạn lên dốc
3
thời gian đoạn xuống dốc a.So sánh độ dài đoạn đường lên dốc với đoạn xuống dốc
b.Tính vận tốc trung bình đoạn đường AB ? A B C Câu2 : (2,5điểm )
Cho hệ hình vẽ bên
Vật P có khối lượng 80kg, MN dài 40cm R4 R3
Bỏ qua trọng lượng dây , trọng lượng MN , F
lực ma sát R2 R1
a.Khi trọng lượng ròng rọc ,vật P treo MN người ta phải dùng M N lực F=204 N để giữ cho hệ cân P Hãy tính tổng lực kéo mà xà phải chịu
b.Khi thay ròng rọc R2 rịng rọc có khối lượng 1,2 kg
,các rịng rọc R1, R3, R4 có khối lượng 0,8kg Dùng lực căng dây F vừa đủ Xác
định vị trí treo vật P MN để hệ cân ( MN nằm ngang ) Câu3 : (2,5điểm )
Một cầu tích V1 = 100cm3 có trọng lượng riêng d1= 8200N/m3
được thả chậu nước Người ta rót dầu vào chậu dầu ngập hoàn toàn cầu Biết trọng lượng riêng nước 10000N/m3.
a.Khi trọng lượng riêng dầu 7000N/m3 tính thể tích phần ngập nước cầu
sau đổ ngập dầu
b.Trọng lượng riêng dầu phần ngập nước phần ngập dầu ?
Câu4 : (2,5điểm )
Một nhiệt lượng kế đựng 2kg nước nhiệt độ 150C Cho khối nước đá
nhiệt độ -100C vào nhiệt lượng kế Sau đạt cân nhiệt người ta tiếp tục cung cấp cho nhiệt
lượng kế nhiệt lượng Q= 158kJ nhiệt độ nhiệt lượng kế đạt 100C.Cần cung cấp thêm
nhiệt lượng để nước nhiệt lượng kế bắt đầu sôi ? Bỏ qua truyền nhiệt cho nhiệt lượng kế môi trường
Cho nhiệt dung riêng nước Cn=4200J/kg.độ
Cho nhiệt dung riêng nước đá : Cnđ =1800J/kg.độ
Nhiệt nóng chảy nước đá : nđ = 34.104 J/kg
GIẢI C©u
(6)
a Viết Pt toả nhiệt Pt thu nhiệt lần trút để từ có : + Phương trình cân nhiệt bình :
m.(t’2 - t1 ) = m2.( t2 - t’2 ) (1)
0.5
+ Phương trình cân nhiệt bình : m.( t’2 - t’1 ) = ( m1 - m )( t’1 - t1 ) (2)
+ Từ (1) & (2)
2 1 2 ) ' ( ' m t t m t m
t = ? (3)
Thay (3) vào (2) m = ? ĐS : 590C 100g
0.5 0.5
b Để ý tới nhiệt độ lúc hai bình, lí luận tương tự ta có kết : 58,120C
và 23,760C
1.5
2
a Khi K mở, cách mắc ( R1 nt R3 ) // ( R2 nt R4 )
Điện trở tương đương mạch
4 ) ( R R r R
Cường độ dịng điện mạch : I =
4 ) ( R R U 0.25 0.5 0.5
Hiệu điện hai điểm A B UAB = R R R R I R R R R ) )( ( 4
I4 =
3 ) ( R R R R I R R R R UAB 19 R U 0.25 0.5
Khi K đóng, cách mắc (R1 // R2 ) nt ( R3 // R4 )
Điện trở tương đương mạch
4 4 12 15 ' R R r R 0.25 0.25
Cường độ dịng điện mạch lúc :
I’ = 4 12 15 R R U
Hiệu điện hai điểm A B
UAB = ' 4 I R R R R
I’4 = 3 4
3 ' R R I R R UAB 19 21 12 R U 0.5 0.5
I’4 =
3 ' R R I R R UAB 19 21 12 R U 0.5
* Theo đề I’4 =
5
I ; từ tính R4 = 1 0.5
b Trong K đóng, thay R4 vào ta tính I’4 = 1,8A I’ = 2,4A UAC = RAC I’ = 1,8V
I’2 = R A
UAC ,
Ta có I’2 + IK = I’4 IK = 1,2A
0.5 0.5 0.5
3 - Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính d, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’
(7)Ta tìm mối quan hệ d, d’ f:
AOB ~ A'OB'
A B = OA = d
AB OA d
;
OIF' ~ A'B'F'
A B = A F = A B
OI OF AB
;
hay d - f = f
d
d
d(d' - f) = fd' dd' - df = fd' dd' = fd' + fd ;
Chia hai vế cho dd'f ta được: = + 1
f d d (*)
0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
- Ở vị trí ban đầu (Hình A): A B = d =
AB d
d’ = 2d Ta có: = + 1 =
f d 2d 2d (1)
0.5 0.5
- Ở vị trí (Hình B): Ta có:d = d + 152 Ta nhận thấy ảnh A B di chuyển xa
thấu kính, di chuyển xa lúc d = d2 , khơng thoả mãn cơng thức (*) Ảnh
A B sẽ dịch chuyển
phía gần vật, ta có: O’A” = OA’ - 15 - 15 = OA’ - 30 hay: d = d - 30 = 2d - 302 .
0.5 0.5
Ta có phương trình:
2
1 1 1
= + = +
f d d d + 15 2d - 30 (2)
- Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: f = 30(cm)
0.5 0.5
4
- Bố trí mạch điện nh hình vẽ (hoặc mơ tả cách mắc)
- Bớc 1: Chỉ đóng K1 , số am pe kế I1 Ta có: U = I1(RA + R0)
0.5 1.0
- Bước 2: Chỉ đóng K2 dịch chuyển chạy để ampe kế
I1 Khi phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị
R0
- Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy biến trở bước đóng K1 K2, số ampe kế I2
0.5
0.5
Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2)
- Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được:
2
(2 )
2( )
A
I I R R
I I
0.5 0.5 0.5
Câu 2: (2,0đ)
Mt ngun in cung cp công suất không đổi P0 = 15kW cho bóng đèn gồm đèn giống loại 120V – 50W mắc song song Điện trở đờng dây tải điện đến đèn R = 6Ω
A B
A '' B '' O '
F
F ' I '
d2 d '2
Hình A
Hình B
+ _
A R
R U
K K 1
2
(8)B
a/ Hỏi số bóng đèn đợc thay đổi phạm vi để cơng suất tiêu thụ thực bóng sai khác với cơng suất định mức khơng 4% ( 0,96Pđm P 1,04Pđm)
b/ Khi số bóng đèn thay đổi phạm vi hiệu điện nguồn thay đổi nào?
Câu 3: (2,0đ)
Cho mch in nh hỡnh vẽ; nguồn điện hiệu điện không đổi; Ampekế cờng độ dịng điện 10mA; vơn kế 2V Sau ngời ta hốn đổi vị trí Ampekế vơn kế cho nhau, ampekế 2,5mA, Xác định điện trở vơn kế điện trở Rx
C©u 4: (2,0®)
Cho hƯ quang häc gåm thÊu kÝnh héi tụ gơng phẳng bố trí nh hình vẽ HÃy vẽ tia sáng từ S, qua thấu kính, phản xạ gơng phẳng qua điểm M cho trớc
Câu 5: (2,0đ)
Xỏc nh lợng riêng chất lỏng với dụng cụ: Thớc có vạch chia, giá thí nghiệm dây treo, cốc nớc biết khối lợng riêng Dn, cốc có chất lỏng càn xác định khối lợng riêng Dx, hai vật rắn khối lợng khác chìm chất lỏng nói
C©u (4 điểm)
Có hai bố bơi thi bể bơi hình chữ nhật chiều dài
AB = 50m chiều rộng BC = 30m Họ qui ớc đợc bơi theo mép bể Bố xuất phát từ M với MB = 40m bơi B với vận tốc không đổi v1 = 4m/s Con xuất phát từ N với NB = 10m bơi C
với vận tốc không đổi v2 = 3m/s (hình l) Cả hai xuất phát lúc
a Tìm khoảng cách hai ngời sau xuất phát 2s b Tìm khoảng cách ngắn hai ngời (trớc chạm thành bể đối diện)
Câu (4 điể Cho điện trở giống Rl = R2 = R3 = R4 = R5 = r nguồn điện có hiệu điện khơng đổi U Các điện trở Rl, R2, R3, R4 đợc mắc thành mạch điện hộp MN Điện trờ R5 đợc mắc nối tiếp với hộp MN( hình 2) Ta thấy ln tồn cặp hai sơ đồ hộp MN cho công suất tiêu thụ MN nhau.Hãy thiết kế cặp sơ đồ giải thích .
Câu (3 điểm)
Mt lp phng rỗng kẽm mặt nớc (hình 3) Phần có dạng chóp với khoảng cách từ mép nớc tới đỉnh chóp b = 6cm Biết cạnh ngồi hộp a = 20cm ; trọng lợng riêng nớc kẽm lần lợt là: dn = 10000 N/m3 ; dk = 71000 N/m3
Tìm phần thể tích rỗng bên hộp
PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
KBANG Năm học: 2008-2009
Môn thi: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 150phút (không kể thời gian phát đề)
Bài I: (2điểm) Một ôtô chở hàng từ A B lúc 3h với vận tốc 60km/h ôtô khác từ A đến B đuổi theo lúc 3h 20phút với vận tốc 70km/h đường từ A B dài 150km hỏi ôtô thứ hai đuổi kịp ôtô thứ lúc ? nơi cách B km ?
Bài 2: (2điểm) Một điếm sáng S đặt trước
gương phẳng G (Hình 1) S . . M Bằng cách vẽ hình Em vẽ tia sáng suất
Phát tứ S tới gương phản xạ đến M G G
Bài 3: (2,5điểm) Cho mạch điện sơ đồ (hình 2) (Hình 1) Trong R1 = 15; R2 = 30; R3 = 45; Hiệu điện
hai đầu đoạn mạch AB ln ln trì
75V C a) Ampekế số Điện trở R4 có giá trị
bao nhieâu ? A +
A
V Rx
U
F' 0
F' S
M
A
(9)b) R4 = 10 số ampekế bao
nhiêu ?
c) Nếu thay ampekế vôn kế R4 = 30 D
vôn kế có số (Hình 2)
Bài 4: (1,5điểm)
a) Cần tác dụng lên đầu dây C
Lực hệ thống hình cân F b) Nếu kéo đầu dây C theo phương lực F
với vận tốc v = 2m/phút vật M chuyển động lên C với vận tốc
Bài 5:(2điểm) Dùng điện trở m=20kg giống nhau, điện trở có giá trị R= 2
được mắc theo sơ đồ hình vẽ Dùng dây dẫn có điện trở khơng đáng kể nối
điểm A với E, B với G, C với H, Dvới I Hãy vẽ lại mạch điện tính điện trở tương đương mạch điện
ĐÁP ÁN MÔN LÝ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC: 2008-2009
Câu1: (2điểm)
Thời gian ôtô thứ trước ôtô thứ hai là:
3h 20 phút - h = 20 phút 0,25 điểm Khi ôtô thứ hai suất phát ơtơ thứ đà cách A quảng là: 20( )
60 20 60
km
0,5 điểm Hiệu vận tốc hai ôtô là: 70 - 60 = 10 (km/h) 0,25 điểm Thời gian ôtô thứ hai phải để gặp ôtô thứ là:
20 : 10 =2 (h) 0,5 điểm Thời điểmhai xe đuổi kịp là: 0,25 điểm 3h 20 phút +2h = 5h 20phút Nơi đuổi kịp cách B là:
150+70 x = 10 (km) 0,25 điểm
Câu 2: (2điểm) S M
- Vẽ hình: G điểm S/
- Vẽ ảnh S/ S qua gương G 0,25 điểm - Nối S/ với M cắt G O 0,5 điểm - Nối SO ta ta tia sáng SOM tia sáng cần tìm 0,25 điểm
Câu 3: a) Ampekế số mạch điện cầu cân
R R
3
(10)Ta coù : 15 90( ) 45 30 4
1
R R R R R R R R 0,5điểm b) Diện trở tương đương đoạn mạch là:
18,75
4 $ 3 R R R R R R R R
R 0,25điểm Cường độ dòng điện mạch
A R U
I 4 0,25điểm
Cường độ dịng điện qua R1 A R R R I I 3
1 0,25diểm Cường độ dòng điện qua R2
A R R R I I 4 0,25điểm
Chỉ số ampekế: I = I1 - I2 = 2A 0,25điểm c) Thay ampekế vônkế khæ R4 = 30
Hiệu điện hai đầu R1 V R R R U U 25 1
0,25điểm
Hiệu điện hai đầu R2 V R R R U 45 3
0,25điểm
Chỉ số vôn kế là:
Uv = U3 - U1 =20V 0,25điểm
Câu 4:
a) lực kéo F = 100N 0,5 điểm
b) Kéo đầu C đoạn S vật lên đoạn S2=S2
Ta coù m phùt
t S
v1 2 / (1) 0,25điểm
t S t S v 2
2 (2) 0,25điểm
Từ (1) (2) ta có:
phùt m v v St t S v v / 2 2
05điểm
Câu 5:
- Vẽ lại mạch điện: Vẽ hình 1điểm -Điện trở tương đương:
(11)Thay R=2 ta : 1,2
5