Mực nước dâng thêm chứng tỏ có một phần nước bị đông đặc (do khối lượng riêng của phần đó giảm nên thể tích tăng).. Gọi S là tiết diện ống nghiệm, x là chiều cao cột nước bị đông đặc.[r]
(1)ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2011 – 2012
MÔN : VẬT LÝ , LỚP 9 Thời gian làm : 150 phút ( Không kể thời gian phát đề ) Câu 1: (5,0 điểm)
a) Một ống nghiệm hình trụ, đựng nước đá đến độ cao h1=40cm Một ống nghiệm khác có tiết diện đựng nước nhiệt độ t1 = 4oC đến độ cao h2 = 10cm Người ta rót ống nghiệm thứ hai vào ống thứ Khi có cân nhiệt, mực nước ống nghiệm dâng cao thêm h1=0,2cm so với lúc vừa rót xong Tính nhiệt độ ban đầu nước đá Biết nhiệt dung riêng nước C1=4200 J/kg.K; nước đá C2=2000 J/kg.K; nhiệt nóng chảy nước đá= 3,4.105 J/kg; khối lượng riêng nước nước đá: D1=1000 kg/m3 ; D2=900kg/m3 Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường
b) Sau người ta nhúng ống nghiệm vào ống nghiệm khác có tiết diện gấp đơi đựng chất lỏng đến độ cao h3 = 20cm nhiệt độ t3 = 10oC Khi cân nhiệt, độ cao mực nước ống nghiệm nhỏ hạ xuống đoạn h2 = 2,4cm Tính nhiệt dung riêng chất lỏng Cho khối lượng riêng chất lỏng D3 = 800kg/m3 Bỏ qua nhiệt dung ống nghiệm
Câu (3,0 điểm)
Một người có chiều cao AB đứng gần cột điện CD Trên đỉnh cột có bóng đèn nhỏ Bóng người có
chiều dài AB’
a) Nếu người bước xa cột thêm c = 1,5m, bóng dài thêm d = 0,5m Hỏi lúc ban đầu người vào gần thêm c/ = 1m, bóng ngắn bao nhiêu?
b) Chiều cao cột điện 6,4m Hãy tính chiều cao người Bài 3:(4.0 điểm)
Cho hệ thống hình vẽ vật m1 có khối lượng kg ,
vật m2 có khối lượng kg
a xác định vị trí B để hệ thống cân b Tính lực tác dụng lên xà treo
Bài 4:(4.0 điểm)
Một người dự định xe đạp quãng đường 60 km với vận tốc v Nếu tăng tốc thêm km/h đến sớm dự định 36 phút Hỏi vận tốc dự định bao nhiêu?
Câu 5:(4,0đ)
Cho mạch điện hình vẽ Trên bóng đèn có ghi 12V – 6W (Đ1), 12V – 12W (Đ2) Trên đèn Đ3 có dấu 3W, dấu hiệu điện định mức mờ hẳn Mạch đảm bảo đèn sáng bình thường
a Hãy tính hiệu điện định mức đèn Đ3 b Cho biết R1 = 9, tính R2
c Tìm giá trị giới hạn R1 để thực điều kiện sáng bình thường đèn
D
B
C
B’ A
A
+
B
_
Đ
1
Đ
2
Đ
3
R
1
R
2
M
N
m 1
m 2
A B
C
(2)ĐÁP ÁN
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2011 – 2012
MÔN : VẬT LÝ , LỚP 9 Câu 1: (5,0điểm)
a Mực nước dâng thêm chứng tỏ có phần nước bị đơng đặc (do khối lượng riêng phần giảm nên thể tích tăng) Gọi S tiết diện ống nghiệm, x chiều cao cột nước bị đông đặc Sau đông đặc có chiều cao x +h1 khối lượng không thay đổi,
(0,25 điểm) nghĩa là:
S.x.D1 = S.(x +h1).D2 (0,5 điểm)
=> x =
2 1
900
. .0, 1,8
1000 900
D
h cm
D D (0,5 điểm)
Do nước đông đặc phần nên nhiệt độ cuối hệ thống 0oC Nhiệt lượng nước tỏa để giảm từ nhiệt độ t1 = 4oC đến 0oC
Q1 = C1.S.D1.h2(t1 – 0) (0,25 điểm)
Nhiệt lượng phần nước độ cao x tỏa để đông đặc 0oC
Q2 = .S.D1.x (0,25 điểm)
Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ t2 đến 0oC
Q3 = C2.S.h1.D2.(0 – t2) (0,25 điểm)
Theo phương trình cân nhiệt ta có: Q1 + Q2 = Q3 hay
C1.S.D1.h2.t1 + .S.D1.x = -C2.S.h1.D2.t2 (0,5 điểm)
t2 =
1 1 2 (C h t x D).
C h D
t2 = -10,83oC (0,5 điểm)
b Mực nước hạ xuống phần nước đá ống nghiệm nhỏ nóng chảy Gọi y chiều cao cột nước bị nóng chảy Sau nóng chảy phần có chiều cao y - h2.
(0,25 điểm) Ta có:
S.y.D2 = S.(y-h2)D1 (0,5 điểm)
=> y =
1 2
1000
.2, 24 1000 900
D
h cm
D D (0,5 điểm)
Nhiệt độ cuối hệ thống 0oC Phần nhiệt lượng đo chất lỏng tỏa phần nhiệt
lượng nước đá hấp thụ nóng chảy Ta có: (0,25 điểm)
S.y.D2. = C3.2S.h3.D3(t3 – 0) (0,25 điểm)
=> C3 =
2 3
2295 / 2
D y
J kg D h t
độ (0,25 điểm)
Câu 2: (3,0 điểm)
a Kí hiệu: AB/ = a, AC = b, ta có: Ban đầu:
/ /
AB AB a
CD CB a b (1) (0,5điểm)
Khi lùi xa:
/ 1
/
0,5 2, 0
A B
AB a d a
CD CB a c b d a b
(2) (0,5điểm) Khi tiến lại gần: Gọi x chiều dài bóng ngắn đi, ta có:
1, 0 ( 1,0)
AB a x a x
CD a x b a b x
(3) (0,5điểm)
Áp dụng tính chất tỉ lệ thức vào cặp phương trình
(1) (2) ta suy
D
B
C
B’ A
B/1
(3)0,5 2,0
AB a
CD a b (4) (0,5 điểm)
Do từ phương trình (3) ta có
0,5 1,0 2,0
x
x x =
1
3m (0,5 điểm)
b Từ hệ thức (4) suy chiều cao người AB = 4
CD =
6, 4
4 = 1,6m (0,5 điểm)
Bài ( 4,0điểm)
a Giả sử vật m2 treo B
Trọng lượng P1 = 10 m1 = 10.4 = 40 (N) (0.5điểm)
P2 = 10 m2 = 10.8 = 80 (N) (0.5điểm)
Lực căng sợi dây: T = P1 = 40 (N) (0.5điểm)
Chọn C làm điểm tựa, theo qui tắc đòn bẩy
Ta có: AC.T = BC.P2 <=>
2 40 80
T P BC AC
(0.5điểm) => AC = BC (0.5điểm) mà B nằm AC nên B trung điểm AC (0.5điểm) b Chọn A làm điểm tựa , ta có:
40 2 80 2 2 / /
2
T P
T P AB AC
(N) (0.5điểm)
Lực F tác dụng lên xà: F = P1 + T + T/ = 40 + 40 + 40 = 120 (N) (0.5điểm)
Bài (4,0đdiểm)
- Thời gian mà người hết quãng đường 60 km với thời gian dự định t1 = v v
S 60
(h) (0.5điểm) - Thời gian thực tế: t2 = 5
60 5 v v
S
(0.5điểm) - Theo điều kiện tốn ta có: t1 – t2 =36 phút = 5
3
h <=> 5
3 5 60 60
v
v (1.0điểm)
<=> 5(v+5).60 – 60.5v=3v(v+5) <=> v2 +5v – 500 = (1.0điểm) - Giải pt ta được: v = 20 km/h (0.5điểm) v = -25 ( loại )
Vậy vận tốc dự định v = 20 km/h (0.5điểm) Câu 5:(4,0đ)
a Cường độ dòng điện định mức đèn Đ1 đèn Đ2 là: Iđ1 =
A U
P
5 , 0 12
6
1
(0,25đ) Iđ2 =
A U
P
1 12 12
2
(0,25đ) Suy cường độ dòng điện định mức đèn Đ3 :
Iđ3 = Iđ2 – Iđ1 = – 0,5 = 0,5A
Và hướng từ N M (0,25đ)
Hiệu điện định mức đèn Đ3 : Uđ3 =
3 d3
p
I = 0,5 6V 3
(0,5đ) b Từ sơ đồ chiều dòng điện suy ra:
UR1 = UAM – UNM = 12 – = 6V (0,25đ) UR2 = UNM + UMB = + 12 =18V (0,25đ)
+ B
_
Đ1 Đ2
Đ3 M
m 1
m 2
A B
C
P 1
P 2
T T
/
(4)Cường độ dòng điện qua R1 R2 bằng: I1 =
A R
UR
3 2 9 6
1
(0,25đ)
I2 = I1 – Iđ3 =
A
6 1 2 1 2 3
(0,25đ)
Do R2 =
108
6 1 18
2
I UR
(0,25đ)
c Để đèn sáng bình thường độ giảm hiệu điện R1 phải : UR1 = Uđ1 – Uđ3 = 12 – = 6V (0,5đ)
Đồng thời cường độ dòng điện qua R1 phải lớn cường độ định mức đèn Đ3 :
IR1 =
A R
R UR
5 , 0 6
1
1
(0,5đ) Suy R1
12
5 , 0
6
(0,5đ)