Đặt vào hai đầu các cách ghép trên hiệu điện thế không đổi U = 24V rồi đo cường độ dòng điện mạch chính trong các cách ghép đó thì chỉ thu được 4 giá trị, trong đó giá trị lớn nhất là 9A[r]
(1)ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN: VẬT LÝ- LỚP Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Bài (2đ) Một cái cốc đựng hòn sỏi có khối lượng m = 48g và khối lượng riêng D = 2.10 Kg/m3 Thả cốc này vào bình hình trụ chứa chất lỏng có khối lượng riêng D 1=800Kg/m3 thì thấy độ cao chất lỏng bình là H= 20 cm Lấy hòn sỏi khỏi cốc thả nó vào bình chứa chất lỏng thì thấy độ cao chất lỏng bình bây là h Cho biết diện tích đáy bình là S = 40cm2 và hòn sỏi không ngấm nước Hãy xác định h Bài 2( 3đ): Một nhiệt lượng kế có khối lượng m 1=120 g chứa lượng nước có khối lượng m 2=600g cùng nhiệt độ t1=200C người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m= 180g đã nung nóng tới 100 0C Khi có cân nhiệt, nhiệt độ là t= 24 0C tính khối lượng nhôm và thiếc có hỗn hợp Cho biết nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế, nhôm và thiếc là:C 1=460J/kg.K ; C2=4200J/kg.K C3=900J/kg.K C4=230J/kg.K Bài (3đ) Có ba điện trở R1, R2, R3 (R1 0, R2 0, R3 0) ghép thành (không ghép hình và tam giác, không ghép đoản mạch các điện trở, cách ghép chứa điện trở) Hỏi có tất bao nhiêu cách ghép R1, R2, R3 thành Vẽ các cách ghép đó (Xét trường hợp đổi chỗ các điện trở mà dẫn đến điện trở mạch có thể thay đổi) Đặt vào hai đầu các cách ghép trên hiệu điện không đổi U = 24V đo cường độ dòng điện mạch chính các cách ghép đó thì thu giá trị, đó giá trị lớn là 9A Hỏi cường độ dòng điện mạch chính các cách ghép khác là bao nhiêu Bỏ qua điện trở các dây nối Bài ( 2,0 điểm ) Cho mạch điện hình Biết R1 = R3 = 30 ; R2 = 10 ; R4 là biến trở Hiệu điện hai điểm A và B là UAB = 18V không đổi R1 R2 Bỏ qua điện trở dây nối và ampe kế C Cho R4 = 10 Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB và cường độ dòng điện A mạch chính đó ? B A Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bao nhiêu để ampe kế 0,2A và dòng điện R3 D R4 chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? Hết HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG VẬT LÝ lớp - năm học 2009-2010 (2) Bài Biểu điểm Nội dung đáp án 1(2đ) Gọi mực chất lỏng bình có độ cao chứa cốc là H0 Khi thả hòn sỏi vào cốc thì chất lỏng dâng lên thêm H Ta có : H= H- H0 (1) Ta lại có PTCB lực: P =FA 10m = 10 D1.V1(V1 là thể tích chất lỏng dâng lên) m = D1 H.S m H= D1.S 0,25đ 0,5 đ (2) 0,25đ m Từ (1) và (2) H0 = H- D1.S m Ta lại có thể tích hòn sỏi: V= D 0,25đ Mực nước bình lúc bỏ hòn sỏi và thả vào bình là: 0.5 đ 0.25đ m V m h = H0 + S = H- D1.S + D.S 2(3đ) Thay số: h =19,1cm - Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào là: Q1=( m1C1 + m2C2).(t- t1) - Nhiệt lượng bột nhôm và thiếc tỏa là: Q2=( m3C3 + m4C4).(t2- t) Khi cân nhiệt: Q1= Q2 ( m1C1 + m2C2).(t- t1) =( m3C3 + m4C4).(t2- t) 0,25đ 0,5 đ 0,5 đ m1C1 m C2 t t1 t2 t m3C3 + m4C4 = 900 m3 + 230 m4 = 135,5 (1) (2) Ta lại có: m3 + m4 = 0,18 Từ (1) và (2) ta có: m3 =140g ; m4 = 40g Vậy khối lượng nhôm là 140g; thiếc là 40g 3(3đ) 3.1(1.25đ) 0,25đ 0,5 đ 0,25đ 0,5 đ 0,25đ Ta có tất cách ghép thoả mãn R1 R1 R2 R3 R2 R1 R2 0,25đ R1 R2 R3 R3 R3 R1 R3 R1 R2 R3 R2 R2 R3 R1 R1 R2 0,5đ R3 0,5đ 3.2(1.75đ) Khi ghép các điện trở với thì ta dạng mạch (3) 0,5 đ Dạng b Dạng a Dạng c * Khi đặt vào mạch trên cùng hiệu điện U mà thu giá trị I mạch, đó có số mạch có R tđ Ta nhận thấy 0,25đ dạng mạch a,b đã cho giá trị giá trị còn lại là dạng mạch c và d Như mạch dạng c phải có điện trở tương đương và mạch dạng d phải có điện trở tương đương Điều này xảy điện trở và R * Cường độ dòng mạch chính lớn điện trở mắc song song Ra = R 24 = 0,25đ R = 8 Dạng b: Rb = 24 Ib = 1A Dạng c : Rc = 12 Ic = 2A 0,25đ 0,25đ 0,25đ Dạng d : Rd = 16/3 Id = 4,5A (2đ) 4.1(0,75đ) Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D Mạch điện mắc sau : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) Vì R1 = R3 = 30 nên R13 = 15 Vì R2 = R4 = 10 nên R24 = 5 Vậy điện trở tương đương mạch điện là : RAB = R13 + R24 = 15 + = 20 ( ) Cường độ dòng điện mạch chính là : I= 4.2(1,25đ) 0,25đ 0,25đ 0,25 U AB 18 = =0,9( A) R AB 20 đ Gọi I là cường độ dòng điện chạy mạch chính Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D Mạch điện mắc sau : R2 I1 R C ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) Do R1 = R3 nên I1 I2 IA I I1 = I3 = I2 = A R4 I R 2+ R A I I3 Cường độ dòng điện qua ampe kế là : I R3 D I4 B R4 0,25đ R4 => IA = I1 – I2 = − R + R I => IA = I ( R2 − R 4) I (10− R4 ) = 2( R2 + R4 ) 2(10+ R ) = 0,2 ( A ) (1) 0,25đ (4) Điện trở mạch điện là : RAB = R1 R2 R4 10 R + =15+ R 2+ R 10+ R 0,25đ Cường độ dòng điện mạch chính là : I= 18(10+R ) U 18 = = R AB 10 R4 150+25 R4 15+ 10+R (2) 0,25đ Thay ( ) vào ( ) rút gọn ta : 14R4 = 60 => R4 = 30 ( ) 4,3 ( ) Ghi chú: HS làm cách khác đúng cho điểm tối đa./ 0,25đ (5)